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数控铣工工艺设计

一.金属材料的力学性能
金属材料的力学性能,包括材料的强度 、硬度、塑性、冲击韧性、疲劳强度等。
强度 材料在外力作用，抵抗塑性变形和断裂的能力。工程上常用的金属材料的强度指标有屈服强度(σs)和抗拉强度(σb)等；
硬度 材料抵抗更硬的物体压入其内的能力。最常用的硬度指标有：布氏硬度（HB)和洛氏硬度 (HRA-C)。布氏硬度和洛氏硬度试验原理和使用范围均不相同；

二. 钢的热处理

退火和正火
退火：将钢加热、保温，然后随炉冷却或埋入灰中缓慢冷却。
目的：
Ø 降低硬度，便于机加工。
Ø 细化晶粒，提高塑性和韧性。
Ø 消除应力
应用：铸件、锻件、焊接及其它毛坯的热处理。

淬火和回火：将钢加热到Ac3或Ac1 线以上30—50 ℃，保温后在淬火介质中快速冷却（γ—Fe向a—Fe同素异晶转变），以获得马氏体（M)组织
回火 将钢重新加热到Ac1 线以上某温度，保温后冷却的热处理工艺。
目的：主要是消除淬火内应力，降低钢的脆性，防止产生裂纹。
回火三种形式：
（1）低温回火（150—250℃），目的是降低淬火钢的内应力和脆性，并保持高硬度（56—64HRC)和耐磨性。如模具、刃具等。
（2）中温回火（350—500℃），目的是使钢获得高弹性，并保持较高硬度（35—50HRC)和一定的韧性。如弹簧、锻模等。
（3）高温回火—调质处理（500—650℃），硬度20—35HRC，强度及韧性等综合性能较好。如连杆、曲轴、齿轮等。

三.极限与配合
1.互换性的概念
在一批相同规格的零件或部件中，任取一件，不经修配或其他加工，就能顺利装配，并能够达到预期使用要求。我们把这批零件或部件所具有的这种性质称为互换性。
2.极限与配合的基本术语定义及概念
(1) 零件的尺寸
基本尺寸：通过它应用上、下偏差可算出极限尺寸的尺寸
极限尺寸：一个孔或轴允许的尺寸的两个极端。分为最大极限尺寸和最小极限尺寸。
最大极限尺寸：孔或轴允许的最大尺寸。
最小极限尺寸：孔或轴允许的最小尺寸。
（2）偏差与公差
偏差：某一尺寸（实际尺寸、极限尺寸等）减其基本尺寸所得的代数差。偏差可以为正、为负或为零。
极限偏差：指上偏差和下偏差。
最大极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差称为上偏差；最小极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差称为下偏差。
尺寸公差（简称公差，用T表示）：最大极限尺寸减最小极限尺寸之差，或上偏差减下偏差之差。是允许尺寸的变动量。
由于最大极限尺寸总是大于最小极限尺寸，上偏差总是大于下偏差，所以它们的代数差值总为正值，一般将正号省略，取其绝对值。即尺寸公差是一个没有符号的绝对值。

标准公差(IT)：标准公差是国家标准极限与配合制中所规定的任一公差。
表2-1 标准公差数值表（摘自GB/T 1800.3－1998）
基本尺寸mm

公差等级
IT5
IT6
IT7
IT8
IT9
IT10
IT11
IT12
>6~10
6
9
15
22
36
58
90
150
>10~18
8
11
18
27
43
70
110
180
>18~30
9
13
21
33
52
84
130
210
>30~50
11
16
25
39
62
100
160
250
>50~80
13
19
30
46
74
120
190
300
>80~120
15
22
35
54
87
140
220
350
>120~180
18
25
40
63
100
160
250
400
>180~250
20
29
46
72
115
185
290
460

（3）零件的配合
配合：指基本尺寸相同的相互结合的孔和轴公差带之间的关系。
配合分类：间隙配合、过盈配合和过渡配合
间隙配合 具有间隙（包括最小间隙等于零）的配合称为间隙配合。

3.优先与常用公差带及配合
（1）优先与常用的孔公差带（GB/T1801－1999 ）

2）优先与常用的轴公差带（GB/T1801－1999 ）

4.极限与配合的标注
1) 零件图上的标注

公差带代号注法 极限偏差注法 双注法

标注注意事项：
a.上下偏差绝对值不同时，偏差数字用比基本尺寸数字小一号的字体书写。下偏差应与基本尺寸注在同一底线上。

b.若某一偏差为零时，数字“0”不能省略，必须标出，并与另一偏差的整数个位对齐书写

c.若上下偏差绝对值相同符号相反时，则偏差数字只写一个，并与基本尺寸数字字号相同。

5. 线性尺寸的未注公差(GB/T1804-92)
(1) 定义 零件图上只标注基本尺寸而不标注极限偏差的尺寸称为未注公差尺寸
未注公差的线性尺寸的极限偏差数值表 mm
基本尺寸mm

公差等级
IT5
IT6
IT7
IT8
IT9
IT10
IT11
IT12
>6~10
6
9
15
22
36
58
90
150
>10~18
8
11
18
27
43
70
110
180
>18~30
9
13
21
33
52
84
130
210
>30~50
11
16
25
39
62
100
160
250
>50~80
13
19
30
46
74
120
190
300
>80~120
15
22
35
54
87
140
220
350
>120~180
18
25
40
63
100
160
250
400
>180~250
20
29
46
72
115
185
290
460

