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德语APS复习-机械制造技术基础
涵盖了机械制造技术的基本内容以及相应的德语翻译，机械aps审核的重中之重。对于车床以及车刀也有一定的概括。
编辑于2022-03-09 15:32:11- 机械工程 …
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机械制造技术基础
1、绪论
工艺过程：凡是直接改变相关参数和性能及位置的过程
工序、安装、工位、工步、走刀
生产过程：原材料进场到制造出来的有关劳动过程
基准：用来确定生产对象几何要素间几何关系所依据的那些点、线、面
设计基准：图样上标注的
工艺基准
工序基准（编制加工工艺规程）：工序图上用来确定工序加工表面尺寸、形状和位置所依据基准
定位基准（加工及测量）：在加工中用作定位的基准
测量基准：测量尺寸和形位误差所依据的基准
装配基准（设计零件）：装配时用来确定零件、部件在其中相对位置所依据的基准
装夹与定位
装夹：定位过程和加紧过程
直接找正装夹
划线找正装夹
夹具装夹
2、金属切削过程
金属切削刀具基础
基本概念
主运动：使刀具和工件间产生相对切削速度并消耗大部分切削力
进给运动：使切削能持续进行以形成 所需工件表面；进给速度
三个表面：加工表面、过渡表面和未加工表面
切削速度：刀具相对于工件的主运动速度
进给量：工件或刀具转一周，相对位移量，
背吃刀量：已加工表面和待加工表面的垂直距离，
三要素
切削层参数
切削层公称厚度
切削层公称宽度
切削层公称横截面积
刀具类型
车刀（内外螺纹车刀）、孔加工刀具（麻花钻，锪钻、镗刀）、铣刀（圆柱铣刀、面铣刀）、拉刀、螺纹刀具、齿轮刀具及数控机场刀具和磨具等
刀具
切削部分构造
（1）前刀面 切屑沿其流出的刀具表面
（2）主后刀面 与工件上过渡表面相对的刀具表面
（3）副后刀面 与工件上已加工表面相对的刀具表面
（4）主切削刃 前刀面和主后刀面的交线，它承担主要的切削工作，也称主刀刃。
（5）副切削刃 前刀面和副后刀面的交线，它协同主切削刃完成切削工作，并最终形成已加工表面，也称副刀刃。
只有主切削刃参加的切削过程称为自由切削；既有主切削刃也有副切削刃参加 的切削过程称为非自由切削。
（6）刀尖 连接主切削刃和副切削刃的一段刀刃，它可以是一段圆弧，也可以 是一段直线。
角度标注
刀具材料
性能要求
（1）较高的强度和耐磨性
（2）足够的强度和韧性
（3）较高的耐热性
（4）良好的导热性和耐热冲击性能
（5）良好的工艺性
常用材料
1、 高速钢 具有较高的硬度和耐热性，强度高，韧性好，可在有冲击、振动的场合应 用；高速度的制造工艺性好。如W18适合钻头、成形车刀、齿轮刀具等
2、 硬质合金 寿命高，耐高温，硬度大。但强度和韧性比高速钢差，承受切削振动和冲击的能力较差，成本高。主要分为三类：P 类、K 类和 M 类。常用于制造车刀和面铣刀。
其他材料
陶瓷
立方氮化硼
人造金刚石
金属切削过程中的变形
切屑形成过程
切削变形程度
前刀面的摩擦
积屑瘤的形成及影响
塑性材料的加工硬化倾向越强，越容易产生积屑瘤；切削区的温度和压力低时，不会产生积屑瘤；温度太高也不会产生
影响：使前角变大，切削力减小；增大切削厚度；使表面粗糙度增大；积屑瘤可以代替刀具切削，延长寿命，但是频繁脱落，降低刀具寿命。
措施：提高工件硬度；增大刀具前角，减少前刀面与切削的压力；使用润滑好的切削液，减少摩擦；正确选用切削速度，避开产生积屑瘤的位置。
影响变形的因素
工件材料、前角、切削速度、切削层公称厚度
切削的类型及控制
切屑的类型：带状、节状、粒状、崩碎
切屑控制：采用断屑槽、改变刀具角度、调整切削用量
切削力
切削力：使加工材料发生变形成为切屑。
切削层及工件表面的弹性极限和塑性变形的抗力
