機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第2講

第一章緒論第一節(jié)機(jī)械制造工業(yè)在發(fā)展我國國民經(jīng)濟(jì)中的地位與作用（略）第二節(jié)機(jī)械制造廠的生產(chǎn)過程和工藝過程第三節(jié)生產(chǎn)類型及其工藝特征第四節(jié)基準(zhǔn)機(jī)械零件是由若干幾何要素（點(diǎn)、線、面）組成的，各幾何要素之間都有一定的尺寸和位置公差要求。用來確定生產(chǎn)對(duì)象幾何要素間幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點(diǎn)、線、面，稱為基準(zhǔn)?；鶞?zhǔn)可分為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)兩大類。一．設(shè)計(jì)基準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖樣上標(biāo)注設(shè)計(jì)尺寸所依據(jù)的基準(zhǔn)稱為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，即設(shè)計(jì)圖紙上所采用的基準(zhǔn)。如圖1-4所示。圖1-4設(shè)計(jì)基準(zhǔn)示例由圖1-4知，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)即可以是實(shí)際存在的，也可以是假想的，有時(shí)還是互為的。設(shè)計(jì)圖樣上標(biāo)注的尺寸均稱為設(shè)計(jì)尺寸。需要注意的是基準(zhǔn)不僅涉及尺寸間的關(guān)系，還涉及表面間的相互位置關(guān)系（如平行度、垂直度、對(duì)稱度等）。二．工藝基準(zhǔn)工藝過程中所使用的基準(zhǔn)稱為工藝基準(zhǔn)。按其用途不同，又可分為工序基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)、測(cè)量基準(zhǔn)和裝配基準(zhǔn)。1．工序基準(zhǔn)在工序圖上用來確定本工序加工表面尺寸、形狀和位置所依據(jù)的基準(zhǔn)，稱為工序基準(zhǔn)。而工序圖則是在工序卡上用以表示工件加工表面加工要求及工件裝夾情況的簡圖。22如上圖所示，聯(lián)系加工表面與工序基準(zhǔn)間的加工尺寸，是本道工序應(yīng)直接得到（保證）的尺寸，稱為工序尺寸。工序尺寸具有方向性，即由工序基準(zhǔn)指向加工表面。22工序尺寸工序基準(zhǔn)圖1-5工序簡圖定位符號(hào)限制自由度數(shù)夾緊符號(hào)工序尺寸工序尺寸工序尺寸工序尺寸工序尺寸同理，工序基準(zhǔn)即可以是實(shí)際存在的，也可以是假想的點(diǎn)、線、面。為減少基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換誤差，應(yīng)盡量使工序基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合。2．定位基準(zhǔn)在加工中用作定位（確定工件在機(jī)床上或機(jī)床夾具中占有正確位置）的基準(zhǔn)，稱為定位基準(zhǔn)。有時(shí)，作為定位基準(zhǔn)的點(diǎn)、線、面，在工件上不一定都具體存在（如孔、軸的中心線，平面的對(duì)稱中心面等），而常常是由某些具體的表面來體現(xiàn)的，這些體現(xiàn)假想定位基準(zhǔn)的表面稱為定位基面。定位基準(zhǔn)（基面）有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)之分。定位基準(zhǔn)定位基面定位基準(zhǔn)一般情況下，定位基準(zhǔn)應(yīng)與工序基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，否則將產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差。