机械制造技术教案

沧 州 师 范 学 院教 案20 13 20 14 学 年 第 二 学 期系 部 名 称 机 电 工 程 系 教 研 室 机 械 自 动 化 课 程 名 称 机 械 制 造 及 时 课 程 性 质 专 业 必 修 课 授 课 对 象 机 电 12-1 班 专 科 生 授 课 教 师 刚 建 华 职 称 讲 师 使 用 教 材 机 械 制 造 技 术 沈 向 东 主 编授 课 时 数 48 课 时 20 14 年 2 月 日教 案 （ 首 页 ）课程名称 机械制造技术课程性质 学位课（ ） ； 必修课（ ） ； 选修课（ ） ；授课对象 1、专业：机电一体化技术 班级：2012-1 班2、专业： 班级：课程学时 48 课时 周学时 4 起止周 1-13 周学时分配 理论（48 课时 ） ；实验（ ） ；实训实习（ ） ；课程设计（ ）考核方式 理论考试（ ） ；实践考核（ ） ；考查（ ）使 用教 材机械制造技术沈向东主编 机械工业出版社主要参考资料及指定参考书1、沈向东.柔性制造技术M.北京：机械工业出版社，2013.2、王茂元.机械制造技术M.北京：机械工业出版社，2010.3、李德富，李贞权.车工工艺与技能训练M. 北京：机械工业出版社，2011.4、胡家富.铣工（中级）M.北京：机械工业出版社，2010.5、王先逵.机械加工工艺手册M.2 版.北京：机械工业出版社，2012.审 核意 见教研室主任（签字）：年 月 日周 次 1授课日期及节2014.2.25 机电 12-1 班：周 二 第 3、4 节次课题 第 1 章 工艺资料及工艺装备 1.1 标准 授课学时 2 课时/班教学目的与要求1. 使学生了解国内标准及国外标准的代号。2. 使学生掌握机械制造工艺一些常用的基本术语3. 使学生掌握粗糙度的标准教学重点 机械制造工艺的基本术语教学难点 国内标准代号教 具 和多媒体使用 多媒体设备；课件、图片教学方法 讲授法；直观教学法一、复习旧课：二、新课导入：上学期同学们在普通机加工实训室进行了 2 周的机加工实习，在实习过程中出现了很多问题。同学们都存在疑问：整个加工过程都是没有问题的，为什么加工出来的工件还是会出现问题呢？这主要就是因为我们还没有经过系统的专业学习，一些专业知识还不够，从现在开始，我们就系统学习机械加工中的各种知识。并且在我们学习完这门课程之后，同学们肯定就明白了，我们的问题出现在哪里了。教学过程（包括教学环节，内容提纲等）三、讲授内容：第一章 工艺资料及工艺装备1.1 标准理论探究： （一）标准代号（二）机械制造工艺基本术语（三）机械加工的一般标准规范索引（四）标准公差表（五）表面粗糙度职业指导：（一）切削加工件通用技术条件1切削加工的一般要求。2线性尺寸的一般公差。3角度尺寸的极限偏差。4. 几何公差的一般公差。知识拓展： （一）一些常用的其他基本术语（二）表面粗糙度的测定方法（三）线性尺寸的公差如何确定。四、课堂小结：本次课讲授了标准的代号、机械制造工艺的基本术语等相关知识。同学们应该掌握一些常见的国内标准和国际标准的代号。也应该掌握一些机械制造的基本术语，这些基本术语贯穿了正本教材，所以同学们应该提起重视。作业与思考题1. 在机械加工中，养成使用术语说话的习惯有何重要意义？2. 在我们加工过程中，有些尺寸是自由公差，对于这些尺寸，可以自由加工吗？为什么？第一章 工艺资料及工艺装备11 标准标准是指由具有制定标准资格的实体颁布实施的“对重复概念和事务所做的统一规定” 。标准有国际标准、国家标准、行业标准、企业标准等。1.1.1 标准代号1国内标准代号CB- 中国船舶行业标准 FZ- 中国纺织行业标准 GB- 中国国家强制性标准 GB/T-中国推荐性国家标准 GJB-中国国家军用标准 HB- 中国航空工业行业标准 HG- 中国化工行业标准 JB- 中国机械行业（含机械、电工、仪器仪表等）强制性行业标准 JC- 中国建筑材料行业标准 JB/T-中国机械行业（含机械、电工、仪器仪表等）推荐性行业标准 JG- 中国建筑工业行业标准 QB- 中国轻工行业标准 QC- 中国汽车行业标准 QJ- 中国航天工业行业标准 SH- 中国石油化工行业标准 SJ- 中国电子行业标准 SY- 中国石油天然气行业标准 TB- 中国铁路运输行业标准 YB- 中国黑色冶金行业标准 YS- 中国有色金属行业标准 2国外部分标准代号ISO-国际标准化组织标准 JSO/R-国际标准化组织建议 美国标准: ANSI-美国国家标准日本标准: JIS-日本工业标准 加拿大标准: CSA STD- 加拿大国家标准英国标准: BSI-英国标准协会标准 法国标准: NF- 法国国家标准 AFNOR-法国标准化协会标准 AIR-法国国防部标准 德国标准: LN-原西德航空标准 SEL-原西德钢铁产品交货技术条件 DIN-德国工业标准 其他: UNI-意大利国家标准 EN-欧洲标准化委员会标准 AS-澳大利亚国家标准 1.1.2 机械制造工艺基础术语（1）工艺：使各种原材料、半成品成为产品的方法和过程。（2）机械制造工艺：各种机械的制造方法和制造过程的总称。（3）产品结构工艺性： 所设计的产品在能满足使用要求的前提下，制造、维修的可行性和经济性。