《加工工藝學(xué)》課件1-1尺寸公差

1、第一章 互換性原理互換性問(wèn)題螺母、子彈的互換性步槍的批量生產(chǎn)魚(yú)雷配合1.1互換性與優(yōu)先數(shù) 1.1.1互換性與標(biāo)準(zhǔn)化 1.互換性 -同一規(guī)格的零件或部件，不需挑選擇或輔助加工， 就可裝配在機(jī)器上并達(dá)到原定性能要求?；Q的三種情況完全互換-完全達(dá)到上述互換性要求（即不需分組、選擇、調(diào)整、修配）。不完全互換-（又稱 有限互換）即裝配時(shí)需分組、選擇、調(diào)整。不互換采用配作加工或裝配時(shí)修配。滿足完全互換需具備的條件幾何參數(shù)達(dá)到結(jié)合的使用要求 -幾何參數(shù)互換物理、化學(xué)、電學(xué)、機(jī)械性能滿足要求 功能互換 幾何參數(shù)零件的尺寸大小、形狀、位置。 滿足上述兩條的稱具有廣有義互換性。2.應(yīng)用互換性的優(yōu)點(diǎn)在設(shè)計(jì)上：在生

2、產(chǎn)上：在修理上：在使用上：在管理上：3.互換性的最終目標(biāo)實(shí)現(xiàn)三化 首先是標(biāo)準(zhǔn)化；ISO GB HB 而后是產(chǎn)品的系列化； 進(jìn)而尋求大范圍的通用化。 立足較高層次，合理地利用互換原則指導(dǎo)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)。2 優(yōu)先數(shù)以 為公比的等比數(shù)列。是工程設(shè)計(jì)和產(chǎn)品系列化的重要依據(jù)。1.1.2優(yōu)先數(shù)與優(yōu)先數(shù)系 優(yōu)先數(shù)有幾個(gè)數(shù)列：r=5、10、20、40、80R5系列：公比1.0 1.6 2.5 4.0 6.3 10.0R10系列：1.0 ，1.25， 1.6，2.0， 2.5， 3.15， 4.0.R20系列：1.0， 1.12 ，1.25， 1.40， 1.6， 1.80， 2.0510優(yōu)先數(shù)的特點(diǎn)后面的數(shù)列依次

3、包含前面的數(shù)列。優(yōu)先數(shù)可以向兩個(gè)方向延伸。優(yōu)先數(shù)的積商冪還是優(yōu)先數(shù)。優(yōu)先數(shù)疏密適中，選用方便。優(yōu)先數(shù)的應(yīng)用主要由于產(chǎn)品的系列化，如摩托車排氣量、冰箱容積、螺栓尺寸系列。工程數(shù)值系列：如公差系列某車床設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速202000轉(zhuǎn)/每分，分為20級(jí)。應(yīng)該如何設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速。R10系列優(yōu)先數(shù)X20規(guī)整化1.2 公差與配合基本概念：公差與配合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)共包括五個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：GB1800總論 標(biāo)準(zhǔn)公差與基本偏差；GB1801 尺寸至500mm孔、軸尺寸公差帶與配合；GB1802 尺寸大于500mm至3150mm常用孔、軸公差帶；GB1803 尺寸至18mm孔、軸尺寸公差帶；GB1804未注公差尺寸的極限偏差。如直徑20、長(zhǎng)

4、度100mm。20100 實(shí)際上不可能制造出尺寸絕對(duì)準(zhǔn)確的零件。實(shí)際獲得的零件尺寸與理想尺寸之間有一定的偏差。如零件實(shí)際直徑可能是20.01，或19.98。實(shí)際使用時(shí)允許零件存在一定的偏差。但偏差有一定的允許范圍，過(guò)大則會(huì)影響使用。問(wèn)題：如何獲得（制造）確定 的尺寸？公差如相互配合的，直徑基本尺寸為20mm的電機(jī)軸和軸承孔。20 為了保證電機(jī)軸在軸承孔內(nèi)可以轉(zhuǎn)動(dòng)，軸的直徑應(yīng)略小于孔的直徑。例如：軸的直徑為F19.9120.00；孔的直徑為F20.1520.28。1.2.1基本術(shù)語(yǔ)及定義 1.孔和軸圓柱型內(nèi)、外表面。2.尺寸用特定單位表示長(zhǎng)度的數(shù)字表示。3.基本尺寸設(shè)計(jì)給定的尺寸?？子肈表示，軸

5、d用表示。4.實(shí)際尺寸測(cè)量得到的尺寸?？子肈o表示，軸do用表示。5.極限尺寸-允許尺寸變化的極限值。孔用Dmax表示，軸dmin用表示。6.尺寸偏差尺寸偏差某尺寸與基本尺寸之差。實(shí)際偏差-實(shí)際尺寸與基本尺寸之差。極限偏差-極限尺寸與基本尺寸之差?？椎纳掀? ES= Dmax -D軸的上偏差: es = dmax -d孔的下偏差: EI = Dmin -D軸的下偏差: ei = dmin -d7.尺寸公差尺寸公差(T) 允許零件幾何參數(shù)的變動(dòng)量?？椎墓頣D = Dmax -Dmin =ES-EI軸的公差Td = dmax -dmin =es-ei公差限制尺寸誤差，公差越小尺寸精度越高。圖基

6、本尺寸（理想尺寸）8. 公差帶圖+0-基本尺寸eseiESEI1.2.2配合與基準(zhǔn)制 1.配合的概念配合- 基本尺寸相同的、相互結(jié)合的孔和軸公差帶之間的關(guān)系。2.配合的分類 根據(jù)孔、軸公差帶之間的相互位置關(guān)系，配合性質(zhì)分為：間隙配合過(guò)盈配合過(guò)渡配合間隙配合(X)具有間隙的配合。 孔尺軸尺公差帶圖中孔的公差帶位于軸的公差帶之上。包括最小間隙為零的 配合。軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)、滑動(dòng).(2)過(guò)盈配合 (Y)具有過(guò)盈的配合。 孔尺寸軸尺寸， 軸不能自由活動(dòng).公差帶圖中孔的公差帶位于軸的公差帶之下。 包括最小過(guò)盈為零的 配合。用于使兩零件相對(duì)固定，或準(zhǔn)確定位。間隙配合-孔的公差帶位于軸的公差帶之上。過(guò)盈配合-孔的

7、公差帶位于軸的公差帶之下。孔的公差帶與軸的公差帶有重合是什么配合？(3)過(guò)渡配合可能具有間隙或 過(guò)盈的配合。用于定位。在公差帶圖中孔、軸公差帶相互交迭。 過(guò)渡配合是相對(duì)于待裝配件的公差帶而言的，對(duì)于具體的一對(duì)裝配結(jié)合件，則僅具有間隙或過(guò)盈二者狀態(tài)之一。3.間隙與過(guò)盈的計(jì)算對(duì)于具體的一對(duì)裝配結(jié)合件： X0(Y0 )= D0-d0 正間隙，負(fù)-過(guò)盈對(duì)于一批零件的配合：最大間隙（最小過(guò)贏） ：最大的孔與最小的軸配合最小間隙（最大過(guò)贏）：最小的孔與最大的軸配合計(jì)算Xmax = Dmax dmin = ES - eiXmin = Dmin dmax = EI - esYmax = Dmin dmax =

8、 EI - esYmin = Dmax dmin = ES ei對(duì)于過(guò)渡配合：只計(jì)算Xmax和Ymax，Xmin和Ymin為零。正負(fù)4.配合公差 (Tf)-允許間隙或過(guò)盈的變動(dòng)量. 對(duì)于間隙配合的一批零件，實(shí)際間隙有： Xmin X Xmax Ymin YYmax 這個(gè)變動(dòng)范圍就是配合公差 。配合公差是反映配合精度的特征值。配合公差計(jì)算 依定義: Tf= Xmax- Xmin=(Dmax dmin )-(Dmin dmax) = (Dmax- Dmin)+(dmax- dmin ) = TD+Td (過(guò)盈配合同樣可證)配合公差計(jì)算公式： 間隙配合：Tf = Xmax - Xmin 過(guò)盈配合:

