机械制造基础第9章
机械制造基础第9章—PPT课件
（4）测量、绘图类。
2．按控制运动的方式分类 （1）点位控制数控机床。 （2）直线控制数控机床。 （3）轮廓控制数控机床。
数控车床
立式加工中心
数控弯管机
电火花加工中心
9.1.4 数控机床的精度指标
1．主要精度指标
（1）定位精度。
数控车削加工用工具系统的一般结构体系
9.2.2
数控夹具
1. 常用数控夹具 （1）基础件。 （2）支承件。 （3）定位件。 （4）导向件。 （5）压紧件。 （6）紧固件。
2
数控加工对工件装夹的要求
（1）减少刀具干涉。为适应数控工序中的多个表面加工，要 避免夹具结构（包括夹具上的组件）对刀具运动轨迹的干涉。 （2）保证最小的夹紧变形。要防止工件夹紧变形而影响加工 精度，粗、精加工可采用不同的夹紧力。 （3）夹具装卸工件方便。装夹工件的辅助时间对加工效率影 响较大，所以要求配套夹具装卸工件的时间短、定位可靠。
9.1.2
数控机床的特点
（1）具有高度柔性、适应 性强。 （2）生产准备周期短。 （3）工序高度集中。 （4）生产效率和加工精度 高、质量稳定。 （5）能完成复杂型面的加 工。 （6）技术含量高。 （7）减轻劳动强度、改善 劳动条件。
普通机床上的生产与数控机 床上的生产对比
9.1.3. 数控机床的类型
数控三坐 标测量机 齿轮闭环制 造系统示意 图
9.3
数控加工原理
9.3.1 数控加工的一般过程 （1）准备阶段。 （2）数值运算。 （3）编程和传输。 （4）程序转换。 （5）加工阶段。
数控加工过程
9.3.2 数控加工安全规范
1．加工前的注意事项 。 2．加工中的注意事项。 3．加工后的注意事项
《机械制造基础》电子课件_Part9
三、金属的实际晶体结构
① 单晶体与多晶体 单晶体即原子排列得非常整齐，晶格位向完全一致，且无任 何缺陷存在。 多晶体即由许多位向不同的晶体组成，且其内部还存在着多 种晶体缺陷。
② 金属的晶体缺陷
Ⅰ、点缺陷 Ⅱ、线缺陷 Ⅲ、面缺陷
§2-2 金属的结晶
第二节 金属的结晶
物质由液态冷却转变为固态的过程称为凝固 如果凝固的固态物质是原子（或分子）作有规则排列的晶体，则这种 凝固又称为结晶。 1、冷却曲线与过冷现象 2、金属的结晶过程
3、晶粒大小对金属力学性能的影响
4、细化晶粒的法
① 增加过冷度 ② 进行变质处理 ③ 附加振动
机械制造基础(第二版)第9章 z铸造锻压与焊接
机械制造基础
第九章 铸造、锻压和焊接
9-2 锻压
9-2 锻压
锻压是一种借助工具或模具在冲击或压力作用下，对金 属坯料施加外力，使其产生塑性变形，改变尺寸、形状及性 能，用以制造机械零件或零件毛坯的成形加工方法，锻压叉 称作锻造或冲压。
砂型铸造的基本工艺过程如图9－6所示。主要工序有制 造模样和芯盒、备制型砂和芯砂、造型、造芯、合型、浇注、 落砂清理和检验等。其中造型(芯)是砂型铸造最基本的工序， 按紧实型砂和起模方法不同，造型方法可分为手工造型和机 器造型两种。
9-1 铸造
9-1 铸造
1．手工造型 手工造剂操作灵活，工装简单，但劳动强度大，生产率低，
(1)应尽量使铸件位于同一铸型内
不合理
合理
9-1 铸造
(2)尽量减少分型面
9-1 铸造
(3)尽量使分型面平直
9-1 铸造
(4)尽量使型腔和主要型芯位于下砂箱
不合理
合理
9-1 铸造
（二）确定铸造主要工艺参数 铸造工艺参数是指铸造工艺设计时需要确定的某些数据。 主要指加工余量、起模斜度、铸造收缩率、型芯头尺寸、 铸造圆角等。这些工艺参数不仅和浇注位置及模样有关， 还与造芯、下芯及合型的工艺过程有关。 在铸造过程中，为了便于制作模样和简化造型操作，一 般在确定工艺参数前要根据零件的形状特征简化铸件结构。 例如零件上的小凸台、小凹槽、小孔等可以不铸出，留待 以后切削加工。在单件小批生产条件下铸件的孔径小于30 mm、凸台高度和凹槽深度小于10 mm时，可以不铸出。 1．加工余量 在铸件工艺设计时预先增加而在机加工中再切去的金属层厚 度，称为加工余量。根据GB／T 11350—1989《铸件机械 加工余量》的规定，确定加工余量之前，需先确定铸件的尺 寸公差等级和加工余量等级。