（4）可加工性：在一定生产条件下，材料加工的难易程度。（5）工艺过程：改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品或半成品的过程。（6）工艺文件：指导工人操作和用于生产、工艺管理等和各种技术文件。（7）工艺方案：根据产品设计要求、生产类型和企业的生产能力，提出工艺技术准备工作具体任务和措施的指导性文件。（8）工艺路线：产品或零部件在生产过程中，由毛坯准备到成品包装入库，经过企业各有关部门或工序的先后顺序。（9）工艺规程：规定产品或零部件制造工艺过程和操作方法等的工艺文件。（10）工艺规范：对工艺过程中有关技术要求所做的一系列统一规定。（11）工艺准备：产品投产前所进行的一系列工艺工作的总称。其主要内容包括：对产品图样进行工艺性分析和审查；拟定工艺方案；编制各种工艺文件；设计、制造和调整工艺装备；设计合理的生产组织形式等。（12）工艺设备（工装）：产品制造过程中所用的各种工具的总称。包括刀具、夹具、模具、量具、检具、辅具、钳工工具和工位器具等。（13）生产纲领：企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。（14）生产类型：企业（或车间、班组、工作地）生产专业化程度的分类。一般分为大量生产，成批生产和单件生产三种类型。（15）生产批量：一次投入或产出的同一产品（或零件）的数量。（16）生产周期：生产某一产品（或零件）时，从原材料投入到出产品一个循环所经过的日历时间。（17）生产节拍：流水生产中，相继完成两件制品之间的时间间隔。（18）原材料：投入生产过程以创造新产品的物质。（19）毛坯：根据零件（或产品）所要求的形状、工艺尺寸等而制成的供进一步加工用的生产对象。（20）铸件：将熔融金属浇入铸型，凝固后所得到的金属工件或毛坯。（21）锻件：金属材料经过锻造变形而得到的工件或毛坯。（22）焊接件：用焊接的方法而得到的接合件。（23）冲压件：用冲压的方法制成的工件或毛坯。（24）工件：加工过程中的生产对象。（25）外协件：由本企业提供设计图样资料，委托其他企业完成部分或全部制造工序的零、部件。（26）在制品：在一个企业的生产过程中，正在进行加工、装配或待进一步加工、装配或待检查继续加工或装配的制品。（27）机械加工：利用机械力对各种工件进行加工的方法。（28）切削加工：利用切削工具从工件上切除多余材料的加工方法。（29）装配：按规定的技术要求，将零件或部件进行配合和连接，使之成为半成品或成品的工艺过程。（30）工序：一个或一组工人，在一个工作地对同一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程。（31）安装：工件（或装配单元）经一次装夹后所完成的那一部分工序。（32）工步：在加工表面（或装配时的连接表面）和加工（或装配）工具不变的情况下，所连续完成的那一部分工作。（33）工位：为了完成一定的工序部分，一次装夹工件后，工件（或装配单元）与夹具或设备的可动部分一起相对刀具或设备的固定部分所占据的每一个位置。（34）基准：用来确定生产对象上其它点、线、面所依据的那些点、线、面。（35）设计基准：设计图样上所采用的基准。（36）工艺基准：在工艺过程中所采用的基准。（37）定位基准：在加工中用作定位的基准。（38）测量基准：测量时所采用的基准。（39）装配基准：装配时用来确定零件或部件在产品中的相对位置所采用的基准。（40）辅助基准：为满足工艺需要，在工件上专门设计的定位面。（41）工艺孔：为满足工艺（加工、测量、装配）的需要而在工件上增设的孔。（42）工艺凸台：为满足工艺的需要而在工件上增设的凸台。（43）工艺尺寸：根据加工的需要，在工艺附图或工艺规程中所给出的尺寸。（44）尺寸链：互相联系且按一定顺序排列的封闭尺寸组合。（45）工艺尺寸链：在加工过程中的各有关工艺尺寸所组成的尺寸链。（46）加工总余量（毛坯余量）：毛坯尺寸与零件图的设计尺寸之差。（47）工序余量：相邻两工序的工序尺寸之差。（48）加工经济精度：在正常加工条件下（采用符合质量标准的设备、工艺装备和标准技术等级的工人，不延长加工时间）所能保证的加工精度。（49）表面粗糙度：工件表面的粗糙层度。（50）工艺过程卡片：以工序为单位简要说明产品或零、部件的加工（或装配）过程的一种工艺文件。（51）工艺卡片：按产品或零、部件的某一工艺阶段编制的一种工艺文件。它以工序为单元，详细说明产品（或零、部件）在某一工艺阶段中的工序号、工序名称、工序内容、工艺参数、操作要求以及所用设备和工艺装备等。（52）工序卡片：在工艺过程卡片或工艺卡片的基础上，按每道工序所编制的一种工艺文件，一般具有工序简图，并详细说明该工序的每个工步的加工（或装配）内容、工艺参数、操作要求以及所用设备和工艺装备等。（53）工艺守则：某一专业工种所通用的一种基本操作规程。（54）毛坯图：供制造毛坯用的，表明毛坯材料、形状、尺寸和技术要求的图样。（55）专用工艺装备：专为某一产品所用的工艺装备。（56）通用工艺装备：能为几种产品所共用的工艺装备。（57）标准工艺装备：已纳入标准的工艺装备。