機械制造基礎全套教案ppt課件

1、.,機械制造基礎,.,課程介紹及要求,一、課程內容和目的 二、特點 三、重要性 四、學習要求 五、參考書,.,參考書,金屬切削原理與刀具 互換性與測量技術（公差） 金屬切削機床 機械制造工藝學 機床夾具設計,.,第一章 緒論,機械制造業(yè)的作用與現(xiàn)狀,.,第二章 機械零件加工表面的形成,.,機器的組成：,.,汽車的組成：,.,機器的組成：,.,機械零件的表面：,例：,.,機械零件的表面：,.,第一節(jié) 機械零件加工表面的形成過程,.,一、工件的加工表面及其形成方法,1. 機械零件常用的表面形狀,圖2-1 機器零件上常用的各種典型表面,.,2. 工件表面的形成,工件表面可以看成是一條線沿著另一條線移

2、動或旋轉而形成的。并且我們把這兩條線叫著母線和導線，統(tǒng)稱發(fā)生線。,例、工件表面的形成,圖2-2 組成工件輪廓的幾何表面,.,3.發(fā)生線的形成,1) 成型法利用成形刀具來形成發(fā)生線，對工件進行加工的方法。,圖2-3 形成發(fā)生線所需的運動,.,3.發(fā)生線的形成,2) 軌跡法靠刀尖的運動軌跡來形成所需要表面形狀的方法。,圖2-3 形成發(fā)生線所需的運動,.,3.發(fā)生線的形成,3) 相切法由圓周刀具上的多個切削點來共同形成所需工件表面形狀的方法。,圖2-3 形成發(fā)生線所需的運動,.,3.發(fā)生線的形成,4) 展成法利用工件和刀具作展成切削運動來形成工件表面的方法。,圖2-3 形成發(fā)生線所需的運動,.,4.

3、 表面成型運動,例: 車削外圓柱面的成形運動,.,4. 表面成型運動,例:,常見典型表面成形運動,.,二、切削運動與切削要素,1.切削加工中的工件表面,.,二、切削運動與切削要素,2.切削運動與切削用量,.,2.切削運動與切削用量,(1) 主運動：由機床或人力提供的主要運動，能使刀具從工件上切除金屬層使之變?yōu)榍行肌?例如：車削時，車床主軸帶動工件作的旋轉運動； 銑削時，銑床主軸帶動銑刀作的旋轉運動。,.,2.切削運動與切削用量,(1) 主運動是一個矢量 主運動方向：是指切削刃選定點相對于工件的瞬時主運動方向。,圖2-6 外圓車削時的加工表面、切削用量與切削層,.,(1) 主運動,主運動方向：是

4、指切削刃選定點相對于工件的瞬時主運動方向。 主運動速度：也就是切削速度，是指切削刃選定點相對于工件主運動的瞬時速度，用vc表示， 單位：m/min（或m/s）。,圖2-6 外圓車削時的加工表面、切削用量與切削層,.,(1) 主運動,主運動方向：是指切削刃選定點相對于工件的瞬時主運動方向。 主運動速度：也就是切削速度，是指切削刃選定點相對于工件的主運動的瞬時速度，用vc表示， 單位：m/min（或m/s）。 外圓車削時，切削速度的計算公式為：,.,(2) 進給運動,進給運動：由機床或人力提供的附加運動，它能使把工件切削層不斷地投入切削過程。,圖2-6 外圓車削時的加工表面、切削用量與切削層,.,

5、(2) 進給運動,進給運動方向：是指切削刃選定點相對于工件的瞬時進給運動方向。,圖2-6 外圓車削時的加工表面、切削用量與切削層,.,(2) 進給運動,進給運動方向：是指切削刃選定點相對于工件的瞬時進給運動方向。 進給運動速度：指切削刃選定點相對于工件進給運動的瞬時速度，用vf表示，單位常取為(mm/s)或(mm/min),圖2-6 外圓車削時的加工表面、切削用量與切削層,.,進給運動速度,例：外圓車削時，進給運動速度常常用進給量f來表述， 單位：mm/r 刨削時，進給運動速度用每一行程多少毫米來表述， 單位為mm/str。 銑削時，進給運動速度常用每齒進給量f來表述， 單位：mm/z 進給速

6、度vf、進給量f、每齒進給量fz 和刀具齒數Z之間的關系如下： vf = nf= nzfz,.,(3) 刀具的工作平面,切削過程中刀具的工作平面是指:通過切削刃選定點并同時包含主運動方向和進給運動方向的平面，工作平面的符號為Pfe,.,(4) 吃刀量,吃刀量是指過切削刃的兩個端點，且垂直于所選定的測量方向的兩平面間的距離。,.,(4) 吃刀量,確定吃刀量有三點要注意： 1）確定切削刃的兩個端點； 2）確定測量的方向； 3）確定兩界限平面。,圖2-6 外圓車削時的加工表面、切削用量與切削層,圖2-6 外圓車削時的加工表面、切削用量與切削層,.,(4) 吃刀量,在一般切削加工中，常用的吃刀量有背吃

7、刀量asp（或ap）和側吃刀量ase（或ae）兩個，其單位為mm 。 例：車削 背吃刀量asp； 銑削 背吃刀量asp、側吃刀量ase,.,(5) 背吃刀量,背吃刀量是指過切削刃選定點在垂直于工作平面方向上測量的吃刀量。 例：外圓車削,圖2-6 外圓車削時的加工表面、切削用量與切削層,.,(5) 背吃刀量,背吃刀量是指過切削刃選定點在垂直于工作平面方向上測量的吃刀量。 例：外圓車削,.,切削用量三要素,背吃刀量asp、 進給量f 切削速度vc,.,(6)合成切削運動,切削過程中，由主運動和進給運動合成的運動稱為合成切削運動。 合成切削運動方向：就是切削刃選定點相對于工件的瞬時合成切削運動的方向