朱眀zhubob机械制造基础9-10章
授人以鱼不如授人以渔
第9章
锻压成形
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• 9.1.3 冷变形金属在加热和冷却时的组织和性能 变化 • 经冷变形后，金属内部存在残余应力并伴随冷变 形强化，为了恢复材料的塑性，消除残余应力， 需对金属进行加热。在加热过程中冷变形金属的 组织和性能将发生一系列的变化。 • 1. 回复 • 金属产生的冷变形强化是不稳定，有恢复到稳定 状态的趋势。在低温时，由于原子的活动能力较 低，自发变化的程度不大。温度提高到一定程度 时，原子的活动能提高，使不规则的原子排列逐 步转向规则排列，晶格畸变得到缓解，内应力大 大降低，这一过程称为回复。
a)
b)
c)
d)
a)
b)
c)
d)
图9.1 单晶体滑移示意图 a)未变形；b)弹性变形；c)弹塑性变形；d)塑性变形
图9.2 位错运动引起的塑性变形示意图 a)未变形；b)位错运动；c)弹塑性变形；d)塑性变形
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第9章
锻压成形
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• 9.1.2 塑性变形对金属组织和性能的影响 • 1. 冷塑性变形后的组织变化 • 金属在较低温度下进行塑性变形后，金属晶粒的 形状会发生改变，由等轴状变成扁平状或长条状， 其显微组织出现晶粒伸长、破碎、晶粒扭曲等特 征，并伴随着晶体缺陷增多，同时由于变形的不 均匀性以及变形造成的晶体晶格畸变，会导致内 应力的产生。 • 2. 冷变形强化 • 金属在塑性变形过程中，随晶粒变形程度的增加 及晶体缺陷的增多，阻碍了晶体的滑移，从而使 金属材料的力学性能发生改变，即强度和硬度提 高而塑性和韧性下降。这种现象称为冷变形强化。
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第 9章
锻压成形
机械制造基础09
第9章金属切削加工的基础知识」二nom 9・1金属切削加工方法选定一、设计目的了解最基本的金属切削加工方法，了解切削的基本概念、金属切削性能，全面掌握金属切削加工艺知识。
二、设计条件、给出矗速器轴类零件图及其性能要求，进行轴类零件工艺的制定及其制造过程设计。
三、设计内容及要求(1)根据减速器轴类零件图及性能要求，分析零件，确定轴类零件工艺方法。
(2)在掌握各金属切削方法中，进行典型轴类零件设计。
(3)掌握一般轴类零件的机械加工工艺过程。
9.2切削运动一、切削运动切削加工时，为了获得各种形状的零件，刀具与一工件业'须具有一定的柏対运运动，切削运动按其両起前作用可分为主运动和建给运动。
二、工件表面切削加工过程中，在切削运动的作用下，工件表面一层金属不断地被切下来变为切屑，从而加工出所需要的新的表面，在新表面形成的过程中，工件上有三个依次变化着的表面，它们分别是待加工表面，切削表面和已加工表面。
9.3金属切削刀具一、车刀的组成1.刀面(1)前刀面AY：刀具上切屑流过的表面。
(2)后刀面Ad：与工件上切削表面相对的刀面。
(3)副后刀面Adi与已加工表面相对的刀面。
2.切削刃(1)主切削刃S：前刀面与后刀面的交线，承担主要的切削工作；(2)副切削刃S：前刀面与副后刀面的交线，承担少量的切削工作。
(3)刀尖是主、副切削刃相交的一点，实际上该点不可能磨得很尖，而是由一段折线或微小圆弧组成，微小圆弧的半径称为刀尖圆弧。
二、刀具几何角度参考系1.刀具标注角度参考系2 ■正交平面参考系三、刀具标注角度定义1.在基面内测量的角度(1)主偏角K「：主切削刃与进给运动方向之间的夹角。
(2)副偏角Kf：副切削刃与进给运动反方向之间的夹角。
(3)刀尖角朗：主切削平面与副切削平面间的夹角。
刀尖角的大小会影响刀具切削部分的强度和传热性能。