四.形状和位置公差
1. 基本概念
零件在加工后形成的各种误差是客观存在的，除了在极限与配合中讨论过的尺寸误差外，还存在着形状误差和位置误差。
零件上的实际几何要素的形状与理想形状之间的误差称为形状误差。
零件上各几何要素之间的实际相对位置与理想相对位置之间的误差称为位置误差。
形状误差与位置误差简称形位误差。
形位误差的允许变动量称为形位公差。
（1）形位公差特征项目及符号

2. 形位公差的标注
（1）形位公差框格
形位公差框格由两格或多格组成，框格中的主要内容从左到右按以下次序填写：公差特征项目符号；公差值及有关附加符号；基准符号及有关附加符号。
框格的高度应是框格内所书写字体高度的两倍。框格的宽度应是：第一格等于框格的高度；第二格应与标注内容的长度相适应；第三格以后各格须与有关字母的宽度相适应。

（2）被测要素的标注
被测要素 指图样上给出了形位公差要求的要素，是被检测的对象。

被测要素为中心要素的标注 ：
中心要素 指由轮廓要素导出的一种要素，如球心、轴线、对称中心线、对称中心面等。

（3）基准要素的标注
基准要素 用来确定被测要素方向或位置的要素。图样上一般用基准符号标出。
基准代号
由基准符号、圆圈、连线和代表基准的字母组成。基准符号用粗线（约为2d）绘制，长度约等于圆圈直径，应靠近基准要素的可见轮廓线或轮廓线的延长线（相距约为1mm）。基准符号用细实线与圆圈相连，连线方向应是圆圈的径向。圆圈用细实线（约为字高的1/9）绘制，直径为工程字高。基准字母用大写字母表示。为不致引起误解，字母E、I、J、M、O、P、L、R、F不用作基准字母。

例1 齿轮毛坯形位公差的识读
(1). Ф 100h6外圆对孔Ф45P7的轴线的径向圆跳动公差为0.025mm；
(2).Ф100h6外圆的圆度公差为0.004mm；
(3).零件上箭头所指两端面之间的平行度公差为0.01mm.。

五. 表面粗糙度
1. 机械加工后的零件,不仅要保持尺寸公差,即尺寸精度,同时还要保证零件表面为预想的几何面.
2. 表面粗糙度的评定指标
轮廓算术平均偏差Ra
Ra的常用数值: …. 0.1、0.2、0.4、0.8、1.6、3.2、6.3 ….
3. 表面粗糙度的符号及标注
在粗糙度的标注中Ra只标注数值,本身符号不标.
符号
意义

表明用去除材料的方法获得的表面粗糙度

表明用不去除材料的方法获得的表面粗糙度

六. 螺纹
5.1 螺纹的形成、要素和结构
⒈ 螺纹的形成
螺纹:螺纹是指在圆柱（锥）表面上，沿着螺旋线所形成的、具有相同剖面的连续凸起和沟槽。
制在圆柱体外表面上的螺纹叫外螺纹。

制在圆柱体内表面上的螺纹叫内螺纹。

外螺纹的加工方法:

内螺纹的加工方法:

2、螺纹的要素
牙型、直径、螺距、线数和旋向
⑴ 螺纹的牙型
在通过螺纹轴线的剖面上，螺纹的轮廓形状。

⑵ 螺纹的大径和小径
大径：与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相切的假想圆柱面的直径。D、d
小径：与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相切的假想圆柱面的直径。 D1、d1

螺纹的中径：一个假想圆柱的直径。该圆柱的母线通过牙型上沟槽和凸起宽度相等的地方。

⑶ 螺距和导程
螺纹上相邻两牙在中径线上对应两点之间的轴向距离P称为螺距。
同一条螺纹上相邻两牙在中径线上对应两点之间的轴向距离L称为导程。

⑷ 螺纹的线数n
单线螺纹: 沿一条螺旋线形成的螺纹 。

多线螺纹:
沿两条或两条以上在轴向等距分布的螺旋线所形成的螺纹。

⑸ 螺纹的旋向

3、螺纹的结构
螺纹收尾和退刀槽
螺纹的末端：为了便于装配和防止螺纹起始圈损坏，常在螺纹的起始处加工成一定的形式，如倒角、倒圆等。

螺纹的收尾和退刀槽：
车削螺纹时，因加工的刀具要退刀或其它原因，螺纹的末尾部分产生不完整的牙型，称为螺尾。为了避免产生螺尾，可以在螺纹末尾处加工出一槽，称为退刀槽。然后再车削螺纹。

4、螺纹的种类

5.2 螺纹的规定画法
• 牙顶用粗实线表示 (外螺纹的大径线，内 螺纹的小径线)。
• 牙底用细实线表示 (外螺纹的小径线，内螺纹的大径线)。
• 在投影为圆的视图上，表示牙底的细实线圆只画约3/4圈。
螺纹终止线用粗实线表示
• 不管是内螺纹还是外螺纹，其剖视图或断面图上的剖面线都必须画到粗实线。
• 当需要表示螺纹收尾时，螺尾部分的牙底线与轴线成30°。
1、外螺纹画法

2、内螺纹画法

不穿通螺纹孔的画法:

⒊ 螺纹局部结构的画法与标注

5.3 螺纹的标注方法
⒈ 标注的基本模式
Ø 粗牙螺纹允许不标注螺距；
单线螺纹允许不标注导程与线数；
Ø 右旋螺纹省略“RH” ，左旋时则标注LH;
旋合长度为中等时，“N”可省略。

⒉ 标注示例

⒊ 标注方法