8、； 合成切削速度ve：就是切削刃選定點相對于工件的合成切削運動的瞬時速度。,圖2-6 外圓車削時的加工表面、切削用量與切削層,.,二、切削運動與切削要素,3.切削層參數 切削層：切削過程中，由刀具的一個 單一動作 所切除的工件材料層。 切削層尺寸平面：通過切削刃基點并垂直于該 點主運動方向的平面。 切削刃基點：切削刃等分中點。 例：平行四邊形BCDF即為切削層尺寸平面，它截切削層于BCDE四邊形。,圖2-6 外圓車削時的加工表面、切削用量與切削層,.,3.切削層參數,（1）切削層公稱橫截面積AD（切削面積）： 切削面積是指在給定瞬間，切削層在切削層尺寸平面里的實際橫截面積，單位：mm2。,圖2

9、-6 外圓車削時的加工表面、切削用量與切削層,.,3.切削層參數,（1）切削層公稱橫截面積AD（切削面積）： 切削面積是指在給定瞬間，切削層在切削層尺寸平面里的實際橫截面積，單位：mm2。,AD=aspf,圖2-6 外圓車削時的加工表面、切削用量與切削層,.,3.切削層參數,（2）切削層公稱寬度bD（切削寬度）： 切削寬度是指在給定瞬間，在切削層尺寸平面中測量的作用主切削刃截形上兩個極點間的距離，單位：mm。 例：如圖2-6所示，平面cBCDF即為切削層尺寸平面，BC段為作用的主切削刃，BC兩點間的距離bD即為切削層公稱寬度，實際橫截面積BCDE就是切削面積。,圖2-6 外圓車削時的加工表面、

10、切削用量與切削層,.,3.切削層參數,（3）切削層公稱厚度hD（切削厚度）： 切削厚度是指在同一瞬間的切削層橫截面積與其公稱切削層寬度之比，單位：mm。即,圖2-6 外圓車削時的加工表面、切削用量與切削層,圖2-6 外圓車削時的加工表面、切削用量與切削層,.,3.切削層參數,(4)切削層的工藝參數,圖2-6 外圓車削時的加工表面、切削用量與切削層,圖2-6 外圓車削時的加工表面、切削用量與切削層,.,4.材料切除率,材料切除率Q：在特定瞬間，單位時間所切 除的材料體積。 單位：mm3/s。 Q=1000vcAD =1000vchDbD =1000vcaspf,.,第二節(jié) 金屬切削機床基本知識,

11、.,一、對金屬切削機床的基本要求,1. 機床的性能方面 （1）工藝范圍 是指機床適應不同加工要求的能力。,.,一、對金屬切削機床的基本要求,1. 機床的性能方面 （1）工藝范圍 1）通用機床 2）專用機床,.,一、對金屬切削機床的基本要求,1. 機床的性能方面 （2）加工精度 機床的加工精度是指該機床加工零件表面的實際幾何參數與理想幾何參數的符合程度，如：零件加工表面的尺寸、形狀、位置及粗糙度。,.,一、對金屬切削機床的基本要求,1. 機床的性能方面 （3）生產效率及自動化程度 生產效率即是單位時間內機床所能加工的工件數量。,.,一、對金屬切削機床的基本要求,1. 機床的性能方面 （3）生產效

12、率及自動化程度 全自動 半自動 普通機床,.,一、對金屬切削機床的基本要求,1. 機床的性能方面 （4）人機適應性 人機適應性的基本要求是可靠、安全和舒適。,.,一、對金屬切削機床的基本要求,2. 機床的經濟性方面 機床的經濟性包括兩方面： 機床制造廠的經濟效益 機床使用廠的經濟效益,.,一、對金屬切削機床的基本要求,2. 機床的經濟性方面 產品定義、外觀設計、 結構設計、工藝設計、 成本核算、質保措施、 運輸安裝、合理使用、 維修折舊，報廢回收。,.,一、對金屬切削機床的基本要求,2. 機床的經濟性方面 機床品種系列化、零部件通用化和標準化是生產和使用機床的一項重要的技術經濟措施。,.,二、

13、金屬切削機床的分類,（1）按機床的加工性能分類 車床C 鉆床Z 銑床X 鏜床T 磨床M 齒輪加工機床Y 拉床L 螺紋加工機床S 鋸床G 刨插床B 其他機床Q,.,二、金屬切削機床的分類,（2）按機床的通用性分類 1）通用機床 2）專門化機床 3）專用機床,.,二、金屬切削機床的分類,（3）按機床的自動化程度分類 1）手動機床 2）機動機床 3）半自動機床 4）全自動機床,.,二、金屬切削機床的分類,（4）按機床的工作精度分類 1）普通精度機床 2）精密機床 3）高精度機床,.,二、金屬切削機床的分類,（5）按機床的主要工作部件數目精度分類 1）單刀機床 2）多刀機床 3）單軸機床 4）多軸機床

14、,.,二、金屬切削機床的分類,（6）按機床的重量和尺寸分類 1）儀表機床 2）中型機床 3）大型機床 4）重型機床 5）超大型機床,.,二、金屬切削機床的分類,（7）按加工過程的控制方式分類 1）普通機床 2）數控機床 3）加工中心 4）柔性制造單元,.,三、金屬切削機床型號的編制,1. 機床的技術參數及其結構尺寸系列 機床的技術參數是表示機床尺寸大小及加工能力的各種數據。,.,三、金屬切削機床型號的編制,機床的技術參數包括： 主參數 第二主參數 主要工作部件的結構尺寸（如工作臺面） 主要工作部件的移動行程范圍 各種運動的速度范圍和級數 電機功率 機床輪廓尺寸,.,三、金屬切削機床型號的編制,

