机械制图和识图基础

机械制图与识图基础
一个模具是由若干个零部件组装而成，设计者根据冲压产品的不同，设计不同的模具。

设计者是以图样来表达其设计思想的，模具结构中每一个零部件，设计者都将会以图样的形式（标准件常用编码表示）表达出来，即“以图示物”。

作为模具修理工、改制工，在进行模具修理、变更和零部件及治具加工等工作时，图纸是作业的必要依据。

因此，我们必须学会看懂各种常用的机械图样，正确理解设计要求，才能按照图纸加工出合格的模具零部件，确保修模质量，提高修模效率。

一、投影与视图
工程上常用的机械图样，都是以视图来表达机械零件和部件的结构形状。

要看懂图样首先要知道图样上的视图是根据什么原理和方法画出来的。

掌握这些原理，了解视图的形成及画法是看懂机械图的基础。

1、投影的概念
投影概念是从日常生活中抽象出来的，太阳或灯光照射物体所得到的影子都可以看作是物体在平面上的投影。

这些投影现象经科学总结，形成了用来绘制工程图样的投影方法。

工程上常用的投影方法有两种：
中心投影法：特点是所有的投影线均交于一点。

平行投影法：特点是所有的投影线均互相平行。

在平行投影法中，投影线垂直于投影面的投影称为正投影。

由于它能正确表达物体的真实形状和大小，作图方便，故机械图样都是采用正投影法绘制的。

2、正投影的投影特性
物体的形状各有不同，但其表面都是以直线和平面围成。

物体的投影就是这些线、面投影的组合。

所以研究物体的正投影特性，只要研究直线和平面的投影特性即可。

根据直线和平面相对于投影面的位置不同（平行、垂直、倾斜），其投影特性各有不同。

⑴直线的投影特性：
直线平行于投影面，投影等于实际长度；
直线垂直于投影面，投影积聚于一点；
直线倾斜于投影面，投影小于实际长度；
⑵平面的投影特性：
平面平行于投影面，投影成实际形状；
平面垂直于投影面，投影积聚于一线；
平面倾斜于投影面，投影为小于实际形状的类似形；
3、三视图的形成
在机械制图中，物体的正投影称为视图。

由于物体在一个投影面上只能得到一个方向的视图，而一个视图不能唯一确定物体的空间形状，所以必须增加投影面，从物体的几个方向进行投影。

一般较简单的物体，用三视图来表达物体的形状。

三视图的形成过程是：
设定三个互相垂直的平面作为投影面，分别是正立投影面V（简称正面），水平投影面H（简称水平面），侧立投影面W（简称侧面）。

将物体正放其中（正放是指物体的主要表面与投影面平行），然后用正投影法分别向三个投影面进行投影，得到物体的三视图。

4、三视图的投影规律
熟悉与掌握三视图的投影规律，找出图与图、图与物的关系，是制图与识图的关键。

⑴三视图与物体空间方位的关系，即图与物的关系：
主（前）视图反映物体上下、左右位置，即物体的高与长。

俯（顶）视图反映物体左右、前后位置，即物体的长与宽。

左（右）视图反映物体上下、前后位置，即物体的高与宽。

⑵三视图之间的三等关系，即图与图的关系：
从三视图的形成与图—物关系可以看出，物体各相应部分的三视图有以下关系：主（前）视图与俯（顶）视图之间应保持长度相等；主（前）视图与左（右）视图之间应保持高度相等；左（右）视图与俯（顶）视图之间应保持宽度相等。

5、物体上可见与不可见部分的表示法
根据国标规定：物体上可见部分的轮廓线用粗实线表示；不可见部分用虚线表示；孔的中心线和轴线用点划线表示；断裂处的边界线用波浪线或双折线表示；视图与剖视的分界面用波浪线表示。

