钳工知识培训课件PPT

钳工知识培训大纲钳工知识质量控制基础知识基础知识一、制图基础知识二、工艺基础知识三、夹具基础知识四、金属切削知识基础知识一、制图基础知识1、基本制图知识1.1图纸幅面绘制图样时，优先选用1规定幅面尺寸，必要时可将长边加长表1幅面及周边尺寸（宽×长）单位：mm 1.2比例图样中机件要素的线性尺寸与实际机件相应要素的线性尺寸之比称之为比例。绘制图样时应尽可能按实际机件的实际大小（1：1）画出，必要时可进行比例放大和缩小比例，且应在标题栏的“比例”栏内填写绘图比例。如1：2，2：1，4：1。1.3图线图线分为粗线、细线两种。常用图线主要作用为：细实线主要用于过渡线、尺寸线、尺寸界线、剖面线、螺纹牙底线；粗实线主要用于可见棱边线、可见轮廓线、、相关线、螺纹牙顶线、螺纹长度终止线、齿顶圆（线）、剖切符号用线；细虚线用于不可见棱边线、轮廓线；细点划线主要用于轴线、对称中心线、分度圆（线）、孔系分布中心线、剖切线。2、组合体视图2.1三面投影：在画法几何学中，几何元素在正立投影面、水平投影面、侧立投影面三面投影体系中的投影称为几何元素的投影。主视图：在三面投影体系中的正面投影称主视图。俯视图：在三面投影体系中的水平投影称俯视图。左视图：在三面投影体系中的侧面投影称左视图。三视图：主视图、俯视图、左视图统称机件的三视图。机件：零件、部件和机器等称为机件。2.2三视图及三等规律：主、俯视图长对正，主、左视图高平齐，俯、左视图宽相等，简称长对正，高平齐，宽相等。2.3看图的基本方法根据形体的视图，逐个识别出各个形体，然后确定形体的组合形式和各形体间邻近表面的相互位置。初步想象出形体形状后，还应与各个视图比较，来修订想象的形体，直至与各个视图完全吻合。3、机件的表达方法:3.1视图的分类视图主要用来表达机件的外部结构形状，分为基本视图、局部视图、斜视图、旋转视图。3.1.1基本视图当机件的外部形状在上下、左右、前后均不相同时，三视图不能表达清楚零件的形状，需要更多的视图。采用正六面体的六个面为基本投影面，机件放在其中，得到六个视图：主视图、俯视图、左视图、右视图、仰视图和后视图。3.2剖视图剖视图主要用来表达机件的内部结构形状，分为：全剖视图、半剖视图和局部剖视图三种。3.2.1剖视图的概念对机件不可见的内部结构形状，采用假想的剖切面把机件切开，移去观察者和剖切面之间的部分，将剩余部分向投影面投影，所画图形称为剖面图。3.2.2全剖视图用剖切面将机件完全的剖开后所得的剖视图，称为全剖视图。全剖视图用于表达内形复杂又无对称平面的机件。为了标注尺寸方便，对于外形简单，且有对称平面的机件，也常用全剖视图。3.2.3半剖视图当机件具有对称平面，在垂直于对称平面的投影面上投影时，以对称中心线为界，一半画成视图用于表达外部结构形状，一半画成剖视图用以表达内部结构形状，这样组合的图形称为半剖视图。3.2.4局部视图当机件有部分的内部结构形状未表达清楚，但又没必要作全剖或半剖视图时，可用剖切平面局部地剖开机件，所得剖视图称为局部剖视图。局部剖切后，机件断裂处的轮廓线用波浪线表示。3.3剖面图剖面图主要用来表达机件某部分端面的结构形状。3.3.1剖面的概念假想用剖切平面把机件的某一处切断，仅画出断面的图形，此图形称之为剖面图3.3.2剖面的种类移出剖面画在图形外的剖面，称为移出剖面。移出剖面的轮廓线用粗实线画出。重合剖面画在图形里面的剖面，称为重合剖面。重合剖面的轮廓线用细实线画出。3.4局部放大图把机件上的部分结构用大于原图形所采用的比例画出的图形，称为局部放大图。局部放大图可画成视图、剖视图和剖面图。画局部放大图时，应用细实线圈出被放大部分的部位，并用罗马字母标记，局部放大图的上方中间标出相应的罗马字母和采用的比例。1工艺常用术语1.1工艺：劳动者利用生产工具对各种、半成品进行加工或处理（锻造、切削、热处理、检验等等），最后使之成为产品的方法，是人类在劳动中积累起来并经过的操作技术经验。