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第六章机械制造基本知识§6.1机械制造常用的材料§6.2机械制造常用的加工方法§6.3机械零件的技术要求机械制造常用的材料简介(1)铸铁：含碳量大于2.11%，又含有硅、锰、硫、磷等元素的铁碳合金。通常有灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁和蠕墨铸铁等、(2)钢：分为碳素钢和合金钢，碳素钢是含碳量小于2.11%，又含有硅、锰、硫、磷等元素的铁碳合金。合金钢是碳素钢中特意加入某些金属元素后得到的以铁为主的多元合金。(3)有色金属及合金：黑色金属以外的所有金属及其合金称为有色金属及其合金，如铜、铝等。黑色金属指的是铁和以铁为基的合金。(4)高分子材料：包括塑料、合成纤维、橡胶和胶粘剂等。零件的加工方法简介(1)铸造：把熔化后的金属注入型腔，凝固后形成与腔同形的铸件的成形加工方法。(2)锻造：使金属坯料在冲击力或静压力作用下产生塑性变形的成形加工方法。(3)冲压：借助模具对板料施加压力，迫使其按模具形状发生分离或塑性变形的成形加工方法。(4)焊接：通过加热或加压，或二者并用，使两体之间产生原子间结合力而合为一体的加工方法。(5)切削加工：利用切削工具从毛坯上去除多余材料的成形加工方法。此法使用广泛，常分为车、铣、铇、磨、钻、钳及其特种加工。(6)热处理：将零件加热，保温一定时间，然后冷却，使材料性能改变的加工方法。(7)表面处理：为提高零件表面的机械性能、抗腐蚀性能和使表面美观而对零件表面进行加工处理。(8)塑料成形：将各种形态的塑料加热、加压塑成零件或毛坯的加工方法。6.3.1表面粗糙度6.3.2极限与配合§6.3机械零件的技术要求6.3.3形状和位置公差一、表面粗糙度的概念表面粗糙度是指零件的加工表面上具有的较小间距和峰谷所形成的微观几何形状误差。它反映零件表面的光滑程度。常用的表面粗糙度参数★轮廓算术平均偏差——Ra★轮廓最大高度——Rz优先选用轮廓算术平均偏差Ra6.3.1表面粗糙度轮廓算术平均偏差Ra:在取样长度L内，轮廓偏距Y的绝对值的算术平均值。Ra=－∫y(x)dx1L0LRa=－∑yi1Li=1n近似为:253240506380100---3.24.05.06.38.010.012.516.0200.400.500.630.81.001.251.62.02.50.0500.0630.0800.10.1250.1600.20.250.320.0080.0100.0120.0160.0200.0250.0320.040Ra(系列)/um4012.54.01.250.4Ln/mm8.02.50.80.250.08L/mm25.0~802.5~20.00.4~2.50.04~0.320.008~0.040Ra/um注：L是取样长度，Ln是评定轮廓所必须的一段长度，一般为五个取样长度。Ra及L、Ln选用值Ra/um加工方法应用举例502512.5粗车，粗铣粗刨，钻孔等不重要的接触面或不接触面。如机座地面，轴的端面，倒角，穿螺钉的光孔表面6.33.21.6精车，精铣精刨，铰孔等较重要的接触面，转动和滑动速度不高的接触面。如轴套，齿轮的端面，键和键槽的工作面0.80.40.2精铰，磨削抛光等要求较高的接触面，转动和滑动速度较高的接触面。如齿轮的工作面，导轨表面，主轴轴径表面，圆锥销孔表面0.10.050.0250.0120.006研磨，超级精密加工等要求密封性能较好的表面，转动和滑动速度极高的接触面。如精密量具表面，气缸内表面及活塞环表面，精密机床主轴轴径表面等二、表面粗糙度的标注1.表面粗糙度符号及意义基本符号加一短划，表示表面是用去除材料的方法获得。如：车、铣、钻、磨、抛光等。基本符号加一小圆，表示表面是用不去除材料的方法获得。如：铸、锻、冲压、热冷轧等。在上述三个符号的长边上均可加一横线，用于标注有关说明和参数符号意义及说明在上述三个带横线符号上均可加一小圆，表示所有表面具有相同的表面粗糙度要求基本符号，表示表面可用任何方法获得。