6、六个基本视图
对于形状复杂的物体，只采用三个视图往往不能完整、清楚地表达出内、外形状，必须增加更多的投影面以得到更多的视图。

按照国家标准规定，采用六面体的六个面作为基本投影面，将物体放在其中，从上、下、左、右、前、后六个方向分别向基本投影面投影，就得到六个基本视图。

在同一张图纸上，六个基本视图若按标准配置时，一律不标注视图名称，否则在视图上方注出视图名称“×向”，在相应的视图附近用箭头指明投影方向，并注上同样的字母。

在画面中，并不是任何物体都需要画出六个基本视图，而应根据不同物体结构形状的特点，选用必要的几个基本视图。

7、尺寸的标注
视图只能表示物体的形状，物体的真实大小及各部分之间的相对位置，则要由尺寸来确定。

根据国家标准规定，标注一个完整的尺寸，一般应由尺寸线、尺寸界线、尺寸数字和箭头四个部分组成。

标注尺寸时应遵守下列三个基本规则：
⑴物体的真实大小应以图上所注尺寸数字为依据，与图样大小无关。

⑵图中尺寸以mm为单位时，在图上不需标注单位。

若采用其它单位时，必须注明。

⑶物体的每一个尺寸，一般只标注一次，并且应标注在表示该结构最清晰
的图形上。

8、剖视图
剖视图的形成包括“剖”与“视”两个过程。

“剖”就是用一个假想的剖切平面P，在物体有孔或槽的位置将其剖开。

“视”就是移去剖切平面和观察者之间的部分，将剩下的部分向投影面投影，并在剖切平面与物体相接触的断面上画出剖面符号即45度的剖面线。

包括全剖、半剖、局部剖三种剖视图。

看图时要注意剖切的方向。

9、剖面图
只画出断面形状的图形称剖面图。

包括移出剖面图（将剖面图画在视图轮廓线外面）和重合剖面图（将剖面图画在视图轮廓线以内）。

二、第一角投影法与第三角投影法
物体在空间上设立两个互相垂直的投影面体系V/H，这两个互相垂直的投影面可将空间分成四个分角Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ，将物体放在第Ⅰ分角进行投影，称为第一角投影法。

将物体放在第Ⅲ分角进行投影，称为第三角投影法。

ISO国际标准规定，在表达机件结构时，第一角投影法与第三角投影法等效。

中国、德国等国家采用第一角投影法，美国、日本等国家采用第三角投影法。

1、两种投影法的相同之处
⑴视图都是在三个互相垂直的投影面进行正投影得到的。

⑵展开投影面时，都规定V面不动，将H面、W面旋转到与V面成一个平面。

⑶各视图间都遵循“长对正、高平齐、宽相等”的投影规律。

2、两种投影法的不同之处：
⑴第一角投影法是将物体放在观察者与投影面之间，保持“人—物—图”的关系；第三角投影法是将投影面放在观察者与物体之间，保持“人—图—物”的关系，并假想投影面是透明的，视图是观察者通过透明投影面看物体而得到的。

⑵将三视图表示在一个平面上，第一角投影法规定V面不动，将H面向下旋转90度，将W面向右旋转90度，与V面重合，得到视图；第三角投影法规定V面不动，将H面向上旋转90度，将W面向左旋转90度，与V面重合，得到视图。

一角投影法中，俯视图的下方和左视图的右方都表示物体的前面，而第三角投影法中，顶视图的下方和右视图的左方表示物体的前面。

⑸在ISO国际标准中，为区别两种画法，规定了两种画法的标记符号：
3、两种投影法具有对应关系。

（从图中可以看出）
三、模具零部件图纸的查找：
每个人查找模具零部件图纸的方法，因客观条件、个人习惯等不同而各有不同。

一般地说，查找模具零部件图纸需要经过以下步骤：
1、确定查找的对象：如图号、模号、零部件编码（部番）或零部件的大致形状
及其在模具中的（大致）位置（在哪块板、在哪个工位等）。

