机械加工技术的基础知识
零件是由几个曲面组成的，曲面之间的尺寸和相互位置都有一定的要求。零件表面间的相对位置要求包括两个方面:表面间距离的尺寸精度和相对位置精度(如同轴度、平行度、垂直度和圆跳动)。零件表面之间相对位置关系的研究离不开基准，没有一个明确的基准就无法确定零件表面的位置。一般来说，基准是零件上用来确定其它点、线、面位置的点、线、面。根据功能的不同，基准可以分为两类:设计基准和过程基准。
1，设计基准
用于确定零件图上其他点、线和表面的基准称为设计基准。就活塞而言，设计基准是指活塞的中心线和销孔的中心线。
2、过程基准
零件在加工和装配过程中使用的基准称为工艺基准。根据用途不同，工艺标准分为定位标准、测量标准和装配标准。
(1)定位基准:加工过程中用来使工件在机床或夹具中占据正确位置的基准称为定位基准。根据定位元件的不同，最常用的有以下两类:
自动定心定位:如三爪卡盘定位。
定位套的定位:将定位件做成定位套，如用挡板定位。
另一些位于V形框架和半圆形孔中。
(2)测量基准:零件检验时用来测量加工面尺寸和位置的基准称为测量基准。
(3)装配基准:装配时用来确定零件或产品中零件位置的基准，称为装配基准。
(2)工件的安装方法
为了在工件的某一部位加工出符合规定技术要求的表面，在加工前工件必须在机床上相对于刀具占据正确的位置。这个过程通常被称为工件的“定位”。工件定位后，由于加工时切削力和重力的作用，要采用一定的机构“夹紧”工件，使其保持确定的位置不变。使工件在机床上占据正确位置并夹紧工件的过程称为“安装”。
工件安装质量是机械加工中的一个重要问题，它不仅直接影响加工精度、工件安装的速度和稳定性，而且影响生产率。为了保证加工面与其设计基准之间的相对位置精度，在安装工件时，加工面的设计基准应相对于机床占据正确的位置。例如，在精加工环槽的过程中，为了保证环槽底径与裙座轴线之间的圆跳动，安装时工件的设计基准必须与机床主轴的轴线重合。
在各种机床上加工零件时，有各种安装方法。安装方法可归纳为直接找正法、标记找正法和夹具安装法。
(1)采用这种方法时，工件在机床上的正确位置是通过一系列尝试得到的。具体做法是将工件直接安装在机床上后，用百分表或十字线目测校正工件的正确位置，边检查边找正，直到符合要求。
直接对准的定位精度和速度取决于对准精度、对准方法、对准工具和工人的技术水平。其缺点是耗时多，生产率低，需要凭经验操作，对工人技能要求高，所以只用于单件小批量生产。如果靠模仿形状来找对，属于直接找对法。
(2)划线找正法这种方法是用机床上的划线针，根据毛坯或半成品上划的线，将工件找正，使其获得正确位置的方法。显然，这种方法需要多一道划线工序。画出的线本身是有一定宽度的，划线时存在划线误差，校正工件位置时存在观察误差。所以这种方法多用于生产批量小、毛坯精度低、工件大不适合使用夹具的粗加工。比如二冲程产品销孔位置的确定，就是对准分度头的划线方法。
(3)采用夹具安装法:用来夹紧工件并使其占据正确位置的工艺装备称为机床夹具。夹具是机床的附加装置。在安装工件之前，它相对于机床上的刀具的位置已经被预先调整。因此，在加工一批工件时，不需要逐个寻找正确的定位，可以保证加工的技术要求。既省力又省事。这是一种高效的定位方法，广泛应用于批量生产。我们现在的活塞加工是夹具安装法。
1)工件定位后，在加工过程中保持定位位置不变的操作称为装夹。夹具中在加工过程中保持工件定位位置不变的装置称为夹紧装置。
2)夹紧装置应满足以下要求:夹紧时，不得破坏工件的定位；夹紧后，保证加工过程中工件位置不变，夹紧准确、安全可靠；夹紧动作迅速，操作方便，省力；结构简单，制造容易。
3)夹紧时的注意事项:夹紧力要合适。太大的夹紧力会导致工件变形，而太小的夹紧力会导致工件在加工过程中发生位移，并损坏工件的定位。
(3)金属切削的基本知识
1，车削运动和成形表面
车削运动:在切削过程中，需要使工件和刀具做相对的切削运动。用车刀切削工件的运动称为车削运动，可分为主运动和进给运动。
主运动:直接切断工件上的切削层，使其变成切屑，从而形成工件新表面的运动，称为主运动。切削时，工件的旋转运动是主要运动。通常，主运动的速度更高，消耗的切割功率更大。
进给运动:使新切削层连续投入切削的运动。进给运动是沿着要成形的工件表面进行的，可以是连续的，也可以是间歇的。比如卧式车床上的车刀是连续运动的，牛头刨床上工件的进给运动是间歇的。