前刀面与切屑、后刀面与工件表面的摩擦力
切削合力和切削分力
Fc切削力，垂直于基面
Fp背向力，平行于基面且垂直于进给方向
Ff进给力，平行于基面并与进给方向平行
切削功率：f：进给量
切削力经验公式
影响切削力的因素
工件材料的影响：工件材料的强度、硬度越高，切削力越大。
切削用量的影响
背吃刀量和进给量的影响：增大使切削力增大
切削速度：切削塑性材料时，在无积屑瘤产生的切削速度范围内，随之切削速度的增 大，切削力减小。在积屑瘤增长期，切削速度增大，积屑瘤高度增大，实际前角增大，变形系数减小，切削力下降；在积屑瘤消退期，切削速度增大，积屑瘤减小，时间前角变小，变形系数增大，切削力上升。
刀具几何参数的影响
（1）前角 前角增大，变形系数减小。切削速度材料时，前角对切削力影响较大；切削脆性材料时，对切削力影响不明显。
（2） 主偏角 主偏角增大，背向力减小，进给力增大。
（3） 刃倾角 增大刃倾角，背向力减小，进给力增大。
（4） 负倒棱 有负倒棱时，切削力减小。
刀具磨损
切削液
刀具材料
切削热和切削温度
切削热的产生和传导
影响散热的因素：工件材料的导热系数、刀具材料的导热系数、周围介质
影响切削温度的因素
1、切削用量 选用较大的背吃刀量和进给量比选用较大的切削速度有利。
2、 刀具几何参数 （1）前角增大，温度降低。（2）主偏角减小主偏角，温度下降。
3、 工件材料 工件材料的强度和硬度高，切削温度高。工件材料的导热系数小，切削温度高。
4、 刀具磨损 刀具磨损使切削刃变钝，温度上升。
5、 切削液 明显降低温度，提高刀具寿命。
刀具磨损、刀具寿命和切削用量的选择
刀具磨损形态和磨损机制
刀具磨损过程
（1）初期磨损阶段 刀具磨损极快。
（2）正常磨损阶段 磨损速度变缓，是有效工作阶段。
（3）急剧磨损阶段 磨损速度加快，直至丧失切削能力。
刀具磨损标准
刀具寿命
刀具破损及措施
（1） 合理选择刀具材料（2） 合理选择刀具几何参数（3） 保证刀具的刃磨质量（4） 合理选择切削用量（5） 工艺系统有良好的刚性（6） 对刀具状态实时监控
5、工艺规程设计
概述
作用
1、 工艺规程时工厂进行生产准备工作的主要依据。
2、 工艺规程时企业组织生产的指导性文件。
3、 工艺规程是新建和扩建机械厂的重要技术文件。
设计原则
1） 所设计的工艺规程必须保证机器零件的加工质量和机器的装配质量，达到设计图样 上规定的各项技术要求。
2） 工艺过程应具有较高的生产效率，使产品能尽快投入市场。
3） 尽量降低制造成本。
4） 注意减轻工人的劳动强度，保证生产安全。
机械加工工艺规程设计
设计内容及步骤
1） 分析零件图和产品装配图
2） 对零件图和装配图进行工艺审查
3） 由产品的年生产纲领和产品自身特性研究确定零件生产类型
4） 确定毛坯
5） 拟定工艺路线
6） 确定各工序所用机床和工艺设备
7） 确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差
8） 确定各工序的技术要求及检验方法
9） 确定各工序的切削用量和工时定额
１０）填卡、装订
工艺路线的拟定
选择定位基准
精基准的选择原则
（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
粗基准的选择原则（第一道工序）
（1） 保证零件加工表面相对于不加工表面有一定位置精度的原则
（2） 合理分配加工余量的原则
（3） 便于装夹的原则
（4） 在同一尺寸方向上粗基准一般不得重复使用的原则
零件表面加工方法的选择
加工阶段的划分
粗加工
半精加工
精加工
光整加工
目的
（1） 保证零件加工质量
（2） 有利于及早发现毛坯缺陷并得到及时处理
（3） 有利于合力利用机床设备
工序集中与分散
工序集中的特点
