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技术工人实用知识与技能培训 重庆市蓝黛实业有限公司 一常用量具简介 内容提要 目的与要求常用量具常用量仪数控三坐标测量机 目的与要求 1 了解常用测量器具的工作原理与结构 掌握其使用方法 会正确读数 2 掌握几何精度测量的基本概念 原理和方法 熟悉几何精度检测的基本步骤与相关要求 量块 游标卡尺 游标卡尺 测量外径 测量深度 测量内径 游标卡尺 1 尺架2 测砧3 测微螺杆4 导套5 螺纹轴套6 紧固螺钉7 固定套筒8 微分筒9 调节螺母10 接头11 垫片12 测力装置13 锁紧装置14 隔热装置 千分尺 千分尺 百分表 百分表 主要用于校正零件的安装位置 检验零件的形状精度和相互位置精度 以及测量零件的内径等1 百分表應牢固的裝夾在表架上 夾緊力不宜過大 以免使裝夾套變形卡住測杆 測杆應移動靈活 2 測杆與被測表面應垂直 3 測量圓柱形工件時 測杆軸線應與工件直徑方向一致 4 測量前應檢查百分表的重復性 5 測頭與工件表面接觸時 測頭應有約1mm的壓縮量 以保持一定的起始測量力 6 根據工件不同的形狀 可自制各種形狀測頭 平測頭 球面測頭 尖測頭 進行測量 7 測量薄形工件厚度時 應在正反向各測量一次 取最小值 表面粗糙度测量仪 数控三坐标测量机 二公差与配合 一 互换性与公差配合 同一批零件 不经挑选和辅助加工 任取一个就可顺利地装到机器上去 并满足机器的性能要求 互换性 保证零件具有互换性的措施 由设计者确定合理的配合要求和尺寸公差大小 公差与配合的概念 基本尺寸 实际尺寸 极限尺寸 最大极限尺寸 零件合格的条件 最大极限尺寸 实际尺寸 最小极限尺寸 零件制成后实际测得的尺寸 允许零件实际尺寸变化的两个界限值 允许实际尺寸的最大值 基本尺寸 实际尺寸 极限尺寸 最小极限尺寸 设计时确定的尺寸 例 一根轴的直径为 50 0 008 基本尺寸 最大极限尺寸 最小极限尺寸 50 零件合格的条件 50 008 实际尺寸 49 992 50 008 49 992 尺寸偏差和尺寸公差 上偏差 最大极限尺寸 基本尺寸 下偏差 最小极限尺寸 基本尺寸 代号 孔为ES轴为es 代号 孔为EI轴为ei 尺寸公差 简称公差 公差 最大极限尺寸 最小极限尺寸 上偏差 下偏差 例 50 0 008 上偏差 50 008 50 0 008 下偏差 49 992 50 0 008 公差 0 008 0 008 0 016 偏差可正可负 公差恒为正 0 008 0 008 公差带图 公差带图可以直观地表示出公差的大小及公差带相对于零线的位置 标准公差和基本偏差 标准公差 用以确定公差带的大小 国家标准共规定了20个等级 即 IT01 IT0 IT1 IT18 标准公差的数值由基本尺寸和公差等级确定 基本偏差 用以确定公差带相对于零线的位置 一般为靠近零线的那个偏差 基本偏差系列 基本偏差系列确定了孔和轴的公差带位置 配合 配合的概念 基本尺寸相同的相互结合的孔和轴的公差带之间的关系 间隙或过盈 孔的实际尺寸 轴的实际尺寸 配合 0间隙 0过盈 配合的种类 间隙配合 具有间隙 包括最小间隙等于零 的配合 孔的公差带在轴的公差带之上 过盈配合 具有过盈 包括最小过盈等于零 的配合 孔的公差带在轴的公差带之下 过渡配合 可能具有间隙或过盈的配合 孔的公差带与轴的公差带相互交叠 