2、已知零部件编码（部番）的，可直接在图纸夹本或电脑图中查找部件图（零
件图）或零部件尺寸。

3、仅知零部件的大致形状和位置的，可先在零部件分布图、组立图或电脑中的
模具图中查找该部件图（零件图）该零部件的图形代码（部番），再根据图形代码（部番号）查找部件图（零件图）或零部件尺寸。

4、必要时对照模具零部件确认查找的图纸是否正确。

5、同一模具有多个相似图形时，要尤其注意做好确认工作。

四、模具图纸的识读
模具图纸是指导模具维修、加工、检验的技术资料。

识读模具的零部件图纸，要根据零件图上一组视图分析和想象出零件的结构形状，通过图上标注的符号、代号、数字以及文字说明等，了解零件的尺寸和技术要求，
塑料知识
一、塑料的定义
塑料是以树脂为主要成分，在一定温度和压力下塑造成一定形状，并在常温下能保持既定形状的高分子有机材料。

树脂是指受热时通常有转化或熔融范围，转化时受外力作用具有流动性，常温下呈固态或半固态或液态的有机聚合物，它是塑料最基本的，也是最重要的成分。

广义地讲，在塑料工业中作为塑料基本材料的任何聚合物都可称为树脂。

二、塑料的分类
塑料目前尚无确切的分类，一般分类如下：
1．按塑料的物理化学性能分
热塑性塑料：在特定温度范围内能反复加热软化和冷却硬化的塑料。

如聚乙烯塑料、聚氯乙烯塑料。

热固性塑料：因受热或其它条件能固化成不熔不溶性物料的塑料。

`如酚醛塑料、环氧塑料等。

2．按塑料用选分
通用塑料： -般指产量大、用途广、成型性好、价廉的塑料。

如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等。

工程塑料： -般指能承受一定的外力作用，并有良好的机械性能和尺寸稳定性，在高、低温下仍能保持其优良性. . 能，可以作为工程结构件的塑料。

如ABS、尼龙、聚矾等。

特种塑料： -般指具有特种功能（如耐热、自润滑等），应用于特殊要求的塑料。

如氟塑料、有机硅等。

3．按塑料成型方法分
模压塑料：供模压用的树脂混合料。

如一般热固性塑料。

层压塑料：指浸有树脂的纤维织物，可经叠合、热压结合而成为整体材料。

注射、挤出和吹塑塑料： -般指能在料筒温度下熔融、流动，在模具中迅速硬化的树脂混合科。

如一般热塑性塑料。

浇铸塑料：能在无压或稍加压力的情况下，倾注于模具中能硬化成一定形状制品的液态树脂混合料。

如MC尼龙。

反应注射模塑料：一般指液态原材料，加压注入模腔内，使其反应固化制得成品。

如聚氨脂类。

4．按塑料半制品和制品分
模塑粉：又称塑料粉，主要由热固性树脂（如酚醛）和填料等经充分混合、按压、粉碎而得。

如酚醛塑料粉。

增强塑料：加有增强材料而某些力学性能比原树脂有较大提高的一类塑料。

泡沫塑料：整体内合有无数微孔的塑料。

薄膜：一般指厚度在O.25毫米以下的平整而柔软的塑料制品。

三、塑料的基本性能
1．质轻、比强度高。

塑料质轻，一般塑料的密度都在0.9 ~ 2.3克／厘米3之间，只有钢铁的1／8 ~1／4、铝的1／2左右，而各种泡沫塑料的密度更低，约在0.01 ~ O.5克／厘米3之间。