9、Tf = Ymax -Ymin 過(guò)渡配合: Tf =Xmax - Ymax 全 部: Tf = TD+Td例（右圖） Xmax=0.030 +0.040Xmin=0.005 孔 +0.030依配合公差定義， +0.025Tf=0.025。TD=0.010 軸 +0.010Td=0.015 0Tf= Td + TD =0.025配合公差的計(jì)算配合公差的意義 Tf = TD+Td配合公差由孔、軸公差的大小決定，要提高配合精度，就要提高孔、軸公差等級(jí)。加工零件時(shí)，要使實(shí)際尺寸位于公差帶的中間，以便松緊適當(dāng)，方便裝配，提高產(chǎn)品質(zhì)量?？椎纳掀钶S的上偏差孔的下偏差軸的下偏差ESesEIei尺寸公差孔的公

10、差軸的公差配合公差TTDTd Tf 5.基準(zhǔn)制為設(shè)計(jì)、加工方便經(jīng)常將孔、軸之一的公差帶固定，通過(guò)改變另一公差帶獲得各種配合。這種方式叫基準(zhǔn)制。 國(guó)標(biāo)對(duì)配合規(guī)定了二種基準(zhǔn)制，即基孔制和基軸制。此外，也允許選用非基準(zhǔn)制配合。 基孔制 -將孔的公差帶位置固定，改變軸的公差帶位置而獲得各種不同配合的一種制度。 基準(zhǔn)制的孔稱為基準(zhǔn)孔， 代號(hào)為H。 + H 其下偏差為零，上偏 0 差為正值。 - 改變軸的公差帶位置便可獲得各種不同的所需配合。+0-分析當(dāng)軸的公差帶位于零線下方時(shí)，形成間隙配合;當(dāng)軸的公差帶位于零線上方時(shí)：若孔與軸相交疊為過(guò)渡配合;若軸的公差帶完全位于基準(zhǔn)孔的公差帶之上為過(guò)盈配合。由于孔的另

11、一偏差位置將隨公差帶大小變化，在過(guò)渡配合與過(guò)盈配合之間，出現(xiàn)了不確定 的“過(guò)渡配合或過(guò)盈配合”區(qū)。(2)基軸制將軸的公差帶位置固定，改變孔的公差帶位置而獲得各種不同配合的一種制度。 基軸制的軸稱為基準(zhǔn)軸，代號(hào)為h。 其上偏差為零，下偏差為負(fù)值。 h+- 同理，改變孔的公差帶位置便可獲得各種不同的所需配合。圖 同學(xué)自己分析哪個(gè)是：間隙配合，過(guò)渡配合，過(guò)盈配合？(3)非基準(zhǔn)制配合滿足特殊需要，可采用既不含基準(zhǔn)孔，也不含基準(zhǔn)軸的公差帶組成的配合。/h51.2.3標(biāo)準(zhǔn)公差與基本偏差 1、標(biāo)準(zhǔn)公差系列公差帶大小標(biāo)準(zhǔn)化 是國(guó)標(biāo)以表格形式列出的系列數(shù)值，用以確定公差帶大小。公差等級(jí)確定尺寸精確程度的等級(jí)。

12、IT01IT18，共20級(jí)。尺寸分段： 為簡(jiǎn)化，將500的尺寸分為13段，如：36，610標(biāo)準(zhǔn)公差表2、基本偏差系列公差帶位置的標(biāo)準(zhǔn)化靠近零線的極限偏差叫做基本偏差。基本偏差系列 -是國(guó)標(biāo)以表格形式列出的系列數(shù)值，用以確定公差帶位置。 國(guó)標(biāo)規(guī)定孔、軸的基本偏差各為28個(gè)，用拉丁字母(一個(gè)或兩個(gè))及其順序表示。孔：A、B、C、CD Z、ZA、ZB、ZC軸：a、b、c、cd y、z、za、zb、zc基本偏差表基本偏差系列ABCCDDEEFFFGGHJsJKMNPRSTUVXYZZAZBZC孔abccddeefffgghjsjkmnprstuvxyzzazbzc+_基本尺寸0軸1.2.4公差帶與配合

13、的代號(hào)及標(biāo)注 1.公差帶的代號(hào)及標(biāo)注由代表基本偏差的字母和代表標(biāo)準(zhǔn)公差的數(shù)字組成?？?H7，G6，F(xiàn)8軸 h7 , g6 , f8公差帶的標(biāo)注（3種） 50H8 50 + 0 0.039 50H8(+ 0 0.039)一般、常用、優(yōu)先公差帶見(jiàn)表-1-7, 1-82.配合的代號(hào)及標(biāo)注 配合代號(hào)由孔、軸公差帶的代號(hào)組成，寫(xiě)成分?jǐn)?shù)的形式，分子為孔的代號(hào)，分母為軸的代號(hào)。例如，H8/f7或 、H7/k6、7/h6國(guó)際規(guī)定了基孔制常用配合59種、基軸制常用配合47種，優(yōu)先選用的配合各13種，分別見(jiàn)表1-9和表1-10。舉例 寫(xiě)出基孔制10H6/p5和基軸制10P6/h5兩配合孔軸的極限偏差，并繪公差帶圖

14、。解：查標(biāo)準(zhǔn)公差表 IT6=0.009 IT5=0.006 查基本偏差表 10H6/p5 H: EI=0 p: ei=+0.015 10P6/h5 h: es=0 P: ES= -0.015+ (IT6IT7 , 在IT7基本偏上增加) ES = -0.015+(+0.003)= -0.012(3)計(jì)算另一個(gè)偏差在第一個(gè)配合10H6/p5中：ES= EI+IT6 = 0+0.009 = +0.009 es = ei +IT5 = +0.015 +0.006 = +0.021在第二個(gè)配合10P6/h5中: EI = ES - IT6 = -0.012 - 0.009 = -0.021 ei =

15、es IT5 = 0 - 0.006 = - 0.006(4)公差帶圖+0-基本尺寸es=+0.021ei=+0.015ES=+0.009EI=0(10H6/p5)+0-基本尺寸es=0ei=-0.006ES=-0.012EI=-0.021(10P6/h5)1.2.5公差與配合的選擇 1.公差等級(jí)的選擇2.基準(zhǔn)制的選擇 3.配合種類的選擇4.“公差與配合”標(biāo)準(zhǔn)的適用條件1.公差等級(jí)的選擇 原則:在滿足產(chǎn)品使用性能要求(或在工藝過(guò)程中滿足后續(xù)工序要求)的前提下，盡量選用較低的公差等級(jí)。 要考慮：保證互換性； 使用期； 可能性與經(jīng)濟(jì)性。公差等級(jí)的大致應(yīng)用 塊規(guī)（量規(guī)） IT01IT1 極限量規(guī) I

16、T1IT7特別精密的配合 IT2I T5 配合尺寸 IT5IT13 非配合尺寸 IT12IT18 航空工業(yè) 一般高于IT132.基準(zhǔn)制的選擇 一般優(yōu)先選用基孔制 （加工困難）特殊情況下選用基軸制 較小直徑（18mm）的淺孔與細(xì)長(zhǎng)軸配合時(shí)；大直徑（500mm）孔軸配合時(shí)（多用）；一根軸與幾個(gè)孔配合， 且有不同類型配合要求時(shí)；軸采用標(biāo)準(zhǔn)件時(shí)；直接采用型材做為軸時(shí)。（3）必要時(shí)采用混合制（即非基準(zhǔn)制） 單件小批生產(chǎn)大尺寸工件，防止報(bào)廢時(shí)； 舊機(jī)器修配時(shí)； 一孔與兩軸配合，且已采用基軸制 時(shí)； 增積處理前的加工尺寸。 3.配合種類的選擇 根據(jù)使用要求確定配合類別 相對(duì)運(yùn)動(dòng)副（ah,AH） 定心可拆聯(lián)接

17、(jn,JN) 固定聯(lián)接(pzc,PZC)選定基本偏差的方法 計(jì)算法 試驗(yàn)法 類比法f40H7/f6f50H7/n6軸軸套優(yōu)先常用配合及其選用 國(guó)標(biāo)中專門(mén)推薦了優(yōu)先、常用配合（見(jiàn)表） 選用順序?yàn)椋簝?yōu)先、常用、自配。 另，參考選用說(shuō)明,如：H11/c11(或C11/h11) 用于間隙極大，轉(zhuǎn)速很高.H8/f7 (或F8/h7)用于間隙不大，中等轉(zhuǎn)速H7/k6 (或K7/h6)用于要求拆裝的精密定位H7/u6 (或U7/h6)用于過(guò)盈較大，傳遞大扭矩4.“公差與配合”標(biāo)準(zhǔn)的適用條件使用溫度20C孔軸材料線膨脹系數(shù)相等或相近適用于大批量生產(chǎn)1.2.6線性尺寸的未注公差 對(duì)零件上功能無(wú)特殊要求的要素可