1） 有利于采用自动化程度较高的高效率机床的工艺装备进行加工，生产效 率高。
2） 工序数少，设备数少，可相应减少操作工人数和生产面积。
3） 工件的装夹次数少，不但可缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中加工 了许多表面，有利于保证各加工表面之间的相互位置精度要求。
工序分散的特点
1） 所用机床和工艺装备简单，易于调整。
2） 对操作工人的技术水平要求不高。
3） 工序数多，设备数多，操作工人多，占有生产面积大。
工序先后顺序的安排
先粗后精原则
先主后次原则
基准先行原则
先面后孔原则
其他辅助工序
热处理工序
表面处理工序
检验工序
加工余量
概念：毛坯上留作加工用的材料层，称为加工余量。对于非对称表面，为单边余量。 对于对称表面，加工余量为双边余量。
影响因素
1、 上工序留下的表面粗糙度值和表面缺陷深度
2、 上工序的尺寸公差
3、 上工序留下的空间位置误差
4、 本工序的装夹误差
加工余量的确定
1、 计算法
2、 经验估计法
3、 查表法
工艺尺寸链及其应用
尺寸链：由一组互相联系的尺寸按一定顺序首尾相接排列成的封闭图形 组成尺寸链的每一个尺寸，称为尺寸链的环。 间接得到的尺寸为封闭环；直接得到的为组成环
画法：先封闭后直接
分类
（1） 直线尺寸链 直线尺寸链由彼此平行的直线尺寸组成。
（2） 平面尺寸链 平面尺寸链由位于一个或几个平行平面内但相互不都平行的尺寸组成。
（3） 空间尺寸链 空间尺寸链由位于几个不平行平面的尺寸组成。
尺寸链的计算
极值法：按尺寸链各环均处于极值条件来分析计算封闭环尺寸与组合环之间关系
统计法：运动概率论理论来分析计算封闭环尺寸与组成环尺寸与组成环尺寸之间关系
４、数控机床
数控机床分类
按运动控制方式
点位控制数控机床：数控钻床
直线控制数控机床
轮廓控制数控机床
按伺服系统分类
开环控制
闭环控制
半闭环控制
数控加工程序编制基础
步骤
零件图分析
工艺处理
加工方法和工艺路线的确定
刀具、夹具的设计和选择
对刀点的选择
加工路线的确定
切削用量的确定
数学处理
程序编制
控制介质制备
程序检验试切削
加工程序结构与形式
常用地址码：
G代码
绝对坐标与增量坐标指令
绝对：G90
增量：G91
快速点定位：G00
直线插补：G01
F指令由G00终止
圆弧插补
顺时针：G02
逆时针：G03
IJK指定圆心（相对起点增量值） R指定半径，＞１８０°为－R
XYZ为终点
刀具补偿指令
半径建立指令：左G41；右G42 取消指令：G４０
X、Y为补偿终点值 D（Ｈ）为偏置量
长度建立指令：轴向正G４３；轴向负G４４ 取消指令：G４９；G４０
H为偏置量
优点
简化编程工作量
实现粗、精加工
实现内外型面的加工
坐标平面选择指令G１７：XY、G１８：ZX、G１９：YZ
坐标系设定
G９２ Ｘ＿Ｙ＿Z_ XYZ为刀具起始点相对于工件原点的坐标值
暂停（延迟）指令
G０４ P－ｍｓ/X（U）－ｓ
M代码
M００－程序停止
M０１－任选（计划停止）
M０２－程序结束；复位
M０３、M０４、M０５－主轴正转、反转和停止
M０６－换刀指令
M０７、０８、０９－雾状冷却液、液状冷却液开及关
M１０－主轴定向停止
M３０－程序结束；可以回到开始状态
F、S、T代码
F：进给速度，模态代码；ｍｍ/ｍｉｎ或者ｍｍ/ｒ
G９９ F＿：每转进给 G９８ F＿：每分钟进给
S：主轴转速或者切削速度
恒切削速度：G９６ S＿：ｍ／ｍｉｎ
非恒切削速度：G９７ S＿：ｒ／ｍｉｎ
设置最高值：G５０ S＿：ｒ／ｍｉｎ
T：刀具功能指令
数控机床加工工艺处理
机床的选择
保证技术要求
提高生产率
降低成本
加工方法的确定
工序
先内腔内形，后外形
相同夹装或者相同刀具的一起进行
多道工序时优先进行刚性破坏小的
加工路线