按单位质量计算的强度称为比强度，有些增强塑料的比强度接近甚至超过钢材。

例如合金钢材，其单位质量的拉伸强度为160兆帕，而用玻璃纤维增强的塑料可达到170 ~ 400兆帕。

2．优异的电绝缘性能。

几乎所有的塑料都具有优异的电绝缘性能，如极小的介电损耗和优良的耐电弧特性，这些性能可与陶瓷媲美。

3．优良的化学稳定性能。

一般塑料对酸碱等化学药品均有良好的耐腐蚀能力，特别是聚四氟乙烯的耐化学腐蚀性能比黄金还要好，甚至能耐"王水"等强腐蚀性电解质的腐蚀，被称为"塑料王"。

4．减摩、耐磨性能好。

大多数塑料具有优良的减摩、耐磨和自润滑特性。

许多工程塑料制造的耐摩擦零件就是利用塑料的这些特性，在耐磨塑料中加入某些固体润滑剂和填料时，可降低其摩擦系数或进一步提高其耐磨性能。

5．透光及防护性能。

多数塑料都可以作为透明或半透明制品，其中聚苯乙烯和丙烯酸酯类塑料象玻璃一样透明。

有机玻璃化学名称为聚甲基丙烯酸甲酯，可用作航空玻璃材料。

聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯等塑料薄膜具有良好的透光和保暖性能，大量用作农用薄膜。

塑料具有多种防护性能，因此常用作防护保装用品，如塑料薄膜、箱、桶、瓶等。

6．减震、消音性能优良。

某些塑料柔韧而富于弹性，当它受到外界频繁的机械冲击和振动时，内部产生粘性内耗，将机械能转变成热能，因此，工程上用作减震消音材料。

例如，用工程塑料制作的轴承和齿可减小噪音，各种泡沫塑料更是广泛使用的优良减震消音材料。

上述塑料的优良性能，使它在工农业生产和人们的日常生活中具有广泛用途；它已从过去作为金属、玻璃、陶瓷、木材和纤维等材料的代用品，而一跃成为现代生活和尖端工业不可缺少的材料。

然而，塑料也有不足之处。

例如，耐热性比金属等材料差，一般塑料仅能在100℃以下温度使用，少数200℃左右使用；塑料的热膨胀系数要比金属大3 ~ 10倍，容易受温度变化而影响尺寸的稳定性；在载荷作用下，塑料会缓慢地产生粘性流动或变形，即蠕变现象；此外，塑料在大气、阳光、长期的压力或某些质作用下会发生老化，使性能变坏等。