18、給出一般公差。一般公差系指在車間一般加工條件下可保證的公差。采用一般公差的要素在圖樣上不單獨(dú)注出公差。也叫未注公差。GB/T 180492規(guī)定，采用一般公差的尺寸，在該尺寸后不注出極限偏差。線性尺寸的一般公差規(guī)定四個(gè)公差等級(jí)。未注公差尺寸的極限偏差數(shù)值見(jiàn)表1-13。應(yīng)用一般公差的好處簡(jiǎn)化制圖，使圖樣清晰易讀；節(jié)省圖樣設(shè)計(jì)時(shí)間?？珊?jiǎn)化對(duì)這些要素的檢驗(yàn)要求而有助于質(zhì)量管理；突出了圖樣上注出公差的要素，以便在加工和檢驗(yàn)時(shí)引起重視。 綜合舉例 某配合的基本尺寸為f40mm，設(shè)計(jì)要求孔、軸間具有2468mm的間隙，試確定公差等級(jí)并選取合適的標(biāo)準(zhǔn)配合。解：1.確定基準(zhǔn)制 : 無(wú)特殊，基孔制 。 2.確定孔

19、公差帶: 由已知Tf =Xmax-Xmin=0.068-0.024=0.044mm應(yīng)是孔軸公差之和， Tf= Td+ TD 。綜合舉例（續(xù)）查標(biāo)準(zhǔn)公差表：IT7=0.025mm IT6=0.016mm0.025+0.016=0.0410.044孔的公差可取IT7，軸的公差可取IT6。 3.確定軸的公差帶因?yàn)槭情g隙配合，知軸的公差帶在零線下方， es為負(fù)值。且 es Xmin 又知:Xmin = 0.024 es0.024 查基本偏差表，取 f ， es= -0.025 軸的公差已確定為IT6：IT6=0.016mm軸的公差帶確定為f6。 最后，配合選取 為40H7/f6。-25+25-41H7

20、f6+0 |f40 4.檢驗(yàn)選取的極限間隙（或過(guò)盈）與設(shè)計(jì)要求之差的絕對(duì)值不超過(guò)設(shè)計(jì)要求配合公差 的10%。本題設(shè)計(jì)要求間隙： 0.0240.068實(shí)際選取間隙： 0.0250.066/ Tf =0.025-0.024/0.044=1/4410%/ Tf =0.066-0.068/0.044=2/4410%選用40H7/f6是適宜的。（簡(jiǎn)介過(guò)盈或過(guò)渡配合的解題思路）1.3 形狀和位置公差什么是形狀和位置公差?零件對(duì)形狀和位置有什么要求?如何表達(dá)對(duì)零件形狀和位置的要求?如何檢測(cè)對(duì)零件形狀和位置的要求?形狀和位置公差 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 11822000 形狀和位置公差 通則、定義、符號(hào)和圖樣表示法

21、GB/T 11842000 形狀和位置公差 未注公差值GB133192000 形狀和位置公差 位置度公差GB/T 166712000形狀和位置公差 最大實(shí)體要求、最小實(shí)體要求和可逆要求GB/T 42492000公差原則GB19582000檢測(cè)規(guī)定一、形位公差標(biāo)注方法 1.形位公差的項(xiàng)目與符號(hào)2.形位公差的標(biāo)注形位公差標(biāo)注的內(nèi)容：公差框格：公差的項(xiàng)目符號(hào)公差數(shù)值基準(zhǔn)代號(hào)被測(cè)要素指引線 ： 帶箭頭基準(zhǔn)要素 ：兩種方式（形狀公差無(wú)）形位公差標(biāo)注示例(1)形位公差標(biāo)注示例(2)形位公差標(biāo)注示例(3)輪廓要素-構(gòu)成零件輪廓的點(diǎn)、線、面。中心要素 -對(duì)稱要素的中心點(diǎn)、中心線、或回轉(zhuǎn)表面的軸線。二、形狀公差

22、1.直線度在平面內(nèi)的直線被測(cè)要素理想要素(平行線)誤差在空間的直線度在給定方向在兩個(gè)方向在任意方向的直線度形位公差帶的形狀特征形位公差帶指被測(cè)實(shí)際要素變動(dòng)的區(qū)域，由形狀、大小、方向、位置四個(gè)要素決定。其形狀（根據(jù)特征）最典型的有四種：實(shí)際要素- 零件上實(shí)際存在的要素。測(cè)量時(shí)由測(cè)得要素來(lái)替代。它并非該要素的真實(shí)情況。2.平面度 它同時(shí)控制任一方向的直線度。3.圓度4.圓柱度 它同時(shí)控制圓柱面的圓度和軸剖面內(nèi)兩素線的平行度。三、位置公差1.平行度 （定向）被測(cè)要素對(duì)于基準(zhǔn)有四種情況：面對(duì)面、線對(duì)線、線對(duì)面、面對(duì)線。2.垂直度（定向）被測(cè)要素對(duì)于基準(zhǔn)有四種情況：面對(duì)面線對(duì)線線對(duì)面面對(duì)線。3.同軸度

23、(定位)4.跳動(dòng) 圓跳動(dòng) 徑向圓跳動(dòng)圓跳動(dòng) 端面圓跳動(dòng)全跳動(dòng) 徑向全跳動(dòng)全跳動(dòng) 端面全跳動(dòng) （定位-傾斜度、位置度同學(xué)自學(xué)）綜合標(biāo)注示例 1.4 表面粗糙度指零件表面在較小間距內(nèi)的微小峰谷高低不平的程度和間距狀況。它是一種微觀幾何形狀誤差。對(duì)零件表面幾何形狀誤差，一般：波距10mm，稱宏觀幾何形狀誤差-形狀誤差；波距110mm，稱表面波紋度（波度）。波距1mm，稱微觀幾何形狀誤差-表面粗糙度；一、評(píng)定基準(zhǔn)1.取樣長(zhǎng)度 l -在判別和測(cè)量表面粗糙度時(shí)所規(guī)定的一段基準(zhǔn)線長(zhǎng)度。目的是限制或減弱其它幾何形狀誤差的影響。每個(gè)取樣長(zhǎng)度 應(yīng)含有五個(gè)以上的峰谷。其系列值為0.08、 0.25 、0.8 、2.

24、5、 8 .0、25如： 車、銑、刨： 可取 l = 2.5mm 精磨 ： 可取 l = 0.25mm2. 評(píng)定長(zhǎng)度 ln -評(píng)定表面輪廓所必需的最小長(zhǎng)度。 目的是充分合理地反映被測(cè)表面的粗糙度特征，消除加工表面不均勻性的影響。 它可包括一個(gè)或幾個(gè)取樣長(zhǎng)度。 如： 車、銑、刨： ln =（13）l 精磨： ln =（617）l 3. 輪廓中線 測(cè)量和評(píng)定表面粗糙度的基準(zhǔn)線。最小二乘中線：輪廓上各點(diǎn)到中線距離的平方和為最小。輪廓的算術(shù)平均中線 :劃分輪廓上、下兩邊面積相等的線。y l F1 F3 F5 F7 F2n-1 0 F2 F4 F6 F2n 如圖： F1 + F3 +Fn-1 = F2

25、+ F4 + Fn二、主要評(píng)定參數(shù)（高度參數(shù)）1. 輪廓算術(shù)平均偏差Ra -在取樣長(zhǎng)度內(nèi)，被測(cè)輪廓上各點(diǎn)至中線距離絕對(duì)值的算術(shù)平均值。 y l 公式: Ra = ydx y1 y2 y3 y4 近似： Ra y i1l l01nni=12. 微觀不平度十點(diǎn)高度Rz -在取樣長(zhǎng)度內(nèi)，5個(gè)最大的輪廓峰高的平均值與5個(gè)最大輪廓谷深的平均值之和。 y yp1 yp2 yp3 yp4 yp5 yv1 yv2 yv3 yv4 yv5 公式： Rz = ( ypi + yvi) ypi yvi 都取正值1555i=1i=1l3.輪廓最大高度 Ry-在取樣長(zhǎng)度內(nèi)，輪廓的峰頂線和谷底線之間的距離。 峰頂線 谷底