15、主參數： 機床主參數是表示機床規(guī)格大小的一種參數，它直接反應出機床的加工能力的大小。,.,三、金屬切削機床型號的編制,2. 機床型號 機床型號是用來表明機床的類型、通用特性、結構特性、主要技術參數等。,.,2. 機床型號,（） （） （）（）（） 其它特性代號 重大改進順序 主軸數或第二主參數 主參數或設計順序號 系代號 組代號 通用特性、結構特性代號 類代號 分類代號,.,2. 機床型號,.,第三節(jié) 機械零件的公差與配合,.,一、公差與配合的基本概念,公差,加工誤差,.,一、公差與配合的基本概念,1. 有關“尺寸”的術語和意義 （1）尺寸 尺寸是用特定單位表示長度的數字。,.,1. 有關“尺

16、寸”的術語和意義,（2）基本尺寸 基本尺寸是由設計者經過計算或按經驗確定后，再按標準選取的標注在設計圖上的尺寸。,.,1. 有關“尺寸”的術語和意義,（3）實際尺寸 實際尺寸是通過測量所得的尺寸。,.,1. 有關“尺寸”的術語和意義,（4）極限尺寸 極限尺寸是允許尺寸變化的兩個界限值。 其中：較大的一個稱為最大極限尺寸 較小的一個稱為最小極限尺寸,.,（4）極限尺寸,圖2-8 公差與配合示意圖 圖2-9 公差帶圖,.,2. 有關“公差、偏差及誤差”的術語和定義,（1）尺寸偏差 尺寸偏差=某一尺寸-基本尺寸 偏差包括：實際偏差=實際尺寸-基本尺寸 極限偏差,.,極限偏差,上偏差=最大極限尺寸基本

17、尺寸 ES（孔）、es（軸） 下偏差= 最小極限尺寸基本尺寸 EI（孔）、ei（軸）,.,2. 有關“公差、偏差及誤差”的術語和定義,（2）尺寸公差（公差） 尺寸公差是指尺寸允許的變動量。 尺寸公差 = 最大極限尺寸最小極限尺寸 = 上偏差下偏差,.,2. 有關“公差、偏差及誤差”的術語和定義,（3）零線 零線是在公差帶圖中，確定偏差的一條基準直線，也叫零偏差線。,.,2. 有關“公差、偏差及誤差”的術語和定義,（4）公差帶,.,2. 有關“公差、偏差及誤差”的術語和定義,（4）公差帶 在公差帶圖中，由代表上、下偏差兩條直線所限定的一個區(qū)域稱為公差帶。 在國家標準中，公差帶包括： 公差帶大小

18、由標準公差確定 公差帶位置 由基本偏差確定,.,2. 有關“公差、偏差及誤差”的術語和定義,（5）標準公差 標準公差就是國家標準所確定的公差。,.,2. 有關“公差、偏差及誤差”的術語和定義,（6）基本偏差 基本偏差就是用來確定公差帶相對于零線位置的上偏差或下偏差，一般指靠近零線的那個偏差。,.,2. 有關“公差、偏差及誤差”的術語和定義,（7）誤差 誤差是指零件的設計值X0與加工后的實測值Xi之差，用Xi表示。 即 Xi = Xi X0 式中，i = 1、2、3、n，為測量次數。 誤差Xi恒不為零 ！,.,3. 有關“配合”的術語和定義,（1）配合 配合就是基本尺寸相同的、相互結合的孔與軸公

19、差帶之間的相配關系。 基孔制 基軸制,.,基孔制,基孔制是基本偏差固定不變的孔公差帶，與不同基本偏差的軸公差帶形成各種配合的一種制度。 基孔制的孔為基準孔，它的下偏差為零?；鶞士椎拇枮椤癏”。,.,圖2-11 基孔制配合與基軸制配合,.,基軸制,基軸制是基本偏差固定不變的軸公差帶，與不同基本偏差的孔公差帶形成各種配合的一種制度。 基軸制的軸為基準軸，它的上偏差為零?；鶞瘦S的代號為“h”。,.,圖2-11 基孔制配合與基軸制配合,.,(2)配合類型,間隙配合 過渡配合 過盈配合,.,(2) 配合類型,間隙配合：當孔的公差帶在軸的公差帶之 上，形成具有間隙的配合（包 括最小間隙等于零的配合）。,

20、.,圖2-11 基孔制配合與基軸制配合,.,(2)配合類型,過盈配合：當孔的公差帶在軸的公差帶之 下，形成具有過盈的配合（包 括最小過盈等于零的配合）。,.,圖2-11 基孔制配合與基軸制配合,.,(2)配合類型,過渡配合：當孔與軸的公差帶相互交迭， 既可能形成間隙配合，也可能 形成過盈配合。,.,圖2-11 基孔制配合與基軸制配合,.,(3)配合公差,允許間隙或過盈的變動量稱為配合公差。 間隙配合：配合公差=最大間隙最小間隙 過盈配合：配合公差=最大過盈最小過盈 過渡配合：配合公差=最大間隙+最大過盈,.,(3)配合公差,配合公差=軸公差+孔公差,.,二、標準公差系列與基本偏差系列,1. 標

21、準公差系列 P28 表2-7,.,1. 標準公差系列,（1）公差單位（公差因子,單位m） 當尺寸500mm時， （mm）,反映加工誤差,反映測量誤差,.,1. 標準公差系列,（2）公差等級 標準公差共分20級: IT01、IT0、IT1、IT2、到IT18。 IT國際標準公差 （ISO Tolerance）的縮寫代號 IT7表示標準公差7級。 從IT01至IT18，公差等級依次降低，相應的標準公差數值依次增大。,.,1. 標準公差系列,（2）公差等級 公差等級系數a（見表2-6） 標準公差的值T= ai,表2-6 尺寸500mm的IT5至IT18級標準公差計算表 公差等級 IT5 IT6 IT

22、7 IT8 IT9 IT10 IT11 IT12 公差值 7i 10i 16i 25i 40i 64i 100i 160i,.,1. 標準公差系列,（3）基本尺寸分段,標準公差的值T= ai,.,1. 標準公差系列,（3）基本尺寸分段 例：基本尺寸45 mm（在30mm50mm 尺寸段）的IT6與IT7的公差值。 計算基本尺寸 （mm）,.,1. 標準公差系列,例：基本尺寸45 mm（在30mm50mm 尺寸段）的IT6與IT7的公差值。 公差單位 (mm） IT6 = 10 i = 101.5616 (mm) IT7 = 16 i = 161.5624.9725 (mm),.,2. 基本偏差

