机械制造基础全套教案

1、机械制造机械制造基础基础课程介绍及要求课程介绍及要求一、课程内容和目的一、课程内容和目的二、特点二、特点三、重要性三、重要性四、学习要求四、学习要求五、参考书五、参考书参考书参考书n金属切削原理与刀具金属切削原理与刀具n互换性与测量技术（公差）互换性与测量技术（公差）n金属切削机床金属切削机床n机械制造工艺学机械制造工艺学n机床夹具设计机床夹具设计第第一一章章 绪论绪论机械制造业的作用与现状机械制造业的作用与现状第第二二章章 机械零件加工表面的形成机械零件加工表面的形成机器的组成：机器的组成：合件合件1组件组件1合件合件2部件部件1组件组件2组件组件3部件部件3合件合件3机机 器器部件部件2零

2、件汽车的组成：汽车的组成：汽车汽车变速箱部件变速箱部件转向器部件转向器部件发动机部件发动机部件驱动桥部件驱动桥部件车架车架车厢车厢驾驶室驾驶室曲轴组件曲轴组件连杆活塞组件连杆活塞组件凸轮轴组件凸轮轴组件发动机缸体发动机缸体发动机缸盖发动机缸盖飞轮飞轮机油泵组件机油泵组件连杆合件连杆合件活塞活塞活塞环活塞环活塞销活塞销连杆体连杆体连杆盖连杆盖铜套铜套机器的组成：机器的组成：合件1组件1合件2部件1组件2组件3部件3合件3机机 器器部件2零件零件机械零件的表面：机械零件的表面：例：例：如如 轴轴 圆柱面圆柱面 平面平面如如 箱体箱体 孔（圆柱面）孔（圆柱面） 平面平面如如 齿轮齿轮 平面平面 圆柱

3、面圆柱面 渐开线表面渐开线表面机械零件的表面：机械零件的表面：机械零件的表面机械零件的表面非加工表面非加工表面 加工表面加工表面（重要的工作表面）（重要的工作表面）有一定的精度要求和粗糙度要求有一定的精度要求和粗糙度要求通过机械加工保证通过机械加工保证第一节第一节 机械零件加工表面机械零件加工表面的形成过程的形成过程 一、工件的加工表面及其形成方法一、工件的加工表面及其形成方法1. 机械零件常用的表面形状零件的零件的常用表面常用表面平面平面圆柱面圆柱面特殊表面特殊表面成型表面成型表面圆锥面圆锥面图图2-1 机器零件上常用的各种典型表面机器零件上常用的各种典型表面2. 2. 工件表面的形成工件表

4、面的形成 工件表面可以看成是一条线沿着另一条线移动或旋转而形成的。并且我们把这两条线叫着母线和导线，统称发生线。例、工件表面的形成例、工件表面的形成图图2-2 组成工件轮廓的几何表面组成工件轮廓的几何表面导线导线导线导线母线导线母线母线母线母线母线母线导线导线导线3.3.发生线的形成发生线的形成1) 1) 成型法成型法利用成形刀具来形成发生利用成形刀具来形成发生线，对工件进行加工的方法。线，对工件进行加工的方法。 图图2-3 形成发生线所需的运动形成发生线所需的运动3.3.发生线的形成发生线的形成2) 2) 轨迹法轨迹法靠刀尖的运动轨迹来形成靠刀尖的运动轨迹来形成所需要表面形状的方法。所需要表

5、面形状的方法。 图图2-3 形成发生线所需的运动形成发生线所需的运动3.3.发生线的形成发生线的形成3) 3) 相切法相切法由圆周刀具上的多个切削由圆周刀具上的多个切削点来共同形成所需工件表面形状的方点来共同形成所需工件表面形状的方法。法。 图图2-3 形成发生线所需的运动形成发生线所需的运动3.3.发生线的形成发生线的形成4) 4) 展成法展成法利用工件和刀具作展成切削利用工件和刀具作展成切削运动来形成工件表面的方法。运动来形成工件表面的方法。图图2-3 形成发生线所需的运动形成发生线所需的运动4. 4. 表面成型运动表面成型运动 例: 车削外圆柱面的成形运动车削外圆柱面的成形运动4. 4.

6、 表面成型运动表面成型运动 例:常见典型表面成形运动常见典型表面成形运动二、切削运动与切削要素二、切削运动与切削要素1.1.切削加工中的工件表面切削加工中的工件表面 二、切削运动与切削要素二、切削运动与切削要素2.2.切削运动与切削用量切削运动与切削用量切削运动切削运动主运动主运动进给运动进给运动2.2.切削运动与切削用量切削运动与切削用量(1) (1) 主运动：主运动：由机床或人力提供的主要运由机床或人力提供的主要运动，能使刀具从工件上切除金属层使之动，能使刀具从工件上切除金属层使之变为切屑。变为切屑。 例如：例如：车削时，车床主轴带动工件作的旋转运动；车削时，车床主轴带动工件作的旋转运动；

7、 铣削时，铣床主轴带动铣刀作的旋转运动。铣削时，铣床主轴带动铣刀作的旋转运动。2.2.切削运动与切削用量切削运动与切削用量(1) (1) 主运动是一个矢量主运动是一个矢量主运动方向：是指切削刃选定点相对于工件的瞬时主主运动方向：是指切削刃选定点相对于工件的瞬时主运动方向。运动方向。图图2-6 外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层(1) (1) 主运动主运动主运动方向：是指切削刃选定点相对于工件的瞬主运动方向：是指切削刃选定点相对于工件的瞬时主运动方向。时主运动方向。主运动速度：也就是切削速度，是指切削刃选定主运动速度：也就是切削速度，是指切削刃选定点相对

