機械制圖、機械基礎知識培訓教程

1、機械制圖、機械加工基礎知識 培訓教程,2010年1月6日,目 錄,一、機械制圖基本知識,二、機械加工基礎知識,一、機械制圖基本知識,1.機械制圖的基本原則 機件的真實大小應以圖樣上所注的尺寸數(shù)值為依據，與圖形的大小及繪圖的準確度無關； 圖樣中的尺寸，以毫米為單位時，不需標注計量單位的代號或名稱，如采用其他單位，則必須注明相應的計量單位代號或名稱； 圖樣中的尺寸，為該圖樣所示機件的最后完工尺寸，否則應另加說明； 機件的每一尺寸，一般只標注一次，并應標注在反映該結構最清晰的圖形上。,一、機械制圖基本知識,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，尺寸線用細實線繪制，其終端可以是箭頭，也可以是斜線。 尺寸界線，尺寸界線用細實線繪制，并應由圖形的輪廓線、軸線或對稱中心線處引出，也可利用圖形的輪廓線、軸線或對稱中心線處作為尺寸界線。,一、機械制圖基本知識,3.標注尺寸的符號 標注直徑時，應在尺寸數(shù)字前加注符號“” 表注半徑時，應在尺寸數(shù)字前加注符號“R” 標注球面的直徑或半徑，應在符號“”或“R”前再加注符號“S” 標注弧長時，應在尺寸數(shù)字的上方加注符號“” 標注參考尺寸時，應講尺寸數(shù)字加注園括弧 標注板狀零件的厚度時，應在尺寸數(shù)字前加注符號“”,一、機械制圖基本知識,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量，是一個沒有符號的絕對值。 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、對稱度、園跳動、全跳動,一、機械制圖基本知識,5螺紋的代號及標注 普通螺紋：普通螺紋的牙型代號為“M”，其直徑、螺距可查表得知。 普通螺紋的標注格式： 例如：M101LH-5g6g-S M螺紋代號（普通螺紋） 10公稱直徑10mm 1螺距1mm（細牙螺蚊標螺距，粗牙螺紋不標） LH旋向左旋（右旋不標注） 5g中徑公差帶代號（5g） 6g頂徑公差帶代號（6 g） S旋合長度代號（短旋合長度）,一、機械制圖基本知識,螺紋

4、的旋合長度有三種表示法：L長旋合長度；N中等旋和長度；S短旋合長度。一般中等旋合長度不表注。 內外螺紋旋合在一起時，標注中的公差帶代號用斜線分開。 如：M106H/6g 當中徑和頂徑的公差帶代號相同時，只標注一個。 2）管螺紋：管螺紋只注牙型符號、尺寸代號和旋向。標注格式為： G管螺紋代號 1尺寸代號1英寸 管螺紋的尺寸代號不是螺紋的大徑，而是管子孔徑的近似值，管螺紋的大徑、小徑和螺距咳查表。,原材料經過加工制成機器零件的制造過程有很多種，大致可分為如下兩類： 1.改變原材料性質的制造過程（化學反應、熱處理等）； 2.改變原材料形狀的制造過程。 后一種制造過程可分為三種：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、尺寸與表面質量的零件。具體地說，除了用車刀、鉆頭銑刀、刨刀等刀具在車床、鉆床、銑床、刨床等機床上進行車削、鉆削、銑削、刨削等狹義的切削加工外，還包括使用磨具進行磨削、珩磨、超精加工等廣義的切削加工。,二、機械加工基礎知識,（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： 1）.切削加工受被加工材料性質限制較少，大部分金屬材料都可以進行切削加工，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切削加工來得到。 3）.切削加工可以得到很高的加工精度和表面質量。粗加工精度可達IT13IT8；半精加工精度可達IT10IT7；精加工精度可達IT8IT6；超精加工精度可達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,2.切削加工有如下缺點： 1）.切削時會產生切屑，這不僅浪費材料，而且增加了清理切屑的困難。 2）. 切削時會產生切削力，從而使工藝系統(tǒng)（機床-刀具-工件）產生變形和振動，降低加工精度。 3）.由于

7、切削所消耗的能量大部分轉化成熱能，因而使工件產生熱膨脹，工件表層組織發(fā)生變化，造成加工表面質量下降、刀具磨損加快等后果。 4）.由于切削力和切削熱的影響，已加工表面層會因塑性變形、彈性變形的作用而形成變質層，即已加工表面冷作硬化，產生表面殘余應力等。,切削用量是指切削時各運動參數(shù)的數(shù)值，它是調整機床的依據。切削用量包括切削速度、進給量和切削深度p。這三者常稱之為切削用量三要素。 1. 切削速度，切削速度是指主運動的線速度； 2.進給量，進給量是指工件或刀具每旋轉一周，刀具與工件之間沿進給運動方向的相對位移； 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量衡量。切削加工中，表面質量主要是對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，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,常用材料的相對加工性Kr分為8級,影響工件材料切削加工性的因素主要有一下方面： 1.材料的強度和硬度。材料在常溫和高溫下的強度和硬度愈高，則在加工中產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，加工中產生的單位切削力和切削熱愈大，愈容易產生粘結磨損，使加工表面粗糙，刀具磨損加快，而材料的韌性和塑性過低時，則使切削與前刀面接觸面過小，切削力和切削熱集中在刀韌附近，將導致刀具切削韌破損加劇和表面質量下降。因此，材料的塑性和韌性過大或過小，都將使其切削加工性能下降。 3.材料的導熱

