高校機(jī)械制造課程考試復(fù)習(xí)資料引言機(jī)械制造課程是高等院校機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)的核心課程之一，其內(nèi)容涵蓋了從原材料到成品的整個(gè)制造過(guò)程，涉及眾多基礎(chǔ)理論、工藝方法和技術(shù)應(yīng)用。本復(fù)習(xí)資料旨在幫助同學(xué)們系統(tǒng)梳理課程重點(diǎn)知識(shí)，鞏固所學(xué)內(nèi)容，提升應(yīng)試能力。請(qǐng)注意，復(fù)習(xí)過(guò)程中應(yīng)結(jié)合教材、課堂筆記及相關(guān)習(xí)題進(jìn)行綜合復(fù)習(xí)，注重理解與應(yīng)用，而非死記硬背。一、機(jī)械制造基礎(chǔ)理論與概念1.1機(jī)械制造的定義與發(fā)展機(jī)械制造是指將原材料通過(guò)一定的工藝方法轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂幸欢ㄐ螤?、尺寸和性能的機(jī)械產(chǎn)品的全過(guò)程。其發(fā)展趨勢(shì)主要體現(xiàn)在自動(dòng)化、智能化、精密化、綠色化以及集成化等方面。理解現(xiàn)代制造技術(shù)的內(nèi)涵及其對(duì)工業(yè)發(fā)展的重要性，是學(xué)好本課程的前提。1.2制造過(guò)程與系統(tǒng)機(jī)械制造過(guò)程通常包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝規(guī)劃、毛坯制造、零件加工、裝配調(diào)試、質(zhì)量檢驗(yàn)以及生產(chǎn)管理等環(huán)節(jié)。制造系統(tǒng)則是由人、機(jī)器、物料、信息等要素構(gòu)成的，用于完成特定制造任務(wù)的有機(jī)整體。1.3材料的性能與選用*力學(xué)性能：是材料在力作用下表現(xiàn)出的特性，是選材的重要依據(jù)。包括強(qiáng)度（屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度）、塑性（伸長(zhǎng)率、斷面收縮率）、硬度（布氏、洛氏、維氏硬度的概念及應(yīng)用范圍）、韌性、疲勞強(qiáng)度等。需理解各性能指標(biāo)的物理意義及測(cè)試方法的大致原理。*材料的選用原則：通常需考慮使用性能、工藝性能和經(jīng)濟(jì)性三大原則。根據(jù)零件的工作條件（受力、環(huán)境等）確定所需的使用性能，結(jié)合制造工藝（如鑄造、鍛造、切削加工的難易程度）選擇合適的材料，并兼顧成本。1.4金屬熱處理基礎(chǔ)*熱處理的定義與目的：通過(guò)對(duì)金屬材料進(jìn)行加熱、保溫和冷卻的工藝操作，改變材料內(nèi)部組織，從而獲得所需性能（如提高硬度、強(qiáng)度，改善塑性、韌性，消除內(nèi)應(yīng)力等）。*常用熱處理工藝：退火、正火、淬火、回火是最基本的熱處理工藝。需掌握它們的工藝特點(diǎn)、主要目的和應(yīng)用場(chǎng)合。例如，退火主要用于消除應(yīng)力、軟化材料；淬火可顯著提高材料硬度，但脆性增加；回火常伴隨淬火進(jìn)行，以調(diào)整淬火后的組織和性能。二、熱加工工藝2.1鑄造*鑄造的特點(diǎn)與應(yīng)用：能夠制造形狀復(fù)雜（特別是內(nèi)腔復(fù)雜）的毛坯，適應(yīng)性廣（材料、尺寸），成本較低，但鑄件力學(xué)性能一般不如鍛件，生產(chǎn)周期較長(zhǎng)。*砂型鑄造：最基本、應(yīng)用最廣泛的鑄造方法。了解其基本工藝過(guò)程：制模、配砂、造型、造芯、合型、熔煉與澆注、落砂、清理、檢驗(yàn)。*鑄件結(jié)構(gòu)工藝性：設(shè)計(jì)鑄件時(shí)應(yīng)考慮的因素，如鑄件壁厚要合理（避免壁厚不均導(dǎo)致縮孔、縮松、裂紋）、應(yīng)有結(jié)構(gòu)圓角、避免過(guò)大水平面、鑄件外形應(yīng)簡(jiǎn)化等，以保證鑄件質(zhì)量，簡(jiǎn)化鑄造工藝。