（58）夹具：用以装夹工件（和引导刀具）的装置。（59）模具：用以限定生产对象的形状和尺寸的装置。（60）刀具：能从工件上切除多余材料或切断材料的带刃工具。（61）装夹：将工件在机床上或夹具中定位、夹紧的过程。（62）定位：确定工件在机床上或夹具中占有正确位置的过程。（63）夹紧（卡夹）：工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作。（64）找正：用工具（和仪表）根据工件上有关基准，找出工件在划线、加工或装配时的正确位置的过程。（65）对刀：调整刀具切削刃相对工件或夹具的正确位置的过程。（66）粗加工：从坯料上切除较多余量，所能达到的精度和表面粗糙度都比较低的加工过程。（67）精加工：从工件上切除较少余量，所得精度和表面粗糙度都比较高的加工过程。（68）配作：以已加工件为基准，加工与其相配的另一工件，或将两个（或两个以上）工件组合在一起进行加工的方法。（69）打样冲眼：在毛坯或工件划线后，在中心线或辅助线上用样冲打出冲点的方法。（70）标记：在毛坯或工件上做出规定的记号。（71）去毛刺：清险工件已加工部位周围所形成的刺状物或飞边。（72）除锈：将工件表面上的锈蚀除去的过程。（73）清洗：用清洗剂清除产品或工件上的油污、灰尘等脏物的过程。（74）热处理：把固态金属或者合金，采用适当的方式进行加热、保温和冷却，以获得所需的组织结构与性能的工艺。（75）退火：将钢件加热到 Ac3+3050 度或 Ac1+3050 度或 Ac1 以下的温度（可以查阅有关资料）后，一般随炉温缓慢冷却。（76）正火：将钢件加热到 Ac3 或 Accm 以上 3050 度，保温后以稍大于退火的冷却速度冷却。（77）淬火：将钢件加热到相变温度 Ac3 或 Ac1 以上，保温一段时间，然后在水、硝盐、油、或空气中快速冷却。（78）回火：将淬火后的钢件重新加热到 Ac1 以下某一温度，经保温后，于空气或油、热水、水中冷却。（79）时效：将钢件加热到 80200 度，保温 520 小时或更长时间，然后随炉取出在空气中冷却。（80）调质：淬火后高温回火称调质，即将钢件加热到比淬火时高 1020 度的温度，保温后进行淬火，然后在 400720 度的温度下进行回火。（81）渗碳：将钢件放入渗碳介质中，加热至 900950 度并保温，使钢件便面获得一定浓度和深度的渗碳层。（82）氮碳共渗：向钢件表面同时渗碳和渗氮。知识拓展：1、其它常用的机械加工术语（1）时间定额：在一定生产条件下，规定生产一件产品或完成一道工序所需消耗的时间。（2）作业时间：直接用于制造产品或零、部件所消耗的时间。可分为基本时间和辅助时间两部分。（3）基本时间：直接改变生产对象的尺寸、形状、相对位置、表面状态或材料性质等工艺过程所消耗的时间。（4）辅助时间：为实现工艺过程所必须进行的各种辅助动作所消耗的时间。（5）布置工作地时间：为使加工正常进行，工人照管工作地（如更换刀具、润滑机床、清理切屑、收拾工具等）所消耗的时间。（6）休息与生理需要时间：工人在工作班内为恢复体力和满足生理上的需要所消耗的时间。（7）准备与终结时间：工人为了生产一批产品或零、部件，进行准备和结束工作所消耗的时间。（8）加工误差：零件加工后的实际几何参数（尺寸、形状和位置）对理想几何参数的偏离程度。（9）加工精度：零件加工后的实际几何参数（尺寸、形状和位置）对理想几何参数的符合程度。2、自动化制造系统术语（1）计算机数控（CNC ）：用存贮程序计算机代替数控装置，按照计算机中的控制程序来执行一部分或全部数控功能的数字控制系统。（2）直接数控（DNC）：用一台大型通用计算机（或中央计算机）输出的数据直接供给一群（几台到几百台）数控机床，以控制各台机床自动地完成各自工作的数字控制系统（同“群控” ）（3）计算机辅助设计（CAD）：通过向计算机输入设计资料，由计算机自动地编制程序、优化设计方案并绘制产品或零件图的过程。（4）计算机辅助工艺规程编制（CAPP）：通过向计算机输入被加工零件的原始数据、加工条件和加工要求，由计算机自动地进行编码、编程直至最后输出经过优化的工艺规程卡片的过程。（5）计算机辅助制造（CAM）：利用计算机分级结构将产品的设计信息自动地转换成制造信息，以控制产品的加工、装配、检验、试验、包装等全过程以及与这些过程有关的全部物流系统和初步的生产调度。（6）柔性制造系统（FMS）：利用计算机控制系统和物料输送系统，把若干台设备联系起来，形成没有固定的加工顺序节拍，在加工完一定批量的某种工件后，能在不停机调整的情况下，自动地向另一种工件转换的自动化制造系统。（7）工业机器人：一种可编程的自动化机械操纵器。它具有几个自由度和象人一样的手臂与手指，能在较大的范围内模仿人的操作进行连续工作。（8）管理信息系统：对企业管理中的各个部分和分支的计划、实施和控制等各级活动提供精确而及时的管理决定信息，以实现对企业全面有效管理的信息加工系统。（9）自动化仓库：能自动地控制物质流和信息流的仓库。这种仓库使用由计算机控制的具有堆码起重机和传送器的自动搬运设备及在多层建筑中的自动储存室。它能自动及时修正储备信息，并且对进、出库物品和需要储备的物品都能及时反映出来。