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1、机械制造基础机械制造基础（第（第2版版）崔崔虹雯虹雯 主编主编机械制造基础（第2版）前前 言言 本课程是一门实践性较强的技术基础课，其包含两部分：一是以实践教学为主，在学生进行独立操作的同时讲授相关的机械制造实践基础知识；二是在实践基础上辅以专题讲授的机械制造理论基础知识。通过本课程的学习，学生可以获得机械制造工艺的基本知识，建立机械制造生产过程的概念，对机械制造系统有一个初步而又完整的，且比较清晰、系统的认识。机械制造基础（第2版）第章常用工程材料的基本知识第章常用工程材料的基本知识 本章导读本章导读 学习内容：学习内容：本章将介绍一些常用的工程材料及其性能；铁碳合金相图及应用；碳钢的分类、

2、牌号、性能和用途；合金元素在钢中的作用；低合金高强度结构钢和合金结构钢，以及合金弹簧钢、滚动轴承钢、合金工具钢的性能和用途。本章还将简要介绍常用铸铁、有色金属及合金、非金属材料的性能和用途。机械制造基础（第2版）第章常用工程材料的基本知识第章常用工程材料的基本知识 本章导读本章导读 重点与难点：重点与难点：1.金属的强度、硬度和韧性。2.铁碳合金相图及其应用。3.各种常用工程材料的性能。4.碳钢的分类、牌号和用途，及根据加工条件和成品的要求确定毛坯的材料。机械制造基础（第2版）第章常用工程材料的基本知识第章常用工程材料的基本知识 1.1 金属材料的力学性能 1.1.1 强度和塑性 1.强度 金

3、属材料在外载荷的作用下抵抗塑性变形和断裂的能力称为强度，强度可分为屈服强度、抗拉强度、抗压强度、抗弯强度和抗剪强度等。机械制造基础（第2版）第章常用工程材料的基本知识第章常用工程材料的基本知识 2.塑性 金属材料在外载荷的作用下发生断裂前所能承受最大塑性变形的能力称为塑性。1.1.2 硬度 硬度是指金属材料抵抗比它更硬的物体压入其表面的能力，即抵抗局部塑性变形的能力。一般来说，硬度越高，耐磨性越好，强度也比较高。机械制造基础（第2版）第章常用工程材料的基本知识第章常用工程材料的基本知识 测定硬度的方法很多，生产中应用广泛的有布氏硬度测试法和洛氏硬度测试法。1.1.3 冲击韧性 强度、塑性、硬度

4、都是在静载荷作用下测得的力学性能指标。金属抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力称为冲击韧性。金属材料的冲击韧性是通过冲击试验测定的。冲击韧性值越大，材料的韧性越好；反之，则韧性越差，脆性越大。机械制造基础（第2版）第章常用工程材料的基本知识第章常用工程材料的基本知识 1.1.4 疲劳强度和蠕变强度 1.疲劳强度 2.蠕变强度和持久强度1.2 铁碳合金相图 1.2.1 铁碳合金的基本组织 1.铁素体 2.奥氏体 3.渗碳体 4.珠光体 5.莱氏体 机械制造基础（第2版）第章常用工程材料的基本知识第章常用工程材料的基本知识1.2.2 铁碳合金相图简介 铁碳合金相图是由实验方法获得的。铁碳合金相图中的左上

5、角包晶部分实用意义不大，所以予以省略。简化的铁碳合金相图如图1-8所示。机械制造基础（第2版）机械制造基础（第2版）第章常用工程材料的基本知识第章常用工程材料的基本知识1.2.3 含碳量对铁碳合金组织与性能的影响1.含碳量对铁碳合金组织的影响2.含碳量对铁碳合金性能的影响 1.2.4 合金相图的应用 1.选择材料方面的应用 3.锻造方面的应用 2.铸造方面的应用 4.热处理方面的应用 机械制造基础（第2版）第章常用工程材料的基本知识第章常用工程材料的基本知识1.3 常用材料及选用 1.3.1 碳钢 含碳量小于2.11 的铁碳合金称为碳素钢，简称碳钢。1.3.1.1 碳钢的分类 1.按含碳量分类

6、 2.根据钢中有害杂质硫、磷含量的多少分类 3.按用途分类 机械制造基础（第2版）第章常用工程材料的基本知识第章常用工程材料的基本知识1.3.1.2 钢的牌号、性能和用途 1.普通碳素结构钢 2.优质碳素结构钢 3.碳素工具钢 4.铸造碳钢1.3.2 合金钢 1.3.2.1 低合金高强度结构钢和合金结构钢机械制造基础（第2版）第章常用工程材料的基本知识第章常用工程材料的基本知识1.低合金高强度结构钢2.合金结构钢 按处理工艺特征不同，合金结构钢又可分为合金渗碳钢和合金调质钢等。1.3.2.2 合金弹簧钢 用于制造各种弹簧或弹性元件的合金钢称为合金弹簧钢。机械制造基础（第2版）第章常用工程材料的