2.在主切削刃正交平面内测量的角度(1)前角?o：前刀面与基面间的夹角。
当前刀面与基面平行时，前角为零。
机械制造基础-第9章-典型零件选
第9章 典型零件选材
第1节 零件的失效
一、零件的失效与失效分析
零件在工作过程中最终都要发生失效。
所谓失效是指:
（1）零件完全破坏，不能继续工作；
（2）严重损伤，继续工作很不安全；
（3）虽能安全工作，但已不能满意地起到预定的作用。 只要发生上述三种情况中的任何一种，都认为零件已 经失效。
失效分析的目的就是要找出零件损伤的原因，并提出相 应的改进措施。
❖ 例: 北京牌吉普车后桥圆锥主动齿轮。
❖ 材料: 20CrMnTi钢。 热处理: 渗碳、淬火、低温回火，渗碳层深 1.2mm～1.6mm。 性能要求: 齿面硬度HRC58～HRC62，心部硬度 HRC33～HRC48。 工艺路线: 下料→锻造→正火→切削加工→渗碳、淬 火、低温回火→磨加工。
6. 机床导轨的选材
❖ 2）对同类产品进行调研, 分析选材的合 理性。
❖ 3）找出关键的性能要求, 确定零件应具 有的力学性能判据或理化性能指标。
❖ 4）选择合适的材料, 确定热处理方法或 其他强化方法。
❖ 5）通过试验, 检验所选材料及热处理方 法能否达到各项性能要求。
第3节 典型零件选材实例分析
1.齿轮类零件
1）齿轮的作用 传递扭矩、调节速度、改变运动方向。 2）工作条件 （1）齿根受很大交变弯曲应力作用、齿面受较大接触应力 并有强烈的摩擦和磨损。 （2）承受一定的冲击载荷。 3）失效形式 轮齿折断、齿面磨损、齿面剥落、齿面点蚀、过载断裂等。 4）力学性能要求 （1）高的弯曲疲劳强度 （2）齿面应具有高的接触疲劳强度、高的硬度和耐磨性 （3）齿轮心部应具有良好的综合力学性能或较好的强韧性
（3）重载主轴 工作载荷大, 磨损及冲击都较严重, 例如工作载荷大的组合机床主轴。一般用 20CrMnTi钢制造, 经渗碳、淬火处理。
机械制造基础思考题与练习题
..《机械制造技术》思考题与练习题第一章思考题与练习题1.1 外圆车削加工时，工件上出现了哪些表面？试绘图说明，并对这些表面下定义。
1.2 何谓切削用量三要素？怎样定义？如何计算？1.3 刀具切削部分有哪些结构要素？试给这引起要素下定义。
1.4 为什么要建立刀具角度参考系？有哪两类刀具角度参考系？它们有什么差别？1.5 刀具标注角度参考系有哪几种？它们是由哪些参考平面构成？试给这些参考平面下定义。
1.6 绘图表示切断车刀和端车面刀的Kr,Kr’,γ0，α0,λs, α0’和h D,b D和A D。
1.7 确定一把单刃刀具切削部分的几何形状最少需要哪几个基本角度？1.8 切断车削时，进给运动怎样影响工作角度？1.9 纵车时进给运动怎样影响工作角度？1.10 为什么要对主剖面，切深，进给剖面之间的角度进行换算，有何实用意义？1.11 试判定车刀前角γ0，后角α0和刃倾角λs正负号的规则。
1.12 刀具切削部分材料应具备哪些性能？为什么？1.13 普通高速钢有哪些牌号，它们主要的物理，机械性能如何，适合于作什么刀具？1.14 常用的硬质合金有哪些牌号，它们的用途如何，如何选用？1.15 刀具材料与被加工材料应如何匹配？怎样根据工件材料的性质和切削条件正确选择刀具材料？1.16 涂层刀具，陶瓷刀具，人造金刚石和立方氮化硼各有什么特点？适用场合如何？第二章思考题与练习题2.1 阐明金属切削形成过程的实质？哪些指标用来衡量切削层金属的变形程度？它们之间的相互关系如何？它们是否真实的反映了切削形成过程的物理本质？为什么？2.2 切屑有哪些类型？各种类型有什么特征？各种类型切屑在什么情况下形成？2.3 试论述影响切削变形的各种因素。
2.4 第一变形区和第二变形区的变形特点是什么？2.5 试描述积屑瘤现象及成因。
积屑瘤对切削过程有哪些影响？2.6 为什么说背吃刀量对切削力的影响比进给量对切削力的影响大？2.7 切削合力为什么要分解成三个分力? 试分析各分力的作用。
《机械制造基础(第2版)》电子教案 第九章机械加工工艺