塑料的这些缺点或多或少地影响或限制了它的应用。

但是，随着塑料工业的发展和塑料材料研究工作的深入，这些缺点正被逐渐克服，性能优异的新颖塑料和各种塑料复合材料正不断涌现。

磨具基础知识
一、磨料的特性
二、硬度
磨具的硬度是指磨具表面的的磨料在外力作用下脱落的难易程度。

磨粒容易脱落的硬度低，不易脱落的硬度高。

我国生产的磨具硬度等级共分为七大级、14小级。

选择磨具的硬度主要决定于被加工材料的硬度，此外还应根据磨具与工具接触面积大小，工件形状、磨削的方式、冷却方式，磨具的结合剂种类等因素来综合考虑。

三、组织
磨具的组织是指磨具中磨料颗料分布的疏密程度。

一般都以磨具中磨料体积所占的百分数来表示。

较紧的组织、磨料不易脱落，有利于保持形状，适用于或型磨削、重荷磨削和间断磨削。

较松的组织，磨料不易钝化、切削力强、磨削过程中发热少、能减少工件烧伤、变形、适于质地软而韧性大的材料、热敏材料、薄形工件和接触面积大的磨削加工。

四、结合剂
结合剂在磨具中起着粘结磨料的作用，使磨粒互连结成具有一定几何开头的磨具。

常用的结合剂有陶瓷、树脂、橡胶等。

陶瓷结合剂(旧代号A、新代号V)制成的磨具比其它结合剂的磨具气孔大磨削效率高、磨损小、能较好的保持砂轮几何形状。

是使用最广泛的一种结合剂。

五、粒度
磨具粒度的选择主要取决于被加工工件的表面光洁度和磨削生产效率的要求。

平面铣削加工基础知识
证平面铣削的顺利进行，在开始铣削之前，应对整个过程有个清楚的估计。

比如要进行的是粗铣还是精铣？所加工的表面是否将作为基准？铣削过程中表面粗糙度、尺寸精度会有多大变化？另外，还需要正确选择铣刀的切削参数。

本文分析了需要考虑的重点内容。

铣刀刀体的选择
铣刀的价格比较贵，一把直径为100mm的面铣刀刀体价格可能要超过600美元，所以应慎重选择，以能达到真正适合具体的加工需要。

首先，在选择一把铣刀时，要考虑它的齿数。

例如直径为100mm的粗齿铣刀只有6个齿，而直径为100mm的密齿铣刀却可有8个齿。

齿距的大小将决定铣削时同时参与切削的刀齿数目，影响到切削的平稳性和对机床切率的要求。

每个铣刀生产厂家都有它自己的粗齿、密齿面铣刀系列。

在进行重负荷粗铣时，过大的切削力可使刚性较差的机床产生振颤。

这种振颤会导致硬质合金刀片的崩刃，从而缩短刀具寿命。

选用粗齿铣刀可以减低对机床功率的要求。

所以，主轴孔规格较小时(如R-8、30#、40#锥孔)，可以用粗齿铣刀有效地进行铣削加工。

粗齿铣刀多用于粗加工，因为它有较大的容屑槽。

如果容屑槽不够大，将会造成卷屑困难或切屑与刀体、工件摩擦加剧。

在同样进给速度下，粗齿铣刀每齿切削负荷较密齿铣刀要大。

精铣时切削深度较浅，一般为0.25～0.64mm，每齿的切削负荷小(约0.05～0.15mm)，所需功率不大，可以选择密齿铣刀，而且可以选用较大的进给量。

由于精铣中金属切除率总是有限，密齿铣刀容屑槽小些也无妨。

对于锥孔规格较大、刚性较好的主轴，也可以用密齿铣刀进行粗铣。

由于密齿铣刀同时有较多的齿参与切削，当用较大切削深度(1.27～5mm)时，要注意机床功率和刚性是否足够，铣刀容屑槽是否够大。

排屑情况需要试验验证，如果排屑有问题，应及时调整切削用量。

刀片的选择
某些加工场合选用压制刀片是比较合适的，有时也需要选择磨制的刀片。

粗加工最好选用压制的刀片，这可使加工成本降低。

压制刀片的尺寸精度及刃口锋利程度比磨制刀片差，但是压制刀片的刃口强度较好，粗加工时耐冲击并能承受较大的切深和进给量。

压制的刀片有时前刀面上有卷屑槽，可减小切削力，同时
但是压制的刀片表面不像磨制刀片那么紧密，尺寸精度较差，在铣刀刀体上各刀
对于精铣，最好选用磨制刀片。

这种刀片具有较好的尺寸精度，所以刀刃在铣削中的定位精度较高，可得到较好的加工精度及表面粗糙度。

另外，精加工所用的磨制铣刀片发展趋势是磨出卷屑槽，形成大的正前角切削刃，允许刀片在小进给、小切深上切削。

而没有尖锐前角的硬质合金刀片，当采用小进给、小切深加工时，刀尖会摩擦工件，刀具寿命短。

