最新机械制造工程原理知识点复习整理

机械制造工程原理

1、切削加工过程的两个基本要素：成型运动和刀具。

2、发生线：母线和导线。

3、形成发生线的方法：轨迹法，成形法，相切法，展成法。

4、成型运动的种类：

简单成形运动（直线运动和旋转运动）：各个部分相互独立，没有严格的相对运动关系。

复合运动：各个部分相互依存，保持严格的相对运动关系。

5、合成切削运动：

主运动：刀具的切削部分切入工件材料，使被切金属层转变为切屑，从而形成工件新表面，是刀具与工件之间的主要相对运动。

进给运动：使切削加工持续不断进行，形成具有所需几何形状的已加工表面。

6、主运动方向：切削刃上选定点相对于工件的瞬时主运动方向。

切削速度：切削刃上选定点相对于工件主运动的瞬时速度。

7、工件上的加工表面：

待加工表面：加工时即将被切除的表面。

已加工表面：已被切除多与金属而形成符合要求的工件新表面。

过渡表面：加工时由主切削刃正在切削的那个表面。

8、切削用量三要素：

切削速度：

进给量：工件或刀具每回转一周时二者沿进给方向的相对位移。

切削深度：工件上已加工表面和待加工表面间的垂直距离。

9、刀具材料具备的基本性能

硬度，耐磨性，耐热性，强度和韧性，减磨性，导热性和热膨胀系数，工艺性和经济性。

10、刀具常用材料

高速钢：（W MO CR V）优点：强度，韧性和工艺性能好，价格便宜，工艺性好，广泛用于复杂刀具和小型刀具。缺点：不能承受高温，高硬度，高强度的材料。

硬质合金：工艺性差，主要用于制作简单刀具，允许切削速度高

超硬刀具材料

11、切削加工：使刀具接近工件，然后使刀具对工件做相对运动，由于工件内部产生较大的应力而引起工件材料破坏，把不需要的部分作为切屑剥离出来，加工出所需形状，尺寸和表面质量的工件。

金属切削过程：工件的被切金属层在刀具前刀面的推挤下，沿着剪切面产生剪切变形并转变为切屑的过程，也可以说是金属内部不断滑移的过程。实质是：工件材料的剪切变形和挤压摩擦。

12、金属切削的三个变形区：

A、主要特征：沿滑移线的剪切变形和随之产生的加工硬化现象。切削速度高，宽度较小

0.02-0.2mm，近似平面，成为剪切面。

B、切屑沿着前刀面流动，前刀面与切屑的摩擦力作用，切屑底部的晶粒进一步纤维化，方向与前刀面平行。

C、后到面与已加工表面的挤压和摩擦，使已加工表面产生晶粒的纤维化和冷硬效果。

13、切削变形的表达：

变形系数：直观的反应了切削变形程度，但很粗略，有时不能反映剪切变形的真实情况。切削层公称厚度hd越小，变形系数越大。

剪应变：

剪切角：

描述切削机理的指标：切削层参数：切削层公称厚度h0，切削层公称宽度b0，切削面积14、切屑的分类：

带状切屑：塑性材料，切削厚度较小，切削速度较高，前角较大。

节状切屑：切削速度较低，切削厚度较大。

粉状切屑：塑性材料，切削速度较低。

崩碎切屑：脆性材料。

切削的形态是随着切削条件的改变而转化的。在形成节状切屑的情况下，若减小前角或加大切削厚度，可以得到单元切屑，反之得到带状切屑。

工件材料脆性越大，切屑厚度越大，切屑卷曲半径越小，切屑就越容易折断。脆性材料，切削力集中在刀尖附近，易取较小的前角和较小的后角。

15、积屑瘤的形成：

在金属切削过程中，常常有一些从切屑和工件上的金属冷焊并层积在前刀面上，形成一个非常坚硬的金属堆积物，能够代替刀刃进行切削，并且已一定的频率生长和脱落，成为积屑瘤。在切削速度不高而又能形成带状切屑的情况下产生。