配合的基准制 基孔制 基本偏差为一定的孔的公差带 与不同基本偏差的轴的公差带形成各种不同配合的制度 基准孔 间隙配合 过渡配合 过盈配合 公差带图 基准孔的基本偏差代号为 H 基轴制 基准轴 间隙配合 过渡配合 过盈配合 公差带图 基本偏差为一定的轴的公差带 与不同基本偏差的孔的公差带形成各种不同配合的制度 基准轴的基本偏差代号为 h 基轴制 N K JS r fg ef h js j k m n p s t u g f 轴 H FG F J M G R S T P U 孔 EF A H通常形成间隙配合 J N通常形成过渡配合 P ZC通常形成过盈配合 基孔制 a h通常形成间隙配合 j n通常形成过渡配合 p zc通常形成过盈配合 三 公差与配合在图样上的标注 在装配图上的标注 标注形式为 采用基孔制时 分子为基准孔代号H及公差等级 例如 基孔制间隙配合 基孔制过渡配合 采用基轴制时 分母为基准轴代号h及公差等级 例如 基轴制间隙配合 基轴制过渡配合 除前面讲的基本标注形式外 还可采用下面的一些标注形式 借用尺寸线作为分数线 用斜线作分数线 标注上 下偏差值 借用尺寸线作为分数线 在零件图上的标注 在基本尺寸后注出基本偏差代号和公差等级 配合精度明确 标注简单 但数值不直观 适用于量规检测的尺寸 注出基本尺寸及上 下偏差值 常用方法 数值直观 用万能量具检测方便 试制单件及小批生产用此法较多 在基本尺寸后 注出基本偏差代号 公差等级及上 下偏差值 偏差值要加上括号 既明确配合精度又有公差数值 适用于生产规模不确定的情况 小结 本章重点掌握 表面粗糙度的各种符号的意义及其在图纸上的标注方法 公差与配合的基本概念 公差与配合在图纸上的标注方法 间隙过盈标准公差和基本偏差 配合的种类 间隙配合 过盈配合 过渡配合 配合的基准制 基孔制 基轴制 会查偏差数值表 三表面粗糙度的概念及其注法 一 表面粗糙度的概念 表面粗糙度是指零件的加工表面上具有的较小间距和峰谷所形成的微观几何形状误差 二 评定表面粗糙度的参数 轮廓算术平均偏差 Ra 微观不平度十点高度 Rz 轮廓最大高度 Ry 优先选用轮廓算术平均偏差Ra L 轮廓算术平均偏差 Ra Y X 微观不平度十点高度 Rz L Ypi 最大轮廓峰高 Yvi 最大轮廓谷深 轮廓最大高度 Ry L Y X Y X 三 表面粗糙度代 符 号及其注法 表面粗糙度代号 表面粗糙度代号 表面粗糙度符号 表面粗糙度参数 其它有关规定 基本符号 表面粗糙度符号 H1 1 4hH2 2H1h 字高 表面粗糙度符号 用去除材料的方法获得的表面 用不去除材料的方法获得的表面 横线上用于标注有关参数和说明 表示所有表面具有相同的表面粗糙度要求 表面粗糙度参数 表面粗糙度参数的单位是 m 注写Ra时 只写数值 注写Rz Ry时 应同时注出Rz Ry和数值 例如 用任何方法获得的表面 Ra的上限值为3 2 m 只注一个值时 表示为上限值 注两个值时 表示为上限值和下限值 用去除材料的方法获得的表面 Ra的上限值为3 2 m 下限值为1 6 m 用任何方法获得的表面 Ry的上限值为3 2 m 用去除材料的方法获得的表面 Ra的上限值为3 2 m 加工方法为铣制 用去除材料的方法获得的表面 Ra的最大值为3 2 m 最小值为1 6 m 说明 当标注上限值或上限值与下限值时 允许实测值中有16 的测值超差 当不允许任何实测值超差时 