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第一部分 机械制图与公差配合知识一、日光照射物体，在地上或墙上产生影子，这种现象叫做投影，一组互相平行的投影线与投影面垂直的投影成为正投影。二、三视图1、（1）正投影面：正立位置的投影面，V面；主视图：从前向后在V面上的投影。（2）水平投影面：水平位置的投影面，H面；俯视图：从上向下在H面的投影。（3）侧投影面：侧立位置的投影面，W面；左视图：从左向右在W面的投影。2、三视图的投影规律归纳为：（1）主、俯视图：长相等，长对正；主、左视图：高相等， 高平齐；俯、左视图：宽相等， 宽相等；（2）总结出三视图投影规律：长对正、高平齐、宽相等。（3）总之，以主视图为准，在俯视图和左视图中存在“近后远前”的方位关系。三、剖视图的种类按剖切的范围，剖视图可分为全剖视图、半剖视图和局部视图。1、全剖视图（1）概念：用剖切面完全地剖开物体所得的剖视图。（2）应用：表达内形比较复杂、外形比较简单或外形已在其他视图上表达清楚的零件。（3）注意：因剖视图已表达清楚机件的内部结构,其它视图不必画出虚线。2、半剖视图（1）概念：当零件具有对称平面时,向垂直于对称平面的投影面上投射所得到的图形，可以对称中心线为界，一半画成剖视，另一半画成视图。（2）应用：由于半剖视图既充分的表达了机件的内部形状，又保留了机件的外部形状，所以常采用它来表达内外部形状都比较复杂的对称机件。当机件的形状接近于对称，且不对称的部分已另有图形表达清楚时，也可以画成半剖视图。（3）注意：a、视图与剖视图的分界线应是对称中心线（细点画线），而不应画成粗实线，也不应与轮廓线重合；b、机件的内部形状在半剖视图中以表达清楚，在另一半视图上就不必再画出虚线，但对于孔或槽等，应画出中心线的位置。3、局部剖视图（1）概念：用剖切平面局部的剖开机件所得的视图。（2）注意：a、已表达清楚的结构形状虚线不再画出。b、局部剖视图用波浪线分界,波浪线应画在机件的实体上,不能超出实体轮廓线,也不能画在机件的中空处。c、波浪线不应轮廓的延长线上,也不用轮廓线代替,或与图样上其它图线重合。三、螺纹的规定画法1、国标规定:螺纹的牙顶（大径）及螺纹终止线用粗实线表示，牙底（小径）用细实线表示。在平行于螺杆轴线的投影面的视图中，螺杆的倒角或倒圆部分也应画出；在垂直于螺纹轴线的投影面的视图中，表示牙底的细实线圆只画约3/4圈，此时螺纹的倒角圆规定省略不画。2、内螺纹的规定画法牙底（大径）为细实线，牙顶（小径）及螺纹终止线为粗实线。牙底、牙顶和螺纹终止线皆为虚线。在垂直于螺纹轴线的投影面的视图中，牙底仍画成约为3/4圈的细实线，并规定螺纹孔的倒角圆省略不画。3、内、外螺纹连接的画法国标规定：在剖视图中表示螺纹连接时，其旋合部分应按外螺纹的画法表示，其余部分仍按各自的画法表示。当剖切平面通过螺杆轴线时，实心螺杆按不剖绘制。4、螺纹标注M10-5g6g-S。M10为螺纹代号；5g6g表示公差带代号（5g为中径公差带，6g为定径公差带）；S表示旋合长度代号四、公差配合知识1、配合有三种：间隙配合、过盈配合、过渡配合2、基准制：两种制度：基孔制和基轴制（1）基孔制中的孔称为基准孔，用 H 表示，下偏差为零。其公差带位置在零线上侧。轴的基本偏差在a-h之间为间隙配合，j-n为过渡配合，p-zc之间为过盈配合（2）基轴制 - 基轴制中的轴称为基准轴，用 h 表示，上偏差为零，公差带位置在零线下侧。孔的基本偏差在A-H之间为间隙配合，J-N为过渡配合，P-ZC之间为过盈配合3、12H8/f7表示轴的基本尺寸为12mm，孔公差等级为8，轴的等级为7，属于基孔制间隙配合4、国家标准设置了 20 个公差等级。IT01 . IT0 . IT1. IT2 .IT3 . IT18，IT01为最高一级。基本偏差规定了28个。5、形位公差：共分两大类，一类是形状公差，有6类；另一类是位置公差，有8类尺寸公差和形位公差遵循的公差原则：即独立原则和包容原则五、表面粗糙度：指加工表面上具有较小间距和微小峰谷所组成的微观几何形状特性。1、Ra：轮廓算术平均偏差，Ra 值越大，表面越粗糙，优先选择。2、Rz：微观不平度的十点高度3、Ry：轮廓的最大高度六、公差与配合基本概念1、尺寸：用特定单位表示线性尺寸值的数值。 在技术图纸上，只标数字，单位省略。如直径、长度、宽度等。 2、基本尺寸（D， d）：是指通过它应用上、下偏差可算出极限尺寸的尺寸。基本尺寸可以是一个整数或一个小数值。3. 实际尺寸（Da， da）：通过测量获得的某一孔、轴尺寸称为实际尺寸。由于存在测量误差，实际尺寸并非尺寸的真值。例如，测得某轴的尺寸为24.965，量具的极限误差为0.001。则真值在24.9650.001之间，忽略测量误差，实际尺寸为24.965mm。尺寸的真值实际尺寸量具的不确定度4、极限尺寸：是指一个孔或轴允许的尺寸的两个极端，实际尺寸应位于其中，也可达到极限尺寸。