機(jī)械制圖、機(jī)械基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)教程

1、機(jī)械制圖、機(jī)械加工基礎(chǔ)知識(shí) 培訓(xùn)教程,2010年1月6日,目 錄,一、機(jī)械制圖基本知識(shí),二、機(jī)械加工基礎(chǔ)知識(shí),一、機(jī)械制圖基本知識(shí),1.機(jī)械制圖的基本原則 機(jī)件的真實(shí)大小應(yīng)以圖樣上所注的尺寸數(shù)值為依據(jù)，與圖形的大小及繪圖的準(zhǔn)確度無(wú)關(guān)； 圖樣中的尺寸，以毫米為單位時(shí)，不需標(biāo)注計(jì)量單位的代號(hào)或名稱，如采用其他單位，則必須注明相應(yīng)的計(jì)量單位代號(hào)或名稱； 圖樣中的尺寸，為該圖樣所示機(jī)件的最后完工尺寸，否則應(yīng)另加說(shuō)明； 機(jī)件的每一尺寸，一般只標(biāo)注一次，并應(yīng)標(biāo)注在反映該結(jié)構(gòu)最清晰的圖形上。,一、機(jī)械制圖基本知識(shí),2.尺寸數(shù)字、尺寸線和尺寸界線 尺寸數(shù)字，線性尺寸的數(shù)字一般應(yīng)注在尺寸線的上方，也允許注在尺寸

2、線的中斷處。 尺寸線，尺寸線用細(xì)實(shí)線繪制，其終端可以是箭頭，也可以是斜線。 尺寸界線，尺寸界線用細(xì)實(shí)線繪制，并應(yīng)由圖形的輪廓線、軸線或?qū)ΨQ中心線處引出，也可利用圖形的輪廓線、軸線或?qū)ΨQ中心線處作為尺寸界線。,一、機(jī)械制圖基本知識(shí),3.標(biāo)注尺寸的符號(hào) 標(biāo)注直徑時(shí)，應(yīng)在尺寸數(shù)字前加注符號(hào)“” 表注半徑時(shí)，應(yīng)在尺寸數(shù)字前加注符號(hào)“R” 標(biāo)注球面的直徑或半徑，應(yīng)在符號(hào)“”或“R”前再加注符號(hào)“S” 標(biāo)注弧長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)在尺寸數(shù)字的上方加注符號(hào)“” 標(biāo)注參考尺寸時(shí)，應(yīng)講尺寸數(shù)字加注園括弧 標(biāo)注板狀零件的厚度時(shí)，應(yīng)在尺寸數(shù)字前加注符號(hào)“”,一、機(jī)械制圖基本知識(shí),4.公差 尺寸公差：最大極限尺寸減最小極限尺寸之差

3、。公差是尺寸允許的變動(dòng)量，是一個(gè)沒(méi)有符號(hào)的絕對(duì)值。 形狀公差有6種：直線度、平面度、圓度、圓柱度、線輪廓度、面輪廓度 位置公差有8種：平行度、垂直度、傾斜度、位置度、同軸（心）度、對(duì)稱度、園跳動(dòng)、全跳動(dòng),一、機(jī)械制圖基本知識(shí),5螺紋的代號(hào)及標(biāo)注 普通螺紋：普通螺紋的牙型代號(hào)為“M”，其直徑、螺距可查表得知。 普通螺紋的標(biāo)注格式： 例如：M101LH-5g6g-S M螺紋代號(hào)（普通螺紋） 10公稱直徑10mm 1螺距1mm（細(xì)牙螺蚊標(biāo)螺距，粗牙螺紋不標(biāo)） LH旋向左旋（右旋不標(biāo)注） 5g中徑公差帶代號(hào)（5g） 6g頂徑公差帶代號(hào)（6 g） S旋合長(zhǎng)度代號(hào)（短旋合長(zhǎng)度）,一、機(jī)械制圖基本知識(shí),螺紋

4、的旋合長(zhǎng)度有三種表示法：L長(zhǎng)旋合長(zhǎng)度；N中等旋和長(zhǎng)度；S短旋合長(zhǎng)度。一般中等旋合長(zhǎng)度不表注。 內(nèi)外螺紋旋合在一起時(shí)，標(biāo)注中的公差帶代號(hào)用斜線分開(kāi)。 如：M106H/6g 當(dāng)中徑和頂徑的公差帶代號(hào)相同時(shí)，只標(biāo)注一個(gè)。 2）管螺紋：管螺紋只注牙型符號(hào)、尺寸代號(hào)和旋向。標(biāo)注格式為： G管螺紋代號(hào) 1尺寸代號(hào)1英寸 管螺紋的尺寸代號(hào)不是螺紋的大徑，而是管子孔徑的近似值，管螺紋的大徑、小徑和螺距咳查表。,原材料經(jīng)過(guò)加工制成機(jī)器零件的制造過(guò)程有很多種，大致可分為如下兩類： 1.改變?cè)牧闲再|(zhì)的制造過(guò)程（化學(xué)反應(yīng)、熱處理等）； 2.改變?cè)牧闲螤畹闹圃爝^(guò)程。 后一種制造過(guò)程可分為三種：附加加工（電鍍、焊接、