1.2工艺过程：在机械产品生产中，人们应用多种工艺和装备，改变生产对象的形状、尺寸、对应位置和性质等，使其成为成品或半成品的过程。1.3工序：一个或一组工人在一个地点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。即工作场地不变的情况下，所进行的连续加工。基础知识二、工艺基础知识1.4工步：在加工表面（或专配时的连接表面）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序。即在不换工具、加工表面不变的情况下，所进行的连续加工。1.5工位：为了完成一定的工序部分，一次装夹后，工件（或装配单元）与夹具或设备的可移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。1.6工件：生产过程中的生产对象。1.7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。1.8基准：零件设计图纸上用以确定其它点、线、面位置的基准。1.9工艺基准：零件在加工和装配过程中所采用的基准。1.10工序加工余量：完成某一工序所切除的金属厚度。2尺寸的标注及工艺尺寸链2.1尺寸的标注基本规则2.1.1机件的真实大小应以图样上所注的尺寸数值为依据，与图样的大小及绘图的准确度无关。2.1.2图样中的尺寸以毫米（mm）为单位时，不需标注计量单位的代号或名称，采用其它单位，否则必须标注计量单位的代号或名称。如30°（度）、cm（厘米）。2.1.3图样中所标的尺寸，为该图样所示机件的最终完工尺寸，否则另加说明。2.1.4机件的每一个尺寸，一般只标注一次，并应标注在反映该结构最清晰的图形上。2.2尺寸的组成一个完整的尺寸由数字、尺寸线、尺寸界线、尺寸线的终端及符号、箭头等组成。2.3尺寸的标注形式根据尺寸在图上的布置特点，标注尺寸的形式有链状法、坐标法和综合法三种。2.3.1链状法链状法是把尺寸依次写成链状。链状法常用于标注中心之间的距离、阶梯状零件中尺寸要求十分精密的各段及用组合刀具加工的零件等。2.3.2坐标法坐标法是把尺寸从一事先选定的尺寸注起，即所有尺寸的一个尺寸界线相同。坐标法用于标注需要从一个基准定出的一组精确尺寸的零件。2.3.3综合法综合法标注尺寸是链状法和坐标法的综合。标注零件尺寸常用综合法。2.4尺寸标注的要求正确、完整、清晰、合理。2.5工序尺寸的标注工序尺寸的公差，一般规定按“入体”原则标注，即对于外表面最大极限尺寸就是基本尺寸，对于内表面最小极限尺寸就是基本尺寸。3、工艺尺寸链3.1基本概念工艺尺寸链：在零件加工过程中，由有关工序尺寸、设计要求尺寸或加工余量组成的尺寸链，称为工艺尺寸链。闭环：由加工过程和加工方法决定的，是最后形成、间接保证的尺寸，称为闭环。3.2工艺尺寸链的特点工艺尺寸链由机械加工工艺过程、加工的具体方法所决定的。加工时的装夹方式、表面尺寸形成方法、刀具形状，都可能影响工艺尺寸链的组合关系。当封闭环为设计尺寸时，必须按图纸严格保证，当其为未注公差尺寸或余量时，其数值由各组成环（增环和减环）公差的代数和组成。工艺人员根据生产条件和装配关系自行确定。工艺尺寸链的组成环通常为中间工序的加工尺寸、对刀调整尺寸和走刀行程尺寸等。工件加工方法不同，工序尺寸间的相互影响也不相同，即各尺寸公差之间误差的综合和积累关系不同。当通过工艺尺寸链分析计算，发现设计要求无法保证时，可以调整尺寸链组成，改进工艺方案，或压缩某些尺寸的加工精度。工艺尺寸链的计算，一般应用“极值法”，大批量可用“概率法”。4常用形位公差公差　就是实际参数值允许的最大变动量，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。4.1形状公差4.1.1形状公差是指单一要素的形状所允许的变动全量。公差后没有基准符号。4.1.2形状公差分类根据零件的不同几何特征，形状公差可分为直线度、圆度、圆柱度、线轮廓度、面轮廓度六种。