保证零件的加工精度和表面粗糙度要求
简化数值，简化编程工作量
缩短加工路线，减少空刀时间，提高效率
高速加工及其工艺处理
刀具选择
粗加工优先考虑韧性
精加工优先考虑硬度
如高速加工的立铣刀大多采用TiAlN系的复合多层涂镀技术处理
进给量：提高５－１０倍
常采用高转速、大进给和小切深的参数
３、机械加工质量分析和控制
机械加工精度
加工精度：加工后实际几何参数与理想的接近程度 加工经济精度：正常条件下所能保证的加工精度
尺寸精度
形状精度
位置精度
加工误差：实际几何参数与理想的偏差
影响机械加工精度的因素
工艺系统的几何误差
机床的几何误差
主轴回转误差
导轨误差
传动误差
刀具的几何误差
夹具的几何误差
装夹误差
定位误差
夹紧误差
工艺系统受力变形引起的加工误差
工艺系统刚度
减小工艺系统受力变形的途径
1、 提高工艺系统刚度
（1） 保证关键零部件的刚度
（2） 提高接触刚度
（3） 消除配合间隙
（4） 采用合理的装夹方式和加工方法
2、 减小切削力及其变化
工艺系统受热变形引起的加工误差
工件内应力重新分布引起的误差
提高加工精度途径
1、 减小和消除原始误差
2、 转移原始误差
3、 均分原始误差
4、 采用误差补偿技术
加工误差的统计分析
机械加工表面质量
包含内容
加工表面的几何面貌
（1） 表面粗糙度
（2） 表面波纹度
（3） 表面纹理方向
（4） 表面缺陷
表层材料的物理力学性能
（1） 表面层的冷作硬化
（2） 表面层残余应力
（3） 表面层金相组织变化
对机器使用性能的影响
表面质量对耐磨性的影响
表面质量对零件疲劳强度的影响
表面质量对抗腐蚀性的影响
表面质量对零件配合性质的影响
Technikbasis für Maschinenbau E: Mechanical Manufacturing Technology
Benchmark: sie beschreibt Punkte, Linien und Flächen, die zur Bestimmung geometrische Beziehung verwendet werden
Kategorien
Prinzip des Konstruktion设计
es ist für Konstruktionszeichnen
Prinzip des Technologie工艺
es ist für den Prozess der Verarbeitung, nämlich Positionieren定位, Messen测量 und Montage装配
Prinzip der Benchmark-Auswahl
grober Benchmark粗基准 er ist im ersten Prozess raue Oberfläche
1. man soll die unbearbeitete Flächen als Benchmark wählen
2. wenn das Bearbeitungsmass加工余量 einer wichtigen Oberfläche gleichmäßig sein muss, soll man diese Oberfläche als groben Benchmark wählen
3. man soll die flache平的 und ausrechend große Oberfläche des Rohteils毛坯的表面 als Benchmark wählen
4. grobe benchmark wird nicht wiederverwenden, denn sie hat niedrige Genauigkeit, d.h. man kann nicht garantieren, dass sie in beiden Montagen die gleiche Position hat.