应在参数值的右侧加注max或同时标注max和min 例如 表面粗糙度代 符号 在图样上的标注方法 在同一图样上每一表面只注一次粗糙度代号 且应注在可见轮廓线 尺寸界线 引出线或它们的延长线上 并尽可能靠近有关尺寸线 当零件的大部分表面具有相同的粗糙度要求时 对其中使用最多的一种 代 符 号 可统一注在图纸的右上角 并加注 其余 二字 例如 在不同方向的表面上标注时 代号中的数字及符号的方向必须下图的规定标注 代号中的数字方向应与尺寸数字的方向一致 符号的尖端必须从材料外指向表面 标注示例 四零件的技术要求 切削加工的目的在于加工出符合图纸要求的机械零件 设计零件时 为了保证机械设备的精度和使用寿命 应根据零件在机器中的的不同作用提出合理的要求 这些要求通称为零件的技术要求 零件的技术要求 一 表面粗糙度二 尺寸精度三 形状精度四 位置精度五 热处理 一 表面粗糙度 指零件的表面微观不平度 在切削加工中 由于振动 刀痕以及刀具与工件之间的摩擦 在工件已加工表面上不可避免地会产生一些微小的峰谷 即使是光滑的磨削表面 放大后也会发现高低不同的微小峰谷 表面上这些微小峰谷的高低程度称为表面粗糙度 也称微观不平度 表面粗糙度共分14级 不加工符号 加工符号 表面粗糙度符号 Ra表面粗糙度单位 m不同的加工方法可以达到不同的表面粗糙度 要合理地在图纸上标注表面粗糙度 必须掌握各种加工方法 以及详细了解零件各表面在装配体中的功能 除了外观需要外 一般情况在满足使用要求的情况下 选用较低要求的表面粗糙度 以降低成本 二 尺寸精度 尺寸精度是指零件加工后的实际尺寸相对于理想尺寸的准确程度 尺寸精度是用尺寸公差来控制的 尺寸公差是切削加工中零件尺寸允许的变动量 在基本尺寸相同的情况下 尺寸公差愈小 则尺寸精度愈高 反之亦然 尺寸精度由尺寸公差等级来确定 尺寸公差等级共有20个等级 尺寸公差等级为 IT01 IT0 IT1 IT2 IT3 IT4 T5 IT6 IT7 IT8 IT9 IT10 IT11 IT12 IT13 IT14 IT15 IT16 IT17 IT18不同的加工方法 可以达到不同的尺寸公差等级 工程技术人员要使自己的设计合理 必须掌握各种加工方法 甚至为实现新的设计要求而创造新的加工方法 在满足使用要求的前提下 一般选用较低的尺寸公差等级 以降低制造成本 三 形状精度 形状精度是指零件上的线 面要素的实际形状相对于理想形状的准确程度 形状精度是用形状公差来控制的 为了适应各种不同的情况 国际GB1182 80至GB1184 80规定了六项形状公差 下面简介应用最为广泛的直线度 平面度 圆度 圆柱度公差的标准及常用的误差检测方法 三 形状精度 1 直线度2 平面度3 圆度4 圆柱度 1 直线度 直线度是指零件被测素线 如轴线母线 平面交线 平面内直线 直与不直的程度 2 平面度 平面度是指零件被测平面要素平整的程度 3 圆度 圆度是指零件的回转表面 圆柱面 圆锥面 球面等 横剖面上的实际轮廓圆和理想圆相差的程度 4 圆柱度 圆柱度是指零件上被测圆柱轮廓表面的实际形状对理想圆柱相差的程度 四 位置精度 位置精度是指零件上点 线 面要素的实际位置相对于理想位置的准确程度 位置精度是用位置公差来控制的 国际GB1182 80至GB1184 80规定了八项位置公差 下面简介常用的平行度 垂直度 同轴度 圆跳动 对称度公差的标注及常用的误差检测方法 四 位置精度 基准概念 1 平行度2 垂直度3 