机械制造入门知识

项目一机械制造入门知识教学目标知识目标1.了解机械产品生产的一般过程。2.熟悉产品的质量控制指标，了解常用的检测方法。3.了解量具的维护和保养知识，4.了解车间生产（实习）过程中的安全文明知识。技能目标1.掌握常用量具的使用方法。2.学会安全文明操作。机械制造入门知识

任务一了解企业生产流程及产品质量控制任务二学会使用常用量具

任务三了解基准、定位、夹具任务一

从原材料（或半成品）变成机械产品的全过程称为生产过程。制造过程是生产过程的最主要部分。机械制造企业的运作过程，大致可分为生产决策、经营决策、制造加工三个主要层次。在市场经济条件下，企业生产的目的是向市场提供合格产品的同时获取相应的经济效益。企业在运作过程中主要解决两个问题：一是决定产品的类型（生产决策）并取得销售订单（经营决策）；二是从技术和管理两方面进行生产组织，制造出合格的产品。产品的质量是企业生存与发展的根本保证，机械产品的质量是由机械制造生产过程决定的。1．机械产品的质量

机械产品是由若干机械零件装配而成的，机器的使用性能和寿命取决于零件的质量，主要指零件的材质、力学性能、加工质量和装配质量等。（1）零件的加工质量

零件的加工质量是指零件的加工精度和表面质量。加工精度是指加工后零件的尺寸、形状和表面间相互位置等几何参数与理想几何参数相符合的程度。零件的精度包括尺寸精度、形状精度和位置精度。零件的表面质量是指零件的表面粗糙度、波度、表面层冷变形强化程度、表面残余应力的性质和大小以及表面层金相组织等。零件的加工质量对零件的使用有很大影响，其中我们考虑最多的是加工精度和表面粗糙度。（2）装配质量任何机器都是由若干零件、组件和部件组成的。根据规定的技术要求，将零件结合成组件和部件，并进一步将零件、组件和部件结合成机器的过程称为装配。装配是机械制造过程的最后一个阶段，合格的零件通过合理的装配和调试，就可以获得良好的装配质量，从而能保证机器进行正常的运转。装配精度是装配质量的指标。主要有以下几项：1）零、部件间的尺寸精度其中包括配合精度和距离精度。配合精度是指配合面间达到规定的间隙或过盈的要求。距离精度是指零、部件间的轴向距离、轴线间的距离等。2）零、部件间的位置精度其中包括零、部件的平行度、垂直度、同轴度和各种跳动等。3）零、部件间的相对运动精度指有相对运动的零、部件间在运动方向和运动位置上的精度。如车床车螺纹时刀架与主轴的相对移动精度。4）接触精度接触精度是指两配合表面、接触表面和连接表面间达到规定的接触面积大小与接触点分布情况。如相互啮合的齿轮、相互接触的导轨面之间均有接触精度要求。一个机械产品推向市场，需要经过设计、加工、装配、调试等环节。产品的质量与这些环节紧密相关，最终体现在产品的使用性能上，如图1－1所示。企业应从各方面来保证产品的质量。

图1-1产品质量因果图2.质量检测的方法

用各种加工方法使零件达到一定的质量要求，而且要通过相应的手段来检测。检测应自始至终伴随着每一道加工工序。同一种要求可以通过一种或几种方法来检测。（1）金属材料的检测方法金属材料应对其外观、尺寸、理化三个方面进行检测。外观采用目测的方法。尺寸使用样板、直尺、卡尺、钢卷尺、千分尺等量具进行检测。理化检测项目较多，主要包括：1）化学成分分析入厂材料常用的化学成分分析方法有：化学分析法、光谱分析法、火花鉴别法。化学分析法能测定金属材料各元素含量，是一种定量分析方法，也是工厂必备的常规检验手段。