8、于工件主运动的瞬时速度，用点相对于工件主运动的瞬时速度，用v vc c表示，表示， 单位：单位：m / minm / min（或或m / sm / s）。）。 图图2-6 外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层(1) (1) 主运动主运动主运动方向：是指切削刃选定点相对于工件的瞬主运动方向：是指切削刃选定点相对于工件的瞬时主运动方向。时主运动方向。主运动速度：也就是切削速度，是指切削刃选定主运动速度：也就是切削速度，是指切削刃选定点相对于工件的主运动的瞬时速度，用点相对于工件的主运动的瞬时速度，用v vc c表示，表示， 单位：单位：m / minm /

9、min（或或m / sm / s）。）。 外圆车削时，切削速度的计算公式为外圆车削时，切削速度的计算公式为： 1000wcndv(2) (2) 进给运动进给运动 进给运动：进给运动：由机床或人力提供的附加运动，由机床或人力提供的附加运动，它能使把工件切削层不断地投入切削过程。它能使把工件切削层不断地投入切削过程。图图2-6 外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层(2) (2) 进给运动进给运动进给运动方向：进给运动方向：是指切削刃选定点相对于工件的是指切削刃选定点相对于工件的瞬时进给运动方向。瞬时进给运动方向。 图图2-6 外圆车削时的加工表面、切削用量与

10、切削层外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层(2) (2) 进给运动进给运动进给运动方向：进给运动方向：是指切削刃选定点相对于工件的是指切削刃选定点相对于工件的瞬时进给运动方向。瞬时进给运动方向。 进给运动速度：进给运动速度：指切削刃选定点相对于工件进给指切削刃选定点相对于工件进给运动的瞬时速度，用运动的瞬时速度，用vf表示，单位常取为表示，单位常取为(mm / s)或或(mm / min) 图图2-6 外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层进给运动速度进给运动速度例：外圆车削时，例：外圆车削时，进给运动速度常常用进给量进给运动速度常常用进给量f来表述，来

11、表述， 单位：单位：mm / rmm / r 刨削时，刨削时，进给运动速度用每一行程多少毫米来表述，进给运动速度用每一行程多少毫米来表述， 单位为单位为mm / strmm / str。 铣削时，铣削时，进给运动速度常用每齿进给量进给运动速度常用每齿进给量f来表述，来表述， 单位：单位：mm/zmm/z 进给速度进给速度v vf f、进给量进给量f f、每齿进给量每齿进给量f fz z 和刀具齿数和刀具齿数Z Z之间的关系如下：之间的关系如下： v vf = f = n fn f = = n z fn z fz z (3) (3) 刀具的工作平面刀具的工作平面 切削过程中刀具的工作平面是指切削

12、过程中刀具的工作平面是指: :通过切削刃选定点并同时包含主运动通过切削刃选定点并同时包含主运动方向和进给运动方向的平面方向和进给运动方向的平面，工作平，工作平面的符号为面的符号为PfePfe(4) (4) 吃刀量吃刀量 吃刀量是指吃刀量是指过切削刃的两个端点，过切削刃的两个端点，且垂直于所选定的测量方向的且垂直于所选定的测量方向的两平两平面间的距离面间的距离。(4) (4) 吃刀量吃刀量 确定吃刀量有三点要注意：确定吃刀量有三点要注意： 1 1）确定切削刃的两个端点；）确定切削刃的两个端点； 2 2）确定测量的方向；）确定测量的方向； 3 3）确定两界限平面。）确定两界限平面。图图2-6 外圆

13、车削时的加工表面、切削用量与切削层外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层图图2-6 外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层(4) (4) 吃刀量吃刀量 在一般切削加工中，常用的吃刀在一般切削加工中，常用的吃刀量有背吃刀量量有背吃刀量a aspsp（或或a ap p）和侧吃刀量和侧吃刀量a asese（或或a ae e）两个，其单位为两个，其单位为mm mm 。例：车削例：车削 背吃刀量背吃刀量a aspsp； 铣削铣削 背吃刀量背吃刀量a aspsp、侧吃刀量侧吃刀量a asese(5) (5) 背吃刀量背吃刀量背吃刀量是指背吃刀量是指过切削刃选定点在垂直

14、过切削刃选定点在垂直于工作平面方向上测量的吃刀量。于工作平面方向上测量的吃刀量。 例：外圆车削例：外圆车削图图2-6 外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层(5) (5) 背吃刀量背吃刀量背吃刀量是指背吃刀量是指过切削刃选定点在垂直过切削刃选定点在垂直于工作平面方向上测量的吃刀量。于工作平面方向上测量的吃刀量。 例：外圆车削例：外圆车削2mwpdds切削用量三要素切削用量三要素 背吃刀量背吃刀量a aspsp、 进给量进给量f f 切削速度切削速度v vc c(6)(6)合成切削运动合成切削运动 切削过程中，由主运动和进给运动合成切削过程中，由主运动和进给

15、运动合成的运动称为合成切削运动。的运动称为合成切削运动。 合成切削运动方向：合成切削运动方向：就是切削刃选定点相就是切削刃选定点相对于工件的瞬时合成切削运动的方向；对于工件的瞬时合成切削运动的方向； 合成切削速度合成切削速度v ve e：就是切削刃选定点相对就是切削刃选定点相对于工件的合成切削运动的瞬时速度于工件的合成切削运动的瞬时速度。 图图2-6 外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层二、切削运动与切削要素二、切削运动与切削要素3.3.切削层参数切削层参数切削层：切削层：切削过程中，由刀具的一个切削过程中，由刀具的一个 单一动作单一动作 所切除的工件材