孔或轴允许的最大尺寸称为最大极限尺寸（分别用Dmax、dmax表示）；孔或轴允许的最小尺寸称为最小极限尺寸（分别用Dmin、 dmin表示）。极限尺寸用来控制实际尺寸。5、偏差：某一尺寸减去基本尺寸所得的代数差。包括实际偏差和极限偏差。（1）实际偏差（Ea，ea）：实际尺寸减去基本尺寸所得的代数差。孔用Ea=Da-D 表示，轴用ea=da-d表示。（2）极限偏差又分上偏差（ES、es）和下偏差（EI、ei）。最大极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差成为上偏差，最小极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差称为下偏差。即 ES=Dmax-D es=dmax-d EI=Dmin-D ei=dmin-d（3）极限偏差用来控制实际偏差。若实际偏差在极限偏差范围内，则零件尺寸合格。（4）偏差为代数值，故有正数、负数或零。计算或标注时，除零以外 必须带有正号或负号，零也要标注。6、尺寸公差：最大极限尺寸减最小极限尺寸之差，或上偏差减下偏差之差。它是允许尺寸的变动量。公差等于最大极限尺寸与最小极限尺寸之代数差的绝对值，也等于上偏差与下偏差之代数差的绝对值。孔、轴的公差分别用TD和Td表示。TD =Dmax- Dmin= ES-EI Td =dmax- dmin= es-ei公差是用来限制误差的，若误差小于或等于公差，则零件合格。公差为没有符号的绝对值，且不能为零。7、尺寸公差带图与公差带由于公差及偏差的数值与基本尺寸数值相差较大，不便用同一比例表示， 故采用公差带图。公差带图由零线和公差带组成。（1）零线：表示基本尺寸的一条直线，以其为基准确定偏差和公差，零线以上为正，以下为负。 （2）公差带：由代表上、下偏差的两条直线所限定的一个区域。（3）公差带有两个基本参数，即公差带大小与位置。大小由标准公差确定，位置由基本偏差确定。（4）公差带在垂直零线方向的宽度代表公差值，沿零线方向的长度可适当任取。 （5）一般，孔公差带用斜线表示，轴的公差带用网点表示。8、画出基本尺寸为 25，最大极限尺寸Dmax= 25.021 、最小极限尺寸Dmin= 25 mm的孔与最大极限尺寸dmax= 24.980、最小极限尺寸dmin= 24.967mm的轴的公差带图。标准公差与基本偏差9、为使公差带标准化，将公差值和极限偏差值进行了标准化：（GB/T1800.11997）（1）标准公差：本标准极限配合制中，所规定的任一公差。字母IT为“国际公差”的符号。（2）基本偏差：本标准极限配合制中，确定公差带相对零线位置的那个极限偏差。它可以是上偏差或下偏差，一般为靠近零线的那个极限偏差。 10、配合：基本尺寸相同，相互结合的孔、轴公差带之间的关系，称为配合。形成配合的两个基本条件：（1）孔和轴的基本尺寸必须相同；（2）具有包容和被包容的特性。（1）间隙或过盈：孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸所得的代数差，若为“正”时是间隙，用“X”表示，间隙值前必须加注正号；若为“负”时是过盈，用“Y”表示，过盈值前必须加注负号。11、配合的类别：根据其公带位置不同，可分为三种类型：间隙配合、过盈配合和过渡配合。12、间隙配合：具有间隙（包括最小间隙为零）的配合称为间隙配合。此时，孔的公差带在轴的公差带之上。 间隙的极限值为最大间隙（Xmax）和最小间隙（Xmin）。（1）最大间隙孔的最大极限尺寸减去轴的最小极限尺寸所得的代数差称为最大间隙，用Xmax表示。 Xmax =Dmax- dmin=ES - ei （2）最小间隙孔的最小极限尺寸减去轴的最大极限尺寸所得的代数差称为最小间隙，用Xmin表示。 Xmin =Dmin - dmax =EI - es （3）实际生产中，平均间隙更能体现其配合性质。 Xav =（Xmax + Xmin ）/213、过盈配合：具有过盈（包括最小过盈为零）的配合称为过盈配合。此时，孔的公差带在轴的公差带之下。 过盈的极限值为最大过盈（Ymax）和最小过盈（Ymin）。（1）最大过盈孔的最小极限尺寸减去轴的最大极限尺寸所得的代数差称为最大过盈，用Ymax表示。 Ymax = Dmin - dmax =EI - es（2）最小过盈孔的最大极限尺寸减去轴的最小极限尺寸所得的代数差称为最小过盈，用Ymin表示。 Ymin = Dmax- dmin=ES - ei （3）实际生产中，平均过盈更能体现其配合性质。Yav =（ Ymax + Ymin ）/214、过渡配合：可能具有间隙也可能具有过盈的配合称为过渡配合。此时，孔的公差带与轴的公差带相互重叠。过渡配合的特征值是最大间隙（Xmax）和最大过盈（ Ymax ） 。 （1）最大间隙孔的最大极限尺寸减去轴的最小极限尺寸所得的代数差称为最大间隙，用Xmax表示。 