机械制造工艺学概念

第一章

1. 工艺系统： 零件进行机械加工时，必须具备一定的条件，既要有一个系统来支持，称之为机械制造工艺系统。

2. 机械工艺加工过程有：

3. 工序：一个（或一组）工人在一个工作地点对一个（或同时对几个）工件连续完成的那一部分工艺过程。

安装:如果在一个工序中需要对工件进行几次装夹，则每次装夹下完成的那部分工序内容称为一个安装。

4. 工位： 在工件的一次安装中，通过分都（或移位）装置，使工件相对于机床床身变换加工位置，则把每一个加工位置上的安装内容称为工位。

5. 生产纲领： 在计划期内，应当生产的产品产量和进度计划成为生产纲领。

6. 定位原理有:

7. 六点定位原理： 采用6个按一定规则布置的约束点来限制工件的6个自由度，实现完全定位，称之为6点定位原理。

8. 完全定位： 限制了6个自由度。 不完全定位: 限制了1~5个自由度。

9. 欠定位： 在加工时根据被加工面的尺形状和位置要求，应限制的自由度未被限制，即约束点不足，这样的情况叫欠定位。

10. 过定位： 工件定位时，有一个自由度同时被两个或两个以上的约束点所限制，称为过定位。

第二章 四、机械加工精度及其控制（重点）

1. 误差敏感方向： 为了便于分析原始误差对加工精度的影响，我们把对加工精度影响最大的那个方向称为误差敏感方向。

2. 加工原理误差： 采用了近似的成形运动或近似的切削刃轮廓进行加工产生的误差。

3. 主轴回转误差及基本形式： 主轴回转误差，是指主轴实际回转轴线对其理想回转轴线的漂移。基本形式有： 径向圆跳动 、 轴向圆跳动 、 倾角摆动 。

4. 传动链传动误差： （1）传动链精度分析（2）传动精度的测量与信号处理（3）传动误差的估算和对加工精度的影响（4）减少传动链传动误差的措施

5. 工艺系统刚度：

6. 误差复映： 加工有圆度误差的毛坯时工艺系统受力变形的变化而使工件产生相应的圆度误差，这种现象叫做误差复映。

7. 提高工艺系统刚度的措施： 一、提高系统刚度（1）合理的结构设计（2）提高连接表面的接触刚度（3）采用合理的装夹和加工方式，二、减小载荷及其变化

8. 热变形： 在机械加工过程中，工艺系统会受到各种热的影响而产生温度变形。

9. 工艺系统热平衡： 当工件、刀具和机床的温度达到某一数值时，单位时间内散出的热量与从热源传入的热量趋于相等，这时工艺系统就达到了热平衡状态。

10. 减少工艺系统热变形对加工精度影响的措施： （1）减少热源的发热和隔离热源（2）均衡温度场（3）采用合理的机床部件结构及装配基准（4）加速达到热平衡状态（5）控制环境温度

11. 系统误差：

12. 工序能力： 所谓工序能力是指工序处于稳定状态时，加工误差正常波动的幅度。

13. 误差补偿： 人为地在系统中引入一个附加的误差源，使之与系统中现存的表现误差项抵消。 分布图分析法：

±3σ原则：

第三章 五、机械加工表面质量及其控制

1. 零件表层的力学物理性能和化学性能：

（1）表面层金属的冷作硬化： 表面层金属硬度的变化用硬化程度和硬化层深度两个指标来衡量。（2）表面层金属的金相组织变化： 机械加工过程中，由于切削热的作用会引起表面层金属的金相

组织发生变化。

（3）表面层金属的残余应力： 由于切削力和切削热的综合作用，表面层金属晶格会发生不同程度的

塑性变形或产生金相组织变化，使表层金属产生残余应力。

2. 冷作硬化： 机械加工过程中产生的塑性变形，使晶格扭曲、畸变，晶粒间产生滑移，晶粒被被

拉长，这些都会使表面金属的硬度增加，统称为冷作硬化。

冷作硬化测量方法：

3. 回火烧伤： 如果磨削区的温度未超过淬火钢的相变温度，但已超过马氏体的转变温度，工件表

面金属马氏体将转化为硬度较低的回火组织。

4. 淬火烧伤： 如果磨削区的温度超过了相变温度，再加上冷却液的急冷作用，表层金属会出现二次淬火马氏体组织，硬度比原来的回火马氏体高；在它的下层，因冷却较慢，出现了硬度比原来的回火马氏体第的回火组织。

