机械制造总结

1、精品 料推荐第二章 机械零件加工表面的形成第一节 机械零件加工表面的形成过程一、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2. 工件表面的形成 : 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。 3.发生线的形成 1) 成型法利用成形刀具来形成发生线，对工件进行加工的方法。 2) 轨迹法靠刀尖的运动轨迹来形成所需要表面形状的方法.3) 相切法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法。4) 展成法利用工件和刀具作展成切削运动来形成工件表面的方法。4. 表面成型运动二、切削运动与切削要素 :1. 切削加工中的工件

2、表面2. 切削运动与切削用量(1) 主运动：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变为切屑。例如：车削时，车床主轴带动工件作的旋转运动；铣削时， 铣床主轴带动铣刀作的旋转运动。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运动方向。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主运动的瞬时速度，用vc 表示，单位： m/min（或m/s）。外圆车削时， 切削速度的计算公式为： vcdw n工件或切削刃上选定点的直.dw:径，计算时常以工件待加工表面的直径来计算。(2)1000 进给运动 : 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

3、投入切削过程。进给运动方向： 是指切削刃选定点相对于工件的瞬时进给运动方向。进给运动速度：指切削刃选定点相对于工件进给运动的瞬时速度，用 vf 表示，单位常取为(mm/s) 或 (mm/min). 进给运动速度 : 例：外圆车削时，进给运动速度常常用进给量f 来表述 , 单位： mm/r；刨削时，进给运动速度用每一行程多少毫米来表述，单位为 mm/str 。铣削时，进给运动速度常用每齿进给量f 来表述，单位： mm/z。进给速度 vf 、进给量 f 、每齿进给量 fz 和刀具齿数 Z 之间的关系如下： vf=nf=nzfz 。(3) 切削过程中刀具的工作平面：通过切削刃选定点并同时包含主运动方

4、向和进给运动方向的平面，工作平面的符号为Pfe 。 (4) 吃刀量：是指过切削刃的两个端点，且垂直于所选定的测量方向的两平面间的距离。确定吃刀量有三点要注意：1）确定切削刃的两个端点； 2）确定测量的方向； 3）确定两界限平面。在一般切削加工中，常用的吃刀量有背吃刀量asp（或ap）和侧吃刀量ase（或 ae）两个，其单位为mm 。例：车削背吃刀量asp ；铣削背吃刀量asp、侧吃刀量ase 。背吃刀量dw dm（ dw: 待加工表面直径，dm:已加工表面直径）sp2是指过切削刃选定点在垂直于工作平面方向上测量的吃刀量。切削用量三要素：背吃刀量asp、进给量 f 、切削速度 vc 。(6) 合

5、成切削运动：切削过程中，由主运动和进给运动合成的运动称为合成切削运动。 合成切削运动方向： 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；合成切削速度 ve：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。3. 切削层参数： 切削层： 切削过程中，由刀具的一个单一动作所切除的工件材料层。切削层尺寸平面： 通过切削刃基点并垂直于该点主运动方向的平面。切削刃基点： 切削刃等分中点。例：平行四边形BCDF即为切削层尺寸平面，它截切削层于BCDE四边形。（1）切削层公称横截面积 AD（切削面积）：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： mm2。 AD=aspf。（ 2

6、）切削层公称宽度bD（切削宽度）：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的距离，单位：mm。（ 3）切削层公称厚度 hD（切削厚度）：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： mm。AD切削层的工艺参数4. 材料切除率 Q：在特定瞬间， 单位时间所切除的材料体即 hD。(4)bD积。单位： mm3/s。 Q=1000vc AD=1000vc hD bD=1000vc aspf1精品 料推荐第二节金属切削机床一、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能力。1 ）通用机床2 ）专用机床（ 2

7、）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、位置及粗糙度。 （ 3）生产效率及自动化程度 : 生产效率即是单位时间内机床所能加工的工件数量。全自动机床、半自动机床、 普通机床。（ 4）人机适应性： 人机适应性的基本要求是可靠、安全和舒适。2.机床的经济性方面：两方面：机床制造厂的经济效益、机床使用厂的经济效益。产品定义、外观设计、结构设计、工艺设计、成本核算、质保措施、运输安装、合理使用、维修折旧，报废回收。 机床品种系列化、 零部件通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。二、金属切削机床的分类： （1）按机床

8、的加工性能分类：车床C、钻床 Z 、铣床 X 、镗床 T、磨床 M 、 齿轮加工机床Y、拉床 L、螺纹加工机床S、锯床 G 、刨插床 B、其他机床 Q。（ 2）按机床的通用性分类：1）通用机床2）专门化机床3 ）专用机床。 （ 3）按机床的自动化程度分类： 1）手动机床 2）机动机床3）半自动机床4）全自动机床。 （ 4）按机床的工作精度分类： 1）普通精度机床2 ）精密机床 3）高精度机床。 （ 5）按机床的主要工作部件数目精度分类： 1）单刀机床 2 ）多刀机床3）单轴机床 4）多轴机床。（ 6）按机床的重量和尺寸分类:1 ）仪表机床 2）中型机床3）大型机床4 ）重型机床 5）超大型机床