Xmax = Dmax - dmin=ES - ei （2）最大过盈孔的最小极限尺寸减去轴的最大极限尺寸所得的代数差称为最大过盈，用Ymax表示。 Ymax = Dmin- dmax =EI - es （3）实际生产中，其平均松紧程度可能表示为平均间隙，也可能表示为平均过盈。 Xav （或Yav ）=（Xmax +Ymax）/214、配合公差：配合公差是指允许间隙或过盈的变动量，也是组成配合的孔、轴公差之和。它反映配合的松紧变化程度，表示配合精度，是评定配合质量的一个重要的综合指标。 在数值上，它是一个没有正、负号，也不能为零的绝对值。它的数值用公式表示为： 对于间隙配合Tf =XmaxXmin 对于过盈配合Tf =YminYmax 对于过渡配合Tf =XmaxYmax 将最大、最小间隙和过盈分别用孔、轴极限尺寸或极限偏差换算后代入上式，则得三类配合的配合公差的共同公式为： Tf = TD +Td15、基孔制配合：基本偏差为一定的孔的公差带与不同基本偏差轴的公差带形成各种配合的一种制度。基孔制中的孔为基准孔，其代号为“H”，其下偏差为零。它是配合中的基准件，轴为非基准件。16、基轴制配合：基本偏差为一定的轴的公差带与不同基本偏差孔的公差带形成各种配合的一种制度。基轴制中的轴为基准轴，其代号为“h”，其上偏差为零。它是配合中的基准件，孔为非基准件。17、基孔制和基轴制是两种平行的配合制度，在一定的条件下，同名配合的性质是相同的。如40H8/f7等价于40F8/h7，是同名配合，其配合性质相同。一般情况下，优先采用基孔制。18、例题例1试计算孔 和 轴 配合的极限间隙、平均间隙和配合公差，并画出孔、轴尺寸公差带图及配合公差带图。解：由公式计算：最大间隙 Xmax=ES- ei =+0.033 -（- 0.041) =+0.074 mm 最小间隙 Xmin=EI- es =0 -（- 0.020 =+0.020 mm平均间隙 Xav = （ Xmax+ Xmin ）/2 =（+0.074 ）+ （+0.020 ）/2 =+0.047 mm 配合公差 Tf =Xmax- Xmin =+0.074 -（ +0.020 ） = 0.054mm或Tf = TD + Td= （ES- EI） + （es - ei ）=0.033+0.021= 0.054mm此配合为间隙配合，孔、轴公差带图及配合公差带图如右图所示。例2：试计算孔 和 轴 配合的极限过盈、平均过盈和配合公差，并画出孔、轴尺寸公差带图及配合公差带图。解：由公式计算：最大过盈Ymax=EI- es =0 -（+ 0.069 ）= - 0.069 mm最小过盈Ymin= ES- ei =+0.033 -（+0.048) = - 0.015 mm 平均过盈Yav = （Ymax+ Ymin ）/2 =（ -0.069 ）+ （ -0.015 ）/2 = - 0.042 mm配合公差 Tf = Ymin -Ymax=-0.015-（ -0.069 ）= 0.054mm或Tf = TD + Td=（ES- EI）+ （es - ei ）=0.033+0.021= 0.054mm此配合为过盈配合，孔、轴公差带图及配合公差带图如右图所示。例3：试计算孔 和 轴 配合的极限间隙或过盈、平均间隙或过盈以及配合公差，并画出孔、轴尺寸公差带图及配合公差带图。解：由公式计算 最大间隙 Xmax=ES- ei =+0.033 -（- 0.008) = + 0.041 mm 最大过盈 Ymax=EI- es =0 -（+0.013 ） = - 0.013 mm因为 |Xmax| |Ymax| ，所以平均间隙 Xav =（Xmax+Ymax）/2 =（+0.041 ）+（-0.013 ）/2 = + 0.014 mm此配合为过渡配合。例4：试计算孔 和 轴 的极限尺寸、极限偏差，尺寸公差，配合的极限间隙，配合公差，并画出孔、轴尺寸公差带图及配合公差带图。解：极限尺寸：孔 Dmax=20.033 Dmin=20 轴 dmax=19.980 dmin=19.959极限偏差：孔 ES =+0.033 EI=0 轴 es =-0.020 ei=-0.041尺寸公差：孔 TD= | ES-EI |=0.033 轴 Td= | es- ei |=0.021极限间隙 Xmax=ES- ei =+0.033 -（- 0.041)=+0.074 Xmin =EI- es =0 -（- 0.020 ）=+0.020配合公差 Tf = TD + Td = 0.054第二部分 金属切削与刀具知识。一、刀具材料的基本要求（1）高的硬度（2）高的耐磨性（3）足够的强度和韧性（4）高的红硬性二、车刀的工作角度：车刀的工作角度与车刀安装的高低、歪斜程度有关。（1）当车刀刀尖高于工件轴线时，使前角增大，后角减少。反之，则前角减少，后角增大。（2）车刀安装歪斜，对主偏角、副偏角影响较大，特别是在车削螺纹时，会使牙形半角产生误差。