23、系列,.,圖2-15 基本偏差系列,.,2. 基本偏差系列,（1）軸的基本偏差 請看P32 表2-9,.,2. 基本偏差系列,（1）軸的基本偏差 有了基本偏差和標準公差，就不難求出軸的另一個偏差（上偏差或下偏差）： es = ei + IT ei = es IT,.,2. 基本偏差系列,（1）軸的基本偏差 1）a、b、c三種用于大間隙或熱動配合； 2）d、e、f主要用于旋轉運動； 3）g主要用于滑動和半液體摩擦，或用于定位配合； 4）cd、ef、fg適用于小尺寸的旋轉運動件； 5）jh主要用于過渡配合，對中性好； 6）pzc主要用于過盈配合，保證軸和孔有足夠的連接強度。,.,2. 基本偏差系列

24、,（2）孔的基本偏差 請看P34 表2-10,.,2. 基本偏差系列,（2）孔的基本偏差 當基本尺寸500mm時，孔的基本偏差是從軸的基本偏差換算得來的。 孔與軸基本偏差換算的前提是： “基本偏差代號相當時，應保持配合相同”。,.,換算規(guī)則：,1）通用規(guī)則 a）全部間隙配合AH； b）標準公差IT8的K、M、N； c）標準公差IT7的PZC； 孔的基本偏差與軸的基本偏差數值相等，但符號相反。 但有個別例外，對公差等級IT8，基本尺寸3mm的N，其基本偏差ES=0。,.,換算規(guī)則：,2）特殊規(guī)則 a）標準公差IT8的K、M、N； b）標準公差IT7的PZC； 孔的基本偏差要在上述基礎上增加一個值

25、。,.,三、公差與配合的基準制與公差等級,1. 國家標準規(guī)定的公差與配合,.,圖2-17 尺寸500mm軸的（方框內的）一般常用和（圓圈內的）優(yōu)先公差,.,圖2-18 尺寸500mm孔的（方框內的）一般常用和 （圓圈內的）優(yōu)先公差,.,圖2-19 基孔制優(yōu)先配合公差帶 圖2-20 基軸制優(yōu)先配合公差帶,.,三、公差與配合的基準制與公差等級,2. 基準制的選用 一般情況下，應優(yōu)先選用基孔制。,.,三、公差與配合的基準制與公差等級,3. 公差與配合的選用 選擇公差與配合的主要內容有： 1）確定基準制； 2）確定公差等級； 3）確定配合種類。 選擇公差與配合的原則是在保證機械產品基本性能的前提下，充

26、分考慮制造的可行性，并應使制造成本最低。,.,三、公差與配合的基準制與公差等級,4. 公差等級的選用 選用的原則如下： (1)對于基本尺寸500mm的軸孔配合，當標準公差IT8時，國家標準推薦孔比軸低一級相配合；但當標準公差IT8級或基本尺寸500mm的配合，推薦采用同級孔、軸配合。 (2) 選擇公差等級，既要滿足設計要求，又要考慮加工的可能性與經濟性。,.,4. 公差等級的選用,1）IT01、IT0、IT1級公差一般用于高精度量塊和其它精密標準量塊的尺寸。 2）IT2IT5級公差用于特別精密的零件尺寸。 3）IT5（孔到IT6）級公差用于高精度和重要表面的配合尺寸； 4）IT6（孔到IT7）

27、級公差用于零件較精密的配合尺寸； 5）IT7IT8級用于一般精度要求的配合尺寸； 6）IT9IT10級常用于一般要求的配合尺寸，或精度要求較高的與鍵配合的槽寬尺寸。 7）IT11IT12級公差用于不重要的配合尺寸。 8）IT12IT18級公差用于未注公差的尺寸。,.,三、公差與配合的基準制與公差等級,5. 配合的選用 應盡可能選用優(yōu)先配合和常用配合。,.,四、形狀公差與位置公差,（一） 形狀公差和形狀誤差 1. 形狀公差 構成機械零件形狀的幾何要素所允許的變動量稱為形狀公差。,.,四、形狀公差與位置公差,（一） 形狀公差和形狀誤差 2. 形狀誤差： 形狀誤差是指被測實際要素對理想要素的變動量。

28、,.,四、形狀公差與位置公差,形狀誤差的評定原則 最小條件：是指被測實際要素對其理想 要素的最大變動量為最小。 例：,.,四、形狀公差與位置公差,（二） 形狀公差的項目,.,（二） 形狀公差的項目,1. 直線度公差 實際被測要素對理想直線的允許變動量。,.,1. 直線度公差,1）在給定平面內的直線度公差帶,圖2-21 給定平面內的直線度公差帶,.,1. 直線度公差,2）在給定一個方向上的直線度公差帶,圖2-22 給定一個方向上的直線度公差帶,.,1. 直線度公差,3）在給定相互垂直的兩個方向上的直線度公差帶,圖2-23 給定兩個方向上的直線度公差帶,.,2. 平面度公差,平面度公差是實際被測要

29、素對理想平面的允許變動量，其公差帶是距離為公差值t的兩平行平面之間的區(qū)域。,圖2-24 平面度公差帶,.,3. 圓度公差,實際被測要素對理想圓的允許變動量，其公差帶是垂直于軸線的任一截面上半徑差為公差值t的兩個同心圓間的區(qū)域。,圖2-25 圓度公差帶,.,4. 圓柱度公差,實際被測要素對理想圓柱的允許變動量，其公差帶是半徑差為公差值t的兩同軸圓柱面之間的區(qū)域。,圖2-26 圓柱度公差帶,.,5. 線輪廓度公差,實際被測要素對理想輪廓線的允許變動量，其公差帶是距離為公差值t，對理想輪廓線對稱分布的兩等距曲線之間的區(qū)域。,圖2-27 線輪廓度公差帶,.,6. 面輪廓度公差,實際被測要素對理想輪廓面