5、刷鍍等）變形加工（鑄造、鍛造、塑性加工等）切除加工（切削、磨削、電火花加工、電子束加工等）。 金屬切削加工是用刀具或磨具把工件表面多余的部分切去，加工出具有所需形狀、尺寸與表面質(zhì)量的零件。具體地說(shuō)，除了用車刀、鉆頭銑刀、刨刀等刀具在車床、鉆床、銑床、刨床等機(jī)床上進(jìn)行車削、鉆削、銑削、刨削等狹義的切削加工外，還包括使用磨具進(jìn)行磨削、珩磨、超精加工等廣義的切削加工。,二、機(jī)械加工基礎(chǔ)知識(shí),（一）、概述,表面加工方法,切削刀具,常用的刀具材料,常用刀具材料基本性能,1.切削加工的優(yōu)點(diǎn)： 1）.切削加工受被加工材料性質(zhì)限制較少，大部分金屬材料都可以進(jìn)行切削加工，只要被加工材料比刀具軟就可以。隨著高硬度

6、材料（硬質(zhì)合金、金剛石等）在刀具中的普遍使用，切削加工已不受工件硬度條件的限制了。 2）.切削加工基本不受零件形狀的限制，很多形狀各異的零件可以通過(guò)切削加工來(lái)得到。 3）.切削加工可以得到很高的加工精度和表面質(zhì)量。粗加工精度可達(dá)IT13IT8；半精加工精度可達(dá)IT10IT7；精加工精度可達(dá)IT8IT6；超精加工精度可達(dá)IT7IT5。 4）.切除單位體積材料所消耗的能量較小。,（二）、切削加工的特點(diǎn),2.切削加工有如下缺點(diǎn)： 1）.切削時(shí)會(huì)產(chǎn)生切屑，這不僅浪費(fèi)材料，而且增加了清理切屑的困難。 2）. 切削時(shí)會(huì)產(chǎn)生切削力，從而使工藝系統(tǒng)（機(jī)床-刀具-工件）產(chǎn)生變形和振動(dòng)，降低加工精度。 3）.由于

7、切削所消耗的能量大部分轉(zhuǎn)化成熱能，因而使工件產(chǎn)生熱膨脹，工件表層組織發(fā)生變化，造成加工表面質(zhì)量下降、刀具磨損加快等后果。 4）.由于切削力和切削熱的影響，已加工表面層會(huì)因塑性變形、彈性變形的作用而形成變質(zhì)層，即已加工表面冷作硬化，產(chǎn)生表面殘余應(yīng)力等。,切削用量是指切削時(shí)各運(yùn)動(dòng)參數(shù)的數(shù)值，它是調(diào)整機(jī)床的依據(jù)。切削用量包括切削速度、進(jìn)給量和切削深度p。這三者常稱之為切削用量三要素。 1. 切削速度，切削速度是指主運(yùn)動(dòng)的線速度； 2.進(jìn)給量，進(jìn)給量是指工件或刀具每旋轉(zhuǎn)一周，刀具與工件之間沿進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向的相對(duì)位移； 3.切削深度，是指待加工表面與已加工表面的垂直距離。,（三）、切削用量,工件材料的切削

8、加工性是指工件材料被切削加工的難易程度。材料切削加工性好壞的標(biāo)志是多方面的，一般從以下幾方面衡量： 1.以獲得的加工表面質(zhì)量衡量。切削加工中，表面質(zhì)量主要是對(duì)工件表面所獲得的表面粗糙度而言的。在合理選擇加工方法的前提下，容易獲得較小表面粗糙度的材料，其切削加工性為好。 2.以刀具耐用度衡量。 在相同的切削條件下，加工某種材料時(shí)，刀具的耐用度愈高，則表明該材料的切削加工性愈好。 3.以單位切削力衡量。在相同的切削條件下，單位切削力較小的材料，其切削加工性較好。 4.以切削熱衡量。在相同的切削條件下，產(chǎn)生較少切削熱的材料，其切削加工性較好。 5.以斷屑性能衡量。工件除了在切削加工中愈容易斷屑，其切