7、基本知识第章常用工程材料的基本知识1.3.2.3 滚动轴承钢 用于制造滚动轴承中滚动体（滚珠、滚柱、滚针）和套圈的合金钢称为滚动轴承钢。1.3.2.4 合金工具钢 用于制造各种工模具的合金钢称为合金工具钢。合金工具钢按用途不同一般可分为合金刃具钢、合金模具钢和合金量具钢。机械制造基础（第2版）第章常用工程材料的基本知识第章常用工程材料的基本知识 合金刃具钢一般包括低合金工具钢和高速工具钢。根据模具的工作条件不同，合金模具钢可分为冷作模具钢和热作模具钢。最常用的量具用钢为碳素工具钢和低合金工具钢。1.3.2.5 特殊性能钢 特殊性能钢是指具有特殊的物理或化学性能，并兼有一定力学性能的合金钢。它包

8、括不锈钢、耐热钢和耐磨钢等。这里仅介绍常用的不锈钢。机械制造基础（第2版）第章常用工程材料的基本知识第章常用工程材料的基本知识 不锈钢是指能抵抗大气腐蚀或酸、碱介质腐蚀的合金钢。不锈钢按其组织状态不同可分为铁素体不锈钢、马氏体不锈钢和奥氏体不锈钢等几大类。1.3.3 铸铁 铸铁是含碳量大于2.11 的铁碳合金。它是以铁、碳、硅为主，并含有较多的锰、硫、磷等杂质的多元合金。为了提高铸铁的力学性能和物理、化学性能，还可加入一定量的合金元素，得到合金铸铁。机械制造基础（第2版）第章常用工程材料的基本知识第章常用工程材料的基本知识1.3.3.1 灰铸铁 灰铸铁是指将一定成分的铁水作简单的炉前处理，浇注

9、后获得具有片状石墨的铸铁。1.灰铸铁的牌号和应用 2.灰铸铁的热处理 1.3.3.2 球墨铸铁 球墨铸铁是指一定成分的铁水在浇注前，加入一定量的球化剂（稀土镁合金等），经过球化处理和孕育处理，获得的具有球状石墨的铸铁。机械制造基础（第2版）第章常用工程材料的基本知识第章常用工程材料的基本知识1.球墨铸铁的牌号和用途2.球墨铸铁的热处理1.3.3.3 蠕墨铸铁 蠕墨铸铁是指一定成分的铁水在浇注前加入适量的蠕化剂和孕育剂所获得具有蠕虫状石墨的铸铁。它兼具灰铸铁和球墨铸铁的某些优点，具有良好的综合性能。机械制造基础（第2版）第章常用工程材料的基本知识第章常用工程材料的基本知识1.3.3.4 可锻铸铁

10、 可锻铸铁是将一定化学成分的铁水浇注成白口坯件，经可锻化退火而获得的具有团絮状石墨的铸铁。与灰铸铁相比，可锻铸铁具有较高的力学性能，尤其是塑性和韧性较好。但必须指出，可锻铸铁实际上是不能锻造的。机械制造基础（第2版）第章常用工程材料的基本知识第章常用工程材料的基本知识1.3.4 有色金属及其合金 有色金属是指除钢、铁、锰以外的其他金属。有色金属及其合金种类很多，但其产量不及钢铁材料。有色金属及其合金具有密度小、比强度高、耐腐蚀、耐高温和一些特殊的物理和化学性能，是现代科技和工业生产中不可缺少的材料，在航空航天技术、原子能、计算机等新型工业部门中应用尤其广泛。这里仅介绍机电工业中广泛使用的铝及其

11、合金、铜及其合金和滑动轴承合金。机械制造基础（第2版）第章常用工程材料的基本知识第章常用工程材料的基本知识1.3.4.1 铝及其合金 铝是目前工业中用量最大的有色金属。1.纯铝 2.铝合金的分类及时效强化 （1）铝合金的分类 （2）铝合金的时效强化 3.变形铝合金机械制造基础（第2版）第章常用工程材料的基本知识第章常用工程材料的基本知识 4.铸造铝合金 1.3.4.2 铜及其合金 1.纯铜 2.黄铜 3.青铜 1.3.4.3 滑动轴承合金 滑动轴承合金是制造滑动轴承轴瓦及轴衬的耐磨材料。机械制造基础（第2版）第章常用工程材料的基本知识第章常用工程材料的基本知识 目前常用的滑动轴承合金有锡基轴承

12、合金和铅基轴承合金及铜基轴承合金和铝基轴承合金。1.3.5 非金属材料 非金属材料是指除金属材料以外的其他一切材料，主要有高分子材料和陶瓷。1.3.5.1 高分子材料 高分子材料是以高分子化合物为主要组成物的材料。工程上使用的主要是人工合成的各种有机高分子材料。按其机械制造基础（第2版）第章常用工程材料的基本知识第章常用工程材料的基本知识性能及使用工况不同，高分子材料通常可分为塑料和橡胶等。1.3.5.2 陶瓷 陶瓷大致可分为普通陶瓷及特种陶瓷两大类。另外，还有许多与机械工程有关的陶瓷材料，如压电陶瓷、过滤陶瓷和电光陶瓷等，选用时可参考有关书籍。1.3.6 复合材料 复合材料由基体材料与增强材