26、線 公式：R y = y pmax + y vmax y pmax y vmax 取正值y pmaxy vmaxR y三、 表面粗糙度的標(biāo)注 基本符號(hào) 單獨(dú)使用無(wú)意義，如在其上加注評(píng)定參數(shù)要求，則表示用任何方法獲得的表面。 表示用車、銑、磨等切削加工去除材料的方法獲得的表面。 表示用不去除材料獲得的表面。如鍛造、鑄造等或要求保持上道工序的狀況。表面粗糙度的標(biāo)注周圍有關(guān)的標(biāo)注 b a - 高度參數(shù)允許值(m) C ( f ) b 加工方法、表面處理 c 取樣長(zhǎng)度（不按國(guó)標(biāo)時(shí)） a d 加工紋理方向符號(hào) e 加工余量（mm） e d f - 間距參數(shù)值（mm）或 t p表面粗糙度的標(biāo)注 圖樣標(biāo)注四

27、、表面粗糙度對(duì)零件使用性能的影晌表面粗糙度值過(guò)大：加劇摩擦和磨損；降低工作精度；影響配合性質(zhì)的穩(wěn)定性；降低疲勞強(qiáng)度；使腐蝕加??；影響結(jié)合密封性。五、表面粗糙度的選擇1.評(píng)定參數(shù)的選擇優(yōu)先選用Ra,常用參數(shù)值范圍：0.0256.3m；超出上述范圍時(shí)選用Rz,表面信息有局限性；當(dāng)零件很小或?yàn)榍?，難以得到規(guī)定的取樣長(zhǎng)度時(shí)選用Ry。2.參數(shù)值的選擇基本原則： 在滿足零件功能要求或后續(xù)工藝要求的情況下，選擇盡可能大的表面粗糙度值?？紤]因素： 滿足零件的功能要求； 加工的經(jīng)濟(jì)性； 要與零件的公差等級(jí)相適應(yīng)；（表12-20，P48） 該零件可能采用的工藝方法。類比法確定參數(shù)值時(shí)的一般原則 同一零件上，工作

28、表面的粗糙度值應(yīng)小于非工作表面。 摩擦表面的粗糙度值應(yīng)小于非摩擦表面; 有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的表面，速度越高粗糙度值越小。 受交變載荷的表面及易產(chǎn)生應(yīng)力集中的部位(如圓角、溝槽)表面粗糙度值小。 配合性質(zhì)要求越穩(wěn)定，粗糙度值越小。 尺寸公差等級(jí)高、形狀精度高，表面粗糙度數(shù)值小。 防腐性、密封性要求高時(shí)，表面粗糙度值小。六. 表面粗糙度選用實(shí)例見(jiàn)表12-33 P59（以下請(qǐng)記?。㏑a值6.3：機(jī)械加工非配合面。3.2：基本加工方法可達(dá)的經(jīng)濟(jì)值。1.6：次要配合中的一般配合面。0.8：配合面常用值，廣泛應(yīng)用。0.4：重要工作表面。0.2：重要零件的重要表面，如發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸表面七、加工方法與表面粗糙度值1.5螺

29、紋與圓柱齒輪的精度標(biāo)注 1.5.1螺紋的公差等級(jí)及標(biāo)記 螺紋由牙型（牙型角和牙型半角/2），中徑D2（d2），螺距P（多螺紋線時(shí)為導(dǎo)程L），線數(shù)n，旋向（左或右），五個(gè)要素組成，圖中所示的螺紋為單線右旋梯形螺紋。 螺紋公差結(jié)構(gòu)是由公差帶和旋合長(zhǎng)度兩個(gè)要素構(gòu)成。 普通螺紋的中徑和頂徑公差等級(jí)常用的為4、5、6、7、8、9級(jí)。 內(nèi)螺紋的基本偏差僅規(guī)定有G、H兩個(gè)位置（位于零線以上），外螺紋的基本偏差規(guī)定有e、f、g、h四個(gè)位置（位于零線以下）。 螺紋的旋合長(zhǎng)度分為短、中、長(zhǎng)三組，分別用代號(hào)S、N、L表示。 普通螺紋的完整標(biāo)記由螺紋代號(hào)、螺紋公差帶代號(hào)和螺紋旋合長(zhǎng)度代號(hào)三部分組成。 普通螺紋的標(biāo)記示

30、例如下： M 101左 7H L 旋合長(zhǎng)度（中等長(zhǎng)旋合長(zhǎng)度不注） 內(nèi)螺紋中徑和頂徑公差帶（相同） 旋向（右旋螺紋不注） 公稱直徑（大徑）螺距（粗牙螺距不注） 螺紋類型代號(hào)（M為普通螺紋） 普通螺紋選用的公差帶見(jiàn)表 。第二章 成形工藝成形工藝 在制造中的位置毛坯零件產(chǎn)品原材料成型加工切削加工特種加工裝配一、鑄 造將液態(tài)金屬澆注到與零件的形狀、尺寸相適應(yīng)的鑄型空腔中，待其冷卻凝固，以獲得毛坯或零件的工藝叫鑄造。制造木模配制型砂用木模、型砂制成砂型， 澆注，凝固 液態(tài)金屬上砂型（上箱）澆口落砂后鑄件下砂型(下箱） 型腔分型面 鑄造工藝分類鑄造方法有很多種，常用的有，砂型鑄造，金屬型鑄造，壓力鑄造，熔

31、模鑄造，殼型鑄造，離心鑄造等。由于砂型鑄造應(yīng)用最廣，產(chǎn)量最大，所以，通常把它做為一種基本的鑄造方法，其余方法歸為一類，稱為特種鑄造。 根據(jù)鑄造合金不同，可將鑄造分為鑄鐵、鑄鋼、有色金屬鑄造等。根據(jù)鑄型材料不同，可分為永久型鑄造和非永久型鑄造。也可按澆注力分為重力鑄造、低壓鑄造、壓力鑄造、離心鑄造等。鑄造的特點(diǎn)鑄造時(shí)鑄件在液態(tài)下整體成形。與切削加工的逐步成形和鍛壓等的固態(tài)成形相比有許多突出的特點(diǎn)。1. 能制造形狀復(fù)雜的鑄件 由于液態(tài)金屬有很好的充型能力,因而能制造形狀復(fù)雜的鑄件,特別是具有復(fù)雜內(nèi)腔。如空心渦輪葉片，整體軸流轉(zhuǎn)子，各種閥門(mén)殼體，各種工藝品等。2. 生產(chǎn)率高 鑄件不論大小和復(fù)雜程度，

32、均一次成形，鑄件生產(chǎn)率高；鑄件與零件形狀、尺寸相近，減少了后續(xù)加工，使零件生產(chǎn)效率提高。 3. 成本低廉 鑄造所用原材料便宜，如鑄鐵錠鋼錠，廢舊金屬等，金屬利用率高，廢料少。對(duì)于貴重金屬制品就更為突出。4. 適應(yīng)性廣 適用于幾乎所有金屬材料，如塑性極差不能鍛造的鑄鐵，切削性很差的高溫合金等，都可以鑄造。對(duì)鑄件的大小沒(méi)有限制，小到幾克，大到幾百噸的鑄件都能生產(chǎn)，也是特大金屬件的最常用的制造方法。5. 鑄造的缺點(diǎn) 鑄造溫度較高，溫度變化大，因此鑄件易產(chǎn)生晶粒粗大，夾渣，縮孔，縮松，收縮變形裂紋等缺陷。鑄件的機(jī)械性能低于鍛件，最常用的砂型鑄造尺寸精度和表面質(zhì)量較低。鑄造生產(chǎn)環(huán)境較差，勞動(dòng)強(qiáng)度大。 鑄

