2022年天津中德應用技術大學專升本機械電子工程專業(yè)考試大綱2

《機械制造基礎》主要知識點

一、切削基礎知識

知識點：機床切削運動、分析典型機床加工工藝的切削運動、切削用量、切削層

1.切削加工：是用切削工具從毛坯上切去多余的部分，獲得幾何形狀、尺寸和表面結構等方面符合圖紙要求的零件的過程。

2.金屬切削機床的運動分為切削運動和輔助運動。

(1)切削運動：是切削加工時，刀具與工件之間的相對運動，可分為主運動和進給運動。

1)主運動是刀具與工件之間的主要相對運動。一般，主運動速度最高，消耗功率最大，機床通常只有一個主運動。

2)進給運動是配合主運動實現(xiàn)依次連續(xù)不斷地切除多余金屬層的刀具與工件之間的附加相對運動。進給運動與主運動配合即可完成所需的表面幾何形狀的加工，根據(jù)工件表面形狀成形的需要，進給運動可以是多個，也可以是一個;可以是連續(xù)的，也可以是間歇的。

(2)輔助運動：是除主運動和進給運動之外，為完成工件的加工全過程所需的其它運動。它包括以下幾類：空行程運動、切入運動、分度運動、操縱及控制運動等。

3.工件表面

(1)待加工表面——是工件上有待切除的表面。

(2)已加工表面——是工件上經刀具切削后產生的新表面。

(3)過渡表面(加工表面)——過渡表面是工件上由切削刃形成的那部分表面。

4.切削用量三要素：切削速度Vc、進給量f(進給速度Vf)、切削深度ap(背吃刀量)

5.切削層尺寸三要素：切削寬度bD、切削厚度hD、切削面積Ac

二、切削原理

知識點：切削變形、切削力、切削熱與切削溫度以及刀具的磨損、刀具壽命、卷屑與斷屑等。

1.切削過程實質是一個金屬材料受擠壓作用產生變形的過程 。

2.切削塑性金屬通常經歷彈性變形、塑性變形、擠裂、切離四個階段。

3.金屬切削過程四大規(guī)律：金屬切削變形、切屑的種類、切削力與切削熱、刀具磨損與耐用度四大規(guī)律。

(1)根據(jù)實驗時的切削層變形圖片可繪制如圖所示的切削變形模型，其變形大致可分為三個變形區(qū)。

(2)切屑的種類及控制

(3)切削力來源及分解

(4)切削熱來源及傳散

(5)刀具的磨損及耐用度

(6)切削液

(7)積屑瘤：由于刀屑接觸面的摩擦，當切削速度不高又形成連續(xù)切屑時，加工鋼料和其它塑性材料時，常常在刀刃處粘著剖面呈三角狀硬塊。硬度為工件硬度的2-3倍，這塊金屬被稱為積屑瘤。

產生原因：由于切屑與刀具的發(fā)生強烈的摩擦，使切屑底面金屬的流動速度變慢而形成滯流層，在切削過程中產生的適當溫度和壓力的作用下，當滯流層金屬與前刀面的外摩擦阻力大于切屑內部的分子結合力時，部分滯流層金屬就會粘接在刀刃上形成積屑瘤。

作用：增大實際前角，減少變形和切削力;保護切削刃、降低刀具磨損。

避免方法：降低切削速度，使溫度降低到不易產生粘結現(xiàn)象;采用高速切削，使溫度高于積屑瘤消失的極限溫度;調整刀具角度，增大刀具前角，減小刀屑接觸壓力;更換切削液，使用潤滑性好的切削液和精研刀具表面，降低磨擦 ;提高工件材料硬度，減小材料硬化指數(shù)。