13、料两部分组成。机械制造基础（第2版）第章常用工程材料的基本知识第章常用工程材料的基本知识 常用复合材料可分为纤维增强复合材料、层叠复合材料和颗粒复合材料 种。1.纤维增强复合材料 3.颗粒复合材料 2.层叠复合材料 1.3.7 新型材料 1.纳米材料 3.储氢材料 5.光纤材料 7.压电材料 2.超导材料 4.超硬材料 6.光纤材料 8.非晶合金 9.形状记忆合金机械制造基础（第2版）第第 2 2 章钢的热处理章钢的热处理本章导读本章导读 学习内容：学习内容：本章将介绍钢的普通热处理的四个基本环节（退火、正火、淬火、回火），重点讨论钢的退火、正火、淬火和回火的基本原理、基本工艺、特点与应用，并

14、简要介绍钢的表面热处理工艺。机械制造基础（第2版）第第 2 2 章钢的热处理章钢的热处理本章导读本章导读 重点与难点：重点与难点：钢的普通热处理的四个基本环节与应用。机械制造基础（第2版）第第 2 2 章钢的热处理章钢的热处理2.1 钢的普通热处理工艺 2.1.1 钢的退火和正火 退火和正火大多属于预先热处理工艺，其应用是非常广泛的，如铸造、锻造、焊接之后和切削（粗）加工之前用以消除前一工序所带来的一些缺陷，为随后的工艺做准备。机械制造基础（第2版）第第 2 2 章钢的热处理章钢的热处理1.钢的退火 根据钢的成分和工艺目的的不同，退火工艺可以分为完全退火、等温退火、球化退火和去应力退火等。2.

15、钢的正火 正火和退火的工艺目的基本相同，工艺也基本一样，只是正火的冷却速度稍快一些，故正火的组织比较细，它的硬度、强度比退火高。机械制造基础（第2版）第第 2 2 章钢的热处理章钢的热处理 3.退火和正火的选择 退火工艺和正火工艺很相似，实际应用时可以从以下三方面考虑进行选择。（1）切削加工性 （2）使用性能 （3）经济性2.1.2 钢的淬火 1.淬火的目的 3.淬火冷却介质 2.淬火加热的温度和保温时间 4.常用的淬火方法 机械制造基础（第2版）第第 2 2 章钢的热处理章钢的热处理2.1.3 钢的回火 1.回火的目的 钢的回火和淬火是密不可分的，经过淬火的零件，一般来说都要回火。回火的主要

16、目的如下：（1）降低脆性，消除或减少内应力 （2）获得工件所要求的机械性能 （3）稳定工件尺寸 （4）降低硬度机械制造基础（第2版）第第 2 2 章钢的热处理章钢的热处理2.淬火钢在回火时组织与性能的变化 淬火钢回火后的组织和性能决定于回火温度。按回火温度范围的不同，可将钢的回火分为 类：（1）低温回火 （2）中温回火 （3）高温回火2.2 钢的表面热处理工艺 2.2.1 钢的表面淬火 常用的表面淬火有感应加热表面淬火和火焰加热表面淬火两种。机械制造基础（第2版）第第 2 2 章钢的热处理章钢的热处理 1.感应加热表面淬火 2.火焰加热表面淬火 2.2.2 钢的化学热处理 钢的化学热处理是将钢

17、铁零件置于一定温度的化学活性介质中，用以改变钢的表层化学成分的热处理工艺。化学热处理的种类很多。根据渗入元素的不同，化学热处理有渗碳、氮化、碳氮共渗和渗金属等。机械制造基础（第2版）第第 2 2 章钢的热处理章钢的热处理2.3 热处理零件的结构工艺性 设计人员在设计零件时，不但要考虑零件的结构形状符合设计要求，而且要注意零件热处理的结构工艺性，以避免零件在热处理时淬火变形和开裂，导致零件报废。热处理零件的结构工艺性应注意以下几点。1.形状力求简单，避免厚薄悬殊的截面，使应力分布均匀。2.尽量避免尖角、棱角，减少台阶机械制造基础（第2版）第第 2 2 章钢的热处理章钢的热处理 3.尽量采用对称结

18、构 4.尽量采用封闭结构 5.尽量采用组合结构 6.便于加热冷却时装夹和吊挂机械制造基础（第2版）第第 3 3 章金属毛坯的热成型章金属毛坯的热成型本章导读本章导读 学习内容：学习内容：本章将介绍铸造中的砂型铸造、常用合金的铸造性能、铸件的结构工艺性、特种铸造工艺；锻造工艺、自由锻造、模锻和冲压；焊接中焊接的实质及焊接方法的分类、焊条电弧焊和其他焊接方法。机械制造基础（第2版）第第 3 3 章金属毛坯的热成型章金属毛坯的热成型本章导读本章导读 重点与难点：重点与难点：1.砂型铸造、自由锻造和焊条电弧焊的原理。2.常用金属材料的铸造、锻造和焊接的基本工艺。机械制造基础（第2版）第第 3 3 章金