33、造的特點(diǎn)砂型鑄造砂型鑄造是以型砂做為鑄型材料，采用重力澆注的鑄造方法。(1)手工造型(2)機(jī)器造型a. 適于鑄造各種金屬：b. 不受鑄件大小，形狀限制：c. 不受批量限制：d. 設(shè)備投資少，成本低：e. 鑄件尺寸精度低，表面粗糙：尺寸精度為IT16-IT15級(jí)，表面粗糙度為Ra100-12.5，是幾乎所有加工方法中尺寸精度最低，表面最粗糙的加工方法。f. 缺陷多，質(zhì)量不穩(wěn)定：g. 生產(chǎn)率低：應(yīng)用砂型鑄造在機(jī)械制造中應(yīng)用廣泛，約有80%的鑄件是用砂型鑄造的。砂型鑄造是生產(chǎn)特大零件的唯一方法。幾乎所有的鑄鐵件和絕大部分鑄鋼件是用砂型鑄造生產(chǎn)的。航空工業(yè)中砂型鑄造應(yīng)用也較多。形狀復(fù)雜的鋁合金和鎂合金

34、零件，尤其是大型零件，一般都是用砂型鑄造的，如發(fā)動(dòng)機(jī)附件傳動(dòng)機(jī)匣、進(jìn)氣機(jī)匣、離心機(jī)匣、輪轂、各種復(fù)雜殼體、蓋等。 金屬型鑄造金屬型鑄造是用鑄鐵、鋼或其他金屬材料做鑄型，在重力下將液態(tài)金屬澆入鑄型獲得鑄件的工藝方法。金屬型鑄造既可用金屬型芯，也可以用砂芯取代難以抽拔的金屬型芯形成鑄件上的空腔和孔。 金屬型鑄造的特點(diǎn)(1)生產(chǎn)率高金屬型可重復(fù)使用，屬于永久鑄型，鑄型可使用幾百次至幾萬(wàn)次。鑄型散熱快，鑄件冷凝時(shí)間短，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化生產(chǎn)。(2)鑄件尺寸精度高，表面光潔，一致性好鋼鐵鑄件尺寸精度為IT7-IT9級(jí)，有色金屬鑄件為IT6-IT8級(jí)。表面粗糙度為Ra12.5-6.3，最高可達(dá)Ra3.

35、2。鋼鐵鑄件上大于12的孔和鋁、鎂、鋅等合金鑄件上大于10的孔都可以鑄出。(3)節(jié)約金屬，減少切削加工量(4)鑄件機(jī)械性能好(5)金屬型制造周期長(zhǎng)，費(fèi)用高 (6)難以生產(chǎn)復(fù)雜的鑄件 應(yīng)用金屬型鑄造主要應(yīng)用于有色金屬鑄件的大批量生產(chǎn)。如內(nèi)燃機(jī)鋁活塞，汽缸蓋，銅軸瓦，軸套等。飛機(jī)和航空發(fā)動(dòng)機(jī)上的鋁、鎂合金鑄件，生產(chǎn)批量較大時(shí)用金屬型鑄造，如發(fā)動(dòng)機(jī)放氣活門(mén)殼體、主滑油泵上蓋、油霧分離器殼體、安裝座等。壓力鑄造壓力鑄造是用金屬做鑄型，在高壓下澆注并凝固成形的鑄造工藝。型芯頂桿型腔腔活塞澆口定模動(dòng)模壓室鑄件(a) 合型.澆料(b) 壓射(c) 開(kāi)模.頂出動(dòng)型靜型型芯壓力鑄造(1)壓鑄機(jī)：壓鑄是在壓鑄機(jī)上

36、進(jìn)行的。壓鑄機(jī)分為冷室和熱室兩大類。熱室壓鑄機(jī)用于生產(chǎn)鋅、鉛、鋁等低熔點(diǎn)合金，冷室壓鑄機(jī)用于生產(chǎn)鋅、鋁、銅等較高熔點(diǎn)的合金。壓鑄機(jī)的規(guī)格按合型力大小分，從幾噸到上萬(wàn)噸。(2)鑄型：壓鑄用鑄型也叫壓鑄模。壓鑄模主要由定模，動(dòng)模，型芯，頂出機(jī)構(gòu)等組成。模具的尺寸精度很高，表面光潔。動(dòng)、定?？繉?dǎo)柱定位，定位精度很高，因而具有很高的合型精度。壓射的壓力為十幾MPa到上百M(fèi)Pa，甚至高達(dá)幾百M(fèi)Pa；壓射速度為0.5-120米/秒；充填時(shí)間只有0.2-0.01秒。 特點(diǎn)(1)壓鑄件質(zhì)量好：尺寸精度能達(dá)到切削加工的一般水平，達(dá)IT12-IT11級(jí)，表面粗糙度可達(dá)到，甚至超過(guò)切削加工的一般水平，達(dá)Ra3.2-

37、0.8m?？缮a(chǎn)出薄壁復(fù)雜鑄件，如螺紋、小孔、文字及花紋圖案等。最小壁厚鋅合金可達(dá)0.3mm，鋁合金可達(dá)0.5mm，最小螺距0.75mm，最小孔徑小于1mm。一致性好，尺寸穩(wěn)定。(2)生產(chǎn)率高：在所有鑄造方法中，壓鑄所能達(dá)到的生產(chǎn)率是最高的。壓鑄生產(chǎn)的主要工作都由機(jī)械完成，只有向壓室勺料，取鑄件等少量工作由人工完成，自動(dòng)化程度高的可全部由機(jī)械完成。壓鑄還可節(jié)省大量機(jī)械加工時(shí)間。提高零件的生產(chǎn)率。壓鑄件有氣孔。因此壓鑄件不能在高溫下使用，也不能進(jìn)行熱處理。否則，氣體受熱膨脹，使鑄件表面起泡。切削加工時(shí)要嚴(yán)格控制切削量，以免把表面致密層切掉，露出氣孔。壓鑄模型制造周期長(zhǎng)，費(fèi)用高，壓鑄機(jī)投資也較大，

38、不適合小批量生產(chǎn)。 應(yīng)用壓鑄主要用于有色金屬，中小型薄壁復(fù)雜鑄件的大批量生產(chǎn)。在汽車、摩托車、航空航天、農(nóng)機(jī)、建筑裝飾、醫(yī)療器械、電機(jī)電器、儀表、計(jì)算機(jī)等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。如果摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、缸蓋、變速箱殼體，汽車化油器殼體及零件，電機(jī)殼、端蓋、轉(zhuǎn)子，電扇底座，照像機(jī)主體，電唱機(jī)唱片盤(pán)，打印機(jī)打印頭殼體等等。 熔模鑄造熔模鑄造是用蠟或塑料制成可熔性模型，用石英砂和粘接劑做成殼型，用重力澆注的鑄造工藝。熔模鑄造也稱失蠟鑄造。特點(diǎn)及應(yīng)用 (1)尺寸精度高，表面光潔蠟?zāi)３尚托院茫Ｐ途_，殼型無(wú)分型面，不需起模、合型，造型誤差小，燒結(jié)后的殼型強(qiáng)度高。鑄件精度可達(dá)IT10IT8級(jí)，Ra6.41.6m

39、m?？蓪?shí)現(xiàn)少切削，無(wú)切削精密鑄造。(2)可鑄形狀復(fù)雜的，薄壁鑄件蠟?zāi)Ｒ子诔尚?，不用考慮取模，復(fù)雜內(nèi)腔可用可熔型芯。(3)能生產(chǎn)各種合金，特別適合于耐熱合金、貴重金屬等。(4)批量不受限制：?jiǎn)渭?、小批量生產(chǎn)時(shí)可用手工方法，生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間短，操作靈活；大批生產(chǎn)可用機(jī)械化方法，成組生產(chǎn)，效率高。一個(gè)模組可達(dá)數(shù)百件鑄件。(5)熔模鑄造工藝復(fù)雜，生產(chǎn)周期較長(zhǎng)，成本較高，不宜生產(chǎn)大鑄件。 尊盤(pán)是春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期最復(fù)雜、最精美的青銅器件。尊盤(pán)通體用陶范渾鑄而成，尊足等附件為另行鑄造，然后用鉛錫合金與尊體焊在一起。尊頸附飾是由繁復(fù)而有序的鏤空紋樣構(gòu)成，屬于熔模鑄件。由此可知，早在公元前5世紀(jì)，失蠟鑄造法在中國(guó)已有很