（10）无人化制造系统（UWS）：从毛坯制造到成品包装入库全部生产过程都由计算机控制的全盘自动化的制造系统（同“无人化工厂” ）1.1.3 机械加工中的一般标准规范索引序号 标准名称 标准号 说明1 60中心孔 GB/T 145-2001 分 A 型、B 型、C型和 R 型四种2 零件倒圆与倒角 GB/T 6403.4-20083 普通内螺纹收尾、肩距、退刀槽和倒角 GB/T 3-19974 螺栓和螺钉通孔 GB/T 5277-19855 铆钉用通孔 GB/T 152.1-19886 沉头用沉孔 GB/T 152.2-19887 圆柱头用沉孔 GB/T 152.3-19888 六角头螺栓和六角螺母用沉孔 GB/T 152.4-19889 米制锥螺纹的螺纹收尾、肩距、退刀槽和倒角 GB/T 3-199710 滚花 GB/T 6403.3-200811 砂轮越程槽 GB/T 6403.5-20081.1.4 切削加工通用技术条件（GB/T 8828-2001）1、一般条件1）所用经过切削加工的零件必须符合产品图样、工艺规程和国家标准的要求。2）零件的加工面不允许有锈蚀和影响性能、寿命以及外观的磕碰、划伤等缺陷。3）除有特殊要求外，加工后的零件不允许有尖棱、尖角和毛刺等。4）滚压精加工的表面，滚压后不得有脱皮现象。5）经过热处理的工件，精加工时不得有产生烧伤、裂纹等缺陷。6）精加工后的配合面、摩擦面和定位面等工件表面上不允许打印标记。7）工件采用一般尺寸在图样上可不单独注出公差，而是在技术要求或技术文件中做出总的说明。2、线性尺寸的一般公差1）线性尺寸的一般公差的极限偏差数值，按 GB/T 1804-2000 中 f 级和 m 级选取。 基本尺寸分段等级0.53 36 630 30120 120400 4001000 10002000 20004000f 精密 0.05 0.05 0.1 0.15 0.2 0.3 0.5 -m 中等 0.1 0.1 0.2 0.3 0.5 0.8 1.2 22）倒角高度和倒圆半径按滚花 （GB/T6403.4-2008）的规定选取，其尺寸的极限偏差数值按 GB/T1804-2000 中 f 级和 m 级选取。3、角度尺寸的极限偏差角度尺寸的极限偏差按 GB/T 1804-2000 中 c 级和 m 级选取。4、几何公差的一般公差（1）形状公差的一般公差 直线度与平面度的未标注公差按 GB/T 1184-1996 中的H 级或 K 级选取；图样上圆度未注公差值等于直径尺寸公差值，但不应该大于 GB/T 1184-1996 中的径向圆跳动值。基本尺寸分段 0.53 36 6 30 30精密 f中等 m 0.2 0.5 1 2粗糙 c公差等级 最粗 v 0.4 1 2 4基本尺寸分段 10 1050 50 120 120400 400精密 f/中等 m 1 20 30 10 5粗糙 c 130 1 30 15 10公差等级 最粗 v v 3 2 1 30 20注：长度指构成角度的短边长度或圆锥角的素线长度基本尺寸分段 100 100300 300 1000 10003000 0.5公差等级 0.6 0.8 1（2）方向和位置公差的一般公差 平行的未注公差值等于给出的尺寸公差值，或直线度和平面度未注公差中的相应公差值选取较大者；对称度的未注公差值（键槽除外）按 GB/T 1184-1996 中 K 级选取。垂直度的未注公差值按 GB/T 1184-1996 的规定选取；同轴度未注公差值可与 GB/T 1184-1996 中规定的径向圆跳动的未注公差值相等。(GB/T11841996)垂直度未注公差值。(GB/T11841996)对称度未注公差值。1.1.5 切削加工工艺守则标准号索引序号 标准名称 标准号1 切削加工通用工艺总则 总则 JB/T 9168.1-19982 切削加工通用工艺守则 车削 JB/T 9168.2-19983 切削加工通用工艺守则 铣削 JB/T 9168.3-19984 切削加工通用工艺守则 刨、插削 JB/T 9168.4-19985 切削加工通用工艺守则 钻削 JB/T 9168.5-19986 切削加工通用工艺守则 镗削 JB/T 9168.6-19987 切削加工通用工艺守则 拉削 JB/T 9168.7-19988 切削加工通用工艺守则 磨削 JB/T 9168.8-19989 切削加工通用工艺守则 齿轮加工 JB/T 9168.9-199810 切削加工通用工艺守则 数控加工 JB/T 9168.10-199811 切削加工通用工艺守则 下料加工 JB/T 9168.11-199812 切削加工通用工艺守则 划线加工 JB/T 9168.12-19981.1.6 标准公差表公称尺寸至 3150mm 的标准公差表（GB/T 1800.1-2009） 0.6 1 1.5 2注：指构成对称要求的两边以较长的一边做碁准，短的一边做为被测要素机械加工工艺装备所能达到的公差等级公 差 等 级 (IT)加工方法01 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16研磨 - 1 1 1 1 1 1 1 1 1 11 1 1珩 1 1 1 1 