19、属毛坯的热成型章金属毛坯的热成型3.1 铸造 铸造是指熔炼金属，制造铸型，并将熔融的金属浇入铸型，凝固后获得一定形状和性能的铸件的成形方法。铸造生产的种类很多，一般可分为砂型铸造和特种铸造两大类。3.1.1 常用合金的铸造性能 1.铸铁的铸造性能 （1）灰铸铁 （2）球墨铸铁机械制造基础（第2版）第第 3 3 章金属毛坯的热成型章金属毛坯的热成型 2.碳钢的铸造性能 3.铝合金的铸造性能 4.铜合金的铸造性能3.1.2 铸件的工艺设计与结构工艺性 铸造工艺设计的基本内容包括浇注位置的选择、分型面的选择、工艺参数的确定和绘制制造工艺图。铸件的结构工艺性是指铸件的结构在满足使用要求的前提下，是否便

20、于铸造成型的特性。机械制造基础（第2版）第第 3 3 章金属毛坯的热成型章金属毛坯的热成型3.1.3 砂型铸造 1.砂型铸造的生产过程 2.造型材料 3.造型3.1.4 特种铸造简介 1.熔模铸造 3.压力铸造 2.金属型铸造 4.离心铸造机械制造基础（第2版）第第 3 3 章金属毛坯的热成型章金属毛坯的热成型 3.2 锻压 3.2.1 锻造工艺 金属的锻造性能是衡量金属在经受压力加工时获得优良制品难易程度的工艺性能，主要包括金属的塑性和变形抗力两个指标。在机械制造生产中，锻造是重要的加工方法之一。锻造可分为自由锻和模锻。3.2.1.1 自由锻 自由锻是利用冲击力或压力使被加热的金属在上、机械

21、制造基础（第2版）第第 3 3 章金属毛坯的热成型章金属毛坯的热成型下两个砧铁之间向四周自由流动产生塑性变形，从而获得所需锻件的加工方法。3.2.1.2 模锻 模锻是将加热到锻造温度的金属坯料放入模膛内，在冲击力或压力的作用下使金属坯料被迫流动成形充满模膛而获得锻件的加工方法。模锻适用于大批量的中、小型锻件的生产。模锻按使用设备的不同，可分为锤上模锻和胎模锻等。机械制造基础（第2版）第第 3 3 章金属毛坯的热成型章金属毛坯的热成型3.2.2 冲压 板料冲压是利用冲模使板料产生分离或变形，从而获得毛坯或零件的压力加工方法。1.冲压基本工序 板料冲压时使金属分离或变形的基本方法称为冲压基本工序。

22、冲压生产的基本工序有分离工序和变形工序两大类。机械制造基础（第2版）第第 3 3 章金属毛坯的热成型章金属毛坯的热成型 2.冲压模具 常用冲压模具可以分为简单冲模、连续冲模与复合冲模种。3.3 焊接 3.3.1 焊接的实质及其焊接方法的分类 焊接是指通过加热、加压或两者并用，使连接件达到原子结合的一种加工方法。它属于永久性连接金属的工艺方法。机械制造基础（第2版）第第 3 3 章金属毛坯的热成型章金属毛坯的热成型 3.3.2 焊条电弧焊 电弧焊是利用焊条与工件间产生电弧热，将工件和焊条熔化而进行的一种焊接方法。电弧焊主要包括手工电弧焊、埋弧焊与气体保护电弧焊。1.焊接电弧 2.焊接过程 3.焊

23、接设备 4.电焊条机械制造基础（第2版）第第 3 3 章金属毛坯的热成型章金属毛坯的热成型 3.3.3 焊接工艺 手工电弧焊的焊接工艺主要包括以下内容。1.接头形式常见的焊接接头形式有对接、角接、搭接和丁字接 种。机械制造基础（第2版）第第 3 3 章金属毛坯的热成型章金属毛坯的热成型 2.坡口形式 3.焊缝的位置 施焊时根据焊缝在空间位置的不同，焊接可分为平焊、横焊、立焊与仰焊种，如图-15所示。4.焊接规范 5.常见焊接缺陷及产生的原因 机械制造基础（第2版）第第 3 3 章金属毛坯的热成型章金属毛坯的热成型 机械制造基础（第2版）第第 3 3 章金属毛坯的热成型章金属毛坯的热成型3.3.

24、4 其他焊接方法简介 1.埋弧自动焊 埋弧自动焊是指利用在焊剂层下燃烧的电弧加热熔化金属而自动进行焊接的方法。2.气体保护焊 用外加气体作为电弧介质并保护电弧和焊接区的电弧焊，称为气体保护焊。常用气体保护焊有氩弧焊和CO2气体保护焊等。机械制造基础（第2版）第第 3 3 章金属毛坯的热成型章金属毛坯的热成型3.气焊 气焊是利用气体火焰作为热源的焊接方法，最常用的是氧乙炔焊。4.钎焊 钎焊是利用熔点比焊件低的钎料作为填充金属，加热时钎料熔化而将焊件联结起来的焊接方法。钎焊可以分为软钎焊与硬钎焊两类。机械制造基础（第2版）第第 3 3 章金属毛坯的热成型章金属毛坯的热成型3.4 材料和毛坯的选择