10、性。導熱性（導熱率）好的材料，可以通過切削和工件較快的將切削區(qū)產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)揮機床的功率、轉矩的傳遞等性能。,（六）、選擇切削用量的一般要求,在機床上加工工件，為保證加工精度，需要使工件在機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，就必須將工件壓緊或夾牢，也即必須夾緊。定位與夾緊的過程稱為工件的安裝。 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 在空間建立三個相互垂直的坐標軸OX、OY、OZ，根據力學原理可知，任何一個不受限制的物體對這三個坐標軸有六個獨立的運動：沿三個坐標軸的移動（用X、Y、Z表示）和繞三個坐標軸的轉動（用X、Y、Z表示），每個獨立的運動稱為物體的一個自由度。由此可見，一個不受限制的物體在空間具有六個自由度。 2）.六點定位原理 在機械加工中，要使工件按一定要求固定下來，就必須限制工件的自由度，如上所述，一個物體在空間有六個自由度，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支承點來限制工件的六個自由度。其中每個支承點限制相應的一個自由度。這就是工件的“六

12、點定位原理”。,1.工件的定位,工件的六點定位,3).工件定位的幾種情況 完全定位 用六個支承點限制工件的六個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，有時不需要限制工件的六個自由度就能滿足定位要求，這種定位稱之為不完全定位。 欠定位與過定位 當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，造成工件定位不足，這種定位稱之為欠定位。 當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，便產生重復限制自由度的現(xiàn)象，稱之為過定位。,工件定位時，其六個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 基準定義：零件上（或與零件直接有關）的某些點、線、面被用作確定該零件其它點、線、面位置的依據，則稱這些作為依據的點、線、面為基準。 根據基準的不同功用，可將其分為兩大類： 設計基準。在零件設計圖上所采用的基準稱設計基準。 工藝基準。凡零件在加工、測量、裝配等工藝過程中所使用的基準統(tǒng)稱為工藝基準。 工藝基準可分為以下幾種： 1）裝配基準，即零件裝配時用以確定它在機器中所處位置的基準。 2）測量基準，用以測量工件已加工表面所依據的基準。 3）工序基準，工序圖中用以確定被加工表面所依據的基準。 4）定位基準，用以確定工件在機床或夾具中正確位置所依據的基準。,5).定位基準的選擇 粗基準

14、的選擇 選擇粗基準的原則是應保證用粗基準定位所加工出的精基準有較高的精度。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。 若工件所有表面都需要加工，則可依據下述原則選擇： 以有較高要求加工質量的表面為粗基準。 以加工余量最小的表面為粗基準。 選擇光潔、平整、面積足夠大、裝夾可靠的表面為粗基準。 粗基準原則上只能使用一次。,精基準的選擇 選擇定位基準主要是指選擇精基準。因為精基準直接保證工件的精度，而且各工序都要由它定位。選擇精基準應遵循下述原則： 基準重合原則。直接選用被加工表面的工序基準為定位基準，稱為基準重合。采用基準重合可以保證被加工表面精度，避免基準不重合誤差。 基

15、準統(tǒng)一原則。同一零件的多道工序，應盡可能選擇同一個定位基準，稱基準統(tǒng)一。 穩(wěn)定可靠，便于裝夾，便于加工的原則。 互為基準原則。,2.機床夾具概述 1).夾具的種類 機床夾具按照使用情況，也即按照通用化程度來分，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、提高勞動生產率、擴大機床使用范圍、減輕工人勞動強度、降低對工人技術要求的等級。,3. 常見定位方式及定位元件 1）.工件以平面定位 在機械加工過程中，箱體、支架、機座等零件，常用平面作定位基準。工件以平面定位

16、時，常采用多基準組合定位，即用工件上三個相互垂直的平面同時作為定位基準，再通過夾具上相應的定位元件限制六個自由度。一般將定位基準分為第一、第二、第三定位基準。 第一定位基準。起主要定位作用，限制三個自由度。 第二定位基準。起導向作用，限制兩個自由度。 第三定位基準。起定程作用，限制一個自由度。,2）.工件以外圓柱面定位 定心定位。常見的定位裝置有：三爪卡盤、各種彈簧夾頭、定位套。 支承定位。支承定位最常見的是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，在夾具定位心軸或定位銷等元件上定位，常見的定位元件有：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，對于確保加工質量和提高生產率有很大影響。因此在設計或選用夾緊裝置時，應滿足下列要求： 1）. 在夾緊過程中應保持工件的正確定位。 2）. 夾緊力大小適當，工件在加工過程中不能產生移動，而