4.1.3形状公差含义直线度直线度公差用于限制平面内或空间直线的形状误差。其公差带有两平行直线、两平行平面、四棱柱、圆柱等形状。平面度平面度公差用于限制平面的形状误差。圆度圆度公差用于限制回转面径向截面（即垂直于轴线的截面）的形状误差。圆柱度圆柱度公差用于限制圆柱表面径向截面（即垂直于轴线的截面）的形状误差。线轮廓度线轮廓度公差用于限制平面曲线或曲面截面轮廓的形状误差。面轮廓度面轮廓度公差用于限制一般曲面的形状误差。4.2位置公差4.2.1位置公差限制被测要素对基准的方向或位置误差的大小。4.2.1位置公差分类分为定向误差、定位误差和跳动公差。4.2.1.1定向误差是指关联实际要素对基准在方向上允许的变动全量，用于限制被测要素对基准的方向变动，包括平行度，垂直度和倾斜度。平行度用于限制被测要素对基准要素平行方向的误差。其公差带的形状有两平行平面，四棱柱、圆柱等。垂直度用于限制被测要素对基准要素垂直方向的误差。其形状公差带有两平行平面，四棱柱、圆柱。倾斜度用于限制被测要素对基准要素垂直方向的误差。其形状公差带有两平行平面，四棱柱、圆柱。4.2.1.2定位误差。同轴度用于限制被测要素轴线对基准要素轴线的同轴位置误差。对称度用于限制被测要素对基准要素的位置对称误差。其形状公差带有两平行直线，平行平面、四棱柱。位置度用于限制被测要素对基准的位置误差。其公差带形状有球、圆、两平行直线、两平行平面、四棱柱、圆柱。4.2.1.3跳动公差是指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。用来综合限制被测要素的形状和位置公差。分为圆跳动和全跳动。圆跳动公差是根据测量方向与基准轴线的相对位置，分为径向圆跳动、端面圆跳动、斜向圆跳动。全跳动是指关联实际要素绕基准轴线作无轴向移动连续多周旋转，同时指示表作平行于或垂直于基准轴线的直线移动时，在整个表面所允许的最大跳动量。分为径向全跳动、端面全跳动。基础知识三、夹具基础知识1、常用术语1.1工件的定位使工件在夹具中占有正确的位置，以保证本工序加工出来的表面相对于此前加工过的表面之间的位置要求。1.2自由度一般习惯上将工件定位范畴内的位置不确定性称为自由度。一个物体在空间坐标系中存在6个自由度，即沿X轴、Y轴、Z轴的移动和相对三轴的转动。2、六点定位原则工件在夹具中的位置有六个自由度，这六个自由度需要用夹具上按一定要求布置的六个支承点来消除，其中每一个支承点相应消除一个自由度。这就是六点定位原则。3、典型定位方式一面两销（一个圆柱销、一个菱形销）定位、一面三点定位、芯轴（圆柱芯轴、锥度芯轴、弹性芯轴）定位、V型定位。4、定位、夹紧符号及含义常用定位、夹紧符号及含义见表基础知识四、金属切削基础知识1表面粗糙度1.1粗糙度的作用粗糙度对零件的配合、耐磨性、抗腐蚀性、接触刚度、抗疲劳强度、密封性和外观都有影响。1.2粗糙度的主要评定参数目前各国普遍采用的粗糙度主要有轮廓算术平均偏差Ra、微观不平度十点高度Rz和轮廓最大高度Ry三个轮廓垂直幅度的参数。1.3表面特征符号图表上表示表面特征的符号2切削运动的分类在金属切削加工中，为了切除多余的金属，刀具和工件间必须有相对运动，称为切削运动，主要分为主运动、进给运动、吃刀运动。2.1主运动使工件和刀具产生相对运动以进行切削的最基本运动，称为主运动。主运动的速度最高，消耗功率最大。如外圆车削时的工件旋转运动。2.2进给运动不断的将被切削层投入切削，以逐渐切除整个工件表面的运动，称为进给运动。进给运动的大小用进给量f（mm/r）表示。对于外圆车削，进给量表示工件转一转刀具沿轴向移动的距离。2.3吃刀运动控制切削刃切入深度的运动称为吃刀运动。吃刀的大小称为切削深度ap(mm)，通常吃刀运动为间歇性的。3、切削用量3.1切削三要素：切削速度v（m/S）、进给量f（mm/r）、切削深度ap（mm）。3.2金属切除率：单位时间内切除的金属体积ZW(mm/s)。