光谱分析法是根据物质的光谱测定物质组成的分析方法。其测量工具为台式和便携式光谱分析仪器。火花鉴别法是把钢铁材料放在砂轮上磨削，由发出的火花特征来判断它的成分的方法。2）金相相分析这是鉴别别金属和和合金的的组织结结构的方方法，常常用宏观观检验和和微观检检验两种种。①宏观检检验即即低倍倍检验，，是用目目视或在在低倍放放大镜（（不大于于10倍倍的放大大镜）下下检查金金属材料料表面或或断面以以确定其其宏观组组织的方方法。常常用的宏宏观检验验法有：：硫印试试验、断断口检验验、酸蚀蚀试验和和裂纹试试验。②显微检检验即即高倍倍检验，，是在光光学显微微镜下观观察、辨辨认和分分析金属属的微观观组织的的金相检检验方法法。显微微分析法法可测定定晶粒的的形状和和尺寸，，鉴别金金属的组组织结构构，显现现金属内内部的各各种缺陷陷，如夹夹杂物、、微小裂裂纹和组组织不均均匀及气气孔、脱脱碳等。。3）力学学性能试试验力学性能能试验有有硬度试试验、拉拉力试验验、冲击击试验、、疲劳试试验、高高温蠕变变及其他他试验等等。力学学性能试试验及以以下介绍绍的各种种试验均均在专用用试验设设备上进进行。4）工艺艺性能试试验工艺性能能试验有有弯曲、、反复弯弯曲、扭扭转、缠缠绕、顶顶锻、扩扩口、卷卷边以及及淬透性性试验和和焊接性性试验等等。5）物理理性能试试验物理性能能试验有有电阻系系数测定定、磁学学性能测测定等。。6）化学学性能试试验化学性能能试验有有晶间腐腐蚀倾向向试验等等。7）无损损探伤无损探伤伤是不损损坏原有有材料，，检查其其表面和和内部缺缺陷的方方法。主主要有：：①磁粉探探伤利利用铁铁磁性材材料在磁磁场中会会被磁化化，而夹夹杂等缺缺陷是非非磁性物物质及裂裂缝磁力力线均不不易通过过原理，，在工件件表面上上施散导导磁性良良好的磁磁粉（氧氧化铁粉粉），磁磁粉就会会被缺陷陷形成的的局部磁磁极吸引引，堆集集其上，，显出缺缺陷的位位置和形形状。②超声探探伤利利用超超声波传传播时有有明显的的指向性性来探测测工件内内部的缺缺陷。当当超声波波遇到缺缺陷时，，缺陷的的声阻抗抗（即物物质的密密度和声声速的乘乘积）同同工件的的声阻抗抗相差很很大，因因此大部部分超声声能量将将被反射射回来。。超声探探伤用于于检验大大型锻件件、焊件件或棒材材的内部部缺陷，，如裂纹纹、气孔孔、夹渣渣等。③渗透探探伤在在清洗洗过的工工件表面面上施加加渗透剂剂，使它它渗入到到开口的的缺陷中中，然后后将表面面上的多多余渗透透剂除去去，再施施加一薄薄层显像像剂，后后者由于于毛细管管作用而而将缺陷陷中的残残存渗透透剂吸出出，从而而显出缺缺陷。渗渗透探伤伤用于检检验金属属表面的的微小缺缺陷，如如裂纹等等。④涡流探伤伤将一一通人交流流电的线圈圈放入一根根金属管中中，管内将将感应出周周向的电流流，即涡流流。涡流的的变化会使使线圈的阻阻抗、通过过电流的大大小和相位位发生变化化。管（工工件）的直直径、厚厚度、电导导率和磁导导率的变化化以及缺陷陷会影响涡涡流进而影影响线圈（（检测探头头）的阻抗抗。检测阻阻抗的变变化就可以以达到探伤伤的目的。。涡流探伤伤用于测定定材料的电电导率、磁磁导率、薄薄壁管壁厚厚和材料缺缺陷。（2）尺寸寸的检测方方法尺寸l000mm以下，公公差值大于于0.009～3.2mm，有配合合要求的工工件（原则则上也适用用于无配合合要求的工工件）使用用普通计量量器具（千千分尺、卡卡尺和百分分表等）检检测。