5. 退火烧伤： 如果磨削区的温度超过了相变温度，而磨削过程又没有冷却液，表层金属将产生退火组织，表层金属的硬度将急剧下降。

6. 影响表层残余应力的工艺因素： （1）切削速度和被加工材料的影响（2）前角的影响

7. 表面强化工艺：

（1）喷丸强化： 利用大量快速运动的珠丸打击被加工工件表面，使工件表面产生冷作硬层和压缩残余应力，可显著提高零件的疲劳强度和使用寿命。

（2）滚压加工： 利用经过淬硬精细研磨过的滚轮或滚珠，在常温状态下对金属表面进行挤压，将表层的凸起部分向下压，凹下的部分往上挤，逐渐将钱工序留下的波峰压平，从而修正工件表面的微观几何形状。

8. 机械加工产生的振动：

强迫振动：由外界周期性干扰力作用而引起的振动。

自激振动（颤振）： 机械加工过程中，在没有周期性外力作用下，由系统内部激发反馈产生的周期性震动。

9. 机械加工振动防止措施： 一、消除或减弱产生强迫振动的条件（1）减小机内外干扰力的幅值（2）适当调整振源的频率（3）采取隔震措施，二、消除或减弱产生自激振动的条件（1）减小前后两次切削的波纹重叠系数（2）调整振动系统小刚度主轴的位置（3）增加切削阻尼（4）采用变速切削方法加工，三、改善工艺系统的动态特性，提高工艺系统的稳定性（1）提高工艺系统的刚度（2）增大工艺系统的阻尼，四、采用各种消振减振装置（1）动力减震器（2）摩擦减震器（3）冲击式减振器