1 - 1 1 1 1 1 1 1 1 1圆磨 1 1 1 11 1 1 - 1 1 1 1 1 1 1 1平磨 1 1 1 1 1 1 - 1 1 1 1 1 1 1 1金刚石车 1 1 1 1 1 1 - 1 1 1 1 1 1 1 1 1金刚石镗 1 1 1 1 1 1 - 1 1 1 1 1 1 1 1 1拉削 1 1 1 1 1 1 - 1 1 1 1 1 1 1 1铰孔 1 1 1 1 1 1 1 - 1 1 1 1 11 1车 1 1 1 1 1 1 1 1 - 1 1 1 1 1镗 1 1 1 1 1 1 1 1 - 1 1 1 1 1铣 1 1 1 1 1 1 1 1 1 - 1 1 1 1 1刨插 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 - 1 1 1 1 1钻孔 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 - 1 1 1滚压、挤压 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 - 1 1 1 1 1冲压 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 - 1 1 1压铸 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 - 1 1粉未冶金成型 1 1 1 1 1 1 1 - 1 1 1 1 1 1 1 1粉未冶金烧结 1 1 1 1 1 1 1 1 - 1 1 1 1 1 1砂型铸造、气割 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 -锻造 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 - 11.1.7 表面粗糙度标准表面粗糙度是指加工表面上具有的较小间距和峰谷所组成的微观几何形状特性。宏观几何形状误差、表面波度误差、表面粗糙度三者之间的区别，通常以一定的波距与波高之比来划分，如图所示。一般比值大于 1000 者为宏观几何形状误差；小于 40 者为表面粗糙度；介于两者之间者为表面波度误差。1. 表面粗糙度的图形符号及含义符号名称 图形符号 说明基本图形符号基本图形符号由两条不等长的与标注表面成60夹角的直线构成，在图样上用细实线画出。基本图形符号仅用于简化代号标注，没有补充说明时不能单独使用 扩展图形符号扩展图形符号在基本图形符号上加一短横线，表示指定表面是用去除材料的方法获得，如通过机械加工获得的表面 扩展图形符号在基本图形符号上加一个圆圈，表示指定表面是用不去除材料方法获得，此图形符号也可用于表示保持上道工序形成的表面，不管这种状况是通过去除或不去除材料形成的 完整图形符号完整图形符号在以上各种符号的长边上加一横线，以便标注表面结构特征的补充信息 2. 表面粗糙度参数及其他补充要求在图形符号中的注写位置(1) 位置 a：注写表面结构的单一要求。(2) 位置 a 和 b：注写两个或多个表面结构要求。在位置 a 注写第一个表面结构要求，方法同(1)，在位置 b 注写第二个表面结构要求。如果要注写第三个或更多个表面结构要求，图形符号应在垂直方向扩大，以空出足够的空间。扩大图形符号时， a 和 b 的位置随之上移。(3) 位置 c：注写加工方法、表面处理、涂层或其他加工工艺要求等。如“车” 、 “磨” 、“镀”等。(4) 位置 d：注写所要求的表面纹理和纹理的方向，如“=” 、 “X”、 “M”等。(5) 位置 e：注写所要求的加工余量，以毫米为单位给出数值。 周 次 1授课日期及节次2014.2.28 机电 12-1 班：周 五 第 1、2 节课题 1.2 工艺装备 授课学时 2 课时/班教学目的与要求1、使学生掌握各种量具的原理及使用方法。2、使学生了解一些通用夹具的原理及使用方法教学重点 常用量具的原理及使用方法；常用的夹具的使用方法教学难点 量具的选择教 具 和多媒体使用 多媒体设备；课件、实物模型教学方法 讲授法；直观教学法一、复习旧课：提问：1国家标准、机械行业标准的代号？2什么是工艺、工艺装备、表面粗糙度？二、新课导入：在机械加工过程中，我们会用到很多的工艺装备，如量具和一些夹具，同学们在实习过程中就见到了很多种。如我们见到的量具就有游标卡尺、千分尺等，那么这些量具怎么使用，怎么选择合适的量具能关系到加工的零件的质量。夹具方面常见的有三爪卡盘和四爪卡盘，那么这两种卡盘有什么区别呢？这都是我们这次课讲授的重点知识。教学过程（包括教学环节，内容提纲等）三、讲授内容：1.2 工艺装备理论探究： （一）量具1、常用量具2、光滑极限量规3、表面粗糙度检测比较样块4、标准公差表5、表面粗糙度 职业指导：（二）通用机床夹具1、车床夹具2、铣床夹具知识拓展： （一）各种量具的选择原则在实际生产中，会遇到各种各样的尺寸，对于这些尺寸，该怎么选择好测量的量具，直接关系到生产的产品的质量。所以是至关重要的。（二）三爪卡盘和四爪卡盘的区别。