2023年天津中德應(yīng)用技術(shù)大學(xué)專升本機(jī)械制造基礎(chǔ)考試大綱

一、切削基礎(chǔ)知識

知識點(diǎn)：機(jī)床切削運(yùn)動(dòng)、分析典型機(jī)床加工工藝的切削運(yùn)動(dòng)、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(jié)構(gòu)等方面符合圖紙要求的零件的過程。

2．金屬切削機(jī)床的運(yùn)動(dòng)分為切削運(yùn)動(dòng)和輔助運(yùn)動(dòng)。

（1）切削運(yùn)動(dòng)：是切削加工時(shí)，刀具與工件之間的相對運(yùn)動(dòng)，可分為主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。

1）主運(yùn)動(dòng)是刀具與工件之間的主要相對運(yùn)動(dòng)。一般，主運(yùn)動(dòng)速度最高，消耗功率最大，機(jī)床通常只有一個(gè)主運(yùn)動(dòng)。

2）進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是配合主運(yùn)動(dòng)實(shí)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(yùn)動(dòng)。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)與主運(yùn)動(dòng)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(jìn)給運(yùn)動(dòng)可以是多個(gè)，也可以是一個(gè)；可以是連續(xù)的，也可以是間歇的。

（2）輔助運(yùn)動(dòng)：是除主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)之外，為完成工件的加工全過程所需的其它運(yùn)動(dòng)。它包括以下幾類：空行程運(yùn)動(dòng)、切入運(yùn)動(dòng)、分度運(yùn)動(dòng)、操縱及控制運(yùn)動(dòng)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(jīng)刀具切削后產(chǎn)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(jìn)給量f（進(jìn)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(diǎn)：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(shí)質(zhì)是一個(gè)金屬材料受擠壓作用產(chǎn)生變形的過程 。

2．切削塑性金屬通常經(jīng)歷彈性變形、塑性變形、擠裂、切離四個(gè)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(shí)驗(yàn)時(shí)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(gè)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(dāng)切削速度不高又形成連續(xù)切屑時(shí)，加工鋼料和其它塑性材料時(shí)，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(chǎn)生原因：由于切屑與刀具的發(fā)生強(qiáng)烈的摩擦，使切屑底面金屬的流動(dòng)速度變慢而形成滯流層，在切削過程中產(chǎn)生的適當(dāng)溫度和壓力的作用下，當(dāng)滯流層金屬與前刀面的外摩擦阻力大于切屑內(nèi)部的分子結(jié)合力時(shí)，部分滯流層金屬就會(huì)粘接在刀刃上形成積屑瘤。

作用：增大實(shí)際前角，減少變形和切削力；保護(hù)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(chǎn)生粘結(jié)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(diào)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(shí)，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(diǎn)：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(yīng)具備的性能：高的硬度和耐磨性、足夠的強(qiáng)度和韌性、高耐熱性、良好的工藝性和經(jīng)濟(jì)性。

2．生產(chǎn)中所用的刀具材料以高速鋼和硬質(zhì)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(fù)雜、要求淬火變形小的刀具。9SiCr    CrWMn

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

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

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(qiáng)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(shí)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(jī)床加工

知識點(diǎn)：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(zhuǎn)工作臺(tái)

4．銑削方法 端面銑削和周邊銑削  平面銑削、銑削臺(tái)階溝槽

（三）孔和螺紋加工

1．孔加工設(shè)備

2．鉆孔、擴(kuò)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(jié)合劑、硬度、強(qiáng)度組織、形狀與尺寸等方面。

2．內(nèi)外圓磨削

3．平面磨削

4．無心磨削

五、機(jī)械制造工藝方案

（一）制訂工藝方案基礎(chǔ)知識

1、生產(chǎn)過程：機(jī)械產(chǎn)品制造時(shí)，將從原材料開始直到制成機(jī)械成品的全部勞動(dòng)過程。

2、機(jī)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(chǎn)綱領(lǐng)

5、零件定位和基準(zhǔn)

（1）定位

1）定位：使工件在機(jī)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(shí)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(zhǔn)

1）設(shè)計(jì)基準(zhǔn)

2）工藝基準(zhǔn)

3）測量基準(zhǔn)

4）裝配基準(zhǔn)

（3）定位基準(zhǔn)的選擇

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

2）精基準(zhǔn)的選擇原則：基準(zhǔn)重合原則；基準(zhǔn)統(tǒng)一原則；互為基準(zhǔn)原則；自為基準(zhǔn)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