feiner Benchmark精基准 er ist zu bearbeitenden Fläche
1. man soll Benchmark der Konstruktion wie möglich wählen
2. man soll den gleichen Benchmark für so viele Oberflächen wie möglich wählen.
3. 2 Flächen mit gegenseitigen Genauigkeitanforderungen sollen sich als Benchmark abwechseln
4. die Oberfläche soll einfache Formen haben und ausreichend groß sein
Drehmaschine
Struktur und Zeichnen
Spindelstock主轴箱 wird verwendet, um die Hauptbewegung zu erreichen Werzeugblock刀架 wird verwendet, um Werkzeug zu platzieren, und er kann das Werkzeug vertikal, horizontal und diagonal bewegen. Reitstock尾座 kann das Werkstück abstützen. Vorschubgetiriebekasten进给箱 kann Übersetzungverhältnis verändern. Schloßkasten溜板箱 kann die Bewegung des Vorschubgetriebekastens auf Werkzeugblock übertragen. Leitspindel丝杠 wird normalerweise zum Gewindedrehen verwendet. Zugspindel光杠 wird normalerweise zum Außendrehen und Plandrehen u.s.w verwendet.
Schnittgang
Werkzeug
Struktur und Zeichnen

Spanfläche前刀面 ist die Oberfläche des Werkzeugs, auf der die Späne fließen. haupte Freifläche主后刀面 ist gegenüber der Übergangsfläche des Werkstücks. Nebenfreifläche副后刀面 ist gegenüber der bearbeiteten Fläche. Hauptschneide主切削刃 ist für hauptes Spanen切削 verantwortlich. Nebenschneide副切削刃 hilft der Hauptschneide beim Spanen. Die Form der Spitze刀尖 ist Bogen oder Gerade.
Parameter
Bewegung des Spanens
haupte bewegung 主运动
Vorschubbewegung进给运动
Geschwindigkeit des Spanens切削速度 ist die Gechwindigkeit des Werkzeugs relativ zum Werkstück, ihre Formel ist  d ist der Durchmesser der unverarbeiteten Oberfläche.
Vorschub进给量 ist relative Verschiebung um eine Drehung des Werkstücks. Formel ist 
Rückentiefe背吃刀量 ist der vertikale Abstand zwischen verarbeiteten Fläche und unverarbeiteten Fläche
drei Faktoren des Spanens
Hilfsebene
Schneidenebene切削平面 ist die Ebene, die einen bestmmten Punkt der Hauptschneide tangiert und senkrecht zum unteren Ebene des Werkzeugs
Grundebene基面
othogonale Ebene正交平面
Winkel
Spanwinkel γ前角
er ist der Winkel zwischen Spanfläche und Grundfläche
Prinzip der Auswahl ist, 1. dass bei hoher Härte des Materials ein kleiner Wert gewählt wird, denn Schneidenkopf ist nicht scharf und für grobes Verarbeiten. 2. oder bei niedriger Härte ein großer Wert gewählt wird, denn Schneidenkopf ist scharf und für feines Verarbeiten. 3. Der Winkel wird normalerweis zwischen -5 bis 25 Grad gewählt
Freiwinkel α后角
er ist der Winkel zwischen haupten Freifläche und Schneidenebene
Prinzip der Auswahl ist, 1. dass für feines Verarbeiten großer Wert gewählt wird. 2. oder für grobes Verarbeiten wird kleiner Wert gewählt. 3. je härter ist Material, desto kleinerer Wert wird gewählt. 4. Der Winkel wird normalerweise zwischen 6-12 Grad gewählt.
