机械设计：机械制图：机械设计 （二）455-959

第 三 篇机 械 制 图第 一 章 制 图 的 基 本 技 能 与 方 法第 一 节 制 图 基 本 知 识一,绘 图 工 具 及 其 用 法为 了 提 高 手 工 绘 图 的 质 量 和 效 率,必 须 正 确 地 使 用 各 种 绘 图 工 具 。 本 节 主 要 介绍 常 用 的 手 工 绘 图 工 具 及 其 用 法 。
（ 一 ） 图 板图 板 是 用 来 固 定 图 纸 并 进 行 绘 图 的 。 板 面 要 求 平 整,光 滑,左 测 为 导 边,必 须 光滑,平 直,见 图 ! " # " #。
图 !" #" # 图 板 和 丁 字 尺
（ 二 ） 丁 字 尺丁 字 尺 主 要 用 来 画 水 平 线,还 常 与 三 角 板 配 合 画 铅 垂 线 。 它 由 尺 头 和 尺 身 构 成,
见 图 ! " # " #。 使 用 时,须 用 左 手 扶 住 尺 头,并 使 尺 头 工 作 边 紧 靠 图 板 左 导 边,上 下 滑
·$$%·
第 一 章 制 图 的 基 本 技 能 与 方 法移 到 画 线 位 置 （ 图 ! " # " $）,然 后 压 住 尺 身,沿 尺 身 工 作 边 自 左 向 右 画 水 平 线 （ 图 ! " #
" $） 。 禁 止 直 接 用 丁 字 尺 画 铅 垂 线,也 不 能 用 尺 身 下 缘 画 水 平 线 。
图 ! " # " $ 用 丁 字 尺 画 水 平 线图 ! " # " ! 用 三 角 板 与 丁 字 尺 画 垂 直 线
（ 三 ） 三 角 板三 角 板 常 与 丁 字 尺 配 合,画 水 平 线 的 垂 直 线,如 图 ! " # " ! 所 示 。
三 角 析 与 丁 字 尺 或 直 尺 配 合 使 用,可 以 画 与 水 平 线 成 #%
!
倍 数 角 的 斜 线,如 图 !
" # " & 所 示 。
图 ! " # " & 用 三 角 板 画 #%
!
倍 数 角 的 斜 线两 块 三 角 板 配 合,还 可 以 画 已 知 直 线 的 平 行 线 或 垂 直 线,如 图 ! " # " % 所 示 。
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第 三 篇 机 械 制 图图 !" #" $ 画 已 知 直 线 的 平 行 线 或 垂 直 线
%） 画 平 行 线 &） 画 垂 直 线
（ 四 ） 圆 规圆 规 用 来 画 圆 和 圆 弧 。 圆 规 上 铅 芯 应 比 画 同 类 直 线 的 铅 芯 软 一 号,修 磨 形 状 如图 ! " # " ’ 所 示 。
图 !" #" ’ 圆 规 用 铅 芯 形 状
%） 圆 锥 形 &） 斜 形 (） 四 棱 锥 台画 圆 时,应 将 圆 规 钢 针 有 台 肩 的 一 端 朝 下,并 使 台 肩 面 与 铅 芯 尖 端 平 齐,两 脚 应与 纸 面 垂 直,按 顺 时 针 方 向 画 圆,并 向 前 进 方 向 稍 微 倾 斜,如 图 ! " # " ) 所 示 。
（ 五 ） 分 规分 规 用 来 量 取 尺 寸 和 等 分 线 段 。 当 两 腿 并 拢 时,两 针 尖 应 对 齐,其 用 法 见 图 ! " #
" *。
（ 六 ） 铅 笔绘 图 铅 笔 的 铅 芯 有 软 硬 之 分,用 标 号 + 或,表 示 。 + 前 数 字 越 大,铅 芯 越 软,,
前 数 字 越 大,铅 芯 越 硬,,+ 铅 芯 软 硬 适 中 。 不 同 规 格 铅 芯 的 用 途,推 荐 按 表 ! " # " -
选 用 。 铅 笔 应 从 没 有 标 号 的 那 端 开 始 削 起,削 磨 方 法 如 图 ! " # " - 所 示 。
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第 一 章 制 图 的 基 本 技 能 与 方 法图 ! " # " $ 圆 规 的 使 用
%） 圆 规 应 略 向 画 线 方 向 倾 斜 &） 圆 规 两 脚 应 垂 直 纸 面 ’） 小 圆 画 法 (） 大 圆 画 法图 ! " # " ) 分 规 用 法
%） 量 取 尺 寸 &） 等 分 线 段
·)*+·
第 三 篇 机 械 制 图表 ! " # " # 铅 芯 硬 度 的 选 用图 ! " # " $ 铅 笔 的 削 磨
%） 在 砂 纸 板 上 修 磨 &） 削 磨 成 圆 锥 形 ’） 削 磨 成 四 棱 锥 台常 用 的 手 工 绘 图 工 具 和 用 品 还 有 比 例 尺,曲 线 板,橡 皮,胶 带 纸,擦 线 板,小 刀,墨线 笔,软 毛 刷,绘 图 纸 等 。
二,制 图 国 家 标 准 的 基 本 规 定为 了 便 于 生 产 和 技 术 交 流,图 样 的 格 式,内 容 和 表 示 方 法 必 须 有 统 一 的 规 定 。 为此,国 家 技 术 监 督 局 和 标 准 局 发 布 实 施 了 一 系 列 国 家 标 准,技 术 制 图,和,机 械 制 图,。
本 节 摘 要 介 绍 其 中 的 部 分 内 容 。
（ 一 ） 图 纸 幅 面 和 格 式 （ ()*+ #,-.$ " #$$!）
#/ 图 纸 幅 面 尺 寸 绘 制 技 术 图 样 时,应 优 先 采 用 表 ! " # " 0 所 规 定 的 基 本 幅 面 。
必 要 时,也 允 许 选 用 加 长 幅 面,但 加 长 后 的 幅 面 尺 寸 须 由 基 本 幅 面 的 短 边 成 整 数 倍 增加 后 得 出 。
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第 一 章 制 图 的 基 本 技 能 与 方 法表 ! " # " $ 图 纸 基 本 幅 面 代 号 和 尺 寸幅 面 代 号 %& %# %$ %! %’
! ( " )’#( ##)* +*’( )’# ’$&( +*’ $*,( ’$& $#&( $*,
# $& #&
$ #& +
% $+
$- 图 框 格 式 在 图 纸 上 必 须 用 粗 实 线 画 出 图 框,其 格 式 分 为 不 留 装 订 边 和 留 有装 订 边 两 种,格 式 见 图 ! " # " #& 和 图 ! " # " ##,尺 寸 见 表 ! " # " $。 但 同 一 产 品 的 图样 只 能 采 用 一 种 格 式 。
图 !" #" #& 不 留 装 订 边 的 图 框 格 式
!- 标 题 栏 的 方 位 每 张 图 纸 上 都 必 须 在 右 下 角 画 出 标 题 栏 （ 图 ! " # " #&,图 ! "
#" ##） 。,/01#&2&*3#— #*)*） 规 定 的 标 题 栏 格 式 和 尺 寸,如 图 ! " # " #$ 所 示 。 学 生作 业 中 的 标 题 栏 可 以 自 定,建 议 采 用 图 ! " # " #! 所 示 的 简 化 标 题 栏 。
标 题 栏 的 长 边 置 于 水 平 方 向 并 与 图 纸 的 长 边 平 行 时,则 构 成 4 型 图 纸,见 图 ! " #
" #&5,图 ! " # " ##5。 若 标 题 栏 的 长 边 与 图 纸 的 长 边 垂 直 时,则 构 成 6 型 图 纸,见 图 !
" # " #&7,图 ! " # " ##7。 在 此 情 况 下,看 图 的 方 向 与 看 标 题 栏 的 方 向 一 致 。
为 了 利 用 预 先 印 制 的 图 纸,允 许 将 4 型 图 纸 的 短 边 置 于 水 平 位 置 使 用,如 图 ! " #
" #’ 所 示 ； 或 将 6 型 图 纸 的 长 边 置 于 水 平 位 置 使 用,如 图 ! " # " #+ 所 示 。
’- 附 加 符 号
（ #） 对 中 符 号 为 了 使 图 样 复 制 和 缩 微 摄 影 时 定 位 方 便,应 在 图 纸 各 边 的 中 点 处分 别 画 出 对 中 符 号 （ 图 ! " # " #’,图 ! " # " #+） 。 对 中 符 号 用 粗 实 线 绘 制,线 宽 不 小 于
&3+88,长 度 从 纸 边 界 开 始 至 伸 入 图 框 内 约 +88,位 置 误 差 不 大 于 &3+88。 当 对 中 符
·&2’·
第 三 篇 机 械 制 图图 !" #" ## 留 装 订 边 的 图 框 格 式图 !" #" #$ 标 题 栏 的 格 式 和 尺 寸图 !" #" #! 制 图 作 业 简 化 标 题 栏
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第 一 章 制 图 的 基 本 技 能 与 方 法图 !" #" #$ % 型 图 纸 短 边 置 于 水 平 位 置图 !" #" #& ’ 型 图 纸 长 边 置 于 水 平 位 置号 处 在 标 题 栏 范 围 内 时,则 伸 入 标 题 栏 部 分 省 略 不 画,见 图 !" #" #&。
（ (） 方 向 符 号 对 于 利 用 预 先 印 制 的 图 纸,为 了 明 确 绘 图 与 看 图 时 图 纸 的 方 向,
应 在 图 纸 的 下 边 对 中 符 号 处 画 出 一 个 方 向 符 号,见 图 !" #" #$,图 !" #" #&。
方 向 符 号 是 用 细 实 线 绘 制 的 等 边 三 角 形,其 大 小 和 所 处 位 置 见 图 !" #" #)。
图 !" #" #) 方 向 符 号
（ 二 ） 比 例 （ *+,#$)-.— #--!）
比 例 是 指 图 中 图 形 与 其 实 物 相 应 要 素 的 线 性 尺 寸 之 比 。 绘 制 图 样 时,应 在 表 !"
#" ! 规 定 的 系 列 中 选 取 适 当 的 比 例 。 必 要 时,允 许 选 取 表 !" #" $ 中 的 比 例 。
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第 三 篇 机 械 制 图表 ! " # " ! 比 例 （ 一 ）
种 类 比 例原 值 比 例 #,#
放 大 比 例
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缩 小 比 例
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注,! 为 正 整 数表 ! " # " ) 比 例 （ 二 ）
种 类 比 例放 大 比 例
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缩 小 比 例
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注,! 为 正 整 数为 使 图 形 能 直 接 反 映 实 物 的 真 实 大 小,绘 图 时,应 尽 可 能 采 脾 原 值 比 例 。 但 因 机件 结 构 各 不 相 同,有 的 需 要 采 用 放 大 或 缩 小 比 例 来 绘 图 。 无 论 采 用 何 种 比 例,图 形 上所 注 的 尺 寸 数 值,必 须 是 实 物 的 实 际 大 小 。 带 角 度 的 图 形,不 论 放 大 或 缩 小,仍 应 按实 际 角 度 绘 制 和 标 注 。
标 注 比 例 时,比 例 符 号 应 以,%” 表 示,如 #%#,(%#,#%( 等 。 比 例 一 般 应 标 注 在 标 题栏 中 的 比 例 栏 内 。
（ 三 ） 字 体 （,-./ #)+0# " #00!）
图 样 中 书 写 的 字 体 必 须 做 到,字 体 工 整,笔 画 清 楚,间 隔 均 匀,排 列 整 齐 。
字 体 高 度 （ 用 " 表 示 ） 的 公 称 尺 寸 系 列 为,#*1,(*$,!*$,$,2。 #’,#),(’33。 如 需要 书 写 更 大 的 字,其 字 体 高 度 应 按
!
(的 比 率 递 增 。 字 体 高 度 代 表 字 体 的 号 数 。
#4 汉 字 汉 字 应 写 成 长 仿 宋 体 字,并 应 采 用 国 家 正 式 公 布 推 行 的 简 化 字 。 汉 字的 高 度 " 不 就 小 于 !*$33,其 字 宽 一 般 为 "
!
,(。
长 仿 宋 体 字 的 书 写 要 领 是,横 平 竖 直,注 意 起 落,结 构 匀 称,填 满 方 格 。 书 写 时,
笔 画 要 一 笔 写 成,不 得 勾 描 ； 横 要 从 左 到 右 平 直 且 略 微 提 升,竖 要 铅 垂,起 落 笔 有 力 露锋 ； 偏 旁 部 首 比 例 适 当 ； 主 要 笔 画 尖 锋 触 格 。 表 ! " # " $ 所 示 为 长 仿 宋 体 字 的 基 本 笔画 和 写 法,图 ! " # " #2 为 长 仿 宋 体 字 的 示 例 。
·!+)·
第 一 章 制 图 的 基 本 技 能 与 方 法表 ! " # " $ 长 仿 宋 字 的 基 本 笔 画 和 写 法图 ! " # " #% 长 仿 宋 体 字 示 例
&’ 字 母 和 数 字 字 母 和 数 字 分 ( 型 和 ) 型 。 ( 型 字 体 的 笔 画 宽 度 （ !） 为 字 高
（ "） 的 #*#+,) 型 字 体 的 笔 画 宽 度 （ !） 为 字 高 （ "） 的 #*#,。 同 一 图 样 上,只 允 许 选 用 一种 型 式 的 字 体 。
字 母 和 数 字 可 写 成 斜 体 和 直 体 。 斜 体 字 字 头 向 右 倾 斜,与 水 平 基 准 线 成 %$
!
,如图 ! " # " #- 所 示 。
（ 四 ） 图 线 （,)*/ #%+$,— #00-,.)*/ ++$%1+— #0-+）
工 程 图 样 是 用 不 同 型 式 的 图 线 画 成 的 。 为 了 便 于 绘 图 和 看 图,便 于 统 一,国 家 标准 规 定 了 图 线 的 名 称,型 式,尺 寸,一 般 应 用 及 画 法 规 则 等 。
#’ 线 型 及 其 应 用 国 家 标 准 规 定 了 绘 制 各 种 技 术 图 样 的 基 本 线 型,基 本 线 型 的变 形 及 其 相 互 组 合 。 它 们 适 用 于 各 种 技 术 图 样,如 机 械,电 气,建 筑 和 土 木 工 程 图 样等 。 机 械 图 样 中 常 用 的 线 型 见 表 ! " # " 2,其 应 用 示 例 如 图 ! " # " #0 所 示 。
·+2+·
第 三 篇 机 械 制 图图 !" #" #$ 拉 丁 字 母 和 数 字 示 例 （ % 型 字 体 ）
表 ! " # " & 图 线
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第 一 章 制 图 的 基 本 技 能 与 方 法图 !" #" #$ 图 线 应 用 兴 例
·%%&·
第 三 篇 机 械 制 图
!" 图 线 的 尺 寸 图 线 的 宽 度 应 按 图 样 的 类 型 和 尺 寸 大 小 在 下 列 数 系 中 选 择 。 该数 系 的 公 比 为 #：
!
!（
"
#$#%&）,
’%#()),’%#*)),’%!+)),’%(+)),’%+)),’%,)),#)),#%&)),!))
图 线 宽 度 的 选 择,应 根 据 图 纸 幅 面 的 大 小,所 表 达 对 象 的 复 杂 程 度,以 及 所 绘 制图 样 的 用 途 等 因 素 综 合 考 虑 。 机 械 图 样 常 用 粗 线 的 宽 度 建 议 采 用 ’%,或 #。 在 同 一图 样 中,同 类 图 线 的 宽 度 应 一 致 。 虚 线,点 画 线 和 双 点 画 线 的 线 段 长 度 和 间 隔,应 各自 大 致 相 同 。
(" 图 线 的 画 法
（ #） 间 隙 除 非 另 有 规 定,两 条 平 行 线 之 间 的 最 小 间 隙 不 得 小 于 ’%,))。
（ !） 相 交
（ (） 图 线 重 合 绘 制 的 优 先 顺 序 当 有 两 种 或 更 多 种 图 线 重 合 时,通 常 应 按 照 图 线所 表 示 对 象 的 重 要 程 度 优 先 选 择 绘 制 顺 序,可 见 轮 廓 线
#
不 可 见 轮 廓 线
#
尺 寸 线
#
各 种 用 途 的 细 实 线
#
轴 线 和 对 称 中 心 线
#
假 想 线 。
#） 图 线 相 交 时,都 应 以 画 相 交,而 不 应 该 是 点 或 间 隔 （ 图 ( - # - !’,/ 0） 。
!） 虚 线 直 线 在 实 线 延 长 线 上 相 接 时,虚 线 应 留 出 间 隔 ； 虚 线 圆 弧 与 实 线 相 切 时,
虚 线 圆 弧 应 留 出 间 隔 （ 图 ( - # - !#） 。
图 ( - # - !’ 图 线 相 交 画 法
(） 实 际 绘 图 时,图 线 的 首 末 端 应 是 画,不 应 是 点 。 点 画 线 的 两 端 应 超 出 轮 廓 线 !
/ +))（ 图 ( - # - !#） 。
&） 画 圆 的 中 心 线 时,圆 心 应 是 画 的 交 点 （ 图 ( - # - !#）,当 圆 的 图 形 较 小 （ 直 径 小
·,1&·
第 一 章 制 图 的 基 本 技 能 与 方 法于 !"##） 时,允 许 用 细 实 线 代 替 点 画 线 。
$） 计 算 机 绘 图 时,圆 心 处 的 中 心 线 可 以 用 圆 心 符 号 代 替 。
图 % & ! & "! 图 线 画 法
（ 五 ） 尺 寸 注 法 （ ’()* ++$,-+— !.,+ 和 ’()* !//0$-"— !../）
!1 基 本 规 则
!） 机 件 的 真 实 大 小 应 以 图 样 上 所 注 的 尺 寸 数 值 为 依 据,与 图 形 的 大 小 及 绘 图 的准 确 度 无 关 。
"） 图 样 中 （ 包 括 技 术 要 求 和 其 它 说 明 ） 的 尺 寸,以 ## 为 单 位 时,不 需 标 注 计 量 单位 的 代 号 或 名 称 ； 如 采 用 其 它 单 位,则 必 须 注 明 相 应 的 计 量 单 位 的 代 号 或 名 称 。
%） 图 样 中 所 标 注 的 尺 寸,为 该 图 样 所 示 机 件 的 最 后 完 工 尺 寸,否 则 应 另 加 说 明 。
+） 机 件 的 每 一 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 。
"1 尺 寸 的 组 成 图 样 上 标 注 的 每 一 个 尺 寸,一 般 由 尺 寸 界 线,尺 寸 线 和 尺 寸 数 字所 组 成,见 图 % & ! & ""。
（ !） 尺 寸 界 线 尺 寸 界 线 用 细 实 线 绘 制,并 应 由 图 形 的 轮 廓 线,轴 线 或 对 称 中 心线 处 引 出,也 可 利 用 轮 廓 线,轴 线 或 对 称 中 心 线 作 尺 寸 界 线 。
尺 寸 界 线 一 般 应 与 尺 寸 线 垂 直,必 要 时 才 允 许 倾 斜 。 在 光 滑 过 渡 处 标 注 尺 寸 时,
必 须 用 细 实 线 将 轮 廓 线 延 长,从 它 们 的 交 点 处 引 出 尺 寸 界 线,见 图 % & ! & "%2,3。
（ "） 尺 寸 线 尺 寸 线 用 细 实 线 绘 制,不 能 用 其 他 图 线 代 替,一 般 也 不 得 与 其 他 图线 重 合 或 画 在 其 延 长 线 上 。 标 注 线 性 尺 寸 时,尺 寸 线 必 须 与 所 注 的 线 段 平 行 。 图 % &
! & "02 为 尺 寸 线 错 误 画 法 的 示 例 。
尺 寸 线 的 终 端 有 箭 头 和 斜 线 两 种 形 式,如 图 % & ! & "+ 所 示 。 箭 头 形 式,适 用 于各 种 类 型 的 图 样 。 当 尺 寸 线 的 终 端 采 用 斜 线 （ 用 细 实 线 绘 制 ） 形 式 时,尺 寸 线 与 尺 寸
·,/+·
第 三 篇 机 械 制 图界 线 必 须 相 互 垂 直 。 同 一 张 图 样 中 只 能 采 用 一 种 尺 寸 线 终 端 形 式 。 通 常 机 械 图 的 尺寸 线 终 端 画 箭 头,土 建 图 的 尺 寸 线 终 端 画 斜 线 。
（ !） 尺 寸 数 字 线 性 尺 寸 的 数 字 一 般 应 注 写 在 尺 寸 线 的 上 方,也 允 许 注 写 在 尺 寸线 的 中 断 处 。 同 一 张 图 样 上 注 写 方 法 应 一 致 。
图 ! " # " $$ 尺 寸 的 组 成图 ! " # " $! 光 滑 过 渡 处 尺 寸 界 线 的 画 法图 ! " # " $% 尺 寸 线 的 两 种 终 端 形 式
&） 箭 头 形 式 （ 已 放 大 ） ’） 斜 线 形 式线 性 尺 寸 数 字 一 般 应 按 图 ! " # " $(& 所 示 的 方 向 注 写,即 水 平 方 向 字 头 朝 上,铅垂 方 向 字 头 朝 左,倾 斜 方 向 字 头 保 持 朝 上 趋 势,并 尺 可 能 避 免 在 图 示 !)
!
范 围 内 标 注,
·*+%·
第 一 章 制 图 的 基 本 技 能 与 方 法当 无 法 避 免 时,可 按 图 ! " # " $%& 的 形 式 标 注 。 在 不 致 引 起 误 解 时,对 于 非 水 平 方 向的 尺 寸,其 数 字 可 水 平 地 注 写 在 尺 寸 线 的 中 断 处 （ 图 ! " # " $%’） 。 但 机 械 图 样 上 较 少采 用 这 种 注 法 。
图 ! " # " $% 线 性 尺 寸 数 字 的 注 写 方 向尺 寸 数 字 不 可 被 任 何 图 线 所 通 过,当 不 可 避 免 时,必 须 把 图 线 断 开,见 图 ! " # "
$(),&。 !* 常 见 的 尺 寸 注 法 常 见 的 尺 寸 注 法 见 表 ! " # " +。
表 ! " # " + 常 见 的 尺 寸 注 法
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第 三 篇 机 械 制 图
·!"#·
第 一 章 制 图 的 基 本 技 能 与 方 法图 ! " # " $%&,’ 为 初 学 者 标 注 尺 寸 的 一 些 常 见 错 误 示 例 。
图 ! " # " $( 尺 寸 数 字 不 可 被 任 何 图 线 通 过三,几 何 作 图机 件 的 轮 廓 形 状,分 析 起 来 都 是 由 直 线,圆 弧,多 边 形 或 其 他 曲 线 等 几 何 图 形 所组 成 的 。 本 节 介 绍 常 用 几 何 图 形 的 作 图 方 法 。
（ 一 ） 等 分 圆 周 及 作 正 多 边 形
#) 正 六 边 形
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第 三 篇 机 械 制 图图 ! " # " $% 标 注 尺 寸 的 常 见 错 误 示 例
（ #） 用 圆 规 等 分 圆 周 及 作 正 六 边 形 （ 图 ! " # " $&）
（ $） 用 丁 字 尺 和 三 角 析 作 正 六 边 形 （ 图 ! " # " $’）
$( 正 五 边 形 （ 图 ! " # " !)）
（ 二 ） 斜 度 和 锥 度
#( 斜 度 斜 度 是 棱 体 高 之 差 与 平 行 于 棱 并 垂 直 一 个 棱 面 的 两 个 截 面 之 间 的 距 离之 比,用 ! 表 示 。 如 图 ! " # " !# 所 示,! *（ " " #） +$ *,-.
!
。 习 惯 上 把 比 例 前 项 化为 #,写 成 #,% 的 形 式 。
标 注 斜 度 时,采 用 图 ! " # " !#/ 所 示 的 图 形 符 号 表 示 。 符 号 的 倾 斜 方 向 应 与 斜度 的 方 向 一 致,如 图 ! " # " !# 所 示 。
斜 度 的 画 法,如 图 ! " # " !$ 所 示 。
$( 锥 度 锥 度 是 指 垂 直 圆 锥 轴 线 的 两 截 面 圆 的 直 径 差 与 该 两 截 面 间 的 辆 向 距 离之 比 。 其 大 小 表 示 如 图 ! " # " !!- 所 示,锥 度 & *（ ’ " (） +$ * $,-.（ -+$）,通 常 以 #,%
的 形 式 表 示 。
·!%0·
第 一 章 制 图 的 基 本 技 能 与 方 法在 图 样 上 采 用 图 ! " # " !!$ 所 示 的 图 形 符 号 表 示 锥 度,该 符 号 应 配 置 在 基 准 线上,基 准 线 应 通 过 引 出 线 与 圆 锥 轮 廓 素 线 相 连,基 准 线 应 与 圆 锥 的 轴 线 平 行,图 形 符号 的 方 向 应 与 圆 锥 方 向 一 致,如 图 ! " # " !!% 所 示 。
图 ! " # " &’ 用 圆 规 作 正 六 边 形图 ! " # " &( 用 丁 字 尺 和 三 角 板 作 正 六 边 形图 ! " # " !) 五 等 分 圆 周 及 作 正 五 边 形
*） 作 出 !" 的 中 点 # %） 以 # 为 圆 心,#$ 为 半 径 作 圆 弧 交
!% 于 &,$& 即 为 五 边 形 的 边 长 $） 以 $& 长 依 次 截 取 圆 周 得 五个 等 分 点 。 连 接 相 邻 各 点 即 为 正 五 边 形锥 度 的 画 法,如 图 ! " # " !+ 所 示 。
（ 三 ） 作 圆 弧 的 切 线作 圆 弧 切 线,利 用 三 角 板,先 定 切 线 位 置,再 准 确 找 切 点,最 后 画 切 线,作 图 的 关键 是 求 切 点,如 图 ! " # " !,,图 ! " # " !- 所 示 。
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第 三 篇 机 械 制 图图 ! " # " !# 斜 度 及 其 标 注图 ! " # " !$ 斜 度 的 画 法
%） 已 知 图 形 &） 作 !" 垂 直 #!,在 #! 上 取 五 等 分 得 $,在 !" 上 取 # 等 分 得 %,连 $% 即为 #,’ 参 考 斜 度 线 (） 按 尺 寸 定 出 & 点,过 & 作 $% 平 行 线,即 为 所 求图 ! " # " !! 锥 度 及 其 标 注
（ 四 ） 圆 弧 连 接绘 制 机 件 图 形 时,经 常 需 要 用 圆 弧 光 滑 地 连 接 圆 弧 或 直 线,见 表 ! " # " )。 这 种用 圆 弧 光 滑 地 连 接 相 邻 两 线 段 的 方 法,称 为 圆 弧 连 接 。 光 滑 连 接,实 质 上 就 是 圆 弧 与直 丝 或 圆 弧 与 圆 弧 相 切,其 切 点 即 为 连 接 点 。 为 此,必 须 准 确 地 找 出 连 接 圆 弧 的 圆 心和 切 点 。
#* 圆 弧 连 接 的 作 图 原 理 （ 表 ! " # " +）
$* 圆 弧 连 接 的 作 图 方 法作 圆 弧 连 接,先 求 出 连 接 弧 的 圆 心,再 找 出 连 接 点 （ 切 点 ）,最 后 画 连 接 弧 。 作 图
·’,-·
第 一 章 制 图 的 基 本 技 能 与 方 法步 骤,见 表 ! " # " $。
图 ! " # " !% 锥 度 的 画 法
&） 已 知 锥 度 #’( 图 形 )） 按 尺 寸 画 出 已 知 部 分,在 轴 线 上 取 五 个 单 位 长,在 !" 上 取 一 个 单 位长,得 #’( 两 条 参 考 锥 度 线 #$,#% *） 过 !," 分 别 作 #$,#% 的 平 行 线,即 为 所 求图 ! " # " !( 过 定 点 作 圆 的 切 线
&） 已 知 条 件 )） 定 切 线 位 置 *） 找 切 点,画 切 线图 ! " # " !+ 作 两 圆 内 公 切 线
&） 已 知 两 圆 )） 定 切 线 位 置 *） 找 切 点,画 切
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第 三 篇 机 械 制 图表 ! " # " $ 圆 弧 连 接 的 作 图 原 理
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第 一 章 制 图 的 基 本 技 能 与 方 法
（ 五 ） 椭 圆 的 近 似 画 法非 圆 曲 线 种 类 很 多,这 里 仅 介 绍 根 据 长,短 轴 作 椭 圆 的 近 似 画 法 。 这 种 近 似 画 法是 以 四 段 圆 弧 依 次 连 接 代 替 椭 圆 曲 线 。 因 为 四 段 圆 弧 有 四 个 圆 心,所 以 将 这 种 画 法称 为 四 心 法 。 作 图 步 骤 如 图 ! " # " !$ 所 示 。
图 ! " # " !$ 四 心 法 画 近 似 椭 圆
%） 画 长,短 轴 !",#$,连 接 !#。 以 % 为 圆 心,%! 为 半 径 画 弧 与 %# 的 延 长 线 交 于 & 点 ； 以 # 为 圆 心,#& 为 半 径 作 圆弧 交 !# 于 ’ 点 &） 作 !’ 的 中 垂 线,与 长,短 轴 分 别 交 于 #,’ 两 点,作 出 #,’ 的 对 称 点 !,(,连 接 ’#,’!,(# 和 (! 并延 长 之 )） 分 别 以 ’,( 为 圆 心,以 ’#（ 或 ($） 为 半 径 作 圆 弧,再 分 别 以 #,! 为 圆 心,以 #!（ 或 !"） 为 半 径 作 圆 弧,这 四段 圆 弧 两 两 相 切 于 ’#,’!,(# 和 (! 四 条 直 线 上,即 画 出 了 近 似 椭 圆
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第 三 篇 机 械 制 图四,平 面 图 形 的 画 法画 平 面 图 形 前,首 先 要 对 图 形 进 行 尺 寸 和 线 段 分 析,以 明 确 作 图 顺 序,正 确 快 速地 画 出 图 形 和 标 注 尺 寸 。
（ 一 ） 平 面 图 形 的 尺 寸 分 析平 面 图 形 中 的 尺 寸,按 其 作 用 可 分 为 两 类,
!" 定 形 尺 寸 确 定 平 面 图 形 中 各 线 段 形 状 大 小 的 尺 寸 称 为 定 形 尺 寸 。 如 线 段 长度,圆 的 直 径,圆 弧 半 径 以 及 角 度 大 小 等,图 # $ ! $ #% 中 的 !&、
!