25、3.4.1 零件材料的选择 1.材料的使用性能 2.材料的加工工艺性能 3.材料的经济性 3.4.2 毛坯的选择 1.毛坯的种类及特点 机械加工中常用的毛坯及适用范围如下。机械制造基础（第2版）第第 3 3 章金属毛坯的热成型章金属毛坯的热成型（1）铸件 铸件适用于制作形状复杂的零件毛坯。（2）锻件 锻件适用于要求强度较高、形状不太复杂的零件毛坯。（3）型材 型材是指钢、有色金属或塑料等通过轧制、拉拔、挤压等方式生产出来的，沿长度方向横截面不变的材料。机械制造基础（第2版）第第 3 3 章金属毛坯的热成型章金属毛坯的热成型 （4）焊接件 铸件、锻件、型材或经局部机械加工的半成品，用焊接的方法组

26、合在一起的毛坯称为焊接毛坯。（5）冷冲压件 冷冲压可以制出形状复杂、质量较轻的薄壁件，其精度高，表面质量好，且易实现机械化与自动化，生产率高。2.选择毛坯的原则 （1）适用性原则 （2）经济性原则机械制造基础（第2版）第第 3 3 章金属毛坯的热成型章金属毛坯的热成型3.选择毛坯时应考虑的因素 （1）零件材料对工艺性能的要求 （2）生产批量 （3）零件的结构、形状、尺寸和设计的技术要求 此外，还应考虑现有生产条件，如技术水平、设备状况及外协的可能性与经济性。机械制造基础（第2版）第第 4 4 章尺寸的极限与配合及检测章尺寸的极限与配合及检测本章导读本章导读 学习内容：学习内容：本章将介绍尺寸的

27、极限与配合以及检测的国家标准的基本概念、主要内容及其应用；重点介绍极限与配合国家标准的组成与特点，包括标准公差系列和基本偏差系列等；极限与配合的选用原则与方法，包括基准制的选择、公差等级的选择和配合的选择；并简要介绍了测量技术基础。机械制造基础（第2版）第第 4 4 章尺寸的极限与配合及检测章尺寸的极限与配合及检测本章导读本章导读 重点与难点：重点与难点：1.极限与配合国家标准的组成与特点。2.极限与配合的选用原则与方法。机械制造基础（第2版）第第 4 4 章尺寸的极限与配合及检测章尺寸的极限与配合及检测4.1 基本术语和定义 4.1.1 有关尺寸、公差和偏差的术语及定义 1.尺寸 2.公称尺

28、寸（，）3.实际尺寸（，）4.极限尺寸 5.尺寸偏差（简称偏差）机械制造基础（第2版）第第 4 4 章尺寸的极限与配合及检测章尺寸的极限与配合及检测 6.尺寸公差（，）7.公差带图解 8.标准公差（）9.基本偏差4.1.2 有关配合的术语及定义 1.配合 3.间隙与过盈 5.配合公差（）2.孔与轴 4.配合的种类 6.配合制（旧称基准制）机械制造基础（第2版）第第 4 4 章尺寸的极限与配合及检测章尺寸的极限与配合及检测4.2 极限与配合的国家标准 4.2.1 标准公差系列 1.标准公差等级及代号 2.标准公差因子 3.公称尺寸分段 4.2.2 基本偏差系列 1.基本偏差及其代号 3.孔的基本

29、偏差数值 2.轴的基本偏差数值机械制造基础（第2版）第第 4 4 章尺寸的极限与配合及检测章尺寸的极限与配合及检测4.2.3 极限与配合的标注 1.零件图上的标注方法机械制造基础（第2版）第第 4 4 章尺寸的极限与配合及检测章尺寸的极限与配合及检测2.装配图上的标注方法 机械制造基础（第2版）第第 4 4 章尺寸的极限与配合及检测章尺寸的极限与配合及检测4.2.4 一般、常用和优先的公差带与配合 1.一般、常用和优先的公差带 2.常用和优先配合 3.一般公差（线性尺寸的未注公差）4.3 极限与配合的选用 4.3.1 配合制的选择 1.一般情况下应优先选用基孔制 2.下列情况应选用基轴制机械制

30、造基础（第2版）第第 4 4 章尺寸的极限与配合及检测章尺寸的极限与配合及检测 3.与标准件配合 4.为满足配合的特殊要求，允许选用非基准制的配合 4.3.2 公差等级的选择 公差等级的选择就是确定尺寸的制造精度。由于尺寸精度与加工的难易程度、加工的成本和零件的工作质量有关，所以，在选择公差等级时，要正确处理使用要求、加工工艺及成本之间的关系。选择公差等级的基本原则是，在满足使用要求的前提下，尽量选取较低的公差等级。机械制造基础（第2版）第第 4 4 章尺寸的极限与配合及检测章尺寸的极限与配合及检测4.3.3 配合种类的选择 1.根据使用要求确定配合的类别 确定间隙、过渡或过盈配合应根据具体的

31、使用要求。2.选择方法 选择配合种类的方法有种：计算法、试验法和类比法。3.用类比法选择配合时应考虑的因素 用类比法选择配合，首先要掌握各种配合的特征和应用场合，尤其是对国家标准所规定的常用与优先配合要更为熟悉。机械制造基础（第2版）第第 4 4 章尺寸的极限与配合及检测章尺寸的极限与配合及检测4.4 测量技术基础 4.4.1 概述 4.4.2 验收极限与计量器具的选择原则 1.验收极限与安全裕度 机械制造基础（第2版）第第 4 4 章尺寸的极限与配合及检测章尺寸的极限与配合及检测2.计量器具的选择原则 计量器具的选择主要取决于计量器具的技术指标和经济指标。在综合考虑这些指标时，具体有如下两点

