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1、中国矿业大学,HT200,6.1 机械制造常用的材料,机械制造常用的材料是铸铁和钢，其次是有色金属及其合金、高分子材料，有特殊要求的也使用陶瓷材料和复合材料。,零件作用不同，使用的材料也不相同。在零件图中将零件材料的牌号填入标题栏的“材料”栏中。,1、铸铁,2、钢,3、有色金属及其合金,4、高分子材料,塑料、合成纤维、橡胶,灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、蠕墨铸铁,普通碳素结构钢、优质碳素结构钢、合金结构钢、碳素工具钢,普通黄铜、铸造铜合金、铸造铝合金、铸造轴承合金,一、金属材料,1.铸铁：灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、合金铸铁等。,2.钢：结构钢、工具钢、特殊钢(不锈钢、耐热钢、耐酸钢等)、碳素结
2、构钢、合金结构钢、铸钢等。,铸铁,常用金属材料,钢,有色金属及其合金（铜合金）,-含碳量2%,-含碳量 2%,铁碳合金,特点：良好的液态流动性，可铸造成形状复杂的零件。较好的减震性、耐磨性、切削性（指灰铸铁）、成本低廉。,应用：应用范围广。其中灰铸铁最广、球墨铸铁次之。,选用原则：优选碳素钢，其次是硅、锰、硼、钒类合金钢。,特点：与铸铁相比，钢具有高的强度、韧性和塑性。可用热处理方法改善其力学性能和加工性能。,零件毛坯获取方法：锻造、冲压、焊接、铸造等。,应用：应用范围极其广泛。,价格便宜且供应充分,我国资源丰富,3.铜合金,-铜锌合金，并含有少量的锰、铝、镍,特点：具有良好的塑性和液态流动性
3、。青铜合金还具有良好的减摩性和抗腐蚀性。,零件毛坯获取方法：辗压、铸造。,应用：应用范围广泛。,种类,青铜,黄铜,轴承合金（巴氏合金）,-含锡青铜、不含锡青铜,二、高分子材料,1.橡胶 橡胶富于弹性，能吸收较多的冲击能量。常用作联轴器或减震器的弹性元件、带传动的胶带等。硬橡胶可用于制造用水润滑的轴承衬。,2.塑料 塑料的比重小，易于制成形状复杂的零件，而且各种不同塑料具有不同的特点，如耐蚀性、绝热性、绝缘性、减摩性、摩擦系数大等，所以近年来在机械制造中其应用日益广泛。,选材因素：,用途、工作条件、物理、化学、机械工艺性能、经济性。,零件材料,各种材料的化学成分和力学性能可在相关国标、行标和机械
4、设计手册中查得。,为了材料供应和生产管理上的方便，应尽量缩减材料的品种。,热处理,6.2 热处理及表面处理,表面处理,通过加热、保温、冷却的操作方法。使钢的组织结构发生变化，以获得所需性能的一种加工工艺。,表面改性、涂镀层和薄膜技术。最常见的由渗碳、渗氮、氰化、发蓝（黑）、镀镍、镀铬。,普通热处理,金属材料的热处理,退火：将钢加热到一定的温度，保温一段时间，然后工件随炉温缓慢冷却。作用：消除残余应力，以防钢件变形、开裂；降低硬度以改善切削加工性能；细化晶粒，改善组织以提高钢的机械性能。,正火：与退火相似，只是在后保温一段时间，以较快的速度冷却（在静止空气中）。作用：正火后的组织比退火细，硬度和
5、强度有所提高。,淬火：将钢加热到一定温度，保温一段时间，而后急速冷却（水冷或油冷）。作用：提高材料的硬度，以提高零件的耐磨性及疲劳强度。,回火：将淬火钢重新加热到一定温度，保温一段时间，而后冷却（一般在空气中冷却）。作用：提高材料的硬度，以提高零件的耐磨性及疲劳强度。调制处理：淬火后高温回火。,表面热处理：强化零件表面（主要提高硬度和耐磨性）的性能。,化学热处理：渗碳、氮化、碳氮共渗,表面热处理,表面淬火,火焰加热,感应加热（高频、中频、工频）,6.3.2 极限与配合,6.3.1 表面粗糙度,6.3 机械零件的技术要求,6.3.3 形状与位置公差,一、表面粗糙度的概念及标注（一）表面粗糙度的概