3．測(cè)量基準(zhǔn)工件在加工中或加工后，測(cè)量尺寸和形位誤差所依據(jù)的基準(zhǔn)，稱為測(cè)量基準(zhǔn)。測(cè)量基準(zhǔn)可以是實(shí)際存在的，也可以是假想的。實(shí)際存在的測(cè)量基準(zhǔn)亦稱為測(cè)量基面。附圖測(cè)量基準(zhǔn)與測(cè)量基面圖1-5工序簡圖測(cè)量基準(zhǔn)測(cè)量基面4．裝配基準(zhǔn)裝配時(shí)用來確定零件或部件在產(chǎn)品中相對(duì)位置所依據(jù)的基準(zhǔn)，稱為裝配基準(zhǔn)。裝配基準(zhǔn)可以是實(shí)際存在的，也可以是假想的。實(shí)際存在的裝配基準(zhǔn)亦稱為裝配基面。圖1-4設(shè)計(jì)基準(zhǔn)示例上述各種基準(zhǔn)應(yīng)盡可能使之重合。即在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量選用裝配基準(zhǔn)作為零件圖樣上的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)；在編制零件的加工工藝規(guī)程時(shí)，應(yīng)盡量選用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為工序基準(zhǔn)；在加工及測(cè)量工件時(shí)，應(yīng)盡量選用工序基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)及測(cè)量基準(zhǔn)；以消除由于基準(zhǔn)不重合引起的誤差?；鶞?zhǔn)重合是工程設(shè)計(jì)中應(yīng)遵循的一個(gè)基本原則。第五節(jié)工件的裝夾與定位一、工件的裝夾在機(jī)床上加工工件時(shí)，為使工件在該工序中所加工的表面能達(dá)到規(guī)定的尺寸與形位公差要求，在開動(dòng)機(jī)床進(jìn)行加工之前，必須使工件相對(duì)于機(jī)床占有某一正確的位置，此過程稱為定位。為使工件在加工過程中保持其正確位置不變，還必須把它壓緊，此過程稱為夾緊。工件的裝夾過程就是工件定位過程和夾緊過程的綜合。定位的任務(wù)是使工件相對(duì)于機(jī)床占有某一正確的位置，夾緊的任務(wù)則是保持工件的定位位置不變。定位過程與夾緊過程都可能使工件偏離所要求的正確位置而產(chǎn)生定位誤差與夾緊誤差。定位誤差與夾緊誤差之和稱為裝夾誤差。工件的裝夾（——工件獲得位置精度的方法）有找正裝夾和夾具裝夾兩種方式。找正裝夾又可分為直接找正裝夾、劃線找正裝夾兩種方法。1.直接找正裝夾直接找正裝夾是以工件的實(shí)際表面作為定位的依據(jù)，用找正工具（如劃針和百分表）找正工件的正確位置以實(shí)現(xiàn)定位，然后將工件夾緊的方法。附圖直接找正裝夾直接找正裝夾方法生產(chǎn)率低，對(duì)操作工人技術(shù)水平要求高，一般只適用于單件小批生產(chǎn)或裝夾精度要求特別高的場(chǎng)合。其找正的精度取決于找正工具的精密程度以及工人的技術(shù)水平。2.劃線找正裝夾劃線找正裝夾是以劃線工人在工件上劃出的待加工表面所在位置的線痕作為定位依據(jù)，定位時(shí)用劃針找正其位置，然后將工件夾緊的裝夾方法。附圖撥叉的劃線找正裝夾該裝夾方法生產(chǎn)率低，定位精度也低，而且對(duì)工人的技術(shù)水平要求較高，一般只適用于單件小批生產(chǎn)中加工那些形狀復(fù)雜而笨重的鑄件或鍛件，或零件難以采用直接找正裝夾或使用夾具裝夾的場(chǎng)合。由上述可知，找正裝夾法對(duì)于產(chǎn)量不大、加工質(zhì)量要求不高的場(chǎng)合，仍不失為一種簡單、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)的裝夾方法。3.