三爪卡盘又叫自定心卡盘，四爪卡盘是单动卡盘，在实际应用中，各自有各自的有点，应能正确选择恰当的夹具。（三）中心架和跟刀架在实际应用时有什么区别。注意：使用中心架和跟刀架时，工件转速不宜过高，并需对支承爪加注机油滑润。四、课堂小结：工艺装备简称“工装”，是指为实现工艺规程所需的各种刃具、夹具、量具、模具、辅具、工位器具等的总称。使用工艺装备的目的；有的是为了制造产品所必不可少的，有的是为了保证加工的质量，有的是为了提高劳动生产率，有的则是为了改善劳动条件。作业与思考题1、到生产现场参观，车床上有哪些通用夹具？分析其功用。2、到生产现场参观，铣床上有哪些通用夹具？分析其功用。1.2 工艺装备工艺装备是指产品制造过程中所使用的各种工具的总称，如刀具、夹具、模具、量具、检具、辅具和工位器具等。刀具将在第 5 章中专题介绍。这里仅介绍与机械加工关系密切的量具和通用夹具。1.2.1 量具1、常用量具（1）钢直尺钢直尺是最简单的长度量具，它的长度有 150，300，500 和 1000 mm 四种规格。图 1-1 是常用的 150 mm 钢直尺。图 1-5 150 mm 钢直尺钢直尺用于测量零件的长度尺寸(图 1-6)，它的测量结果不太准确。这是由于钢直尺的刻线间距为 1mm，而刻线本身的宽度就有 0.10.2mm，所以测量时读数误差比较大，只能读出毫米数，即它的最小读数值为 1mm，比 1mm 小的数值，只能估计而得。(a) (b) (c) (d) (e) (f) 图 1-6 钢直尺的使用方法a)量长度 b)量螺距 c)量宽度 d)量内孔 e)量深度 f)划线 如果用钢直尺直接去测量零件的直径尺寸(轴径或孔径)，则测量精度更差。其原因是：除了钢直尺本身的读数误差比较大以外，还由于钢直尺无法正好放在零件直径的正确位置。所以，零件直径尺寸的测量，也可以利用钢直尺和内外卡钳配合起来进行。（2）游标卡尺游标卡尺各部件名称：游标卡尺的使用方法：量具使用得是否合理，不但影响量具本身的精度，且直接影响零件尺寸的测量精度，甚至发生质量事故，对国家造成不必要的损失。所以，我们必须重视量具的正确使用，对测量技术精益求精，务使获得正确的测量结果，确保产品质量。使用游标卡尺测量零件尺寸时，必须注意下列几点：1 测量前应把卡尺揩干净，检查卡尺的两个测量面和测量刃口是否平直无损，把两个量爪紧密贴合时，应无明显的间隙，同时游标和主尺的零位刻线要相互对准。这个过程称为校对游标卡尺的零位。2 移动尺框时，活动要自如，不应有过松或过紧，更不能有晃动现象。用固定螺钉固定尺框时，卡尺的读数不应有所改变。在移动尺框时，不要忘记松开固定螺钉，亦不宜过松以免掉了。 3 当测量零件的外尺寸时：卡尺两测量面的联线应垂直于被测量表面，不能歪斜。测量时，可以轻轻摇动卡尺，放正垂直位置，图 2-6 所示。否则，量爪若在如图 1-7所示的错误位置上，将使测量结果 a 比实际尺寸 b 要大；先把卡尺的活动量爪张开，使量爪能自由地卡进工件，把零件贴靠在固定量爪上，然后移动尺框，用轻微的压力使活动量爪接触零件。如卡尺带有微动装置，此时可拧紧微动装置上的固定螺钉，再转动调节螺母，使量爪接触零件并读取尺寸。决不可把卡尺的两个量爪调节到接近甚至小于所测尺寸，把卡尺强制的卡到零件上去。这样做会使量爪变形，或使测量面过早磨损，使卡尺失去应有的精度。正确 错误图 1-7 测量外尺寸时正确与错误的位置测量沟槽时，应当用量爪的平面测量刃进行测量，尽量避免用端部测量刃和刀口形量爪去测量外尺寸。而对于圆弧形沟槽尺寸，则应当用刃口形量爪进行测量，不应当用平面形测量刃进行测量，如 1-8 所示。正确 错误 图 1-8 测量沟槽时正确与错误的位置测量沟槽宽度时，也要放正游标卡尺的位置，应使卡尺两测量刃的联线垂直于沟槽,不能歪斜.否则，量爪若在如图 1-9 所示的错误的位置上，也将使测量结果不准确（可能大也可能小） 。正确 错误图 1-9 测量沟糟宽度时正确与错误的位置4 当测量零件的内尺寸时：图 1-10 所示。要使量爪分开的距离小于所测内尺寸，进入零件内孔后，再慢慢张开并轻轻接触零件内表面，用固定螺钉固定尺框后，轻轻取出卡尺来读数。取出量爪时，用力要均匀，并使卡尺沿着孔的中心线方向滑出，不可歪斜，免使量爪扭伤；变形和受到不必要的磨损，同时会使尺框走动，影响测量精度。 图 1-10 内孔的测量方法卡尺两测量刃应在孔的直径上，不能偏歪。图 1-11 为带有刀口形量爪和带有圆柱面形量爪的游标卡尺，在测量内孔时正确的和错误的位置。当量爪在错误位置时，其测量结果，将比实际孔径 D 要小。正确 错误图 111 测量内孔时正确与错误的位置5 用下量爪的外测量面测量内尺寸时，游标卡尺测量内尺寸，在读取测量结果时，一定要把量爪的厚度加上去。即游标卡尺上的读数，加上量爪的厚度，才是被测零件的内尺寸，见图 2-11。测量范围在 500mm 以下的游标卡尺，量爪厚度一般为 10mm。但当量爪磨损和修理后，量爪厚度就要小于 10mm，读数时这个修正值也要考虑进去。6 用游标卡尺测量零件时，不允许过分地施加压力，所用压力应使两个量爪刚好接触零件表面。如果测量压力过大，不但会使量爪弯曲或磨损，且量爪在压力作用下产生弹性变形，使测量得的尺寸不准确(外尺寸小于实际尺寸，内尺寸大于实际尺寸)。