’(、
!
&,!!&,!!’ 等 均为 定 形 尺 寸 。
’" 定 位 尺 寸 确 定 平 面 图 形 中 线 段 或 线 框 间 相 对 位 置 的 尺 寸 称 为 定 位 尺 寸 。 图
# $ ! $ #% 中 的 % 是 确 定
!
& 位 置 的 尺 寸 。
有 时,同 一 个 尺 寸 既 是 定 形 尺 寸 又 是 定 位 尺 寸 。 如 图 # $ ! $ #% 中,尺 寸 )& 既 是决 定 手 柄 长 度 的 定 形 尺 寸,又 是 !!( 的 定 位 尺 寸 。
标 注 平 面 图 形 的 定 位 尺 寸 时,首 先 要 确 定 标 注 尺 寸 的 起 始 位 置,标 注 尺 寸 的 起 点称 为 尺 寸 其 准 。 平 面 图 形 尺 寸 有 水 平 和 垂 直 两 个 方 向,每 一 个 方 向 均 须 确 定 尺 寸 基准 。 通 常 以 对 称 线,较 长 的 直 线 或 圆 的 中 心 线 作 为 尺 寸 基 准,见 图 # $ ! $ #%。
图 # $ ! $ #% 手 柄
（ 二 ） 平 面 图 形 的 线 段 分 析平 面 图 形 中 的 线 段,根 据 其 定 位 尺 寸 的 完 整 性,分 为 三 类 。
!" 已 知 线 段 具 有 定 形 尺 寸 和 齐 全 的 定 位 尺 寸 的 线 段 称 为 已 知 线 段 。 具 有 圆 弧半 径 或 直 径 大 小 和 圆 心 的 两 个 定 位 尺 寸 的 圆 弧 为 已 知 圆 弧,如 图 # $ ! $ #% 中 的 !!&、
!!(。
’" 中 间 线 段 具 有 定 形 尺 寸 和 不 齐 全 的 定 位 尺 寸 的 线 段 称 为 中 间 线 段 。 具 有 圆弧 半 径 或 直 径 大 小 和 圆 心 的 一 个 定 位 尺 寸 的 圆 弧 为 中 间 圆 弧,如 图 # $ ! $ #% 中 的
!&(。
#" 连 接 线 段 只 有 定 形 尺 寸 没 有 定 位 尺 寸 的 线 段 称 为 连 接 线 段 。 只 有 圆 弧 半 径或 直 径 大 小 没 有 圆 心 定 位 尺 寸 的 圆 弧 为 连 接,如 图 # $ ! $ #% 中 的 !!’。
·*)+·
第 一 章 制 图 的 基 本 技 能 与 方 法画 图 时,应 先 画 已 知 线 段,再 画 中 间 线 段,最 后 画 连 接 线 段 。
（ 三 ） 绘 图 方 法 和 步 骤
!" 准 备 工 作
!） 分 析 图 形 和 尺 寸 与 线 段,拟 定 作 图 步 骤 。
#） 确 定 比 例,选 取 图 幅,固 定 图 纸 。
$） 画 出 图 框 和 标 题 栏 。
#" 绘 制 底 稿
（ !） 画 底 稿 步 骤 （ 图 $ % ! % $&）
!） 画 作 图 基 准 线,确 定 图 形 位 置 ；
#） 依 次 画 出 已 知 线 段,中 间 线 段 和 连 接 线 段,完 成 图 形 ；
$） 画 尺 寸 界 线 和 尺 寸 线
’） 检 查 底 稿,修 正 错 误,擦 去 多 画 的 图 线 。
（ #） 要 求 图 形 位 置 适 当,图 线 细 谈,准 确,清 晰,图 面 整 洁 。
图 $ % ! % $& 画 底 稿 的 步 骤
(） 画 作 图 基 准 线 )） 画 已 知 线 段 *） 画 中 间 线 段 +） 画 连 接 线 段,） 检 查 修 正 图 形,画 尺 寸 界 线 和 尺 寸 线
$" 加 深 描 粗
（ !） 加 深 描 粗 步 骤
!） 先 粗 后 细 — 先 描 粗 加 深 全 部 粗 实 线,再 加 深 全 部 虚 线,点 画 线 和 细 实 线 等 。
#） 先 曲 后 直 — 描 粗 加 深 同 一 种 线 型 时,应 先 画 圆 弧,后 画 直 线
$） 先 水 平 后 垂 直 — 先 从 上 到 下 画 水 平 线,再 从 左 到 右 画 垂 直 线,最 后 画 倾 斜 线 。
·-.’·
第 三 篇 机 械 制 图
!） 画 箭 头,填 写 尺 寸 数 字,标 题 栏 等 。
"） 校 对,修 饰,完 成 全 图 。
（ #） 要 求 同 类 图 线 粗 细 浓 淡 一 致,连 接 光 滑,字 体 工 整,图 面 整 洁 。
第 二 节 点,直 线 和 平 面 的 投 影一,点 的 投 影在 点,直 线 和 平 面 这 几 个 几 何 元 素 中,点 是 最 基 本 的 最 简 单 的 几 何 元 素 。
（ 一 ） 点 的 三 面 投 影如 图 $ % & % !’ 所 示,假 设 在 三 投 影 面 体 系 中,有 一 点 !,过 点 ! 分 别 向 三 个 投 影面 作 垂 线 （ 投 射 线 ）,则 垂 足 ","(,")即 为 点 ! 在 三 个 投 影 面 上 的 投 影 （ 空 间 点 用 大 写字 母 标 记,如 !,#,$… ； 它 们 在 % 面 的 投 影 用 相 应 小 写 字 母 标 记,如 ",&,’… ； 在 (
面 的 投 影 用 相 应 小 写 字 母 加 一 撇 标 记,如 "(&(’(… ； 在 ) 面 的 投 影 用 相 应 小 写 字 母加 两 撇 标 记,如 "),&),’)… ） 。
图 $ % & % !’ 点 的 三 面 投 影若 将 投 影 面 按 图 $ % & % !’ 所 示 展 开 摊 平 在 一 个 平 面 上,省 略 投 影 面 边 框 线,则可 得 到 点 ! 的 三 面 投 影,如 图 $ % & % !’ 所 示 。
图 $ % & % !’ 中,过 点 ! 的 三 条 投 射 线,构 成 三 个 互 相 垂 直 的 平 面,与 *,+、,轴交 于 "
-
,"
.
,"
/
,与 三 个 投 影 面 交 出 六 条 交 线,连 同 三 个 投 影 面,构 成 一 个 长 方 体 。 显然,""
-
和 "("
-
同 时 垂 直 0* 轴,在 投 影 面 展 开 后 的 投 影 图 中 ","
-
,"( 三 点 共 线,且
""(
!
0*,同 理 "(")
!
0,,所 以 可 得 出 点 的 三 面 投 影 规 律,
点 的 正 面 投 影 和 水 平 投 影 的 连 线 垂 直 于 0* 轴,即 ""(
!
0*。
·&*!·
第 一 章 制 图 的 基 本 技 能 与 方 法点 的 正 面 投 影 和 侧 面 投 影 的 连 线 垂 直 于 !" 轴,即 #!#"
!
!"。
点 的 水 平 投 影 到 !$ 轴 的 距 离 等 于 点 的 侧 面 投 影 到 !" 轴 的 距 离,即 ##% # #"#&。
点 的 三 面 投 影 规 律,实 质 上 也 反 映 了,长 对 正,高 平 齐,宽 相 等,的,三 等,对 应 关系 。
从 图 $ % & % ’() 还 可 以 看 出,#!#
%
# #"#’ 且 等 于 ( 点 到 ) 面 距 离 (#,##
%
# #"#
&
且 等 于 ( 点 到 * 面 距 离 (#!,##
’
# #!#& 且 等 于 ( 点 到 + 面 距 离 (#"。 即 点 的 投 影 到投 影 轴 的 距 离,等 于 空 间 点 到 相 应 投 影 面 的 距 离 。
根 据 上 述 点 的 投 影 规 律,若 已 知 点 的 任 两 投 影,就 可 作 出 其 第 三 投 影 。
例 & 已 知 点 的 两 面 投 影,求 作 第 三 面 投 影 。
作 图 方 法 如 图 $ % & % ’& 所 示 。
（ 二 ） 点 的 投 影 与 直 角 坐 标 之 间 的 关 系点 的 空 间 位 置 也 可 用 其 直 角 坐 标 来 确 定 。 如 图 $ % & % ’* 所 示,如 果 把 三 投 影 面体 系 看 作 空 间 直 角 坐 标 系,投 影 面 当 作 坐 标 面,投 影 轴 当 作 坐 标 轴,原 点 即 为 坐 标 原点,则,
点 ( 的 $ 坐 标,#
$
# #!#
"
# ##
’
# 点 + 到 + 面 的 距 离 (#"；
点 ( 的 ’ 坐 标 !#
’
# ##
$
# #"#
"
# 点 ( 到 * 面 的 距 离 (#!；
点 ( 的 " 坐 标 !#
"
# #!#
$
# #"#
’
# 点 ( 到 ) 面 的 距 离 (#。
点 ( 坐 标 的 书 写 形 式 为 (（ $,’,"）,如 +（ &’，,,&-） 。
从 图 $ % & % ’*),,可 知,点 ( 的 水 平 投 影 # 由 $,’ 两 坐 标 确 定,正 面 投 影 #!由
$," 两 坐 标 确 定,侧 面 投 影 #"由 ’," 两 坐 标 确 定 。 所 以 点 的 任 两 投 影 已 经 反 映 点的 三 个 坐 标,已 完 全 确 定 点 的 空 间 位 置 。 因 此,若 已 知 点 的 三 个 坐 标,就 可 画 出 该 点的 三 面 投 影 ； 反 之,根 据 点 的 三 面 投 影,就 可 量 出 该 点 的 三 个 坐 标 。
若 点 的 三 个 坐 标 中,有 一 个 坐 标 为 零 （ 图 $ % & % ’&）,点 在 投 影 面 上 ； 有 二 个 坐 标为 零,点 在 投 影 轴 上 。
例 * 已 知 点 (（ &-,&(,&*）,求 作 其 三 面 投 影 。
作 图 方 法,
&） 作 投 影 轴 !$,!’,!",在 !$ 轴 上 量 取 !#
%
# &- 得 #
%
（ 图 $ % & % ’$)） 。
*） 过 #
$
作 !$ 轴 垂 线,自 #
$
向 下 量 取 ##
$
# &( 得 #,向 上 量 取 #!#
$
# &* 得 #!
（ 图 $ % & % ’$.） 。
$） 根 据 #,#!求 出 #"（ 图 $ % & % ’$） 。
·*/’·
第 三 篇 机 械 制 图图 ! " # " $# 由 点 的 两 面 投 影 求 作 第 三 面 投 影
%） 已 知 !&,!’,求 ! "） 已 知 "&",求 "’
图 ! " # " $( 点 的 投 影 和 直 角 坐 标 关 系图 ! " # " $! 根 据 点 的 坐 标 作 投 影
（ 三 ） 两 点 的 相 对 位 置两 点 的 相 对 位 置,由 两 点 的 坐 标 差 来 确 定 。 如 图 ! " # " $$%,) 所 示,两 点 左 右 相对 位 置,由 # 坐 标 差 确 定,#
$
* #
%
,点 $ 在 点 % 之 左 方 ； 两 点 前 后 相 对 位 置,由 & 坐标 差 确 定,&
$
+ &
%
,点 $ 在 点 % 之 后 方 ； 两 点 上 下 相 对 位 置,由 ’ 坐 标 差 确 定,’
$
+
’
%
,点 $ 在 点 % 之 下 方 。
·!,$·
第 一 章 制 图 的 基 本 技 能 与 方 法当 空 间 两 点 的 某 两 个 坐 标 相 等 时,这 两 点 处 于 某 一 投 影 面 的 同 一 投 射 线 上,它 们在 该 投 影 面 上 的 投 影 必 定 重 合 为 一 点,我 们 称 之 为 对 该 投 影 面 的 重 影 点 。 若 沿 着 其投 影 方 向 观 察,则 一 点 可 见,另 一 点 不 可 见 （ 用 圆 括 号 表 示 ） 。 其 可 见 性 需 根 据 这 两 点不 重 影 的 投 影 的 坐 标 大 小 来 判 断,即 当 两 点 的 ! 面 投 影 重 合 时," 坐 标 大 者,点 在 前为 可 见 （ 图 ! " # " $%&,’） ； 当 两 点 的 # 面 投 影 重 合 时,$ 坐 标 大 者,点 在 上 为 可 见 ； 当两 两 点 的 % 面 投 影 重 合 时,& 坐 标 大 者,点 在 左 为 可 见 。
例 ! 已 知 点 ’ 在 点 ( 在 右 方 #(,后 方 ),上 方 #%,作 点 ’ 的 三 面 投 影 。
作 图 方 法 （ 图 ! " # " $*） ；
#） 在 )& 轴 上,从 *
&
向 右 量 取 #(,得 +
&； 在 )"
#
轴 上,从 *
"#
向 上 量 取 ),得 +
"#；
在 )$ 轴 上,从 *
$
向 上 量 取 #%,得 +
$
。
图 ! " # " $$ 两 点 相 对 位 置图 ! " # " $% 重 影 点 可 见 性 判 定
+） 分 别 过 +
&
,+
"#
,+
$
作 )&,)"
#
,)$ 轴 的 垂 线,得 +,+,。
!） 根 据 +,+,,求 得 +-。
·$)$·
第 三 篇 机 械 制 图例 ! 求 出 立 体 表 面 上
!
、
"
、
#
、
$
各 点 的 水 平 投 影,完 成 立 体 的 三 视 图 （ 图 " #
$%,&） 。
作 图 方 法 如 图 " # ’ # !() 所 示 。
二,直 线 的 投 影
（ 一 ） 直 线 的 三 面 投 影直 线 的 投 影 一 般 仍 为 直 线,其 各 面 投 影 可 由 直 线 上 两 点 的 同 面 投 影 来 确 定 。 因此,要 作 直 线 的 投 影,只 要 作 出 直 线 上 任 意 两 点 （ 一 般 为 线 段 两 端 点 ） 的 投 影,连 接 该两 点 的 同 面 投 影 即 可 。 如 图 " # ’ # !$ 所 示,四 棱 台 上 的 棱 线 !" 的 三 面 投 影 #$,#*
$*,#+$+均 为 直 线 。 求 作 !" 的 三 面 投 影 时,先 分 别 作 出 !," 两 点 的 三 面 投 影 （ 图 " #
’ # !$&）,然 后 将 其 同 面 投 影 连 接 起 来,就 是 线 段 !" 的 三 面 投 影 （ 图 " # ’ # !$&）,然 后将 其 同 面 投 影 连 接 起 来,就 是 线 段 !" 的 三 面 投 影 （ 图 " # ’ # !$)） 。
图 " # ’ # !,根 据 两 点 相 对 位 置 求 点 的 投 影
%） 已 知 点 ! 投 影 &） 求 点 " 投 影图 " # ’ # !( 求 立 体 表 面 上 点 的 水 平 投 影
·-$!·
第 一 章 制 图 的 基 本 技 能 与 方 法图 ! " # " $% 直 线 的 三 面 投 影图 ! " # " $& 直 线 的 投 影 作 法
’） 作 !," 两 点 的 投 影 (） 连 接 !," 两 点 的 同 面 投 影又 如 已 知 直 线 上 的 两 点 !（ )*,#),+） 和 "（ +,$,#+）,其 投 影 的 作 法 如 图 ! " # " $&
所 示 。
（ 二 ） 各 种 位 置 直 线 的 投 影在 三 面 投 影 体 系 中,直 线 相 对 于 投 影 面 的 位 置 可 分 为 三 类,投 影 面 垂 直 线,投 影面 平 行 线 和 一 般 位 置 直 线 。
#,投 影 面 垂 直 线 垂 直 于 一 个 投 影 面,必 平 行 于 另 两 个 投 影 面 的 直 线 称 为 投 影面 垂 直 线 。 垂 直 于 # 面 的 直 线 称 为 铅 垂 线,垂 直 于 $ 面 的 直 线 称 为 正 垂 线,垂 直 于
% 面 的 直 线 称 为 侧 垂 线 。 它 们 的 投 影 特 性 见 表 ! " # " #*。
·-%$·
第 三 篇 机 械 制 图表 ! " # " #$ 投 影 面 垂 直 线 的 投 影 特 性名 称 铅 垂 线 （
!
!） 正 垂 线 （
!
"） 侧 垂 线 （
!
#）
立体图投影图投影特性
#% 水 平 投 影 积 聚 为 一 点 $
（ %）
&% $’%’ ( $)%) ( &’
!% $’%’
!
(),$)%)
!
(*
#
#% 正 面 投 影 积 聚 为 一 点 $’
（ %’）
&% $% ( $)%) ( &’
!% $%
!
(),$)%
!
(+
#% 侧 面 投 影 积 聚 为 一 点 $)
（ %)）
&% $’%’ ( $% ( &’
!% $’%’
!
(+,$%
!
(*
!
小 结,#% 在 所 垂 直 的 投 影 面 上 的 投 影 积 聚 为 一 点
&% 另 两 投 影 反 映 线 段 实 长,且 分 别 垂 直 于 相 应 的 投 影 轴对 于 投 影 面 垂 直 线,画 图 时,一 般 先 画 积 聚 成 一 点 的 投 影 。 读 图 时,如 果 直 线 的投 影 中,有 一 投 影 积 聚 成 一 点,则 该 直 线 一 定 是 投 影 面 垂 直 线,垂 直 于 其 投 影 积 聚 成一 点 的 那 个 投 影 面 。
·*+,·
第 一 章 制 图 的 基 本 技 能 与 方 法
!" 投 影 面 平 行 线 平 行 于 一 个 投 影 面 而 与 另 两 个 投 影 面 倾 斜 的 直 线 称 为 投 影 面平 行 线 。 平 行 于 ! 面 的 直 线 称 为 水 平 线,平 行 于 " 面 的 直 线 称 为 正 平 线,平 行 于 #
面 的 直 线 称 为 侧 平 线 。 它 们 的 投 影 特 性 见 表 # $ % $ %%。
对 于 投 影 面 平 行 线,画 图 时,应 先 画 反 映 实 长 的 投 影 （ 与 投 影 轴 倾 斜 的 斜 线 ） 。 读图 时,如 果 直 线 的 投 影 中,有 一 个 投 影 与 投 影 轴 倾 斜,另 两 投 影 与 相 应 投 影 轴 平 行,则该 直 线 一 定 是 投 影 面 平 行 线,平 行 于 其 投 影 为 倾 斜 线 的 那 个 投 影 画 。
#" 一 般 位 置 直 线 对 三 个 投 影 面 都 倾 斜 的 直 线 称 为 一 般 位 置 直 线 。 其 三 面 投 影都 与 投 影 轴 倾 斜,它 们 与 投 影 轴 的 夹 角 不 反 映 该 直 线 对 投 影 面 的 倾 角,三 个 投 影 的 长度 都 小 于 实 长,如 图 # $ % $ &’ 中 的 直 线 $%。
读 图 时,当 直 线 各 投 影 均 与 投 影 轴 倾 斜 时,该 直 线 一 定 为 一 般 位 置 直 线 。
表 # $ % $ %% 投 影 面 平 行 线 的 投 影 特 性名 称 水 平 线 （
!
!） 正 平 线 （
!
"） 侧 平 线 （
!
#）
立体图投影图投影特性
%" &’ ( $%
!" &)’)
!
(),&*’*
!
(*
#
#" &’ 与 (),(*
!
的 夹 角
!
、
"
分 别 等 于 $% 对 ",# 面 的倾 角
%" &)’) ( $%
!" &’
!
(),&*’*
!
(+
#" &)’)与 (),(+ 的 夹 角
#
、
"
分 别 等 于 $% 对 !,# 面的 倾 角
%" &*’* ( $%
!" &’
!
(*
!
,&)’
!
(+
#" &* ’*与 (*
#
,(+ 的 夹 角
#
、
!
分 别 等 于 $% 对 !," 面的 倾 角小 结,%" 在 所 平 行 的 投 影 面 上 的 投 影 反 映 实 长,它 与 投 影 轴 的 夹 角 等 于 直 线 对 另 外 两个 投 影 面 的 倾 角
!" 另 外 两 个 投 影 平 行 于 相 应 的 投 影 轴,且 小 于 实 长
·’’&·
第 三 篇 机 械 制 图
（ 三 ） 直 线 上 的 点直 线 上 点 的 投 影 必 在 该 直 线 的 同 面 投 影 上,且 点 分 线 段 长 度 之 比 等 于 其 投 影 长度 之 比 。 如 图 ! " # " $% 中,棱 线 !" 上 点 # 的 投 影 $&,$&,$’,分 别 落 在 %&,%&&&,%’&’
上,且 符 合 点 的 投 影 规 律 。 同 时 !#( #" ) %$ ) $& ) %’$’ ( $’&’ ) %’$’ ( ’’&’。
又 如 图 ! " # " *+ 所 示,已 知 侧 平 线 !" 上 点 # 的 正 投 影 $&,求 作 其 水 平 投 影 $
时,可 先 求 出 直 线 !" 的 侧 面 投 影 后,再 求 点 # 的 水 平 投 影,但 运 用 定 比 关 系 来 确 更为 简 便 。 图 ! " # " *+ 中,自 % 画 一 任 意 辅 助 线 %&
+
,取 %(
+
) %&$&,(
)
&
)
) $&&&,连 &&
,
，
作 (
,
$
!
&&
,
交 %& 于 $,即 为 所 求 。
图 ! " # " *+ 求 直 线 上 点 的 投 影图 ! " # " *# 两 直 线 平 行
（ 四 ） 两 直 线 的 相 对 位 置空 间 两 直 线 的 相 对 位 置 有 平 行,相 交 和 交 叉 三 种 情 况 。
#- 两 直 线 平 行 空 间 两 直 线 互 相 平 行,其 各 组 同 面 投 影 一 定 互 相 平 行 。 如 图 !
·.%$·
第 一 章 制 图 的 基 本 技 能 与 方 法
! " ! #" 所 示,!"
!
#$,则 %&
!
’(,%$&$
!
’$($,%%&%
!
’%(%。
图 & ! " ! #’ 两 直 线 不 平 行图 & ! " ! #& 两 直 线 相 交反 之,如 果 两 直 线 的 各 组 同 面 投 影 互 相 平 行,则 此 两 直 线 在 空 间 一 定 互 相 平 行 。
一 般 情 况 下,两 直 线 只 要 有 两 组 同 面 投 影 相 交,且 交 点 符 合 点 的 投 影 规 律,即 可确 定 该 两 直 线 在 空 间 一 定 相 交 。 但 当 两 直 线 中 有 一 条 为 某 一 投 影 面 的 平 行 线 时,则要 视 两 直 线 在 该 投 影 面 上 投 影 的 交 点,是 否 符 合 点 的 投 影 规 律 才 能 确 定 。 如 图 & ! "
! #( 所 示,#$ 为 侧 平 线,两 直 线 侧 面 投 影 的 交 点 与 另 两 投 影 面 上 的 同 面 投 影 交 点,
不 符 合 点 的 投 影 规 律,所 以 两 直 线 在 空 间 不 相 交 。
&) 两 直 线 交 叉 两 直 线 既 不 平 行 又 不 相 交,则 两 直 线 交 叉 （ 异 面 两 直 线 ） 。
交 叉 两 直 线 的 同 面 投 影,可 能 有 一 组 或 两 组 互 相 平 行,但 第 三 组 不 可 能 互 相 平行,如 图 & ! " ! #’ 所 示 。 交 叉 两 直 线 的 同 面 投 影,可 能 有 一 组,两 组 或 三 组 都 相 交,
但 交 点 不 符 合 点 的 投 影 规 律,如 图 & ! " ! #( 所 示 。
空 间 两 直 线 交 叉,其 投 影 可 能 相 交,交 点 是 两 直 线 上 处 于 同 一 投 射 线 上 两 个 重 影
·*+(·
第 三 篇 机 械 制 图点 的 投 影 。 图 ! " # " $$ 中,!" 与 #$ 的 交 点,实 际 上 是 %& 上 的 点
!
与 ’( 上 的 点
"
这 一 对 重 影 点 在 ) 面 上 的 重 合 投 影 。 由 于 *
!
% *
"
,故 从 上 往 下 投 射,点
!
可 见,点
"
为 不 可 见 。 同 理 !&"&与 #&$&的 交 点 ’&（ !&）,是 %& 上 的 点
#
和 ’( 上 的 点
$
在 + 面上 的 重 合 投 影,由 于,
#
(,
$
,故 从 前 往 后 投 射,点
$
可 见,点
#
为 不 可 见 。
图 ! " # " $’ 两 直 线 不 相 交图 ! " # " $$ 两 直 线 交 叉图 ! " # " $) 垂 直 相 交 两 直 线 的 投 影
·#*’·
第 一 章 制 图 的 基 本 技 能 与 方 法
!" 两 直 线 垂 直 相 交 两 直 线 垂 直 相 交,若 其 中 有 一 条 直 线 平 行 于 某 一 投 影 面,则此 两 直 线 在 该 投 影 面 上 的 投 影 仍 互 相 垂 直 。
如 图 # $ % $ &’ 所 示,!"
!
"#,!"
"
$ 面,"# 倾 斜 于 $ 面 。 因 !"
!
"#,!"
!
"%,故 !"
!
平 面 "%&#； 又 因 !"
"
$ 面,则 !"
"
’%,故 ’%
!
平 面 "%&#,所 以 ’%
!
%&。
反 之,若 相 交 两 直 线 在 某 一 投 影 面 上 的 投 影 互 相 垂 直,且 其 中 有 一 条 直 线 平 行 于该 投 影 面 时,则 此 两 直 线 在 空 间 也 一 定 互 相 垂 直 。
应 当 指 出,两 直 线 交 叉 垂 直,若 其 中 有 一 条 直 线 平 行 于 某 一 投 影 面,其 投 影 也 具有 上 述 特 性 。
例 如 图 # $ % $ &() 所 示,已 知 长 方 形 !"#( 中 !" 边 的 正 面 投 影 ’*%*
"
)*,完成 长 方 形 的 另 两 投 影 。
分 析,长 方 形 相 邻 边 是 互 相 垂 直 的,因 为 ’*%*
"
)*,可 知 !" 是 水 平 线,则 ’%
!
%&,据 此 即 可 完 成 长 方 形 的 投 影 。
作 图,
%） 由 % 作 垂 直 于 %& 的 直 线,与 过 ’*的 铅 垂 线 相 交 于 ’（ 图 # $ % $ &(） 。
+） 过 ’*和 ’ 分 别 作 直 线 平 行 %*&*和 %&,再 过 &*和 & 分 别 作 直 线 平 行 于 ’*%*和 ’%，
便 得 到 长 方 形 的 投 影 （ 图 # $ % $ &(） 。
图 # $ % $ &( 作 长 方 形 !"#( 的 投 影三,平 面 的 投 影
（ 一 ） 平 面 的 表 示 法 及 其 投 影在 投 影 上 表 示 平 面,有 两 种 方 法 。
%" 用 几 何 元 素 表 示 平 面从 几 何 学 可 知,不 在 同 一 直 线 上 的 三 点,一 直 线 和 直 线 外 的 一 点,两 平 行 直 线,两相 交 直 线,任 意 平 面 形 （ 即 平 面 的 有 限 部 分 ） 可 以 确 定 一 个 平 面 。 在 投 影 上,可 以 用 它们 中 任 何 一 种 几 何 元 素 的 投 影 来 表 示 平 面 （ # $ % $ &,） 。
·+-!·
第 三 篇 机 械 制 图本 书 所 讨 论 的 平 面,多 指 组 成 物 体 表 面 的 任 意 平 面 形 。 常 见 的 是 纯 直 线 段 围 成的 多 边 形,圆 或 圆 弧 与 直 线 段 围 成 的 平 面 形 。
平 面 形 的 投 影 一 般 仍 为 平 面 形,特 殊 时 为 直 线 段 。 作 图 时,先 画 出 平 面 形 各 顶 点
（ 或 曲 线 轮 廊 线 上 的 主 要 点 ） 的 投 影,然 后 将 各 点 同 面 投 影 依 次 连 线,即 得 平 面 形 投影 。 如 图 ! " # " $% 所 示,先 作 出 三 棱 锥 侧 面
!
!"# 的 三 个 顶 点 的 三 面 投 影,然 后 连接 各 顶 点 的 同 面 投 影,即 得
!
!"# 的 三 面 投 影 。
图 ! " # " $& 几 何 元 素 表 示 平 面
’( 用 迹 线 表 示 平 面平 面 和 投 影 面 的 交 线 称 为 平 面 的 迹 线 。 如 图 ! " # " )* 所 示,$
%
,$
&
,$
’
分 别 表示 平 面 $ 与 %,(,’ 面 的 交 线 。 $
)
,$
&
,$
*
分 别 表 示 平 面 $ 与 +),+&,+* 轴 的 交点 。
图 ! " # " $% 三 棱 锥 侧 面 的 投 影平 面 也 可 以 用 它 的 迹 线 来 表 示 。 平 面 迹 线 是 平 面 与 投 影 面 的 共 有 线,所 以,迹 线在 该 投 影 面 上 的 投 影 与 它 本 身 重 合,另 两 投 影 与 相 应 投 影 轴 重 合 。 通 常 只 画 并 注 出
·!%+·
第 一 章 制 图 的 基 本 技 能 与 方 法与 迹 线 本 身 重 合 的 投 影,省 略 与 投 影 轴 重 合 的 迹 线 投 影 （ 图 ! " # " $%&） 。
图 ! " # " $% 平 面 的 迹 线通 常 把 用 迹 线 表 示 的 平 面 称 为 迹 线 平 面 。
（ 二 ） 各 种 位 置 平 面 的 投 影在 三 面 投 影 体 系 中,平 面 相 对 于 投 影 面 的 位 置 可 分 为 三 类,投 影 面 平 行 面,投 影面 垂 直 面 和 一 般 位 置 平 面 。
#’ 投 影 面 平 行 面 平 行 于 一 个 投 影 面,必 垂 直 于 另 两 个 投 影 面 的 平 面 称 为 投 影面 平 行 面 。 平 行 于 ! 面 的 平 面 称 为 水 平 面,平 等 于 " 面 的 平 面 称 为 正 平 面,平 行 于
# 面 的 平 面 称 为 侧 平 面 。 它 们 的 投 影 特 性 见 表 ! " ( " #(。
表 ! " # " #( 投 影 面 平 行 面 的 投 影 特 性名 称 水 平 面 （
!