W-Einstellwinkel主偏角
er ist der Winkel zwischen der Projektion der Hauptschneide auf die Grundebene und der Richtung der Vorschubbewegung
er wird normalerweise zwischen 30 -90 Grad wie 45, 75 und 90 Grad gewählt
Nebenschneidenwinkel副偏角
er ist der Winkel zwischen der Projektion der Nebenschneide auf Grundebene und der entgegengesetzten Richtung der Vorschubbewegung
für feines Verarbeiten ist 10-15 Grad für grobes Verarbeiten ist gegen 5 Grad
Neigungswinkel刃倾角
er ist der Winkel zwischen Hauptschneide und Grundebene
In der Regel wird -10 bis 5 Grad gewählt
Matrial
gebräuchliches Material
Schnellarbeitsstahl高速钢 hat höhere Härte, Hitzefestigkeit, Intensität und Zähigkeit. deshalb kann er bei Schwingung und Stoß arbeiten. z.B. Bohrer und Verzahnwerkzeug齿轮刀具
Hartmetall硬质合金 hat länge Benutzungsdauer, Hochwärmebeständigkeit抗热性 und hohe Härte, aber niedrigere Intensität und Zähigkeit als Schnellarbeisstahl und schlechte Beständigkeit gegen Schwingung und Stoß. Es wird oft verwendet, um Drehmeissel und Fräser铣刀 der Fläche herzustellen.
Superhartes Material超硬材料 ist wie Diamantdrehmeißel金刚石车刀 und keramisches Drehmeissel陶瓷车刀
Unterschied zwischen Fräser und Drehmesser
Materialien Des Drehmeissel sind normalerweise Schnellarbeitsstahl und Hochgekohlterstahl, Der Fräser sind normalerweise Schnellarbeitsstahl und Hartmetall
Drehmeissel hat nur einen Schneidenteil切削部分, Fräser hat ein oder mehrere Zähne
Drehmeissel ist für Spanen verantwortlich. Fräser ist für Fräsen verantwortlich.
Auffräsen逆铣 und Abfräsen顺铣
Abfräsen hat gleiche Richtung wie die Vorschubrichtung. Auffräsen hat entgegengesetzte Richtung.
Beim Abfräsen fällt die Schnittdicke jedes Zahns allmählich von Maximum auf Null. Beim Auffräsen steigt die Schnittdicke jedes Zahns allmählich von Null auf Maximum
Scherwinkel积屑瘤
Bildungsprozess: Bei hohen Druck und ein gewissenen Temperatur entsteht starke Reibung zwischen Spänen und Spanfläche, dann wird zu schneidendes Material an Spanfläche geklebt黏结
Wirkung: Er macht den Spanwinkel größer, danach fällt die Schnittkraft und steigt die Schnittdicke, das macht Oberflächerauheit größer; er kann Schneidwerkzeug ersetzen und Standzeit verlängern, aber er fällt häufig ab.
Maßnahme: Härte des Werkstücks und den Spanwinkel erheben, benutzen Schneidflüssigkeit切削液 mit guter Schmierwirkung润滑效果
Prinzip der Arbeitsfolge
Zuerst Grobbearbeitung und dann Feinbearbeitung
Zuerst haupte Bearbeitung und dann nebensächliche Bearbeitung
man soll den Benchmark als Priorität nehmen
Zuerst bearbeiten die Fläche und dann Bohrung
4 gebräuchliche Werkzeugmaschinen
Drehmaschine
Fräsmaschine
Nutenfräser
Schaftfräser wie Kugelfräser, er kann Bogenlinie bearbeiten
Stirnfräser, er kann Fläche bearbeiten
Hobelmaschine
Hobeln
Hobelmeissel
Schleifmaschine
Schleifscheibe砂轮