機械零件的技術要求.ppt

中國礦業(yè)大學,HT200,6.1 機械制造常用的材料,機械制造常用的材料是鑄鐵和鋼，其次是有色金屬及其合金、高分子材料，有特殊要求的也使用陶瓷材料和復合材料。,零件作用不同，使用的材料也不相同。在零件圖中將零件材料的牌號填入標題欄的“材料”欄中。,1、鑄鐵,2、鋼,3、有色金屬及其合金,4、高分子材料,塑料、合成纖維、橡膠,灰鑄鐵、球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵、蠕墨鑄鐵,普通碳素結構鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結構鋼、合金結構鋼、碳素工具鋼,普通黃銅、鑄造銅合金、鑄造鋁合金、鑄造軸承合金,一、金屬材料,1.鑄鐵：灰鑄鐵、球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵、合金鑄鐵等。,2.鋼：結構鋼、工具鋼、特殊鋼(不銹鋼、耐熱鋼、耐酸鋼 等)、碳素結構鋼、合金結構鋼、鑄鋼等。,鑄鐵,常用金屬材料,鋼,有色金屬及其合金（銅合金）,-含碳量2%,-含碳量 2%,鐵碳合金,特點：良好的液態(tài)流動性，可鑄造成形狀復雜的零件。 較好的減震性、耐磨性、切削性（指灰鑄鐵）、成本低廉。,應用：應用范圍廣。其中灰鑄鐵最廣、球墨鑄鐵次之。,選用原則： 優(yōu)選碳素鋼，其次是硅、錳、硼、釩類合金鋼。,特點：與鑄鐵相比，鋼具有高的強度、韌性和塑性?？捎脽崽幚矸椒ǜ纳破淞W性能和加工性能。,零件毛坯獲取方法：鍛造、沖壓、焊接、鑄造等。,應用：應用范圍極其廣泛。,價格便宜且供應充分,我國資源豐富,3.銅合金,-銅鋅合金，并含有少量的錳、鋁、鎳,特點：具有良好的塑性和液態(tài)流動性。青銅合金還具有良好的減摩性和抗腐蝕性。,零件毛坯獲取方法：輾壓、鑄造。,應用：應用范圍廣泛。,種類,青銅,黃銅,軸承合金（巴氏合金）,-含錫青銅、不含錫青銅,二、高分子材料,1. 橡膠 橡膠富于彈性，能吸收較多的沖擊能量。常用作聯(lián)軸器或減震器的彈性元件、帶傳動的膠帶等。硬橡膠可用于制造用水潤滑的軸承襯。,2. 塑料 塑料的比重小，易于制成形狀復雜的零件，而且各種不同塑料具有不同的特點，如耐蝕性、絕熱性、絕緣性、減摩性、摩擦系數(shù)大等，所以近年來在機械制造中其應用日益廣泛。,選材因素：,用途、工作條件、物理、化學、機械工藝性能、經(jīng)濟性。,零件材料,各種材料的化學成分和力學性能可在相關國標、行標和機械設計手冊中查得。,為了材料供應和生產(chǎn)管理上的方便，應盡量縮減材料的品種。,熱處理,6.2 熱處理及表面處理,表面處理,通過加熱、保溫、冷卻的操作方法。使鋼的組織結構發(fā)生變化，以獲得所需性能的一種加工工藝。,表面改性、涂鍍層和薄膜技術。 最常見的由滲碳、滲氮、氰化、發(fā)藍（黑）、鍍鎳、鍍鉻。,普通熱處理,金屬材料的熱處理,退火： 將鋼加熱到一定的溫度，保溫一段時間，然后工件隨爐溫 緩慢冷卻。 作用：消除殘余應力，以防鋼件變形、開裂；降低硬度以 改善切削加工性能；細化晶粒，改善組織以提高鋼的 機械性能。,正火： 與退火相似，只是在后保溫一段時間，以較快的速度冷卻（在靜止空氣中）。 作用：正火后的組織比退火細，硬度和強度有所提高。,淬火： 將鋼加熱到一定溫度，保溫一段時間，而后急速冷卻（水冷或油冷）。 作用：提高材料的硬度，以提高零件的耐磨性及疲勞強度。,回火： 將淬火鋼重新加熱到一定溫度，保溫一段時間，而后冷卻（一般在空氣中冷卻）。 作用：提高材料的硬度，以提高零件的耐磨性及疲勞強度。 調(diào)制處理：淬火后高溫回火。,表面熱處理： 強化零件表面（主要提高硬度和耐磨性）的性能。,化學熱處理 ： 滲碳、氮化、碳氮共滲,表面熱處理,表面淬火,火焰加熱,感應加熱（高頻、中頻、工頻）,6.3.2 極限與配合,6.3.1 表面粗糙度,6.3 機械零件的技術要求,6.3.3 形狀與位置公差,一、表面粗糙度的概念及標注 （一）表面粗糙度的概念 1. 零件表面微小不平的情況 2. 輪廓算術平均偏差Ra 3. 輪廓最大高度Rz 4. 不同加工方法可能達到的表面粗糙度 （二）表面粗糙度的選用 （三）表面粗糙度的標注方法 1. 