• 2、工艺过程
• 在生产过程中直接改变了生产对象的尺寸、形状、 位置以及性能的过程，统称为工艺过程。
• 工艺过程又可分为铸造、锻造、冲压、焊接、 机械加工、热处理、装配等工艺过程。
• 3、机械加工工艺过程
• 机械加工工艺过程是指利用切削加工、磨削加工、 电加工、超声波加工、电子束及离子束加工等机 械、电的加工方法，直接改变毛坯的形状、尺寸、 相对位置和性能，使其转变为合格零件的过程
• 3、大量生产 基本特征是同一产品的生产数量很大，通 常是在同一工作地长期进行同一种零件的某一道工序的加 工，如汽车、拖拉机、轴承等的生产都属于大量生产。
9.2 机械加工工艺过程的拟定
• 9.2.1、基准的概念 • 1、定义 • 用来确定零件上的点、线、面的位置所依据的那
些点、线、面，称为基准。基准可分为设计基准 和工艺基准两大类；工艺基准又可分为工序基准、 定位基准、测量基准和装配基准等。
• பைடு நூலகம்、如果必须保证零件某重要表面的加工余量均匀，则应 以该表面为粗基准。
• C、如果零件上所有的表面都需要机械加工，则应以加工 余量最小的加工表面作粗基准，以保证加工余量最小的表 面有足够的加工余量。
• D、为了保证零件定位稳定、夹紧可靠，尽可能选用面积 较大、平整光洁的表面作粗基准。应避免使用有飞边、冒 口或其他缺陷的表面作粗基准。
(a)直接找正
(b) 划线找正
图9-5 找正安装方法
• 9.2.3、定位基准的选择
• 在实际生产的第一道工序中，只能用毛坯表面作 定位基准，这种定位基准称为粗基准，在以后的 工序中，用已加工过的表面作为定位基准，这种 定位基准称为精基准。有时，当零件上没有合适 的表面作为定位基准时，就需要在零件上专门加 工出定位面，称为辅助基准，如轴类零件上的中 心孔等。
机械设计基础第9章
螺纹又分为米制和英制两类。
常用螺纹的类型主要有普通螺纹、管螺纹、矩形螺纹、 梯形螺纹、锯齿螺纹。
9
二、螺纹的主要参数
9
⒈大径d
⒉小径d1
⒊中径d2
⒋螺距P
⒌导程L
⒍升角λ
arctan L arctan np
d2
d2
⒎牙型角α 螺纹副在效率为 tan
tan( v ) tan( v )
⒈销联接——用来固定零件之间的相互位置，也可用于轴和 轮毂或其它零件的联接，并传递不大的载荷，有时还可用 来作安全装置中的过载剪断元件。
9
9
9
⒉成形联接——利用非圆剖面轴与轮毂上相应的孔构成的联接。
9
⒊弹性环联接——利用锥面互相贴合的内、外钢环作为中间体， 挤压在轴与毂之间。
9
四、过盈配合联接
9
第四节 单个螺栓联接的强度计算
对单个螺栓来说主要有两类： 一类为外载荷沿螺栓轴线方向，称 为轴向载荷；一类为外载荷垂直于 螺栓轴线方向，称为横向载荷。
一、受拉螺栓的强度计算 静载荷作用下受拉螺栓常见的
失效形式多为螺纹的塑性变形或断裂。
㈠松螺栓联接的强度计算
F
d12
4
9
㈡紧螺栓联接的强度计算
接力之和，即
F0
F
c1 c1 c2
F
为保证获得指定的剩余预紧力，联接在拧紧时需要的预紧力可
由下式计算出
F F c1 F c1 c2
受拉螺栓螺纹部分的强度条件为
1.3F0
4
d12
或
d1
4 1.3F0
精品课件-机械制图-第9章
项目九 标准件与常用件的绘制
任务1 螺纹与螺纹连接零件图的绘制 1.1 螺纹基本知识及螺纹的规定画法 1.2 螺纹紧固件及其画法 1.3 螺纹紧固件连接画法 任务实施
项目九 标准件与常用件的绘制
项目九 标准件与常用件的绘制
任务2 齿轮及其画法 2.1 直齿圆柱齿轮及其画法 2.2 斜齿圆柱齿轮及其画法 2.3 直齿圆锥齿轮及其画法 任务3 键、销及其连接的画法 3.1 键 连 接 3.2 销 连 接 任务4 滚动轴承及其画法 任务5 弹簧及其画法
项目九 标准件与常用件的绘制
项目九 标准件与常用件的绘制
项目九 标准件与常用件的绘制
2. 常用螺纹紧固件的画法 螺纹紧固件的画法一般有比例画法和查表画法。当结构要 求比较严格时，可用查表画法。查表画法就是查相关的标准手 册或书后的附录3，根据查得的各部分尺寸数值画出紧固件； 比例画法是根据紧固件的主要参数与螺纹公称尺寸的近似比例 关系来确定各部分尺寸，画出紧固件。比例画法如图9-1-18 所示。