6、念 1.零件表面微小不平的情况 2.轮廓算术平均偏差Ra 3.轮廓最大高度Rz 4.不同加工方法可能达到的表面粗糙度（二）表面粗糙度的选用（三）表面粗糙度的标注方法 1.表面粗糙度代（符）号（1）表面粗糙度符号的画法（2）表面粗糙度符号的意义及说明（3）表面粗糙度高度参数Ra的注写及意义 2.标注方法 图例1 图例2 图例3 图例4 图例5,（一）表面粗糙度的概念,1.工件表面微小不平的情况,表面轮廓,2.轮廓算术平均偏差Ra,3.轮廓最大高度Rz,在一个取样长度内，最大轮廓峰高和最大轮廓谷深之和的高度。,表面轮廓,4.不同加工方法可能达到的表面粗糙度,1在满足功用的前提下，尽量选用较大的表面
7、粗糙度参数值，以降低生产成本。2在同一零件上，工作表面的粗糙度参数值应小于非工作表面的粗糙度参数值。3受循环载荷的表面及容易引起应力集中的表面（如圆角、沟槽），表面粗糙度参数值要小。4配合性质相同时，零件尺寸小的比尺寸大的表面粗糙度参数值要小；同一公差等级，小尺寸比大尺寸、轴比孔的表面粗糙度参数值要小。5运动速度高、单位压力大的摩擦表面比运动速度低、单位压力小的摩擦表面的粗糙度参数值小。6一般地说，尺寸和表面形状要求精确程度高的表面，粗糙度参数值小。,（二）表面粗糙度的选用,H2,（1）表面的粗糙度符号的画法,详见教材P256表6-16,（2）表面粗糙度符号的意义及说明,（3）表面粗糙度高度参
8、数Ra的注写及意义,图例1,代号中数字的方向必须与尺寸数字方向一致。对其中使用最多的一种代（符）号可以统一标注在图样右上角，并加注“其余”两字，且应比图形上其他代（符）号大1.4倍。,不同位置表面代号的注法。符号的尖端必须从材料外指向表面。,带有横线的表面粗糙度符号的注法。,图例2,用细线相连的表面只标注一次。,当零件所有表面具有相同的表面粗糙度要求时，其代（符）号，可在图样的右上角统一标注。其符号应较一般的代号大1.4倍。,图例3,可以标注简化代号，但要在标题栏附近说明这些简化代号的意义。,也可采用省略的注法，但要在标题栏附近说明这些简化代（符）号的意义。,图例4,齿槽与键槽的注法。,图例5
9、,例,6.3.2 极限与配合（一）极限与配合的概念 1零件的互换性 2极限的有关术语 3配合的有关术语（二）极限与配合的选用（三）极限与配合的标注 1在装配图中的标注方法 2在零件图中的标注方法,1零件的互换性,(1）基本尺寸（2）实际尺寸（3）极限尺寸（4）极限偏差（5）尺寸公差（6）公差带和公差带图 公差带表示公差大小和相对于零线位置的一个区域。为了便于分析，一般将尺寸公差与基本尺寸的关系，按放大比例画成简图，称为公差带图。（7）公差等级 确定尺寸精确程度的等级。国家标准将公差等级分为20级：IT01、IT0、ITlIT18。“IT”表示标准公差，公差等级的代号用阿拉伯数字表示。从 IT0
10、1至IT18等级依次降低。（8）标准公差 用以确定公差带大小的任一公差。国家标准把500毫米的基本尺寸范围分成13段，按不同的公差等级列出了各段基本尺寸的公差值。（9）基本偏差 用以确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差。一般是指靠近零线的那个偏差。,孔,轴,上偏差=最大极限尺寸基本尺寸下偏差=最小极限尺寸 基本尺寸尺寸公差=最大极限尺寸 最小极限尺寸=上偏差下偏差,在公差带图中，上、下偏差的距离应成比例，公差带方框的左右长度根据需要任意确定。,基本偏差系列,孔,轴,（a）间隙配合 孔的公差带完全在轴的公差带之上。（b）过盈配合 孔的公差带完全在轴的公差带之下。（c）过渡配合 孔和轴的公差带
11、相互交叠。（2）基孔制配合和基轴制配合(a）基孔制 基本偏差为一定的孔的公差带，与不同基本偏差的轴的公差带构成各种配合的一种制度称为基孔制。（b）基轴制 基本偏差为一定的轴的公差带,与不同基本偏差的孔的公差带构成各种配合的一种制度称为基轴制。,三类配合,（a）间隙配合 孔的公差带完全在轴的公差带之上,（b）过盈配合 孔的公差带完全在轴的公差带之下,（c）过渡配合 孔和轴的公差带相互交叠,（b）基轴制,两种基准制,（a）基孔制,ah,jsn,pz,AH,JSN,PZ,基本偏差系列,孔,轴,间隙配合,过盈配合,（二）极限与配合的选用,配合的代号由两个相互结合的孔和轴的公差带的代号组成，用分数形式表