16、料层。所切除的工件材料层。切削层尺寸平面：切削层尺寸平面：通过通过切削刃基点切削刃基点并垂直于该并垂直于该 点主运动方向的平面。点主运动方向的平面。切削刃基点：切削刃基点：切削刃等分中点。切削刃等分中点。例：平行四边形例：平行四边形BCDF即为切削层尺寸平面，它即为切削层尺寸平面，它截切削层于截切削层于BCDE四边形。四边形。图图2-6 外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层3.3.切削层参数切削层参数（1）切削层公称横截面积）切削层公称横截面积AD（切削面积）：切削面积）： 切削面积切削面积是指在给定瞬间，切削层在切削层是指在给定瞬间，切削层在切削层尺寸

17、平面里的实际横截面积，单位：尺寸平面里的实际横截面积，单位：mm2。图图2-6 外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层3.3.切削层参数切削层参数（1）切削层公称横截面积）切削层公称横截面积AD（切削面积）：切削面积）： 切削面积切削面积是指在给定瞬间，切削层在切削层是指在给定瞬间，切削层在切削层尺寸平面里的实际横截面积，单位：尺寸平面里的实际横截面积，单位：mm2。AD = asp f 图图2-6 外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层3.3.切削层参数切削层参数（2）切削层公称宽度）切削层公称宽度bD（切削宽度）：

18、切削宽度）： 切削宽度切削宽度是指在给定瞬间，在切削层尺寸是指在给定瞬间，在切削层尺寸平面中测量的作用主切削刃截形上两个极点间平面中测量的作用主切削刃截形上两个极点间的距离，单位：的距离，单位：mm。例：如图例：如图2-6所示，平面所示，平面cBCDF即为切削层尺寸即为切削层尺寸平面，平面，BC段为作用的主切削刃，段为作用的主切削刃，BC两点间的两点间的距离距离bD即为切削层公称宽度，实际横截面积即为切削层公称宽度，实际横截面积BCDE就是切削面积。就是切削面积。图图2-6 外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层3.3.切削层参数切削层参数（3）切削层公称

19、厚度）切削层公称厚度hD（切削厚度）：切削厚度）： 切削厚度切削厚度是指在同一瞬间的切削层横是指在同一瞬间的切削层横截面积与其公称切削层宽度之比，单位：截面积与其公称切削层宽度之比，单位：mm。即即 DDbAhD图图2-6 外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层图图2-6 外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层3.3.切削层参数切削层参数(4)切削层的工艺参数切削层的工艺参数图图2-6 外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层图图2-6 外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层外圆车削

20、时的加工表面、切削用量与切削层4.4.材料切除率材料切除率材料切除率材料切除率Q：在特定瞬间，单位时间所切在特定瞬间，单位时间所切 除的材料体积。除的材料体积。 单位：单位：mm3 / s 。 Q = 1000 vc AD = 1000 vc hD bD = 1000 vc asp f 第二节第二节 金属切削机床金属切削机床基本知识基本知识 一、对金属切削机床的基本要求一、对金属切削机床的基本要求1. 机床的性能方面（1）工艺范围 是指机床适应不同加工要求的是指机床适应不同加工要求的能力。能力。 一、对金属切削机床的基本要求一、对金属切削机床的基本要求1. 机床的性能方面（1）工艺范围 1）通

21、用机床 2）专用机床一、对金属切削机床的基本要求一、对金属切削机床的基本要求1. 机床的性能方面（2）加工精度 机床的加工精度是指该机床加机床的加工精度是指该机床加工零件表面的实际几何参数与理想工零件表面的实际几何参数与理想几何参数的符合程度，如：零件加几何参数的符合程度，如：零件加工表面的尺寸、形状、位置及粗糙工表面的尺寸、形状、位置及粗糙度。度。 一、对金属切削机床的基本要求一、对金属切削机床的基本要求1. 机床的性能方面（3）生产效率及自动化程度 生产效率即是单位时间内机床生产效率即是单位时间内机床所能加工的工件数量。所能加工的工件数量。 一、对金属切削机床的基本要求一、对金属切削机床的

22、基本要求1. 机床的性能方面（3）生产效率及自动化程度 全自动全自动 半自动半自动 普通机床普通机床 一、对金属切削机床的基本要求一、对金属切削机床的基本要求1. 机床的性能方面（4）人机适应性人机适应性 人机适应性的基本要求是可靠、人机适应性的基本要求是可靠、安全和舒适。安全和舒适。 一、对金属切削机床的基本要求一、对金属切削机床的基本要求2. 机床的经济性方面 机床的经济性包括两方面：机床的经济性包括两方面： 机床制造厂的经济效益机床制造厂的经济效益 机床使用厂的经济效益机床使用厂的经济效益一、对金属切削机床的基本要求一、对金属切削机床的基本要求2. 机床的经济性方面 产品定义、外观设计、

23、产品定义、外观设计、 结构设计、工艺设计、结构设计、工艺设计、 成本核算、质保措施、成本核算、质保措施、 运输安装、合理使用、运输安装、合理使用、 维修折旧，报废回收。维修折旧，报废回收。 一、对金属切削机床的基本要求一、对金属切削机床的基本要求2. 机床的经济性方面 机床品种系列化、零部件通机床品种系列化、零部件通用化和标准化是生产和使用机用化和标准化是生产和使用机床的一项重要的技术经济措施。床的一项重要的技术经济措施。 二、金属切削机床的分类二、金属切削机床的分类（1）按机床的加工性能分类 车床车床C 钻床钻床Z 铣床铣床X 镗床镗床T 磨床磨床M 齿轮加工机床齿轮加工机床Y 拉床拉床L

24、螺纹加工机床螺纹加工机床S 锯床锯床G 刨插床刨插床B 其他机床其他机床Q二、金属切削机床的分类二、金属切削机床的分类（2）按机床的通用性分类 1）通用机床）通用机床 2）专门化机床）专门化机床 3）专用机床）专用机床二、金属切削机床的分类二、金属切削机床的分类（3）按机床的自动化程度分类 1）手动机床）手动机床 2）机动机床）机动机床 3）半自动机床）半自动机床 4）全自动机床）全自动机床二、金属切削机床的分类二、金属切削机床的分类（4）按机床的工作精度分类 1）普通精度机床）普通精度机床 2）精密机床）精密机床 3）高精度机床）高精度机床 二、金属切削机床的分类二、金属切削机床的分类（5）