表面粗糙度代（符）號 （1）表面粗糙度符號的畫法 （2）表面粗糙度符號的意義及說明 （3）表面粗糙度高度參數(shù)Ra的注寫及意義 2. 標注方法 圖例1 圖例2 圖例3 圖例4 圖例5,（一）表面粗糙度的概念,1. 工件表面微小不平的情況,表面輪廓,2. 輪廓算術平均偏差Ra,3. 輪廓最大高度Rz,在一個取樣長度內(nèi)，最大輪廓峰高和最大輪廓谷深之和的高度。,表面輪廓,4. 不同加工方法可能達到的表面粗糙度,1在滿足功用的前提下，盡量選用較大的表面粗糙度參數(shù)值，以降低生產(chǎn)成本。 2在同一零件上，工作表面的粗糙度參數(shù)值應小于非工作表面的粗糙度參數(shù)值。 3受循環(huán)載荷的表面及容易引起應力集中的表面（如圓角、溝槽），表面粗糙度參數(shù)值要小。 4配合性質(zhì)相同時，零件尺寸小的比尺寸大的表面粗糙度參數(shù)值要小；同一公差等級，小尺寸比大尺寸、軸比孔的表面粗糙度參數(shù)值要小。 5運動速度高、單位壓力大的摩擦表面比運動速度低、單位壓力小的摩擦表面的粗糙度參數(shù)值小。 6一般地說，尺寸和表面形狀要求精確程度高的表面，粗糙度參數(shù)值小。,（二）表面粗糙度的選用,H2,（1）表面的粗糙度符號的畫法,詳見教材P256表6-16,（2）表面粗糙度符號的意義及說明,（3）表面粗糙度高度參數(shù)Ra的注寫及意義,圖例1,代號中數(shù)字的方向必須與尺寸數(shù)字方向一致。對其中使用最多的一種代（符）號可以統(tǒng)一標注在圖樣右上角，并加注“其余”兩字，且應比圖形上其他代（符）號大1.4倍。,不同位置表面代號的注法。符號的尖端必須從材料外指向表面。,帶有橫線的表面粗糙度符號的注法。,圖例2,用細線相連的表面只標注一次。,當零件所有表面具有相同的表面粗糙度要求時，其代（符）號，可在圖樣的右上角統(tǒng)一標注。其符號應較一般的代號大1.4倍。,圖例3,可以標注簡化代號，但要在標題欄附近說明這些簡化代號的意義。,也可采用省略的注法，但要在標題欄附近說明這些簡化代（符）號的意義。,圖例4,齒槽與鍵槽的注法。,圖例5,例,6.3.2 極限與配合 （一） 極限與配合的概念 1零件的互換性 2極限的有關術語 3配合的有關術語 （二）極限與配合的選用 （三）極限與配合的標注 1在裝配圖中的標注方法 2在零件圖中的標注方法,1零件的互換性,(1）基本尺寸 （2）實際尺寸（3）極限尺寸（4）極限偏差（5）尺寸公差 （6）公差帶和公差帶圖 公差帶表示公差大小和相對于零線位置的一個區(qū)域。為了便于分析，一般將尺寸公差與基本尺寸的關系，按放大比例畫成簡圖，稱為公差帶圖。 （7）公差等級 確定尺寸精確程度的等級。國家標準將公差等級分為20級：IT01、IT0、ITlIT18。“IT”表示標準公差，公差等級的代號用阿拉伯數(shù)字表示。從 IT01至IT18等級依次降低。 （8）標準公差 用以確定公差帶大小的任一公差。國家標準把500毫米的基本尺寸范圍分成13段，按不同的公差等級列出了各段基本尺寸的公差值。 （9）基本偏差 用以確定公差帶相對于零線位置的上偏差或下偏差。一般是指靠近零線的那個偏差。,孔,軸,上偏差= 最大極限尺寸基本尺寸 下偏差= 最小極限尺寸 基本尺寸 尺寸公差= 最大極限尺寸 最小極限尺寸 = 上偏差下偏差,在公差帶圖中，上、下偏差的距離應成比例，公差帶方框的左右長度根據(jù)需要任意確定。,基本偏差系列,孔,軸,（a）間隙配合 孔的公差帶完全在軸的公差帶之上。 （b）過盈配合 孔的公差帶完全在軸的公差帶之下。 （c）過渡配合 孔和軸的公差帶相互交疊。 （2）基孔制配合和基軸制配合 (a）基孔制 基本偏差為一定的孔的公差帶，與不同基本偏差的軸的公差帶構成各種配合的一種制度稱為基孔制。 （b）基軸制 基本偏差為一定的軸的公差帶,與不同基本偏差的孔的公差帶構成各種配合的一種制度稱為基軸制。