30、的允許變動量，其公差帶是距離為公差值t，對理想輪廓面對稱分布的兩等距曲面之間的區(qū)域，理想輪廓面由理論正確尺寸標出。,圖2-28 面輪廓度公差帶,.,四、形狀公差與位置公差,（三） 位置公差和位置誤差 幾何要素關聯(lián)要素基準要素基準,.,四、形狀公差與位置公差,（三） 位置公差和位置誤差 位置公差是關聯(lián)實際要素的位置對基 準的變動全量。 位置公差帶是限制關聯(lián)實際要素變動的區(qū)域，被測實際要素要在此區(qū)域內才合格。,.,四、形狀公差與位置公差,（三） 位置公差和位置誤差 位置公差包括：定位位置公差 定向位置公差 跳動位置公差,.,1.定向位置公差平行度,被測實際要素相對于基準要素的方向成0的要求。,圖2

31、-29 以平面為基準的平行度公差帶,.,1.定向位置公差垂直度,被測實際要素相對于基準要素的方向成90的要求。,圖2-30 以軸線為基準的 垂直度公差帶,.,1.定向位置公差傾斜度,被測實際要素相對于基準要素的方向成一定角度的要求。,圖2-31 傾斜度公差帶,.,2.定位位置公差同軸度,要求被測實際要素與基準要素同軸。,圖2-32 同軸度公差帶,.,2.定位位置公差對稱度,要求被測實際要素與基準要素共面。,圖2-33 對稱度公差帶,.,2.定位位置公差位置度,要求被測實際要素與基準要素有一定的位置關系。,圖2-34 孔軸線的位置度公差帶,.,3.跳動位置公差,圓跳動 全跳動,.,3.跳動位置公

32、差圓跳動,單個被測實際要素在任一截面上相對于基準要素的允許跳動量。 根據允許變動的方向的不同，圓跳動可分為： 徑向圓跳動 端面圓跳動 斜向圓跳動,.,徑向圓跳動,徑向圓跳動用于控制圓柱表面任一橫截面上的跳動量。,圖2-35 徑向圓跳動公差帶,.,端面圓跳動,端面圓跳動用于控制端面任一測量直徑處，在軸向方向的跳動量。,圖2-36 端面圓跳動公差帶,.,斜面圓跳動,斜面圓跳動用于控制圓錐面在法線方向的跳動量。,.,3.跳動位置公差全跳動,整個被測實際要素相對于基準要素的允許跳動總量。 根據允許變動的方向的不同，全跳動可分為： 徑向全跳動 端面全跳動 斜向全跳動,.,徑向全跳動,徑向全跳動用于控制整

33、個圓柱表面上的跳動總量。,圖2-37 徑向全跳動公差帶,.,端面全跳動,端面圓跳動用于控制整個端面在軸向方向的跳動總量。,圖2-38 端面全跳動公差帶,.,四、形狀公差與位置公差,（四） 形位公差的選用,.,（四） 形位公差的選用,(1) 形狀公差應比尺寸公差?。?例如： 圓柱形零件的形狀公差（軸線直線度除外），一般情況下應小于其尺寸公差值，平行度公差值應小于相應的距離尺寸公差值。 圓度、圓柱度公差值約為同級的尺寸公差值的50%，故一般可按同級選取。比如，尺寸公差為IT6，則圓度、圓柱度公差也選6級。 但并不是圓度、圓柱度公差必須按尺寸公差同級選取，也可根據零件的功能要求選取相鄰級，必要時可按

34、比尺寸公差等級高半級到2級。,.,（四） 形位公差的選用,(2) 一般形狀公差應比位置公差小： 同一要素上給定的形狀公差值應小于位置公差值。如同一平面上，平面度公差值應小于該平面對基準的平行度公差值。 (3) 表面粗糙度與形狀公差的大概的比例關系： 通常，表面粗糙度的Ra值可取為形狀公差值的(20%25%)。,.,（四） 形位公差的選用,(4)對于制造難度大的零件應該選取較大的形位公差： 對剛性較差的零件（如細長軸）和結構特殊的要素（如大跨距的孔或軸的同軸度公差），在保證零件功能的前提下，考慮到制造較困難，應適當降低1-2級形位公差值。,.,第四節(jié) 工件的定位和夾緊,.,一、零件的基準及其分類

35、,什么是基準？ 基準就是用來確定生產對象上幾何要素間的幾何關系所依據的點、線、面。,.,一、零件的基準及其分類,1. 設計基準 在零件設計圖上用以確定其它點、線、面位置的基準(點、線、面），稱為設計基準。,.,圖2-47 零件的設計基準與工藝基準示例,.,一、零件的基準及其分類,2. 工藝基準 零件在加工、檢驗和裝配過程中所采用的基準，稱為工藝基準。,.,2. 工藝基準,（1）定位基準 加工時，使工件在機床或夾具中占據正確位置所用的基準。,.,圖2-47 零件的設計基準與工藝基準示例,.,2. 工藝基準,（2）工序基準 在工藝文件上用以確定本工序被加工表面加工后的尺寸、形狀和位置的基準。,.,

36、圖2-47 零件的設計基準與工藝基準示例,.,2. 工藝基準,（3）測量基準 檢驗零件時，用以測量加工表面的尺寸、形狀、位置等誤差所依據的基準。,.,圖2-47 零件的設計基準與工藝基準示例,.,2. 工藝基準,（4）裝配基準 裝配時用以確定零件、組件和部件相對于其他零件、組件和部件的位置所采用的基準。,.,圖2-48 齒輪的裝配基準,傳動軸,傳動齒輪,鍵,.,基準重合,在實際生產中，應盡量使以上各種基準重合，以消除基準不重合誤差。 1）設計零件時應盡量以裝配基準作為設計基準，以便保證裝配技術要求； 2）在制定加工工藝路線時，應盡量以設計基準作工序基準，以保證零件加工精度； 3）在加工和測量零