(4) 螺柱的公称长度L≥δ + 垫圈厚度 + 螺母厚度 +(0.2～0.3)d，然后选取与估算值相近的标准长度值作为L 值。
双头螺柱连接的比例画法如图9-1-21(b)所示。
5) 旋向 螺纹分为左旋螺纹和右旋螺纹两种。顺时针旋转时旋入的 螺纹是右旋螺纹；逆时针旋转时旋入的螺纹是左旋螺纹，如图 9-1-8所示。工程上常用右旋螺纹，螺纹的升角一般为14°。
项目九 标准件与常用件的绘制 图9-1-8 螺纹的旋向
项目九 标准件与常用件的绘制
3．螺纹的规定画法和标注 1) 螺纹的规定画法 螺纹不按真实投影作图，而是采用机械制图国家标准 GB/T 4459.1—1995和GB/T 197—2003规定的画法以简化作图 过程。
《机械制造基础》教学课件—09数控加工技术
（5）加工精度。近年来，伴随着数控机床的发展和机床结构特性的提高，数控机床的性能与质量都有 了大幅度的提高。中等规格的加工中心，其定位精度普通级达到（±0.005~±0.008）mm/300mm， 精密级达到（±0.001~±0.003）mm/全程；普通级加工中心的加工精度达到±1.5μm，超精密级数控 车床的加工圆度已经达到0.1μm，表面粗糙度为Ra0.3 μm。
刀库容量是指刀库能存放加工所需要的刀具数量。目前常见的中小型加工中心多为16～60把，大型 加工中心达100把以上。
9.2 数控加工装备
9.2.1 数控刀具
1．数控刀具的要求 （1）高可靠性和较高的刀具耐用度。 （2）高精度和高重复定位精度。 （3）刀具尺寸可以预调和快速换刀。 （4）可靠的断屑及排屑措施。 （5）刀具标准化、模块化、通用化及复合化。 （6）具有一个比较完善的工具系统和刀具管理系统。 （7）应有刀具在线监控及尺寸补偿系统。 2．数控刀具的分类 • 整体式刀具：由整块材料根据不同用途磨削而成的刀具。 • 镶嵌式刀具：将刀片以焊接或机夹的方式镶嵌在刀体上的刀具。 • 减震式刀具：当刀具的工作臂较长时，为了减小刀具在切削时的震动所采用的一种特殊结构的刀具。 • 内冷式刀具：切削液通过主轴传递到刀体内部，由喷嘴喷射到刀具切削部位的刀具。 • 特殊式刀具：例如，具有强力夹紧，可逆攻丝功能的刀具。 3．数控机床的工具系统 工具系统还包括实现刀具快速轮换所必需的定位、夹紧、抓拿、刀具保护等机构。
（3）分度精度。分度精度是指分度工作台在分度时，实际回转角度与指令回转角度的差值。分度精度 既影响零件加工部位在空间的角度位置，也影响孔系加工的同轴度等。
机械制造基础第六至九章(答案)
机械制造基础第六至九章(答案)第六章～第九章一、名词解释：1．切削速度：切削速度是切削刃选定点相对于工件的主运动的瞬时速度。
（P158）2．进给量：刀具在进给运动方向上相对于工件的位移量，用工件每转的位移量来表达和度量。
（P158）3．背吃刀量：在通过切削刃基点并垂直于工作平面的方向上测量的吃刀量，即工件待加工表面与已加工表面间的垂直距离。
（P159）4．前角0：在正交平面中测量的刀具前面与基面间的夹角。
（P165）5．后角0：在正交平面内测量的刀具后面与切削平面间的夹角。
（P165）6．主偏角r：在基面内测量的主切削平面与假定工作平面之间的夹角。
（P165）7．副偏角r：在基面内测量的副切削平面与假定工作平面之间的夹角。
（P165）8．积屑瘤：切削塑性材料时，在刀尖部位黏结着一小块很硬的金属楔块，称为积屑瘤。
(P170)9．刀具耐用度：刀具耐用度是指刀具由开始切削一直到达到磨钝标准为止的切削时间，即刀具两次刃磨间的切削时间。
(P172)10．（铣削）背吃刀量：指平行于铣刀轴线测量的切削层尺寸。
周铣时是已加工表面宽度，端铣时是切削层深度。
（P196）11．（铣削）侧吃刀量：指垂直于铣刀轴线测量的切削层尺寸。
周铣时是指切削层深度，端铣时是指已加工表面宽度。