9、削加工性愈好。,（四）、工件材料的切削加工性,常用材料的相對(duì)加工性Kr分為8級(jí),影響工件材料切削加工性的因素主要有一下方面： 1.材料的強(qiáng)度和硬度。材料在常溫和高溫下的強(qiáng)度和硬度愈高，則在加工中產(chǎn)生的單位切削力愈大，切削溫度愈高，使刀具磨損加快，因而其切削加工性愈差。 2.材料的塑性及韌性。材料的塑性及韌性愈強(qiáng)，加工中產(chǎn)生的單位切削力和切削熱愈大，愈容易產(chǎn)生粘結(jié)磨損，使加工表面粗糙，刀具磨損加快，而材料的韌性和塑性過(guò)低時(shí)，則使切削與前刀面接觸面過(guò)小，切削力和切削熱集中在刀韌附近，將導(dǎo)致刀具切削韌破損加劇和表面質(zhì)量下降。因此，材料的塑性和韌性過(guò)大或過(guò)小，都將使其切削加工性能下降。 3.材料的導(dǎo)熱

10、性。導(dǎo)熱性（導(dǎo)熱率）好的材料，可以通過(guò)切削和工件較快的將切削區(qū)產(chǎn)生的切削熱傳散出去，因而這種材料的切削加工性較好。,（五）、影響工件材料切削加工性的因素,在合理選用刀具材料的情況下，切削用量的選擇應(yīng)滿足下列要求： 1.保證工件的加工精度和表面粗糙度。 2.充分發(fā)揮刀具的切削性能，保證刀具的合理耐用度。 3.充分發(fā)揮機(jī)床的功率、轉(zhuǎn)矩的傳遞等性能。,（六）、選擇切削用量的一般要求,在機(jī)床上加工工件，為保證加工精度，需要使工件在機(jī)床上占有重要的位置，稱之為定位。要使工件正確定位，不致因切削力作用而移動(dòng)，就必須將工件壓緊或夾牢，也即必須夾緊。定位與夾緊的過(guò)程稱為工件的安裝。 用于安裝工件的工藝裝備稱為

11、夾具。,（七）、工件的安裝與夾具,1）.自由度概念 在空間建立三個(gè)相互垂直的坐標(biāo)軸OX、OY、OZ，根據(jù)力學(xué)原理可知，任何一個(gè)不受限制的物體對(duì)這三個(gè)坐標(biāo)軸有六個(gè)獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)：沿三個(gè)坐標(biāo)軸的移動(dòng)（用X、Y、Z表示）和繞三個(gè)坐標(biāo)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)（用X、Y、Z表示），每個(gè)獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)稱為物體的一個(gè)自由度。由此可見(jiàn)，一個(gè)不受限制的物體在空間具有六個(gè)自由度。 2）.六點(diǎn)定位原理 在機(jī)械加工中，要使工件按一定要求固定下來(lái)，就必須限制工件的自由度，如上所述，一個(gè)物體在空間有六個(gè)自由度，因此，要完全確定工件的位置，就需要有按一定要求布置六個(gè)支承點(diǎn)來(lái)限制工件的六個(gè)自由度。其中每個(gè)支承點(diǎn)限制相應(yīng)的一個(gè)自由度。這就是工件的“六

12、點(diǎn)定位原理”。,1.工件的定位,工件的六點(diǎn)定位,3).工件定位的幾種情況 完全定位 用六個(gè)支承點(diǎn)限制工件的六個(gè)自由度稱之為完全定位。 不完全定位 在保證加工精度要求的前提下，有時(shí)不需要限制工件的六個(gè)自由度就能滿足定位要求，這種定位稱之為不完全定位。 欠定位與過(guò)定位 當(dāng)定位元件所能限制的自由度數(shù)目少于工件加工精度所要求限制的自由度數(shù)目時(shí)，造成工件定位不足，這種定位稱之為欠定位。 當(dāng)定位元件所能限制的自由度數(shù)目多于所要求限制的自由度數(shù)目時(shí)，便產(chǎn)生重復(fù)限制自由度的現(xiàn)象，稱之為過(guò)定位。,工件定位時(shí)，其六個(gè)自由度并非在任何情況下都要全部加以限制 ，要限制的只是那些影響工件加工精度的自由度。如圖所示,4)