25、按机床的主要工作部件数目精度分类 1）单刀机床）单刀机床 2）多刀机床）多刀机床 3）单轴机床）单轴机床 4）多轴机床）多轴机床 二、金属切削机床的分类二、金属切削机床的分类（6）按机床的重量和尺寸分类 1）仪表机床）仪表机床 2）中型机床）中型机床 3）大型机床）大型机床 4）重型机床）重型机床 5）超大型机床）超大型机床 二、金属切削机床的分类二、金属切削机床的分类（7）按加工过程的控制方式分类 1）普通机床）普通机床 2）数控机床）数控机床 3）加工中心）加工中心 4）柔性制造单元）柔性制造单元 三、金属切削机床型号的编制三、金属切削机床型号的编制1. 机床的技术参数及其结构尺寸系列 机

26、床的技术参数是表示机床机床的技术参数是表示机床尺寸大小及加工能力的各种数尺寸大小及加工能力的各种数据。据。三、金属切削机床型号的编制三、金属切削机床型号的编制机床的技术参数包括： 主参数主参数 第二主参数第二主参数 主要工作部件的结构尺寸（如工作台面）主要工作部件的结构尺寸（如工作台面） 主要工作部件的移动行程范围主要工作部件的移动行程范围 各种运动的速度范围和级数各种运动的速度范围和级数 电机功率电机功率 机床轮廓尺寸机床轮廓尺寸 三、金属切削机床型号的编制三、金属切削机床型号的编制 主参数：主参数： 机床主参数是表示机床规格大小的一机床主参数是表示机床规格大小的一种参数，它直接反应出机床的

27、加工能力种参数，它直接反应出机床的加工能力的大小。的大小。 三、金属切削机床型号的编制三、金属切削机床型号的编制2. 机床型号 机床型号是用来表明机床的类机床型号是用来表明机床的类型、通用特性、结构特性、主要型、通用特性、结构特性、主要技术参数等。技术参数等。 2. 机床型号 （）（） （）（） （）（）（）（）（） 其它特性代号其它特性代号 重大改进顺序重大改进顺序 主轴数或第二主参数主轴数或第二主参数 主参数或设计顺序号主参数或设计顺序号 系代号系代号 组代号组代号 通用特性、结构特性代号通用特性、结构特性代号 类代号类代号 分类代号分类代号 2. 机床型号 第三节第三节 机械零件的公差与

28、配合机械零件的公差与配合 一、公差与配合的基本概念一、公差与配合的基本概念 公差加工误差一、公差与配合的基本概念一、公差与配合的基本概念1. 有关“尺寸”的术语和意义（1）尺寸 尺寸是用尺寸是用特定单位特定单位表示长度表示长度的数字。的数字。1. 有关“尺寸”的术语和意义（2）基本尺寸 基本尺寸是由设计者经过计基本尺寸是由设计者经过计算或按经验确定后，再按标准算或按经验确定后，再按标准选取的标注在设计图上的尺寸。选取的标注在设计图上的尺寸。 1. 有关“尺寸”的术语和意义（3）实际尺寸 实际尺寸是通过测量所得的实际尺寸是通过测量所得的尺寸。尺寸。1. 有关“尺寸”的术语和意义（4）极限尺寸 极

29、限尺寸是允许尺寸变化的两个界限值。极限尺寸是允许尺寸变化的两个界限值。 其中：较大的一个称为其中：较大的一个称为最大极限尺寸最大极限尺寸 较小的一个称为较小的一个称为最小极限尺寸最小极限尺寸（4）极限尺寸 图2-8 公差与配合示意图 图2-9 公差带图2. 有关“公差、偏差及误差”的术语和定义 （1）尺寸偏差 尺寸偏差尺寸偏差=某一尺寸某一尺寸- -基本尺寸基本尺寸 偏差包括：实际偏差偏差包括：实际偏差=实际尺寸实际尺寸- -基本尺寸基本尺寸 极限偏差极限偏差极限偏差极限偏差 上偏差上偏差=最大极限尺寸最大极限尺寸基本尺寸基本尺寸 ES（孔）、孔）、es（轴）轴） 下偏差下偏差= 最小极限尺寸

30、最小极限尺寸基本尺寸基本尺寸 EI（孔）、孔）、ei（轴）轴）2. 有关“公差、偏差及误差”的术语和定义 （2）尺寸公差（公差） 尺寸尺寸公差是指尺寸允许的变动量。公差是指尺寸允许的变动量。 尺寸尺寸公差公差 = 最大极限尺寸最大极限尺寸最小极限尺寸最小极限尺寸 = 上偏差上偏差下偏差下偏差2. 有关“公差、偏差及误差”的术语和定义 （3）零线 零线是在公差带图中，确定偏差的一条零线是在公差带图中，确定偏差的一条基准直线，也叫零偏差线。基准直线，也叫零偏差线。2. 有关“公差、偏差及误差”的术语和定义 （4）公差带 上偏差下偏差零线基本尺寸下偏差上偏差2. 有关“公差、偏差及误差”的术语和定义

31、 （4）公差带 在公差带图中，由代表上、下偏差两条直线在公差带图中，由代表上、下偏差两条直线所限定的一个区域称为公差带。所限定的一个区域称为公差带。 在国家标准中，公差带包括：在国家标准中，公差带包括： 公差带大小公差带大小 由标准公差确定由标准公差确定 公差带位置公差带位置 由基本偏差确定由基本偏差确定2. 有关“公差、偏差及误差”的术语和定义 （5）标准公差 标准公差就是国家标准所确定的公差。2. 有关“公差、偏差及误差”的术语和定义 （6）基本偏差 基本偏差就是用来确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差，一般指靠近零线的那个偏差。 2. 有关“公差、偏差及误差”的术语和定义 （7）误差