!） 正 平 面 （
!
"） 侧 平 面 （
!
#）
立体图投影图
·)*)·
第 三 篇 机 械 制 图名 称 水 平 面 （
!
!） 正 平 面 （
!
"） 侧 平 面 （
!
#）
投影特性
!" ! 面 投 影 反 映 实 形
#" ",# 面 投 影 积 聚 为 直 线 段,
且 分 别 平 行 于 $%,$&
#
轴
!" " 面 投 影 反 映 实 形
#" !,# 面 投 影 积 聚 为 直 线 段,
且 分 别 平 行 于 $%,$’ 轴
!" # 面 投 影 反 映 实 形
#" !," 面 投 影 积 聚 为 直 线 段,
且 分 别 平 行 于 $&
!
,$’ 轴小 结,!" 在 所 平 行 的 投 影 面 上 的 投 影 反 映 实 形
#" 另 两 投 影 积 聚 为 直 线 段,且 分 别 平 行 于 相 应 的 投 影 轴对 于 投 影 面 平 行 面,画 图 时,一 般 先 画 反 映 实 形 的 投 影 （ 线 框 ） 。 读 图 时,如 果 平面 形 的 投 影 中,只 有 一 个 投 影 为 线 框,其 余 投 影 为 平 行 于 投 影 轴 的 直 线 段,则 此 平 面为 投 影 面 平 行 面,平 行 于 线 框 所 在 的 那 个 投 影 面,该 线 框 反 映 平 面 形 的 实 形 。
#" 投 影 面 垂 直 面 垂 直 于 一 个 投 影 面 而 与 另 两 个 投 影 面 倾 斜 的 平 面 称 为 投 影 面垂 直 面 。 垂 直 于 ! 面 的 平 面 称 为 铅 垂 面,垂 直 于 " 面 的 平 面 称 为 正 垂 面,垂 直 于 #
面 的 平 面 称 为 侧 垂 面 。 它 们 的 投 影 特 性 见 表 $ % ! % !$。
表 $ % ! % !$ 投 影 面 垂 直 面 的 投 影 特 性名 称 铅 垂 面 （
"
!） 正 垂 面 （
"
"） 侧 平 面 （
"
#）
立体图投影特性
·&’(·
第 一 章 制 图 的 基 本 技 能 与 方 法名 称 铅 垂 面 （
!
!） 正 垂 面 （
!
"） 侧 平 面 （
!
#）
投影特征
!" ! 面 投 影 积 聚 为 一 直 线 段,
它 与 $%,$&
!
轴 的 夹 角 为 对
",# 面 的 倾 角
!
"
#" ",# 面 投 影 为 类 似 形
!" " 面 投 影 积 聚 为 一 直 线 段,
它 与 $%,$’ 轴 的 夹 角 为 对
!,# 面 的 倾 角
#"
#" !,# 面 投 影 为 类 似 形
!" # 面 投 影 积 聚 为 一 直 线 段,
它 与 $’,$&
#
轴 的 夹 角 为 对
",! 面 的 倾 角
!
、
#
#" ",! 面 投 影 为 类 似 形小 结,!" 在 所 垂 直 的 投 影 面 上 投 影 积 聚 为 一 倾 斜 的 直 线 段,它 与 投 影 轴 的 夹 角 分 别 反 映 该 平面 对 另 两 投 影 面 的 倾 角
#" 另 外 两 个 投 影 面 上 的 投 影 为 类 似 形对 于 投 影 面 垂 直 面,画 图 时,一 般 先 面 积 聚 性 投 影 （ 斜 线 ） 。 读 图 时,如 果 平 面 形有 一 个 投 影 积 聚 成 一 条 倾 斜 投 影 轴 的 斜 线,则 此 平 面 为 投 影 面 垂 直 面,垂 直 于 斜 线 所在 的 那 个 投 影 面 。
例 ! 已 知 平 行 四 边 形 ()*+ 垂 直 于 ! 面,
!
$ %&’,() 与 (+ 边 的 " 面 投 影 和 +
点 的 ! 面 投 影,试 完 成 该 平 面 的 三 面 投 影 （ 图 % ( ! ( )!） 。
图 % ( ! ( )! 求 四 边 形 ()*+ 的 投 影分 析,因 ()*+ 为 一 平 行 四 边 形,对 边 互 相 平 行,根 据 平 行 两 直 线 的 投 影 特 性,可完 成 它 的 " 面 投 影 ； 又 因 ()*+ 为 铅 垂 面,
!
$ %&’,据 此 可 作 出 四 边 形 的 ! 面 投 影 （ 斜线 ）,然 后 再 根 据 ",! 面 投 影 求 得 # 面 投 影 。
作 图,
!） 自,*作,*-*
"
.*/*,自 /*作 /*-*
"
.*,*,交 于 -*（ 图 % ( ! ( )!+） 。
#） 过 / 作 与 $% 成 %&’的 斜 线 （ 应 有 两 解,本 例 只 求 出 一 解 ）,自,*,*,-* 作 $% 垂线,在 斜 线 上 求 得,、,,-（ 图 % ( ! ( )!,） 。
%） 根 据 四 边 形 的 ",! 面 投 影,求 得 # 面 投 影,-,---/-（ 图 % ( ! ( )!） 。
·)./·
第 三 篇 机 械 制 图
!" 一 般 位 置 平 面 对 三 个 投 影 面 都 倾 斜 的 平 面 称 为 一 般 位 置 平 面 。 其 三 面 投 影都 是 比 原 形 小 的 类 似 形,也 不 反 映 该 平 面 对 投 影 面 的 倾 角,如 图 ! # $ # %& 中 的
!
!"#。
读 图 时,如 果 平 面 的 各 投 影 均 不 积 聚 为 线 段,都 是 类 似 的 线 框,则 该 平 面 是 一 般位 置 平 面 。
读 图 时,如 果 平 面 的 各 投 影 均 不 积 聚 为 线 段,都 是 类 似 的 线 框,则 该 平 面 是 一 般位 置 平 面 。
（ 三 ） 平 面 上 的 直 线 和 点
$" 平 面 上 的 直 线直 线 在 平 面 上 的 几 何 条 件 是,直 线 通 过 平 面 上 的 两 点 或 直 线 通 过 平 面 上 的 一 点,
且 平 行 于 平 面 上 的 任 一 直 线 。
如 图 ! # $ # ’() 所 示,平 面 $ 是 由 相 交 两 直 线 "# 和 #% 所 确 定 。 在 "# 和 #% 上各 取 一 点 & 和 ’,则 过 &,’ 两 点 的 直 线 一 定 在 平 面 $ 上,其 投 影 如 图 ! # $ # ’( 所 示 。
再 过 "# 上 的 点 & 作 直 线 &( 平 行 于 #%,则 &( 也 在 平 面 $ 上,其 投 影 如 图 ! # $ # ’(
所 示 。
图 ! # $ # ’( 在 平 面 上 取 直 线图 ! # $ # ’! 求 平 面 上 直 线 的 另 一 投 影
·*&+·
第 一 章 制 图 的 基 本 技 能 与 方 法例 ! 已 知
!
!"# 上 直 线 $% 的 正 面 投 影 &"’",求 水 平 投 影 &’（ 图 # $ % $ &#’） 。
分 析,因 为 直 线 $% 在
!
!"# 平 面 内,延 长 $%,可 与
!
!"# 的 边 线 交 于 (,),则直 线 $% 是
!
!"# 上 直 线 () 的 一 部 分,它 的 投 影 必 属 于 直 线 () 的 同 面 投 影 。
作 图,
（ %） 延 长 &"’"与 *"+"和 +","交 于 -".",由 -",."求 得 -,.（ 图 # $ % $ &#(） 。
（ !） 连 -.,由 &"’"在 -,上 求 得 &’（ 图 # $ % $ &#)） 。
!* 平 面 上 的 点 点 在 平 面 上 的 几 何 条 件 是,点 在 平 面 内 的 任 一 直 线 上,则 点 在 此平 面 上 。
在 平 面 上 取 点,应 先 过 点 在 平 面 上 作 一 辅 助 线,然 后 在 辅 助 线 上 取 点 。 如 图 # $ %
$ &+ 所 示,在 由 两 相 交 直 线 !",!# 所 确 定 的 平 面 上,取 一 直 线 ()（ -",.",-.）,再在 () 上 取 一 点 $"（ &"&）,则 点 $ 必 在 此 平 面 上 。
图 # $ % $ &+ 在 平 面 上 取 点图 # $ % $ &,求 平 面 上 点 的 另 一 投 影例 # 已 知
!
!"# 上 的 点 $ 的 水 平 投 影 -,求 点 $ 的 正 面 投 影 -（ #$ %$ &,’） 面 上 。
分 析,因 为 点 $ 在
!
!"# 平 面 上,过 点 $ 在 平 面 上 引 一 辅 助 线 #/,则 点 $ 的 投
·./+·
第 三 篇 机 械 制 图影 必 在 !" 的 同 面 投 影 上 。
作 图,
!） 过 # 作 $%,由 % 求 得 %"（ 图 # $ ! $ %&’） 。
(） 连 $"%",由 # 求 得 #"（ 图 # $ ! $ %&)） 。
例 * 已 知 五 边 形 &’!"( 是 一 平 面 形,试 完 成 其 水 平 投 影 （ 图 # $ ! $ %%+） 。
分 析,因 为 五 边 形 的 五 个 顶 点 在 同 一 平 面 上,已 知 &,’,! 三 点 的 两 面 投 影,可 在
!
&’! 所 确 定 的 平 面 上,应 用 在 平 面 上 取 点 的 方 法,求 出 ",( 二 点 的 水 平 投 影,从 而完 成 五 边 形 的 水 平 投 影 。
作 图,
!） 过 ( 在
!
&’! 上 作 辅 助 线 &)（ 连 *"#",延 长 交 +"$"于,",由,"求 得,； 连 *,）,由
#"求 得 #（ 图 # $ ! $ %%’） 。
(） 过 " 在
!
&’! 上 作 辅 助 线 "-
"
’!（ 过 %"作 %"."
"
+"$ 得,",由,"求 得,； 作
%.
"
+$）,由 %"求 得 %（ 图 # $ ! $ %%)） 。
#） 连 *$,$% 和 %$,完 成 五 边 形 &’!"( 的 水 平 投 影 。
图 # $ ! $ %% 补 全 五 边 形 的 水 平 投 影图 # $ ! $ %,补 全 - 形 块 的 俯 视 图
+） 轴 测 图 ’） 已 知 视 图 )） 作 图
·..*·
第 一 章 制 图 的 基 本 技 能 与 方 法例 ! 图 " # $ # %& 所 示 物 体 上 开 一 ’ 形 槽,试 确 定 斜 面 ! 上 " 点 的 水 平 投 影,补全 俯 视 图 。 影 # 一 定 在 该 直 线 的 水 平 投 影 上 。
作 图,
$） 延 长 $(#(与 ! 面 的 正 面 投 影 的 一 边 交 于 %(,由 %(求 得 %。
)） 连 接 $%,由 #(在 $% 上 求 得 #。
"） 连 #$,#&,并 过 # 作 正 垂 线 的 水 平 投 影,完 成 全 图 。
"* 平 面 上 的 投 影 面 平 行 线平 面 上 的 投 影 面 平 行 线 有 三 种,即 平 面 上 的 水 平 线,平 面 上 的 正 平 线 和 平 面 上 的侧 平 线 。 它 们 既 是 平 面 上 的 直 线,又 是 投 影 面 平 行 线,因 此 在 平 面 上 所 作 的 投 影 面 平行 线,既 要 符 合 投 影 面 平 行 线 的 投 影 特 性,又 要 符 合 直 线 在 平 面 上 的 几 何 条 件 。
图 " # $ # %+ 在 平 面 上 作 水 平 线图 " # $ # %,在 平 面 上 作 正 平 线如 图 " # $ # %+ 所 示,若 要 在
!
"’( 平 面 上 作 水 平 线 )*,应 根 据 水 平 线 的 正 面 投影 平 行 于 +,轴 的 投 影 特 性,又 要 使 其 通 过
!
"’( 上 的 两 个 点,所 以 作 图 时 先 在
!
#(
$(&( 上 作 直 线 -(,.(
"
+,,然 后 由 -,.(求 出 水 平 投 影 -,.(,连 接 -,,即 为 所 求 。
·--!·
第 三 篇 机 械 制 图同 理,根 据 正 平 线 的 水 平 投 影 平 行 于 !" 轴 的 投 影 特 性,即 可 在
!
#$% 平 面 上 作出 正 平 线,如 图 ! " # " $% 所 示 。
同 一 平 面 上 对 某 一 个 投 影 面 可 以 作 无 数 条 投 影 面 平 行 线 。 如 果 规 定 必 须 通 过 平面 上 某 个 点,或 与 某 个 投 影 面,某 个 点 的 距 离 为 一 定,则 在 平 面 上 只 能 作 出 一 条 投 影面 平 行 线 。
例 $ 在
!
#$% 平 面 上 取 一 点 &,使 & 点 在 # 点 下 方 #&,距 ’ 面 #$（ 图 ! " # "
’&） 。
分 析,因 平 面 内 的 水 平 线 是 该 平 面 上 与 # 点 上 下 等 距 点 的 轨 迹,平 面 内 的 正 平 线是 该 平 面 上 与 ’ 面 等 距 点 的 轨 迹,故 此 两 轨 迹 的 交 点 即 为 该 平 面 上 分 别 与 # 点 和 ’
面 有 距 离 要 求 的 点 。
作 图,
#） 在
!
(()(*(上 作 +(,(
"
!",且 使 +(,(在 ((下 方 #&,由 +(,(求 得 +,（ 图 ! " # " ’&)） 。
*） 在
!
()* 上 作 -.
"
!",且 使 -,与 !" 距 离 为 #$,由 -,求 得 -(.(。 则 /0（ +(
,(,+,） 与 12（ -(.(,-.） 的 交 点 &（ 3(,3） 即 为 所 求 （ 图 ! " # " ’&+） 。
图 ! " # " ’& 在 平 面 上 取 点第 三 节 立 体 表 面 的 交 线机 器 零 件 大 都 是 由 一 些 基 本 立 体 根 据 不 同 的 要 求 组 合 或 切 割 而 成 的,因 此,在 立体 的 表 面 上 就 会 出 现 一 些 交 线 。 平 面 与 立 体 表 面 相 交 的 交 线 称 为 截 交 线,平 面 称 为截 平 面,被 平 面 截 切 后 的 立 体 称 为 截 断 体,如 图 ! " # " ’#) 所 示 。 两 个 立 体 表 面 相 交的 交 线 称 为 相 贯 线,两 个 相 交 立 体 称 为 相 贯 体,如 图 ! " # " ’#+ 所 示 。
·#&,·
第 一 章 制 图 的 基 本 技 能 与 方 法为 了 清 楚 地 表 示 出 机 件 的 形 状,必 须 正 确 地 画 出 截 交 线 和 相 贯 线 的 投 影 。
图 ! " # " $# 机 件 表 面 的 截 交 线 和 相 贯 线
%） 顶 尖 &） 三 通 管图 ! " # " $’ 斜 切 四 棱 柱 的 投 影一,截 交 线立 体 被 平 面 截 切 时,立 体 形 状 和 截 平 面 相 对 立 体 的 位 置 不 同,所 形 成 截 交 线 的 形状 也 不 同 。 但 任 何 截 交 线 都 具 有 以 下 两 个 性 质,
#） 截 交 线 是 截 平 面 和 立 体 表 面 的 共 有 线 。
’） 截 交 线 一 般 是 封 闭 的 平 面 图 形 。
由 于 截 交 线 是 截 平 面 与 立 体 表 面 的 共 有 线,截 交 线 上 的 点 必 定 是 截 平 面 与 立 体表 面 的 共 有 点 。 因 此,求 截 交 线 的 问 题,实 质 上 就 是 求 截 平 面 与 立 体 表 面 的 共 有 点 的集 合 。
（ 一 ） 平 面 立 体 的 截 交 线平 面 立 体 的 截 交 线 是 一 个 封 闭 的 平 面 多 边 形 。 截 交 线 的 求 法 有 两 种,
#） 求 各 棱 线 与 截 平 面 的 交 点,然 后 依 次 连 接 各 交 点,并 判 别 可 见 性 。
·’()·
第 三 篇 机 械 制 图
!） 求 各 棱 面 与 截 平 面 的 交 线,并 判 别 可 见 性 。
例 " 如 图 # $ " $ %!&,’ 所 示,已 知 一 正 四 棱 柱 被 正 垂 面 ! 截 切,求 作 其 第 三 面投 影 。
分 析,截 平 面 ! 与 四 棱 柱 的 四 个 侧 面 及 上 底 共 五 个 面 相 交,故 截 交 线 为 平 面 五边 形 "#$%&,其 五 个 顶 点 分 别 是 五 条 棱 线 与 截 平 面 的 交 点 。 因 平 面 ! 为 正 垂 面,所以 截 交 线 的 ’ 面 投 影 积 聚 为 直 线,( 面 投 影 和 ) 面 投 影 为 类 似 的 五 边 形 。
作 图 （ 图 # $ " $ %!(）,
"） 画 出 四 棱 柱 的 侧 面 投 影 。
!） 利 用 截 平 面 正 面 投 影 的 积 聚 性,先 求 出 截 交 线 五 边 各 顶 点 的 正 面 投 影,据 此 求出 五 边 形 各 顶 点 的 另 两 投 影,依 次 连 接 各 点 的 同 面 投 影,完 成 三 视 图 。
例 ! 图 # $ " $ %#’ 为 一 带 切 口 的 三 棱 锥 的 不 完 整 三 视 图,试 完 成 其 ( 面 和 )
面 投 影 。
分 析,缺 口 是 由 两 平 面 截 切 产 生 的 。 截 面 ! 与 三 棱 锥 前 后 棱 面 的 交 线 为 一 般 位置 线 ； 截 面 * 为 水 平 面,与 三 棱 锥 底 面 平 行,故 其 与 棱 面 的 交 线 平 行 于 三 棱 锥 底 面 的对 应 边 ； !,* 面 的 交 线 为 正 垂 线,所 以 !,* 截 出 的 截 交 线 均 为 三 边 形 。 ! 面 为 正 垂面,其 截 交 线 的 正 面 投 影 具 有 积 聚 性,水 平 和 侧 面 投 影 为 类 似 形 ； * 面 为 水 平 面,其 截交 线 的 正 面 和 侧 面 投 影 也 有 积 聚 性,水 平 投 影 反 映 实 形 。
作 图 （ 图 # $ " $ %)(）,
"） 根 据 +*、,*求 出 +,++、,、,+。
!） 过 + 作 +-
!
./,+0
!
.1。
#） 由 -*（ 0*） 确 定 -,0,再 根 据 -*,- 和 0*,0 求 出 -+,0+。
)） 依 次 连 接 各 点 的 同 面 投 影,区 分 可 见 性,完 成 (,) 面 投 影 。
图 # $ " $ %# 切 口 三 棱 锥 的 投 影
（ 二 ） 回 转 体 的 截 交 线回 转 体 的 截 交 线 一 般 是 封 闭 的 平 面 曲 线,特 殊 情 况 下 为 直 线 。 求 非 圆 平 面 曲 线
·#,-·
第 一 章 制 图 的 基 本 技 能 与 方 法的 投 影 时,一 般 先 求 出 曲 线 上 一 系 列 点 的 投 影,然 后 用 曲 线 依 次 光 滑 连 接 。
!"圆 柱 的 截 交 线 根 据 截 平 面 与 圆 柱 轴 线 的 相 对 位 置 不 同,截 交 线 有 三 种 形 状 。
见 表 # $ ! $ !%。
表 # $ ! $ !% 圆 柱 的 截 交 线截 平 面 的 位 置 与 轴 线 平 行 与 轴 线 垂 直 与 轴 线 倾 斜截 交 线 形 状 直 线 圆 椭 圆轴 测 图投 影 图图 # $ ! $ &% 带 切 口 圆 柱 套 筒 画 法
·%’(·
第 三 篇 机 械 制 图例 ! 画 出 如 图 ! " # " $%& 所 示 的 带 切 口 圆 柱 套 筒 的 投 影 。
分 析,圆 柱 套 筒 的 切 口 是 由 垂 直 于 圆 柱 轴 线 的 水 平 面 ! 和 平 行 于 轴 线 的 两 侧 平面 " 对 称 地 截 切 空 心 圆 柱 而 形 成 的 。 截 平 面 ’ 与 圆 柱 内,外 表 面 的 交 线 为 圆 弧,截 平面 " 与 圆 柱 内,外 表 面 和 上 底 的 交 线 为 直 线,截 平 面 ’ 与 ( 的 交 线 亦 为 直 线 。 由 于圆 柱 的 轴 线 垂 直 于 水 平 面,圆 柱 面 的 水 平 投 影 及 截 平 面 的 正 面 投 影 都 有 积 聚 性,因 此截 交 线 的 正 面 投 影 与 截 平 面 的 正 面 投 影 重 合,截 交 线 的 水 平 投 影 与 圆 柱 面 的 水 平 投影 重 合 。 由 于 截 平 面 ’ 垂 直 于 侧 平 面,截 平 面 " 平 行 于 侧 平 面,所 以 截 交 线 的 侧 面投 影,圆 弧 积 聚 为 直 线 段,直 线 反 映 实 长 。
作 图,
#） 先 画 出 完 整 实 心 圆 柱 的 三 视 图,再 作 上 切 口 的 投 影 。 作 上 切 口 投 影 时,先 作 出切 口 的 正 面 投 影,再 作 出 切 口 的 水 面 投 影,然 后 由 此 作 出 侧 面 投 影,见 图 ) " %*。
+） 作 空 心 圆 柱 切 口 的 投 影 。 用 上 述 方 法 作 出 平 面 ! 和 平 面 " 与 内 圆 柱 交 线 的 三面 投 影,擦 去 多 余 图 线,如 水 平 投 影 中 # 与 !,+ 与 % 之 间 没 有 直 线,侧 面 投 影 中 #,
-
与
!,
-
之 间 没 有 虚 线 。 完 成 后 的 投 影 如 图 ! " # " $%,所 示 。
例 % 求 作 如 图 ! " # " $/& 所 示 斜 切 圆 柱 的 三 视 图 。
图 ! " # " $/ 求 斜 切 圆 柱 的 截 交 线分 析,圆 柱 被 正 垂 面 斜 切,截 交 线 为 椭 圆,因 截 平 面 为 正 垂 面,故 截 交 线 的 正 面 投影 积 聚 为 一 直 线,水 平 投 影 与 圆 柱 面 的 水 平 投 影 重 合 为 一 圆,侧 面 投 影 为 椭 圆 。
作 图,
先 画 出 完 整 圆 柱 的 三 视 图 和 截 平 面 积 聚 性 投 影,再 按 下 列 步 骤 求 截 交 线 的 投 影 。
（ #） 求 特 殊 点 特 殊 点 一 般 指 最 高,最 低,最 左,最 右,最 前,最 后 等 极 限 点,以 及可 见 性 分 界 点 。 从 图 中 可 知,截 交 线 上 的 最 低 点
!
和 最 高 点
"
,分 别 是 最 左 素 线 和 最
·/-/·
第 一 章 制 图 的 基 本 技 能 与 方 法右 素 线 与 截 平 面 的 交 点 （ 也 是 截 交 线 上 最 左 点 和 最 右 点 ） 。 截 交 线 上 的 最 前 点
!
和 最后 点
"
分 别 是 最 前 素 线 和 最 后 素 线 与 截 平 面 的 交 点 。 由 此 作 出 它 们 的 正 面 投 影 !"、
#",$"、（ %"） 和 水 平 投 影 !,#,$,%,再 根 据 !",#",$"、（ %"） 和 !,#,$,%,求 出 !&,#&,$&,%&。
（ #） 求 一 般 点 为 使 作 图 准 确,还 须 求 出 一 定 数 量 的 一 般 点 。 图 $ ’ ! ’ ()* 中,
先 在 水 平 投 影 上 等 距 离 地 定 出 ),+,(、,,而 后 求 得 )"、（ +"）,("、（,"）,最 后 根 据 点 的 投影 规 律,求 出 )&,+&,(&、,&。
（ $） 依 次 光 滑 地 连 接 各 点 的 侧 面 投 影,即 得 截 交 线 的 侧 面 投 影 。
#-圆 锥 的 截 交 线 截 平 面 与 圆 锥 轴 线 的 相 对 位 置 不 同,其 截 交 线 有 五 种 不 同 形状,见 表 $ ’ ! ’ !)。
表 $ ’ ! ’ !) 圆 锥 的 截 交 线截 平 面的 位 置与 轴 线 垂 直 过 圆 锥 顶 点 平 行 于 一 条 素 线与 轴 线 倾 斜
（ 不 平 行 于 任 一 素 线 ）
与 轴 线 平 行截 交 线的 形 状圆 两 相 交 直 线 抛 物 线 椭 圆 双 曲 线轴 测 图投 影 图圆 锥 的 五 种 不 同 形 状 的 截 交 线 中,截 交 线 为 圆 和 两 相 交 直 线 时,其 画 法 较 为 简单,截 交 线 为 椭 圆,双 曲 线 和 抛 物 线 时,都 需 要 用 求 点 的 方 法 作 图 。
例 ) 求 正 平 面 截 切 圆 锥 时 的 截 交 线 的 投 影 （ 图 $ ’ ! ’ (+） 。
分 析,因 截 平 面 与 圆 锥 轴 线 平 行,所 以 截 交 线 为 双 曲 线,又 因 截 平 面 为 正 平 面,故截 交 线 的 正 面 投 影 反 映 实 形,水 平 投 影 和 侧 面 投 影 分 别 积 聚 为 直 线 。
·+.)·
第 三 篇 机 械 制 图图 ! " # " $% 求 圆 锥 的 截 交 线 （ 一 ）
作 图,
先 画 出 完 整 圆 锥 的 三 视 图 和 截 平 面 的 积 聚 性 投 影,再 按 下 列 步 骤 求 截 交 线 投 影 。
（ #） 求 特 殊 点 截 交 线 上 的
!
、
"
点 是 截 平 面 与 圆 锥 底 圆 的 交 点,
#
是 截 平 面 与圆 锥 最 前 轮 廓 素 线 的 交 点,故 可 作 出
!
、
"
、
#
的 正 面 投 影 #&,’&,!&。
（ ’） 求 一 般 点 在 水 平 投 影 中 作 一 辅 助 圆 与 截 交 线 的 水 平 投 影 相 交 于 (,) 两 点,
从 (,) 两 点 作 投 影 连 线 到 辅 助 圆 的 正 面 投 影 上 得 (&,)&。
（ !） 依 次 光 滑 连 接 #&,(&,!&,)&,’&,即 得 截 交 线 的 正 面 投 影 （ 双 曲 线 ） 。
例 % 求 作 正 垂 面 与 圆 锥 的 截 交 线 的 投 影 （ 图 ! " # " $$） 。
分 析,由 于 截 平 面 * 与 圆 锥 轴 线 斜 交,所 以 截 交 线 为 一 椭 圆 。 又 因 * 是 正 垂 面,
故 截 交 线 的 正 面 投 影 积 聚 为 一 直 线 段,其 水 平 投 影 和 侧 面 投 影 仍 为 椭 圆 （ 图 ! " # "
$$+） 。
作 图,
（ #） 求 特 殊 点 轮 廓 素 线 上 的 点,、
"
,-、
$
的 正 面 投 影,侧 面 投 影 和 水 平 投 影 可直 接 求 出 。 椭 圆 短 轴 的 端 点
#
、
%
的 正 面 投 影 !&（ (&） 在 长 轴 正 面 投 影 #&’&的 中 点 处,
用 辅 助 圆 法 可 求 出 !,( 和 !.,(.（ 图 ! " # " $$/） 。
（ ’） 求 一 般 点 利 用 辅 助 圆 法,作 出 椭 圆 上 若 干 一 般 点,如 $,0 及 $.,0” 。
（ !） 依 次 光 滑 连 接 各 点,完 成 作 图 （ 图 ! " # " $$1） 。
!2圆 球 的 截 交 线 任 何 位 置 的 平 面 截 切 圆 球 时,其 截 交 线 都 是 圆,但 其 投 影 随 截平 面 的 位 置 不 同 而 不 同 。 当 截 平 面 平 行 于 某 一 投 影 面 时,截 交 线 在 该 投 影 面 上 的 投影 为 圆,在 另 外 两 投 影 面 上 的 投 影 积 聚 为 直 线 段,线 段 长 度 等 于 截 交 线 圆 的 直 径 ； 当截 平 面 垂 直 于 一 个 投 影 面 而 倾 斜 于 另 两 个 投 影 面 时,截 交 线 在 该 投 影 面 上 的 投 影 积
·$3)·
第 一 章 制 图 的 基 本 技 能 与 方 法聚 为 一 直 线 段,另 两 投 影 为 椭 圆 。
例 ! 如 图 " # $ # !%& 所 示,已 知 一 带 切 口 和 圆 柱 孔 的 圆 球 的 正 面 投 影,及 圆 球上 圆 柱 孔 的 侧 面 投 影,补 画 其 水 平 投 影 和 侧 面 投 影 。
图 " # $ # !! 求 圆 锥 的 截 交 线 （ 二 ）
&） 分 析 ’） 求 特 殊 点 (） 求 一 般 点,光 滑 连 接,完 成 作 图分 析,从 图 上 可 知,圆 球 的 左,右 两 个 切 口 平 面 对 称 且 为 侧 平 面,故 其 截 交 线 的 侧面 投 影 为 圆,水 平 投 影 积 聚 为 直 线 段 。 圆 球 上 的 凹 槽 是 由 两 个 侧 平 面 和 一 个 水 平 面切 割 而 成,侧 平 面 与 球 面 的 交 线 在 侧 面 投 影 中 为 圆 弧,在 水 平 投 影 中 积 聚 为 直 线 段 ；
水 平 面 与 球 面 的 交 线,在 水 平 投 影 中 为 两 段 圆 弧,侧 面 投 影 为 两 直 线 段 。
作 图 （ 图 " # $ # !%’）,
$） 作 左,右 两 切 口 的 截 交 线 投 影,水 平 投 影 为 直 线 段,侧 面 投 影 为 圆 弧 。
·%)*·
第 三 篇 机 械 制 图
!） 在 水 平 投 影 中 作 出 圆 柱 孔 的 投 影,因 其 不 可 见,故 为 虚 线 。
"） 作 凹 槽 的 截 交 线 投 影 。 凹 槽 两 侧 面 截 交 线 的 水 平 投 影 根 据 正 面 投 影 作 出,侧面 投 影 圆 弧 半 径 !