特殊殊情况可使使用测距仪仪、激光干干涉仪、经经纬仪、钢钢卷尺等测测量。表面粗糙度度的检测方方法有样板板比较法、、显微镜比比较法、电电动轮廓仪仪测量法、、光切显微微镜测量法法、干涉显显微镜测量量法、激光光测微仪测测量法等。。在生产现现场常用的的是样板比比较法。它它是以表面面粗糙度比比较样块工工作面上的的粗糙度为为标准，用用视觉法和和触觉法与与被检表面面进行比较较，来判定定被检表面面是否符合合规定。（3）形位位误差的检检测方法根据形面及及公差要求求的不同，，形位误差差的检测方方法各不相相同。下面面以一种检检测圆跳动动的方法为为例来说明明形位误差差的检测。。检测原则：：使被测实实际要素绕绕基准轴线线作无轴向向移动回转转一周时，，由位置固固定的指示示器在给定定方向上测测得的最大大与最小读读数之差。。检测设备：：一对同轴轴顶尖、带带指示器的的测量架。。检测方法：：如图1-2，将被测零零件安装在在两顶尖之之间。在被被测零件回回转一周过过程中，指指示器读数数最大差值值即为单个个测量平面面上的径向向跳动。按上述方法法，测量若若干个截面面，取各个个截面上测测得跳动量量中的最大大值，作为为该零件的的径向跳动动。图1－2圆圆跳动的的检测方法法3.产品加加工工艺在制造过程程中，人们们根据机械械产品的结结构、质量量要求和具具体生产条条件，选择择适当的加加工方法，，组织产品品的生产。。（1）产品品的生产过过程机械产品的的生产过程程，是产品品从原材料料转变为成成品的全过过程。主要要过程如图1-3所示。产品的各个个零部件的的生产不一一定完全在在一个企业业内完成，，可以分散散在多个企企业，进行行生产协作作。如螺钉钉、轴承的的加工常常常由专业生生产厂家完完成图1－3产产品的生生产过程（2）产品品的加工方方法机械产品的的加工根据据各阶段所所达到的质质量要求不不同可分为为毛坯加工工和切削加加工两个主主要阶段。。热处理工工艺穿插在在其间进行行。1)毛坯加加工毛坯成形加加工的主要要方法有铸铸造、锻造造和焊接。。①铸造：熔熔炼金属，，制造铸型型．并将熔熔融金属浇浇人铸型，，凝固后获获得一定形形状和性能能铸件的成成形方法。。②锻造对对坯料施施加外力使使其产生塑塑性变形，，改变尺寸寸、形状及及改善性能能，用以制制造机械零零件、工件件或毛坯的的成形方法法。③焊接：通通过加热或或加压，或或两者并用用，并且用用或不用填填充材料，，使焊件达达到原子结结合的一种种加工方法法。铸铸造、、锻造、焊焊接加工往往往要对原原材料进行行加热，所所以也称这这些加工方方法为热加加工2)切削加加工切削加工用用来提高零零件的精度度和降低表表面粗糙度度，以达到到零件的设设计要求。。主要的加加工方法有有车削、铣铣削、刨削削、钻削、、镗削、磨磨削等。车削加工是是应用最为为广泛的切切削加工之之一，主要要用于加工工回转体零零件的外圆圆、端面、、内如轴类类零件、盘盘套类零件件的加工。。铣削加工工也是一种种应用广泛泛的加工形形式，主要要用来加工工零件上的的平面、沟沟槽等。钻削和镗削削主要用于于加工工件件上的孔。。钻削用于于小孔的加加工；镗志志．弓于大大孔的加工工，尤其适适用于箱体体上轴承孔孔孔系的加加工。刨削削主要用来来加工平面面，由于加加工效率低低，一般用用于单件小小批量生产产。磨削通常作作为精密加加工，经过过磨削的零零件表面粗粗糙度数值值小，精度度高。因此此，磨削常常作为重要要零件上主主要表面的的终加工。。