三、车刀几何角度的作用及选择（一）前角的作用与选择1、前角的作用：（1）前角的大小影响刀具的锋利程度和强度，影响切削变形和切削力。（2）前角增大能使车刀刃口锋利，减少切削变形和切削力，使切削轻快。（3）但前角过大，楔角减少，降低切削人和刀头的强度，使刀头散热条件变差，切削时刀头容易崩刀。2、前角的初步选择：前角的大小应根据工件材料、刀具材料及加工性质选择（1）工件材料软，可取较大的前角；工件材料硬，应取较小的前角。（2）车塑性材料时，可取较大的前角；车脆性材料时，应取较小的前角。（3）车刀材料的强度较低、韧性较差，前角应取小些；反之，前角应取大些。（4）粗加工时，为了保证刀刃有足够的强度，应取较小的前角；精加工时，为了获得较细的表面粗糙度，应取较大的前角。（二）后角的作用及选择1、后角的作用：后角可减少刀具后刀面与工件加工表面之间的摩擦以及刀具后刀面的磨损，它配合前角调整刀刃的锐利程度和强度。2、后角的选择（1）粗加工时，为了增加刀刃的强度，应取较小的后角；精加工时，为了减少后刀面与工件的摩擦，应取较大的后角。（2）工件材料较硬时，为使刀刃有足够的强度，后角应取较小值；工件材料较软，应取较大值。（三）主偏角的作用及选择1、主偏角的主要作用:影响刀尖部分的强度与散热条件，影响切削分力的大小。2、主偏角的选择（1）主偏角的大小首先应根据工件的形状选择。如车削台阶轴或车不通孔时，应取大于或等于900；从工件中间切入时，主偏角一般取450-600.（2）当工件刚性较好时，为提高刀具寿命，应取较小的主偏角；当工件刚性较差时（如车细长轴）。为了减少切削时的振动，提高工件的加工精度，须取较大的主偏角（900-930.）.（3）大进给、大切深的强力车刀，为了减少切削深抗力，一般取较大的主偏角（750）（4）当工件材料的强度、硬度较高时，为了增加刀尖部分的强度，应取较小的主偏角。（四）副偏角的作用及选择1、副偏角的作用：可减少副切削刃与已加工表面之间的摩擦，影响刀尖部分的强度和散热条件，影响已加工表面的粗糙度。2、副偏角的选择（1）对于外圆车刀，一般取60-100（2）精加工车刀，为了减少已加工表面粗糙度，应取更小些（3）加工强度、硬度较高的材料时，为了提高刀尖部分的强度，应取较小的副偏角（40-60）（4）工件刚性较差时，为了减少切深抗力，避免产生切削振动，应去较大的副偏角。（5）切断时，为了保证刀头强度，保证重磨后刀头宽度变化较小，只能取很小的副偏角（10-20）（五）刃倾角的作用及选择1、刃倾角有正值、负值和零三种，（1）当刀尖是主切削刃的最高点时，刃倾角为正值；（2）当刀尖是主切削刃上的最低点时，刃倾角为负值；（3）当主切削刃与基面重合时，刃倾角为零。2、刃倾角的作用：（1）刃倾角可控制切屑的流出方向。正值可使刃倾角可使切屑流向待加工表面；负值可使切屑流向已加工表面；零值可使切屑垂直于主切削刃方向流出。（2）刃倾角影响刀尖部分的强度。正值可提高工件表面加工质量，但刀尖强度较差，不利于承受冲击载荷，容易损坏刀尖。（3）刃倾角影响切削分力的大小。正值可使切削抗力减少而进给抗力加大；负值可使切削抗力加大而进给抗力减少。3、刃倾角的选择（1）粗车一般钢料和灰铸铁，一般应取负值的刃倾角。即-50（2）精车一般钢料和灰铸铁时，为了保证切屑流向待加工表面，应取较小的正值刃倾角。即05（3）有冲击负荷或断续切削时，为了保证足够的刀尖强度，应取较大的负值刃倾角。即-15-5（4）当工件刚性较差时，应取正值刃倾角。即35四、刀具的寿命（一）刀具磨损形式：刀具的磨损有正常磨损和非正常磨损1、刀具的正常磨损主要有三种：后刀面磨损，前刀面磨损，前、后刀面同时磨损。2、刀具的非正常磨损：包括破损和卷刃（二）刀具的磨损过程可分为三个阶段：初期磨损阶段、正常磨损阶段、急剧磨损阶段（三）提高刀具寿命的基本方法1、正确选择刀具的几何参数（1）合理选择前角：刀具前角增大，能使切削力和切削变形减少，切削温度降低，刀具寿命提高。但前角太大，刀刃强度下降，切削时容易破损，刀具寿命反而下降。因此，在选择刀具前角时，既要考虑减少切削力和切削变形，又要保刀尖强度和散热条件。（2）合理选择后角：在满足刀具与工件之间摩擦力减少的前提下，应尽量选择较小的刀具后角，以提高刀具寿命。（3）合理选择主偏角：在不产生振动和工件形状许可的条件下，应选择较小的主偏角，增加刀具强度并改善刀具的散热条件，提高刀具寿命。（4）合理选择刃倾角在能控制切屑流向的情况下，应尽量选择较小的刃倾角，以保证刀刃有较高的强度，提高刀具寿命。而断续切削或粗加工大切深时，应取较大的刃倾角。2、正确选择切削用量切削用量对刀具寿命的影响主要是通过切削温度的高低来反映。在切削用量中，对刀具寿命影响最大的是切削速度v，其次是进给量f，影响较小的时切削深度ap。（1）切削速度v：切削速度达到一定值时，刀具寿命最长；随着v的继续提高，摩擦表面的滑动速度加大，切削温度升高较快，刀具磨损也加快，刀具寿命明显下降。（2）进给量：进给量增大，刀具寿命下降。