37、件時，要盡量使定位基準、測量基準和工序基準重合，以減少加工誤差和測量誤差。,.,二、工件在工藝系統(tǒng)內的安裝,定位：加工前，使工件在機床上或夾具上占有正確的加工位置的過程，稱為定位。,.,二、工件在工藝系統(tǒng)內的安裝,夾緊：用施加外力的形式，把工件已確定的定位位置固定下來的過程，稱為夾緊。這個定位、夾緊的過程，稱為裝夾或安裝。 例：在墻上貼畫 例：看電影,.,二、工件在工藝系統(tǒng)內的安裝,裝夾或安裝：工件定位、夾緊的全過程，稱為裝夾或安裝。 小結： 定位在前，夾緊在后 定位是首要的,定位 + 夾緊 = 安裝,.,二、工件在工藝系統(tǒng)內的安裝,機床夾具：在機床上用來完成工件定位、夾緊任務的裝置，稱為機床

38、夾具。,.,二、工件在工藝系統(tǒng)內的安裝,1.工件的找正安裝 直接找正法：是用百分表、劃針或用目測，在機床上直接找正工件，使工件獲得正確位置的方法。,.,圖2-49 直接找正法示例 a）磨內孔時工件的找正 b）刨槽時工件的找正,.,二、工件在工藝系統(tǒng)內的安裝,1.工件的找正安裝 劃線找正法：當零件形狀很復雜時，可先用劃針在工件上畫出中心線、對稱線或各加工表面的加工位置，然后再按劃好的線來找正工件在機床上的位置的方法。,.,圖2-50 劃線找正法示例,.,二、工件在工藝系統(tǒng)內的安裝,2.使用夾具安裝工件,.,圖2-51 用專用夾具 安裝工件,支承板,支承板,支承釘,支承釘,支承釘,鉆套,.,二、工

39、件在工藝系統(tǒng)內的安裝,2.使用夾具安裝工件 優(yōu)點： 1）易于保證加工精度； 2）能大大地提高生產率，縮短輔助時間； 3）裝夾方便，能大大地減輕工人勞動強度。,.,三、工件在夾具中的定位,1.六點定位原理,圖2-52 物體的六個自由度,.,三、工件在夾具中的定位,1.六點定位原理,圖2-53 六點定位簡圖,.,三、工件在夾具中的定位,1.六點定位原理 在機械加工中，要完全確定工件在夾具中的正確位置，必須用六個相應的支承點來限制工件的六個自由度，稱為“六點定位原理”。,.,三、工件在夾具中的定位,2. 常見定位分析,.,2. 常見定位分析,1） 完全定位：,圖2-54 連桿鉆孔定位方案,平面支承,

40、側擋銷,短圓柱銷,.,2. 常見定位分析,2） 不完全定位：,圖2-54 連桿鉆孔定位方案,平面支承,側擋銷,短圓柱銷,.,2. 常見定位分析,3）欠定位：,圖2-51 用專用夾具 安裝工件,.,2. 常見定位分析,4）過定位：,圖2-55 過定位示意,.,2. 常見定位分析,4）過定位：,圖2-56 滾、插齒時工件的過定位,.,3.常見定位方式及定位元件,1) 工件以平面定位 主要支承 輔助支承,固定支承 可調支承 自位支承,支承釘 支承板,.,3.常見定位方式及定位元件,1) 工件以平面定位 支承釘,.,圖2-57 支承釘和支承板,.,3.常見定位方式及定位元件,1) 工件以平面定位 支承

41、板,.,圖2-57 支承釘和支承板,.,3.常見定位方式及定位元件,1) 工件以平面定位 可調支承,.,圖2-58 可調支承,.,3.常見定位方式及定位元件,1) 工件以平面定位 自位支承：在定位時，其支承點的位置可隨工件定位基準面位置的變化而自動與之協(xié)調，雖然自位支承與工件有兩三個接觸點，但只起到一個支承點的作用。,.,圖2-59 自位支承,.,3.常見定位方式及定位元件,1) 工件以平面定位 輔助支承,.,圖2-60 輔助支承,.,3.常見定位方式及定位元件,2) 工件以圓孔定位 定位銷 定位心軸 定心夾緊裝置,.,3.常見定位方式及定位元件,2) 工件以圓孔定位 定位銷,圓柱銷 圓錐銷,

42、長定位銷 短定位銷,.,圖2-64 工件以圓柱孔定位的定位套,常見的圓柱銷結構：,.,常見的圓錐銷結構：,圖2-65 錐銷定位,.,3.常見定位方式及定位元件,2) 工件以圓孔定位 定位心軸 錐度心軸 圓柱心軸 過盈配合心軸 間隙配合心軸,.,3.常見定位方式及定位元件,2) 工件以圓孔定位 錐度心軸,圖2-67 錐度心軸,.,3.常見定位方式及定位元件,2) 工件以圓孔定位 過盈配合心軸,圖2-66 圓柱心軸,.,3.常見定位方式及定位元件,2) 工件以圓孔定位 間隙配合心軸,圖2-66 圓柱心軸,.,3.常見定位方式及定位元件,3) 工件以外圓表面定位 V形塊 半圓環(huán) 定位套 支承定位,.