32、要求。选择的计量器具应与被测工件的外形、位置、尺寸的大小及被测参数的特性相适应，使所选计量器具的测量范围能满足工件的要求。选择计量器具时应考虑工件的尺寸公差，以使所选计量器具的不确定度值既要保证测量精度要求，又要符合经济性要求。机械制造基础（第2版）第第 5 5 章几何公差及检测章几何公差及检测本章导读本章导读 学习内容：学习内容：本章将介绍与几何公差有关的术语、定义以及几何公差在图纸上的标注方法；重点介绍几何公差的公差带定义、标注和解释、几何公差的选择原则，包括其特征的选择和等级的选择等；简要介绍几何公差的检测原则。机械制造基础（第2版）第第 5 5 章几何公差及检测章几何公差及检测本章导读

33、本章导读 重点与难点：重点与难点：1.几何公差项目的符号与标注。2.几何公差的选用原则与检测方法。机械制造基础（第2版）第第 5 5 章几何公差及检测章几何公差及检测5.1 几何公差的术语、定义及标注 5.1.1 几何要素 1.按结构特征分 （1）组成要素（旧称轮廓要素）（2）导出要素（旧称中心要素）2.按存在状态分 （1）实际要素 （2）理想要素机械制造基础（第2版）第第 5 5 章几何公差及检测章几何公差及检测3.按所处地位分 （1）被测要素 （2）基准要素4.按功能关系分 （1）单一要素 （2）关联要素5.1.2 几何公差的特征、符号和标注 1.几何公差的特征及符号 2.几何公差的标注方

34、法机械制造基础（第2版）第第 5 5 章几何公差及检测章几何公差及检测机械制造基础（第2版）第第 5 5 章几何公差及检测章几何公差及检测5.1.3 几何公差带 几何公差带用来限制被实际测要素变动的区域。它是一个几何图形，只要被测要素完全落在给定的公差带内，就表示被测要素的形状和位置符合设计要求。几何公差带具有形状、大小、方向和位置四要素。几何公差带的形状由被测要素的理想形状和给定的公差特征所决定。机械制造基础（第2版）第第 5 5 章几何公差及检测章几何公差及检测5.2 几何公差的应用及选择 5.2.1 形状公差与误差 1.形状公差与公差带 形状公差是指单一实际要素的形状所允许的变动全量。形

35、状公差带是限制实际被测要素变动的一个区域。2.轮廓度公差与公差带 轮廓度公差的特征有线轮廓度和面轮廓度。轮廓度无基准要求时为形状公差，有基准要求时为位置公差。机械制造基础（第2版）第第 5 5 章几何公差及检测章几何公差及检测3.形状误差及其评定 形状误差是被测实际要素的形状对其理想要素的变动量。形状误差值小于或等于相应的公差值时，认为合格。被测实际要素与其理想要素进行比较时，理想要素相对于实际要素的位置不同，评定的形状误差值也不同。5.2.2 方向、位置和跳动公差与误差 1.方向公差与公差带 方向公差是关联实际要素对基准在方向上允许的变动全机械制造基础（第2版）第第 5 5 章几何公差及检测

36、章几何公差及检测量。方向公差有平行度、垂直度、倾斜度、线轮廓度和面轮廓度五项，前三项都有面对面、线对面、面对线和线对线几种情况。2.位置公差与公差带 位置公差是关联实际要素对基准在位置上允许的变动全量。位置公差有同心度、同轴度、对称度、位置度、线轮廓度和面轮廓度六项。机械制造基础（3.第2版）第第 5 5 章几何公差及检测章几何公差及检测3.跳动公差与公差带 跳动公差是关联实际要素绕基准轴线回转一周或连续回转时所允许的最大跳动量。跳动量可由指示表的最大与最小示值之差反映出来。被测要素为回转表面或端面，基准要素为轴线。跳动可分为圆跳动和全跳动。4.方向、位置误差评定与基准 方向、位置误差是关联实

37、际要素对其理想要素的变动量，理想要素的方向或位置由基准确定。判定方向、位置误差的大机械制造基础（第2版）第第 5 5 章几何公差及检测章几何公差及检测小，常用定向或定位最小包容区域去包容被测要素，但这个最小包容区域与形状误差的最小包容区域概念不同，其区别在于它必须具有与基准保持给定几何关系的前提下使包容区域的宽度或直径最小。5.2.3 几何公差的选择 图样上零件的几何公差要求有两种表示方法：一种是用公差框格的形式在图样上标注；另一种是按未注公差规定，图样上不标注形位公差要求。无论标注与否，零件都有几何机械制造基础（第2版）第第 5 5 章几何公差及检测章几何公差及检测精度要求。1.几何公差特征