#
等 于 正 面 投 影 中 的 !
#
。 凹 槽 水 平 面 截 交 线 的 侧 面 投 影 根 据 正 面投 影 作 出,并 将 前 后 截 交 线 用 虚 线 连 接,而 水 平 投 影 圆 弧 的 半 径 !
!
,等 于 侧 面 投 影 中的 !
!
。
图 " $ # $ %& 求 圆 球 的 截 交 线 （ 一 ）
例 & 圆 球 被 正 垂 面 " 截 切 （ 图 " $ # $ %’(）,求 截 交 线 的 投 影 。
分 析,因 为 圆 球 被 正 垂 面 " 截 切,所 以 截 交 线 （ 圆 ） 的 正 面 投 影 积 聚 为 一 直 线 段,
水 平 投 影 和 侧 面 投 影 均 为 椭 圆 。
作 图,
（ #） 求 特 殊 点 先 求 轮 廓 线 上 的 点,转 向 轮 廓 线 上 的 点
!
、
"#
、
$
、
%
、
&
的 正 面投 影 积 聚 在 直 线 段 #)*)上,它 们 的 水 平 投 影 和 侧 面 投 影 可 直 接 求 得 （ 图 + $ ’,） 。
求 椭 圆 长 短 轴 端 点
#
是 正 平 线,其 水 平 投 影 #* 和 侧 面 投 影 #-*” 分 别 是 两 个 椭圆 的 短 轴 ； 长 轴 是 和 短 轴 垂 直 平 分 的 正 垂 线
’(
,其 正 面 投 影 ")（ %)） 积 聚 在 #)*-的 中点 上,水 平 投 影 "% 和 侧 面 投 影 "-%-均 等 于 截 交 线 圆 的 直 径,即 "%,"-%- / #)*),根 据 ")
（ %)） 即 可 确 定 长 轴 的 水 平 投 影 "% 和 侧 面 投 影 "-%-。
（ !） 求 一 般 点 根 据 需 要,再 求 出 若 干 一 般 点 。 图 " $ # $ %’0 中,作 水 平 的 辅 助圆,求 出 点
)
、
*
的 水 平 和 侧 面 投 影 。
（ "） 依 次 光 滑 连 接 各 点,完 成 作 图 （ 图 " $ # $ %’0） 。
12同 轴 复 合 回 转 体 的 截 交 线 求 同 轴 复 合 回 转 体 的 截 交 线,必 须 分 析 该 形 体 是由 哪 些 回 转 体 组 合 而 成,截 平 面 与 被 截 切 的 各 个 回 转 体 的 相 对 位 置,截 交 线 的 形 状 及其 投 影 特 性,然 后 逐 个 画 出 各 回 转 体 的 截 交 线,再 依 次 将 其 连 接 起 来 。
例 ’ 如 图 " $ # $ &3( 所 示 的 同 轴 复 合 回 转 体,被 两 个 正 平 面 截 切,作 出 截 交 线
·’3*·
第 一 章 制 图 的 基 本 技 能 与 方 法的 投 影 。
分 析,从 图 中 可 知,该 形 体 由 上 圆 柱,圆 环 和 下 圆 柱 组 合 而 成,两 个 正 平 面 前 后 对称,只 切 到 圆 环 和 下 圆 柱,因 此 所 产 生 的 截 交 线 由 一 般 曲 线 和 直 线 段 组 成,正 面 投 影反 映 实 形,且 前 后 投 影 重 合 。 截 交 线 的 水 平 投 影 与 正 平 面 水 平 投 影 重 合 在 直 线 段 上 。
作 图 （ 图 ! " # " $%&）,
#） 作 出 下 圆 柱 面 上 截 交 线 的 正 面 投 影 #’(’和 $’)’。
(） 在 水 平 投 影 上,作 一 圆 环 面 上 的 辅 助 圆 与 正 平 面 相 切,切 点 * 为 截 交 线 的 最 高点 投 影,作 出 辅 助 圆 的 正 面 投 影 可 求 得 *’； 再 用 辅 助 圆 作 出 !,+、,,- 各 点,求 得 !’,+’、
,’,-’。
!） 用 直 线 连 接 #’(’和 $’)’,用 曲 线 依 次 光 滑 连 接 (’,!’,+’,*’、,’,-’,$’各 点 成 一 个封 闭 平 面 图 形,即 为 所 求 截 交 线 。
图 ! " # " -) 求 圆 球 的 截 交 线 （ 二 ）
.） 已 知 &） 求 轮 廓 线 上 的 点 /） 求 长 短 轴 及 一 般 点,光 滑 连 接
·%#*·
第 三 篇 机 械 制 图图 ! " # " $% 求 同 轴 回 转 体 的 截 交 线图 ! " & " $& 求 正 交 两 圆 柱 的 相 贯 线二,回 转 体 相 贯 线由 两 形 体 相 交 而 产 生 的 相 贯 线,随 相 贯 两 形 体 的 形 状,大 小 和 相 对 位 置 的 不 同 而不 同,但 所 有 相 贯 线 都 有 以 下 共 同 的 性 质,
&） 相 贯 线 是 两 个 立 体 表 面 的 共 有 线,是 一 系 列 共 有 点 的 集 合 。
’） 相 贯 线 一 般 为 封 闭 的 空 间 曲 线,特 殊 情 况 下 是 平 面 曲 线 或 直 线 。
·&&(·
第 一 章 制 图 的 基 本 技 能 与 方 法根 据 相 贯 线 的 性 质,相 贯 线 的 画 法 实 质 上 就 是 求 两 相 贯 体 表 面 的 共 有 点 。 只 要求 出 两 相 贯 体 表 面 上 一 系 列 共 有 点 的 投 影,依 次 将 各 点 同 面 投 影 连 接 成 光 滑 曲 线 即可 。
（ 一 ） 利 用 积 聚 性 求 相 贯 线两 圆 柱 相 交 求 相 贯 线 的 投 影 时,如 果 圆 柱 轴 线 垂 直 于 投 影 面,可 利 用 圆 柱 面 投 影的 积 聚 性,运 用 表 面 求 点 法 来 求 得 。
例 ! 求 作 正 交 两 圆 柱 相 贯 线 的 投 影 （ 图 " # ! # $!） 。
分 析,两 圆 柱 正 交,大,小 圆 柱 的 轴 线 分 别 垂 直 于 侧 面 投 影 面 和 水 平 投 影 面,所 以相 贯 线 的 水 平 投 影 与 小 圆 柱 的 水 平 投 影 重 合,为 一 个 圆 ； 相 贯 线 的 侧 面 投 影 与 大 圆 柱的 侧 面 投 影 重 合,为 一 段 圆 弧,需 求 相 贯 线 的 正 面 投 影 。 因 相 贯 线 前 后 对 称,所 以 相贯 线 前 后 部 分 的 正 面 投 影 重 合 。
作 图,
（ !） 求 特 殊 点 相 贯 线 上 的 特 殊 点 位 于 圆 柱 的 轮 廓 素 线 上,故 最 高 点
!
、
"
（ 也 是相 贯 线 的 最 左 点 和 最 右 点 ） 的 正 面 投 影 !%,&%可 直 接 定 出,最 低 点
#
、
$
（ 也 是 最 前 点和 最 后 点 ） 的 正 面 投 影 "%,’%,可 由 侧 面 投 影 "(,’(作 出 。
（ &） 求 一 般 点 在 水 平 投 影 中 确 定 出 ),*,+,$,并 作 出 其 侧 面 投 影 )(,*(、（ +(）,
（ $(）,再 按 点 的 投 影 规 律 作 出 正 面 投 影 )%、（ *%）,+%、（ $%） 。
图 " # ! # $& 相 贯 线 的 弯 曲 方 向
（ "） 依 次 光 滑 连 接 各 点 的 正 面 投 影,即 为 相 贯 线 的 正 面 投 影 。
正 交 两 圆 柱 的 相 贯 线,随 着 两 圆 柱 直 径 大 小 的 相 对 变 化,其 相 贯 线 的 形 状,弯 曲方 向 也 发 生 变 化 。 如 图 " # ! # $& 所 示,当 两 个 直 径 不 等 的 圆 柱 相 交 时,相 贯 线 在 非积 聚 性 投 影 中,其 弯 曲 趋 势 总 是 弓 向 大 圆 柱 的 轴 线 。 当 两 个 圆 柱 直 径 相 等 时,相 贯 线从 两 条 空 间 曲 线 变 为 两 条 平 面 曲 线 （ 椭 圆 ）,其 正 面 投 影 成 为 两 相 交 直 线 。
两 圆 柱 外 表 面 相 交,其 相 贯 线 为 外 相 贯 线,见 图 " # ! # $&； 外 圆 柱 面 与 内 圆 柱 面
·&!)·
第 三 篇 机 械 制 图相 交,其 相 贯 线 亦 为 外 相 贯 线,见 图 ! " # " $!%； 两 内 圆 柱 面 相 交,其 相 贯 线 为 内 相 贯线,见 图 ! " # " $!&。 它 们 的 交 线 形 状 和 作 图 方 法 是 相 同 的 。
图 ! " # " $! 两 圆 柱 相 贯 线 的 形 式例 ’ 图 ! " # " $( 所 示 为 拱 形 柱 与 圆 柱 正 交,求 作 相 贯 线 的 投 影 。
如 图 ! " # " $(% 所 示,假 想 将 相 贯 体 分 解 为 上,下 两 部 分,上 部 分 为 半 圆 柱 与 圆柱 正 交,相 贯 线 为 空 间 曲 线,下 部 分 是 长 方 体 与 圆 柱 相 交,相 贯 线 为 直 线 。 相 贯 线 的正 面 投 影 与 拱 形 柱 的 积 聚 性 投 影 重 合,水 平 投 影 积 聚 为 一 段 圆 弧,只 需 求 相 贯 线 的 侧面 投 影,如 图 ! " # " $() 所 示 。
图 ! " # " $( 拱 形 柱 与 圆 柱 正 交例 ! 求 作 偏 交 两 圆 柱 相 贯 线 的 投 影 （ 图 ! " # " $*） 。
分 析,由 于 大 小 圆 柱 的 轴 线 垂 直 交 叉,并 分 别 垂 直 于 侧 面 投 影 面 和 水 平 投 影 面,
所 以 相 贯 线 为 左 右 对 称 的 封 闭 空 间 曲 线,其 侧 面 投 影 与 大 圆 柱 的 侧 面 投 影 重 合 为 一段 圆 弧,水 平 投 影 与 小 圆 柱 的 水 平 投 影 重 合 为 一 个 圆,需 要 求 作 相 贯 线 的 正 面 投 影
·!#*·
第 一 章 制 图 的 基 本 技 能 与 方 法
（ 图 ! " # " $%） 。
作 图,
（ #） 求 特 殊 点 小 圆 柱 的 左,右,前,后 四 条 转 向 轮 廓 线 和 大 圆 柱 分 别 相 交 于
!
、
"
、
#
、
$
四 点 ； 大 圆 柱 的 正 面 投 影 轮 廓 线 和 小 圆 柱 相 交 于
%
、
&
两 点,这 六 点 的 正 面投 影 可 以 直 接 求 得 （ 图 ! " # " $%&） 。
（ ’） 求 一 般 点 根 据 需 要,求 出 适 当 数 量 的 一 般 点 。 图 ! " # " $%( 中,作 出 了 点
’
、
’
的 投 影 。
（ !） 判 别 可 见 性,依 次 光 滑 连 接 各 点,完 成 全 图 。
图 ! " # " $% 求 偏 交 两 圆 柱 的 相 贯 线判 别 可 见 性 的 原 则,只 有 当 相 贯 线 同 时 位 于 两 个 立 体 的 可 见 表 面 时,其 投 影 才 是可 见 的 。 #),!)是 相 贯 线 正 面 投 影 可 见 与 不 可 见 部 分 的 分 界 点,曲 线 段 !)*)%)+)#)位 于小 圆 柱 的 后 半 部,不 可 见,画 虚 线 。
·*#%·
第 三 篇 机 械 制 图具 有 相 贯 线 上 特 殊 点 的 轮 廓 线,其 投 影 一 定 要 画 到 该 点 的 投 影 处,参 见 图 ! " # "
$%& 中 的 局 部 放 大 图 。
（ 二 ） 利 用 辅 助 平 面 法 求 相 贯 线无 法 利 用 积 聚 性 求 相 贯 线 的 投 影 时,可 利 用 辅 助 平 面 法 求 得 。
如 图 ! " # " $’( 所 示,圆 柱 与 圆 锥 正 交,作 一 辅 助 平 面 （ 图 示 为 水 平 面 )） 同 时 截切 两 立 体,平 面 与 圆 锥 面 的 截 交 线 （ 圆 ） 及 与 圆 柱 面 的 截 交 线 （ 两 平 行 直 线 ） 相 交,交 点
（
!
、
"
、
#
、
$
） 是 三 个 面 （ 圆 柱 面,圆 锥 面,辅 助 平 面 ） 的 共 有 点,也 就 是 相 贯 线 上 的点 。 为 使 作 图 简 便,应 使 辅 助 平 面 与 两 立 体 表 面 的 截 交 线 的 投 影 为 简 单 易 画 的 图 形
（ 如 直 线 或 圆 ） 。 所 以 通 常 选 用 投 影 面 平 行 面 为 辅 助 平 面 。
图 ! " # " $’ 求 圆 柱 与 圆 锥 正 交 相 贯 线例 * 圆 柱 与 圆 锥 正 交,求 作 相 贯 线 的 投 影 （ 图 ! " # " $’） 。
分 析,圆 柱 与 圆 锥 正 交,相 贯 线 为 前 后 对 称 的 空 间 曲 线 。 圆 柱 轴 线 垂 直 于 侧 面 投影 面,相 贯 线 的 侧 面 投 影 为 圆 弧 （ 与 圆 柱 面 的 投 影 重 合 ）,所 以 需 求 出 相 贯 线 的 正 面 投影 和 水 平 投 影 。 由 于 圆 锥 轴 线 是 铅 垂 线,所 以 应 选 水 平 面 作 为 辅 助 平 面 。
作 图,
（ #） 求 特 殊 点 根 据 相 贯 线 最 高 点 （ 也 是 最 左 点 和 最 右 点 ） 和 最 低 点 （ 也 是 最 前 点和 最 后 点 ） 的 侧 面 投 影 #+、（ %+）,!+、,+可 求 出 其 正 面 投 影 #-,%-,!-、（,-） 及 水 平 投 影 #、
%,!、,。
（,） 求 一 般 点 在 最 高 点 和 最 低 点 之 间 作 一 辅 助 水 平 面 ),) 面 截 切 圆 锥 截 交 线的 水 平 投 影 为 圆 。 截 切 圆 柱 截 交 线 的 水 平 投 影 为 两 条 平 行 直 线,其 交 点,,*,’,$ 即为 相 贯 线 上 点 的 水 平 投 影 。 再 根 据 水 平 投 影 作 出 正 面 投 影,-,*-、（ ’-）,（ $-） 。
·%#%·
第 一 章 制 图 的 基 本 技 能 与 方 法
（ !） 判 别 可 见 性,依 次 光 滑 连 接 各 点 的 同 面 投 影,完 成 作 图 。
例 " 求 作 圆 锥 台 与 半 球 的 相 贯 线 的 投 影 （ 图 ! # $ # %&’）
分 析,两 立 体 前 后 对 称 相 交,圆 锥 台 的 轴 线 为 不 通 过 球 心 的 铅 垂 线,相 贯 线 是 一条 前 后 对 称 的 空 间 曲 线 。 由 于 球 面 和 圆 锥 面 的 三 个 投 影 都 没 有 积 聚 性,所 以 相 贯 线的 三 个 投 影 都 需 要 求 作 （ 图 ! # $ # %&’） 。
作 图,
（ $） 求 特 殊 点 以 过 圆 锥 台 轴 线 的 正 平 面 ! 为 辅 助 平 面,它 与 圆 锥 台 的 交 线 为 正面 投 影 转 向 轮 廓 线 （ 两 条 直 线 ）,与 球 的 交 线 为 该 球 的 正 面 投 影 转 向 轮 廓 线 （ 圆 弧 ） 。
它 们 的 交 点
!
、
"
就 是 所 求 相 贯 线 上 的 点,也 是 相 贯 线 的 最 低,最 高 点 和 最 左,最 右 点
（ 图 ! # $ # %&’,(） 。 过 圆 锥 台 轴 线 作 侧 平 面 ",它 与 圆 锥 台 的 交 线 为 侧 面 投 影 转 向 轮廓 线,与 球 的 交 线 为 一 段 圆 弧 。 它 们 的 交 点
#
、
$
即 为 圆 锥 台 侧 面 投 影 转 向 轮 廓 线 上的 点,也 是 相 贯 线 侧 面 投 影 可 见 与 不 可 见 的 分 界 点 （ 图 ! # $ # %&’,(） 。
·)$"·
第 三 篇 机 械 制 图
（ !） 求 一 般 点 在 点
!
、
"
之 间,选 取 水 平 面 为 辅 助 平 面,辅 助 平 面 与 圆 锥 台 和 球 趵 截交 线 分 别 为 圆,它 们 的 交 点
#
、
$
就 是 相 贯 线 上 的 点 。 先 求 出 ",#,然 后 作 出 "$,#$和
"%,#%（ 图 & ’ ( ’ )*+） 。 同 理,还 可 根 据 需 要 改 变 辅 助 平 面 的 上 下 位 置,再 求 出 一 些 一般 点 。
（ &） 判 别 可 见 性,依 次 光 滑 连 接 各 点 的 同 面 投 影,完 成 全 图 （ 图 & ’ ( ’ )*,） 。
由 于 相 贯 线 前 后 对 称,正 面 投 影 前 后 重 合 ； 相 贯 线 在 球 的 上 半 部 和 圆 台 的 锥 面上,水 平 投 影 全 部 可 见 ； 侧 面 投 影 中,!%,-%为 可 见 性 分 界 点,!%（ &%） -%应 画 虚 线 。 球 的外 形 轮 廓 线 被 遮 住 部 分 也 应 画 虚 线 。
（ 三 ） 相 贯 线 的 特 殊 情 况当 两 回 转 体 具 有 公 共 轴 线 时,其 相 贯 线 为 垂 直 于 轴 线 的 圆,该 圆 在 与 轴 线 平 行 的投 影 面 上 的 投 影 为 一 直 线 段,如 图 & ’ ( ’ )) 所 示 。
图 & ’ ( ’ )) 相 贯 线 的 特 殊 情 况 （ 一 ）
当 圆 柱 与 圆 柱,圆 柱 与 圆 锥 相 交,并 公 切 于 一 个 球 时,则 相 贯 线 为 椭 圆,它 在 与 两轴 线 平 行 的 投 影 面 上 的 投 影 积 聚 为 直 线 段,如 图 & ’ ( ’ ),所 示 。
（ 四 ） 相 贯 线 的 近 似 画 法在 实 际 画 图 中,若 对 相 贯 线 的 准 确 度 要 求 不 高 时,两 正 交 圆 柱 的 相 贯 线 的 投 影 可采 用 圆 弧 代 替 的 近 似 画 法,如 图 & ’ ( ’,/ 所 示 。 作 图 时,以 大 圆 柱 半 径 为 圆 弧 半 径,
其 圆 心 在 小 圆 柱 轴 线 上,相 贯 线 弓 向 大 圆 柱 的 轴 线 。
·*("·
第 一 章 制 图 的 基 本 技 能 与 方 法图 ! " # " $% 相 贯 线 的 特 殊 情 况 （ 二 ）
图 ! " # " %& 相 贯 线 的 近 似 画 法图 ! " # " %# 截 断 体 的 尺 寸 注 法
·$#’·
第 三 篇 机 械 制 图三,截 断 体 和 相 贯 体 的 尺 寸 注 法标 注 截 断 体 尺 寸 时,除 了 注 出 基 本 形 体 的 尺 寸 外,还 应 注 出 截 平 面 的 定 位 尺 寸 。
当 基 本 形 体 的 形 状 和 大 小,截 平 面 的 相 对 位 置 被 确 定 后,截 交 线 的 形 状,大 小 及 位 置也 就 自 然 确 定 了,因 此 截 交 线 上 不 应 标 注 尺 寸 。 图 ! " # " $#% & ’ 中 有,(,的 尺 寸 不应 注 出 。
标 注 相 贯 体 的 尺 寸 时,除 了 注 出 相 交 两 基 本 形 体 的 尺 寸 外,还 要 注 出 相 交 两 基 本形 体 的 相 对 位 置 尺 寸 。 当 相 交 两 基 本 形 体 的 形 状,大 小 和 相 对 位 置 确 定 之 后,相 贯 线的 形 状,大 小 和 位 置 已 自 然 确 定,因 此 相 贯 线 上 不 应 标 注 尺 寸 。 图 ! " # " $) 中 有
,(,的 尺 寸 不 应 注 出 。
图 !" #" $) 相 贯 体 的 尺 寸 注 法
·$#*·
第 一 章 制 图 的 基 本 技 能 与 方 法第 四 节 组 合 体一,组 合 体 的 形 成 方 式 及 其 表 面 问 的 过 渡 关 系
（ 一 ） 形 成 方 式从 工 程 制 造 成 型 过 程 和 读 图 与 画 图 分 析 思 考 方 便 角 度 出 发,常 将 组 合 体 视 为 由两 种 方 式 形 成 。
图 ! " # " $! 叠 加 式 组 合 体
#%叠 加基 本 体 （ 或 稍 作 变 形 的 基 本 体 ） 叠 加 在 一 起 可 形 成 组 合 体 。 图 ! " # " $!& 所 示 的组 合 体 是 由 图 $ " #’ 所 示 的 圆 柱 和 正 六 棱 柱 叠 加 （ 两 体 端 面 重 合 ） 而 成 的 。
(%切 挖基 本 体 经 截 切 和 挖 孔 可 形 成 组 合 体 。 图 ! " # " $)& 所 示 组 合 体 是 由 一 长 方 体 被平 面 截 切 去
!
、
"
、
#
部 分 后,再 挖 一 个 圆 柱 孔 形 成 的 。
在 分 析 组 合 体 构 成 时 要 注 意 以 下 两 点,
由 于 实 际 的 机 器 零 件 形 状 有 时 较 复 杂,单 一 的 叠 加 式 或 切 挖 式 组 合 体 较 为 少 见,
更 多 的 是 综 合 叠 加 和 切 挖 而 形 成 的 组 合 体 。 例 如,图 ! " # " $* 所 示 组 合 体 主 要 由 叠加 构 成,但 一 个 大 孔,两 个 小 孔 为 切 挖 形 成 。
同 一 组 合 体 的 形 成 方 法 不 是 唯 一 的 。 例 如,图 ! " # " $+& 所 示 组 合 体 的 上 部 可以 看 成 由 一 梯 形 板 和 一 较 窄 的 矩 形 板 叠 加 而 成 （ 如 图 ! " # " $+’）,也 可 看 成 由 一 三 角形 板 和 一 较 宽 的 矩 形 板 叠 加 而 成 （ 如 图 ! " # " $+,） 。
·-(*·
第 三 篇 机 械 制 图图 ! " # " $% 切 挖 式 组 合 体图 ! " # " $& 叠 加,切 挖 综 合
（ 二 ） 组 合 体 表 面 间 的 过 渡 关 系组 合 体 表 面 间 的 过 渡 关 系 可 以 分 成 三 种,相 交,共 面 和 相 切 。
#’当 两 体 的 表 面 相 交 时,在 两 体 表 面 交 界 处 应 画 出 交 线,如 图 ! " # " $( 所 示 。
其 中,图 ! " # " $() 的 情 形 是 四 条 直 交 线 的 两 个 投 影 都 积 聚 在 平 面 的 投 影 上,其 交 线
·#*&·
第 一 章 制 图 的 基 本 技 能 与 方 法不 需 要 单 独 绘 制,而 图 ! " # " $%& 和 图 ! " # " $’( 则 要 分 别 绘 制 相 贯 线 和 截 交 线 。
图 ! " # " $) 同 一 组 合 体 的 不 同 形 成 方 法图 ! " # " $% 表 面 相 交图 ! " # " $’ 两 平 面 共 面
·**+·
第 三 篇 机 械 制 图图 ! " # " $$ 两 圆 柱 面 共 面图 ! " # " #%% 平 面 与 圆 柱 面 相 切图 ! " # " #%# 球 面 与 圆 柱 面 相 切
&’当 两 体 的 表 面 共 面 时,两 体 表 面 的 交 界 处 不 应 画 线 。 如 图 ! " # " $( 和 图 ! " #
" $( 所 示,其 中 图 ! " # " $() 和 图 ! " # " $$) 的 主 视 图 上 画 线 有 误 （ 多 画 了 线 ） 。
!’当 两 体 的 表 面 相 切 时 （ 平 面 与 曲 面 相 切,或 两 曲 面 相 切 ）,两 体 表 面 交 界 处 应 光
·!&*·
第 一 章 制 图 的 基 本 技 能 与 方 法滑 过 渡,不 应 画 线,如 图 ! " # " #$$%,图 ! " # " #$#% 所 示 。 图 ! " # " #$$& 和 图 ! " # "
#$#& 相 切 处 画 线 有 误 。
图 ! " # " #$$ 所 示 平 面 与 圆 柱 面 相 切 的 情 况 在 机 器 零 件 上 经 常 出 现,其 三 视 图画 法 还 有 以 下 两 个 特 点,
#’在 圆 柱 面 有 积 聚 性 的 视 图 上 可 确 定 切 点 。
(’在 圆 柱 面 没 有 积 聚 性 的 视 图 上 出 现,断 头,直 线 （ 到 切 点 止 ）,会 形 成 不 封 闭 线框 。
二,组 合 体 视 图 的 绘 制
（ 一 ） 以 叠 加 为 主 的 组 合 体 三 视 图 的 画 法
!!!!!!!!!!!!
画 此 类 组 合 体 的 视 图 时 通 常 采 用 形 体 分 析 法 。 所 谓 形 体 分 析 法,就 是 分 析 组 合
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
体 的 组 成 形 体,组 合 方 式,表 面 过 渡 关 系 以 及 形 体 的 相 对 位 置 进 行 画 图 和 读 图 的 方
!
法 。
现 以 图 ! " # " #$( 所 示 的 轴 承 座 为 例 说 明 此 类 组 合 体 的 绘 图 过 程
#’分 析 形 体应 用 形 体 分 析 法,可 以 把 图 ! " # " #$( 所 示 轴 承 座 分 解 为 五 部 分,圆 筒
!
,用 来支 承 圆 筒 的 支 承 板
"
和
#
,底 板
$
,凸 台
%
等 。
图 ! " # " #$( 轴 承 座
(’选 主 视 图选 择 主 视 图 可 以 考 虑 以 下 三 方 面 的 要 求,
（ #） 由 形 象 稳 定 和 画 图 方 便 确 定 组 合 体 的 安 放 状 态 。 通 常 使 组 合 体 的 底 板 朝 下,
主 要 表 面 平 行 于 投 影 面 。
（ (） 以 能 反 映 组 合 体 形 状 特 征 的 视 向 作 为 主 视 图 的 投 射 方 向 。
（ !） 使 各 视 图 中 不 可 见 的 形 体 最 少 。
根 据 以 上 三 点 要 求,选 定 组 合 体 的 安 放 状 态 为,底 板 在 下,底 面 水 平 （ 图 ! " # "
·)(*·
第 三 篇 机 械 制 图
!"#$） ； 主 视 图 的 投 射 方 向 选 择 图 中 的 ! 向 。 选 " 向 虽 也 能 较 好 地 反 映 组 合 体 的 形 体特 征,但 在 相 应 的 左 视 图 中 多 数 形 状 为 不 可 见,因 此 " 向 不 宜 作 为 主 视 图 的 投 射 方向 。
%&布 置 视 图布 置 视 图 就 是 根 据 各 视 图 的 最 大 轮 廓 尺 寸 和 各 视 图 间 应 留 有 的 间 隙,在 图 纸 上均 匀 地 布 置 各 视 图 位 置,画 出 确 定 各 视 图 在 两 个 方 向 上 的 基 线,如 图 % ’ ! ’ !"% 中
!
所 示 。 可 以 作 为 基 线 的 一 般 是 组 合 体 的 底 画,端 面,对 称 平 面 和 回 转 体 轴 线 等 的 投影 。
(&画 底 稿细,轻,准,快 地 逐 个 画 出 各 基 本 体 的 视 图 。 画 图 的 一 般 顺 序 是,先 画 主 要 形 体 后画 次 要 形 体 ； 先 定 形 体 位 置 后 画 形 状 ； 先 画 具 有 特 征 形 状 的 视 图 （ 如 圆 柱 应 先 画 圆 形视 图 ） 后 画 其 它 视 图 ； 先 画 各 基 本 形 体 后 画 形 体 间 的 交 线 等,如 图 % ’ ! ’ !"%
!