32、 误差是指零件的设计值误差是指零件的设计值X X0 0与加工后的实与加工后的实测值测值X Xi i之差，用之差，用X Xi i表示。表示。 即即 X Xi i = X = Xi i X X0 0 式中，式中，i = 1i = 1、2 2、3 3、n n，为测量次数。为测量次数。 误差误差Xi恒不为零恒不为零 ！3. 有关“配合”的术语和定义 （1）配合 配合就是基本尺寸相同的、相互结合的孔配合就是基本尺寸相同的、相互结合的孔与轴公差带之间的相配关系。与轴公差带之间的相配关系。 基孔制基孔制 基轴制基轴制 基孔制基孔制 基孔制是基本偏差固定不变的孔公差带，基孔制是基本偏差固定不变的孔公差带，与不

33、同基本偏差的轴公差带形成各种配合与不同基本偏差的轴公差带形成各种配合的一种制度。的一种制度。 基孔制的孔为基准孔，它的下偏差为零。基孔制的孔为基准孔，它的下偏差为零。基准孔的代号为基准孔的代号为“H”。ESEI=00基本尺寸H图图2-11 基孔制配合与基轴制配合基孔制配合与基轴制配合基轴制基轴制 基轴制是基本偏差固定不变的轴公差带，基轴制是基本偏差固定不变的轴公差带，与不同基本偏差的孔公差带形成各种配合与不同基本偏差的孔公差带形成各种配合的一种制度。的一种制度。 基轴制的轴为基准轴，它的上偏差为零。基轴制的轴为基准轴，它的上偏差为零。基准轴的代号为基准轴的代号为“h”。es=0ei0基本尺寸h

34、图图2-11 基孔制配合与基轴制配合基孔制配合与基轴制配合(2)(2)配合类型配合类型 间隙配合间隙配合 过渡配合过渡配合 过盈配合过盈配合(2) (2) 配合类型配合类型间隙配合：当孔的公差带在轴的公差带之间隙配合：当孔的公差带在轴的公差带之 上，形成具有间隙的配合（包上，形成具有间隙的配合（包 括最小间隙等于零的配合）。括最小间隙等于零的配合）。图图2-11 基孔制配合与基轴制配合基孔制配合与基轴制配合(2)(2)配合类型配合类型过盈配合：当孔的公差带在轴的公差带之过盈配合：当孔的公差带在轴的公差带之 下，形成具有过盈的配合（包下，形成具有过盈的配合（包 括最小过盈等于零的配合）。括最小过

35、盈等于零的配合）。图图2-11 基孔制配合与基轴制配合基孔制配合与基轴制配合(2)(2)配合类型配合类型过渡配合：当孔与轴的公差带相互交迭，过渡配合：当孔与轴的公差带相互交迭， 既可能形成间隙配合，也可能既可能形成间隙配合，也可能 形成过盈配合。形成过盈配合。图图2-11 基孔制配合与基轴制配合基孔制配合与基轴制配合(3)(3)配合公差配合公差 允许间隙或过盈的变动量称为配合公差。允许间隙或过盈的变动量称为配合公差。 间隙配合：配合公差间隙配合：配合公差= =最大间隙最大间隙最小间隙最小间隙 过盈配合：配合公差过盈配合：配合公差=最大过盈最大过盈最小过盈最小过盈 过渡配合：配合公差过渡配合：配

36、合公差=最大间隙最大间隙+最大过盈最大过盈 (3)(3)配合公差配合公差 配合公差配合公差=轴公差轴公差+ +孔公差孔公差 二、标准公差系列与基本偏差系列二、标准公差系列与基本偏差系列 1. 标准公差系列 P28 表2-71. 标准公差系列（1）公差单位（公差因子,单位m）当尺寸当尺寸500500mmmm时，时， （m mm m）D001. 0D45. 03i反映加工误差反映测量误差1. 标准公差系列（2）公差等级 标准公差共分标准公差共分2020级级: : IT01IT01、IT0IT0、IT1IT1、IT2IT2、到到IT18IT18。 ITIT国际标准公差国际标准公差 （ISO Tole

37、ranceISO Tolerance）的缩写代的缩写代号号 IT7IT7表示标准公差表示标准公差7 7级。级。 从从IT01IT01至至IT18IT18，公差等级依次降低，相应的标准公差等级依次降低，相应的标准公差数值依次增大。公差数值依次增大。 1. 标准公差系列（2）公差等级 公差等级系数a（见表2-6） 标准公差的值标准公差的值T= T= a i i 表2-6 尺寸500mm的IT5至IT18级标准公差计算表 公差等级 IT5 IT6 IT7 IT8 IT9 IT10 IT11 IT12 公差值 7i 10i 16i 25i 40i 64i 100i 160i1. 标准公差系列（3）基本

38、尺寸分段 D001. 0D45. 03i标准公差的值标准公差的值T= T= a i i1. 标准公差系列（3）基本尺寸分段 例：基本尺寸例：基本尺寸45 mm45 mm（在在3030mmmm50mm 50mm 尺寸尺寸段）的段）的IT6IT6与与IT7IT7的公差值。的公差值。 计算基本尺寸计算基本尺寸 （mmmm） 73.385030D1. 标准公差系列例：基本尺寸例：基本尺寸45 mm45 mm（在在3030mmmm50mm 50mm 尺寸段）的尺寸段）的IT6IT6与与IT7IT7的公差值。的公差值。公差单位公差单位 (mm） IT6 = 10 i = 101.5616 (mm) IT7