9、 . （7）按加工过程的控制方式分类 :1 ）普通机床2）数控机床3）加工中心 4）柔性制造单元 .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: 机床的技术参数是表示机床尺寸大小及加工能力的各种数据。2、机床的技术参数包括：主参数、第二主参数、主要工作部件的结构尺寸（如工作台面）、主要工作部件的移动行程范围、各种运动的速度范围和级数、 电机功率、 机床轮廓尺寸。 主参数： 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加工能力的大小。3、机床型号：机床型号是用来表明机床的类型、通用特性、结构特性、主要技术参数等。（）分类代号, 类代号 , （）通用特性、 结构

10、特性代号, 组代号 , 系代号 , 主参数或设计顺序号 , （）主轴数或第二主参数, （）重大改进顺序, （）其它特性代号.例： 1、 C A 6 1 40:C类代号（车床）,A通用特性（重大改进序号）,6 组代号（卧式车床） ,1 系代号（ 1） ,40 主参数（最大加工直径320mm）.2 、 X 6 2： X 铣床 ,6 组：卧式升降台铣床,2主参数（主轴直径20mm） .3、Y 3 1 50 E：Y 齿轮加工机床 ,3 组：滚齿机 ,1 系代号（ 1）,50 主参数（最大工件直径 500mm）,E 重大改进序号 .4、 Z 5 25： Z 钻床 ,5 组：立式钻床 ,25 主参数（最大

11、钻孔直径25mm） .第三节机械零件的公差与配合一、公差与配合的基本概念：公差、加工误差。1.有关“尺寸”的术语和意义: （ 1）尺寸：是用特定单位表示长度的数字。（2）基本尺寸： 是由设计者经过计算或按经验确定后，再按标准选取的标注在设计图上的尺寸。（ 3）实际尺寸： 是通过测量所得的尺寸。(4 ）极限尺寸 :是允许尺寸变化的两个界限值。其中：较大的一个称为最大极限尺寸, 较小的一个称为最小极限尺寸 .2. 有关“公差、 偏差及误差”的术语和定义 :（1）尺寸偏差 =某一尺寸 - 基本尺寸 , 偏差包括：实际偏差 =实际尺寸 - 基本尺寸 , 极限偏差 : 上偏差 =最大极限尺寸基本尺寸 ,

12、ES （孔）、es（轴）；下偏差 =最小极限尺寸基本尺寸 ,EI （孔）、 ei （轴 ) 。（ 2）尺寸公差（公差） : 是指尺寸允许的变动量。尺寸公差= 最大极限尺寸最小极限尺寸=上偏差下偏差.（3）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。（4）公差带：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。在国家标准中，公差带包括：公差带大小（由标准公差确定）公差带位置（由基本偏差确定）（5）标准公差：2精品 料推荐 准公差就是国家 准所确定的公差。（ 6）基本偏差： 就是用来确定公差 相 于零 位置的上偏差或下偏差，一般指靠近零 的那个偏差。（ 7） 差：

13、是指零件的 X0 与加工后的实测值Xi之差，用Xi表示。Xi=Xi X0式中， i = 1 、 2、 3、 n， 量次数。 差 Xi恒不 零。 3.有关“配合”的 和定 ：（ 1）配合：就是基本尺寸相同的、相互 合的孔与 公差 之 的相配关系。基孔制：是基本偏差固定不 的孔公差 ，与不同基本偏差的 公差 形成各种配合的一种制度。基孔制的孔 基准孔，它的下偏差 零。基准孔的代号 “H”。基 制：是基本偏差固定不 的 公差 ， 与不同基本偏差的孔公差 形成各种配合的一种制度。基 制的 基准 ，它的上偏差 零。基准 的代号 “h”。 (2) 配合 型： 隙配合：当孔的公差 在 的公差 之上，形成具有

14、 隙的配合（包括最小 隙等于零的配合）。 盈配合：当孔的公差 在 的公差 之下，形成具有 盈的配合（包括最小 盈等于零的配合）。 渡配合：当孔与 的公差 相互交迭，既可能形成 隙配合，也可能形成 盈配合。(3) 配合公差：允 隙或 盈的 量称 配合公差。 隙配合：配合公差=最大 隙最小 隙， 盈配合： 配合公差 =最大 盈最小 盈， 渡配合：配合公差=最大 隙 +最大 盈。配合公差 = 公差 +孔公差二、 准公差系列与基本偏差系列：1. 准公差系列：（ 1）公差 位 （公差因子 , 位 m）当尺寸 500mm ，i0.45 3D0.001 D（ m），加号左 反映加工 差，加号右 反映 量 差