)
"
所示 。
画 图 时 应 注 意 的 几 个 问 题,
（ !） 画 图 时,常 常 不 是 画 完 一 个 视 图 后 再 画 另 一 个 视 图,而 是 几 个 视 图 配 合 起 来画,以 便 利 用 投 影 之 间 的 对 应 关 系,使 作 图 既 准 又 快 。
（ #） 各 形 体 之 间 的 相 对 位 置 要 保 持 正 确 。
例 如,在 绘 制 图 % ’ ! ’ !"%
#
时 底 板 与 圆 筒 的 前,后 表 面 应 对 齐 ； 在 绘 制 图 % ’ ! ’
!"%
"
时 凸 台 应 位 于 圆 筒 的 中 间 。
（ %） 各 形 体 之 间 的 表 面 过 渡 关 系 要 表 示 正 确 。
例 如,支 承 板 的 斜 面 与 圆 筒 相 切,在 相 切 处 为 光 滑 过 渡,所 以 切 线 （ *+,*,+,） 不 应 画出 （ 图 % ’ ! ’ !"%
$
） 。 肋 与 圆 筒 是 相 交 的,所 以 在 圆 筒 的 外 表 面 与 肋 的 侧 面 之 间 应 画出 交 线 -,.,（ 图 % ’ ! ’ !"%
%
） 。 同 时,由 于 圆 筒 与 肋 及 支 承 板 融 合 成 一 整 体,所 以 在左 视 图 上 圆 筒 的 轮 廓 线 只 有 肋 前 面 的 一 小 段 （ 图 % ’ ! ’ !"%
%
） 。 凸 台 与 圆 筒 的 内 外表 面 也 是 相 交 关 系,也 应 绘 制 交 线 （ 图 % ’ ! ’ !"%
"
） 。
/&检 查,加 深底 稿 完 成 后,应 仔 细 检 查 。 检 查 时,还 是 应 用 形 体 分 析 法 逐 一 分 析 各 形 体 的 投 影是 否 都 画 全 了 ； 相 对 位 置 是 否 都 画 对 了 ； 表 面 过 渡 关 系 是 否 都 表 达 正 确 了 。 最 后,擦去 多 余 的 线,经 过 修 改 再 加 深,如 图 % ’ ! ’ !"%
&
所 示 。
（ 二 ） 以 切 挖 为 主 的 组 合 体 三 视 图 的 画 法图 % ’ ! ’ 0( 所 示 的 组 合 体,可 以 看 作 是 由 长 方 体
’
切 去 形 体
(
、
)
、
*
又 钻 了
（ 挖 去 ） 一 个 孔
+
而 成 。 这 种 主 要 由 基 本 体 挖 切 而 成 的 组 合 体,除 基 本 体 （ 长 方 体
’
和孔
+
） 能 直 接 按 形 体 画 图 外,其 切 口 部 分 难 以 直 接 按 形 体 画 图,通 常 采 用 面 形 分 析 法,
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
按 面 形 进 行 作 图 。 所 谓 面 形 分 析 法,就 是 根 据 表 面 的 投 影 特 性 （ 积 聚 性,实 形 性 和 类
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
似 性 ） 分 析 表 面 的 性 质,形 状 和 相 对 位 置 进 行 画 图 和 读 图 的 方 法 。
·/#/·
第 一 章 制 图 的 基 本 技 能 与 方 法图 ! " # " #$! 以 叠 加 为 主 的 组 合 体 的 画 图 方 法图 ! " # " #$% 示 出 了 该 组 合 体 的 画 图 步 骤 。 画 图 时 应 注 意 以 下 三 点,
·&’(·
第 三 篇 机 械 制 图图 ! " # " #$% 以 切 挖 为 主 的 组 合 体 的 画 图 方 法
（ #） 对 于 切 口,应 先 画 出 反 映 其 形 状 特 征 的 视 图 （ 在 该 视 图 上 截 切 面 的 投 影 具 有
·&’(·
第 一 章 制 图 的 基 本 技 能 与 方 法积 聚 性 ）,后 画 其 他 视 图 。 例 如,作 切 去 形 体
!
形 成 的 切 口 （ 图 ! " # " #$%
"
） 时 应 先 画其 主 视 图 。 再 作 其 余 视 图 时,关 键 是 所 作 出 的 正 垂 面 ! 的 其 余 两 投 影 （ "& 与 "） 的 形状 应 相 类 似 。 又 例 如,作 切 去 形 体
#
形 成 的 切 口 （ 图 ! " # " #$%
$
） 时,应 先 画 其 俯 视图 。 该 切 口 与 正 垂 面 ! 的 交 线 均 积 聚 在 #’上,因 此 作 切 口 其 余 投 影 时 关 键 仍 是 所 作斜 面 的 其 余 两 投 影 #&与 # 的 形 状 应 相 类 似 。
（ (） 画 切 挖 形 成 的 组 合 体 时,不 一 定 都 从 最 简 单 的 基 本 体 开 始,也 可 以 从 一 个 比较 清 晰 的 有 一 定 复 杂 程 度 的 组 合 体 开 始 （ 复 杂 程 度 视 初 学 者 的 画 图 水 平 而 定 ） 。 例如,可 从 图 ! " # " #$%
"
所 示 的 形 体 开 始,也 可 以 对 照 轴 测 图 直 接 画 出 图 ! " # " #$%
%
所 示 的 具 有 形 状 特 征 的 主,俯 视 图,再 作 其 左 视 图 （ 作 图 的 关 键 仍 是 作 斜 面 的 投 影 ） 。
（ !） 检 查 时,除 检 查 形 体 的 投 影 外,主 要 还 是 检 查 面 形 的 投 影,特 别 是 检 查 斜 面 投影 的 类 似 性 。 例 如 图 ! " # " #$%
%
中 斜 面 $ 的 投 影 )&与 ) 的 形 状 应 相 类 似,如 果 斜 面上 的 交 线 画 错,即 可 从 查 斜 面 投 影 的 类 似 性 中 查 出 。
图 ! " # " #$* 轴 承 座 读 图 方 法三,组 合 体 视 图 的 阅 读读 图 的 分 析 方 法 仍 是 形 体 分 析 法 和 面 形 分 析 法 。 下 面 结 合 不 同 类 型 的 组 合 体 介
·+(*·
第 三 篇 机 械 制 图绍 如 何 运 用 这 两 个 分 析 方 法 进 行 读 图 。 本 节 除 讨 论 读 图 方 法 外,还 结 合 读 图 介 绍 由组 合 体 的 两 视 图 求 作 第 三 视 图 的 方 法 。
（ 一 ） 以 叠 加 为 主 的 组 合 体 视 图 的 阅 读读 此 类 组 合 体 的 视 图 主 要 采 用 形 体 分 析 方 法 。 通 过 对 所 给 视 图 的 投 影 分 析,先分 别 读 懂 组 合 体 的 各 组 成 形 体,再 综 合 各 组 成 形 体 间 的 表 面 过 渡 关 系 和 相 互 位 置 想出 该 组 合 体 的 整 体 形 状 。 现 以 图 ! " #$ 所 示 的 轴 承 座 为 例,说 明 此 类 组 合 体 视 图 阅读 的 方 法 和 步 骤 。
#%认 识 视 图 抓 特 征认 识 视 图 就 是 以 主 视 图 为 主,弄 清 楚 图 样 上 各 个 视 图 的 名 称 与 投 射 方 向,哪 个 是左 视 图,哪 个 是 俯 视 图,等 等 。 这 是 最 基 本 的 前 提,以 后 遇 到 的 更 复 杂 的 零 件 图 会 有许 多 视 图,如 果 连 视 图 名 称 与 投 射 方 向 都 没 有 弄 清 楚,想 看 懂 图 样 是 不 可 能 的 。
抓 特 征 就 是 抓 特 征 视 图,找 出 反 映 物 体 特 征 较 多 的 视 图,以 便 在 较 短 的 时 间 里,
对 该 物 体 有 一 个 大 致 的 了 解 。
图 $ " # " #&’( 给 出 的 是 主,俯,左 三 个 视 图,其 中 反 映 该 组 合 体 特 征 较 多 的 是 主视 图 。
)* 对 照 投 影 分 形 体参 照 物 体 的 特 征 视 图,对 物 体 进 行 形 体 分 析,把 它 分 解 成 几 部 分,再 对 照 投 影 的
,三 等 关 系,分 出 每 个 部 分 的 三 个 投 影,想 出 它 们 的 形 状 。 分 形 体 读 图 时,一 般 先 粗 略地 看 整 体 形 状,后 看 形 状 细 节 ； 先 看 主 要 部 分,后 看 次 要 部 分 ； 先 看 容 易 研 究 的 部 分,
后 看 难 于 确 定 的 部 分 。
根 据 图 $ " # " #&’( 中 的 主 视 图,经 过 粗 略 分 析,可 以 把 该 组 合 体 分 成
!
、
"
、
#
三个 不 同 的 部 分 。 从 形 体
!
的 主 视 图 出 发,向 下,向 左 对 投 影,找 到 俯,左 视 图 上 相 应 的投 影,如 图 $ " # " #&’+ 中 粗 线 所 示 。 可 以 看 出,形 体
!
是 一 个 长 方 体,在 其 上 部 挖 了一 个 半 圆 柱 形 状 的 槽 。
同 样,通 过 对 投 影 可 以 找 到 形 体
"
（ 左,右 各 一 块 ） 的 其 余 两 投 影,如 图 $ " # "
#&’,粗 线 所 示,它 是 两 块 三 棱 柱 板 。
最 后 看 形 体
#
,其 对 应 的 投 影 如 图 $ " # " #&’- 粗 线 所 示,是 一 块 带 弯 边 的 长 方板,其 上 有 两 个 小 孔 。
$* 综 合 起 来 想 整 体在 看 懂 各 部 分 形 体 的 基 础 上,以 特 征 视 图 为 基 础,综 合 各 形 体 的 相 对 位 置,想 出组 合 体 的 整 体 形 状 。
从 图 $ " # " #&’( 所 示 的 主,俯 视 图 上,可 以 清 楚 地 看 出 各 形 体 的 相 对 位 置,带 半圆 形 槽 的 长 方 体
!
和 两 块 三 棱 柱 板
"
均 在 底 板
#
的 上 面,这 三 种 形 体 的 后 面 位 于 一个 平 面 上 。 这 样 综 合 起 来 想 整 体 就 能 形 成 如 图 $ " # " #&.+ 所 示 的 整 体 形 状 。
·!)’·
第 一 章 制 图 的 基 本 技 能 与 方 法图 ! " # " #$% 轴 承 座 的 立 体 图图 ! " # " #$& 形 体 上 面 的 投 影
（ 二 ） 以 切 挖 为 主 的 组 合 体 视 图 的 阅 读此 类 组 合 体 视 图 的 阅 读 主 要 采 用 面 形 分 析 法,通 过 对 投 影,分 出 各 表 面 的 形 状 和相 互 位 置,然 后 综 合 起 来 想 出 组 合 体 的 整 体 形 状 。
为 了 在 读 图 过 程 中 能 正 确,有 效 地 使 用 面 形 分 析 法,需 特 别 注 意 以 下 几 点,
（ #） 视 图 中 每 一 个 面 形 （ 封 闭 线 框 ） 表 示 形 体 上 一 个 表 面 或 孔 的 投 影 。 相 邻 两 个面 形 表 示 形 体 上 两 个 位 置 不 同 表 面 的 投 影 。 如 图 ! " # " #$& 中 俯 视 图 上 的 面 形 !,"、
# 分 别 表 示 形 体 上 的 正 垂 直 $,水 平 面 % 和 圆 柱 面 & 的 投 影 。
（ ’） 大 面 形 中 的 小 面 形 （ 如 图 ! " # " #$& 主 视 图 上 的 面 形 ’(） 表 示 形 体 上 不 同 层次 表 面 的 投 影 。 小 面 形 表 示 的 表 面 相 对 大 面 形 表 示 的 表 面,或 是 凸,或 是 凹,也 可 能
·$!)·
第 三 篇 机 械 制 图是 斜 面 或 孔 。 图 中 主 视 图 上 的 面 形 !!是 一 个 凸 出 于 立 板 前 面 的 圆 柱 前 端 面 的 投 影,
其 内 所 含 的 小 圆 面 为 孔 的 投 影 。
图 " # $ # $%& 压 板 的 读 图 分 析
（ "） 一 个 视 图 上 的 面 形,在 其 他 视 图 上 对 应 的 投 影,或 是 积 聚 成 线,或 是 一 个 与 其形 状 相 类 似 的 图 形 。 如 图 " # $ # $%’ 俯 视 图 上 的 面 形 ",其 对 应 的 正 面 投 影 "!积 聚 成直 线,对 应 的 侧 面 投 影 "(是 一 个 与 " 形 状 相 类 似 的 图 形 。
［ 例 题 ］ 已 知 压 板 的 主 视 图 和 俯 视 图,求 作 左 视 图 （ " # $ # $%&)） 。
·$"*·
第 一 章 制 图 的 基 本 技 能 与 方 法解,
!
读 图
（ !） 初 步 阅 读 所 给 视 图,可 知 其 外 形 是 由 基 本 体 被 多 个 平 面 截 切 （ 切 挖 的 一 种 方式 ） 而 形 成,因 此 其 读 图 主 要 运 用 面 形 分 析 法 。
（ !!） 对 投 影,分 面 形主 视 图 上 有 三 个 可 见 的 面 形 !"""和 #"（ 图 # $ % $ %&’(）,其 中 !",""对 应 的 水 平 投影 ! 和 " 是 唯 一 的,说 明 面 $ 是 铅 垂 面,面 % 是 压 板 最 前 面 的 正 平 面 。 而 #"的 对 应投 影 有 两 个 可 能,积 聚 成 虚 线 （ #） 或 由 三 条 实 线 和 一 条 虚 线 组 成 的 四 边 形 （ &） 。 到 底是 哪 一 个？ 可 采 用,先 假 定,后 验 证,边 分 析,边 想 象,的 方 法 来 分 析 。 假 定 #"对 应 的投 影 为 （ &）,说 明 空 间 的 面 ’ 应 是 一 个 前 高 后 低 的 斜 面 。 从 正 面 投 影 看,面 形 #"的左,右 两 边 是 平 行 侧 面 的,而 从 水 平 投 影 看,面 形 （ &） 左 边 的 一 条 边 是 斜 线,不 平 行 于侧 面,说 明 #"和 （ &） 不 是 一 个 面 的 两 个 投 影 。 因 此,#"对 应 的 水 平 投 影 只 可 能 是 （ #）,
空 间 面 ’ 是 一 个 较 面 % 为 后 的 正 平 面 。
俯 视 图 上 的 可 见 面 形 ( 和 ),其 对 应 的 正 面 投 影 ("和 )"是 唯 一 的 （ 图 # $ % $
%&’)）,说 明 面 * 是 压 板 左 上 方 的 正 垂 面,面 + 是 最 上 面 的 水 平 面 。 不 可 见 面 形 （ &）
对 应 的 正 面 投 影 为 &",说 明 面,也 是 一 个 水 平 面 。
（ !!!） 综 合 各 面 的 相 对 位 置 想 整 体经 以 上 分 析,可 知 压 板 的 外 形 是 由 一 个 六 棱 柱 （ 俯 视 图 的 外 轮 廊 是 一 个 六 边 形 ）
被 平 面 截 切 而 成,在 其 左 上 方 被 正 垂 面 * 切 去 一 角 ； 在 其 前 后 面 的 下 部,分 别 被 正 平面 ’ 和 水 平 面,切 去 一 角 。 压 板 的 中 间 为 一 个 圆 柱 形 的 台 阶 孔 。 压 板 的 立 体 图 如图 # $ % $ %&’* 所 示 。
图 # $ % $ %&+ 由 压 板 的 主 俯 视 图 求 作 左 视 图必 须 指 出,此 压 板 也 可 看 作 由 一 个 长 方 体 开 始,被 多 个 平 面 截 切 而 成 。 这 样,虽然 开 始 容 易 想,但 过 多 的 截 平 面 截 切 会 增 加 想 象 整 体 的 难 度 。 相 比 之 下 还 是 选 择 一个 读 者 自 己 能 接 受 而 又 复 杂 程 度 适 当 的 截 切 体 作 基 础,由 此 出 发 再 被 较 少 量 平 面 切
·,#-·
第 三 篇 机 械 制 图截 而 形 成 更 容 易 想 象 。
图 ! " # " ##$ 支 座 的 读 图 分 析
!
作 压 板 的 左 视 图对 此 类 组 合 体,由 两 个 视 图 求 作 第 三 视 图 的 步 骤 如 下,
（ %） 作 出 未 截 切 前 基 本 体 的 第 三 视 图如 前 所 述,未 截 切 前 的 基 本 体 为 一 个 六 棱 柱,其 左 视 图 如 图 ! " # " #$&’ 所 示 。 图中 同 时 画 出 了 台 阶 孔 的 投 影 。
（ %%） 作 出 体 上 斜 面 的 侧 投 影分 别 作 出 正 垂 面 ! 和 铅 垂 面 " 的 侧 投 影 #(和 $(（ 图 ! " #$&)）,#(和 $(的 形 状 应 分别 与 # 和 $*的 形 状 相 类 似 。
（ %%%） 检 查,修 改 后 加 深检 查 时 可 以 先 查 几 个 投 影 面 平 行 面 是 否 已 画 出,例 如 正 平 面 % 和 & 的 侧 投 影 ’(
和 ((,经 检 查 图 中 已 画 出 （ 图 ! " # " #$&+） 。 不 过 ’(画 长 了,在 下 部 切 口 处 一 段 应 去掉 。 水 平 面 ) 的 侧 投 影 *(在 图 ! " # " #$&’,) 中 均 未 画 出,应 补 上 。 台 阶 圆 柱 孔 在 两孔 交 界 处 为 平 面,必 须 有 线,初 学 者 常 易 漏 掉,务 必 注 意 。
检 查 的 重 点 放 在 斜 面 投 影 的 类 似 性 上 。 #(面 形 中 两 段 铅 垂 的 直 线 是 多 余 的 。 若左 视 图 的 下 部 两 边 没 有 画 出 切 口,则 在 查 $(与 $*的 类 似 性 时 也 可 查 出 。 正 确 的 左 视图 如 图 ! " # " #$&+ 所 示 。
（ 三 ） 叠 加,切 挖 综 合 型 组 合 体 视 图 的 阅 读以 上 结 合 叠 加,挖 切 为 主 的 组 合 体 分 别 介 绍 了 形 体 分 析 法 读 图 和 面 形 分 析 法 读图 。 对 于 组 合 方 式 较 综 合 的 组 合 体 视 图 的 阅 读,常 把 这 两 种 方 法 结 合 起 来 分 析,现 举例 如 下 。
［ 例 题 ］ 已 知 支 座 的 主,俯 视 图,求 作 其 左 视 图 （ 图 ! " # " ##$’） 。
·!!,·
第 一 章 制 图 的 基 本 技 能 与 方 法解,
!" 读 图
（ #） 主 视 图 形 状 特 征 反 映 较 多,经 初 步 形 体 分 析,支 座 大 致 可 以 分 为
!
、
"
、
#
三个 部 分 （ 图 $ % ! % !!&’） 。
（ ##） 对 照 投 影 分 形 体,分 不 出 时 可 以 对 有 关 面 形 的 投 影 攻 难 点 。
通 过 对 照 投 影 不 难 看 出,
!
的 外 形 是 由 半 圆 柱 和 四 棱 柱 叠 加 成 的 形 体,其 上 有 一个 前 后 通 的 圆 柱 孔 。 分 析 面 形 !(,其 对 应 的 投 影 有 两 个 可 能,! 或 !
!
。 若 是 !
!
,说 明空 间 的 面 " 与 形 体
!
的 前 端 面 共 面 。 这 与 所 给 投 影 不 符,因 此 面 形 !(对 应 的 投 影 只可 能 是 !,空 间 面 " 是 一 个 由 前 向 后 挖 的 半 圆 柱 面,说 明 形 体
!
上 部 开 了 一 个 前 为 长方 形,后 为 半 圆 形 的 槽 。
形 体
"
、
#
可 能 通 过 对 投 影 一 下 子 分 不 出 来,这 可 在 俯 视 图 上 分 析 与 之 相 关 的 面形 （ 图 ) % !*+） 来 解 决 。 面 形 # 和 $ 对 应 的 正 面 投 影 均 只 有 一 种 可 能,分 别 为 #($(。 这说 明 空 间 的 面 % 和 面 & 均 为 水 平 面,前 者 比 后 者 低 。 因 此 形 体
"
为 一 块 大 的 底 板,
形 体
#
是 叠 在 底 板 上 面 的 小 板 。 主 视 图 上 的 面 形 ’(对 应 的 水 平 投 影 只 能 是 圆 弧 ’，
说 明 板
"
和
#
的 左 端 被 切 成 局 部 圆 柱 面 。 面 形 ’(上 右 边 两 小 段 铅 垂 直 线 是 该 圆 柱 面分 别 与 板
"
、
#
的 前 面 （ 均 为 正 平 面 ） 的 交 线 的 投 影 。 从 板
#
的 顶 面 向 下 还 开 了 一 个两 头 为 半 圆 柱 形 的 长 孔 。
以 主 视 图 为 基 础,综 合 各 形 体 的 形 状 和 相 对 位 置,就 可 想 象 出 支 座 的 整 体 形 状,
其 立 体 图 如 图 $ % ! % !!! 所 示 。
图 $ % ! % !!! 支 座 的 立 体 图
," 作 支 座 的 左 视 图 （ $ % ! % !!,）
注 意,在 作 左 视 图 时,先 不 要 对 着 立 体 图 画,等 全 部 作 完 后 再 以 立 体 图 核 对 。
（ #） 逐 个 形 体 作 出 其 左 视 图 （ 图 $ % ! % !!,’）
（ ##） 分 析 各 形 体 表 面 的 过 渡 关 系,绘 制 交 线 和 去 掉 多 余 的 线 （ 图 $ % ! % !!,+）
形 体
!
的 上 部 开 有 一 个 槽 。 该 槽 与 外 半 圆 柱 面 是 相 交 关 系,槽 的 长 方 部 分 和 半圆 柱 部 分 与 外 圆 柱 面 的 交 线 分 别 为 一 段 直 线 和 一 般 空 间 曲 线 。 槽 与 前 后 通 的 圆 柱 孔
·-$.·
第 三 篇 机 械 制 图也 是 相 交 关 系 。 由 于 槽 的 半 圆 柱 面 与 圆 柱 孔 的 直 径 相 等,它 们 的 交 线 为 半 个 椭 圆,其投 影 积 聚 成 直 虚 线 !!"!。 槽 的 长 方 部 分 的 侧 面 与 圆 柱 孔 相 切,相 切 处 光 滑 过 渡,"!与
#!间 不 应 有 线 。
板
!
和
"
的 左 端 面 共 面,位 于 同 一 个 圆 柱 面 上,因 此 面 形 $!和 %!之 间 不 应 有 线 。
（ """） 检 查检 查 主 要 是 查 形 体,查 面 形,查 轮 廊 线 的 投 影 。
查 形 体,检 查 是 否 有 漏 画 或 位 置 画 错 的 形 体 。
查 面 形,若 面 形 $!和 %!之 间 多 画 了 线,则 可 以 通 过 检 查 它 们 对 应 的 投 影 $ 和 %（ 位于 同 一 个 圆 柱 面 上 ） 而 查 出 。
图 # $ % $ %%& 由 支 座 的 主,俯 视 图 求 作 左 视 图图 # $ % $ %%# 两 个 视 图 相 同 的 形 体查 轮 廊 线 投 影,从 俯 视 图 上 看,形 体
#
的 外 圆 柱 面 和 孔 的 侧 面 投 影 轮 廊 线 分 别 被切 去 一 段,因 此 在 左 视 图 上 实 线 段 &!和 虚 线 段 ’!是 不 存 在 的 （ 图 # $ % $ %%&’） 。 若 漏画 了 交 线,也 可 在 查 轮 廊 线 投 影 时 得 到 启 示,因 为 在 轮 廊 线 中 断 处 的 附 近 必 然 会 有 交线 。
·(#(·
第 一 章 制 图 的 基 本 技 能 与 方 法正 确 的 左 视 图 如 图 ! " # " ##$ 所 示 。
以 上 介 绍 了 不 同 类 型 组 合 体 视 图 的 阅 读 方 法 和 步 骤 。 在 读 图 时 还 应 注 意 以 下 几 点,
（ #） 读 图 时 要 把 所 给 的 全 部 视 图 联 系 起 来 分 析,切 忌 只 看 一 个 或 两 个 视 图 就 作 结论 。 在 没 有 标 注 的 情 况 下,只 看 一 个 视 图 不 能 正 确 判 断 物 体 的 形 状 。 有 时 虽 有 两 个视 图,但 也 可 能 形 状 不 确 定 。 如 图 ! " # " ##!%,& 所 示 的 主,左 视 图 完 全 相 同,由 于 俯视 图 不 同 而 是 两 个 不 同 的 物 体 。
（ $） 注 意 视 图 中 反 映 形 体 之 间 过 渡 关 系 的 图 线形 体 之 间 表 面 过 渡 关 系 的 变 化,会 使 视 图 中 的 图 线 也 产 生 相 应 的 变 化 。 图 ! " #
" ##’% 中 的 三 角 形 肋 与 底 板 及 侧 板 的 连 接 线 是 实 线,说 明 它 们 的 前 面 不 共 面,因 此 三角 形 肋 板 是 在 底 板 的 中 间 。 图 ! " # " ##’& 中 三 角 形 肋 板 与 底 板 及 侧 板 的 连 接 线 是虚 线,说 明 它 们 的 前 面 共 面 。 因 此,根 据 俯 视 图 可 以 肯 定 三 角 形 肋 板 有 两 块,一 块 在前,一 块 在 后 。
图 ! " # " ##(% 中,根 据 两 形 体 的 交 线 的 投 影 是 斜 直 线,可 以 肯 定 它 们 是 直 径 相 等的 两 圆 柱 相 交 。 图 ! " # " ##(& 中,根 据 两 形 体 在 过 渡 处 没 有 交 线,可 以 肯 定 它 们 是棱 柱 与 圆 柱 相 交,棱 柱 的 前 后 面 与 圆 柱 相 切 。
图 ! " # " ##’ 由 表 面 的 过 渡 关 系 判 断 形 体 （ 一 ）
图 ! " # " ##( 由 表 面 的 过 渡 关 系 判 断 形 体 （ 二 ）
·)!(·
第 三 篇 机 械 制 图这 种 根 据 形 体 之 间 的 图 线 来 判 断 各 形 体 的 相 对 位 置 和 表 面 过 渡 关 系 的 方 法,对于 看 图 很 有 用 。
（ !） 读 图 中,对 一 时 读 不 懂 的 部 分 可 暂 时 放 下,将 能 读 懂 的 形 体 和 面 形 先 读,,逐步 缩 小 包 围 圈,。 攻 难 点 时,可 采 用,先 假 定 后 验 证,边 分 析 边 想 象,的 分 析 方 法 。 如对 图 ! " # " #$%& 中 面 形 !’和 图 ! " # " ##$( 中 "’的 分 析 。 对 图 ! " # " ##$& 中 面 形 #’
的 形 状,也 只 有 先 分 析 清 楚 底 板
!