夾具裝夾采用夾具裝夾方法時(shí)所使用的夾具多為專用機(jī)床夾具。專用機(jī)床夾具是為某種零件在某一道工序上的裝夾而專門設(shè)計(jì)和制造的機(jī)床夾具。該夾具可事先按要求安裝在機(jī)床上，工件無需找正即可直接裝夾在夾具中。圖1-7夾具裝夾示例1—心軸2—壓緊螺母3—墊圈4—鉆套5——鉆模板6—夾具體7—定位銷使用夾具裝夾工件，不僅可以保證裝夾精度，而且可以顯著提高裝夾效率，還可減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，對(duì)工人技術(shù)水平要求也不高。但專用機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)與制造的周期較長，費(fèi)用較高。因此，該方法主要適用于產(chǎn)品相對(duì)穩(wěn)定而產(chǎn)量較大的成批生產(chǎn)和大量生產(chǎn)類型。二、工件的定位一個(gè)自由剛體，在空間直角坐標(biāo)系中有六個(gè)自由度，即沿三個(gè)坐標(biāo)軸方向的移動(dòng)自由度（分別用符號(hào)、、表示）和繞三個(gè)坐標(biāo)軸方向的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度（分別用符號(hào)、、表示）。要使工件在某個(gè)方向有確定位置，就必須限制工件在該方向的自由度。如果完全限制了工件的六個(gè)自由度，則工件在空間的位置就完全確定了。XYZXYZ附圖工件在空間的六點(diǎn)定位綜上分析所知，欲使工件在空間處于完全確定的位置，必須選用與加工件相適應(yīng)的六個(gè)支承點(diǎn)來限制工件的六個(gè)自由度，這就是工件定位的六點(diǎn)定位原理。（注意：六點(diǎn)定位原理中“點(diǎn)”的含義是限制自由度，不要機(jī)械地理解成接觸點(diǎn)。）工件的定位應(yīng)使工件在空間相對(duì)于機(jī)床占有某一正確的位置，即為保證工件的加工要求，工件必須正確定位。圖1-8定位分析示例工件相對(duì)于機(jī)床占有某一正確的位置，其實(shí)質(zhì)是使工件的工序基準(zhǔn)相對(duì)于機(jī)床和刀具間保持一正確位置。工件的正確定位，就是工序基準(zhǔn)的正確定位。工序基準(zhǔn)的正確定位，可以轉(zhuǎn)化為在空間直角坐標(biāo)系中用限制工件工序基準(zhǔn)的自由度來分析和保證。工件正確定位，完全由其加工要求和工序基準(zhǔn)的形式?jīng)Q定。例1在右圖所示的一圓柱體上銑平面，工序尺寸為H。試分析為保證加工要求應(yīng)限制的自由度。下面結(jié)合實(shí)例，根據(jù)加工要求分析應(yīng)限制工件的自由度。例2在右圖所示的圓柱體工件上擴(kuò)孔，要保證擴(kuò)孔尺寸及內(nèi)孔對(duì)外圓的同軸度公差的加工要求。試分析工件正確定位應(yīng)限制的自由度。從以上幾個(gè)實(shí)例的分析過程可知，在根據(jù)工序的加工要求，分析工件定位時(shí)應(yīng)限制的自由度數(shù)，其大致的解題步驟如下：a.根據(jù)工序簡圖列出本工序中的加工要求；b.根據(jù)工序尺寸確定各工序基準(zhǔn)；c.逐個(gè)分析應(yīng)限制工序基準(zhǔn)的哪些自由度；d.將應(yīng)限制工件的自由度數(shù)目按順序歸納整理。例3如圖所示的圓柱體上銑一通槽，要保證：①槽寬尺寸b；②槽深尺寸H；③槽對(duì)圓柱體軸線的對(duì)稱度公差t。試分析工件正確定位應(yīng)限制的自由度。綜上分析可知，限制工件自由度時(shí)并不一定要將六個(gè)自由度全部限制住，只是對(duì)加工要求有影響的自由度應(yīng)必須加以限制。由刀具直接保證的加工要求和不影響加工要求的自由度，都可不必限制。在實(shí)際中工件被限制的自由度數(shù)一般不得少于三個(gè)。

在具體的夾具中，限制工件自由度的支承點(diǎn)是由對(duì)工件起定位作用的定位元件來體現(xiàn)的。工件在定位時(shí)，其自由度是通過工