*常見(jiàn)鑄造缺陷：如縮孔、縮松、氣孔、砂眼、粘砂、裂紋、澆不足等，了解其產(chǎn)生的大致原因。2.2鍛造*鍛造的特點(diǎn)與應(yīng)用：能改善金屬內(nèi)部組織，提高力學(xué)性能（強(qiáng)度、韌性、疲勞強(qiáng)度），坯料精度和表面質(zhì)量較好，但難以鍛造形狀復(fù)雜的零件，設(shè)備投資較大。主要用于承受重載和沖擊載荷的重要零件毛坯。*鍛造方法分類(lèi)：自由鍛（通用性強(qiáng)，設(shè)備簡(jiǎn)單，但精度低，生產(chǎn)率低，用于單件小批或大型鍛件）和模鍛（精度高，生產(chǎn)率高，成本低，用于大批量生產(chǎn)中小型鍛件）。*鍛造溫度范圍：了解金屬鍛造時(shí)應(yīng)在一定的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行（始鍛溫度和終鍛溫度），以保證金屬具有良好的塑性和較低的變形抗力。2.3焊接*焊接的特點(diǎn)與應(yīng)用：可將分離的金屬材料永久性連接起來(lái)，接頭強(qiáng)度高，結(jié)構(gòu)重量輕，工藝靈活，適應(yīng)性強(qiáng)，但焊接過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力與變形，某些焊接方法對(duì)環(huán)境有一定污染。*常用焊接方法：*電弧焊：最常用的焊接方法。了解手工電弧焊的基本原理、設(shè)備組成（電源、焊條、焊鉗等）、焊接過(guò)程。理解焊條的組成（焊芯和藥皮）及其作用。*其他焊接方法：如埋弧焊（高效、質(zhì)量穩(wěn)定，用于中厚板長(zhǎng)焊縫）、氣體保護(hù)焊（如CO?氣體保護(hù)焊、氬弧焊，焊接質(zhì)量好，適用于多種材料）等的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍。*焊接變形與應(yīng)力：焊接過(guò)程中不均勻加熱和冷卻導(dǎo)致焊接應(yīng)力與變形的產(chǎn)生。了解常見(jiàn)的焊接變形形式（如收縮變形、角變形、彎曲變形等）及預(yù)防和矯正變形的基本措施，了解消除焊接應(yīng)力的方法（如時(shí)效處理、振動(dòng)時(shí)效等）。*焊接結(jié)構(gòu)工藝性：設(shè)計(jì)焊接結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)考慮焊縫布置（如避免密集交叉焊縫、焊縫位置便于操作等）、接頭形式選擇等。三、冷加工工藝（金屬切削加工）3.1切削加工基本概念*切削運(yùn)動(dòng)：包括主運(yùn)動(dòng)（直接切除工件上的切削層，形成工件新表面的運(yùn)動(dòng)，速度最高，消耗功率最大）和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)（使新的切削層不斷投入切削的運(yùn)動(dòng)）。*切削要素：切削速度、進(jìn)給量、背吃刀量（切削深度），這三者合稱(chēng)切削用量三要素，對(duì)加工質(zhì)量、生產(chǎn)率和刀具壽命有重要影響。*切削過(guò)程中的物理現(xiàn)象：如切削變形（切屑的形成過(guò)程）、切削力（影響加工精度、表面質(zhì)量、刀具壽命和機(jī)床動(dòng)力消耗）、切削熱與切削溫度（影響刀具壽命、工件精度和表面質(zhì)量）、積屑瘤（在一定切削條件下，切屑與前刀面摩擦產(chǎn)生的粘結(jié)現(xiàn)象，對(duì)加工有雙重影響）。3.2刀具*刀具材料基本要求：高硬度和耐磨性、足夠的強(qiáng)度和韌性、高耐熱性（紅硬性）、良好的工藝性和經(jīng)濟(jì)性。