磨过的大前角刀片，可以用来铣削粘性的材料(如不锈钢)。

通过锋利刀刃的剪切作用，减少了刀片与工件材料之间的摩擦，并且切屑能较快地从刀片前面离开。

作为另一种组合，可以将压制刀片装在大多数铣刀的刀片座内，再配置一磨制的刮光刀片。

刮光刀片清除粗加工刀痕，比只用压制刀片能得到较好的表面粗糙度。

而且应用刮光刀片可减小循环时间、降低成本。

刮光技术是一种先进工艺，已在车削、切槽切断及钻削加工领域广泛应用。

冷却和涂层
平面铣削是否要冷却，当用一个大直径面铣刀铣削时，冷却液难以喷到整个铣刀。

特别是铣削属于断续加工。

刀片在频繁地切入、切出，实际上冷却液达不到刀尖，而是刀尖切入时被加热，切出时被冷却。

这种很快地加热、冷却，极易引起热裂纹。

如果刀片出现裂纹，并且在切削时从刀片座中落下，刀体将会受到严重的损坏。

现代的刀具涂层能使温度裂纹产生的概率大大降低，更加促进了干式切削的发展。

特别是TiAlN涂层刀具很适合于干式切削。

因为当切入金属时，切削的热量使TiAlN表面发生化学变化，产生了更硬的物质。

干式切削的优点是，操作者可以看清切屑实际的形状和颜色，为操作者提供了评定切削过程的信息，由于工件的化学成分不同，发出的信息也不一样：当加工碳钢时，形成暗褐色切屑，说明采用切削速度适当；当速度进一步提高，褐色切屑将变成蓝色。

如果切屑变黑，表明切削温度过高，此时应降低切削速度。

不锈钢的导热率较低，其热量不能很好地传至切屑，所以加工不锈钢应选用适当的切削速度，使切屑带有淡淡的棕褐色。

如果切屑变成深褐色，表明其切削速度已达最高限度。

有时，为避免刀瘤，加工不锈钢切削热又是需要的。

另外，冷却液会使切屑冷却太快而熔合在刀片上，导致刀具寿命降低。

过高的进给量会引起材料的堆积，而进给量过低又会使刀具与工件发生摩擦，也会导致过热。

干切的目标是调整切削速度与进给量，使热传到切屑而不是工件或铣刀上。

因此，应避免使用冷却液，以便观察飞溅的切屑，适当地调整主轴速度和进给量。

热切屑意味着热量没有传到零件和刀具上，不会发生热裂纹，从而延长了刀具寿命。

但当加工易燃性的材料(如镁和钛)时，应注意冷却并备好灭火设施。

值得一提的是，当干切时，在螺纹/铣刀体的结合面应涂少量防止“咬死”(难以拆卸)的化合物也很重要，但要注意不要带进污物，否则会影响铣刀的安装精度。

顺铣和逆铣
大多数平面铣削都是在带有丝杠或滚珠丝杠的轻型机床上用逆铣方式来完成。

但是，应尽量采用顺铣，这样会取得更好的加工效果。

因为逆铣时，刀片切入前产生强烈摩擦，造成加工表面硬化，使下一个刀齿难以切入。

当顺铣时，应使铣削宽度大约等于2/3铣刀直径，这可保证刀刃一开始就能立即切入工件，几乎没有摩擦。

如果小于1/2铣刀直径，则刀片又开始“摩擦”工件，因为切入时切削厚度变小，每齿进给量也将因径向切削宽度的变窄而减小。

“摩擦”的结果使刀具寿命缩短，对于硬质合金刀具，增加每齿进给量和减小切削深度是比较有利的。

所以粗铣时，若径向切削宽度小于铣刀半径时，增加走刀量，其刀具寿命将会提高，加工时间随之缩短。

当然，精铣需要工件表面光洁，所以应限制走刀量。

试调这一径向铣削宽度，确定铣刀直径与径向铣削宽度之比的工作，最好在高精度机床上进行，以便在调整比率的同时，观察其工件表面粗糙度的变化。

铣削效率的评价
面铣工作效率可以用多种方式衡量，一种是通过确定每分钟金属切除量，即：WOC(切削宽度)×DOC(切削深度)×FR(走刀量)。

如：3(WOC)×0.150英寸(DOC)×3.5英寸/minFR=15.75立方英寸/分。

金属切除率表示的是切下的金属体积，所用的机床功率能否达到这个切除率要取决于被加工金属的硬度。

因而有另外一种衡量方法，就是直接计算铣削所需动率。

它等于：金属切除率×材料硬度系数。

如：铝硬度系数约为0.3，则所需功率为15.75×0.3=4.725(马力)；4140钢硬度系数约为0.7，所需功率为15.75×0.7=11(马力)，硬度系数可查有关手册、资料。