和 上 凸 的 小 板
"
的 形 状 后 才 能 很 好 的 理 解 。
四,具 有 倾 斜 表 面 的 组 合 体 视 图 的 绘 制在 某 些 机 器 零 件 上,由 于 功 能 的 要 求 或 空 间 的 限 制,需 将 一 些 表 面 设 计 成 倾 斜的 。 其 中,有 一 些 是 投 影 面 垂 直 面 （ 又 称 单 斜 面 ）,有 些 则 是 一 般 位 置 平 面 （ 又 称 双 斜面 ） 。 与 之 对 应 的 组 合 体 就 成 了,具 有 倾 斜 表 面 的 组 合 体,。 画 这 类 组 合 体 上 倾 斜 表面 的 基 本 方 法 是 按 面 形 进 行 作 图,确 定 面 上 点 的 投 影 时 要 注 意 运 用 点 的 换 面 作 图 规律 。
（ 一 ） 组 合 体 上 单 斜 形 体 的 画 法
［ 例 题 ］ 已 知 弯 板 主 视 图,局 部 的 俯 视 图 和 $ 向 辅 助 视 图 （ 上 方 标 有 $ 字 的 视图 ）,试 完 成 其 俯 视 图 （ 图 ! " # " ##)(） 。
图 ! " # " ##) 组 合 体 上 单 斜 板 的 画 法解,图 中 给 出 的 $ 向 辅 助 视 图 是 指 建 立 一 个 与 倾 斜 表 面 （ 面 %） 平 行 的 新 投 影 面后,倾 斜 部 分 在 新 投 影 面 上 所 得 的 正 投 影,也 就 是 第 五 章 中 学 过 的 经 一 次 换 面 后 所 得的 新 投 影 。
#* 分 析
·+!,·
第 一 章 制 图 的 基 本 技 能 与 方 法由 换 面 法 的 知 识 可 知,在 ! 向 视 图 上,倾 斜 面 " 和 # 反 映 实 形,其 余 的 侧 表 面 均积 聚 成 直 线 。 画 倾 斜 部 分 的 俯 视 图,实 际 就 是 由 一 次 换 面 后 的 新 投 影 返 求 原 投 影 的问 题 。 由 于 倾 斜 形 体 的 俯 视 图 不 能 直 接 按 形 体 画 出,只 能 按 面 形 进 行 作 图 。 方 法 是先 建 立 平 面 的 实 形 视 图 与 该 平 面 的 积 聚 性 投 影 间 的 联 系,然 后 作 出 平 面 的 另 一 投 影 。
图 ! " # " ##$ 双 斜 板 的 画 法
%& 作 图
（ ’） 建 立 新 投 影 轴 $
#
和 原 投 影 轴 $ 的 位 置 。 为 作 图 方 便,选 择 新,旧 投 影 轴 分 别与 ! 向 视 图 和 俯 视 图 的 对 称 线 重 合 （ 注 意 $
#
应 与 %(平 行 ） 。
（ ’’） 作 面 " 六 边 形 的 水 平 投 影关 键 是 作 出 该 面 上 顶 点 ! 和 & 的 投 影 。 为 此,先 在 ! 向 视 图 上 标 出 点 ! 和 & 的投 影 ’
#
和 (
#
,再 在 主 视 图 上 定 出 对 应 的 投 影 ’(和 ((,然 后 根 据 换 面 后 点 的 投 影 关 系作 出 水 平 投 影 ’ 和 (。 过 点 ’ 和 ( 分 作 $ 轴 的 垂 线 和 平 行 线,再 连 直 线 ’( 即 可 作 出六 边 形 的 水 平 投 影 。
（ ’’’） 作 面 " 上 孔 口 圆 的 水 平 投 影根 据 孔 在 主 视 图 上 轮 廊 线 与 %(的 交 点 )(*(,+(、,(,即 可 作 出 圆 的 水 平 投 影 — — —
椭 圆 长,短 轴 的 端 点 ),*,+、,。 椭 圆 的 具 体 作 图 在 第 一 章 中 已 介 绍 过 。
（ ’)） 用 同 样 的 方 法 作 出 面 形 # 的 投 影,然 后 按 面 形 连 成 体 。 为 看 图 清 晰 起 见,圆
·*!+·
第 三 篇 机 械 制 图孔 部 分 的 虚 线 一 般 不 画 出 。
!" 检 查主 要 检 查 斜 面 投 影 的 类 似 性,同 时 还 要 注 意 检 查 倾 斜 部 分 上 其 余 的 表 面 是 否 已全 部 画 出,以 及 检 查 孔 中 的 线 （ 画 ! 上 孔 的 可 见 投 影 ） 等 。
（ 二 ） 组 合 体 上 双 斜 形 体 的 画 法画 双 斜 面 投 影 的 方 法 与 画 单 斜 面 的 相 同,先 按 换 画 作 图 的 规 律 建 立 斜 面 的 实 形和 该 斜 面 的 积 聚 性 投 影 之 间 的 联 系,然 后 画 出 所 需 求 作 的 投 影 。
［ 例 题 ］ 已 知 弯 板 的 轴 测 图 （ 图 ! # $ # $$%&）,其 上 水 平 板 的 主,俯 视 图 （ 图 ! # $
# $$%’）,以 及 斜 板 的 形 状,厚 度 和 斜 板 与 水 平 板 之 间 的 二 面 角 为 $()*,试 完 成 斜 板 的主,俯 视 图 。
解,
$" 分 析从 图 ! # $ # $$%& 可 知,斜 板 的 主 要 表 面 是 双 斜 面 （ 一 般 位 置 平 面 ） 。 根 据 换 面 法的 知 识,求 作 一 般 位 置 平 面 的 实 形 需 换 面 两 次,先 换 面 成 新 投 影 面 的 垂 直 面,再 换 面成 新 投 影 面 的 平 行 面 。 画 双 斜 画 的 投 影,实 际 就 是 根 据 经 二 次 换 面 后 该 平 面 的 实 形和 一 次 换 面 后 该 平 面 的 积 聚 性 投 影 返 求 原 投 影 的 问 题 。
(" 作 图
（ +） 换 面 一 次,作 出 弯 板 上 双 斜 面 " 在 新 投 影 面 上 的 积 聚 性 投 影 #
$
。
为 作 图 方 便,$ 轴 建 立 在 水 平 板 的 顶 面 上 。 由 于 两 平 面 的 交 线 %& 是 一 条 水 平线,所 以 $
$
轴 应 垂 直 于 ’(。 根 据 二 面 角 为 $()*,即 可 作 出 #
$
的 投 影 位 置,如 图 ! # $
# $$,- 所 示 。
（ ++） 再 换 面 一 次,作 出 反 映 双 斜 面 " 实 形 的 投 影 （ 图 ! # $ # $$,.） 。
为 此,作 轴 $
(!
#
$
。 为 便 于 作 图,使 实 形 的 对 称 中 心 线 与 $
(
重 合 （ 请 读 者 思 考,
为 什 么 实 形 的 对 称 中 心 线 与 轴 $
(
是 平 行 的？ ） 。 按 投 影 关 系,先 作 出 点 ’
(
和 (
(
,再 根据 面 " 的 已 知 条 件 作 出 面 " 的 实 形 。
（ +++） 由 实 形 返 回 去,完 成 一 次 换 面 后 斜 板 投 影 。
（ +/） 作 斜 板 的 俯 视 图 。
先 画 面 " 的 水 平 投 影,再 画 与 面 " 平 行 的 面 的 水 平 投 影,然 后 连 成 斜 板 的 投 影 。
图 ! # $ # $$,- 中 给 出 了 画 " 上 点 ) 的 水 平 投 影 * 的 作 法,先 在 实 形 上 选 定 *
(
的 位置,再 在 #
$
上 定 出 *
$
,然 后 由 *
(
,*
$
作 出 点 *。 为 度 量 方 便,可 从 ’( 线 的 中 点 画 一 条中 心 线 平 行 于 轴 $
$
,以 此 中 心 线 为 基 准,沿 轴 $
$
的 垂 线 方 向 量 取 + 0 +
(
,即 得 点 *。
用 同 样 的 方 法,可 把 斜 面 " 上 圆 和 圆 弧 上 的 特 殊 点 分 别 投 回 去 即 可 作 出 斜 面 " 的 水平 投 影 （ 其 上 的 椭 圆 可 利 用 长,短 轴 作 出 ） 。
（ /） 作 斜 板 的 主 视 图 。
图 ! # $ # $$,1 上 给 出 了 点 ) 的 正 面 投 影 *2的 作 图 。 由 点 * 向 上 作 投 影 连 线,在
·3!4·
第 一 章 制 图 的 基 本 技 能 与 方 法其 上 量 取 ! ! !
"
即 得 点 "#。 用 同 样 的 方 法 可 作 出 斜 面 # 的 正 面 投 影,再 作 与 面 #
平 行 的 平 面 的 正 面 投 影,然 后 连 成 斜 板 的 主 视 图 。 但 是,完 全 用 投 点 的 方 法 画 斜 板 上孔 的 正 面 投 影 — — — 椭 圆,又 慢 又 不 准 。 应 先 定 出 长,短 轴 的 方 向,大 小 后 再 画 。 为 此,
过 面 # 上 圆 的 中 心 $ 画 一 条 正 平 线 $%（ &#’#,&’）,该 圆 的 正 面 投 影 — — — 椭 圆 的 长 轴位 于 &#’#上,长 度 等 于 圆 的 直 径 ； 短 轴 垂 直 于 &#’#,其 长 度 可 换 面 一 次 利 用 面 # 的 积聚 性 投 影 返 投 回 来 得 到 。 作 图 的 结 果 如 图 $ % " % ""&’ 所 示 。
第 五 节 轴 测 图一,轴 测 图 的 基 本 知 识多 面 正 投 影 图 能 准 确 地 表 达 物 体 的 结 构 形 状,而 且 作 图 简 便,度 量 性 好,在 工 程上 广 泛 采 用 。 但 缺 点 是 缺 乏 立 体 感,必 须 有 一 定 读 图 能 力 的 人 才 能 看 懂,因 此 工 程 上有 时 也 采 用 一 种 富 有 立 体 感,但 作 图 较 复 杂 和 度 量 性 差 的 单 面 投 影 图 （ 即 轴 测 图 ） 作为 辅 助 图 样,帮 助 人 们 进 行 空 间 构 思 。 轴 测 图 多 用 于 结 构 设 计,技 术 说 明,广 告 宣 传等 方 面 。 图 $ % " % ""( 给 出 多 面 正 投 影 图 与 轴 测 图 的 比 较 。
图 $ % " % ""( 多 面 正 投 影 图 与 轴 测 图 的 比 较
（ 一 ） 轴 测 图 的 形 成将 物 体 连 同 其 参 考 直 角 坐 标 系,沿 不 平 行 于 任 一 坐 标 面 的 方 向,用 平 行 投 影 法 将其 投 射 在 单 一 投 影 面 上 所 得 的 具 有 立 体 感 的 图 形,称 为 轴 测 投 影 图,简 称 轴 测 图 。 如图 $ % " % "") 所 示 。
被 选 定 的 单 一 投 影 面 *,称 为 轴 测 投 影 面 。 投 射 方 向 +,称 为 轴 测 投 影 方 向 。
·,-.·
第 三 篇 机 械 制 图
（ 二 ） 轴 测 轴,轴 间 角,轴 向 伸 缩 系 数轴 测 轴 — — — 直 角 坐 标 轴 !",!#,!$ 在 轴 测 投 影 面 上 的 投 影 !
!
"
!
,!
!
#
!
,!
!
,$
!
。
轴 间 角 — — — 轴 测 轴 之 间 的 夹 角
!
"
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$
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、
!
#
!
!
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$
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"
!
,!
!
$
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。
轴 向 伸 缩 系 数 — — — 轴 测 轴 上 线 段 与 空 间 相 应 坐 标 轴 上 对 应 线 段 的 长 度 比 。
图 "# !# !!$ 轴 测 投 影 的 形 成
" 轴 的 轴 向 伸 缩 系 数 % %
!
!
&
!
!&
# 轴 的 轴 向 伸 缩 系 数 ’ %
!
!
(
!
!(
$ 轴 的 轴 向 伸 缩 系 数 ) %
!
!
*
!
!*
（ 三 ） 轴 测 图 的 分 类根 据 轴 测 投 影 方 向 与 轴 测 投 影 面 是 否 垂 直,可 分 为 正 轴 测 图 和 斜 轴 测 图 两 大 类 。
根 据 轴 向 伸 缩 系 数 的 不 同,这 两 类 轴 测 图 又 可 分 为 三 种,
（ !） % % ’ % ),称 为 正 等 轴 测 图 （ 简 称 正 等 测 ） 或 斜 等 轴 测 图 （ 简 称 斜 等 测 ） 。
（ &） % % ’
"
),或 % % )
"
% 或 ’ % )
"
% 称 为 正 二 等 轴 测 图 （ 简 称 正 二 测 ） 或 斜 二 等轴 测 图 （ 简 称 斜 二 测 ） 。
（ "） % % ’
"
),称 为 正 三 轴 测 图 （ 简 称 正 三 测 ） 或 斜 三 轴 测 图 （ 简 称 斜 三 测 ） 。
在 实 际 工 作 中,正 等 测,斜 二 测 用 得 较 多,三 测 图 （ 正,斜 ） 由 于 作 图 较 复 杂,很 少采 用 。 本 章 只 介 绍 正 等 测 和 斜 二 测 图 的 画 法 。
（ 四 ） 轴 测 图 的 投 影 特 性由 于 轴 测 图 采 用 的 依 然 是 平 行 投 影 法,因 此 同 样 具 有 平 行 投 影 的 性 质,
（ !） 物 体 上 相 互 平 行 的 线 段,其 轴 测 投 影 仍 然 相 互 平 行 。
·!()·
第 一 章 制 图 的 基 本 技 能 与 方 法
（ !） 物 体 上 平 行 于 坐 标 轴 的 线 段,其 轴 测 投 影 也 必 须 平 行 于 相 应 的 轴 测 轴,且 线段 的 轴 测 投 影 长 与 空 间 长 之 比 等 于 相 应 坐 标 轴 的 轴 向 伸 缩 系 数 。 因 此,画 轴 测 图 时,
必 沿 轴 测 轴 或 平 行 于 轴 测 轴 的 方 向 才 可 以 度 量 。,轴 测,这 一 名 称 也 由 此 而 来 。
（ "） 直 线 段 上 两 线 段 长 度 之 比,等 于 其 轴 测 投 影 长 度 之 比 。
二,正 等 轴 测 图
（ 一 ） 轴 间 角 和 轴 向 伸 缩 系 数正 等 测 投 影,由 于 物 体 上 的 三 根 直 角 坐 标 轴 与 轴 测 投 影 面 的 倾 角 相 等,因 此,与之 相 对 应 的 轴 测 轴 之 间 的 夹 角,即 轴 间 角 也 必 须 相 等 。 即
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!
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$ #!%&,如 图 " ’ # ’ #!% 所 示 。
图 " ’ # ’ #!% 正 等 轴 测 图 的 轴 间 角 和 轴 向 伸 缩 系 数图 " ’ # ’ #!# 正 六 棱 柱 正 等 轴 测 图 的 画 法正 等 轴 测 图 中,"!,"$,"# 三 轴 的 轴 向 伸 缩 系 数 相 等,即 % $ & $ ’,经 数 学 推证,% $ & $ ’ $ %()!,为 作 图 简 便,简 化 轴 向 伸 缩 系 数 % $ & $ ’ $ #,这 样 画 出 的 图 形 其形 状 没 有 改 变,但 比 实 际 物 体 放 大 了 约 #*%()! $ #(!! 倍 。
·!+,·
第 三 篇 机 械 制 图
（ 二 ） 平 面 立 体 的 正 等 轴 测 图由 正 投 影 图 画 轴 测 图 时 应 先 选 好 适 当 的 坐 标 系,画 出 对 应 的 轴 测 轴,然 后 按 一 定的 方 法 作 图 。 画 平 面 立 体 轴 测 图 的 基 本 方 法 是 坐 标 法,即 根 据 物 体 表 面 上 各 顶 点 的坐 标 值 画 轴 测 图 。
正 六 棱 柱 正 等 测 图 的 画 法 如 图 ! " # " #$# 所 示 。
［ 例 % " #］ 根 据 正 六 棱 柱 的 三 面 投 影 图,画 出 它 的 正 等 轴 测 图 。
（ #） 在 视 图 上 定 坐 标 轴 和 坐 标 原 点 。 （ 图 （ &） ）
（ $） 画 轴 测 轴,根 据 尺 寸 !,",并 在
!
、
"
、
#
、
$
点 。 （ 图 （ ’） ） 。
（ !） 过
!
、
"
作 直 线 平 行 #$,并 在
!
、
"
的 两 边 各 取
%
$
和 连 接 各 顶 点 。 （ 图 （ (） ）
（ )） 过 各 顶 点 向 下 画 侧 棱,取 尺 寸 &； 画 底 面 各 边 ； 描 深 图 线 即 完 成 全 图 。 （ 图 （ *） ）
（ 三 ） 曲 面 立 体 的 正 等 轴 测 图
#+ 坐 标 面 上 （ 或 其 平 行 面 上 ） 圆 的 正 等 轴 测 图 画 法在 正 等 轴 测 （ 简 称 正 等 测 ） 图 中,因 空 间 三 坐 标 面 都 倾 斜 于 轴 测 投 影 面,且 倾 角 相等,故 三 坐 标 面 上 及 其 平 行 面 上 直 径 相 等 的 圆,其 轴 测 图 均 为 长 短 轴 相 等 的 椭 圆,但长 短 轴 的 方 向 不 同 （ 长 轴 与 其 所 在 坐 标 面 相 垂 直 的 轴 测 轴 垂 直 ； 短 轴 与 该 轴 测 轴 平行 ）,如 图 ! " # " #$$ 所 示 。
图 ! " # " #$$ 平 行 于 坐 标 面 圆 的 正 等 测 图为 了 作 图 简 便,正 等 测 图 中 的 椭 圆 常 采 用 菱 形 法 近 似 画 出 。 作 图 时,可 把 坐 标 面或 其 平 行 面 上 的 圆 看 作 正 方 形 的 内 切 圆,先 画 出 正 方 形 的 正 等 测 图 — — — 菱 形,则 圆 的正 等 测 图 — — — 椭 圆 内 切 于 该 菱 形 。 然 后 用 四 段 圆 弧 分 别 与 菱 形 相 切 并 光 滑 连 接 成 椭圆 。 现 以 水 平 面 上 圆 的 正 等 测 图 为 例,说 明 作 图 方 法,具 体 过 程 如 下 （ 图 ! " # " #$!）,
（ #） 过 圆 心 # 作 坐 标 轴 #$ 和 #’,再 作 四 边 平 行 于 坐 标 轴 的 圆 的 外 切 正 方 形,切点 为 #,$,!,),如 图 ! " # " #$!（ &） ；
（ $） 画 出 轴 测 轴 #$,#’。 从 # 点 沿 轴 向 直 接 量 取 圆 半 径,得 切 点 #,$,!,)。 过 各
·!),·
第 一 章 制 图 的 基 本 技 能 与 方 法点 分 别 作 轴 测 轴 的 平 行 线,即 得 圆 的 外 切 正 方 形 的 轴 测 图 — — — 菱 形,再 作 菱 形 的 对 角线,如 图 ! " # " #$!（ %） ；
（ !） 过 菱 形 短 对 角 线 的 两 端 点 !
#
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作 连 线 !
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$
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!,得 交 点 !
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位 于 菱 形 的 长 对 角 线 上,则 !
#
,!
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四 点 为 四 段 圆 弧 的 圆 习,图 ! " # "
#$!（ %） ；
（ &） 以 !
#
,!
$
为 圆 心,!
#
# 为 半 径 画 出 大 圆 弧 #$
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!； 以 !
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,!
&
为 圆 心,!
!
# 为 半径 画 出 小 圆 弧 #&
!
,$!
!
。 四 段 圆 弧 光 滑 连 接 后,即 得 近 似 椭 圆,如 图 ! " # " #$!（ ’） 。
图 ! " # " #$! 正 等 测 椭 圆 的 近 似 画 法图 ! " # " #$& 圆 角 正 等 测 图 的 作 图 步 骤正 平 面 和 侧 平 面 上 圆 的 正 等 测 图 — — — 椭 圆 的 画 法 与 水 平 椭 圆 画 法 相 同,只 是 其外 切 菱 形 的 方 位 有 所 不 同,只 要 选 好 圆 所 在 坐 标 画 上 的 两 根 轴,组 成 方 位 菱 形,菱 形的 长,短 对 角 线 分 别 为 椭 圆 的 长,短 轴 方 向 。
$( 圆 角 的 正 等 轴 测 图 画 法
·&&)·
第 三 篇 机 械 制 图由 图 ! " # " #$! 菱 形 法 近 似 画 椭 圆 可 以 看 出,菱 形 的 钝 角 与 大 圆 弧 相 对,锐 角 与小 圆 弧 相 对,菱 形 相 邻 两 边 中 垂 线 的 交 点 就 是 该 圆 弧 的 圆 心,由 此 可 得 出 圆 角 正 等 测图 的 近 似 画 法 。 画 圆 角 的 正 等 测 图 时,只 要 在 作 圆 角 的 边 上 量 取 圆 角 半 径 !,自 量 得的 点 作 边 线 的 垂 线,然 后 以 两 垂 线 交 点 为 圆 心,以 交 点 至 垂 足 的 距 离 为 半 径 画 弧,所得 弧 即 为 圆 角 的 正 等 测 图 。 图 ! " # " #$% 是 所 示 带 圆 角 的 长 方 形 底 板 图 ! " # " #$%
（ &） 正 等 测 图 的 作 图 步 骤,
图 ! " # " #$’ 圆 柱 的 正 等 轴 测 图 画 法
（ #） 作 长 方 体 的 正 等 测 图,如 图 ! " # " #$%（ (） ；
（ $） 沿 角 的 两 边 量 取 圆 角 半 径 !,得 切 点 #,$,!,%,分 别 作 对 应 边 的 垂 线,得 底 板上 面 圆 角 的 圆 心 "
#
,"
$
,如 图 ! " # " #$%（ )） ；
（ !） 用 移 心 法,得 底 板 下 面 圆 角 的 圆 心 及 切 点,如 图 ! " # " #$%（ *） ；
（ %） 以 "
#
,"
$
,"
!
,"
%
为 圆 心,画 对 应 圆 弧 及 右 侧 上 下 两 圆 弧 的 外 公 切 线,如 图 !
" # " #$%（ +） ；
（ ’） 擦 去 多 余 的 作 图 线,加 深 完 成 带 圆 角 的 长 方 形 底 板 的 正 等 测 图,如 图 ! " # "
·’%’·
第 一 章 制 图 的 基 本 技 能 与 方 法
!"#（ $） 。
%& 圆 柱 和 圆 锥 台 的 正 等 轴 测 图 画 法画 圆 柱 和 圆 锥 台 的 正 等 轴 测 图,只 要 先 画 出 其 顶 面 和 底 面 圆 的 正 等 测 图 — — — 椭圆,然 后 作 出 两 椭 圆 的 公 切 线 即 可 。
［ 例 ’ ( "］ 画 图 % ( ! ( !") 所 示 圆 柱 的 正 等 轴 测 图 。
［ 例 ’ ( %］ 画 图 % ( ! ( !"’ 所 示 圆 锥 台 的 正 等 轴 测 图 。
（ !） 选 !
"
轴 与 圆 锥 台 轴 线 重 合,确 定 !
#
,!
$
轴,如 图 % ( ! ( !"’（ *） ；
（ "） 画 轴 测 轴 !
!
"
!
,按 尺 寸 % 定 前,后 底 中 心,画 !
!
#
!
,!
!
$
!
轴,作 菱 形,如 图 %
( ! ( !"’（ +） ；
（ %） 用 四 心 法 画 前,后 底 椭 圆,如 图 % ( ! ( !"’（,） ；
（ #） 作 前,后 底 椭 圆 的 外 公 切 线,擦 去 多 余 线,加 深,如 图 % ( ! ( !"’（ -） 。
图 % ( ! ( !"’ 圆 锥 台 的 正 等 轴 测 图 画 法
（ 四 ） 组 合 体 正 等 轴 测 图 画 法画 组 合 体 的 轴 测 图,首 先 应 对 组 合 体 进 行 形 体 分 析,弄 清 它 是 由 哪 些 基 本 体,按何 种 方 式 组 合 而 成 。 切 割 式 的 形 体 采 用 切 割 画 法 ； 叠 加 式 组 合 体 采 用 叠 加 画 法 ； 大 多数 组 合 体 都 是 综 合 形 式,可 把 叠 加 法 和 切 割 法 结 合 起 来 使 用 。
［ 例 ’ ( #］ 画 出 图 % ( ! ( !",所 示 物 体 的 正 等 轴 测 图 。
·’#)·
第 三 篇 机 械 制 图由 正 投 影 图 可 知,该 物 体 是 由 长 方 体 切 割 而 成,因 此 作 图 时 应 采 用 切 割 画 法 。 即先 画 出 完 整 长 方 体 的 轴 测 图,然 后 逐 步 画 出 其 被 切 割 去 的 部 分
!
和
"
,最 后 即 得 到 该物 体 的 轴 测 图 。 作 图 过 程 如 下,
（ !） 画 轴 测 轴,用 坐 标 法 画 长 方 体 的 正 等 轴 测 图 ；（ 图 " # ! # !$%（ &） ）
（ $） 量 取 尺 寸 !,",切 去 左 上 角
!；（ 图 " # ! # !$%（ ’） ）
（ "） 量 取 尺 寸 #,$,切 去 前 上 方 梯 形 块
"；（ 图 " # ! # !$%（ (） ）
（ )） 擦 去 多 余 图 线,加 深 。 （ 图 " # ! # !$%（ *） ）
图 " # ! # !$% 用 切 割 法 画 轴 测 图
［ 例 + #,］ 画 出 图 " # ! # !$-（,） 所 示 物 体 的 正 等 轴 测 图 。
步 骤 如 图 " # ! # !$-（ &） /（ 0） 所 示 ；
（ !） 画 底 板 ；
（ $） 画 支 撑 板 上 部 半 圆 柱 ；
（ "） 画 支 撑 板 上 圆 柱 孔 及 支 撑 板 上 的 切 线 ；
（ )） 画 肋 板 及 底 板 上 的 圆 柱 孔 ；
（,） 加 深,完 成 全 图 。
三,斜 二 等 轴 测 图在 斜 轴 测 投 影 中 如 果 使 物 体 的 一 个 坐 标 面 （ 如 正 面 %&’） 平 行 于 轴 测 投 影 面 1，
·%),·
第 一 章 制 图 的 基 本 技 能 与 方 法则 !",!# 轴 的 轴 向 伸 缩 系 数 为 !,并 使 !$ 轴 的 轴 向 伸 缩 系 数 为 "#$,这 种 斜 轴 测 投影 图 称 为 斜 二 等 轴 测 图,简 称 斜 二 测 图 。 如 图 % & ! & !’( 所 示 。
图 % & ! & !’) 用 叠 加 法 画 轴 测 图
·)*$·
第 三 篇 机 械 制 图图 ! " # " #$% 斜 二 测 图
（ 一 ） 斜 二 测 图 的 投 影 特 性
（ #） 斜 二 测 图 投 影 方 向 ! 倾 斜 于 轴 测 投 影 面 &。
（ $） 由 于 物 体 上 的 一 个 坐 标 面 "#$（ 或 %#$） 平 行 于 轴 测 投 影 面 &,因 此,物 体 上与 该 坐 标 面 平 行 的 图 形,其 斜 轴 测 投 影 反 映 实 形 。
（ !） #" 轴 和 #% 轴 的 轴 向 伸 缩 系 数 均 为 #,即 & ’ ’ ’ # 且 轴 间 角
!
"#$ ’ %()； #%
轴 的 轴 向 伸 缩 系 数 ( ’ (*+,#% 轴 在 轴 间 角
!
"#$ 的 分 角 线 上,即
!
"#% ’
!
%#$ ’
#!+)。
（ 二 ） 斜 二 测 图 的 画 法由 于 斜 二 测 图 能 反 映 物 体 "#$ 坐 标 面 及 其 平 行 面 的 实 形,故 当 物 体 某 一 个 方 向上 的 形 状 复 杂,或 只 有 一 个 方 向 有 圆 和 圆 弧 时,宜 用 斜 二 测 图 表 示 。 应 该 指 出,平 行于 "#%,%#$ 坐 标 面 的 圆,斜 二 测 图 均 为 椭 圆,其 画 法 比 较 麻 烦,所 以 若 物 体 在 两 个 或三 个 方 向 有 圆 或 圆 弧 时,标 面 的 圆,斜 二 测 图 均 为 椭 圆,其 画 法 比 较 麻 烦,所 以 若 物 体在 两 个 或 三 个 方 向 有 圆 或 圆 弧 时,则 不 宜 画 斜 二 测 图,而 画 正 等 测 图 较 为 方 便 。 画 物体 斜 二 测 图 的 步 骤 与 作 正 等 测 图 的 步 骤 相 同 。
［ 例,",］ 画 图 ! " # " #!( 所 示 端 盖 的 斜 二 测 图 。
由 投 影 图 可 知,端 盖 的 形 状 特 点 是 在 一 个 方 向 的 相 互 平 行 平 面 上 有 圆,应 选 择 合圆 的 平 面 平 行 于 坐 标 面 "#$,这 时 端 盖 的 轴 线 与 % 轴 重 合,作 图 过 程 如 图 ! " # " #!(
（ -）,（ /） 所 示 。
（ #） 选 定 坐 标 轴 。
（ $） 画 轴 测 轴,沿 #
#
)
#
轴 量 取 (*+* 和 (*+! 定 出 各 圆 的 圆 心 。
（ !） 分 别 画 出 前 后 两 圆 柱 的 端 面 圆,并 作 出 各 圆 柱 的 轮 廊 切 线 。
（ 0） 画 两 圆 柱 上 的 圆 孔 。
（ +） 擦 去 多 余 图 线,加 深,完 成 全 图 。
·%0+·
第 一 章 制 图 的 基 本 技 能 与 方 法四,轴 测 剖 视 图 的 画 法在 轴 测 图 中,为 了 表 达 物 体 内 部 的 结 构 形 状,可 假 想 用 剖 切 平 面 将 物 体 的 一 部 分切 去,画 成 轴 测 剖 视 图 。
图 ! " # " #!$ 端 盖 的 斜 二 测 图 画 法
（ 一 ） 画 轴 测 剖 视 图 的 规 定
#% 剖 切 平 面 的 选 择为 了 使 物 体 的 内 外 形 状 表 达 清 楚,通 常 采 用 分 别 与 两 个 直 角 坐 标 面 平 行 的 两 相互 垂 直 的 剖 切 平 面 将 物 体 切 去 四 分 之 一,如 图 ! " # " #!#（ &） 所 示 。 一 般 不 采 用 单 一剖 切 平 面 作 全 剖,这 样 会 影 响 对 物 体 整 体 形 状 的 表 达,如 图 ! " # " #!#（ ’） 所 示 。 且 剖切 平 面 宜 通 过 物 体 的 对 称 面 或 主 要 轴 线 。
图 ! " # " #!# 轴 测 剖 视 图 的 剖 切 方 法
·$((·
第 三 篇 机 械 制 图
!" 剖 面 线 的 画 法轴 测 剖 视 图 中 剖 面 线 的 方 向 如 图 # $ % $ %#! 所 示 。
图 # $ % $ %#! 轴 测 图 中 的 剖 面 线 方 向在 轴 测 装 配 图 中,相 邻 零 件 的 剖 面 线 方 向 应 相 反 或 间 距 不 同,以 示 区 别 。 如 图 #
$ % $ %## 所 示 。
肋 的 剖 切 画 法,和 零 件 图 一 样,不 画 剖 画 线 。 如 果 在 图 中 表 现 不 清 时,也 可 用 细点 表 示 肋 板 被 剖 切 部 分 。 如 图 # $ % $ %#& 所 示 。
图 # $ % $ %## 轴 测 装 配 图 上 相 邻 零 件 剖 面 线 画 法图 # $ % $ %#& 轴 测 图 中 肋 板 的 剖 切 画 法
·%’’·
第 一 章 制 图 的 基 本 技 能 与 方 法
（ 二 ） 轴 测 剖 视 图 的 画 法画 轴 测 剖 视 图,一 般 有 两 种 方 法,
（ !） 先 画 外 形,然 后 按 所 选 的 剖 切 位 置 画 出 剖 面 轮 廊,再 将 剖 切 后 可 见 的 内 部 形状 画 出,最 后 将 被 剖 去 的 部 分 擦 掉,画 出 剖 面 线,描 深,如 图 " # ! # !"$ 所 示 。 这 种 方法 初 学 时 较 易 掌 握 。
图 "# !# !"$ 套 筒 的 轴 测 剖 视 图 画 法
（ %） 先 画 剖 面 形 状,然 后 画 出 与 剖 面 有 联 系 的 形 状,再 将 其 余 剖 切 后 可 见 的 形 状画 出,并 描 深,如 图 " # ! # !"& 所 示 。
图 "# !# !"& 支 架 的 轴 测 剖 视 图 画 法五,轴 测 草 图 的 画 法用 目 测 大 小,徒 手 绘 制 的 轴 测 图 称 为 轴 测 草 图 。 画 轴 测 草 图 一 般 只 需 一 支 笔,一
·%$$·
第 三 篇 机 械 制 图张 纸,不 受 环 境 条 件 限 制,且 出 图 快,在 产 品 设 计 和 现 场 测 绘 中 占 有 很 重 要 的 地 位 。
在 技 术 交 流 中,可 迅 速 表 达 设 计 思 想,记 录 先 进 的 机 械 设 备 ； 在 学 习 过 程 中,结 合 物 体的 视 图 帮 助 想 象 物 体 的 结 构 形 状,由 此 可 见,轴 测 草 图 在 工 程 中 也 常 用 。 因 此,迅 速而 较 准 确 的 画 出 物 体 的 轴 测 草 图,也 是 工 程 技 术 人 员 必 备 的 基 本 功 。
要 掌 握 画 轴 测 草 图 的 技 法,除 了 要 切 实 熟 悉 轴 测 草 图 的 基 本 画 法 规 则,如 各 种 轴测 图 的 轴 间 角,轴 向 伸 缩 系 数,三 个 方 向 椭 圆 长,短 轴 方 向 的 画 法 和 正 确 选 择 轴 测 图的 种 类 等 外,还 应 当 学 会 比 较 准 确 地 判 断 物 体 各 部 分 之 间 的 位 置 和 长,宽,高 之 间 的比 例 关 系 。 为 此,在 对 所 画 物 体 进 行 结 构 分 析 时,可 选 择 有 代 表 性 的 某 一 结 构 尺 寸,
作 为 确 定 其 他 部 分 的 定 位 尺 寸 和 定 形 尺 寸 的 参 照 尺 寸,如 图 ! " # " #!$（ %） 所 示,将 支座 的 圆 柱 筒 外 径 ! 作 为 参 照 尺 寸,通 过 目 测 （ 必 要 时 可 度 量 ）,确 定 其 他 尺 寸 与 圆 柱筒 外 径 ! 的 比 例 。 如," & !,#
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!’( 等 。 然 后 按 照 形 体 分 析 法,逐 步 画 出 各 组成 部 分 。 对 于 初 学 者,轴 测 草 图 宜 在 格 纸 上 画,这 样 更 容 易 掌 握 各 部 分 的 尺 寸 和 便 于画 各 种 图 线,如 图 ! " # " #!$（ -） 所 示 。 但 经 过 一 段 时 间 训 练 后,就 应 当 在 白 纸 上 画图 。
对 于 某 些 物 体 可 利 用 平 行 四 边 形 画 轴 测 草 图,如 图 ! " # " #!,所 示 。 首 先 要 进行 结 构 分 析,分 别 确 定 各 部 分 的 尺 寸 与 总 长,总 宽,总 高 的 比 例 关 系,如 图 ! " # " #!.