43、,3.常見定位方式及定位元件,3) 工件以外圓表面定位 V形塊,圖2-61 型塊,.,3.常見定位方式及定位元件,3) 工件以外圓表面定位 V形塊,圖2-62 活動V型塊的應用,.,3.常見定位方式及定位元件,3) 工件以外圓表面定位 定位套,圖2-63 工件以圓孔定位的定位套,.,3.常見定位方式及定位元件,4) 工件以組合表面定位,圖2-68 一面兩銷定位,.,3.常見定位方式及定位元件,4) 工件以組合表面定位,.,3.常見定位方式及定位元件,P63 表2-14,.,四、工件的夾緊方式,1. 夾緊裝置及其組成 什么是夾緊裝置？ 將工件在夾具中夾緊、壓牢的裝置，就是夾緊裝置。 動力裝置 夾

44、緊裝置 夾緊元件 中間遞力機構,.,四、工件的夾緊方式,2. 對夾緊裝置的基本要求 1）夾緊應有利于工件的定位而不能破壞工件在定位時所獲得的正確位置； 2）夾緊力大小應適當，使夾緊作用可靠，而且能夠自鎖。 3） 夾緊后工件的變形應盡可能小，不能因夾緊變形而影響加工精度。 4）夾緊機構的操作要方便、迅速、省力、安全。,.,3. 夾緊力的確定,1）確定夾緊力方向的兩個原則： a.夾緊力作用方向應垂直于工件的主定位面。,圖2-69 夾緊力方向對鏜孔位置精度的影響,.,3. 夾緊力的確定,1）確定夾緊力方向的兩個原則： b. 夾緊力的方向應有利于減少所需要的夾緊力。,.,3. 夾緊力的確定,1）確定夾

45、緊力方向的兩個原則： b. 夾緊力的方向應有利于減少所需要的夾緊力。,.,3. 夾緊力的確定,2）夾緊力作用點的選擇： a. 夾緊力應作用在工件剛度最大的部位。,圖2-70 夾緊力作用部位,.,3. 夾緊力的確定,2）夾緊力作用點的選擇： b. 夾緊力的作用點應在夾具支承點所組成的面積之內。,圖2-71 夾緊穩(wěn)定性,.,3. 夾緊力的確定,2）夾緊力作用點的選擇： c. 夾緊力的作用點應盡可能靠近加工表面，以減少和防止加工時工件的振動。,.,3. 夾緊力的確定,3）夾緊力大小的估算：,.,第三章 金屬切削基本知識,第一節(jié) 刀具切削部分幾何參數,.,一、刀具切削部分的構成,圖3-1 車刀切削部分

46、的組成要素,刀面,前刀面 后刀面 副后刀面,刀刃,主切削刃 副切削刃 刀尖,.,一、刀具切削部分的構成,圖3-2 刀尖的類型,.,二、刀具的靜態(tài)角度,確定刀具角度的坐標參考系： 實際合成切削運動方向 工作參考系 進給運動方向 刀具實際安裝位置,.,二、刀具的靜態(tài)角度,確定刀具角度的坐標參考系： 主運動方向 靜止參考系 進給運動方向 刀具安裝位置,.,二、刀具的靜態(tài)角度,確定刀具角度的坐標參考系： 工作參考系 工作角度 靜止參考系 靜態(tài)角度,.,1. 刀具靜止參考系,刀具靜止參考系是在下列假定條件下建立的： 1）刀刃上的選定點位于假定工件的軸平面內，是刀具靜止參考系的原點； 2）過刀具切削刃選定

47、點的假定的進給運動方向位于車刀刀體（軸線）的法平面內并與車刀底面相平行； 3）過刀具切削刃選定點的假定的主運動方向垂直于車刀刀體的底面。,.,圖3-3 車刀的靜止參考系（圖中vc表示假定的主運動方向，vf表示假定的進給運動方向）,.,1. 刀具靜止參考系,構成刀具靜止參考系的基準平面有六個： （1） 基面Pr：通過切削刃選定點，垂直于假定主運動方向的平面。 車刀的基面平行于刀體底面。,.,圖3-3 車刀的靜止參考系（圖中vc表示假定的主運動方向，vf表示假定的進給運動方向）,.,1. 刀具靜止參考系,(2) 切削平面Ps：通過切削刃選定點，與切削刃相切，并垂直于基面的平面。,.,1. 刀具靜止

48、參考系,(3) 正交平面Po：通過切削刃選定點，同時垂直于基面和切削平面的平面。,.,1. 刀具靜止參考系,(3) 正交平面Po： 正交平面為垂直于切削刃在基面上的投影的平面。 由基準平面PrPsPo組成的靜止參考系稱為刀具的正交平面參考系。,.,圖3-3 車刀的靜止參考系（圖中vc表示假定的主運動方向，vf表示假定的進給運動方向）,.,1. 刀具靜止參考系,（4）法平面Pn：通過切削刃選定點并垂直于切削刃的平面。,.,1. 刀具靜止參考系,（4）法平面Pn：通過切削刃選定點并垂直于切削刃的平面。 由基準平面PrPsPn組成的靜止參考系稱為刀具的法平面參考系。,.,圖3-3 車刀的靜止參考系（

49、圖中vc表示假定的主運動方向，vf表示假定的進給運動方向）,.,1. 刀具靜止參考系,（5）假定工作平面Pf：通過切削刃上選定點，垂直于基面，且平行于假定進給運動方向的平面。,.,1. 刀具靜止參考系,（6）背平面Pp：通過切削刃上選定點，同時垂直于基面和假定工作平面的平面。,.,1. 刀具靜止參考系,（6）背平面Pp：通過切削刃上選定點，同時垂直于基面和假定工作平面的平面。 由基準平面PrPfPp組成的靜止參考系稱為刀具的假定工作平面背平面參考系。,.,圖3-3 車刀的靜止參考系（圖中vc表示假定的主運動方向，vf表示假定的進給運動方向）,.,2. 刀具的靜態(tài)角度,刀具在正交平面參考系中定義

50、的靜態(tài)角度有： （1）前角go：在正交平面Po上測量的刀具前面Ag 與基面Pr之間的夾角。,.,圖3 - 4 車刀的靜態(tài)角度,.,2. 刀具的靜態(tài)角度,（2）后角ao：在正交平面Po上測量的刀具后面Ag 與切削平面Ps之間的夾角。,.,圖3 - 4 車刀的靜態(tài)角度,.,2. 刀具的靜態(tài)角度,（3）主偏角kr：在基面Pr上測量的切削平面Ps與假定工作平面Pf之間的夾角。,.,圖3 - 4 車刀的靜態(tài)角度,.,2. 刀具的靜態(tài)角度,（4）刃傾角ls：在切削平面Ps上測量的刀具主切削刃S與基面Pr間的夾角。 刃傾角總為銳角，其正、負值的確定原則為：當刀尖位于主切削刃的最高點時，刃傾角為正值；反之為負