任务二学学会使用用常用量具具量具是用来来测量零件件的线性尺尺寸、角度度以及检测测零件形位位误差的。。为保证被被加工零件件的各项技技术参数符符合设计要要求，在加加工前后和和加工过程程中，都必必须用量具具进行检测测。选择量量具时，应应根据被检检测对象的的性质、形形状、测量量范围。通通常选择量量具的读数数精度应小小于被测量量公差的0.15倍倍。1.量具的的种类（1）游标卡尺（2）千分尺（3）百分表（4）内径百分表表（5）万能角度尺尺（6）塞尺（7）刀口形直尺尺（8)90°角尺尺（9）塞规与卡规规游标卡尺是是一种比较较精密的量量具，如图1-4。其结构简简单，可以以直接量出出工件的内内径、外径径、长度和和深度等。。游标卡尺尺按测量精精度可分为为0.lOmm、、0.05mm、、0.02mm三三个量级。。按测量尺尺寸范围有有0～125mm、、0～150mm、0～200mm、0～～300mm等多多种规格。。使用时根根据零件精精度要求及及零件尺寸寸大小进行行选择。如图1-5是专门用于于测量深度度和高度的的游标尺。。高度游标标尺除用来来测量高度度外，也可可用于精密密划线。测量读数时时，先由游游标以左的的主尺上读读出最大的的整毫米数数，然后在在游标上读读出零线与与主尺刻度度线对齐的的刻度线之之间的格数数．将格数数与0.02相乘得得到小数，，将主尺上上读出的整整与游标上上得到的小小数相加就就得到测量量的尺寸。。图1-4游游标卡尺尺及读数方方法图1-5游游标深度度尺和游标标高度尺游标卡尺使使用注意事事项：①检查零线线使用用前应先擦擦净卡尺，，合拢卡爪爪，检查主主尺和游标标的零线是是否对齐。。如不对齐齐，应送计计量部门检检修。②放正卡尺尺测量量内外圆时时，卡尺应应垂直于工工件轴线，，两卡爪应应处于直径径处。③用力适当当当卡卡爪与工件件被测量面面接触时，，用力不能能过大，否否则会使卡卡爪变形，，加速卡爪爪的磨损，，使测量精精度下降。。④读数时视视线要对准准所读刻线线并垂直于于尺面，否否则读数不不准。⑤防止松动动在未未读出读数数之前必须须先将游标标卡尺上的的止动螺钉钉拧紧，再再使游标卡卡尺离开工工件表面。。⑥不得用游游标卡尺测测量毛坯表表面和正在在运动的工工件。千分尺是用用微分套筒筒读数的示示值为0.01mm的测量量工具。千千分尺的测测量精度比比游标卡尺尺高。按照照用途可分分为外径千千分尺、内内径千分尺尺和深度千千分尺几种种。外径千千分尺按其其测量范围围有0～25mm、、25mm～50mm、50～75mm等等各种规格格。如图1-6和图图1-7所示。图1-6外外径千分分尺a）0～25mm千分尺b）25～～50mm千分尺尺图1-7千千分尺的的读数千分尺的读读数方法：：①读出距离离微分套筒筒边缘最近近的轴向刻刻度数（应应为0.5mm的的整数倍））；②读出与轴轴向刻度的的中线重合合的微分套套筒周向刻刻度数值（（刻度格数数×0.01mm）；③将两部分分读数相加加即为测量量尺寸。千分尺使用用注意事项项：①校对零点点将砧座座与螺杆擦擦拭干净，，使它们相相接触，看看微分套筒筒圆周刻度度零线与中中线是否对对准，如没没有，将千千分尺送计计量部门检检修。②测量时，，左手握住住弓架，右右手旋转微微分套筒，，当测量螺螺杆快接近近工件时，，必须使用用右端棘轮轮以较慢的的速度与工工件接触。。当棘轮发发出“嘎嘎嘎”的打滑滑声时，表表示压力合合适，应停停止旋转。。③从千分尺尺上读取尺尺寸，可在在工件未取取下前进行行，读完后后松开千分分尺，亦可可先将千分分尺锁紧，，取下工件件后再读数数。