40、高的技藝。離心鑄造離心鑄造是將液體澆入旋轉(zhuǎn)著的鑄型中，在離心力作用下充型并凝固的鑄造方法。鑄型通常用金屬型，也可用砂型。1. 工藝方法離心鑄造是在離心鑄造機(jī)上進(jìn)行的。離心鑄造機(jī)分為立式和臥式兩種，如圖8-17。立式離心鑄機(jī)主要用來(lái)生產(chǎn)圓盤(pán)、類圓環(huán)類鑄件；臥式離心鑄機(jī)主要用于生產(chǎn)圓管類件。 實(shí)型鑄造實(shí)型鑄造用發(fā)泡聚苯乙稀做模型，干砂做鑄型，不用起模。澆注時(shí)模型氣化消失，金屬液填充、成型。實(shí)型鑄造也稱消失模鑄造，氣化模鑄造。5.消失模鑄造泡沫塑料模澆注時(shí)氣化消失工件各種鑄造方法精度比較工藝名稱尺寸精度表面粗糙度砂型鑄造IT14-16100-12.5熔模鑄造IT7-106.4-1.6金屬型鑄造IT8

41、-IT1012.5-6.3壓力鑄造IT7-93.2-0.8本章主要內(nèi)容成形工藝基礎(chǔ)理論金屬的鑄造性金屬的鍛壓性能：金屬滑移理論金屬的焊接性成形工藝設(shè)計(jì)鑄造工藝設(shè)計(jì)鍛壓工藝設(shè)計(jì)2.1成形工藝基礎(chǔ)理論2.1.1合金的鑄造性能 將液態(tài)金屬澆注到與零件的形狀、尺寸相適應(yīng)的鑄型空腔中，待其冷卻凝固后，獲得毛坯或零件的工藝叫鑄造。其基本特點(diǎn)是液態(tài)成型。 合金在鑄造過(guò)程中所表現(xiàn)出來(lái)的工藝性能稱作合金的鑄造性能。鑄造性能是保證鑄件質(zhì)量的主要因素，是衡量鑄造合金的主要指標(biāo)。流動(dòng)性是指熔融合金的流動(dòng)能力，它是影響充型能力的主要因素。 合金的流動(dòng)性通常用螺旋試樣來(lái)測(cè)定。1.合金的流動(dòng)性合金的成分 純金屬、共晶合金流

42、動(dòng)性好；(2) 澆注條件 提高澆注溫度，可提高流動(dòng)性 ； 澆注壓力加大，流動(dòng)性提高； 鑄型散熱越快，流動(dòng)性越差 。預(yù)熱鑄型可以提高流動(dòng)性。 另外 ，鑄型的透氣性 、鑄件的結(jié)構(gòu)對(duì)充型能力也有較大影響 。 影響合金流動(dòng)性的因素合金的收縮過(guò)程 鑄件在凝固和冷卻過(guò)程中，其體積和尺寸的減小稱為收縮。其中體積的減小稱為體收縮，尺寸的減小稱為線收縮。 鑄造合金的收縮包括：液態(tài)收縮、凝固收縮、固態(tài)收縮。 收縮大小受化學(xué)成分，澆注溫度和澆鑄工藝等影響 。2.合金的收縮性 縮孔、縮松 鑄造應(yīng)力 鑄件的固態(tài)收縮受到阻礙而產(chǎn)生的應(yīng)力稱為鑄造應(yīng)力。 分為機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng)力 。 加冒口和冷鐵 防止縮孔、縮松的方法防止變形、

43、裂紋的方法防止鑄件產(chǎn)生變形、裂紋最根本的方法是防止應(yīng)力產(chǎn)生。 壁厚均勻一致 ，力求鑄件各部位冷卻速度一致； 鑄件中的熱應(yīng)力可用去應(yīng)力退火、時(shí)效等方法消除； 在工藝上采取改善型、芯砂的退讓性，及時(shí)落砂消除對(duì)收縮的阻礙等措施。吸氣性是指金屬液吸收氣體的能力。 氣體主要來(lái)源于造型材料中的水分，主要是氫氣，其次是氮?dú)夂脱鯕狻?為減少金屬液中的氣體，可采?。簻p少吸氣量及時(shí)排出氣體 阻止氣體析出（快冷、加壓凝固）3.合金的吸氣性鑄件中化學(xué)成分不均勻的現(xiàn)象稱為偏析。 偏析會(huì)造成鑄件性能不均勻，嚴(yán)重影響鑄件的質(zhì)量。常見(jiàn)的偏析有三種： 晶內(nèi)偏析 （擴(kuò)散退火消除） 比重偏析（攪拌、加大冷速） 區(qū)域偏析 （加大冒口

44、） 4.合金的偏析鑄件結(jié)構(gòu)工藝性鑄件結(jié)構(gòu)工藝性是指鑄件的形狀、尺寸，要有利于鑄件的生產(chǎn)，簡(jiǎn)化工藝過(guò)程，避免產(chǎn)生缺陷。簡(jiǎn)化工藝過(guò)程滿足合金鑄造性要求,防止出現(xiàn)缺陷。如圖1為軸承支架，(a)方案需要兩個(gè)型芯，橫芯安放不穩(wěn)。(b)方案改為一個(gè)型芯，有三點(diǎn)支撐，安放穩(wěn)固。圖2中(b)方案開(kāi)設(shè)了工藝孔，使鑄件清理方便。型芯型芯(a)(b)(a) 不易清理(b) 易于清理圖2圖1(b)(a)1、簡(jiǎn)化工藝過(guò)程盡量不用或少用型芯和活塊 2、滿足合金鑄造性要求 (1)a. 壁厚應(yīng)適當(dāng) 鑄件的壁過(guò)薄會(huì)影響流動(dòng)性，引起澆不足、冷隔等缺陷。因此每種鑄造方法都規(guī)定有最小壁厚。鑄件的壁也不能過(guò)厚，因厚壁處冷卻慢，晶粒粗大

45、，易產(chǎn)生縮孔、縮松。鑄件的強(qiáng)度隨壁厚增加而下降，尤其是灰口鑄鐵和鎂合金。因此不能單純用增加壁厚的辦法提高構(gòu)件的承載力。為保證鑄的強(qiáng)度和剛度，應(yīng)采用工字形，T字形成空心截面，而不用實(shí)心截面，并在脆弱部位安置加強(qiáng)筋。b. 壁厚要均勻 厚壁處冷卻慢，易產(chǎn)生縮孔、縮松等缺陷。壁厚不均勻還容易產(chǎn)生熱應(yīng)力，造成變形或開(kāi)裂。 壁厚不能一致時(shí)，連接處要有過(guò)渡，以減少應(yīng)力集體中，防止開(kāi)裂。2、滿足合金鑄造性要求 (2)熱節(jié)不正確的許可的正確的c. 應(yīng)注意避免熱節(jié)熱節(jié)是指鑄件上金屬積聚處。熱節(jié)處易產(chǎn)生縮孔、縮松。鑄件上應(yīng)盡量避免壁、筋形成銳角連接或多重連接，以避免熱節(jié)。2、滿足合金鑄造性要求 (3)d. 應(yīng)能減小

46、收縮應(yīng)力 圖8-31所示輪形鑄件，如采用直輪輻，可能在收縮應(yīng)力下開(kāi)裂，若采用彎曲輪輻或傾斜輻板，則可避免開(kāi)裂。2、滿足合金鑄造性要求 (4)20060413-2 合金鑄造性能對(duì)鑄件結(jié)構(gòu)的要求壁厚應(yīng)合理 一般外壁、內(nèi)壁、肋板厚度之比可按:：0.8：0.6 進(jìn)行設(shè)計(jì)。壁厚要均勻 不均勻壁厚的改進(jìn) 不等壁厚的過(guò)渡 三、鑄造工藝設(shè)計(jì)鑄造工藝設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要有：確定澆注位置選擇分型面確定工藝參數(shù)1 、確定澆注位置重要的部位、大平面應(yīng)在下部厚大部位向上，便于安放冒口補(bǔ)縮。要使型芯安放穩(wěn)固，防止傾斜或上浮。澆注位置是指澆注時(shí)鑄件在鑄型中的位置。鑄件的重要的表面 應(yīng)朝下或位于側(cè)面。 鑄件的薄壁部分應(yīng)位于下部。