39、 = 16 i = 161.5624.9725 (mm) 56.173.38001.073.3845.03i2. 基本偏差系列 图2-15 基本偏差系列2. 基本偏差系列（1）轴的基本偏差 请看请看P32 表表2-9 2. 基本偏差系列（1）轴的基本偏差 有了基本偏差和标准公差，就不难求出轴的有了基本偏差和标准公差，就不难求出轴的另一个偏差（上偏差或下偏差）：另一个偏差（上偏差或下偏差）： es = ei + IT es = ei + IT ei = es IT ei = es IT 2. 基本偏差系列（1）轴的基本偏差 1）a、b、c三种用于大间隙或热动配合；三种用于大间隙或热动配合；2 2

40、）d d、e e、f f主要用于旋转运动；主要用于旋转运动；3）g g主要用于滑动和半液体摩擦，或用于定位主要用于滑动和半液体摩擦，或用于定位配合；配合；4）cdcd、efef、fgfg适用于小尺寸的旋转运动件；适用于小尺寸的旋转运动件；5）j hj h主要用于过渡配合，对中性好；主要用于过渡配合，对中性好；6）p zcp zc主要用于过盈配合，保证轴和孔有足主要用于过盈配合，保证轴和孔有足够的连接强度。够的连接强度。 2. 基本偏差系列（2）孔的基本偏差 请看请看P34 表表2-102. 基本偏差系列（2）孔的基本偏差 当基本尺寸当基本尺寸500mm时，孔的基本偏差时，孔的基本偏差是从轴的基

41、本偏差换算得来的。是从轴的基本偏差换算得来的。 孔与轴基本偏差换算的前提是：孔与轴基本偏差换算的前提是：“基本偏差代号相当时，应保持配合相同基本偏差代号相当时，应保持配合相同”。 换算规则：换算规则：1 1）通用规则通用规则 a）全部间隙配合全部间隙配合AH； b）标准公差标准公差IT8的的K、M、N； c）标准公差标准公差IT7的的PZC； 孔的基本偏差与轴的基本偏差数值相等，但符号相反。孔的基本偏差与轴的基本偏差数值相等，但符号相反。 但有个别例外，对公差等级但有个别例外，对公差等级 IT8IT8，基本尺寸基本尺寸33mmmm的的N N，其基本偏差其基本偏差ES = 0ES = 0。 换算

42、规则：换算规则：2 2）特殊规则特殊规则 a）标准公差标准公差IT8的的K、M、N； b）标准公差标准公差IT7的的PZC； 孔的基本偏差要在上述基础上增加一个孔的基本偏差要在上述基础上增加一个值。值。 三、公差与配合的基准制与公差等级三、公差与配合的基准制与公差等级 1. 国家标准规定的公差与配合图2-17 尺寸500mm轴的（方框内的）一般常用和（圆圈内的）优先公差图2-18 尺寸500mm孔的（方框内的）一般常用和（圆圈内的）优先公差 图2-19 基孔制优先配合公差带 图2-20 基轴制优先配合公差带三、公差与配合的基准制与公差等级三、公差与配合的基准制与公差等级 2. 基准制的选用 一

43、般情况下，应优先选用基孔制。一般情况下，应优先选用基孔制。 三、公差与配合的基准制与公差等级三、公差与配合的基准制与公差等级 3. 公差与配合的选用 选择公差与配合的主要内容有： 1）确定基准制；）确定基准制； 2）确定公差等级；）确定公差等级； 3）确定配合种类。）确定配合种类。 选择公差与配合的原则是在保证机械产选择公差与配合的原则是在保证机械产品基本性能的前提下，充分考虑制造的可品基本性能的前提下，充分考虑制造的可行性，并应使制造成本最低。行性，并应使制造成本最低。 三、公差与配合的基准制与公差等级三、公差与配合的基准制与公差等级 4. 公差等级的选用 选用的原则如下：选用的原则如下：(

44、1)(1) 对于基本尺寸对于基本尺寸500500mmmm的轴孔的轴孔配合，当标准公配合，当标准公差差IT8IT8时，国家标准推荐孔比轴低一级相配合；时，国家标准推荐孔比轴低一级相配合；但当标准公差但当标准公差IT8IT8级或基本尺寸级或基本尺寸500500mmmm的配的配合，推荐采用同级孔、轴配合。合，推荐采用同级孔、轴配合。(2)(2) 选择公差等级，既要满足设计要求，又要考选择公差等级，既要满足设计要求，又要考虑加工的可能性与经济性。虑加工的可能性与经济性。 4. 公差等级的选用 1）IT01、IT0、IT1级公差一般用于高精度量块和其它精密标级公差一般用于高精度量块和其它精密标准量块的尺

45、寸。准量块的尺寸。 2 2）IT2IT5级公差用于特别精密的零件尺寸。级公差用于特别精密的零件尺寸。 3 3）IT5（孔到孔到IT6）级公差用于高精度和重要表面的配合尺寸；级公差用于高精度和重要表面的配合尺寸； 4 4）IT6IT6（孔到孔到IT7IT7）级公差用于零件较精密的配合尺寸；级公差用于零件较精密的配合尺寸； 5 5）IT7IT8IT7IT8级用于一般精度要求的配合尺寸；级用于一般精度要求的配合尺寸； 6 6）IT9IT10IT9IT10级常用于一般要求的配合尺寸，或精度要求较高级常用于一般要求的配合尺寸，或精度要求较高的与键配合的槽宽尺寸。的与键配合的槽宽尺寸。 7 7）IT11I