,三類配合,（a）間隙配合 孔的公差帶完全在軸的公差帶之上,（b）過盈配合 孔的公差帶完全在軸的公差帶之下,（c）過渡配合 孔和軸的公差帶相互交疊,（b）基軸制,兩種基準制,（a）基孔制,ah,jsn,pz,AH,JSN,PZ,基本偏差系列,孔,軸,間隙配合,過盈配合,（二）極限與配合的選用,配合的代號由兩個相互結合的孔和軸的公差帶的代號組成，用分數(shù)形式表示，分子為孔的公差帶代號，分母為軸的公差帶代號.,1在裝配圖中的標注方法,2在零件圖中的標注方法 （1） 標注公差帶的代號 （2） 標注偏差數(shù)值 （3） 標注公差帶代號和偏差數(shù)值,(b) 零件圖 大批量生產(chǎn)，只注偏差代號,(a) 裝配圖,這種注法和采用專用量具檢驗零件統(tǒng)一起來，以適應大批量生產(chǎn)的需要。因此，不需標注偏差數(shù)值。,（1） 標注公差帶的代號,(a) 裝配圖,(b) 零件圖 單件、小批量生產(chǎn)，只注偏差數(shù)值,上偏差注在基本尺寸的右上方，下偏差注在基本尺寸的右下方，偏差的數(shù)字應比基本尺寸數(shù)字小一號，并使下偏差與基本尺寸在同一底線上。如果上偏差或下偏差數(shù)值為零時，可簡寫為“0”，另一偏差仍標在原來的位置上。如果上、下偏差的數(shù)值相同時，則在基本尺寸之后標注“”符號，再填寫一個偏差數(shù)值。這時，數(shù)值的字體高度與基本尺寸字體的高度相同。這種注法主要用于小量或單件生產(chǎn)，以便加工和檢驗時減少輔助時間。,標注偏差數(shù)值,(a) 裝配圖,(b) 零件圖 產(chǎn)量不定，應注出偏差數(shù)值和偏差代號,(3) 標注公差帶代號和偏差數(shù)值,例,P75-1,6.3.3 形狀與位置公差,零件加工后，不僅會產(chǎn)生表面微觀不平整和尺寸誤差，還會產(chǎn)生下面兩種誤差：,1、形狀誤差：零件在形狀上出現(xiàn)的誤差。,2、位置誤差：零件在相互位置上出現(xiàn)的誤差。,對于較為重要的零件，必須根據(jù)實際需要，限定相應表面的形狀誤差和位置誤差的允許范圍，即形狀和位置公差。,形位公差,一、幾個基本術語,要素：零件上的特征部分點、線或面，可以是實際存在 的零件輪廓上的點線面，也可以是由實際要素取得的 軸線或中心平面等。,被測要素：給出了形位公差要求的要素。,基準要素： 用來確定被測要素方向或位置的要素。,公差帶： 限制被測要素變動的區(qū)域。,公差帶由形狀、方向、位置、大?。ü顢?shù)值）等屬性。公差帶主要性狀有：兩等距直線之間的區(qū)域、兩等距平面之間的區(qū)域、圓內(nèi)的區(qū)域、兩同心圓之間的區(qū)域、圓柱面內(nèi)的區(qū)域、兩同心圓柱面之間的區(qū)域等等,二、公差特征項目及符號,教材P278 表6-25,形狀公差 6項 位置公差8項,初跳動公差的符號外，各符號筆畫粗度均為字體的筆畫寬度。,形位公差項目特征符號的畫法：,形狀公差項目符號：,位置公差項目符號：,三、形位公差在圖樣上的標注,1、基本規(guī)定,1）在圖樣中，形位公差的內(nèi)容在公差框格中給出。 2）用帶箭頭的指引線（細實線）將框格與被測要素相連。 3）有基準要求時，相對于被測要素的基準用基準符號表示。 4）基準符號由帶小圓（細實線）的大寫字母與用細實線相連的短粗橫線組成。,2、公差框格,2h,2h,h,框格由2格或多格組成，框格內(nèi)容從左向右按以下次序填寫。 框格用細實線繪制。,第1格,第2格,第3格,第1格： 特征項目符號； 第2格：公差值及附加符號； 第3格：表示基準要素或基準體系的字母及附加符號。,3、被測要素的標注,1） 當被測要素為輪廓線或表面時，將箭頭置于輪廓線或輪廓線的延長線上，必須與尺寸線明顯地錯開。,2）當被測要素為軸線、中心平面或球心是，帶箭頭的指引線應與尺寸線的延長線重合。,3）當同一要素有一個以上的形位公差特征項目時，可將多個框格上下排列在一起。,4）幾個表面有同一形位公差要求時，可用同一框格多條指引線標注。,5）當一個以上要素作為被測要素時，應在框格上方標明。,4、基準要素的標注,1）基準符號的小圓用細實線繪制，其直徑與框格高度一致，粗短橫線的長度與小圓直徑相等。小圓中基準字母應水平書寫。,2）當基準要素是輪廓線或表面時，粗短橫線貼近要素的輪廓或其延長線，但與尺寸線明顯錯開。,3） 當基準要素是軸線、中心平面或由帶尺寸的要素確定的點時，粗短橫線貼近時基準符號中的細連線與尺寸