47、鑄件的厚大部位朝上，以便安放冒口補(bǔ)縮。1. 確定澆注位置2.選擇分型面應(yīng)盡量減少分型面的數(shù)量；盡量使鑄件在同一半鑄型中（同一砂箱內(nèi)）； 分型面盡量平直，以簡(jiǎn)化制模和造型工藝 ；分型面選在鑄件最大截面處，以保證起模方便。 3. 確定工藝參數(shù) 加工余量 鑄件加工余量用代號(hào)RMA表示，其等級(jí)由精到粗分為A、B、C、. J、K共10級(jí)。見(jiàn)表2-7。 鑄件上較小的孔也不鑄出，留待機(jī)械加工。拔模斜度 拔模斜度是指為使鑄模容易從鑄型中取出而沿起模方向設(shè)計(jì)的斜度。 收縮余量 =（L模L件）/ L件100 灰口鑄鐵的線收縮率約為1， 鋁約為1.01.5， 鋼約為1.52.2。 制模時(shí)，通常用“縮尺”來(lái)測(cè)量尺寸。

48、 鑄造圓角（詳見(jiàn)“鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”）。 繪制鑄造工藝圖時(shí)，還應(yīng)對(duì)型芯及澆注系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)并繪在工藝圖上 。1.鑄造工藝圖繪制實(shí)例 滑油泵蓋零件簡(jiǎn)圖圖鑄件結(jié)構(gòu)、質(zhì)量分析選擇鑄造方法:零件生產(chǎn)數(shù)量不多，采用砂型鑄造，手工造型。確定澆注位置和分型面為保證底面和70圓柱面的質(zhì)量，置于鑄型的下部。分型面選定為尺寸最大的80端面 。 確定工藝參數(shù) 加工余量：高度方向單側(cè)值為4mm；直徑方向雙側(cè)加工，余量值為6mm。 拔模斜度 ： 收縮率：鋁合金的線收縮率為1.01.5 過(guò)渡圓角：各相交壁處均設(shè)計(jì)過(guò)渡圓角。 4小孔與小端窄槽不鑄出，留待切削加工。 e.滑油泵蓋鑄造工藝圖根據(jù)上述考慮設(shè)計(jì)的鑄造工藝圖見(jiàn)圖上下200

49、60418-1一、鍛造工藝設(shè)計(jì)(自由鍛) 鍛造工藝規(guī)程包括繪制鍛件圖、計(jì)算坯料重量和尺寸、確定變形工序、選定設(shè)備和工具、確定鍛件加熱和冷卻及鍛后熱處理規(guī)范等內(nèi)容。鍛造工藝規(guī)程一般用文字寫(xiě)在工藝卡上，作為鍛件生產(chǎn)的準(zhǔn)則。1.鍛件的結(jié)構(gòu)工藝性自由鍛件結(jié)構(gòu)工藝性模鍛件的結(jié)構(gòu)工藝性自由鍛件結(jié)構(gòu)工藝性對(duì)設(shè)計(jì)自由鍛件結(jié)構(gòu)工藝性總的要求是在滿足使用要求的前提下，零件形狀應(yīng)盡量簡(jiǎn)單和規(guī)則，模鍛模鍛是使加熱到鍛造溫度的金屬坯料在鍛模模腔內(nèi)一次或多次承受沖擊力或壓力的作用而被迫流動(dòng)成形以獲得鍛件的加工方法。制定模鍛件圖時(shí)工藝上應(yīng)考慮,確定變形工步、分模面位置、沖孔連皮、模鍛斜度和圓角半徑等。模鍛件的結(jié)構(gòu)工藝性模鍛

50、件結(jié)構(gòu)應(yīng)符合下列原則：(1)鍛件應(yīng)具有合理的分模面，以滿足制模方便，鍛件易于出模等要求。(2)在滿足使用的前提下，零件形狀力求簡(jiǎn)單，盡量采用平直面和對(duì)稱形狀，盡量壁免薄壁、高筋、高臺(tái)、深孔，以利于金屬充滿模膛，便于模具制造。(3)形狀復(fù)雜的零件，可考慮采用鍛造-焊接或鍛造-機(jī)械連接組合工藝以簡(jiǎn)化模鍛工藝。3.實(shí)例(鍛件圖-自由鍛、模鍛)在鍛件圖中，鍛件的外形用粗實(shí)線描繪。零件的主要形狀用雙點(diǎn)劃線描繪。鍛件的名義尺寸和鍛造公差標(biāo)注在尺寸線上面，相應(yīng)的零件尺寸標(biāo)注在尺寸線的下面并用括弧括起來(lái)。圖9-7為冷軋輥的零件圖及鍛件圖。余塊試樣余塊f392L1530 13L1(507)l2l2f 2(518

51、)f 3(392)f330f392f518f556 262006 65(889) 946 39L(1903)L3(507)L3530 131761773308891903330177f 3426 22作業(yè)P223 2-7 、2-9補(bǔ)充題：1、比較鑄造、鍛造工藝各有什么特點(diǎn)？2、尋找鑄件、鍛件各一件，分析分別是用什么具體工藝方法制造的，并分析選擇這種工藝的原因。 鍛壓是對(duì)坯料施加外力，使其產(chǎn)生塑性變形、改變尺寸、形狀及改善性能，用以制造機(jī)械零件、工件或毛坯的成形加工方法。它是鍛造與沖壓的總稱，屬于壓力加工的范疇。 鍛 壓 1.鍛壓工藝 2、鍛壓特點(diǎn)： 與鑄造相比，壓力加工的優(yōu)點(diǎn)是：金屬鑄錠經(jīng)塑性

52、變形后，鑄造組織的內(nèi)部缺陷如氣孔、縮孔、微裂紋等得到焊合，再結(jié)晶后可細(xì)化晶粒，金屬的各種力學(xué)性能得到提高。沖壓件又具有重量輕、精度高、剛性好等優(yōu)點(diǎn)。但由于鍛壓件是在固態(tài)成形，金屬的流動(dòng)受到限制。因此，對(duì)于形狀復(fù)雜、尤其是內(nèi)腔形狀復(fù)雜的零件，從制造工藝上鍛件遠(yuǎn)不及鑄件容易實(shí)現(xiàn)。另外，鍛件的成本比鑄件高，材料利用率等方面也不如鑄件。 1、金屬的塑性變形概述金屬塑性變形的實(shí)質(zhì)，對(duì)于單晶體是由于金屬原子某晶面兩側(cè)受切應(yīng)力作用產(chǎn)生相對(duì)滑移，即滑移。金屬的鍛造性能 2.1.2金屬滑移理論 鍛壓是指固態(tài)金屬在高溫或常溫下，通過(guò)外力的作用產(chǎn)生塑性變形而獲得所需尺寸、形狀及力學(xué)性能的毛坯或零件的工藝方法。 其基

53、本特點(diǎn)是塑變成形。 單晶體變形過(guò)程如圖 2.1.3加工硬化與再結(jié)晶 1.加工硬化與再結(jié)晶 加工硬化 金屬發(fā)生塑性變形后強(qiáng)度和硬度提高的現(xiàn)象稱為加工硬化或冷作硬化。 回復(fù) 將金屬加熱到一定溫度，原子獲得一定的擴(kuò)散能力而使晶格扭曲程度減輕，并使內(nèi)應(yīng)力下降，部分地消除加工硬化現(xiàn)象，即強(qiáng)度、硬度略有下降，而塑性略有升高，這一過(guò)程稱為“回復(fù)”。 熱鍛、冷鍛從金屬學(xué)的觀點(diǎn)劃分鍛壓加工的界限為再結(jié)晶溫度。1熱鍛 在金屬再結(jié)晶溫度以上進(jìn)行的鍛造工藝稱為熱鍛。在變形過(guò)程中冷變形強(qiáng)化和再結(jié)晶同時(shí)存在，屬于動(dòng)態(tài)再結(jié)晶。2冷鍛 在室溫下進(jìn)行的鍛造工藝稱為冷鍛。冷鍛可以避免金屬加熱出現(xiàn)的缺陷，獲得較高的精度和表面質(zhì)量，