在游标卡尺上读数时，应把卡尺水平的拿着，朝着亮光的方向，使人的视线尽可能和卡尺的刻线表面垂直，以免由于视线的歪斜造成读数误差。7 为了获得正确的测量结果，可以多测量几次。即在零件的同一截面上的不同方向进行测量。对于较长零件，则应当在全长的各个部位进行测量，务使获得一个比较正确的测量结果。为了使读者便于记忆，更好的掌握游标卡尺的使用方法，把上述提到的几个主要问题，整理成顺口溜，供读者参考。量爪贴合无间隙，主尺游标两对零。尺框活动能自如，不松不紧不摇晃。 测力松紧细调整，不当卡规用力卡。量轴防歪斜，量孔防偏歪，测量内尺寸，爪厚勿忘加。面对光亮处，读数垂直看。（3）深度游标卡尺深度游标卡尺如图 2-16 所示，用于测量零件的深度尺寸或台阶高低和槽的深度。它的结构特点是尺框 3 的两个量爪连成一起成为一个带游标测量基座 1，基座的端面和尺身 4 的端面就是它的两个测量面。如测量内孔深度时应把基座的端面紧靠在被测孔的端面上，使尺身与被测孔的中心线平行，伸入 图 1-16 深度游标卡尺尺身，则尺身端面至基座端面之间的 1-测量基座；2-紧固螺钉；3-尺框；4-尺身；5-游标。距离，就是被测零件的深度尺寸。它的读数方法和游标卡尺完全一样。测量时，先把测量基座轻轻压在工件的基准面上，两个端面必须接触工件的基准面，图 2-17(a) 所示。测量轴类等台阶时，测量基座的端面一定要压紧在基准面，图2-17(b)(c) 所示，再移动尺身，直到尺身的端面接触到工件的量面（台阶面）上，然后用紧固螺钉固定尺框，提起卡尺，读出深度尺寸。多台阶小直径的内孔深度测量，要注意尺身的端面是否在要测量的台阶上,图 2-17(d) 。当基准面是曲线时，图 2-17(e) ，测量基座的端面必须放在曲线的最高点上，测量出的深度尺寸才是工件的实际尺寸，否则会出现测量误差。(a) （b）(b)(c) (d) (e)图 2-17 深度游标卡尺的使用方法（4） 齿厚游标卡尺齿厚游标卡尺(图 2-18)是用来测量齿轮（或蜗杆）的弦齿厚和弦齿顶。这种游标卡尺由两互相垂直的主尺组成，因此它就有两个游标。A 的尺寸由垂直主尺上的游标调整；B 的尺寸由水平主尺上的游标调整。刻线原理和读法与一般游标卡尺相同。图 2-18 齿厚游标卡尺测量齿轮与蜗杆测量蜗杆时，把齿厚游标卡尺读数调整到等于齿顶高（蜗杆齿顶高等于模数 ms） ，法向卡入齿廓，测得的读数是蜗杆中径(d 2) 的法向齿厚。但图纸上一般注明的是轴向齿厚，必须进行换算。法向齿厚 Sn 的换算公式如下：（5）高度尺高度游标卡尺如图 2-14 所示，用于测量零件的高度和精密划线。它的结构特点是用质量较大的基座 4 代替固定量爪 5，而动的尺框 3 则通过横臂装有测量高度和划线用的量爪，量爪的测量面上镶有硬质合金，提高量爪使用寿命。高度游标卡尺的测量工作，应在平台上进行。当量爪的测量面与基座的底平面位于同一平面时，如在同一平台平面上，主尺 1 与游标 6 的零线相互对准。所以在测量高度时，量爪测量面的高度，就是被 测量零件的高度尺寸,它的具体数值，与游标卡尺一样可在主尺(整数部分)和游标 (小数部分)上读出。应用高度游标卡尺划线时，调好划线高度，用紧固螺钉 2 把尺框锁紧后，也应在平台上进行先调整再进行划线。图 2-15 为高度游标卡尺的应用。 (a) (b) (c)cosmSn图 2-14 高度游标卡尺1-主尺；2- 紧固螺钉；3- 尺框；4- 基座；5-量爪；6-游标；7- 微动装置。(a)划偏心线 (b) 划拨叉轴 (c) 划箱体图 2-15 高度游标卡尺的应用（6）卡钳内外卡钳是最简单的比较量具。外卡钳是用来测量外径和平面的，内卡钳是用来测量内径和凹槽的。它们本身都不能直接读出测量结果，而是把测量得的长度尺寸 (直径也属于长度尺寸)，在钢直尺上进行读数，或在钢直尺上先取下所需尺寸,再去检验零件 a)内卡钳 b)外卡钳的直径是否符合。 图 1-3 内外卡钳2、光滑极限量具3、表面粗糙度检测比较样块4、测量仪器（1）三坐标测量仪三坐标测量仪是指在一个六面体的空间范围内，能够表现几何形状、长度及圆周分度等测量能力的仪器，又称为三坐标测量机或三坐标量床。三坐标测量仪又可定义“一种具有可作三个方向移动的探测器，可在三个相互垂直的导轨上移动，此探测器以接触或非接触等方式传递讯号，三个轴的位移测量系统（如光栅尺）经数据处理器或计算机等计算出工件的各点（x，y，z）及各项功能测量的仪器”。三坐标测量仪的测量功能应包括尺寸精度、定位精度、几何精度及轮廓精度等。 三坐标测量仪 表面粗糙度测量仪（2）表面粗糙度测量仪表面粗糙度测量仪是评定零件表面质量的台式粗糙度仪。可对多种零件表面的粗糙度进行测量，包括平面、斜面、外圆柱面，内孔表面，深槽表面及轴承滚道等，实现了表面粗糙度的多功能精密测量。1.2.2 通用机床夹具通用机床夹具是指结构、尺寸已标准化、规格化，在一定范围内可用于装夹不同工件的夹具，它已经作为机床附件，由机床附件厂制造和供应。这类夹具的特点是适应性强，无需调整或稍作调整就可以用来装夹一定形状和尺寸范围内的工件。1、车床夹具（1） 自定心卡盘三爪卡盘由卡盘体、活动卡爪和卡爪驱动机构组成。