38、的选择 几何公差特征的选择应根据零件的形体结构、功能要求、检测的方便性及经济性等因素，经综合分析后决定。2.几何公差数值（或公差等级）的选择 几何精度的高低是用公差等级数字的大小来表示的。按国家标准规定，在14项几何公差特征中，除线、面轮廓度及位置度未规定公差等级外，对其余11项均有规定。机械制造基础（第2版）第第 5 5 章几何公差及检测章几何公差及检测3.未注几何公差的规定 5.3 几何误差的检测原则 几何误差的检测方法种类繁多，就其原理可归纳为五大类，即通常所称的五大原则。1.与理想要素比较的原则 4.测量跳动的原则 2.测量坐标的原则 5.控制实效边界的原则 3.测量特征参数的原则机械

39、制造基础（第2版）第第 6 6 章表面粗糙度及检测章表面粗糙度及检测本章导读本章导读 学习内容：学习内容：本章将介绍表面粗糙度的概念、评定基础与评定参数，以及表面粗糙度的选择和标注方法；并简要介绍表面粗糙度的检测。机械制造基础（第2版）第第 6 6 章表面粗糙度及检测章表面粗糙度及检测本章导读本章导读 重点与难点：重点与难点：1.表面粗糙度的概念、术语及表面粗糙度的评定基础与评定参数。2.表面粗糙度的标注和表面粗糙度的选用原则与方法。机械制造基础（第2版）第第 6 6 章表面粗糙度及检测章表面粗糙度及检测6.1 表面粗糙度的主要术语及评定参数 6.1.1 表面粗糙度的概念 1.表面粗糙度 无论

40、是用机械加工还是用其他方法获得的零件表面，都不可能是绝对光滑的，零件表面都存在宏观和微观的几何形状误差，零件的这种表面结构特性，按照轮廓法，可以用表面轮廓来反映。表面轮廓是指理想平面与实际表面相截所得到的交线。机械制造基础（第2版）第第 6 6 章表面粗糙度及检测章表面粗糙度及检测测得的表面轮廓有种：原始轮廓、波纹度轮廓和表面粗糙度轮廓，这种轮廓是对表面轮廓运用不同截止波长的轮廓滤波器滤波后获得的。2.表面粗糙度对零件使用性能和使用寿命的影响 表面粗糙度对零件的使用性能和使用寿命有很大影响，主要表现为：影响零件的耐磨性；影响配合性质的稳定性；影响疲劳强度；影响抗腐蚀性；影响接触刚度。机械制造基

41、础（第2版）第第 6 6 章表面粗糙度及检测章表面粗糙度及检测6.1.2 表面粗糙度的评定 1.取样长度与评定长度 （1）取样长度 （2）评定长度 2.中线 中线是具有理想几何轮廓形状并划分轮廓的基准线。中线有下列两种：（1）轮廓最小二乘中线 （2）轮廓算术平均中线 机械制造基础（第2版）第第 6 6 章表面粗糙度及检测章表面粗糙度及检测3.评定参数 （1）轮廓的幅度参数 （2）轮廓的间距参数 （3）混合参数 （4）曲线和相关参数4.评定参数的允许值 机械制造基础（第2版）第第 6 6 章表面粗糙度及检测章表面粗糙度及检测机械制造基础（第2版）第第 6 6 章表面粗糙度及检测章表面粗糙度及检测

42、6.2 表面粗糙度的选择与标注 6.2.1 表面粗糙度的选择 1.评定参数的选择 2.评定参数值的选择 表面粗糙度评定参数值的选用原则是在满足功能要求的前提下，参数的允许值应尽可能大些除（）外，以减小加工难度、降低生产成本。评定参数值的选用方法目前多采用类比法。机械制造基础（第2版）第第 6 6 章表面粗糙度及检测章表面粗糙度及检测6.2.2 表面粗糙度的符号、代号及标注 图样上所标注的表面粗糙度的符号和代号是该表面完工后的要求。表面粗糙度的标注应符合国家标准产品几何技术规范（GPS）技术产品文件中表面结构的表示法（GBT 1312006）的规定。1.表面粗糙度符号 机械制造基础（第2版）第第

43、 6 6 章表面粗糙度及检测章表面粗糙度及检测机械制造基础（第2版）第第 6 6 章表面粗糙度及检测章表面粗糙度及检测 2.表面粗糙度的代号及其标注 （1）幅度参数的标注。（2）间距、形状特征参数的标注。（3）表面粗糙度其他项目的标注。3.图样上的标注方法 表面粗糙度的符号、代号一般标注在可见轮廓线、尺寸界线、引出线或它们的延长线上，表面粗糙度的注写和读取方向与尺寸的注写和读取方向一致。机械制造基础（第2版）第第 6 6 章表面粗糙度及检测章表面粗糙度及检测6.3 表面粗糙度的检测 表面粗糙度的检测方法主要有比较法、光切法、针触法和干涉法。在实际检测中，常常会遇到一些表面不便使用上述仪器直接测

44、量的情况，如工件上的一些特殊部位和某些内表面。评定这些表面的粗糙度时，常采用印模法。印模法是将一些无流动性和弹性的塑性材料贴合在被测表面上，然后将被检测的表面轮廓复制成模并测量印模，以评定被测表面的粗糙度。机械制造基础（第2版）第第 7 7 章金属切削加工概论章金属切削加工概论本章导读本章导读 学习内容：学习内容：本章将介绍切削加工的基本概念、切削刀具、金属的切削过程和工件材料的切削加工性。重点介绍切削运动、切削用量、刀具的角度及刀具材料、切屑的形成过程及变形区的划分、变形系数、切屑的类型、刀具磨损与刀具耐用度及切削用量与刀具耐用度的关系；积屑瘤的产生及其对切削过程的影响、切削力的来源及切削力