当进给量增大20%时，刀具寿命下降19%；当进给量增大一倍时，刀具下降55%。（3）切削深度切削深度增大，刀具寿命下降。当切削深度增加20%时，刀具寿命下降10%；当切削深度增加一倍时，刀具寿命下降34%。（一）刀具材料应具备的性能1、足够的硬度和耐磨性：刀具硬度应高于工件材料的硬度，常温硬度一般须在60HRC 以上。耐磨性是指材料抵抗磨损的能力，它与材料硬度、强度和组织结构有关。材料硬度越高，耐磨性越好。2、足够的强度与韧性：材料的强度和韧性通常用抗弯强度和冲击值表示。3、较高的耐热性和传热性：刀具材料的高温硬度越高，耐热性越好，允许的切削速度越高。4、较好的工艺性和经济性（二）刀具材料的分类刀具材料可分为工具钢（包括碳素工具钢、合金工具钢）、高速钢、硬质合金、陶瓷和超硬材料（包括金刚石、立方氮化硼等）五大类。1、工具 钢（1）碳素工具钢碳素工具钢是合碳量为 0.65%1.3%的优质碳素钢，常用钢号有T7A、T8A、T10A、T12A 等。这类钢工艺性能良好，经适当热处理，硬度可达60HRC64HRC，有较高的耐磨性，价格低廉。最大缺点是热硬性差，在200300时硬度开始降低，故允许的切削速度较低（5m/min10m/min）。因此，只能用于制造手用刀具、低速及小进给量的机用刀具。（2）合金工具钢合金工具钢是在碳素工具钢中加入适当的合金元素铬(Cr)、硅(Si)、钨(W)、锰(Mn)、钒(V)等炼制而成的(合金元素总含量不超过3%5%)，提高了刀具材料的韧性、耐磨性和耐热性。其耐热性达325400，所以切削速度（10m/min15m/min）比碳素工具钢提高了。合金工具钢用于制造细长的或截面积大、刃形复杂的刀具，如铰刀、丝锥和板牙等。2、高速钢：（1）高速钢是富含W、Cr、Mo(钼)、V 等合金元素的高合金工具钢。在工厂中常称为白钢或锋钢。（2）高速钢的特点与碳素工具钢、合金工具钢相比，高速钢突出的性能特点是热硬性很高，高速钢还具有较高的耐磨性以及较高的强度和韧性。与硬质合金相比，高速钢的最大优点是可加工性好并具有良好的综合力学性能。（3）常用高速钢材料的分类与性能及应用高速钢按切削性能可分为普通高速钢、高性能高速钢和粉末冶金高速钢。普通高速钢：可用于制造各种刃形复杂的刀具。普通高速钢又分为钨系高速钢和钨钼系高速钢两类。高性能高速钢：适用于加工不锈钢、耐热钢、钛合金及高强度钢等难加工材料。粉末冶金高速钢：适于制造切削难加工材料的刀具，特别适于制造各种精密刀具和形状复杂的刀具。3、硬质合金（1）硬质合金的组成与特点硬质合金的硬度、耐磨性、耐热性均超过高速钢，切削温度达8001000时仍能进行切削，且切削速度可提高410 倍。其缺点是抗弯强度低，冲击韧性差，可加工性差。（2）常用硬质合金的分类、性能及应用硬质合金按化学成分可分为四类：钨钴类(YG 类)、钨钴钛类(YT 类)、含添加剂的硬质合金(YW 类)、TiC 基硬质合金(YN 类)。其中前面三类的主要成分为WC，可统称为WC基硬质合金。钨钴类硬质合金：用YG代表，主要用于加工形成短切屑的铸铁、有色金属及非金属等脆性材料。钨钴钛类硬质合金。用YT代表。主要用于加工形成长屑的钢材等塑性材料。TiC基硬质合金。YN 类硬质合金适用于工具钢的半精加工和精加工及淬硬钢的加工。第三部分 车削基本知识二、金属切削知识（一）车削运动可分为主运动和进给运动。（二）切削用量：包括切削深度、进给量和切削速度三、切削过程中的物理现象（一）积屑瘤：用中等切削速度切削钢料或其它塑性金属，有时在车刀前刀面上牢固地粘着一小块金属。这就是积屑瘤，也称刀瘤。1、形成原因：切削过程中，由于挤压变形和强烈的摩擦，使切屑与前刀面之间产生很大的压力和很高的温度。当温度（约300C左右）和压力条件适当时，摩擦力大于切屑内部的结合力，切屑底层的一部分金属就“冷焊” 在前刀面靠近刀刃处，形成“积屑瘤”。2、积屑瘤对切削的影响（1）保护刀具；（2）增大实际前角；（3）影响工件表面质量和尺寸精度。粗加工时，一般允许积屑瘤存在；精加工时，由于工件的表面粗糙度要求较小，尺寸精度要求较高，因此应避免产生积屑瘤。3、切削速度对积屑瘤产生的影响（1）加工塑性材料时，切削速度的影响最明显。（2）切削速度较低（v0.6%）；（2）按钢的质量可以把碳素钢分为普通碳素钢（含磷、硫较高）、优质碳素钢（含磷、硫较低）和高级优质钢（含磷、硫更低）和特级优质钢。（3）按用途可以把碳钢分为碳素结构钢（一般属于低碳钢和中碳钢，按质量又分为普通碳素结构钢和优质碳素结构钢）、碳素工具钢（属于高碳钢）一般碳钢中含碳量较高则硬度越大，强度也越高，但塑性较低，切削性较差。8、碳素钢的牌号（1）碳素结构钢：牌号由代表屈服点的字母、屈服点的数值、质量等级符号、脱氧方法符号等四部分组成。如Q235-AF，中Q表示钢材屈服点表示235表示屈服点235Mpa，质量等级A；F表述沸腾钢。牌号注解：Q是屈服强度 A质量等级（有ABCD四级），F沸腾钢特点：价格低廉，工艺性能（如焊接性和冷成形性）优良。