（P196）12．顺铣：在铣刀与工件已加工表面的切点处，铣刀切削刃的旋转运动方向与工件进给方向相同的铣削称为顺铣。
（P203）13．逆铣：在铣刀与工件已加工表面的切点处，铣刀切削刃的旋转运动方向与工件进给方向相反的铣削称为逆铣。
（P204）14．展成法：展成法是指利用齿轮刀具与被切齿轮在专用齿轮加工机床上按展成原理切出齿形的加工方法。
（P247）'二、填空题：1．车削的主运动是工件的旋转运动，车削的进给运动是车刀纵向或横向移动。
（P158）2．切削用量包括切削速度、进给量和背吃刀量。
（P158）3．卧式车床的组成部分主要有：主轴箱、进给箱、溜板箱、光杠、丝杠、刀架和滑板、尾座、床身及床腿等。
机械设计基础第三版第九章课件
5
1 1 0 3 /P 6
1
6级公差
轴 承 内 径 d = 17 m m
1（ 特 轻 ） 系 列
推力球轴承
4．滚动轴承的固定
（1）轴承内圈的固定
（2）轴承外圈的固定
5．滚动轴承轴向间隙的调整
为了补偿受热后的伸长，保证轴承不致卡死，轴承端面 与轴承盖之间应留有一定的间隙。间隙的大小影响轴承 的旋转精度、使用寿命和转动零件工作的平稳性。
④ 轴的毛坯多用轧制的圆钢或锻钢。锻钢内部组织均匀，强度较 好，因此重要的、大尺寸的轴，常用锻造毛坯。
⑤ 轴的各种热处理（如高频淬火、渗碳、氮化、氰化等）以及表 面强化处理（喷丸、滚压）对提高轴的疲劳强度有显著效果。
9.1.3 轴的加工工艺性要求
① 螺纹轴段要有退刀槽。 ② 磨削段要有砂轮越程槽，退刀槽和越程槽尽可能采用
对应于轴承，轴瓦的形式也做成整体式和剖分式两种结构。 剖分式轴瓦有承载区和非承载区，一般载荷向下，故上瓦为非
⑤ 选轴承时要注意经济性，一般球轴承比滚子轴承便宜。
7．滚动轴承的失效和计算准则
（1）滚动轴承的失效 根据工作情况，滚动轴承的失效形式主要有两种。 ① 点蚀。滚动轴承承受载荷后，各滚动体的受力大小不
同，对回转的轴承，滚动体与套圈间产生变化的接触应 力，工作若干时间后，各元件接触表面上都可能发生接 触疲劳磨损，出现点蚀现象，有时由于安装不当，轴承 局部受载较大，更促使点蚀早期发生。 ② 塑性变形。在一定的静载荷或冲击载荷作用下，滚动 体或套圈滚道上将出现不均匀的塑性变形凹坑。这时， 轴承的摩擦力矩、振动、噪声都将增加，运转精度也降 低。
万数转 ，时 球， 轴承L10==1）3，；滚为子寿轴命承指 = 10/3
（6）滚动轴承的静载荷计算
机械设计基础第五版第九章
刚度准则 寿命准则
振动稳定性 0.85f >fp 或 1.15f<fp 可靠性准则 R=N/N0
强度准则：
零件危险截面的计算应力：
[ ] =
lim
S
τ [τ ] =
τ lim
S
lim τ lim [ ]
极限正应力 极限切应力 许用应力 许用应力 安全系数
[τ]
S
一、应力的种类
点蚀是齿轮、滚动轴承等零件的主要失效形式
最大接触应力 H 的计算：
当两个轴线平行的圆柱体
F
n
相互接触并受压时，由于
材料的弹性变形，其接触 面积为一狭长的矩形，最 大应力发生在接触区中线 上。
2
1
b
b 1 2 H = 2 1 12 1 2 E E 2 1
静应力：不随时间变化的应力 变应力：随时间变化的应力 1、循环变应力：应力按一定规律周期性变化。 对称循环变应力：变应力中最大应力和最小 应力绝对值相等，符号相反。
max
= min
脉动循环变应力：变应力中的 σmin=0 。
非对称循环变应力：变应力中最大应力和最小
应力绝对值不相等。
2、变应力的特征参数：
计算应力：按计算载荷求得的应力。
机械零件的计算准则
设计准则 强度准则 计算公式 失效形式 典型零部件
齿轮、带 lim/S 断裂、疲劳 轴、 破坏、残余 轮等 变形 弹性变形 轴、蜗杆等 y[y] 满 足 额 定 寿 腐 蚀 、 磨 滚动轴承等 损、疲劳 命 共振产生的 滚 动 轴 承 、 工作失常 齿轮、滑动 轴承
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机械制造基础教学课件庄佃霞崔朝英第九章习题答案