同轴度4 圆跳动5 对称度 1 平行度 平行度是指零件上被测要素 面或直线 相对于基准要素 面或直线 平行的程度 2 垂直度 垂直度是指零件上被测要素 面或直线 相对于基准要素 面或直线 垂直的程度 3 同轴度 同轴度是指零件上被测回转表面的轴线相对于基准轴线同轴的程度 4 圆跳动 圆跳动是指零件上被测回转表面相对于以基准轴线为轴线的理论回转面的偏离度 5 对称度 对称度常用在具有对称结构的沟或槽处 例如轴系传动中的轴径与轴上零件的配合 例如当齿轮 蜗轮 皮带轮安装在轴上时 需要靠键实现连接和传递扭矩 此时轴上的键槽和轮毂孔内的键槽必须对中心线对称 否则很难装配 磨工培训的目的与要求 1 了解磨削加工的工艺过程 特点及应用 目的与要求 2 了解磨床的种类 用途 运动 主要组成部分及安全操作规程 3 了解砂轮结构及作用 砂轮种类及选用 4 掌握磨削的几本方法 在师傅的指导下体会平面磨削操作5 了解液压传动概念 6 熟悉并遵守安全操作规程 磨削加工的工艺过程 特点及应用 1 磨削加工的定义 用砂轮以较高的线速度对工件表面进行加工的方法 称为磨削加工 2 磨削加工特点 加工精度高切削层薄 切削力变化小 运转平稳 磨削精度达IT7 IT5级 表面粗糙度达Ra0 8 0 1微米 加工速度快砂轮具有较高的圆周线速度 线速度约35米 秒 砂轮具有 自锐作用 砂轮的自锐性是砂轮独有的性能 对磨削的影响极大 处理的好坏将直接影响磨削的质量和效率 加工范围广可磨削硬材料及各类零件 磨床 磨床种类很多 按其加工性质可分未 外圆磨床 内圆磨床 平面磨床 工具磨床和其它磨床 例M7120A 机床类别代号 磨床类 机床组别代号 平面及端面磨床组 机床型别代号 卧轴矩台平面磨床型 主要参数代号 工作台宽度200mm的1 10 根据国标GB T15375 1994规定 磨床型号由汉语拼音字母和数字组成 磨床型号 进行过一次重大改进 1 平面磨床 平面磨床的主要组成部分及公用 以M7120型为例 介绍平面磨床的组成 运动 用途 平面磨床的磨削运动 工件的纵向往复运动 即纵向进给运动 砂轮周期性横向运动 即横向进给运动 砂轮的高速旋转 即主运动 砂轮对工件做定期垂直运动 即垂直进给运动 2 外圆磨床型号 车刀纵横移动 例M1432A 类别代号 磨床类 组别代号 外圆磨床组 最大磨削直径320mm的1 10 根据国标GB T15375 1994规定 磨床型号由汉语拼音字母和数字组成 进行过一次重大改进 型别代号 万能外圆磨床型 M1432A外圆磨床的主要组成部分及功用 床身 工作台 头架 砂轮架 辅助砂轮架 尾座 操纵机构 外圆磨床的磨削运动 工件随工作台的纵向往复运动 即纵向进给运动 工件由头架主轴带动旋转 即圆周进给运动 砂轮的高速旋转 即主运动 砂轮做周期性的横向进给运动 砂轮 每一种砂轮根据其本身的特性 都有一定的适应范围 所以在磨削加工时 必须根据具体条件 如工件的材料 热处理的方法 形状尺寸及加工要求 选用合适的砂轮 砂轮特性要素 磨料结合剂强度组织硬度粒度形状和尺寸 例GB60ZRAP250X20X75 刚玉类 粒度 硬度 结合剂 砂轮标志 形状 外径 厚度 孔径 砂轮形状和用途 平形 单面凹形 薄形 筒形 碗形 碟形和双斜边形 砂轮形状应随磨削表面的形状及加工要求选择 平行型砂轮 磨外圆 内孔平面和用于无心磨 工具磨 双面凹砂轮 磨外圆和刀具 用于无心磨床 还可在平面磨床上磨削垂直平面 