45、的计算。机械制造基础（第2版）第第 7 7 章金属切削加工概论章金属切削加工概论本章导读本章导读 重点与难点：重点与难点：1.切削加工的基本概念。2.刀具标注角度参考系和刀具的标注角度。3.切削力的来源、合力及其分力、工作功率和单位切削力的计算。机械制造基础（第2版）第第 7 7 章金属切削加工概论章金属切削加工概论 7.1 切削加工的基本概念 7.1.1 工件上的加工表面 在切削过程中，工件上会形成种表面，即待加工表面、已加工表面和过渡表面，如图-所示。机械制造基础（第2版）第第 7 7 章金属切削加工概论章金属切削加工概论 机械制造基础（第2版）第第 7 7 章金属切削加工概论章金属切削加

46、工概论 7.1.2 切削运动 切削运动是指金属切削加工时刀具和工件之间的相对运动。根据其功用不同，切削运动可分为主运动和进给运动。这两个运动的向量和，称为合成切削运动。所有切削运动的速度及方向都是相对于工件定义的。1.主运动（方向）主运动是指直接切除工件上的切削层，使之转变为切屑，从而形成工件新表面的运动。机械制造基础（第2版）第第 7 7 章金属切削加工概论章金属切削加工概论 2.进给运动（方向）进给运动是指不断地把切削层投入切削，从而加工出全部已加工表面的运动，称为进给运动。3.合成切削运动（方向）合成切削运动是指由主运动和进给运动合成的运动。刀具切削刃上选定点相对工件的瞬时合成运动方向称

47、为合成切削运动方向。机械制造基础（第2版）第第 7 7 章金属切削加工概论章金属切削加工概论 7.1.3 切削用量及切削层参数 1.切削用量 切削用量是指切削速度、进给量和背吃刀量三者的总称。2.切削层参数 切削层为切削部分切过工件的一个单程所切除的工件材料层。切削层的形状和尺寸会直接影响刀具承受的负荷。为简化计算，切削层的形状、尺寸规定在刀具基面中度量。切削层的尺寸称为切削层参数。机械制造基础（第2版）第第 7 7 章金属切削加工概论章金属切削加工概论7.2 切削刀具 切削刀具是指机械制造中用于切削加工的工具，简称刀具。7.2.1 刀具的种类 切削加工中使用的刀具种类很多，分类方法也很多。7

48、2.2 刀具及切削部分的组成 刀具的几何形状各不相同，复杂程度也有差异。1.刀具的组成机械制造基础（第2版）第第 7 7 章金属切削加工概论章金属切削加工概论 刀具是由刀杆（刀柄或夹持部分）和切削部分（刀头）组成。刀杆用来将刀具夹持在机床的刀架上，切削部分承担切削工作。2.刀具切削部分的组成 刀具切削部分主要由三个刀面、两个切削刃和一个刀尖组成。机械制造基础（第2版）第第 7 7 章金属切削加工概论章金属切削加工概论 机械制造基础（第2版）第第 7 7 章金属切削加工概论章金属切削加工概论 7.2.3 刀具材料 1.对刀具切削部分材料的要求 在金属切削过程中，刀具切削部分是在较大的切削力、较

49、高的切削温度及剧烈的摩擦条件下工作的。在切削余量不均匀或切削断续表面时，刀具会受到很大的冲击和振动，切削温度也在不断地变化，因此，刀具切削部分的材料必须具备以下几方面的性能。（1）高硬度。（2）高耐磨性。机械制造基础（第2版）第第 7 7 章金属切削加工概论章金属切削加工概论（3）有足够的强度和韧性。（4）热硬性。2.常用的刀具材料 目前，常用的刀具材料有以下几种。（1）碳素工具钢。（2）合金工具钢。（3）高速工具钢。（4）硬质合金。（5）其他刀具材料。7.2.4 刀具的几何形状及角度 机械制造基础（第2版）第第 7 7 章金属切削加工概论章金属切削加工概论 刀具的角度是确定刀头几何形状和切削

50、性能的重要参数。1.刀具标注角度参考系 为了确定刀具切削部分各表面和刀刃的空间位置，需要建立平面参考系。按构成参考系时所依据的切削运动的差异，参考系分为刀具标注角度参考系和刀具工作角度参考系。前者由主运动方向确定，后者由合成切削运动方向确定。（1）正交平面参考系。（2）法平面参考系。（3）假定工作平面参考系。机械制造基础（第2版）第第 7 7 章金属切削加工概论章金属切削加工概论 2.刀具的标注角度 （1）在正交平面内标注的角度。（2）在基面内标注的角度。（3）在切削平面内标注的角度。3.刀具的工作角度 刀具的工作角度是刀具在工作时的实际切削角度。7.2.5 刀具磨损与刀具的耐用度机械制造基础