16、积屑瘤对切削过程的影响：

保护刀具，增大前角，增大切削厚度，增大已加工表面的粗糙度，加速刀具磨损。

17、对待积屑瘤的态度：

粗加工：利用，保护刀具，减小切削变形。

精加工：不希望。控制积屑瘤：改变切削速度，加注切削液和增大前角。

18、影响切削变形的因素：

工件材料：强度和硬度越大，变形系数越小。

刀具前角：前角大，变形系数增大。

切削速度的影响：

切削厚度的影响：厚度增大，变形系数减小。

19、切削力（fc切削速度，和基面及进给方向垂直、fp、ff）的来源：

切削层金属、切屑和工件表层金属的弹塑性变形所产生的抗力。

刀具与切屑、工件表面的摩擦阻力。

20、影响切削力的因素：

工件材料：强度、硬度越高，切削力越大；塑性愈大，切削变形越大，切削力越大。

切削用量的影响：切深影响比进给量大，为了提高生产率，加大进给量有利。

切削速度增加，切削力减小。

刀具几何参数：前角加大，切削力增大。塑性材料影响较大，脆性材料影响较小。

负棱角使切削力变大。

刀具磨损的影响：后到面磨损，总切削力增大。

21、切削热的来源：切削层金属的弹塑性变形，切屑与前刀面，工件与后到面的摩擦。

传导：工件、切屑、刀具、周围介质。

分布规律：塑性材料：温度最高处事在距离刀尖一定长度的地方。

脆性材料：刀尖处且靠近后到面的地方。

22、影响切削温度的因素：

切削用量的影响：切削速度增大，切削热提高，不成正比。

进给量的增大，切削热提高。

切削深度影响很小。

刀具几何参数：前角大，切削温度低。

主偏角增大，温度提高。

刀具磨损，温度升高。

工件材料：强硬度越高，切削热越大。合金钢高于45钢；塑性材料高于脆性材料。

23、刀具磨损：前刀面，后到面，前后刀面。

24、磨损机理：

磨料磨损：各种切削速度都存在，低速是刀具磨损的主要原因、

冷焊磨损：物理作用，在中等偏低的速度下切削塑性材料较严重。

扩散磨损：化学作用：

氧化磨损：

热电磨损：

25、磨损过程：

初期磨损：在极短的时间内，VB上升很快。

正常磨损：磨损量缓慢均匀增加，曲线斜率代表磨损强度。

剧烈磨损：磨损快，强度大。进入前必须换刀。

26、磨钝标准：最大的允许磨损值，后到面磨损带中间部分平均量允许达到的最大值，用VB表示。

27、刀具的使用寿命或者为刀具的耐用度：刃磨好的刀具自开始切削直到磨损量达到磨钝标准为止的净切削时间。

28、切削用量的选择原则：

（速度影响最大）在提高生产率的同时，又希望刀具使用寿命下降的不多的情况下：首先尽量选用大的切削深度，然后根据加工条件和加工要求选取允许的最大进给量，最后根据刀具的使用寿命或机床功率选取最大的切削速度。

29、刀具的使用寿命选择：生产率最高，生产成本最低，利润率最大。

30、刀具磨损：刀具不经过正常磨损，而在很短的实践内突然失效。

烧刃、卷刃（工具钢，高速钢）、崩刃（硬质合金）、断裂、表层脱落。

加工精度：零件加工后的几何尺寸与理想几何尺寸的接近程度。

31、选择刀具几何参数的一般性原则：

要考虑工件的实际情况。

考虑刀具材料和刀具结构

考虑各个几何参数的之间的联系。

考虑具体的加工条件。

32、前角的功用：

影响切削区的变形程度：增大前角，可以减小切削变形，减小切削力、切削热和切削功率。用于精加工。

影响切削刃与刀头强度、受力性质和散热条件：增大前角会使切削刃与刀头强度降低，刀头的导热面积和容热体积减小。

影响切削刃形态和断屑效果

影响已加工表面质量。

33、合理前角的选择（取决于刀具材料和工件材料的性质）:强度硬度低，较大的前角；塑性材料，较大的前角。

合理主偏角的选择：

粗加工和半精加工是，硬质合金一般选用较大的主偏角，较小振动，延长刀具的寿命，容易断屑，可以采用大的切削深度。