第四章二、机械加工工艺规程设计（重点）

1. 粗基准选择原则： （1）保证相互位置要求的原则（2）保证加工表面加工余量合理分配的原则（3）

便于工件装夹的原则（4）粗基准一般不得重复使用的原则

2. 精基准选择原则： （1）基准重合原则（2）统一基准原则（3）互为基准原则（4）自为基准原则

（5）便于装夹原则

3. 加工经济精度： 在正常加工条件下采用符合质量标准的设备、工艺装备和标准技术等级的工人不

延长加工时间所能保证的加工精度和表面粗糙度。

4. 工艺顺序安排原则： （1）先加工基准面，在加工其他表面（2）一边情况下，先加工平面，后加

工孔（3）先加工主要表面，后加工次要表面（4）先安排粗加工工序，后安排

精加工工序

5. 工序分散： 是将工艺路线中的工步内容分散在更多的工序中去完成，因而每道工序的工步少，工

艺路线长。

6. 工序集中：是使每个工序中包括尽可能多的工步内容，因而使总的工序数目减少，夹具的数目和

工件的安装次数也相应地减少。

7. 为什么要划分加工阶段： （1）粗加工后消除变形（2）后续加工容易把易加工好的加工表面伤

（3）不利于及时发现毛皮的缺陷（4）不利于合理地使用设备（5）不

利于合理地适用技术工人

8. 加工余量： 毛皮尺寸与零件设计尺寸之差。9. 工序余量： 每一工序所切除的金属层厚度。 入体原则:P167

10. 工序余量的影响因素： （1）上工序的尺寸公差T a （2）上工序产生的表面粗糙度R y （3）上工

序留下的空间误差e a （4）本工序的装夹误差εb

11. 加工余量的确定方法有、

12. 时间定额： 是指在一定生产条件下，规定生产一件产品或完成一道工序所消耗的时间。

13. 单件时间： 单件时间=基准时间+辅助时间+布置工作时间+休息和生理需要时间。

14. 提高生产率的工艺途径： 一、缩短基本时间（1）提高切削用量缩短时间（2）采用复合工步缩

短基本时间，二、减少辅助时间和辅助时间与基本时间重叠（1）减少

辅助时间（2）使辅助时间与基本时间重叠，三、减少布置工作地时间，

四、减少准备与终结时间。

15. 工艺成本： 其中与工艺过程有关的那一部分成本。

16. 成组工艺： 占70%左右的相似件在功能结构和加工工艺等方面存在大量的相似特征，充分用

这种客观存在的相似性特征，将本来各不相同、杂乱无章的多种生产对象组织起来

，按相似性分类成族（组），并按族制订加工工艺进行生产制造。

17. CAPP计算机辅助设计（CAD ）和计算机辅助制造（CAM ）大体可以分为三种类型：成法 、 综合法 。

18. 样件法： 在组成技术的基础上，将同一零件族中所有零件的主要形面特征合成主样件，再按主

样件制定出适合本厂条件的典型工艺规程，并以文件的形式存储在计算机中。

19. 创成法： 利用对各种工艺决策制定的逻辑算法语言自动地生成工艺规程。

第五章六、机械装配工艺过程设计（重点）

1.

2. 零件一般都是又预先装成

3. 套件：是在一个基准零件上，装上一个或若干个零件构成的。

4. 组件：是在一个基准零件上，装上若干套件及零件而构成的。

5. 部件：是在一个基准零件上，装上若干个组件、套件和零件构成的。

6. 总装：是在一个基准零件上，装上若干部件、组件、套件和零件就成为整个机器，把零件和部件装配成最终产品的过程。

7. 装配工艺系统图：在装配工艺规程制做过程中，表明产品零、部件间相互装配关系及装配流程的示意图称为装配系统图。 （P230）

8. 确定装配顺序：先难后易、先内后外、先下后上，预处理工序在前。 （P221）

9. 装配精度不仅影响

10. 装配精度包括：（1）相互位置精度（2）相对运动精度（3）相互配合精度。

11. 保证装配精度的装配方法： （P233~P248）

一、互换装配法： 在装配过程中，零件互换仍能达到装配精度要求的装配方法。

（1）完全互换装配法： 在全部产品中，装配时个组成环不需要挑选或改变其大小或位置，装配或

即能达到装精度的要求。

（2）大数互换装配法： 在绝大多数产品中，装配时个组成环不需要挑选或改变其大小或位置，装

配后即能达到装配精度的要求，但少数产品有出现废品的可能性。

二、选择装配法： 将尺寸链中组成环的公差放大到经济可行的程度，然后选择合适的零件进行装

配，以保证装配精度的要求。

（1）直接选配法（2）分组装配法： 同组内零件可以互换的方法。（3）复合选配法

三、修配装配法： 成批生产或单件小批量生产中，当装配精度要求较高，组成环数目又较多时采

用修配装配法。（1）。

四、调整装配法： 对于精度要求高而组成环又较多的产品或零件，在不能采用互换法装配时，除

了可用修配法外，还可以采用调整法来保证装配精度。

（1）固定调整法： 在尺寸链中，选择某一零件为调整件，根据各组成环形成积累误差的大小来更

换不同尺寸的调整件，以保证装配精度的要求。

（2）可动调整法（3）误差抵消调整法。

修配环:装配时进行修配的零件叫修配件，该组成环是修配环。

12. 协调环： 事先选定的在尺寸链中起协调作用的组成环。 (p232)

13. 补偿环： 装配时进行装配的零件叫修配件，该组成环称为修配环，由于这一组的修配是为补偿

其它组成环的积累误差以保证装配精度，故称补偿环。 (p241)

14. 虚拟制造： 是以虚拟现实技术、计算机仿真技术、分布式计算机理论、制造系统与加工过程建

模理论、产品数据管理技术等为理论基础，研究如何在计算机网络环境与虚拟现实环境

下，利用制造系统各层及各环节的数学基础模型，完成制造系统各环节的计算与仿真的

科学。 (p252)

第六章三、机床夹具设计

1. 机床夹具的基本组成：1）定位元件或装置2）刀具导向元件或装置；3）夹紧元件或装置；

4）联接元件；5）夹具体；6）其他元件或装置；

2. 定位误差： 定位误差是由于工件在夹具上或机床上定位不准确而引起的加工误差。 (p268)

3. 基准位置误差： 由于工件的定位表面或夹具上的定位元件制作不准确引起的定位误差。 (p268)

4. 基准不重合误差： 由于工件的工序基准与定位基准不重合而引起的定位误差。 (p268)