*常用刀具材料：高速鋼（綜合性能好，制造工藝性好，刃磨方便，常用于復(fù)雜刀具和低速精加工）、硬質(zhì)合金（硬度高，耐熱性好，允許切削速度高，但韌性較差，常用于高速切削和成形刀具）。*車(chē)刀的組成與幾何角度：車(chē)刀由刀頭（切削部分）和刀體（夾持部分）組成。理解車(chē)刀主要角度（前角、后角、主偏角、副偏角、刃傾角）的定義及其對(duì)切削過(guò)程的影響（如前角影響切削變形、切削力、刀具鋒利程度和耐用度；后角影響刀具后刀面與工件加工表面的摩擦和刀具強(qiáng)度）。3.3常用切削加工方法*車(chē)削：在車(chē)床上主要加工回轉(zhuǎn)表面（內(nèi)外圓柱面、圓錐面、成形回轉(zhuǎn)面等），也可加工端面、溝槽，鉆孔、鏜孔等。了解車(chē)床的主要組成部分及功用，車(chē)削的工藝特點(diǎn)（加工范圍廣，生產(chǎn)率較高，加工精度可達(dá)IT8-IT7，表面粗糙度Ra值較?。?銑削：在銑床上加工平面、溝槽、成形表面等。了解銑床的主要類(lèi)型，銑刀的類(lèi)型（如圓柱銑刀、端銑刀、立銑刀、三面刃銑刀等），銑削方式（順銑與逆銑的概念及特點(diǎn)比較）。銑削的工藝特點(diǎn)（生產(chǎn)率較高，加工范圍廣，銑削過(guò)程不平穩(wěn)，易產(chǎn)生振動(dòng)）。*鉆削與鏜削：主要用于孔加工。鉆削（在鉆床上用鉆頭加工孔，精度較低，表面粗糙度值較大，多用于粗加工孔）；鏜削（在鏜床或車(chē)床上用鏜刀加工孔，可用于粗加工、半精加工和精加工，尤其適用于大直徑孔和箱體類(lèi)零件上的孔系加工）。*磨削：一種精加工方法，在磨床上用磨具（砂輪）對(duì)工件表面進(jìn)行切削加工。能獲得很高的加工精度（IT6-IT5）和很小的表面粗糙度Ra值。適用于各種材料，尤其是淬火鋼等硬材料。了解外圓磨削、平面磨削的基本方法。3.4特種加工*特種加工的特點(diǎn)：主要依靠機(jī)械能以外的其他能量（如電能、熱能、光能、化學(xué)能等）進(jìn)行加工，工具硬度可低于工件硬度，加工過(guò)程中工具與工件間非剛性接觸，能加工各種難加工材料、復(fù)雜形狀表面和精密細(xì)微零件。*常見(jiàn)特種加工方法：電火花加工（利用脈沖放電腐蝕金屬）、電解加工（利用電化學(xué)反應(yīng)去除金屬）、激光加工（利用激光的高能量密度進(jìn)行加工）等的基本原理和應(yīng)用范圍。四、機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)4.1基本概念*生產(chǎn)過(guò)程與工藝過(guò)程：生產(chǎn)過(guò)程是將原材料轉(zhuǎn)變?yōu)槌善返娜^(guò)程。工藝過(guò)程是生產(chǎn)過(guò)程中直接改變生產(chǎn)對(duì)象的形狀、尺寸、相對(duì)位置和性能等，使其成為成品或半成品的過(guò)程，是生產(chǎn)過(guò)程的核心部分。*機(jī)械加工工藝規(guī)程：規(guī)定產(chǎn)品或零部件機(jī)械加工工藝過(guò)程和操作方法等的工藝文件。其作用包括：指導(dǎo)生產(chǎn)、組織生產(chǎn)和管理生產(chǎn)的依據(jù)，新建或擴(kuò)建工廠（車(chē)間）的基本資料，進(jìn)行技術(shù)交流的文件。*工藝規(guī)程的格式：了解常見(jiàn)的工藝文件格式，如工藝過(guò)程卡、工序卡等。4.2工件的裝夾與基準(zhǔn)*工件的裝夾：包括定位（確定工件在機(jī)床上或夾具中占有正確位置）和夾緊（將定位好的工件固定，使其在加工過(guò)程中保持位置不變）兩個(gè)過(guò)程。*基準(zhǔn)的概念與分類(lèi)：設(shè)計(jì)基準(zhǔn)（設(shè)計(jì)圖樣上所采用的基準(zhǔn)）、工藝基準(zhǔn)（在工藝過(guò)程中所采用的基準(zhǔn)，包括工序基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)、測(cè)量基準(zhǔn)、裝配基準(zhǔn)）。