工件上形成的表面:在切削过程中，工件上形成已加工面、已加工面和待加工面。机加工表面是指通过去除多余金属而形成的新表面。要加工的表面是指金属层将被切除的表面。加工表面是指被车刀切削刃车削的表面。
2.切削参数的三要素是指切削深度、进给量和切削速度。
(1)切削深度:ap=(dw-dm)/2(mm) dw=未加工工件直径dm=已加工工件直径，切削深度就是我们通常所说的切削量。
切削深度的选择:切削深度αp应根据加工余量确定。粗加工时，除精加工余量外，所有粗加工余量应尽可能一次去除。这不仅能使切削深度、进给速度？切削速度v大，可以减少走刀次数。在加工余量过大、工艺系统刚性不足或叶片强度不足的情况下，应分两次或多次通过。此时第一遍切削深度应较大，可占总余量的2/3 ~ 3/4；第二遍的切削深度更小，使得精加工过程可以获得更小的表面粗糙度参数和更高的加工精度。
当切削件表面为硬皮铸件、锻件或不锈钢时，切削深度应超过硬度或硬皮层，以避免切削刃在硬皮或硬皮层上切削。
(2)进给速度的选择:工件或刀具每旋转一周或往复一次，工件和刀具在进给运动方向上的相对位移，单位为毫米(mm)..切削深度选定后，应进一步尝试选择较大的进给量。进给量的合理取值应保证机床和刀具不被过大的切削力损坏，切削力引起的工件挠度不超过工件精度的允许值，表面粗糙度参数值不要过大。切削力是粗加工的主要限制因素，表面粗糙度是半精加工和精加工的主要限制因素。
(3)切削速度的选择:切削时，刀具切削刃上一点相对于被加工表面在主运动方向上的瞬时速度，单位为米/分钟(m/min)。当切削深度αp和进给量？选定后，在这些基础上选定最大切削速度，切削的发展方向是高速切削。
粗糙
(四)粗糙度力学的概念
在力学中，粗糙度是指加工表面上小间距和峰谷的微观几何特征。是互换性研究的问题之一。表面粗糙度一般是由加工方法和其他因素形成的，如加工过程中刀具与零件表面的摩擦、切屑分离过程中表层金属的塑性变形、工艺系统中的高频振动等。由于加工方法和工件材料的不同，在加工表面上留下的痕迹的深度、密度、形状和纹理都是不同的。表面粗糙度与机械零件的匹配性能、耐磨性、疲劳强度、接触刚度、振动和噪声等密切相关，对机械产品的使用寿命和可靠性有重要影响。
粗糙度表示
加工后零件表面看起来很光滑，但放大观察后凹凸不平。表面粗糙度是指被加工零件的微观几何特征，由微小的距离和微小的峰谷组成，一般由采用的加工方法和/或其他因素形成。零件表面的功能不同，所需的表面粗糙度参数也不同。表面粗糙度符号应标记在零件图上，以解释表面完成后必须达到的表面特征。表面粗糙度有三个高度参数:
1，等高线算术平均偏差Ra
在采样长度内，沿测量方向(Y方向)轮廓线上的点与基准线之间距离的绝对值的算术平均值。
2.微观粗糙度的十点高度Rz
指取样长度内五个最大剖面的峰高平均值和五个最大剖面的谷深平均值之和。
3.轮廓的最大高度Ry
采样长度内轮廓的最高峰线和最低底线之间的距离。
目前Ra主要应用于通用机械制造业。
4.粗糙度表示方法
5.粗糙度对零件性能的影响
被加工工件的表面质量直接影响被加工工件的物理、化学和机械性能，产品的工作性能、可靠性和使用寿命在很大程度上取决于主要零件的表面质量。一般来说，重要或关键零件的表面质量要求比普通零件高，因为表面质量好的零件，其耐磨性、耐腐蚀性和抗疲劳损伤能力都会大大提高。
6.切削液
(1)切削液的作用
冷却作用:切削热能带走大量切削热，改善散热条件，降低刀具和工件的温度，从而延长刀具的使用寿命，防止工件因热变形而产生尺寸误差。
润滑:切削液可以渗透到工件和刀具之间，使切屑和刀具之间的微小间隙中形成一层薄的吸附膜，降低了摩擦系数，从而减少刀具切屑和工件之间的摩擦，降低切削力和切削热，减少刀具的磨损，提高工件的表面质量。润滑对抛光特别重要。
清洗功能:清洗过程中产生的微小切屑容易粘附在工件和刀具上，特别是钻深孔和铰孔时，切屑容易卡在容屑槽内，影响工件的表面粗糙度和刀具的使用寿命。切削液能迅速冲走切屑，使切削顺利进行。
(2)种类:常用的切削液有两种。
乳液:主要起到降温的作用。用1.5 ~ 20倍的水稀释乳化油制成乳剂。这种切削液比热高，粘度低，流动性好，能吸收大量的热量。使用这种切削液的主要目的是冷却刀具和工件，提高刀具寿命，减少热变形。乳液中水分较多，润滑防锈功能较差。
切削油:切削油的主要成分是矿物油。这种切削液比热低，粘度高，流动性差，主要起润滑作用。常用的是粘度较低的矿物油，如机油、轻柴油、煤油等。
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