当不加粗糙度参数值或有关说明时，仅适用于简化代号标注。2.表面粗糙度符号的画法数字与字母高度符号的线宽高度H1高度H22.50.253.583.50.3551150.571570.710211011430轮廓线的线宽d0.350.50.712.821.414201.4202286042H1H2aedbc(f)a—粗糙度高度参数值，µm;b—加工方法;c—取样长度，mm;d—加工纹理方向符号;e—加工余量，mm;f—粗糙度间距参数值，mm。3.表面特征规定标注位置任何方法获得的表面粗糙度，Ra的上限值为3.2µm用去除材料方法获得的表面粗糙度，Ra的上限值为3.2µm用不去除材料方法获得的表面粗糙度，Ra的上限值为3.2µm用去除材料方法获得的表面粗糙度，Ra的上限值为3.2µm，Ra的下限值为1.6µm（1）Ra和Rz的标注及意义Rz的标注要在粗糙度数值前加“Rz”。(2)取样长度的标注6.353.2铣(3)加工方法的标注(4)加工余量的标注(5)加工纹理方向的标注3.253.2取样长度加工方法加工余量加工纹理方向符号4.表面粗糙度在图样上的标注方法(1)在同一图样上每一表面只注一次粗糙度代号，且应注在可见轮廓线、尺寸界线、引出线或它们的延长线上，并尽可能靠近有关尺寸线。(2)符号的尖端必须从材料外指向表面。(3)表面粗糙度参数值的大小方向与尺寸数字的大小方向一致。表面粗糙度标注示例数字及符号方向按规定标注不同位置的符号按同一方向转动3.23.23.23.2大部分表面具有相同表面粗糙度的标注25其余0.43.2粗糙度的简化标注3.2=50=其余2512.53.2φ其余不连续的同一位置的表面粗糙度标注6.31.6连续表面及重复要素只标注一次φφ6.3所有表面有相同粗糙度要求时可统一标注0.8同一表面具有不同的粗糙度要求时用尺寸标明Rz12.5花键的粗糙度标注6.3齿轮工作面的粗糙度标注M8×1-6h1.6螺纹的粗糙度标注Rz12.56.36.3.2极限与配合在成批或大量生产中，要求零件具有互换性，即同一批零件，不经挑选和辅助加工，任取一个就可顺利地装到机器上去，并满足机器的性能要求。零件的这种性质叫做互换性。为使零件具有互换性，必须保证零件的尺寸、表面粗糙度、几何形状及零件上有关要素的相互位置等技术要求的一致性。就尺寸而言，允许在一个合理的范围内变动。这个范围，一是要求在使用和制造上合理、经济，再就是要求保证相互配合的尺寸之间形成一定的配合关系，以满足不同的使用要求。一、极限1.基本尺寸:设计时确定的尺寸。2.实际尺寸:零件制成后实际测得的尺寸。ΦΦ2020ΦΦ19.9819.993.极限尺寸:允许尺寸变化的两个界限值。最大的为最大极限尺寸，最小的为最小极限尺寸4.极限偏差：极限尺寸减去基本尺寸所得的代数差。分为上偏差和下偏差。上偏差=最大极限尺寸－基本尺寸下偏差=最小极限尺寸－基本尺寸孔和轴的上偏差分别以ES和es表示；孔和轴的下偏差分别以EI和ei表示32.0393231.97531.950最大极限尺寸最大极限尺寸最小极限尺寸最小极限尺寸上偏差ES=+0.039上偏差es=-0.025下偏差EI=0下偏差ei=-0.0505.尺寸公差：允许尺寸的变动量。尺寸公差=最大极限尺寸－最小极限尺寸=上偏差－下偏差6.尺寸公差带：由代表上下偏差的两条直线所确定的一个区域称为公差带。ESEI...................................................esei0+-零线孔公差带轴公差带8.公差带图7.零线:表示基本尺寸的一条直线。9.基本偏差：用以确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差，一搬指靠近零线的那个偏差。若公差带位于零线之上，则下偏差为基本偏差；若公差带位于零线之下，则上偏差为基本偏差。国家规定了轴和孔各有28个基本偏差，用拉丁字母表示。大写字母表示孔，小写字母表示轴。轴的基本偏差a～h为上偏差，j～zc为下偏差；孔的基本偏差A～H为上偏差，J～ZC为下偏差。