46、T12IT11IT12级公差用于不重要的配合尺寸。级公差用于不重要的配合尺寸。 8）IT12IT18IT12IT18级公差用于未注公差的尺寸。级公差用于未注公差的尺寸。三、公差与配合的基准制与公差等级三、公差与配合的基准制与公差等级 5. 配合的选用 应尽可能选用优先配合和常用配合。应尽可能选用优先配合和常用配合。 四、形状公差与位置公差四、形状公差与位置公差 （一） 形状公差和形状误差 1 1. . 形状公差形状公差 构成机械零件形状的几何要素构成机械零件形状的几何要素所允所允许的变动量称为形状公差许的变动量称为形状公差。四、形状公差与位置公差四、形状公差与位置公差 （一） 形状公差和形状误

47、差 2 2. . 形状误差：形状误差： 形状误差是指被测实际要素对理想形状误差是指被测实际要素对理想要素的变动量。要素的变动量。四、形状公差与位置公差四、形状公差与位置公差 形状误差的评定原则形状误差的评定原则最小条件：最小条件：是指被测实际要素对其理想是指被测实际要素对其理想 要素的最大变动量为最小。要素的最大变动量为最小。 例：例：四、形状公差与位置公差四、形状公差与位置公差 （二） 形状公差的项目 （二） 形状公差的项目1. 直线度公差 实际被测要素对理想直线的允许变动量。实际被测要素对理想直线的允许变动量。 1. 直线度公差1 1）在给定平面内的直线度公差带）在给定平面内的直线度公差带

48、 图图2-21 给定平面内的直线度公差带给定平面内的直线度公差带1. 直线度公差2 2）在给定一个方向上的直线度公差带）在给定一个方向上的直线度公差带 图图2-22 给定一个方向上的直线度公差带给定一个方向上的直线度公差带1. 直线度公差3 3）在给定相互垂直的两个方向上的直线度公）在给定相互垂直的两个方向上的直线度公差带差带 图图2-23 给定两个方向上的直线度公差带给定两个方向上的直线度公差带2. 平面度公差 平面度公差是实际被测要素对理想平面的允平面度公差是实际被测要素对理想平面的允许变动量，其公差带是距离为公差值许变动量，其公差带是距离为公差值t t的两平的两平行平面之间的区域。行平面

49、之间的区域。 图图2-24 平面度公差带平面度公差带3. 圆度公差 实际被测要素对理想圆的允许变动量，其公实际被测要素对理想圆的允许变动量，其公差带是垂直于轴线的任一截面上半径差为公差差带是垂直于轴线的任一截面上半径差为公差值值t t的两个同心圆间的区域。的两个同心圆间的区域。 图图2-25 圆度公差带圆度公差带4. 圆柱度公差 实际被测要素对理想圆柱的允许变动量，其实际被测要素对理想圆柱的允许变动量，其公差带是半径差为公差值公差带是半径差为公差值t t的两同轴圆柱面之的两同轴圆柱面之间的区域。间的区域。 图图2-26 圆柱度公差带圆柱度公差带5. 线轮廓度公差 实际被测要素对理想轮廓线的允许

50、变动量，实际被测要素对理想轮廓线的允许变动量，其公差带是距离为公差值其公差带是距离为公差值t t，对理想轮廓线对对理想轮廓线对称分布的两等距曲线之间的区域。称分布的两等距曲线之间的区域。 图图2-27 2-27 线轮廓度公差带线轮廓度公差带6. 面轮廓度公差 实际被测要素对理想轮廓面的允许变动量，实际被测要素对理想轮廓面的允许变动量，其其公差带是距离为公差值公差带是距离为公差值t t，对理想轮廓面对称分布对理想轮廓面对称分布的两等距曲面之间的区域，理想轮廓面由理论正确的两等距曲面之间的区域，理想轮廓面由理论正确尺寸标出。尺寸标出。 图图2-28 2-28 面轮廓度公差带面轮廓度公差带四、形状公

51、差与位置公差四、形状公差与位置公差 （三） 位置公差和位置误差 几何要素关联要素基准要素基准 四、形状公差与位置公差四、形状公差与位置公差 （三） 位置公差和位置误差 位置公差是关联实际要素的位置对基是关联实际要素的位置对基 准的变动全量。准的变动全量。位置公差带是限制关联实际要素变动的是限制关联实际要素变动的区域，被测实际要素要在此区域内才区域，被测实际要素要在此区域内才合格。合格。 四、形状公差与位置公差四、形状公差与位置公差 （三） 位置公差和位置误差 位置公差包括：定位位置公差 定向位置公差 跳动位置公差 1.定向位置公差平行度 被测实际要素相对于基准要素的方向成被测实际要素相对于基准

52、要素的方向成0的要求。的要求。 图图2-29 2-29 以平面为基准的平行度公差带以平面为基准的平行度公差带1.定向位置公差垂直度 被测实际要素相对于基准要素的方向成被测实际要素相对于基准要素的方向成9 90的要求。的要求。 图图2-30 2-30 以轴线为基准的以轴线为基准的 垂直度公差带垂直度公差带1.定向位置公差倾斜度 被测实际要素相对于基准要素的方向成一定角度的被测实际要素相对于基准要素的方向成一定角度的要求。要求。 图图2-31 2-31 倾斜度公差带倾斜度公差带2.定位位置公差同轴度 要求被测实际要素与基准要素同轴。要求被测实际要素与基准要素同轴。图图2-32 2-32 同轴度公差

53、带同轴度公差带2.定位位置公差对称度 要求被测实际要素与基准要素共面。要求被测实际要素与基准要素共面。图图2-33 2-33 对称度公差带对称度公差带2.定位位置公差位置度 要求被测实际要素与基准要素有一定的位置关系。要求被测实际要素与基准要素有一定的位置关系。图图2-34 2-34 孔轴线的位置度公差带孔轴线的位置度公差带3.跳动位置公差 圆跳动圆跳动 全跳动全跳动3.跳动位置公差圆跳动 单个被测实际要素在任一截面上相对于基准要素的单个被测实际要素在任一截面上相对于基准要素的允许跳动量。允许跳动量。 根据允许变动的方向根据允许变动的方向的不同的不同，圆跳动可分为，圆跳动可分为： 径向圆跳动径

