天津大学机械制造技术基础1复习大纲

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第一章机械制造技术概论

1.1制造与制造技术

生产、制造、制造业、制造技术、制造系统特性（结构、转变、程序）

1.2先进制造哲理与先进生产模式

批量法则

成组技术、成组编码、成组生产单元、成组技术在设计、加工和管理中的应用

计算机集成制造、并行工程、面向X 的设计（零件结构工艺性分析）、精良生产与敏捷制造

1.3机械制造工艺过程与工艺方法

机械制造工艺过程(毛坯、加工、热处理、装配) 零件制造方法(材料成形、去除、累加)

切削加工成形运动(主运动、进给运动、定位和调整) 典型表面加工方法(外圆、孔、平面、螺纹、齿形)

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1.4机械加工工艺过程

机械加工工艺过程

工序、安装、工位、工步、走刀

基准(设计、工艺(工序、定位(粗、精、附加)、测量、装配)) 工序图绘制要点

生产类型（单件小批、成批、大批大量），年生产纲领

第一章机械制造技术概论

32.1机床

机械加工工艺系统

机床分类及型号，基本组成，技术参数(尺寸、运动、动力参数），机床精度(几何、运动精度)，机床的刚度(静、动刚度)

2.2工件的装夹与机床夹具概述

定位与夹紧，工件装夹形式(直接找正、划线、夹具) 机床夹具组成(定位、夹紧、对刀导向、连接、夹具体) 机床夹具分类（通用、专用、可调、组合、随行）、功用

2.3工件在夹具上的定位

定位(六点定位原理、完全/不完全定位、欠/过定位)，典型定位元件限制的自由度

定位误差、求解(几何、微分)、来源（基准位置、基准不重合） 定位元件(平面(支承钉/板)、孔(销/心轴)、外圆(套筒/V 形块))

夹紧(夹紧力方向、作用点)，常用夹紧机构(斜楔、螺旋、偏心、定心、联动）

第二章机床与夹具

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2.4工件的夹紧

夹紧力方向、作用点的选择

常用夹紧机构（斜楔、螺旋、偏心、定心、联动）

2.5各类机床夹具

典型结构形式，定位与夹紧，设计要点

2.6夹具设计步骤

夹具设计的一般步骤

第二章机床与夹具

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3.1切削刀具基础知识

刀具的结构(车刀的3面2刃1尖)

刀具坐标系(切削平面、基面、正交平面)

刀具的几何角度(刃倾角、主偏角/副偏角、前角/后角)、刀具的工作角度(横切、纵切)

切削用量（切削速度、进给量、背吃刀量）

刀具材料具备的性能(硬度和耐磨、强度和韧性、耐热、工艺性、经济性)、刀具材料种类(工具钢(碳素工具钢、合金工具钢、高速钢)、硬质合金（K/P/M 应用范围）、陶瓷、金刚石、立方氮化硼)

第三章切削过程及其控制

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3.2切削过程

直角自由切削研究切屑形成

金属切削过程(始滑移线、终滑移线、剪切角)、三个变形区 定量分析变形(变形系数、剪应变)

切屑与前刀面的摩擦变形(粘结区、滑动区、积屑瘤产生原因) 切屑类型(带状、节状/挤裂、粒状/单元、崩碎)

影响切削变形的因素（工件材料、刀具几何参数、切削用量） 脆性材料的切削过程（断裂破碎）

3.3切削力

切削力来源(变形、摩擦)、切削分力用途(切削力、进给力、背向力)、切削力测量(功率表、测力仪(电阻式/压电式))

计算：经验公式（a p 影响最大）、单位面积切削力、工作功率（切削功率、进给功率）、机床电动机功率

影响因素(工件材料、刀具几何参数、切削用量、刀具材料、切削液、刀具磨损)

第三章切削过程及其控制

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3.4切削热与切削温度

切削热的来源（三个切削变形区）与传出（切屑、工件、刀具、介质）

切削温度、切削温度的分布

切削温度的测量（热电偶(自然/人工)、红外线）

影响温度的主要因素（切削用量、刀具几何参数、工件材料、刀具磨损、切削液）

3.5刀具磨损、破损与使用寿命

刀具磨损形式(前刀面、后刀面、边界磨损)