④被测尺尺寸的方方向必须须与螺杆杆方向一一致。⑤不得用用千分尺尺测量毛毛坯表面面和运动动中的工工件。百分表百分表的的刻度值值为0.01mm，，是一种种精度较较高的比比较测量量工具。。它只能能读出相相对的数数值，而而不能测测出绝对对数值。。主要用用来检验验零件的的形状误误差和位位置误差差，也常常用于工工件装夹夹时精密密找正。。百分表表如图l-8和和图1-9所示示。百分表使使用注意意事项：：①使用前前，应检检查量杆杆的灵活活性：轻轻轻推动动测量杆杆，看其其能否在在套筒内内灵活移移动。每每次松开开手后，，指针应应回到原原来的刻刻度位置置。②测量时时，百分分表的测测量杆要要与被测测表面垂垂直，否否则将使使测量杆杆移动不不灵活，，测量结结果不准准确。③百分表表用完后后，应擦擦拭干净净，放入入盒内，，并使测测量杆处处于自由由状态，，防止表表内弹簧簧过早失失效。内径百分分表内径百分分表（图图1-10）是是百分表表的一种种，用来来测量孔孔径及其其形状精精度，测测量精度度为0.01mm。。内径百百分表配配有成套套的可换换测量插插头及附附件，供供测量不不同孔径径时选用用。测量量范围有有6~10mm、10～18mm、18～35mm等多多种。测测量时百百分表接接管应与与被测孔孔的轴线线重合，，以保证证可换插插头与孔孔壁垂直直，最终终保证测测量精度度。万能角度度尺万能角度度尺是用用来测量量零件角角度的。。万能角角度尺采采用游标标读数．．可测任任意角度度，如图图1-11。万万能角度度尺的刻刻线原理理与读数数方法和和游标卡卡尺相同同。如图1-12所示图1－11万能能角度尺尺图1-12万万能角度度尺应用用实例塞尺（又又称厚薄薄尺）是用其厚厚度来测测量间隙隙大小的的薄片量量尺．如如图1-13。。它是一一组厚度度不等的的薄钢片片。钢片片的厚度度塞尺为为0.03～0.3mm，，印在每每片钢片片上。使使用时根根据被测测间隙的的大小选选择厚度度接近的的钢片（（可以用用几片组组合）插插入被测测间隙。。能塞人人钢片的的最大厚厚度即为为被测间间隙值。。使用塞尺尺时必须须先擦净净尺面和和工件，，组合成成某一厚厚度时选选用的片片数越少少越好。。另外，，塞尺插插人间隙隙不能用用力太大大，以免免折弯尺尺片。刀口形直直尺（简简称刀口口尺）是用光隙隙法检验验直线度度或平面面度的量量尺。图1-14为刀口形形直尺及及其应用用。如果果工件的的表面不不平，则则刀口形形直尺与与工件表表面间有有间隙存存在。根根据光隙隙可以判判断误差差状况，，也可用用塞尺检检验缝隙隙的大小小。90°角角尺90°角角尺是用用来检查查工件垂垂直度的的非刻线线量尺。。使用时时将其一一边与工工件的基基准面贴贴合,然然后使其其另一边边与工件件的另一一表面接接触。根根据光隙隙可以判判断误差差状况，，也可用用塞尺测测量其缝缝隙大小小，如图图1-15。直直角尺也也可以用用来保证证划线垂垂直度。。a）90°角尺尺b）90°角尺尺的使用用图1-15直直角尺及及其应用用塞规与卡卡规塞规与卡卡规是用用于成批批大量生生产的一一种定尺尺寸专用用量具，，通称为为量规，，如图l-16。塞规规是用来来测量孔孔径或槽槽宽的。。它的两两端分别别称为““过规””和“止止规”。。卡规是用用来检验验轴径或或厚度的的。和塞塞规相似似，也有有过规和和止规两两端，使使用的方方法亦和和塞规相相同。