思考题与习题9-1外圆表面常用加工方法有哪些？如何选用？答：外圆表面常用的机械加工方法有车削、磨削和各种光整加工等。
车削加工是外圆表面最经济有效的加工方法，但就其经济精度来说，一般作为外圆表面粗加工和半精加工；磨削加工是外圆表面的主要精加工方法，特别适合各种高硬度和淬火后零件的精加工；光整加工是精加工之后进行的超精加工方法（如滚压、抛光、研磨等），适合某些精度和表面质量要求很高的零件。
由于各种加工方法所能达到的经济加工精度、表面粗糙度、生产率和生产成本各不相同，因此必须根据具体情况，选用合理的加工方法，从而加工出满足零件图纸要求的合格零件。
9-2砂轮的特征主要取决于哪些因素？如何进行选择？答：砂轮的特性主要是由磨料、粒度、结合剂、硬度、组织、形状和尺寸等因素决定的。
磨料是砂轮的主要组成成分，它应具有很高的硬度、耐磨性、耐热性和一定的韧性，以承受磨削时的切削热和切削力，同时还应具备锋利的尖角，以利磨削金属。
砂轮的粒度对磨削表面的粗糙度和磨削效率影响很大。
磨粒粗，磨削深度大，生产率高，但表面粗糙度值大。
反之，则磨削深度均匀，表面粗糙度值小。
所以粗磨时，一般选粗粒度，精磨时选细粒度。
磨软金属时，多选用粗磨粒，磨削硬而脆的材料时，则选用较细的磨粒。
结合剂是把磨粒粘结在一起组成磨具的材料。
砂轮的强度、抗冲击性、耐热性及耐腐蚀性，主要取决于结合剂的种类和性质。
砂轮硬度是指砂轮工作时，磨粒在外力作用下脱落的难易程度。
砂轮硬，表示磨粒难以脱落；砂轮软，表示磨粒容易脱落。
砂轮硬度的选用原则是：工件材料硬，砂轮硬度应选用软一些，以便砂轮磨钝磨粒及时脱落，露出锋利的新磨粒继续正常磨削；工件材料软，因易于磨削，磨粒不易磨钝，砂轮应选硬一些。
但对于有色金属、橡胶、树脂等软材料磨削时，由于切屑容易堵塞砂轮，应选用较软砂轮。
粗磨时，应选用较软砂轮；而精磨、成形磨削时，应选用硬一些的砂轮，以保持砂轮必要的形状精度。
砂轮的组织是指组成砂轮的磨粒、结合剂、气孔三部分体积的比例关系。
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阶梯轴零件
9.1.2 零件的生产类型
1. 生产纲领
• 生产纲领指计划期内生产零件的数量，其大小对生产组织形 式和零件加工过程有重要影响，决定了各个工序所需专业化 和自动化程度，以及生产过程中所选用的工艺方法和工艺装 备。
2. 生产类型
• 生产类型是指企业（或车间）生产专业化程度的分类。依据 产品的生产纲领，并考虑产品的体积、重量和其他特征，可 将生产类型分成单件小批量生产、成批生产和大批大量生产。 不同的生产类型有着不同的工艺特点
9.2 机械加工工艺规程及制订
9.2.1 机械加工工艺规程概述
1. 机械加工工艺规程的用途
机械加工工艺规程的主要用途如下： （1）用于指导工人操作； （2）用于生产和工艺管理； （3）用作新产品投产前进行生产准备和技术准备的依据； （4）用作技术交流和经验推广。
2. 机械加工工艺规程的主要工艺文件
（1）机械加工工艺过程卡 机械加工工艺过程卡主要列出整个零件加工所经过的工艺 路线，是制订其他工艺文件的基础，也是生产技术准备、编 制作业计划和组织生产的依据。但是，机械加工工艺过程卡 对各个工序的说明不够具体，主要适合于生产管理。 （2）工序卡 工序卡用来说明具体工序的详细信息，主要包括毛坯工序 卡、机械加工工序卡、热处理工序卡以及特种检验工序卡等 形式。
零件的结构工艺性
4. 零件工艺性对加工质量的影响
（1）合理确定零件的加工精度与表面质量 （2）保证位置精度的可能性
5. 零件工艺性对加工劳动量的影响
（1）尽量减少不必要的加工面积 （2）尽量避免或简化内表面的加工
6. 零件工艺性对生产率的影响
（1）零件的尺寸应力求一致，并能用标准刀具加工 （2）减少零件的安装次数 （3）零件的结构应便于加工 （4）便于多刀或多件加工 （5）便于测量 （6）便于装配和维修
9.2.3 应用实例
【实例9-3】 传动轴的加工工艺制订。
传动轴的加工工艺过程
工 序 号 1 2 3 4