刀具磨损原因(磨料、粘结、扩散、化学、热电)

刀具磨损过程三个阶段(初期、正常、急剧)、磨钝标准 刀具使用寿命(定义、实验公式（切速影响最大）) 刀具破损(定义、主要形式)、刀具破损寿命 检测与监控(常规、力与功率检测、声检测)

第三章切削过程及其控制

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3.6金属切削条件的合理选择

工件材料的切削加工性(定义、衡量指标、影响因素(物理力学、化学成份、金相组织)、改善途径（调整化学成份、热处理）)

刀具几何参数的合理选择(前/后角的选择、主/副偏角、刃倾角) 刀具使用寿命的选择

切削用量的选择(常规方法(切深、进给量、切速、校验)

切削液的合理选用（工件材料、刀具、加工方法、加工要求）

3.7磨削原理

砂轮(磨料、粒度、结合剂、硬度、组织)

磨削过程(磨屑形成三阶段：弹性、塑性、切削) 磨削力（径向力最大）与磨削功率

磨削温度(工件平均温度、磨粒磨削点温度、磨削区温度) 砂轮磨损（磨耗、破碎）与修整

磨削液(油基(矿物油/极压油)、水基(乳化液/化学合成液/无机盐磨削液 高效磨削(强力磨削、砂带磨削)

第三章切削过程及其控制

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3.8高速切削与磨削

高速加工(定义、特点、Salomon 曲线、关键技术)

高速加工机床(高速主轴（电主轴）、进给（高速滚珠丝杠、直线电机、虚拟轴）、CNC 、床体（静刚度、动刚度、热刚度）、切削处理与温控、安全与检测)、刀具材料与刀柄

高速切削加工及其应用(不同材料、行业、干切与准干切) 高速磨削加工及其应用(定义、砂轮与修整、应用)

第三章切削过程及其控制

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4.1机械加工质量概述

机械加工质量、加工精度(尺寸、形状、位置)与加工误差、加工表面质量（粗糙度、表面变质层）

表面质量对使用性能的影响(耐磨、疲劳、耐蚀、配合、密封) 原始误差，原始误差的分类，误差敏感方向

机械加工精度获得的方法(尺寸、形状、位置精度)

4.2加工前的原始误差

原理误差，量具误差与测量误差，装夹误差与夹具误差，刀具误差与调整误差

机床误差(主轴回转误差（径向、轴向、角度摆动）、导轨导向误差、成形运动间的位置关系、传动链的传动误差（提高传动精度的措施）)

4.3加工过程中的原始误差

工艺系统受力变形，工艺系统刚度

工艺系统刚度对加工精度的影响(切削力位置变化、切削力大小变化(误差复映))

第四章机械加工质量

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4.3加工过程中的原始误差

提高工艺系统刚度的措施（工件、刀具、机床和夹具）

工艺系统受热变形，热源（内部、外部）、温度场、热平衡 机床热变形、刀具热变形、工件热变形

减小热变形的措施（减少热量产生、散热、均衡温度场、环境） 工艺系统磨损(机床、刀具、夹具、量具) 减少工艺系统磨损的措施

残余应力对加工精度的影响（毛坯、热处理、冷校直、切削），减小残余应力变形的措施

4.4加工误差的统计分析

加工误差、系统误差(常值、变值)、随机误差

分布图分析法(直方图、理论分布曲线——正态分布)、分布图的应用(判断加工误差性质、计算(常值系统误差、随机误差、不合格率、工序能力系数))

点图分析法(单值点图、图)

第四章机械加工质量

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4.5加工表面质量的影响因素

切削加工表面粗糙度(理论粗糙度、积屑瘤、鳞刺、切削机理、颤振、切削刃的损坏与磨损)，控制(刀具、工件、切削条件) 减小磨削加工表面粗糙度的措施 加工变质层(加工硬化、残余应力)

加工硬化(冷作硬化)因素与控制(刀具、工件、切削条件) 残余应力的因素(刀具、工件、切削条件)

磨削烧伤与磨削裂纹，控制措施(磨削用量、冷却液、砂轮、工艺)

4.6机械加工中的振动

强迫振动、自激振动

自激振动机理(再生机理、振型耦合机理) 机械加工中振动的防治

第四章机械加工质量