金属切除率的计算公式为ZW=v.f.ap.1000。3.3切削用量的选择原则粗加工切削余量的选择原则粗加工的目的就是在保证较高金属切除率和必要的刀具耐用度的前提下，提高生产效率和降低加工成本，为此应首先选择一个尽可能大的切削深度，其次选择一个较大的进给量，最后选择合适的切削速度。精加工切削余量的选择原则精加工时加工精度和表面质量要求较高，切削余量的选择应着重考虑保证加工质量，并在此基础上提高生产效率。应选择较小的切削深度和进给量，并在保证刀具耐用度的情况下，选择尽可能高的切削速度。4刀具材料4.1刀具材料的要求具有足够的硬度和耐磨性。具有足够的强度和韧性。耐热性好，即红硬性好，是指在高温情况下刀具材料保持硬度、耐磨性、强度、韧性以及抗氧化、粘结、扩散的性能。耐热性是衡量刀具切削性能的主要指标。具有良好的工艺性。4.2刀具材料分类及作用碳素工具钢用于低速切削，耐热性差、淬透性差、易变形。用于制造切削速度低、尺寸较小的手动工具。合金工具钢用于低速切削，耐热性较好、淬透性好、变形小。用于制造要求热处理变形小的低速刀具。高速钢具有很高的强度和韧性、耐热性好、热处理变形小、工艺性好，是目前制造各种复杂刀具如钻头、拉刀、成形刀具、丝锥、等刀具的主要材料。硬质合金硬度很高、耐磨性很好、耐热性很高、切削性能远远高于高速钢，但抗弯强度低、冲击韧性差，不能承受大的冲击负荷。涂层刀具材料是在刀具材料的基体上，涂上高硬度、高耐磨性的金属化合物而构成的。这种刀具材料既有基本的韧性，又有很高的硬度，性能优异。陶瓷和金刚石5常用金属切削刀具的分类中心钻、麻花钻、扩孔钻、锪钻、铰刀、车刀、拉刀、丝锥、铣刀、砂轮、花键和齿轮刀具等。6常用金属切削刀具的作用和选用6.1中心钻用于划线找正和钻中心孔，根据需要或零件图纸中心孔形状和尺寸选用。6.2麻花钻用于加工精度要求不高的孔或为扩孔、攻螺纹、车孔等工步提供底孔。6.3扩孔钻用于底孔的较高精加工或位铰孔等工步提供质量较高的底孔。6.4锪钻分为平面锪钻、锥面锪钻、球面锪钻等，用于加工精度要求不高的圆形平面、倒角、球面。6.5铰刀用于精度要求较高的孔的加工，按切削刃的形状分为直铰刀、锥铰刀和球面铰刀，分别用于加工直孔、锥孔和球面。6.6车刀用于孔、端面、螺纹、倒角、退刀槽等回转几何形状的加工。车刀的选择应根据零件形状、尺寸和机床的刀具连接尺寸，以及加工工序的要求和工件材料等选用。6.7拉刀用于光孔、花键、成型面的拉削加工。应根据零件加工部位形状、尺寸等要素选择或设计专用拉刀。6.8丝锥用于较小直径内螺纹的加工，按丝锥切削刃部分形状可分为直丝锥、锥丝锥，分别用于直螺纹和锥螺纹孔的加工。应根据图纸要求选择相应型号的丝锥。6.9铣刀用于加工平面、键槽、圆弧、成型面等，可分为圆柱铣刀、键槽铣刀、面铣刀、锯片铣刀和三面刃、两面刃等，应根据机床、工件材料、加工部位形状、尺寸大小、精度要求和生产效率等选择。6.10砂轮用于精度要求高的外圆、内孔、螺纹、花键、成型面等的精加工，应根据机床选择砂轮的尺寸规格，根据零件表面粗糙度选择砂轮粒度，根据工件材料选择砂轮材料，根据零件加工部位形状选择砂轮形状等。7金属切削过程7.1切削形成过程金属的切削过程实际上与金属的挤压过程很相似。在切削塑性材料时，材料受到刀具的作用以后，开始产生弹性变形；随着刀具的继续切入，金属内部的应力、应变继续加大，当应力达到材料屈服点时，开始产生塑性变形；刀具再继续向前推进，应力进而达到材料的断裂强度，这时金属材料被挤裂，并沿着刀具的前刀面流出而形成切屑。在金属切削过程中，经过塑性变形的切削其外形与原来的切削层不同，其表现是：切屑的厚度αch通常都大于切屑层厚度αc，而切屑的长度Lch却小于切屑层长度Lc，这种现象称为切屑收缩，切屑的变形程度可用变形因素表示。切屑层长度Lc与切屑长度Lch之比，称为变形因素（或收缩因素）ξ，即ξ=Lc/Lch＞1变形因素对切削力、切削温度和表面粗糙度影响较大，在其它条件不变时，切屑变形因素愈大，切削力愈大，切削温度愈高，表面愈粗糙。