(8)加工硬化：切削塑性材料時，往往發(fā)現(xiàn)工件已加工表面的硬度，比工件材料原來的硬度有顯著提高現(xiàn)象。

作用：提高工件的耐磨性，但增大表面層的脆性，降低零件抗沖擊的能力。

解決方案：增大刀具前角、使用鋒利的刀具、提高切削速度、采用適宜的切削液等，都可減少變形和摩擦，都可以減輕加工硬化。

三、刀具性能材料和刀具角度

知識點：刀具性能與刀具材料、刀具角度

(一)刀具性能與刀具材料

1.刀具材料應具備的性能：高的硬度和耐磨性、足夠的強度和韌性、高耐熱性、良好的工藝性和經濟性。

2.生產中所用的刀具材料以高速鋼和硬質合金居多。

1)碳素工具鋼：低速、簡單的手工工具。T10A T12A

2)合金工具鋼：制造形狀復雜、要求淬火變形小的刀具。9SiCr CrWMn

3)高速鋼：制造形狀復雜的成形刀具和精加工刀具。W18Cr4V W6Mo5Cr4V2

4)硬質合金：大多數(shù)車刀、端銑刀和部分立銑刀,缺點是抗彎強度低，不能承受較大的沖擊載荷。YG YT YW類硬質合金

3.新型刀具材料：陶瓷、金剛石、立方氮化硼。

(二)刀具角度

1.切削刀具結構

三面：前刀面，主后刀面，副后刀面

兩刃：主切削刃，副切削刃

一尖：刀尖

2.正交平面參考系：基面Pr，切削平面Ps，正交平面Po

3.刀具基本角度名稱、作用

前角γo：增大前角，主切削刃鋒利，切削輕快，減小切削力和切削熱。但過大刀刃很脆弱，容易崩刃。

后角αo：增大可以減少主后刀面與工件之間的摩擦和主后刀面的磨損。但過大刀刃強度降低。

主偏角Kr：減小可得到薄而寬的切屑，增大散熱面積，使刀具壽命提高。同時Fp增加。

副偏角Kr’：減小可減小切削殘留面積，降低表面粗糙度。

刃傾角λs：正值的刃傾角能使切屑流向待加工表面。

四、典型機床加工

知識點：車削、銑削、孔和螺紋加工、磨削。

(一)車削

1.車床的代號

2.車刀

3.車削夾具

A.三爪卡盤

B.四爪卡盤

C.雙頂尖

D.卡盤-頂尖，卡盤-中心架、跟刀架

E.心軸

F.花盤

4.車削方法 車外圓、車端面、車錐度、車孔、車螺紋

(二)銑削

1.銑床的代號

2.銑刀

3.銑削夾具

A.平口鉗

B.分度頭

C.回轉工作臺

4.銑削方法 端面銑削和周邊銑削 平面銑削、銑削臺階溝槽

(三)孔和螺紋加工

1.孔加工設備

2.鉆孔、擴孔、鉸孔、鏜孔、螺紋加工

(四)磨削

1.砂輪的特性包括磨料、粒度、結合劑、硬度、強度組織、形狀與尺寸等方面。

2.內外圓磨削

3.平面磨削

4.無心磨削

五、機械制造工藝方案

(一)制訂工藝方案基礎知識

1、生產過程：機械產品制造時，將從原材料開始直到制成機械成品的全部勞動過程。

2、機械加工工藝過程

3、工藝過程分為工序、安裝、工位、工步、走刀等組成部分。

4、生產綱領

5、零件定位和基準

(1)定位

1)定位：使工件在機床上占據(jù)正確位置的過程，稱為定位。

2)夾緊：將工件在加工時保持在原先確定位置上的過程，稱為夾緊。

3)工件的定位形式：完全定位、不完全定位、欠定位、過定位。

(2)基準

1)設計基準

2)工藝基準

3)測量基準

4)裝配基準

(3)定位基準的選擇

1)粗基準的選擇原則：以不加工的表面作為粗基準;選擇要求加工余量均勻的表面作為粗基準;選擇余量最小的表面作為粗基準;選擇平整、光潔、尺寸足夠大的表面作為粗基準;粗基準應盡量避免重復使用。

2)精基準的選擇原則：基準重合原則;基準統(tǒng)一原則;互為基準原則;自為基準原則;便于裝夾原則。

(二)典型零件加工工藝方案

1、軸類零件加工工藝方案

2、箱體類零件加工工藝方案

3、套筒類零件加工工藝方案