与塞规不不同的是是：卡规规的过规规尺寸等等于工件件的最大大极限尺尺寸，而而止规的的尺寸等等于工件件的最小小极限尺尺寸。量规检验验工件时时，只只能检验验工件合合格与否否，但不不能测出出工件的的具体尺尺寸。量量规在使使用时省省去了读读数的麻麻烦，操操作极为为方便。。塞规及其其使用卡规及其其使用2.量具具的保养养量具的精精度直接接影响到到检测的的可靠性性，因此此，必须须加强量量具的保保养。量量具使用用保养重重点在于于避免量量具的破破损、变变形、锈锈蚀和磨磨损，因因此，必必须做到到以下几几点：（1）量量具在使使用前、、后必须须用棉纱纱擦干净净；（2）不不能用精精密量具具测量毛毛坯或运运动着的的工件；；（3）测测量时不不能用力力过猛、、过大，，不能测测量温度度过高的的物体：：（4）不不能将量量具与工工具混放放、乱放放，不能能将量具具当工具具使用；；（5）不不能用脏脏油清洗洗量具，，不能给给量具注注脏油；；（6）量量具用完完后必须须擦洗干干净，涂涂油并放放人专用用的量具具盒内。。任务三1.基准准（1））基准的的概念机械零件件可以看看作一个个空间的的几何体体，是由由若干点点、线、、面的几几何要素素所组成成。零件件在设计计、制造造的过程程中必须须指定一一些点、、线、面面用来确确定其他他点、线线、面的的位置，，这些作作为依据据的几何何要素称称为基准准。（2）基基准的分分类按照作用用的不同同，基准准分为设设计基准准和工艺艺基准两两类。设计基准准是零件件设计图图样上所所用的基基准。工工艺基准准是在零零件加工工、机器器装配等等工艺过过程中所所用的基基准。工艺基准准又分为为工序基基准、定定位基准准、测量量基准和和装配基基准。其其中定位位基准用用具体的的定位表表面体现现，并与与夹具保保持正确确接触，，保证工工件在夹夹具上的的正确位位置，最最终加工工出位置置正确的的工件表表面。图1-17所示示的机体体零件，，顶面A是表面面B、C和孔D轴线的的设计基基准；孑孑LD的轴线线是孔E的轴线线的设计计基准；；而表面面B是表表面A、、C、孔孔D及孔孔E加工工时的定定位基准准。图1－17机机体的的基准2．工件件的定位位（1）工工件的装装夹工件要进进行切削削加工，，首先要要将工件件装夹在在相应的的夹具上上，保持持与刀具具之间的的正确的的相对运运动关系系。工件件在机床床上的装装夹分定定位和夹夹紧两个个过程。。定位就就是使工工件在机机床上具具有正确确的位置置。工件件定位后后必须夹夹紧，以以保证工工件在重重力、切切削力、、离心惯惯性力等等力的作作用下保保持原有有的正确确位置。。工件的的装夹必必须先定定位后夹夹紧。通常，工工件的装装夹有以以下三种种方法：1）直接接找正装装夹直接找正正是指利利用百分分表、划划针等在在机床上上直接找找正工件件，使其其获得正正确位置置的定位位方法。。如图1-18a）。2）划线线找正装装夹划线找正正是在机机床上用用划针按按毛坯或或半成品品上待加加工处的的划线找找正工件件，获得得正确位位置的方方法，如如图1－18b）。这种种找正装装夹方式式受划线线精度和和找正精精度的限限制，定定位精度度不高。。3）在夹夹具中装装夹夹具装夹夹是利用用夹具使使工件获获得正确确的位置置并夹紧紧。夹具具是按工工件专门门设计制制造的，，装夹时时定位准准确可靠靠，无需需找正，，装夹效效率高，，精度较较高，广广泛用于于成批生生产和大大量生产产。a）直接接找正法法b）划划线找正正法图图1-18工件件的找正正装夹（2）工工件的定定位一个刚体体在空间间具有六六个