影响切屑变形因素的因素主要有：刀具前角、切削速度、切削厚度、切屑与刀具之间的摩擦因素和被切材料的塑性等几个方面。增大刀具前角，提高切削速度，加大切削厚度，减小切屑与刀具之间的摩擦因素，降低被切材料的塑性都能减小切屑变形因素。因此，在切削加工中，可根据情况，采取相应的措施，减小切屑变形因素，改善切削过程。如切削塑性高的低碳钢时，为减小切屑变形，提高表面质量，一般在切削加工之前都将材料进行正火处理，以降低其塑性，提高切削加工性。7.2切屑的种类当工件材料的塑性、刀具的前角、或采用的切削用量等条件不同时，切屑的形状也不同，并对切削过程会产生不同的影响。7.2.1带状切削当采用较大的刀具前角，较高的切削速度，较小的进给量，切削塑性材料时，容易得到带状切屑。带状切削的顶面呈现毛茸状，底面光滑。而且切屑只经过弹性变形—塑性变形—切离阶段。切削过程比较平稳，切削力波动也较小，加工表面光洁，但它会缠绕在刀具或工件上，且清除和运输也不方便，常成为影响正常切削的关键。为此，常开出断屑槽，以使切屑折断。7.2.2节状切屑当采用较低的切削速度，较小的刀具前角，较大的进给量，切削中等硬度的钢材时，容易得到节状切屑。在形成节状切屑过程中，金属材料要经历弹性变形—塑性变形—挤裂—切离四个变形阶段。其切削力波动较大，工件表面较粗糙。7.2.3崩碎切屑在切屑铸铁和青铜等脆性材料时，易形成崩碎切屑。一般只经历弹性变形—挤裂—切离三个阶段。形成崩碎切屑时，切削热和切削力都集中在主切削刃和刀尖附近，刀尖易磨损，容易产生振动，影响工件表面质量。7.3积屑瘤在一定范围的切削速度下切削塑性材料时，常发现在靠近切削刃的前刀面上粘附着一小块很硬的金属，这块硬金属即为积屑瘤，或称刀瘤。7.3.1积屑瘤的形成一般认为积屑瘤是被切削的金属，在切削区的高温、高压和剧烈摩擦力的作用下与刀具前刀面发生粘结而形成的。当切屑沿着刀具的前刀面流出时，在一定的温度与压力作用下，与前刀面接触的切屑底层金属受到的摩擦阻力超过切屑本身的分子结合力时，就会有一部分金属粘附在切削刃附近的前刀面上，形成积屑瘤。积屑瘤形成后不断长大，当达到一定高度时又会破裂，并且被切屑带走或嵌附在工件表面上。上述过程是反复进行的。7.3.2积屑瘤对切削加工的影响在形成积屑瘤的过程中，金属材料因塑性变形被强化。因此，积屑瘤的硬度比工件材料高，能代替切削刃进行切削，起到保护切削刃的作用。同时，由于积屑瘤的存在，增大了刀具实际工作前角，使切削轻快。因此粗加工时，积屑瘤的存在是有益的。但是积屑瘤的顶端伸出刀刃之外，而且又不断地产生和脱落，使实际切削深度和切削厚度不断变化，影响尺寸精度并会导致切削力的变化，引起振动。有一些积屑瘤碎片粘附在工件已加工表面上，使工件表面变得粗糙。因此，精加工时，应尽量避免产生积屑瘤。7.3.3影响积屑瘤的因素工件材料和切削速度是影响积屑瘤的主要因素。塑性大的材料，切削时的塑性变形较大，容易产生积屑瘤。塑性小硬度较高的材料，产生积屑瘤的可能性以及积屑瘤的高度相对较小。切削脆性材料一般没有塑性变形，形成的崩碎切屑不流过前刀面，因此一般无积屑瘤。切削速度很低（v＜5m/min）时，切屑流动较慢，切削底面的新鲜金属氧化充分，摩擦因素减小。又由于切削温度低，切屑分子的结合力大于切屑底面与前刀面之间的摩擦力，因此不会出现积屑瘤。切速在5—50m/min范围内，切屑底面的金属与前刀面间的摩擦因素较大，同时切削温度升高，切屑分子的结合力降低，因此容易产生积屑瘤。一般钢料在v≈20m/min，切削温度为300℃左右时，摩擦因素最大，积屑瘤的高度也最大。当切削速度很高（v＞50m/min）时，由于切削温度很高，切削底面呈微熔状态，摩擦因素明显降低，积屑瘤也不会产生。因此，一般精车、精铣时，用高速钢刀具拉削、铰削和宽刀精刨时，则采用低速切削，以避免形成积屑瘤。选用适当的切削液，对刀具进行润滑，对塑性较高的材料（如低碳钢）进行正火处理，都能避免新城积屑瘤。