13、 .定位基準(zhǔn) 基準(zhǔn)定義：零件上（或與零件直接有關(guān)）的某些點(diǎn)、線、面被用作確定該零件其它點(diǎn)、線、面位置的依據(jù)，則稱這些作為依據(jù)的點(diǎn)、線、面為基準(zhǔn)。 根據(jù)基準(zhǔn)的不同功用，可將其分為兩大類： 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。在零件設(shè)計(jì)圖上所采用的基準(zhǔn)稱設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。 工藝基準(zhǔn)。凡零件在加工、測(cè)量、裝配等工藝過(guò)程中所使用的基準(zhǔn)統(tǒng)稱為工藝基準(zhǔn)。 工藝基準(zhǔn)可分為以下幾種： 1）裝配基準(zhǔn)，即零件裝配時(shí)用以確定它在機(jī)器中所處位置的基準(zhǔn)。 2）測(cè)量基準(zhǔn)，用以測(cè)量工件已加工表面所依據(jù)的基準(zhǔn)。 3）工序基準(zhǔn)，工序圖中用以確定被加工表面所依據(jù)的基準(zhǔn)。 4）定位基準(zhǔn)，用以確定工件在機(jī)床或夾具中正確位置所依據(jù)的基準(zhǔn)。,5).定位基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)

14、的選擇 選擇粗基準(zhǔn)的原則是應(yīng)保證用粗基準(zhǔn)定位所加工出的精基準(zhǔn)有較高的精度。具體選擇方法如下： 若工件有不加工表面，則選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。 若工件所有表面都需要加工，則可依據(jù)下述原則選擇： 以有較高要求加工質(zhì)量的表面為粗基準(zhǔn)。 以加工余量最小的表面為粗基準(zhǔn)。 選擇光潔、平整、面積足夠大、裝夾可靠的表面為粗基準(zhǔn)。 粗基準(zhǔn)原則上只能使用一次。,精基準(zhǔn)的選擇 選擇定位基準(zhǔn)主要是指選擇精基準(zhǔn)。因?yàn)榫鶞?zhǔn)直接保證工件的精度，而且各工序都要由它定位。選擇精基準(zhǔn)應(yīng)遵循下述原則： 基準(zhǔn)重合原則。直接選用被加工表面的工序基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，稱為基準(zhǔn)重合。采用基準(zhǔn)重合可以保證被加工表面精度，避免基準(zhǔn)不重合誤差。 基

15、準(zhǔn)統(tǒng)一原則。同一零件的多道工序，應(yīng)盡可能選擇同一個(gè)定位基準(zhǔn)，稱基準(zhǔn)統(tǒng)一。 穩(wěn)定可靠，便于裝夾，便于加工的原則。 互為基準(zhǔn)原則。,2.機(jī)床夾具概述 1).夾具的種類 機(jī)床夾具按照使用情況，也即按照通用化程度來(lái)分，可分為通用夾具、專用夾具、成組夾具、組合夾具、隨行夾具等。 2).夾具的作用與組成 專用夾具的組成：定位元件、夾緊元件、導(dǎo)向元件、其它元件、夾具體等。 專用夾具的作用：保證加工精度、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、擴(kuò)大機(jī)床使用范圍、減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度、降低對(duì)工人技術(shù)要求的等級(jí)。,3. 常見(jiàn)定位方式及定位元件 1）.工件以平面定位 在機(jī)械加工過(guò)程中，箱體、支架、機(jī)座等零件，常用平面作定位基準(zhǔn)。工件以平面定位

16、時(shí)，常采用多基準(zhǔn)組合定位，即用工件上三個(gè)相互垂直的平面同時(shí)作為定位基準(zhǔn)，再通過(guò)夾具上相應(yīng)的定位元件限制六個(gè)自由度。一般將定位基準(zhǔn)分為第一、第二、第三定位基準(zhǔn)。 第一定位基準(zhǔn)。起主要定位作用，限制三個(gè)自由度。 第二定位基準(zhǔn)。起導(dǎo)向作用，限制兩個(gè)自由度。 第三定位基準(zhǔn)。起定程作用，限制一個(gè)自由度。,2）.工件以外圓柱面定位 定心定位。常見(jiàn)的定位裝置有：三爪卡盤(pán)、各種彈簧夾頭、定位套。 支承定位。支承定位最常見(jiàn)的是V形塊定位。 3）.工件以圓孔定位 工件以圓孔定位一般是指套筒類工件以孔中心線為定位基準(zhǔn)，在夾具定位心軸或定位銷等元件上定位，常見(jiàn)的定位元件有：定位心軸、定位銷。,4.夾緊裝置 夾緊裝置是夾具的重要組成部分，對(duì)于確保加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率有很大影響。因此在設(shè)計(jì)或選用夾緊裝置時(shí)，應(yīng)滿足下列要求： 1）. 在夾緊過(guò)程中應(yīng)保持工件的正確定位。 2）. 夾緊力大小適當(dāng)，工件在加工過(guò)程中不能產(chǎn)生移動(dòng)，而