12、示，分子为孔的公差带代号，分母为轴的公差带代号.,1在装配图中的标注方法,2在零件图中的标注方法（1）标注公差带的代号（2）标注偏差数值（3）标注公差带代号和偏差数值,(b)零件图大批量生产，只注偏差代号,(a)装配图,这种注法和采用专用量具检验零件统一起来，以适应大批量生产的需要。因此，不需标注偏差数值。,（1）标注公差带的代号,(a)装配图,(b)零件图单件、小批量生产，只注偏差数值,上偏差注在基本尺寸的右上方，下偏差注在基本尺寸的右下方，偏差的数字应比基本尺寸数字小一号，并使下偏差与基本尺寸在同一底线上。如果上偏差或下偏差数值为零时，可简写为“0”，另一偏差仍标在原来的位置上。如果上、下
13、偏差的数值相同时，则在基本尺寸之后标注“”符号，再填写一个偏差数值。这时，数值的字体高度与基本尺寸字体的高度相同。这种注法主要用于小量或单件生产，以便加工和检验时减少辅助时间。,标注偏差数值,(a)装配图,(b)零件图产量不定，应注出偏差数值和偏差代号,(3)标注公差带代号和偏差数值,例,P75-1,6.3.3 形状与位置公差,零件加工后，不仅会产生表面微观不平整和尺寸误差，还会产生下面两种误差：,1、形状误差：零件在形状上出现的误差。,2、位置误差：零件在相互位置上出现的误差。,对于较为重要的零件，必须根据实际需要，限定相应表面的形状误差和位置误差的允许范围，即形状和位置公差。,形位公差,一
14、、几个基本术语,要素：零件上的特征部分点、线或面，可以是实际存在 的零件轮廓上的点线面，也可以是由实际要素取得的轴线或中心平面等。,被测要素：给出了形位公差要求的要素。,基准要素：用来确定被测要素方向或位置的要素。,公差带：限制被测要素变动的区域。,公差带由形状、方向、位置、大小（公差数值）等属性。公差带主要性状有：两等距直线之间的区域、两等距平面之间的区域、圆内的区域、两同心圆之间的区域、圆柱面内的区域、两同心圆柱面之间的区域等等,二、公差特征项目及符号,教材P278 表6-25,形状公差 6项 位置公差8项,初跳动公差的符号外，各符号笔画粗度均为字体的笔画宽度。,形位公差项目特征符号的画法
15、：,形状公差项目符号：,位置公差项目符号：,三、形位公差在图样上的标注,1、基本规定,1）在图样中，形位公差的内容在公差框格中给出。2）用带箭头的指引线（细实线）将框格与被测要素相连。3）有基准要求时，相对于被测要素的基准用基准符号表示。4）基准符号由带小圆（细实线）的大写字母与用细实线相连的短粗横线组成。,2、公差框格,2h,2h,h,框格由2格或多格组成，框格内容从左向右按以下次序填写。框格用细实线绘制。,第1格,第2格,第3格,第1格：特征项目符号；第2格：公差值及附加符号；第3格：表示基准要素或基准体系的字母及附加符号。,3、被测要素的标注,1）当被测要素为轮廓线或表面时，将箭头置于轮
16、廓线或轮廓线的延长线上，必须与尺寸线明显地错开。,2）当被测要素为轴线、中心平面或球心是，带箭头的指引线应与尺寸线的延长线重合。,3）当同一要素有一个以上的形位公差特征项目时，可将多个框格上下排列在一起。,4）几个表面有同一形位公差要求时，可用同一框格多条指引线标注。,5）当一个以上要素作为被测要素时，应在框格上方标明。,4、基准要素的标注,1）基准符号的小圆用细实线绘制，其直径与框格高度一致，粗短横线的长度与小圆直径相等。小圆中基准字母应水平书写。,2）当基准要素是轮廓线或表面时，粗短横线贴近要素的轮廓或其延长线，但与尺寸线明显错开。,3）当基准要素是轴线、中心平面或由带尺寸的要素确定的点时，粗短横线贴近时基准符号中的细连线与尺寸线对齐。,4）由两个要素组成的公共基准，在框格中用由短横线隔开的两个基准字母表示。,5）由两个或三个要素组成的基准体系，在框格中按基准的优先次序从左至右分置各小格中。,6、形位公差值,国家标准将形位公差值分为12个公差等级，1级精度最高，12级精度最低。同一等级时，要素尺寸大小不同，具体公差值不同。框格中注出公差值应符合标准规定数值。,见教材P289表6-31,7、尺寸公差和形位公差的相互关系,尺寸公差与形位公差之间遵守的基本原则为独立原则：图样上给定的每一个尺寸和形状、位置要求均是独立的，应分别满足要求,