15、。 （ 2）公差等 ： 准公差共分 20级 :IT01、IT0 、IT1 、IT2 、到 IT18 。IT 国 准公差 （ ISOTolerance）的 写代号， IT7 表示 准公差 7 。从 IT01 至 IT18 ，公差等 依次降低，相 的 准公差数 依次增大。公差等 系数a（ 表2-6 ）， 准公差的 T=ai 。表 2-6 尺寸 500mm的 IT5 至 IT18 准公差 算表：公差等 IT5 IT6 IT7 IT8 IT9IT10IT11IT12公差 7i10i16i25i40i64i100i160i（3）基本尺寸分段： i0.453D0.001 D 准公差的 T=ai 。例：基本

16、尺寸45 mm（在 30mm 50mm 尺寸段）的 IT6 与 IT7 的公差 。 算基本尺寸：D305038.73 （ mm）例：基本尺寸45 mm（在 30mm 50mm 尺寸段）的 IT6 与 IT7 的公差 。公差 位i0 .453 38 .730.00138 .731.56（ m ），IT6 = 10 i = 101.56 16 ( m)IT7 = 16 i = 161.56 24.97 25( m)2. 基本偏差系列 : （ 1） 的基本偏差 : 有了基本偏差和 准公差， 就不 求出 的另一个偏差（上偏差或下偏差） ： es=ei+IT ei=es IT ,1 ）a、b、c 三种用

17、于大 隙或 配合；2）d、e、f 主要用于旋 运 ；3）g 主要用于滑 和半液体摩擦，或用于定位配合；4）cd、ef 、fg 适用于小尺寸的旋 运 件；5）jh 主要用于 渡配合， 中性好； 6）pzc主要用于 盈配合，保 和孔有足 的 接 度。（ 2）孔的基本偏差: 当基本尺寸 500mm ，孔的基本偏差是从 的基本偏差 算得来的。孔与 基本偏差 算的前提是：“基本偏差代号相当 ， 保持配合相同”。 算 ：1）通用 a）全部 隙配合AH；b） 准公差 IT8 的 K、M、N；c） 准公差 IT7 的 PZC；孔的基本偏差与 的基本偏差数 相等，但符号相反。但有个 例外， 公差等 IT8 ，基

18、本尺寸 3mm的 N，其基本偏差ES=0。2）特殊 a ） 准公差 IT8 的 K、 M、 N；b ） 准公差 IT7 的 PZC；3精品 料推荐孔的基本偏差要在上述基础上增加一个值。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2. 基准制的选用一般情况下，应优先选用基孔制。三、公差与配合的基准制与公差等级3. 公差与配合的选用选择公

19、差与配合的主要内容有：1 ）确定基准制；2 ）确定公差等级；3 ）确定配合种类。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4. 公差等级的选用选用的原则如下：(1) 对于基本尺寸 500mm 的轴孔配合， 当标准公差 IT8 时，国家标准推荐孔比轴低一级相配合；但当标准公差 IT8 级或基本尺寸 500mm的配合，推荐采用同级孔、轴配合。(2) 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。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准量块的尺

20、寸。2 ） IT2IT5 级公差用于特别精密的零件尺寸。3 ） IT5 （孔到 IT6 ）级公差用于高精度和重要表面的配合尺寸；4 ） IT6 （孔到 IT7 ）级公差用于零件较精密的配合尺寸；5 ） IT7IT8 级用于一般精度要求的配合尺寸；6 ） IT9IT10 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。4精品 料推荐7 ） IT11IT12 级公差用于不重要的配合尺寸。8 ） IT12IT18 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5. 配合的选用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（一）形状公差和形状误差1. 形状公差构成机

21、械零件形状的几何要素所允许的变动量称为形状公差。四、形状公差与位置公差（一）形状公差和形状误差2. 形状误差：形状误差是指被测实际要素对理想要素的变动量。四、形状公差与位置公差形状误差的评定原则最小条件：是指被测实际要素对其理想要素的最大变动量为最小。例：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。1. 直线度公差1）在给定平面内的直线度公差带图 2-21给定平面内的直线度公差带1. 直线度公差2）在给定一个方向上的直线度公差带5精品 料推荐图 2-22给定一个方向上的直线度公差带1. 直线度公差3）在给定相互垂直的两个方向

22、上的直线度公差带图 2-23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许变动量，其公差带是距离为公差值t 的两平行平面之间的区域。图 2-24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， 其公差带是垂直于轴线的任一截面上半径差为公差值 t 的两个同心圆间的区域。图 2-25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，其公差带是半径差为公差值t 的两同轴圆柱面之间的区域。图 2-26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变动量，其公差带是距离为公差值t ，对理想轮廓线对称分布的两等距曲线之间的区域。图 2

23、-27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，其公差带是距离为公差值t ，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尺寸标出。图 2-28面轮廓度公差带四、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6精品 料推荐四、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准的变动全量。位置公差带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合格。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

24、的方向成0o 的要求。图 2-29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90o 的要求。图 2-30 以轴线为基准的垂直度公差带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要求。图 2-31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。图 2-32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。图 2-33对称度公差带2. 定位位置公差位置度7精品 料推荐要求被测实际要素与基准要素有一定的位置关系。图 2-34孔轴线的位置度公差带3. 跳动位置公差圆跳动全跳动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允许跳动量