（ %） 所 示 。 然 后 。 画 出 整 体 的 轴 测 草 图 （ 封 闭 方 箱 ）,并 画 出 各 表 面 平 行 四 边 形 的 对 角线,确 定 其 中 心 + 等,过 点 + 作 #! 的 平 行 线 即 可 确 定 "# 的 中 点,如 图 ! " # " #!.（ -）
所 示 。 要 确 定 其 他 各 表 面 的 分 段 长 度,如 分 总 宽 为 #’*,#’/ 或 #’.,可 重 复 上 述 作 法 。
这 样 不 但 可 比 较 准 确 的 确 定 各 部 分 的 尺 寸,也 可 确 定 某 些 椭 圆 的 中 心 位 置 和 长 短 轴方 向 。 最 后 徒 手 画 出 的 轴 测 草 图 如 图 ! " # " #!.（ 0） 所 示 。
图 ! " # " #!$ 用 目 测 确 定 尺 寸 的 比 例
·!((·
第 一 章 制 图 的 基 本 技 能 与 方 法图 !" #" #!$ 用 平 行 四 边 形 画 轴 测 草 图
·%&&·
第 三 篇 机 械 制 图第 二 章 机 件 常 用 表 达 方 法第 一 节 投 影 的 基 本 知 识 （ 表 ! " # " $）
表 ! " # " $ 投 影 的 基 本 知 识说 明 图 例投影法的分类说 明,中 心 投 影 法 — — — 投 射 线 汇 交 于 投 射 中 心 !
平 行 投 影 法 — — — 投 射 线 相 互 平 行斜 角 投 影 — — — 投 射 方 向 ! 倾 斜 于 投 影 面 "
直 角 投 影 — — — 投 射 方 向 ! 垂 直 于 投 影 面 "
工程上使用的几种投影图透视图透 视 图 是 用 中 心 投 影 法 绘制 的 一 种 单 面 投 影 图 。 其特 点 是 直 观,形 象,符 合 人们 的 视 觉 习 惯,物 体 距 离 观察 者 愈 近,所 得 的 透 视 愈大 ； 反 之,距 离 愈 远 则 愈 小,
如 房 屋 的 高 度 是 近 大 远 小 。
相 互 平 行 的 水 平 线 （ 平 行 于投 影 面 者 除 外 ）,愈 远 愈 相互 靠 拢,直 至 相 交 于 灭 点
#。 透 视 图 主 要 用 于 土 木 建筑 工 程 图 ； 此 外,绘 画 艺 术采 用 透 视 的 理 论
·%%%·
第 二 章 机 件 常 用 表 达 方 法
·!""·
第 三 篇 机 械 制 图
·!""·
第 二 章 机 件 常 用 表 达 方 法第 二 节 视 图 与 剖 视 图一,视 图视 图 主 要 用 于 表 达 机 件 的 外 形 （ 表 ! " # " #）
表 ! " # " # 视 图 的 种 类 和 名 称
·$%%·
第 三 篇 机 械 制 图
·!""·
第 二 章 机 件 常 用 表 达 方 法二,剖 面 符 号 （ 表 ! " # " !）
表 ! " # " ! 剖 面 符 号 （ $%&’()*+! " (,,-）
·./+·
第 三 篇 机 械 制 图三,剖 视 图 （ 表 ! " # " $）
剖 视 图 主 要 用 于 表 达 机 件 的 内 形 （ 表 ! " # " $）
表 ! " # " $ 剖 视 图 的 种 类 和 名 称
·%&’·
第 二 章 机 件 常 用 表 达 方 法
·!"#·
第 三 篇 机 械 制 图
·!"#·
第 二 章 机 件 常 用 表 达 方 法第 三 节 断 面,放 大 图 与 规 定 画 法一,断 面断 面 图 主 要 用 于 表 达 机 件 的 断 面 形 状 （ 表 ! " # " $） 。
二,局 部 放 大 图局 部 放 大 图 主 要 用 于 表 达 机 件 的 细 小 结 构 （ 表 ! " # " %） 。
三,简 化 及 规 定 画 法主 要 用 于 表 达 机 件 的 特 殊 结 构 （ 表 ! " # " &,表 ! " # " ’,表 ! " # " (） 。
·)%$·
第 三 篇 机 械 制 图表 ! " # " $ 断 面 的 种 类 和 名 称
·$%$·
第 二 章 机 件 常 用 表 达 方 法表 ! " # " $ 局 部 放 大 图 示 例
·$$%·
第 三 篇 机 械 制 图表 ! " # " $ 对 相 同 结 构 的 简 化
·$%&·
第 二 章 机 件 常 用 表 达 方 法表 ! " # " $ 对 机 件 的 某 些 交 线 和 投 影 的 简 化
·$%&·
第 三 篇 机 械 制 图表 ! " # " $ 对 机 件 上 较 小 结 构 的 简 化
·$%&·
第 二 章 机 件 常 用 表 达 方 法表 ! " # " $% 对 较 长 机 件 的 简 化
·%&’·
第 三 篇 机 械 制 图表 ! " # " $$ 其 它 规 定 画 法第 四 节 部 件 的 表 达 方 法
（ 表 ! " # " $#,表 ! " # " $!,表 ! " # " $%） 。
表 ! " # " $# 装 配 图 的 规 定 画 法
·$&’·
第 二 章 机 件 常 用 表 达 方 法表 ! " # " $! 装 配 图 的 简 化 画 法
·#%&·
第 三 篇 机 械 制 图表 ! " # " $% 部 件 特 有 的 表 达 方 法
·!&’·
第 二 章 机 件 常 用 表 达 方 法
·!"#·
第 三 篇 机 械 制 图第 三 章 标 准 件 与 常 用 件第 一 节 螺 纹螺 纹 是 指 在 圆 柱 或 圆 锥 表 面 上,沿 着 螺 旋 线 所 形 成 的 具 有 规 定 牙 型 的 连 续 凸 起 。
螺 纹 是 零 件 上 常 见 的 结 构 。 在 圆 柱 或 圆 锥 外 表 面 上 形 成 的 螺 纹 为 外 螺 纹,在 圆 柱 或圆 锥 内 表 面 上 所 形 成 的 螺 纹 为 内 螺 纹 。
图 !" !" # 圆 柱 螺 旋 线图 !" !" $ 在 车 床 上 加 工 外 螺 纹图 !" !" ! 加 工 内 螺 纹 的 示 意 图
·%&%·
第 三 章 标 准 件 与 常 用 件一,螺 纹 的 形 成螺 纹 是 根 据 螺 旋 线 的 原 理 加 工 而 成 的 。 螺 旋 线 则 是 沿 着 圆 柱 或 圆 锥 表 面 运 动 的点 的 轨 迹,该 点 的 轴 向 位 移 和 相 应 的 角 位 移 成 定 比,如 图 ! " ! " # 所 示 。
图 ! " ! " $ 是 在 车 床 上 车 削 外 螺 纹 的 示 意 图,工 件 作 等 速 旋 转,螺 纹 车 刀 切 人 工件 并 作 匀 速 直 线 运 动,这 便 在 工 件 上 加 工 出 螺 纹 。 车 刀 尖 的 形 状 不 同,可 车 削 出 不 同牙 型 的 螺 纹 。 图 ! " ! " ! 为 加 工 小 直 径 内 螺 纹 的 示 意 图 。
二,螺 纹 的 基 本 要 素
#%牙 型 牙 型 是 指 通 过 螺 纹 轴 线 的 断 面 上,螺 纹 的 轮 廓 形 状 。 螺 纹 的 牙 型 有 三角 形,梯 形,锯 齿 形 和 矩 形 等,见 表 ! " ! " #。
$%直 径 直 径 有 大 径 （ !,"）,小 径 （ !
#
,"
#
） 和 中 径 （ !
$
,"
$
）,如 图 ! " ! " &。 大 径是 指 与 外 螺 纹 牙 顶 或 内 螺 纹 牙 底 相 切 的 假 想 圆 柱 或 圆 锥 的 直 径 （ 指 外 螺 纹 顶 径,内 螺纹 底 径 ） ； 小 径 是 指 与 外 螺 纹 牙 底 或 内 螺 纹 牙 顶 相 切 的 假 想 圆 柱 或 圆 锥 的 直 径 （ 指 外螺 纹 底 径,内 螺 纹 顶 径 ） ； 中 径 是 指 母 线 通 过 牙 型 上 沟 槽 和 凸 起 宽 度 相 等 的 地 方 的 假想 圆 柱 或 圆 锥 的 直 径 。
图 ! " ! " & 螺 纹 的 直 径
’） 外 螺 纹 (） 内 螺 纹图 ! " ! " ) 螺 纹 的 螺 距,导 程 和 线 数
’） 单 线 螺 纹 (） 双 线 螺 纹
!%线 数 （ #） 螺 纹 有 单 线 与 多 线 之 分 。 沿 一 条 螺 旋 线 所 形 成 的 螺 纹 称 为 单 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 称 为 多 线 螺 纹,如 图 !
" ! " ) 所 示 。
·*+)·
第 三 篇 机 械 制 图
!,螺 距 （ !） 和 导 程 （ !
"
） 相 邻 两 牙 在 中 径 线 上 对 应 两 点 间 的 轴 向 距 离 称 为 螺距 ； 同 一 条 螺 旋 线 上 的 相 邻 两 牙 在 中 径 线 上 对 应 两 点 间 的 轴 向 距 离 称 为 导 程,见 图 "
# " # $。
单 线 螺 纹,!
"
% !； 多 线 螺 纹,!
"
% #!
$&旋 向 螺 纹 有 左 旋 和 右 旋 之 分 。 顺 时 针 旋 转 时 旋 入 的 螺 纹 称 为 右 旋 螺 纹 ； 逆时 针 旋 转 时 旋 入 的 螺 纹 称 为 左 旋 螺 纹,见 图 " # " # ’。
图 " # " # ’ 螺 纹 的 旋 向
(） 右 旋 )） 左 旋上 述 五 项 是 螺 纹 的 基 本 要 素,其 中 牙 型,直 径 和 螺 距 三 项 都 符 合 国 家 标 准 规 定 的螺 纹 称 为 标 准 螺 纹 ； 而 牙 型 符 合 标 准,直 径 和 螺 距 不 符 合 标 准 的 螺 纹 称 为 特 殊 螺 纹 ；
若 牙 型 不 符 合 标 准 的 （ 如 方 牙 螺 纹 等 ） 称 为 非 标 准 螺 纹 。
三,螺 纹 的 规 定 画 法
*&外 螺 纹 的 画 法 螺 纹 的 牙 顶 （ 大 径 ） 及 螺 纹 终 止 线 用 粗 实 线 绘 制,牙 底 （ 小 径 ）
用 细 实 线 绘 制 （ $
*
% +&,$$）,并 应 画 进 倒 角 内 。 在 投 影 为 圆 的 视 图 中,表 示 牙 底 的 细实 线 圆 只 画 约 "-! 圈,倒 角 圆 省 略 不 画 。 当 需 要 表 示 螺 纹 收 尾 时,螺 尾 部 分 的 牙 底 用与 轴 线 成 "+.角 的 细 实 线 绘 制,如 图 " # " # /( 所 示 。 在 剖 视 图 中,剖 面 线 画 到 粗 实 线处,如 图 " # " # /)。
图 " # " # / 外 螺 纹 的 画 法
0&内 螺 纹 的 画 法 内 螺 纹 （ 螺 孔 ） 一 般 应 画 成 剖 视 图 。 在 剖 视 图 中 内 螺 纹 的 牙 底
（ 大 径 ） 用 细 实 线 绘 制,牙 顶 （ 小 径 ） 及 螺 纹 终 止 线 用 粗 实 线 绘 制,剖 面 线 画 到 粗 实 线处 。 在 投 影 为 圆 的 视 图 中,表 示 牙 底 的 细 实 线 圆 只 画 约 "-! 圈,倒 角 圆 省 略 不 画,如
·//$·
第 三 章 标 准 件 与 常 用 件图 ! " ! " #。 不 剖 时,牙 底,牙 顶 和 螺 纹 终 止 线 皆 画 虚 线 （ 图 ! " ! " #$） 。
图 ! " ! " # 内 螺 纹 的 画 法绘 制 不 通 的 螺 纹 孔 时,一 般 应 将 钻 孔 深 度 和 螺 纹 深 度 分 别 画 出,钻 孔 深 度 一 般 应比 螺 纹 深 度 大 螺 纹 直 径 的 一 半,钻 孔 底 部 的 锥 顶 角 应 按 钻 头 的 锥 面 大 小 画 成 %&’(（ 图
! " ! " #） 。 螺 纹 孔 的 相 贯 线 画 法 如 图 ! " ! " ) 所 示 。
图 ! " ! " ) 螺 纹 孔 的 相 贯 线 画 法
!*内,外 螺 纹 旋 合 的 画 法 以 剖 视 图 表 示 内 外 螺 纹 联 接 时,其 旋 合 部 分 应 按 外 螺纹 的 规 定 画 法 绘 制,其 余 部 分 按 各 自 的 规 定 画 法 绘 制 。 应 注 意 的 是,表 示 大,小 径 的粗 实 线 和 细 实 线 应 分 别 对 齐,而 与 倒 角 的 大 小 无 关 。 如 图 ! " ! " %’ 所 示 。
图 ! " ! " %’ 内,外 螺 纹 旋 合 的 画 法四,螺 纹 的 种 类 和 标 注
%*螺 纹 的 种 类螺 纹 按 用 途 可 分 为 联 接 螺 纹 和 传 动 螺 纹 两 类 。 常 用 的 联 接 螺 纹 有 粗 牙 普 通 螺纹,细 牙 普 通 螺 纹 和 管 螺 纹 。 传 动 螺 纹 有 梯 形 螺 纹,锯 齿 形 螺 纹 和 矩 形 螺 纹 。
&*螺 纹 的 标 注由 于 螺 纹 采 用 了 统 一 规 定 的 画 法,为 识 别 螺 纹 的 种 类 和 要 素,对 螺 纹 必 须 按 规 定格 式 进 行 标 注 。 表 ! " ! " % 为 标 准 螺 纹 的 牙 型,代 号 和 标 注 示 例 。
·#+,·
第 三 篇 机 械 制 图表 ! " ! " # 螺 纹 的 牙 型,代 号 和 标 注 示 例
·$%&·
第 三 章 标 准 件 与 常 用 件
（ !） 普 通 螺 纹 的 标 注 普 通 螺 纹 的 标 注 方 法 是 将 规 定 标 记 注 写 在 尺 寸 线 或 尺 寸线 的 延 长 线 上,尺 寸 线 的 箭 头 指 在 螺 纹 大 径 上 。 具 体 的 标 记 格 式 为,
例 ! "!#$ %&’&$ (,"!#$ ’)。
粗 牙 普 通 螺 纹 不 注 螺 距 。 右 旋 螺 纹 不 注 旋 向,左 旋 螺 纹 注 *)。 中 径 公 差 带 和 顶径 公 差 带 代 号 相 同 时,只 注 一 个 公 差 带 代 号 。 旋 合 长 度 分 为 短,中,长 三 组,代 号 分 别为 (,+,*,中 等 旋 合 长 度 不 注 +。
（,） 梯 形 螺 纹 和 锯 齿 形 螺 纹 的 标 注 梯 形 螺 纹 和 锯 齿 形 螺 纹 的 标 注 方 法 与 普 通螺 纹 相 同,其 标 记 格 式 为,
例,-./#0 !/（ 12） *)$ 34$ *,-./#0 2$ 24。
左 旋 注 *),右 旋 不 注 。 两 种 螺 纹 只 注 中 径 公 差 带 。 旋 合 长 度 分 为 中 （ +）,长 （ *）
两 组,中 等 旋 合 长 度 不 注 +。
（ 5） 管 螺 纹 的 标 注 管 螺 纹 分 为 用 螺 纹 密 封 的 管 螺 纹 和 非 螺 纹 密 封 的 管 螺 纹,其标 注 方 法 是 用 一 条 斜 向 细 实 线,一 端 指 向 螺 纹 大 径,另 一 端 引 一 横 向 细 实 线,将 螺 纹标 记 注 写 在 横 线 上 方 。 其 标 记 格 式 为,
用 螺 纹 密 封 的 管 螺 纹,
螺 纹 特 征 符 号 尺 寸 代 号 $ 旋 向 代 号非 螺 纹 密 封 的 管 螺 纹,
螺 纹 特 征 符 号 尺 寸 代 号 公 差 等 级 代 号 $ 旋 向 代 号需 注 意,管 螺 纹 的 尺 寸 代 号 不 是 螺 纹 的 大 径,而 是 管 子 的 通 径 。
（ /） 特 殊 螺 纹 和 非 标 准 螺 纹 的 标 注 对 于 特 殊 螺 纹,应 在 螺 纹 特 征 代 号 前 面 加 注
,特,字 ； 对 于 非 标 准 螺 纹,应 画 出 螺 纹 的 牙 型,并 注 出 所 需 要 的 尺 寸 和 要 求 。 如 图 5$
5$ !! 所 示 。
图 5$ 5$ !! 特 殊 螺 纹 和 非 标 准 螺 纹 标 注 示 例
·#3%·
第 三 篇 机 械 制 图第 二 节 常 用 螺 纹 紧 固 件一,常 用 螺 纹 紧 固 件 的 种 类 及 标 记常 用 的 螺 纹 紧 固 件 有 螺 栓,双 头 螺 柱,螺 母,垫 圈,螺 钉 等,见 图 !" !" #$。
表 !" !" $ 所 列 为 常 用 紧 固 件 及 其 标 记,需 要 时 可 根 据 其 标 记 从 有 关 标 准 中 查得 各 部 分 的 详 细 尺 寸 。
图 !" !" #$ 常 用 的 螺 纹 紧 固 件表 !" !" $ 常 见 紧 固 件 的 标 记 示 例名 称 图 例 标 记 示 例六 角 头 螺 栓 螺 栓 %&’( )*+$,#$- ).
双 头 螺 柱 螺 柱 %&’( +//,#$- 0)
·#+)·
第 三 章 标 准 件 与 常 用 件名 称 图 例 标 记 示 例螺 母 螺 母 !"#$ %&’( )&*
平 垫 圈 垫 圈 !"#$ +’,& &*- &.(/0
弹 簧 垫 圈 垫 圈 !"#$ +1 &*
开 槽 沉 头 螺 钉 螺 钉 !"#$ %2 )&(3,4
开 槽 锥 端 紧 定 螺 钉 螺 钉 !"#$ ’& )&(3 14
二,常 用 螺 纹 紧 固 件 及 其 联 接 图 画 法画 螺 纹 紧 固 件 视 图,可 先 从 标 准 中 查 出 各 部 分 尺 寸,然 后 按 规 定 画 出 。 但 为 提 高画 图 速 度,通 常 以 公 称 直 径 ! 的 一 定 比 例 画 出 。
&5常 用 螺 纹 紧 固 件 的 比 例 画 法 图 1 - 1 - &1 所 示 为 螺 栓 头 部,螺 母,垫 圈,螺 钉头 部 的 比 例 画 法 。
*5螺 纹 联 接 件 联 接 图 的 画 法
（ &） 螺 栓 联 接 螺 栓 联 接 用 于 联 接 两 个 不 太 厚 的 零 件,在 被 联 接 的 零 件 上 先 加 工出 通 孔,孔 径 略 大 于 螺 栓 直 径 （ 一 般 为 &5&!）,然 后 将 螺 栓 插 入 孔 中,套 上 垫 圈,旋 紧螺 母 。 图 1 - 1 - &,为 螺 栓 联 接 图 的 比 例 画 法 。 图 中 螺 栓 长 度 " 可 按 下 式 计 算 确 定,
" 6
!&
7
!*
7 垫 圈 厚 度 7 螺 母 厚 度 7（ (51 8 (5.） !
·*24·
第 三 篇 机 械 制 图根 据 上 式 计 算 出 螺 栓 长 度 后,再 从 螺 栓 标 准 中 选 取 接 近 的 标 准 值 。
画 图 时 应 注 意 以 下 规 定,
!） 两 零 件 接 触 表 面 只 画 一 条 线,非 接 触 表 面 应 画 两 条 线 （ 间 隙 过 小 时 可 夸 大 画出 ） 。
"） 剖 视 图 中,被 联 接 的 相 邻 两 零 件 剖 面 线 方 向 应 相 反,而 同 一 零 件 的 剖 面 线 倾 斜方 向 和 间 距,在 各 剖 视 图 中 应 保 持 一 致 。
#） 当 剖 切 平 面 通 过 螺 栓,螺 母,垫 圈 等 标 准 件 的 轴 线 时,这 些 标 准 件 均 按 不 剖 绘 制 。
图 # $ # $ !# 螺 纹 紧 固 件 的 比 例 画 法
（ "） 螺 柱 联 接 当 两 个 被 联 接 件 中 有 一 个 较 厚 时,一 般 用 螺 柱 联 接 。 如 图 # $ # $
!% 所 示,
!!
加 工 成 通 孔 （ 一 般 为 !,!"）,在
!"
中 先 加 工 一 直 径 为 &’(%" 的 孔,孔 深 为
!
!
) ",然 后 在 孔 内 加 工 螺 纹,螺 孔 深 为 !
!
) &’%"。 !
!
为 螺 柱 的 旋 入 端 长 度,根 据 被旋 入 零 件 的 材 料 不 同,分 为 四 种 长 度 ； 当 材 料 为 钢 时,!
!
* +； 当 材 料 为 铸 铁 时,!
!
* !’
"%" 或 !
!
* !’%"； 当 材 料 为 轻 金 属 时,!
!
* ""。 联 接 时,将 螺 柱 旋 入 端 完 全 旋 入
!"
的螺 孔,然 后 装 上
!!
,套 上 垫 圈,拧 紧 螺 母 。 螺 柱 联 接 的 比 例 画 法 如 图 # $ # $ !% 所 示 。
·#(%·
第 三 章 标 准 件 与 常 用 件螺 柱 的 长 度 计 算 公 式 为,
! !
!"
# 垫 圈 厚 度 # 螺 母 厚 度 #（ $%& ’ $%(） "
根 据 上 式 计 算 出 螺 柱 长 度 后,再 从 螺 柱 标 准 中 选 取 接 近 的 标 准 值 。
画 图 时 应 注 意,
"） 螺 柱 旋 入 端 的 螺 纹 终 止 线 应 与 结 合 面 平 齐,以 示 拧 紧 。
)） 结 合 面 以 上 部 位 的 画 法 与 螺 栓 联 接 一 样 。
&） 弹 簧 垫 圈 常 采 用 下 列 比 例 画 法 （ 图 & * & * "&）,# ! "%+",厚 度 $ ! $%)",槽 宽 %
! $%"",垫 圈 开 槽 方 向 与 水 平 成 左 斜,$-角 。
图 & * & * "( 螺 栓 联 接 比 例 画 法图 & * & * "+ 螺 柱 联 接 比 例 画 法
·(.+·
第 三 篇 机 械 制 图
（ !） 螺 钉 联 接 螺 钉 联 接 用 于 受 力 不 大,不 经 常 拆 卸 的 场 合 。 螺 钉 按 其 用 途 分 为连 接 螺 钉 和 紧 定 螺 钉 。 紧 定 螺 钉 用 于 防 止 两 个 相 配 合 零 件 产 生 相 对 运 动 。 螺 钉 联 接的 比 例 画 法 如 图 ! " ! " #$ 所 示 。 !
#
的 长 度 与 螺 柱 联 接 相 同 。 螺 钉 的 有 效 长 度 计 算方 法 为 ； 先 利 用 公 式 ! %
!#
& !
#
,然 后 再 根 据 标 准 校 正 。
画 图 时 应 注 意,
#） 沉 头 螺 钉 以 锥 面 作 为 螺 钉 的 定 位 面 。
’） 螺 钉 的 螺 纹 终 止 线 应 高 出 螺 孔 的 端 面,或 在 螺 杆 全 长 上 都 有 螺 纹 。
!） 在 投 影 为 圆 的 视 图 上,一 字 槽 或 十 字 槽 投 影 应 画 成 倾 斜 ()*。 槽 宽 小 于 ’++
时,可 涂 黑 表 示 。
(） 紧 定 螺 钉 是 利 用 其 端 部 起 定 位,固 定 作 用 。
在 装 配 图 中,常 用 的 螺 栓,螺 钉 的 头 部 及 螺 母 等,也 可 采 用 图 ! " ! " #,所 示 的 简化 画 法 。
图 !" !" #$ 螺 钉 联 接 比 例 画 法
-） 半 圆 头 螺 钉 联 接,） 圆 柱 头 螺 钉 联 接 /） 沉 头 螺 钉 联 接
0） 紧 定 螺 钉 联 接图 !" !" #,在 装 配 图 中 螺 纹 紧 固 件 的 简 化 画 法螺 纹 联 接 件 联 接 的 画 法 比 较 繁 琐,容 易 出 错,表 !"!"! 所 列 为 画 法 的 正 误 对 照 。
·)1)·
第 三 章 标 准 件 与 常 用 件表 ! " ! " ! 螺 纹 联 接 件 联 接 画 法 正 误 对 照名 称 正 确 画 法 错 误 画 法 说 明螺 栓 联 接
#$ 两 被 联 接 件 的 剖 面 线应 反 向
%$ 螺 栓 与 孔 之 间 应 画 出间 隙螺 柱 联 接
#$ 弹 簧 垫 圈 开 口 方 向 应向 左 斜
%$ 螺 柱 旋 入 端 螺 纹 终 止线 与 两 被 连 接 件 接 触 面 轮廓 线 平 齐 表 示 已 拧 紧
!$ 紧 固 端 螺 纹 终 止 线 不应 漏 画
&$ 螺 纹 孔 底 部 的 画 法 应符 合 加 工 实 际 情 况螺 钉 联 接
#$ 螺 钉 与 孔 之 间 应 画 间隙
%$ 螺 纹 孔 深 应 长 于 螺 钉旋 入 的 深 度
!$ 螺 钉 头 槽 沟 在 俯 视 图中 规 定 画 成 &’(
第 三 节 齿 轮齿 轮 被 广 泛 地 应 用 于 机 器 和 部 件 中,其 作 用 是 传 递 动 力 或 改 变 转 速 和 旋 转 方 向 。
常 见 的 齿 轮 传 动 形 式 有,平 行 轴 齿 轮 传 动 — — — 用 于 两 平 行 轴 间 的 传 动,它 由 两 个 啮 合的 圆 柱 齿 轮 组 成 ； 相 交 轴 齿 轮 传 动 — — — 用 于 两 相 交 轴 间 的 传 动,它 由 两 个 啮 合 的 锥 齿
·)*’·
第 三 篇 机 械 制 图轮 组 成 ； 交 错 轴 齿 轮 传 动 — — — 用 于 两 交 错 轴 间 的 传 动,它 由 啮 合 的 蜗 杆 蜗 轮 组 成 。 如图 ! " ! " #$ 所 示 。
常 见 的 圆 柱 齿 轮 按 其 轮 齿 的 方 向 分 成 直 齿 圆 柱 齿 轮 和 斜 齿 圆 柱 齿 轮 两 种 。
图 ! " ! " #$ 常 用 齿 轮 传 动 形 式
%） 平 行 轴 齿 轮 传 动 &） 相 交 轴 齿 轮 传 动 ’） 交 错 轴 齿 轮 传 动一,直 齿 圆 柱 齿 轮
#(直 齿 圆 柱 齿 轮 各 部 分 的 名 称,代 号 及 尺 寸 关 系 （ 图 ! " ! " #)）
图 ! " ! " #) 啮 合 的 圆 柱 齿 轮 示 意 图
（ #） 齿 数 ! 一 个 齿 轮 的 轮 齿 总 数 。
（ *） 直 齿 轮 上 的 三 个 圆
#） 顶 圆 （ 齿 顶 圆 ） 在 圆 柱 齿 轮 上,其 齿 顶 圆 柱 面 与 端 平 面 的 交 线,称 为 齿 顶 圆,
其 直 径 代 号 为 "
%
。
*） 根 圆 （ 齿 根 圆 ） 在 圆 柱 齿 轮 上,其 齿 根 圆 柱 面 与 端 平 面 的 交 线,称 为 齿 根 圆,
·+$,·
第 三 章 标 准 件 与 常 用 件其 直 径 代 号 为 !