工序内容
下料：95×370热轧圆棒 车端面，然后打中心孔，最后粗 车各段外圆 热处理：调质 半精车各外圆、端面，然后倒角
9.1.3 零件的工艺性分析
1. 审查零件图
• 零件图是制造零件的主要技术文件和资料，通过对零件图的 审查，可以了解零件的用途和工作条件，分析零件的精度要 求和技术要求，以便掌握制造中必须把握的关键工艺环节。
2. 零件图上合理标注
• 零件图上的尺寸、公差和表面粗糙度等的标注必须合理，不 合理的标注会影响零件加工工艺规程的拟订。
第9章 机械制造工艺和装配
本章学习要求
• • • • • • • 了解机械加工工艺中常用基本术语的含义。 了解定位的概念，理解“六点定位”原则的含义。 了解夹具的种类和用途。 掌握零件结构工艺性的含义及其对加工的影响。 明确机械加工工艺规程的主要内容。 了解轴类零件和箱体类零件的加工工艺特点。 了解装配的用途以及主要装配方法。
本章大纲
• • • • • 9.1机械加工工艺基础 9.2机械加工工艺规程及制订 9.3工件的定位与安装 9.4典型零件的加工 9.5机械装配基础
9.1 机械加工工艺基础9.1.1 机来自制造系统的概念机械制造系统
1. 生产过程
制造机器时，由原材料制成各种零件并装配成机器的 全过程，称为生产过程。机械产品的生产过程相当复杂， 主要内容如下。 （1）原材料、半成品以及成品的运输和保管。 （2）产品的开发、加工工艺的制订、工艺装配的选择 以及各种生产资料的准备等。 （3）毛坯的制造。具体可以采用铸造、锻压和焊接等。 （4）零件的切削加工以及热处理。 （5）部件和整机的装配、调试、检验和包装等。
2. 工艺过程
组成机械加工工艺过程的基本单元是工序，工序又由 安装、工位、工步及走刀组成。 在一个工序中可能包含有一个或几个安装，每一个安 装可能包含一个或几个工位，每一个工位可能包含一个 或几个工步，每一个工步可能包括一次或几次走刀。 （1）工序 （2）安装 （3）工位 （4）工步 （5）行程
基本工艺概念（视频）
4.
制订机械加工工艺规程的主要依据
制订机械加工工艺规程的主要依据有以下几方面 （1）技术设计说明书。由技术设计说明书确定产品结构、 工作原理和技术性能等。 （2）产品的装配图和零件图。 （3）产品的生产纲领。 （4）现有生产条件和资料以及其他工艺资料。
9.2.2 制定机械加工工艺规程的步骤
1．确定生产类型 2．零件工艺分析 3．确定毛坯的种类及制造方法 4．拟定机械加工工艺路线 5．确定各工序所需的机床和工艺装备 6．确定加工余量和工序余量 7．确定切削用量和时间定额 8．评价工艺路线 9．填写工艺文件
方案（a）中，加工A面时，同时获得尺寸45 mm和 165 mm；加工B面时，同时获得尺寸45 mm、60 mm和 145 mm。其中只有一个尺寸能直接获得，其余则根据尺 寸链换算得到，这会增加对零件的精度要求。 方案（b）中，将两个尺寸45 mm分别标为120 mm和 100 mm，并标注总长尺寸370 mm。这样，加工A面时， 保证尺寸165 mm即可；加工B面时，保证尺寸60 mm即可。 这个方案按照加工顺序标注尺寸，避免了尺寸链换算。
3. 零件结构工艺性分析的内容
（1）根据零件材料的种类和性能，确定毛坯类型及加工方 法。 （2）根据零件的结构特点，分析零件的表面类型，将其大 体划分为轴类、套类、盘环类、叉架类以及箱体类等类型， 参考该类零件的工艺经验来制订机械加工工艺规程。 （3）根据零件功能以及加工质量指标分析零件上哪些表面 是主要加工面，初步拟订加工顺序和加工方法。 （4）分析其他技术要求，包括热处理以及其他特殊要求。
3.
制订机械加工工艺规程的基本原则
制订机械加工工艺规程时，要遵循以下基本原则： （1）在保证产品质量的前提下，能尽量提高生产率，降低 生产成本。 （2）在利用本企业现有生产资源的基础上，尽量采用先进 工艺和先进经验，并保证工人有良好安全的劳动条件。 （3）制订工艺规程时，要做到正确、标准和清晰，所用术 语、符号、单位等都要符合相关标准，并尽量采用国家标准。