常用于制造受力不大的零件。（2）优质碳素结构钢：质量比碳素结构钢高。牌号：例45、65Mn、08F钢号用两位数表示，表示钢平均含碳量的万分之几。如钢号45表示钢中含碳量0.45%。（3）碳素工具钢牌号：例如T12钢表示Wc=1.2%的碳素工具钢。数字表示含碳量的千分数特点：属共析钢和过共析钢，强度、硬度较高，耐磨性好适用于制造各种低速切削刀具。（4）铸钢牌号：例如ZG200-400，表示s200Mpa（N/mm2），b400MPa的铸钢，s表示屈服点。性能：铸造性能比铸铁差，但力学性能比铸铁好；应用：主要用于制造形状复杂，力学性能要求高的零件。9、铸铁（1）根据碳在铸铁中存在的形态不同，可将铸铁分为白口铸铁、灰铸铁、可锻铸铁及球墨铸铁10、钢的热处理（1）热处理：是将钢在固态下，通过加热、保温和冷却的方式来改变其内部组织，从而获得所需性能的一种工艺方法。（2）退火：把钢加热到一定温度并在此温度下保温，然后缓慢地冷却到室温，这一热处理工艺称为退火。常用的退火方法有完全退火、球化退火和去应力退火。退火目的：完全退火：降低钢的硬度，消除钢中不均匀的组织和内应力球化退火：降低钢的硬度，改善切削加工性能。去应力退火：消除金属材料的内应力（3）正火：将钢加热到一定温度，保温一段时间，然后在空气中冷却的热处理方法。正火目的：正火与退火两者的目的基本相同，但正火的冷却速度比退火稍快，故正火钢的组织较细，它的强度、硬度比退火钢高。（3）淬火：将钢加热到一定温度，经保温后快速在水（或油）中冷却的热处理方法。他是提高材料的强度、硬度、耐磨性的重要的热处理方法。淬火目的：是把奥氏体化的钢件淬火成马氏体，从而提高钢的硬度、强度和耐磨性，更好地发挥钢材的性能潜力。（4）回火：将淬火后的钢重新加热到某一温度，并保温一定时间，然后以一定的方式冷却至室温，这种热处理方法称回火。回火目的：（1）减少或消除工件淬火时产生的内应力，防止工件在使用过程中的变形和开裂；（2）适当调整钢的强度和硬度，使零件获得所需要的力学性能。（3）稳定组织，使工件在使用过程中不发生组织转变。第七部分 机械传动基础知识一、机械传动基本知识1、机器：机器就是人工的物体组合组合，它的各部分之间具有一定的相对运动，并能用来做出有效的机械功或转换机械能。2、机构：在机器中有传递运动或转变运动形式的部分。通常所说的机械，是机构和机器的总称。3、运动副：两构件之间作面接触的运动副称为低副；两构件作点或线接触的运动副称为高副。二、带传动1、平带传动形式：开口式、交叉式、半交叉式2、平带传动使用特点（1）结构简单，适宜用于两轴中心距较大的场合（2）富有弹性，具有缓冲作用，能吸振，传动平稳无噪声（3）在过载时可产生打滑，能防止薄弱零部件见的损坏，起到安全保护作用（4）不能保持准确的传动比，外廓尺寸较大，效率较低。3、传动比：平带传动的传动比为带轮的转速n1、n2之比，与带轮的直径成反比。即i12=n1/n2=D2/D1。n1、n2为带轮的转速， D2、D1带轮的直径。4、V带传动与平带相比，主要特点是传动能力强，在相同条件下，约为平带的3倍。V带的计算长度，即V带中性层的长度。三、螺旋传动1、螺旋传动的特点：结构简单，工作连续平稳，承载能力大，传动精度高。缺点是由于螺纹之间产生较大的相对滑动，因而磨损大，效率低。2、螺母位移：以机床溜板为例：螺杆每转一周，螺母带动溜板（工作台）位移一个导程。3、螺旋传动时位移与移距的关系螺旋传动主要是把旋转运动变换为直线运动。位移量L与和螺旋传动时的转速n之间的关系为：L=nS（S为螺纹的导程）四、齿轮传动一、齿轮传动比i12=n1/n2=Z2/Z11、齿轮传动的特点：（1）能保证瞬时传动比恒定，平稳性较好，传递运动准确可靠（2）传递的功率和速度范围较大（3）结构紧凑，工作可靠，可实现较大的传动比（4）传动效率高，使用寿命长（5）齿轮的制造、安装要求较高。2、渐开线齿轮啮合特性（1）传动平稳性：传动比等于角速度之比（2）正确啮合条件：一对渐开线齿轮的模数m1、m2和压力角a1、a2分别相等。即m1=m2=m a1=a2=a（3）连续传动条件：一对渐开线齿轮传动时，当这对齿轮还没有脱离啮合前，后一对齿轮就应进入啮合，否则齿轮传动就会中断，将产生冲击。五、静力学知识1、力：（1）力对物体的作用效果决定于三个要素：力的大小，力的方向，力的作用点。（2）二力平衡公理：作用在刚体上的两个力，使刚体处于平衡状态的必要和充分条件是：这两个力的大小相等、方向相反、且作用在同一直线上。（3）作用与反作用公理：两个物体间的作用力与反作用力总是成对出现，且大小相等，方向相反，沿着同一直线，但分别作用在这两个物体上。（4）三力平衡汇交原理：刚体受不平行的三个力作用而平衡时，这三个力的作用线必在同一平面内且汇交于一点。六、常用机构1、蜗杆传动特点（1）传动比大（2）工作平稳（3）可以自锁（4）效率低（5）不能任意互换啮合2、轮系：（1）分类：定轴轮系和周转轮系（2）定轴轮系传动比及计算：把轮系中首末两轮的转速之比称为轮系的传动比。