51、值。 切削刃的選定點、刃傾角和主偏角這三個參數，確定了主切削刃在參考系中的位置。,.,圖3 - 4 車刀的靜態(tài)角度,.,2. 刀具的靜態(tài)角度,（5）副偏角kr：副偏角kr是在基面Pr上測量的副切削平面Ps與假定工作平面Pf之間的夾角。 副偏角kr一般為銳角。,.,圖3 - 4 車刀的靜態(tài)角度,.,2. 刀具的靜態(tài)角度,（6）副后角ao：副后角ao是在副正交平面Po上測量的副后面Aa與副切削平面Ps之間的夾角。,.,圖3 - 4 車刀的靜態(tài)角度,.,2. 刀具的靜態(tài)角度,上述六個角度（go、ao、kr、ls、kr、 ao）是在正交平面參考系中，確定車刀三個刀面（前面Ag、后面Aa、副后面Aa）、

52、兩個刀刃（主切削刃S、副切削刃S）的位置所必需的六個獨立的刀具角度。,.,圖3 - 4 車刀的靜態(tài)角度,.,2. 刀具的靜態(tài)角度,（7）楔角 b：楔角 b是在正交平面Po上測量的前面Ag 與后面Aa 之間的夾角。 b =90-（ go + ao ）,.,圖3 - 4 車刀的靜態(tài)角度,.,2. 刀具的靜態(tài)角度,（8）刀尖角er ：刀尖角er是在基面Pr上的測量切削平面Ps與副切削平面之間的夾角。 er =180-（ kr + kr ）,.,圖3 - 4 車刀的靜態(tài)角度,.,2. 刀具的靜態(tài)角度,（9）余偏角：余偏角是在基面Pr上測量的切削平面Ps與背平面Pp之間的夾角。 =90- kr,.,圖3

53、 - 4 車刀的靜態(tài)角度,.,2. 刀具的靜態(tài)角度,刀具在法平面參考系中定義的靜態(tài)角度也有六個： 即： 法前角gn 法后角an 主偏角kr 刃傾角ls 副偏角kr 副法后角an 其中主偏角kr、刃傾角ls、副偏角kr同正交平面參考系中的角度完全相同，其余三個角度，即法前角gn、法后角an、副法后角an的定義不一樣。,.,2. 刀具的靜態(tài)角度,正交平面參考系與法平面參考系之間的角度換算公式：,.,2. 刀具的靜態(tài)角度,刀具在假定工作平面背平面參考系中定義的刀具角度也有六個： 即： 側前角gf 側后角af 背前角gp 背后角ap 副側后角af 副背后角ap,.,2. 刀具的靜態(tài)角度,正交平面參考系

54、與假定工作平面、背平面參考系之間的角度換算公式：,.,三、刀具的工作角度,例1 基面Pr與工作基面Pre的比較： 基面Pr是通過切削刃上選定點且垂直于假定主運動方向的平面；而工作基面Pre是通過切削刃上選定點，垂直于合成切削運動方向的平面。二者的不同點在于前者的主運動方向是假定的，而后者的合成切削運動方向是實際存在的。,.,三、刀具的工作角度,例二 前角go與工作前角goe的比較： 前角go是在正交平面Po上測量的前面Ag 與基面Pr之間的夾角；而工作前角goe 是在工作正交平面Poe中測量的前面Ag 與工作基面Pre之間的夾角。二者的差異在于定義刀具角度參考系的三個基準平面都不同，原因還在于

55、靜止參考系的基準軸線是假定的，而工作參考系的基準是實際存在的合成切削運動與進給運動。,.,三、刀具的工作角度,1. 進給運動對刀具工作角度的影響,圖3-5 橫向進給對工作角度的影響,.,三、刀具的工作角度,1. 進給運動對刀具工作角度的影響,圖3-5 橫向進給對工作角度的影響,goe = go +,aoe = ao,.,三、刀具的工作角度,2.刀具安裝位置對工作角度的影響 1)刀具安裝高低對工作角度的影響,gpe = g p + q p,ape = a p q p,.,三、刀具的工作角度,2.刀具安裝位置對工作角度的影響 2)刀桿軸線與進給方向不垂直的影響,kre =kre Gr,kre =k

56、re -（ Gr）,.,第二節(jié) 金屬切削過程基本規(guī)律,一、金屬切削過程,.,1. 切屑的形成,圖3-10 金屬切削過程中的滑移線和流線,.,1. 切屑的形成,圖3-12 切屑類型,.,1. 切屑的形成,圖3-10 金屬切削過程中的滑移線和流線,.,1. 切屑的形成,衡量切屑變形程度的方法 ：切屑厚度壓縮比h,圖3-13 切屑厚度壓縮比h的計算,.,2. 積屑瘤,圖3-15 積屑瘤與切削刃的金相顯微照片,.,2. 積屑瘤,圖3-16 積屑瘤高度及其實際工作前角,.,2. 積屑瘤,（1）積屑瘤對切削過程的影響： 1)積屑瘤包圍著切削刃，可以代替前面、后面和切削刃進行切削，從而保護了刀刃，減少了刀具的磨損。 2)積屑瘤使刀具的實際工作前角增大，而且，積屑瘤越高，實際工作前角越大，刀具越鋒利。 3)積屑瘤前端伸出切削刃外，直接影響加工尺寸精度。 4)積屑瘤直接影響工件加工表面的形狀精度和表面粗糙度。,.,2. 積屑瘤,（2）積屑瘤的成因： 1）工件材料的塑性；,.,2. 積屑瘤,（2）積屑瘤的成因： 1）工件材料的塑性； 2）切削速度；,圖3-17 切削速度對積屑瘤的影響,.,2. 積屑瘤,（2）積屑瘤的成因： 1）工件材料的塑性； 2）切削速度； 3）刀具前角；,.,2. 積屑瘤,