三爪卡盘上三个卡爪导向部分的下面，有螺纹与碟形伞齿轮背面的平面螺纹相啮合，当用扳手通过四方孔转动小伞齿轮时，碟形齿轮转动，背面的平面螺纹同时带动三个卡爪向中心靠近或退出，用以夹紧不同直径的工件。用在三个卡爪上换上三个反爪，用来安装直径较大的工件。三爪卡盘的自行对中精确度为 0.05-0.15mm。用三爪卡盘加工工件的精度受到卡盘制造精度和使用后磨损情况的影响。 卡盘按驱动卡爪所用动力不同分为手动卡盘和动力卡盘两种。手动卡：为通用附件，常用的有自动定心的三爪卡盘和每个卡爪可以单独移动的四爪卡盘。三爪卡盘(图1 三爪卡盘)由小锥齿轮驱动大锥齿轮。大锥齿轮的背面有阿基米德螺旋槽，与 3 个卡爪相啮合。因此用扳手转动小锥齿轮便能使 3 个卡爪同时沿径向移动，实现自动定心和夹紧适于夹持圆形正三角形或正六边形等的工件。（2） 单动卡盘四爪自定心卡盘全称是机床用手动四爪自定心卡盘，是由一个盘体，四个小伞齿，一付卡爪组成。四个小伞齿和盘丝啮合，盘丝的背面有平面螺纹结构，卡爪等分安装在平面螺纹上。当用扳手扳动小伞齿时，盘丝便转动，它背面的平面螺纹就使卡爪同时向中心靠近或退出。因为盘丝上的平面矩形螺纹的螺距相等，所以四爪运动距离相等，有自动定心的作用。四爪单动卡盘全称是机床用手动四爪单动卡盘，是由一个盘体，四个丝杆，一付卡爪组成的。工作时是用四个丝杠分别带动四爪，因此常见的四爪单动卡盘没有自动定心的作用。但可以通过调整四爪位置，装夹各种矩形的、不规则的工件，每个卡爪都可单独运动。（3） 花盘中心架机床上（主要是车床上）夹持工件的有“三爪定心夹盘”、“四爪夹盘”、“花盘”等。花盘与四爪夹盘的结构、原理类似，只是直径很大。夹爪一般也是四个，也可能多于四个。为了给这种大直径的夹盘减重和方便用外加的螺栓压板固定工件，夹盘上开了很多“跑道孔”，象花冠上的片片花瓣，也象草地间的点点繁花，于是，人们就形象地把这种大夹盘叫“花盘”。（4） 中心架在加工中径向支承旋转工件的辅助装置。加工时，与工件无相对轴向移动。（5） 跟刀架跟刀架是在加工细长轴时为了防止工件受到刀具的切割而变形弯曲，使零件的直径变大而设置的。就是在加工时随着刀头一齐移动。（6） 钻夹头钻夹头是由钻夹套、松紧拨环、连接块、后盖组成。在钻夹套中，其轴向定位是利用连接块来实现的，通过圆周向拨动插孔，使在松紧拨环内螺纹的作用下轴向移动，作用下精确地自动定心并夹紧钻具，工作时需要采用装有不同钻具（如中心钻、钻头、铰刀、丝锥等）的钻夹头时，可以松开定位螺钉，转动扇形体到所需位置后，紧固定位螺钉，实现钻夹头多工位的移动（7） 回转顶尖机床回转顶尖主要是用于车床上加工轴类零件，借助中心孔定位，使被加工零件得到很高的尺寸精度，由于该产品精度高，回转顶尖主要用于加工轴类零件，借助于顶尖孔定位，使加工零件得到较高的精度。砥柱牌各类固定顶尖尺寸参数和精度完全符合国家标准。2、铣床夹具（1） 平口虎钳机用平口虎钳是一种机床通用附件，配合工作台使用，对加工过程中的工件起固定、夹紧、定位作用。机用平口虎钳由躯座、活动钳口、螺母、螺杆等构件组成，按其结构和使用可分为通用平口虎钳、角度压紧机用平口虎钳、可倾机用平口虎钳、高精度机用平口虎钳、增力机用平口虎钳等。（2） 铣刀快换夹头（3） 分度盘分度盘是将工件夹持在卡盘上或两顶尖间，并使其旋转、分度和定位的机床附件。按其传动、分度形式可分为蜗杆副分度盘、度盘分度盘、孔盘分度盘、槽盘分度盘、端齿盘分度盘和其它分度盘(包括电感分度盘和光栅分度盘)。按其功能可分为万能分度盘、半万能分度盘、等分分度盘。按其结构形式又有立卧分度盘、可倾分度盘、悬梁分度盘。分度盘作为通用型机床附件其结构主要由夹持部分、分度定位部分、传动部分组成。分度盘主要用于铣床，也常用于钻床和平面磨床，还可放置在平台上供钳工划线用。分度盘主要有通用分度头和光学分度头两类。（4） 分度头分度头是安装在铣床上用于将工件分成任意等份的的机床附件，利用分度刻度环和游标，定位销和分度盘以及交换齿轮，将装卡在顶尖间或卡盘上的工件分成任意角度，可将圆周分成任意等份，辅助机床利用各种不同形状的刀具进行各种沟槽正齿轮螺旋正齿轮阿基米德螺线凸轮等的加工工作。分度方法：例如，分度 z=35。每一次分度时手柄转过的转数为：n=40/z=40/35=1 又 1/7即每分度一次，手柄需要转过 1 又 1/7 转。这 1/7 转是通过分度盘来控制的，一般分度头备有两块分度盘。分度盘两面都有许多圈孔，各圈孔数均不等，但同一孔圈上孔距是相等的。第一块分度盘的正面各圈孔数分别为 24、25、28、30、34、37；反面为 38、39、41、42、43，第二块分度盘正面各圈孔数分别为 46、47、49、51、53、54；反面分别为 57、58、59、62、66。简单分度时，分度盘固定不动。此时将分度盘上的定位销拔出，调整孔数为 7 的倍数的孔圈上，即 28、42、49 均可。若选用 42 孔数，即 1/7=6/42。所以，分度时，手柄转过一转后，再沿孔数为 42 的孔圈上转过 6 个孔间距。为了避免每次数孔的烦琐及确保手柄转过的孔数可靠，可调整分度盘上的两块分形夹之间的夹角，使之等于欲分的孔间距数，这样依次进行分度时就可以准确无误。本章小结从事机械加工操作或者是机械加工工艺规程编制工作，要经常用到相关的