*定位基準(zhǔn)的選擇：*粗基準(zhǔn)：用未加工過(guò)的表面作為定位基準(zhǔn)。選擇原則：保證相互位置要求原則、保證加工表面加工余量合理分配原則、便于工件裝夾原則、粗基準(zhǔn)一般不重復(fù)使用原則。*精基準(zhǔn)：用已加工過(guò)的表面作為定位基準(zhǔn)。選擇原則：基準(zhǔn)重合原則（選用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)）、基準(zhǔn)統(tǒng)一原則（盡可能在多數(shù)工序中選用一組統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)）、自為基準(zhǔn)原則（以加工表面本身作為定位基準(zhǔn)）、互為基準(zhǔn)原則（當(dāng)兩個(gè)表面相互位置要求很高時(shí)，可采用互為基準(zhǔn)、反復(fù)加工的方法）。4.3工藝路線的擬定*加工方法的選擇：根據(jù)零件各加工表面的尺寸精度、形狀精度、位置精度和表面粗糙度要求，以及零件材料、熱處理狀況、生產(chǎn)類(lèi)型和現(xiàn)有設(shè)備條件等，選擇合適的加工方法。*加工階段的劃分：對(duì)于加工質(zhì)量要求較高的零件，通常將工藝過(guò)程劃分為粗加工階段、半精加工階段、精加工階段，有時(shí)還有光整加工階段。劃分加工階段的目的：保證加工質(zhì)量、合理使用設(shè)備、便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷、便于安排熱處理工序。*工序的集中與分散：工序集中（將工件的加工集中在少數(shù)幾道工序內(nèi)完成，每道工序的加工內(nèi)容較多）和工序分散（將工件的加工分散在較多的工序內(nèi)完成，每道工序的加工內(nèi)容較少）的特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)合。*工序順序的安排：遵循“先基準(zhǔn)后其他”、“先粗后精”、“先主后次”、“先面后孔”等原則。熱處理工序和輔助工序（檢驗(yàn)、去毛刺、清洗等）的安排。4.4加工余量的確定*加工余量的概念：指加工過(guò)程中從加工表面上切除的金屬層厚度。分為工序余量和總余量。理解公稱(chēng)余量、最大余量、最小余量、余量公差的概念。*影響加工余量的因素：上工序的尺寸公差、上工序表面粗糙度和表面缺陷層深度、上工序的形狀和位置誤差、本工序的裝夾誤差等。五、裝配工藝基礎(chǔ)5.1裝配的概念與工藝過(guò)程*裝配的定義：按規(guī)定的技術(shù)要求，將零件、組件和部件進(jìn)行配合和連接，使之成為半成品或成品的工藝過(guò)程。裝配是機(jī)械制造過(guò)程的最后環(huán)節(jié)，直接影響產(chǎn)品質(zhì)量。*裝配工藝過(guò)程：包括裝配前的準(zhǔn)備工作（如零件清洗、清理和檢查、連接表面的處理等）、裝配工作（組件裝配、部件裝配、總裝配）、調(diào)整、精度檢驗(yàn)和試車(chē)、涂裝、包裝等。5.2裝配精度與裝配方法*裝配精度：指產(chǎn)品裝配后實(shí)際達(dá)到的精度，包括尺寸精度（如距離精度）、位置精度（如平行度、垂直度、同軸度）、相對(duì)運(yùn)動(dòng)精度（如回轉(zhuǎn)精度、傳動(dòng)精度）和接觸精度。*保證裝配精度的方法：互換裝配法（完全互換法、不完全互換法，零件按公差加工，裝配時(shí)不經(jīng)任何調(diào)整和修配，就能達(dá)到裝配精度要求）、選擇裝配法（直接選配法、分組選配法、復(fù)合選配法，適用于裝配精度要求很高而組成環(huán)數(shù)較少的場(chǎng)合）、修配裝配法（在裝配時(shí)修去指定零件上預(yù)留的修配量，以達(dá)到裝配精度，適用于單件小批生產(chǎn)和裝配精度要求高的場(chǎng)合）、調(diào)整裝配法（通過(guò)改變可調(diào)整零件的位置或選用合適的調(diào)整