0+-ESEI（a）孔基本偏差系列AZCBCCDDEEFFFGGHJSJKMNPRSTUVXYZZAZB0+-eies（b）轴abccddeefffgghjsjkmnprstuvxyzzazbzc10.标准公差：国标规定的用来确定公差带大小的标准化数值。标准公差按基本尺寸范围和标准公差等级确定，分20个级别，即IT01、IT0、IT1至IT18。随着IT值增大，精度依次降低，公差值也由小变大。IT01～IT11用于配合尺寸，IT12～IT18用于非配合尺寸。11.公差带代号：基本偏差代号和标准公差等级代号组成。如H8，K7，h7，f6等二、配合配合是指基本尺寸相同，相互结合的孔和轴公差带之间的关系。间隙：孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸为正。过盈：孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸为负。1.间隙和过盈间隙配合：孔的公差带完全在轴的公差带之上，任取一对孔与轴配合，孔轴之间总有间隙（包括最小间隙为零）。孔最大轴最小最大间隙最小间隙轴最大孔最小最小间隙最大间隙最小间隙等于零孔公差带轴公差带2.配合的种类过盈配合：孔的公差带完全在轴的公差带之下，任取一对孔与轴配合，孔轴之间总有过盈（包括最小过盈为零）。最大过盈最小过盈最大过盈最大过盈孔公差带轴公差带最小过盈最小过盈等于零过渡配合：孔和轴的公差带相互交叠，任取其中一对孔与轴相配，孔轴之间可能有间隙，也可能有过盈。最大间隙最大过盈最大过盈最大间隙最大过盈最大间隙0基本尺寸φ50+0.042+0.026p6+0.009+0.034m6+0.008-0.008js6-0.009-0.025g6基准孔过盈配合过渡配合过渡配合间隙配合+0.0250H73.配合制国际确定了配合的两种基准制：基孔制和基轴制。基孔制：基本偏差为一定的孔的公差带，与不同基本偏差的轴的公差带组成的各种组合。基准孔的下偏差为零，用代号H表示。0基本尺寸φ50-0.0110h5-0.012-0.028N6-0.020-0.004M6-0.008+0.008JS7+0.025+0.009G6基准轴过盈配合过渡配合过渡配合间隙配合基轴制：基本偏差为一定的轴的公差带，与不同基本偏差的孔的公差带组成的各种配合。基准轴的上偏差为零，用代号h表示。三、极限与配合在图样中的标注方法1.在装配图上的标注方法在装配图上标注配合代号时，必须在基本尺寸的后面以分数形式注出，分子为孔的公差带代号，分母为轴的公差带代号。Φ50H8/f7Φ50H8f7在装配图上标注配合零件的极限偏差时，一般按图的形式标注：孔的基本尺寸和极限偏差值注写在尺寸线的上方，轴的基本尺寸和极限偏差注写在尺寸线的下方。50+0.25050–0.20–0.502.在零件图上的标注方法在零件图上标注公差，按下列三形式之一标注：在基本尺寸后注出公差带代号；或极限偏差值；或二者同时注出。φ50+0.0390φ50H8()+0.0390φ50H8φ50-0.025-0.030φ50f7()-0.025-0.030φ50f7标注偏差数值时，偏差数值的数字应略小于尺寸数字，下偏差应与基本尺寸注于同一底线上。上偏差注在下偏差的上方。上、下偏差的小数点必须对齐，小数点的位数必须相同。50f7–0.025–0.0500.03950H80轴轴套泵体φ30H7/k6φ20H8/f7例：分析图中的配合解：φ30H7/k6表示基本尺寸是φ30的基孔制配合。孔的公差带代号H7，轴的公差带代号k6。查表得孔极限偏差ES＝＋0.021,EI＝0；轴极限偏差es=0.015,ei=0.002。画出公差带图，从公差带图可以看出，泵体和轴套属于过渡配合。0+-+0.0210+0.002+0.015自己分析φ20H8/f76.3.3形状和位置公差形状公差和位置公差简称形位公差形状公差：零件的实际形状对理想形状允许的变动量。位置公差：零件的实际位置对理想位置允许的变动量。形位公差公差带：由要素确定的允许变动区域。一、基本术语（1）要素：零件上的特征部分－点、线、面（2）被测