碗型砂轮 磨机床导轨和刃磨刀具 双斜边砂轮 磨齿轮和螺纹 桶型砂轮 用于端磨磨平面 砂轮用途 砂轮的安装 平衡及修整 砂轮的安装 安装砂轮之前 首先要检查砂轮有无裂纹 砂轮内孔与砂轮轴或法兰盘外圆之间不能过紧 也不能过松法兰盘装夹时两个法兰盘直径应相等 其外径应不小于砂轮外径的1 3在法兰盘与砂轮端面间应用皮革或耐油橡胶做衬垫 螺母的拧紧力不能过大 砂轮的平衡方法是 将砂轮装在心轴上 放在平衡架导轨的道口上 通过调整法兰盘端面环槽内平衡铁的位置 使砂轮重心与迥转中心重合 从而达到静平衡砂轮的修整 砂轮常用金刚石修整 修整砂轮需要用大量冷却液以冲刷脱落的碎粒 避免金刚石引起破碎 磨削加工范围 磨削方法 磨工的安全操作规程 工作前 机床进行保护性空运转 砂轮需经静平衡验后安装 用钝后及时修整 开机前检查砂轮无裂纹 防护罩齐全 润滑系统通畅 工件应夹紧 吸牢 砂轮接近工件时 切勿机动进给 装卸工件或附件时 切勿敲击工作台或砂轮 听从实习指导师傅知道 未经允许不得乱动机床 1 车床的种类及型号 1 种类主要有 卧式车床 立式车床 多刀车床 数控车床 自动及半自动车床 卧式车床 立式车床 转塔车床 多刀车床 自动及半自动车床 仪表车床 仿形车床 数控车床等 各类车床约占金属切削机床总数的40 60 车床中应用最广泛的是 卧式车床 五车床概述 例 C6132 机床类别代号 车床类 机床组别代号 落地及卧式车床组 机床系别代号 卧式车床型 车床主要参数代号 车床能加工最大直径的1 10 即320mm 根据国标GB T15375 1994规定 车床型号由汉语拼音字母和数字组成 2 车床型号 2 卧式车床的组成及传动分析 1 卧式车床的组成 变速箱 进给箱 主轴箱 刀架 溜板箱 尾座 床身 床腿 2 卧式车床的传动分析 电动机 变速箱 带传动 主轴箱 主轴 工件转动 换向机构 变换机构 进给箱 光杠 丝杠 溜板箱 刀架 车刀纵横移动 车床的主运动 车床的进给运动 3 加工范围车床的加工范围较广 主要加工回转表面其中包括 车外圆 车端面 切断及切槽 钻孔 镗孔 铰孔 车锥面 车成型表面 车螺纹及滚花等 车外圆 钻中心孔 镗孔 车端面 二 加工范围 切槽 车锥面 车螺纹 二 车刀 1 常用车刀种类 1 按用途分 直头外圆车刀 450弯头外圆车刀 900偏车刀 端面车刀 镗刀 切断刀 宽刃光刀 2 按结构分 机夹式车刀 机夹式可转位式车刀 整体式车刀 焊接式车刀 3 各类结构类型车刀的特点和用途 2 车刀的组成 车刀由刀头和刀体组成 刀头 刀体 刀体 用于夹持在刀架上或夹持刀片 又称夹持部分 刀头 用于切削 又称切削部分 切削部分由三面 两刃 一尖组成 三面 刀具上切屑流经的表面 前刀面 主后刀面 刀具上同前刀面相交形成主切削刃的后刀面 前刀面 主后刀面 刀具上同前刀面相交形成副切削刃的后刀面 副后刀面 副后刀面 主切削刃 对车刀来说是前刀面与副后刀面的交线 参加部分切削工作 两刃 刀尖 对车刀来说是前刀面与主后刀面的交线 承担主要切削任务 副切削刃 主切削刃 刀尖 主切削刃与副切削刃的连接处相当少的一部分切削刃 为增加刀尖强度 通常磨成一小段过渡圆弧 三面 两刃 一尖 副后刀面 前刀面 副切削刃 主后刀面 一尖 3 车刀的主要角度 为确定刀具的主要角度 须建立三个相互垂直的参考平面构成的静止参考系 1 建立车刀静止参考系 基面 切削平面 正交平面 1 基面 通过切削刃选定点的平面 