七、机械零件1、螺纹连接：基本形式有螺栓连接、双头螺栓连接和螺钉连接三种2、联轴器和离合器的区别（1）相同点：把两根轴连接在一起，以便将主动轴的运动及动力直接传递给从动轴。（2）区别：联轴器只有在机器停转后，并经过拆卸才能把两轴分离。而离合器可以在机器运转过程中，将传动系统随时分离和结合。第八部分 液压传动知识一、工作原理：以油液作为工作介质，依靠密封容积的变化来传递运动，依靠油液内部的压力来传递动力。二、组成：液压泵、执行部分、控制部分、辅助部分（一）液压泵：将电动机输出的机械能转换为液压能的能量转换装置（1）齿轮泵：压油口小于吸油口，齿轮泵多用于低压液压系统（2.5Mpa以下）（二）液压控制阀（1）液压控制阀是液压系统的控制元件，用来控制和调节液流方向、压力和流量，从而控制执行元件的运动方向、输出的 力和力矩、运动速度、动作顺序，以及限制和调节液压系统的工作压力，防止过载。（2）分类：根据用途和工作特点的不同，控制阀主要可分为方向控制阀（单向阀、换向阀）、压力控制阀（溢流阀、减压阀、顺序阀等）、流量控制阀（节流阀、调速阀）（三）液压油1、机床液压油类型额选择通常要考虑油的粘度、工作的环境温度和系统工作压力三项主要因素。2、油的粘度（1）作用：直接影响机床液压系统的效率、灵敏性和可靠性（2）选用：为了减少漏损，在使用温度、压力较高或速度较低时，应采用粘度较高的油；（3）为了减少管路内的压力损失，在使用温度、压力较低或运动速度较高时，应采用粘度较低的油。（四）液压系统常见故障分析1、噪声和振动产生原因（1）空气侵入；（2）泵吸油口密封不严；（3）邮箱中油液不足；（4）吸油管道太细；（5）油泵吸油位置太高；（6)油箱透气性不好；（7）补给油泵供油不充分；（8）油液粘度太高；（9）滤油器被污物堵塞；（10）压力阀失灵；（11）金属油管管道细长；（12）未用管夹装置固定重叠；（13）油管互相撞击等。2、爬行：当液压机床的工作台或执行机构运动时，可出现走走停停的情况，而不是连续的运动，这种故障现象叫做“爬行”。（1）爬行危害：破坏机床工作稳定性；严重影响加工质量。（2）爬行产生原因：空气侵入液压系统；摩擦阻力变化。（3）为什么空气侵入液压系统会产生爬行现象空气侵入油液后，形成大量气泡混杂在压力油中，当气泡在随压力油进行工作循环时，液压油传递压力，先压缩气泡，再传递到活塞上。活塞移动后，气泡又趁机膨胀体积，而再被压力油压缩。这样油缸活塞所受压力是变化的。当大于负载力时，活塞带动工作台移动；小于负载时，工作台停止。气泡在油液中反复的被压缩和膨胀，工作台就出现了爬行故障。3、油温过高。（1）危害：可使机床产生热变形，破坏机床精度；使油的粘度下降，泄露增加，系统压力降低；使油氧化变质，使用寿命缩短。4、引起机床发热的主要原因有那些？（1）油泵、油缸的效率损失而发热；（2）压力油通过溢流阀、节流阀等的开口缝隙发生压力损失；（3）压力油在管道内高速流动而摩擦发热；（4）作相对运动的部件摩擦热传给油液。（5）隔离振源。第十部分 常用量具的结构和使用方法一、0.02游标卡尺的结构和使用方法1、结构：由制成刀口形的内、外量爪和深度尺组成。它的测量范围为0125（0150）。2、刻线原理：尺身每小格为1，当两测量爪合并时，主尺上的49正好对准游标上的50格，则： 游标每格=4950=0.98。主尺与游标每格相差=1-0.98=0.023、使用方法：（1）测量前应将卡尺擦干净，量爪贴合后游标和尺身零件应对齐。（2）测量时，所用的测力以两量爪刚好接触零件表面为宜。（3）测量时，应防止卡尺歪斜。（4）在游标上读数时，应免视线误差。二、千分尺的结构和使用方法1、结构：由尺架、测微螺杆、测力装置等组成。2、刻线原理：千分尺测微螺杆上的螺纹，其螺距为0.05.当微分筒转一周时，测微螺杆沿轴向移动0.5.固定套筒上刻有间隔为0.5的刻线，微分筒圆周上均匀刻有50格。因此，当微分筒每转一格时，测微螺杆就移进0.550=0.01 3、使用方法（1）测量前，转动千分尺的测力装置，使两侧砧面靠合，并检查是否密合；同时看微分筒与固定套筒的零线是否对其，如有偏差应调固定套筒对零。（2）测量时，用手转动测力装置，控制测力，不允许用冲力转动微分筒。千分尺测微螺杆的轴线应与零件表面垂直。（3）读数时，最好不取下千分尺进行读数，如需要取下读数，应先锁紧测微螺杆，然后轻轻取下千分尺，防止尺寸变动。读数要细心，看清刻度，不要错读0.5。四、百分表的结构和使用方法1、结构：百分表的传动系统是由齿轮、齿条等组成。2、刻线原理：测量杆移动1时，大指针正好回转一圈。而在百分表的表盘上沿圆周刻有100等分格，其刻度值为1/100=0.01.测量时当大指针转过1格刻度时，表示零件尺寸变化0.01。3、使用方法（1）测量前，检查表盘和指针有无松动现象；检查指针的平稳和稳定性。（2）测量时，测量杆应垂直零件表面；测圆柱时，测量杆应对准圆柱中心。