54、并能提高工件的強(qiáng)度和硬度。但冷鍛變形抗力大，需用較大噸位的設(shè)備，多次變形時(shí)需增加再結(jié)晶退火和其它輔助工序。 鍛造流線鍛造時(shí)，金屬的脆性雜質(zhì)被打碎，順著金屬主要伸長(zhǎng)方向呈碎粒狀或鏈狀分布；塑性雜質(zhì)隨著金屬變形沿主要伸長(zhǎng)方向呈帶狀分布，這樣熱鍛后的金屬組織就具有一定的方向性，通常稱為鍛造流線，又叫纖維組織。鍛造纖維組織的形成使金屬產(chǎn)生各向異性： 鍛件縱向（平行于纖維方向）上的塑性和韌性增加，而在橫向（垂直于纖維方向）的則下降。 纖維的合理分布 在設(shè)計(jì)和制造零件時(shí)：盡量使零件工作時(shí)的 最大正應(yīng)力與纖維方 向一致。使切應(yīng)力或沖擊力 與纖維方向垂直，使纖維組織的分布盡 可能與零件的外形輪 廓相符合而不被

55、切斷。 (a)(b)(c) 纖維組織的穩(wěn)定性很高，不能用熱處理方法消除，只有經(jīng)過(guò)鍛壓使金屬變形，才能改變其方向和形狀。 四、金屬的鍛造性能是指金屬經(jīng)受鍛壓加工時(shí)成形的難易程度的工藝性能。其優(yōu)劣常用塑性和變形抗力綜合衡量。塑性高、變形抗力小則鍛造性能好。（一）金屬的本質(zhì)1化學(xué)成分 純金屬一般具有良好的鍛造性能。碳鋼隨碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，鍛造性能逐漸變差。合金元素的加入會(huì)劣化鍛造性能2金屬組織 純金屬及固溶體鍛造性能好，而碳化物的鍛造性能差。鑄態(tài)柱狀晶組織和粗晶結(jié)構(gòu)不如細(xì)小而又均勻晶粒結(jié)構(gòu)的金屬鍛造性能好。 （二）變形條件1變形溫度 變形溫度低，金屬的塑性差、變形抗力大，不但鍛壓困難，而且容易開(kāi)裂

56、。提高金屬變形時(shí)的溫度，可使原子動(dòng)能增加，原子間的結(jié)合力消弱，使塑性提高，變形抗力減小。 鍛造溫度范圍是指鍛件由始鍛溫度到終鍛溫度的間隔。鍛造溫度范圍的確定以合金狀態(tài)圖為依據(jù)。2變形速度 變形速度指單位時(shí)間內(nèi)的變形程度，變形速度低時(shí)，金屬的回復(fù)和再結(jié)晶能夠充分進(jìn)行，塑性高、變形抗力小；隨變形速度的增大，回復(fù)和再結(jié)晶不能及時(shí)消除冷變形強(qiáng)化，使金屬塑性下降，變形抗力增加，鍛造性能變差。常用的鍛壓設(shè)備不可能超過(guò)臨界變形速度。 （二）變形條件3應(yīng)力狀態(tài) 采用不同的變形方法，在金屬中產(chǎn)生的應(yīng)力狀態(tài)是不同的。應(yīng)力狀態(tài)對(duì)于塑性的影響為：壓應(yīng)力數(shù)目越多，塑性越好；拉應(yīng)力數(shù)目越多，塑性越差；應(yīng)力狀態(tài)對(duì)于變形抗力

57、的影響為：同號(hào)應(yīng)力狀態(tài)下的變形抗力大于異號(hào)狀態(tài)下的變形抗力。所以，在選擇變形方法時(shí)，對(duì)于塑性高的金屬，變形時(shí)出現(xiàn)拉應(yīng)力有利于減少能量消耗；對(duì)于塑性低的金屬應(yīng)盡量采用三向壓應(yīng)力以增加塑性，防止裂紋。4坯料表面質(zhì)量 表面粗糙或有劃痕、微裂紋、粗大夾雜都會(huì)在變形過(guò)程中產(chǎn)生應(yīng)力集中，使缺陷擴(kuò)展甚至開(kāi)裂。故塑性加工前應(yīng)對(duì)坯料表面進(jìn)行清理消除缺陷，有時(shí)甚至需要進(jìn)行表面預(yù)切削去掉坯料的表層金屬。 加熱缺陷過(guò)熱-由于加熱溫度過(guò)高，鍛件晶粒過(guò)分長(zhǎng)大。過(guò)燒-由于加熱溫度過(guò)高，鍛件晶界氧化或熔化。過(guò)熱鍛件可通過(guò)熱處理細(xì)化晶粒，過(guò)燒鍛件只能報(bào)廢。 五、金屬的塑性變形規(guī)律1體積不變條件由于塑性變形時(shí)金屬密度的變化很小，

58、所以可認(rèn)為變形前后的體積相等。此假設(shè)稱為體積不變條件。2最小阻力定律最小阻力定律是描述塑性變形流動(dòng)規(guī)律的一種理論，如果物體在變形過(guò)程中其質(zhì)點(diǎn)有向各種方向移動(dòng)的可能性時(shí)，則物體各質(zhì)點(diǎn)將向著阻力最小的方向移動(dòng)。一般，金屬內(nèi)某一質(zhì)點(diǎn)流動(dòng)阻力最小的方向是通過(guò)該質(zhì)點(diǎn)向金屬變形部分的周邊所作的法線方向。 只用簡(jiǎn)單的通用性工具，或在鍛造設(shè)備的上、下砧間直接使坯料變形而獲得所需的幾何形狀及內(nèi)部質(zhì)量的鍛件，這種方法稱為自由鍛。一、自由鍛設(shè)備根據(jù)對(duì)坯料作用力的性質(zhì)不同，自由鍛設(shè)備可分為產(chǎn)生沖擊力的鍛錘和產(chǎn)生靜壓力的壓力機(jī)兩大類。自由鍛 三、自由鍛零件結(jié)構(gòu)工藝性1、零件結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單、對(duì)稱、平直；2、應(yīng)避免零件上

59、的錐形、楔形結(jié)構(gòu)；如圖2-3所示。 避免錐形、楔形結(jié)構(gòu) 三、自由鍛零件結(jié)構(gòu)工藝性3、應(yīng)避免圓柱面與圓柱面、圓柱面與棱柱面相交； 避免圓柱面與圓柱面、圓柱面與棱柱面相交 三、自由鍛零件結(jié)構(gòu)工藝性4、零件上不允許有加強(qiáng)筋； 三、自由鍛零件結(jié)構(gòu)工藝性5、對(duì)橫截面尺寸相差很大或形狀復(fù)雜的零件，應(yīng)盡可能分別對(duì)其進(jìn)行鍛造，然后用螺紋連接。 如下圖：螺紋連接 模型鍛造 利用模具使毛坯變形而獲得鍛件的鍛造方法稱為模鍛。 特點(diǎn)：與自由鍛相比，模鍛具有鍛件精度高、流線組織合理、力學(xué)性能高等優(yōu)點(diǎn)，而且生產(chǎn)率高，金屬消耗少，并能鍛出自由鍛難以成形的復(fù)雜鍛件。受設(shè)備噸位的限，模鍛件不能太大，一般重量不超過(guò) 150kg。

60、分類：按模具類型模鍛可分為開(kāi)式模鍛（有飛邊模鍛）、閉式模鍛（無(wú)飛邊模鍛）和多向模鍛等；按設(shè)備類型模鍛可分為錘上模鍛、胎模鍛、壓力機(jī)上模鍛等。模 鍛 （二）模鍛及鍛模模膛 多模膛模鍛時(shí)，按其模膛的結(jié)構(gòu)和功用可分為制坯模膛和模鍛模膛兩類。 1. 制坯模膛 用以初步改變毛坯形狀、合理分配金屬，以適應(yīng)鍛件橫截面積和形狀的要求，使金屬能更好地充滿模鍛模膛的工序稱為制坯工序。如下圖所示： 2. 模鍛模膛2. 模鍛模膛 模鍛模膛又可分為預(yù)鍛膛和終鍛模膛。（1）預(yù)鍛模膛 為了改善終鍛時(shí)金屬的流動(dòng)條件，避免產(chǎn)生充填不滿和折迭，使鍛坯最終成形前獲得接近終鍛形狀的模膛，它可提高終鍛模膛的壽命。其結(jié)構(gòu)比終鍛模膛高度大