它平行刀具安装的一个平面 其方位要垂直于主运动方向 2 切削平面 通过切削刃选定点并同时垂直于基面的平面 正交平面 切削平面 基面 3 正交平面 通过切削刃选定点并同时垂直于基面和切削平面的平面 前角 0 基面投影线 前角越大 前刀面投影线 刀刃越锋利 主切削刃强度越低 易崩刃 已加工表面质量越好 在 50 250内选取 粗加工取小 精取大 在正交平面内测量 前刀面与基面之间的夹角 1 前角 0 2 车刀切削部分的主要角度 切削平面投影线 减小后刀面与已加工表面之间的摩擦 它和前角一样影响刃口的强度和锋利程度 主后刀面投影线 作用 后角 0 后角应在60 120内选取 粗加工取小 精加工取大 在正交平面内测量 主后刀面与切削平面之间的夹角 2 后角 0 3 主偏角 r 主切削平面与假定工作平面之间的夹角 主偏角 r 主偏角 r减小 主切削刃参加切削的长度增加 刀具磨损减慢 但作用于工件的径向力会增加 常用刀具的主偏角 r有450 600 750 900 4 副偏角 r 副切削平面与假定工作平面之间的夹角 副偏角可减小副切削刃与工件已加工表面之间的摩擦 减小已加工表面的粗糙度 副偏角一般为50 150 副偏角 r 基面投影线 主切削刃 刃倾角 s 刀尖为切削刃最高点时为正 反之为负 刃倾角一般 50 50 5 刃倾角 s 在切削平面中测量 主切削刃与基面的夹角 刃倾角可控制切屑流出方向和刀头强度 4 车刀的安装要求 刀尖对准尾座顶尖 刀具应垫好 放正 夹牢 刀头伸出长度应小于2倍的刀杆厚度 刀尖与工件轴线应等高 5 刀具材料 刀具材料一般指切削部分的材料 在切削过程中 刀具要承受很大的切削力及高温 摩擦 振动 冲击 所以应具备下列基本性能 2 足够的强度和韧性 1 较高的硬度 常温下硬度应达到60HRC以上 3 较好的耐磨性 4 较高的耐热性 5 良好的工艺性 目前 车刀常用的材料主要是高速钢和硬质合金等 三 工件的安装及所用附件 1 常用附件 三爪自动定心卡盘 四爪单动卡盘 顶尖 中心架 跟刀架 心轴 花盘及压板等 三爪同时移动 自动定心 装夹工件方便 定心精度0 05 0 15mm 适用安装截面积为圆形或正六边形的轴类或盘类工件 1 三爪自动定心卡盘 锁紧螺母 主轴 键 卡盘 三爪自动定心卡盘 特点 2 四爪单动卡盘 四个卡爪单独调节 装夹工件需要找正 定位精度可达0 01mm 适用安装圆形 正方形 长方形 内外圆偏心 椭圆形及其它不规则零件 加紧力大 加紧更可靠 特点 3 顶尖 顶尖 三爪卡盘 特点 用于加工较长或工序较多且要求有定位基准的轴类零件 4 跟刀架 固定于床鞍上并随床鞍一起作纵向移动 特点 主要用于加工细长的光轴和长丝杠等 1 切削用量及其选择 切削速度 c 进给量 背吃刀量 p 1 切削用量三要素 切削速度 c 背吃刀量 p 四 切削用量极零件加工的技术要求 切削速度是切削刃选定点相对于工件的主运动瞬时速度 可用单位时间内刀具或工件沿主运动方向的相对位移量来表示 1 切削速度 c dw 工件待加工表面最大直径 n 主运动每分钟转数 r min 车削时 进给量是刀具在进给运动方向上相对工件的位移量 即单位时间内刀具或工件沿进给方向的相对位移 单位为mm r 也可用进给速度 f表示或mm s 2 进给量 车削外圆时 3 背吃刀量 p 背吃刀量是通过切削刃基点并垂直工作平面方向上测量的吃刀量 也即是待加工面和已加工面之间的垂直距离 2