测量头与被测表面接触时，测量杆应预先有0.31的压缩量。要保持一定的初始测力，以免负偏差测不出来。五、2万能量角器的结构和使用方法1、结构：主要由游标、扇形板、基尺、制动器、底板、角尺、直尺、夹紧块等构成。2、刻线原理：扇形板上课有120格刻线，间隔为1.游标上刻有30格刻线，对应扇形板上的度数为29则； 游标上每格读数=29/30=58，扇形板与游标每格相差=1-58=23、使用方法（1）使用前检查零位。（2）测量时，应使万能量角器的两个测量面与被测件表面在全长上保持良好接触。然后拧紧制动器上的螺帽进行读数。（3）测量角度在050范围内，应装上角尺和直尺；在50140范围内，应装上直尺；在140230范围内，应装上角尺；在230320范围内，不装角尺和直尺。六、精密量具、量仪的使用和测量方法（一）杠杆式卡规和杠杆式千分尺1、杠杆式卡规：是一种具有卡板形尺架的测量器具，其尺内装有指针式读数装置。它利用杠杆齿轮传动放大原理制成，其刻度值常见的有0.002mm和0.005mm两种。2、杠杆式千分尺：杠杆式千分尺又称指示千分尺，它是由千分尺的微分筒部分和杠杆式卡规中指示机构组合而成的一种精密量具。3、使用注意事项（1）用杠杆式卡规或杠杆千分尺作相对测量前，应按被测工件尺寸，用量块调整零位。（2）测量时，按动退让按钮，让工件轻轻接触测量杆面，不可硬卡，以免测量面磨损而影响精度。（3）测量工件时，应以指针的转折点数为正确的测量值。（二）千分尺1、钟表式千分尺：它的刻度值有0.001mm、0.002mm两种。2、杠杆式千分尺：球面测杆向左或向右转动的两条传动链的传动比是相等的，也就是刻度值相等。3、千分尺的使用和注意事项（1）千分尺使用前必须先把表头、测杆、测头和套筒进行牢固的组合并校正零位。（2）钟表式千分表测杆与被测工件表面必须垂直，否则会产生误差。（3）杠杆式千分表的测杆轴线与被测工件表面要平行，夹角愈小，误差就愈小。当夹角大于15时，其测量结果应进行修正。（4）测量杆上不要加油，以免油污进入表内影响千分表的灵敏度。（5）测杆、测头、套筒组合时，必须擦干净。（三）测微仪：又称比较仪，刻度值为0.001mm-0.002mm，精度比千分尺高，量程比千分表小。测量时通常装在专用支架上，以量块作基准件，用相对比较测量法来测量精密工件的尺寸。也可用于工件形状和位置误差的测量。1、杠杆齿轮测微仪：此测微仪的放大比为774倍，即当测杆移动0.001mm时，指针转过的距离（1格）为0.774mm。可以对工件的长度、圆柱体的直径和径向圆跳动、薄形工件的厚度等进行测量。2、扭簧测微仪：是用扭簧作为尺寸的转换放大机构。测量方法与杠杆齿轮测微仪的测量方法相同。另外，还可以将扭簧测微仪的表头装在表架上，在平台上进行各种测量。测量时表头应与被测工件表面垂3、测微仪使用注意事项（1）测微仪应安装在固定支架上。测量前先调整立柱，使测微仪缓慢下降，避免测量头与量块或工件碰撞，损坏指针和其他机构。（2）为了提高测量精度，测量时尽量用刻度的中央部分。（3）扭簧测微仪结构脆弱，测量范围小且没有空行程，使用时测头与工件间的距离应仔细调整。（四）水平仪1、水平仪是测量角度变化的一种常用量具，主要用于测量平面度、直线度和垂直度。水平仪有机械式和电子式两类。2、组成：普通水平仪主要由框架和弧形玻璃管组成。3、框架的测量面上有平面和V形槽，V形槽便于在圆柱面上测量。弧形玻璃管的表面上有刻线，内装乙醚，并留有一个水准泡，水准泡总是停留在玻璃管内的最高处。若水平仪倾斜一个角度，气泡就向左或向右移动，根据移动的距离（格数），直接或通过计算即可知道被测零件的直线度、平面度或垂直度。4、水平仪的工作原理：水平仪是利用转动角度相同、曲率半径放大原理制成的。精度为0.02mm/1000mm的水平仪玻璃管，曲率半径R=103132mm，当平面在1000mm长度中倾斜0.02mm，则倾斜角为： Tg=0.00002 ,=4” 水准泡转过的角度应与平面转过和角度相等，则水准泡移动的距离（1格）为： a2mm.即精度为0.02mm/1000mm（4”）的水平仪，玻璃管刻线距离每格为2mm。（五）圆度仪1、种类：转轴式和转台式两大类。（六）量块1、量块是以两个相互平行的测量面之间的距离来确定工作长度的一种高精度量具。量块分为0、1、2、3、4五个精度等级。2、测量时，通常是将若干个（不超过5块）量块组合在一起使用。3、量块的正确使用注意事项（1）量块是精密量具，使用时要主意防锈、防划伤，切不可撞击。（2）使用量块的环境温度应与检定该量块的环境温度一致。（3）应严格遵守量块的检定规程，不要长时间拿于手中。（4）选择量块时，在满足所需尺寸的前提下，块数越少越好。（5）为了扩大量块的使用范围，可采用成套的量块附件，用来测量工件的内径、外径、和高度以及划线等。4、量块的维护保养（1）量块是保存和传递长度单位的基准，至允许用于检定计量器具、精密测量、精密划线和精密机床的调整。