54、向圆跳动 端面圆跳动端面圆跳动 斜向圆跳动斜向圆跳动 径向圆跳动径向圆跳动 径向圆跳动用于控制圆柱表面任一横截面上的跳动量径向圆跳动用于控制圆柱表面任一横截面上的跳动量。 图图2-35 2-35 径向圆跳动公差带径向圆跳动公差带端面圆跳动端面圆跳动 端面端面圆跳动用于控制圆跳动用于控制端面端面任一任一测量直径处，在轴测量直径处，在轴向方向的向方向的跳动量跳动量。 图图2-36 2-36 端面圆跳动公差带端面圆跳动公差带斜面圆跳动斜面圆跳动 斜面斜面圆跳动用于控制圆跳动用于控制圆锥面在法线方向的圆锥面在法线方向的跳动量跳动量。 3.跳动位置公差全跳动 整个被测实际要素相对于基准要素的允许跳动总量

55、。整个被测实际要素相对于基准要素的允许跳动总量。 根据允许变动的方向根据允许变动的方向的不同的不同，全全跳动可分为跳动可分为： 径向径向全全跳动跳动 端面端面全全跳动跳动 斜向斜向全全跳动跳动 径向全跳动径向全跳动 径向径向全全跳动用于控制跳动用于控制整个整个圆柱表面上的跳动圆柱表面上的跳动总总量量。图图2-37 2-37 径向全跳动公差带径向全跳动公差带端面全跳动端面全跳动 端面端面圆跳动用于控制圆跳动用于控制整个端面在轴向方向的整个端面在轴向方向的跳动跳动总总量量。图图2-38 2-38 端面全跳动公差带端面全跳动公差带四、形状公差与位置公差四、形状公差与位置公差 （四） 形位公差的选用

56、（四） 形位公差的选用 (1) 形状公差应比尺寸公差小：形状公差应比尺寸公差小：例如：例如： 圆柱形零件的形状公差（轴线直线度除外），圆柱形零件的形状公差（轴线直线度除外），一般情况下应小于其尺寸公差值，平行度公差值应小于一般情况下应小于其尺寸公差值，平行度公差值应小于相应的距离尺寸公差值。相应的距离尺寸公差值。圆度、圆柱度公差值约为同级的尺寸公差值的圆度、圆柱度公差值约为同级的尺寸公差值的50%，故，故一般可按同级选取。比如，尺寸公差为一般可按同级选取。比如，尺寸公差为IT6，则圆度、圆则圆度、圆柱度公差也选柱度公差也选6级。级。但并不是圆度、圆柱度公差必须按尺寸公差同级选取，但并不是圆度、

57、圆柱度公差必须按尺寸公差同级选取，也可根据零件的功能要求选取相邻级，必要时可按比尺也可根据零件的功能要求选取相邻级，必要时可按比尺寸公差等级高半级到寸公差等级高半级到2级。级。（四） 形位公差的选用(2) 一般形状公差应比位置公差小：一般形状公差应比位置公差小： 同一要素上给定的形状公差值应小于位置公差值。同一要素上给定的形状公差值应小于位置公差值。如同一平面上，平面度公差值应小于该平面对基准的如同一平面上，平面度公差值应小于该平面对基准的平行度公差值。平行度公差值。(3) 表面粗糙度与形状公差的大概的比例关系：表面粗糙度与形状公差的大概的比例关系： 通常，表面粗糙度的通常，表面粗糙度的Ra值

58、可取为形状公差值的值可取为形状公差值的(20%25%)。（四） 形位公差的选用 (4) 对于制造难度大的零件应该选取较大的形位公差：对于制造难度大的零件应该选取较大的形位公差： 对刚性较差的零件（如细长轴）和结构特殊的要素（对刚性较差的零件（如细长轴）和结构特殊的要素（如大跨距的孔或轴的同轴度公差），在保证零件功能的前如大跨距的孔或轴的同轴度公差），在保证零件功能的前提下，考虑到制造较困难，应适当降低提下，考虑到制造较困难，应适当降低1-2级形位公差值级形位公差值。第四节第四节 工件的定位和夹紧工件的定位和夹紧 一、零件的基准及其分类一、零件的基准及其分类什么是基准？ 基准就是用来确定生产对象

59、基准就是用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依上几何要素间的几何关系所依据的点、线、面。据的点、线、面。一、零件的基准及其分类一、零件的基准及其分类1. 设计基准 在零件设计图上用以确定其在零件设计图上用以确定其它点、线、面位置的基准它点、线、面位置的基准( (点、点、线、面），称为设计基准。线、面），称为设计基准。 图图2-47 2-47 零件的设计基准与工艺基准示例零件的设计基准与工艺基准示例一、零件的基准及其分类一、零件的基准及其分类2. 工艺基准 零件在加工、检验和装配过零件在加工、检验和装配过程中所采用的基准，称为工艺程中所采用的基准，称为工艺基准。基准。 2. 工艺基准（1 1

60、）定位基准）定位基准 加工时，使工件在机床或夹加工时，使工件在机床或夹具中占据正确位置所用的基准。具中占据正确位置所用的基准。 图图2-47 2-47 零件的设计基准与工艺基准示例零件的设计基准与工艺基准示例2. 工艺基准（2 2）工序基准）工序基准 在工艺文件上用以确定本工在工艺文件上用以确定本工序被加工表面加工后的尺寸、序被加工表面加工后的尺寸、形状和位置的基准。形状和位置的基准。图图2-47 2-47 零件的设计基准与工艺基准示例零件的设计基准与工艺基准示例2. 工艺基准（3 3）测量基准）测量基准 检验零件时，用以测量加工检验零件时，用以测量加工表面的尺寸表面的尺寸、形状形状、位置位置