!
。
"） 分 度 圆 和 节 圆 圆 柱 齿 轮 的 分 度 圆 柱 面 与 端 平 面 的 交 线,称 为 分 度 圆,其 直 径代 号 为 !。 分 度 圆 是 设 计,制 造 齿 轮 时 进 行 尺 寸 计 算 的 基 准 圆,也 是 加 工 齿 轮 时 作 为齿 轮 分 度 的 圆 。 当 一 对 标 准 齿 轮 啮 合 时,两 个 齿 轮 的 分 度 圆 是 相 切 的,此 时 分 度 圆 称为 节 圆,直 径 代 号 为 !#,切 点 " 称 为 节 点 。
（ "） 齿 距,齿 厚 和 槽 宽
$） 齿 距 （ 端 面 齿 距 ） # 齿 轮 上 两 个 相 邻 而 同 侧 的 端 面 齿 廓 之 间 的 分 度 圆 弧 长,称为 端 面 齿 距,简 称 齿 距 。
%） 齿 厚 （ 端 面 齿 厚 ） $ 在 圆 柱 齿 轮 的 端 平 面 上,一 个 齿 的 两 侧 端 面 齿 廓 之 间 的 分度 圆 弧 长,称 为 齿 厚 。
"） 槽 宽 （ 端 面 齿 槽 宽 ） % 在 端 平 面 上 一 个 齿 槽 的 两 侧 齿 廓 之 间 的 分 度 圆 弧 长,称为 槽 宽 。 标 准 齿 轮 $ & % & #’%,# & $ ( %。
（ )） 齿 高 和 齿 宽
$） 齿 顶 高 &
*
齿 顶 圆 与 分 度 圆 之 间 的 径 向 距 离,称 为 齿 顶 高 。
%） 齿 根 高 &
!
齿 根 圆 与 分 度 圆 之 间 的 径 向 距 离,称 为 齿 根 高 。
"） 齿 高 & 齿 顶 圆 与 齿 根 圆 之 间 的 径 向 距 离,称 为 齿 高 。 & & &
*
( &
!
。
)） 齿 宽 ’ 齿 轮 的 有 齿 部 位 沿 分 度 圆 柱 面 的 直 母 线 方 向 量 度 的 宽 度,称 为 齿 宽 。
（ +） 压 力 角 。 在 一 般 情 况 下,两 相 啮 轮 齿 的 端 面 齿 廓 在 接 触 点 处 的 公 法 线 与 两分 度 圆 的 公 切 线 所 夹 的 锐 角,称 为 压 力 角 。 我 国 标 准 齿 轮 的 压 力 角 为 %,-。
（,） 模 数 ( 由 于 齿 轮 分 度 圆 的 周 长
!
! & )#,则 ! & )#’
!
,式 中
!
为 无 理 数 。 为了 计 算 方 便,令 ( & # /
!
,( 称 为 模 数,单 位 为 00。
模 数 是 设 计,制 造 齿 轮 的 基 本 参 数,模 数 越 大,轮 齿 也 就 越 大 。 一 对 啮 合 齿 轮 的模 数 应 相 等 。 为 了 便 于 齿 轮 的 设 计 和 制 造,国 家 标 准 规 定 了 模 数 的 标 准 数 值,见 表 "
1 " 1 )。
表 " 1 " 1 ) 模 数 的 标 准 系 列 （ 23/ 4 $"+5— $675） （ 00）
第 一 系 列 $,$8%+,$8+,%,%8+,",),+,.,7,$,,$%,$.,%,,%+,"%,),,+,
第 二 系 列
$85+,%8%+,%85+，（ "8%+）,"8+，（ "85+）,)8+,+8+，（,8+）,5,6，（ $$）,$),$7,%%,%7，（ ",）,
".,)+
注,选 用 模 数 时,应 优 先 采 用 第 一 系 列,其 次 是 第 二 系 列,括 号 内 的 模 数 尽 可 能 不 用 。
（ 5） 中 心 距 * 平 行 轴 或 交 错 轴 齿 轮 副 的 两 轴 线 之 间 的 最 短 距 离,称 为 中 心 距 。
直 齿 圆 柱 齿 轮 各 部 分 尺 寸 计 算 公 式 见 表 " 1 " 1 +。
·77+·
第 三 篇 机 械 制 图表 ! " ! " #
!
!
!
直 齿 标 准 圆 柱 齿 轮 各 部 分 尺 寸 计 算 公 式
!
!
!
名 称 代 号 计 算 公 式 名 称 代 号 计 算 公 式模 数 ! ! $ "%
!
$ #%$ 分 度 圆 直 径 # # $
!
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齿 顶 高 %
&
%
&
$ ! 齿 顶 圆 直 径 #
&
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齿 根 高 %
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$ *+(#! 齿 根 圆 直 径 #
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$ (+(#! 中 心 距 & & $（ #
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(
）,( $ !（ $
*
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） %(
(+直 齿 圆 柱 齿 轮 的 规 定 画 法
（ *） 单 个 齿 轮 的 画 法 国 家 标 准 规 定,齿 顶 圆 和 齿 顶 线 用 粗 实 线 绘 制,分 度 圆 和分 度 线 用 点 画 线 绘 制,齿 根 圆 和 齿 根 线 用 细 实 线 绘 制,或 省 略 不 画 。 在 剖 视 图 中,当剖 切 平 面 通 过 齿 轮 的 轴 线 时,轮 齿 一 律 按 不 剖 处 理,齿 根 线 用 粗 实 线 绘 制,如 图 ! " !
" (- 所 示 。
图 ! " ! " (- 直 齿 圆 柱 齿 轮 的 画 法图 ! " ! " (* 圆 柱 齿 轮 啮 合 的 规 定 画 法
&） 规 定 画 法,） 省 略 画 法 /） 外 形 视 图 （ 直 齿 ） 0） 外 形 视 图 （ 斜 齿 ）
（ (） 齿 轮 啮 合 画 法 在 垂 直 于 圆 柱 齿 轮 轴 线 的 投 影 面 的 视 图 中,啮 合 区 内 的 节 圆相 切,齿 顶 圆 均 用 粗 实 线 绘 制,也 可 省 略 不 画,如 图 ! " ! " (*&,,所 示 。 在 平 行 于 齿 轮轴 线 的 投 影 面 的 剖 视 图 中,当 剖 切 平 面 通 过 两 啮 合 齿 轮 的 轴 线 时,在 啮 合 区 内 将 一 个
·12#·
第 三 章 标 准 件 与 常 用 件齿 轮 的 轮 齿 用 粗 实 线 绘 制,另 一 个 齿 轮 的 轮 齿 被 遮 挡 的 部 分 用 虚 线 绘 制 （ 图 ! " ! "
##）,或 省 略 不 画 。 在 平 行 于 齿 轮 轴 线 的 投 影 面 的 外 形 视 图 中,啮 合 区 内 的 齿 顶 线 不需 画 出,节 线 用 粗 实 线 绘 制,如 图 ! " ! " #$%,& 所 示 。
图 ! " ! " ## 啮 合 齿 轮 的 间 隙
!’直 齿 圆 柱 齿 轮 的 测 绘直 齿 圆 柱 齿 轮 的 测 绘 步 骤 如 下,
（ $） 数 齿 数 !
（ #） 测 量 齿 顶 圆 直 径 "(
)
齿 数 为 偶 数 时,可 直 接 量 出 &(
)； 若 为 奇 数 时,可 测 出
#,$,计 算 出 "(
)
* # + #$,如 图 ! " ! " #! 所 示 。
图 ! " ! " #! 测 奇 数 齿 轮 的 齿 顶 圆 直 径
（ !） 确 定 模 数 % 根 据 公 式 %( * "(
)
,（ ! + #）,计 算 出 %(,再 根 据 表 ! " ! " - 选 取与 其 接 近 的 标 准 模 数 %。
（ -） 计 算 ",&,&
)
,&
.
,"
)
,"
.
等 。
（ /） 测 量 出 齿 轮 其 它 各 部 分 尺 寸 。
（ 0） 绘 制 齿 轮 零 件 图,如 图 ! " ! " #- 所 示 。
二,斜 齿 圆 柱 齿 轮
$’斜 齿 圆 柱 齿 轮 的 各 部 分 尺 寸 关 系斜 齿 圆 柱 齿 轮 的 轮 齿 方 向 与 齿 轮 轴 线 间 有 一 倾 斜 角 — — — 螺 旋 角
!
。 由 于 轮 齿 倾斜,其 端 面 齿 形 与 轮 齿 的 正 截 面 齿 形 不 同,因 此 斜 齿 轮 有 端 面 齿 距 ’
1
和 法 向 齿 距
’
2
,端 面 模 数 %
1
和 法 向 模 数 %
2
之 别 。 从 图 ! " ! " #/ 中 可 以 看 出 它 们 的 关 系,’
2
*
(
1
%34
!
,%
2
* 5
1
%34
!
,设 计 时 取 法 向 模 数 为 标 准 值 。
·67/·
第 三 篇 机 械 制 图图 ! " ! " #$ 直 齿 圆 柱 齿 轮 零 件 图图 ! " ! " #% 斜 齿 圆 柱 齿 轮斜 齿 圆 柱 齿 轮 各 部 分 尺 寸 计 算 公 式 见 表 ! " ! " &。
表 ! " ! " & 斜 齿 圆 柱 齿 轮 各 部 分 尺 寸 计 算 公 式名 称 代 号 计 算 公 式齿 顶 高 !
’
!
’
( "
)
齿 根 高 !
*
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’
( +,#%"
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齿 高 ! ! ( #,#%"
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分 度 圆 直 径 #
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’
#
’
( # 0 #"
)
齿 根 圆 直 径 #
*
#
*
( 1" #,%"
)
·+2%·
第 三 章 标 准 件 与 常 用 件
!"斜 齿 轮 的 规 定 画 法斜 齿 轮 和 直 齿 圆 柱 齿 轮 画 法 基 本 相 同,只 是 将 非 圆 视 图 画 成 局 部 剖 视 图,在 未 剖处 用 三 条 互 相 平 行 的 细 实 线 表 示 齿 向,如 图 # $ # $ !%,图 # $ # $ !&’ 所 示 。
图 # $ # $ !% 斜 齿 圆 柱 齿 轮 的 画 法三,直 齿 锥 齿 轮
&"直 齿 锥 齿 轮 各 部 分 尺 寸 关 系锥 齿 轮 的 轮 齿 是 在 圆 锥 面 上 制 出 的,因 此 一 端 大,一 端 小 。 为 了 计 算 和 制 造 方便,规 定 锥 齿 轮 大 端 的 模 数 为 标 准 模 数 。 直 齿 锥 齿 轮 各 部 分 名 称 如 图 # $ # $ #( 所示,其 各 部 分 的 尺 寸 关 系 见 表 # $ # $ (。
表 # $ # $ ( 锥 齿 轮 各 部 分 尺 寸 计 算 公 式名 称 代 号 计 算 公 式齿 顶 高 !
)
!
)
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齿 根 高 !
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齿 高 ! ! * !"!"
分 度 圆 直 径 $ $ * "%
齿 顶 圆 直 径 $
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齿 根 圆 直 径 $
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齿 宽 ’ ’
!
&5#
!"直 齿 锥 齿 轮 的 规 定 画 法
（ &） 单 个 锥 齿 轮 的 画 法 锥 齿 轮 的 主 视 图 常 作 剖 视,轮 齿 按 不 剖 画 。 在 左 视 图 中 用粗 实 线 表 示 大 端 和 小 端 的 齿 顶 圆,用 点 画 线 表 示 大 端 的 分 度 圆 。 大,小 端 齿 根 圆 及 小 端分 度 圆 均 不 画,其 余 部 分 按 投 影 关 系 绘 制 。 锥 齿 轮 的 画 图 步 骤 如 图 # $ # $ !6 所 示 。
·!78·
第 三 篇 机 械 制 图图 ! " ! " #$ 直 齿 锥 齿 轮 各 部 分 名 称图 ! " ! " #% 单 个 锥 齿 轮 的 画 图 步 骤
（ #） 啮 合 画 法 图 ! " ! " #& 为 锥 齿 轮 的 啮 合 画 法 。
四,蜗 杆 蜗 轮 简 介蜗 杆 蜗 轮 通 常 用 于 垂 直 交 错 的 两 轴 之 间 的 传 动 。 蜗 杆 和 蜗 轮 的 齿 向 是 螺 旋 形,
蜗 轮 的 轮 齿 顶 面 制 成 环 面 。 工 作 时 蜗 杆 是 主 动 件,蜗 轮 是 从 动 件,用 蜗 杆 蜗 轮 传 动 可以 得 到 较 大 的 传 动 比 。
蜗 杆 和 蜗 轮 各 部 分 的 尺 寸 代 号 和 规 定 画 法 见 图 ! " ! " !’,图 ! " ! " !(,其 画 法 和圆 柱 齿 轮 基 本 相 同,但 是 在 蜗 轮 投 影 为 圆 的 视 图 中,只 画 出 分 度 圆 和 外 圆,不 画 喉 圆
（ 齿 顶 圆 ） 和 齿 根 圆 。
蜗 杆 和 蜗 轮 的 啮 合 画 法 如 图 ! " ! " !# 所 示,在 蜗 杆 投 影 为 圆 的 视 图 上,啮 合 区只 画 蜗 杆,蜗 轮 被 遮 挡 的 部 分 可 省 略 不 画 。 在 蜗 轮 投 影 圆 的 视 图 上,蜗 轮 分 度 圆 与 蜗杆 节 线 相 切,蜗 轮 外 圆 与 蜗 杆 齿 顶 线 相 交 。 若 采 用 剖 视,蜗 杆 齿 顶 线 与 蜗 轮 外 圆,喉圆 相 交 的 部 分 均 不 画 出 。
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第 三 章 标 准 件 与 常 用 件图 ! " ! " #$ 啮 合 的 锥 齿 轮 画 图 步 骤图 ! " ! " !% 蜗 杆 各 部 尺 寸 代 号 和 画 法第 四 节 键 和 销一,键键 通 常 用 于 联 接 轴 和 轴 上 零 件 （ 如 齿 轮,带 轮 ）,起 传 递 转 矩 的 作 用 。 常 用 的 键 有普 通 平 键,半 圆 键,钩 头 楔 键 和 花 键,见 图 ! " ! " !!。
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第 三 篇 机 械 制 图图 !" !" !# 蜗 轮 各 部 分 尺 寸 代 号 和 画 法图 !" !" !$ 蜗 杆 蜗 轮 的 啮 合 画 法
%） 外 形 视 图 &） 剖 视 图图 !" !" !! 常 用 的 键
#’普 通 平 键普 通 平 键 分 ( 型,) 型,* 型 三 种 形 式,如 图 ! " ! " !+ 所 示 。
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第 三 章 标 准 件 与 常 用 件图 !" !" !# 普 通 平 键 的 型 式 和 尺 寸键 作 为 标 准 件,其 规 定 标 记 为,,键 类 型 代 号 ! $ " 标 准 号,
例 % ! & %’((,# & %%((," & %))(( 的 * 型 普 通 平 键 标 记 为,
键 %’ $ %)) +,-,%)/0— — — %/1/
例 2 ! & %’((,# & %%((," & %))(( 的 $ 型 普 通 平 键 标 记 为,
键,%’ $ %)) +,-,%)/0— %/1/
除 * 型 可 省 略 型 号,*” 外,,型 和 3 型 均 要 注 出 型 号 。
键 和 键 槽 的 尺 寸 可 以 从 国 标 中 查 出 。 键 槽 的 尺 寸 注 法 如 图 ! " ! " !4 所 示 。
图 !" !" !4 键 槽 的 尺 寸 标 注键 联 接 的 画 法 如 图 ! " ! " !0 所 示,键 的 顶 面 与 轮 毂 上 键 槽 的 底 面 有 间 隙,要 画成 两 条 线 ； 键 的 侧 面,底 面 与 键 槽 侧 面 及 轴 的 键 槽 底 面 接 触,只 画 一 条 线 ； 剖 切 平 面 通过 键 的 对 称 平 面 作 纵 向 剖 切 时,键 按 不 剖 绘 制 。
图 !" !" !0 普 通 平 键 联 接 画 法
25花 键花 键 的 齿 形 有 矩 形 和 渐 开 线 形 等,矩 形 花 键 应 用 较 广 。 花 键 能 传 递 较 大 的 力 矩,
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第 三 篇 机 械 制 图被 联 接 件 之 间 的 同 轴 度 和 导 向 性 好 。 它 们 的 尺 寸 和 标 注 方 式 已 标 准 化,可 从 有 关 标准 中 查 出 。
矩 形 花 键 的 画 法 如 图 !" !" !# 所 示 。
图 !" !" !# 花 键 轴 和 花 键 孔 的 画 法花 键 联 接 画 法 如 图 !" !" !$ 所 示 。
图 !" !" !$ 花 键 联 接 画 法二,销销 主 要 用 于 机 器 零 件 之 间 的 联 接 和 定 位 。 常 用 的 销 有 圆 柱 销,圆 锥 销 和 开 口 销,
如 图 !" !" !% 所 示 。
图 !" !" !% 常 用 的 销销 的 类 型 和 尺 寸 可 以 从 国 标 中 查 出 。 销 的 标 记 如 下,
销 标 准 号 类 型 代 号 ! & "
例 公 称 直 径 ! ’ ()**,长 度 " ’ +)** 的,型 圆 锥 销 的 标 记 为,
销 -./0 ((#,()& +)
销 孔 的 尺 寸 注 法 及 销 联 接 画 法 见 图 !" !" 1) 和 图 !" !" 1(。
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第 三 章 标 准 件 与 常 用 件图 ! " ! " #$ 销 孔 的 尺 寸 标 注图 ! " ! " #% 销 联 接 画 法
&） 圆 柱 销 ’） 圆 锥 销 (） 开 口 销第 五 节 弹 簧弹 簧 的 用 途 很 广,在 机 械 中 主 要 用 来 减 振,夹 紧,储 存 能 量 和 测 力 等 。 它 的 种 类很 多,有 螺 旋 弹 簧,碟 形 弹 簧,涡 卷 弹 簧,板 簧 等 。 其 中 螺 旋 弹 簧 又 分 有 压 缩 弹 簧,拉伸 弹 簧 及 扭 力 弹 簧 等 。
一,圆 柱 螺 旋 压 缩 弹 簧 各 部 分 名 称 及 尺 寸 关 系 （ 图 ! " ! " #)）
（ %） 弹 簧 钢 丝 直 径 !
（ )） 弹 簧 外 径 " 弹 簧 的 最 大 直 径 。
（ !） 弹 簧 内 径 "
%
弹 簧 的 最 小 直 径 。
"
%
* " " )!
（ #） 弹 簧 中 径 "
)
弹 簧 的 平 均 直 径 。
"
)
*（ " + "
%
）,)
（ -） 节 距 # 除 支 承 圈 外,相 邻 两 圈 间 的 轴 向 距 离 。
（,） 自 由 高 度 $
$
指 弹 簧 不 受 外 力 作 用 时 的 高 度 。
（ /） 弹 簧 的 总 圈 数 %
%
,支 承 圈 数 %
)
,有 效 圈 数 % 为 保 证 圆 柱 压 缩 弹 簧 工 作 时 受力 均 匀,使 中 心 轴 线 垂 直 于 支 承 面,需 将 弹 簧 两 端 并 紧,磨 乎 )0- 圈,并 紧,磨 乎 的 各
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第 三 篇 机 械 制 图圈 仅 起 支 承 作 用,故 称 为 支 承 圈 ； 保 持 节 距 的 圈 称 为 有 效 圈 ； 有 效 圈 数 ! 与 支 承 圈 数
!
!
之 和 称 为 总 圈 数 !
"
。
图 #$ #$ %! 圆 柱 螺 旋 压 缩 弹 簧
（ &） 展 开 长 度 " 制 造 弹 簧 时,簧 丝 的 下 料 长 度 " ’ !
"
（
!
#
!
）
!
( $
!
!
二,圆 柱 螺 旋 压 缩 弹 簧 的 规 定 画 法螺 旋 弹 簧 在 乎 行 于 轴 线 的 投 影 面 的 视 图 中,常 用 直 线 代 替 螺 旋 线 。 不 论 是 左 旋弹 簧 还 是 右 旋 弹 簧,均 画 成 右 旋,但 左 旋 弹 簧 一 律 要 注 出,左,字 。 有 效 圈 数 在 四 圈 以上 的 弹 簧 允 许 每 端 只 画 出 " ) ! 圈 （ 支 承 圈 不 计 在 内 ）,中 间 各 圈 可 省 略 不 画,但 应 画出 簧 丝 中 心 线 。 弹 簧 的 作 图 步 骤 如 图 # $ # $ %# 所 示 。
三,装 配 图 中 圆 柱 螺 旋 压 缩 弹 簧 的 简 化 画 法在 装 配 图 中,被 弹 簧 挡 住 的 结 构 一 般 不 画,可 见 部 分 从 弹 簧 的 外 轮 廓 线 或 从 弹 簧钢 丝 断 面 的 中 心 线 画 起,如 图 # $ # $ %% 所 示 。 弹 簧 直 径 等 于 或 小 于 !** 时 可 用 示 意图 绘 制,其 断 面 可 用 涂 黑 表 示,见 图 # $ # $ %%+、,。
第 六 节 滚 动 轴 承一,滚 动 轴 承 的 类 型,代 号滚 动 轴 承 在 机 器 中 用 于 支 承 转 动 轴,其 规 格 型 式 很 多,且 都 已 标 准 化 。 滚 动 轴 承一 般 由 外 圈,内 圈,滚 动 体 和 保 持 架 四 部 分 组 成,可 根 据 使 用 要 求,查 阅 有 关 标 准 选用 。
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第 三 章 标 准 件 与 常 用 件轴 承 代 号 由 基 本 代 号,前 置 代 号 和 后 置 代 号 构 成,其 排 列 形 式 见 表 ! " ! " #。
表 ! " ! " # 轴 承 代 号前 置 代 号基 本 代 号类 型代 号尺 寸 系 列 代 号宽 （ 高 ） 度系 列 代 号直 径系 列 代 号内 径代 号后 置 代 号注,表 中 基 本 代 号 的 排 列 形 式 不 包 括 滚 针 轴 承 。
基 本 代 号 表 示 轴 承 的 基 本 类 型,结 构 和 尺 寸,是 轴 承 代 号 的 基 础 。 轴 承 类 型 代 号用 数 字 （ 阿 拉 伯 数 字 ） 或 字 母 （ 大 写 拉 丁 字 母 ） 表 示,见 表 ! " ! " $。
表 ! " ! " $ 轴 承 类 型 代 号 （ 摘 自 %&’( )*) " +$$!）
代 号,+ ) ! -,/ * # 0 1 23
轴 承 类 型双 列 角 接触 球 轴 承调 心 球轴 承调 心 滚 子 轴承 和 推 力 调心 滚 子 轴 承圆 锥 滚子 轴 承双 列 深 沟球 轴 承推 力 球轴 承深 沟 球轴 承角 接 触球 轴 承推 力 圆 柱滚 子 轴 承圆 柱 滚 子轴 承外 球 面 球轴 承四 点 接 触球 轴 承尺 寸 系 列 代 号 由 轴 承 宽 （ 高 ） 度 系 列 代 号 和 直 径 系 列 代 号 组 合 而 成,均 用 两 位 数字 表 示 。 它 的 主 要 作 用 是 区 别 内 径 相 同 而 宽 （ 高 ） 度 和 外 径 不 同 的 轴 承 。
内 径 代 号 表 示 轴 承 的 公 称 内 径,用 两 位 数 字 表 示,见 表 ! " ! " +,。
表 ! " ! " +,轴 承 内 径 代 号 （ 摘 自 %&4( )*)— +$$!）
前 置,后 置 代 号 是 轴 承 在 结 构 形 状,尺 寸,公 差,技 术 要 求 等 有 改 变 时,在 其 基 本 代
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第 三 篇 机 械 制 图号 左,右 添 加 的 补 充 代 号 。 前 置 代 号 用 字 母 表 示,后 置 代 号 用 字 母 或 字 母 加 数 字 表 示 。
二,滚 动 轴 承 的 画 法国 家 标 准 规 定 了 滚 动 轴 承 的 简 化 画 法 （ 通 用 画 法 与 特 征 画 法 ） 和 规 定 画 法,见 表 !
" ! " ##
表 ! " ! " ## 常 用 滚 动 轴 承 的 简 化 画 法 与 规 定 画 法
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第 三 章 标 准 件 与 常 用 件图 ! " ! " #! 弹 簧 的 画 图 步 骤
$） 以 自 由 高 度 !
%
和 弹 簧 中 径 "
&
作 矩 形 #$%" ’） 画 出 支 承 圈 数 (） 根 据 节 距 & 作 簧 丝 断 面
)） 按 旋 向 作 簧 丝 断 面 的 切 线,校 对,加 深,画 剖 面 线图 ! " ! " ## 装 配 图 中 弹 簧 的 规 定 画 法
$） 不 画 挡 住 部 分 的 零 件 轮 廓 ’） 簧 丝 断 面 涂 黑 (） 簧 丝 示 意 画 法
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第 三 篇 机 械 制 图第 四 章 零 件 图 与 装 配 图第 一 节 零 件 图 的 作 用 和 内 容任 何 机 械 或 部 件,都 是 由 若 干 个 零 件 按 一 定 的 装 配 关 系 和 技 术 要 求 组 装 而 成 的 。
表 示 单 个 零 件 的 结 构,大 小 和 技 术 要 求 的 图 样 称 为 零 件 图 。 零 件 图 是 制 造 和 检 验 零件 的 依 据,是 指 导 生 产 机 器 零 件 的 重 要 技 术 文 件 之 一 。 由 图 ! " # " $ 所 示 的 主 轴 零件 图 可 看 出,一 张 完 整 的 零 件 图,应 包 括 下 列 基 本 内 容,
图 !" #" $ 零 件 图
（ $） 图 形 。 用 一 组 恰 当 的 视 图 （ 包 括 剖 视,剖 面 等 各 种 表 达 方 法 ）,完 整,清 楚,准
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第 四 章 零 件 图 与 装 配 图确 地 表 达 零 件 的 内,外 结 构 和 形 状 。
（ !） 尺 寸 。 正 确,完 整,清 晰,合 理 地 标 注 出 零 件 制 造 和 检 验 所 需 的 全 部 尺 寸 。
图 "# $# ! 按 零 件 安 放 位 置 选 择 主 视 图
（ "） 技 术 要 求 。 用 规 定 的 符 号,数 字,字 母 和 文 字 注 解,简 明,准 确 地 给 出 零 件 制造 应 达 到 的 质 量 要 求 （ 包 括 表 面 粗 糙 度,尺 寸 公 差,形 状 和 位 置 公 差,热 处 理 及 表 面 处理 等 ） 。
（ $） 标 题 栏 。 用 以 填 写 零 件 的 名 称,材 料,比 例,数 量,图 号 及 设 计,绘 图,审 核 等人 员 的 签 名 和 日 期 等 。
第 二 节 零 件 图 的 视 图 选 择零 件 图 的 视 图 选 择,就 是 在 考 虑 便 于 看 图 的 前 提 下,选 择 适 当 的 视 图,剖 视,剖 面等 表 达 方 法,将 零 件 的 各 部 分 结 构 形 状 和 相 互 位 置,完 整 清 晰 地 表 达 出 来,并 力 求 绘图 简 便 。 为 此,就 要 对 零 件 进 行 结 构 形 状 分 析,依 据 零 件 的 结 构 特 点,用 途 及 主 要 加工 方 法,选 择 主 视 图 和 其 他 视 图 。
一,主 视 图 的 选 择主 视 图 是 表 达 零 件 结 构 形 状 的 一 组 图 形 中 最 主 要 的 视 图,在 画 图 与 看 图 中 起 主导 作 用 。 选 择 主 视 图 时,应 遵 循 下 列 三 个 原 则,
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第 三 篇 机 械 制 图
!"加 工 位 置 原 则主 视 图 所 表 示 的 零 件 位 置,应 尽 可 能 与 零 件 的 主 要 加 工 位 置 相 一 致,便 于 看 图 加工 和 检 测 尺 寸 。 如 图 # $ % $ &（ ’） 所 示 轴,是 按 图 # $ % $ &（ (） 所 示 在 车 床 上 的 加 工 位置 选 择 主 视 图 的 。
图 # $ % $ # 按 零 件 形 状 特 征 选 择 主 视 图图 # $ % $ % 综 合 考 虑 选 择 主 视 图
&"工 作 位 置 原 则工 作 位 置 是 指 零 件 在 机 器 或 部 件 中 工 作 时 的 位 置 。 主 视 图 与 零 件 的 工 作 位 置 相一 致,有 利 于 把 零 件 图 和 装 配 图 对 照 起 来 看 图,也 便 于 想 象 零 件 在 部 件 中 的 安 装 位 置
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第 四 章 零 件 图 与 装 配 图和 作 用 。 如 图 ! " # " $（ %） 所 示 的 车 床 尾 架 体 主 视 图 就 是 按 其 工 作 位 置 画 出 的 。
!&形 状 特 征 原 则在 确 定 了 零 件 的 画 图 位 置 后,还 应 根 据 零 件 的 形 状 特 征,确 定 零 件 主 视 图 的 投 影方 向,其 原 则 是 最 能 明 显 地 反 映 零 件 的 主 要 结 构 形 状 和 各 部 分 之 间 的 相 对 位 置 关 系 。
如 图 ! " # " ! 所 示 的 尾 架 体,按 箭 头 ! 的 方 向 投 影 所 得 的 视 图,与 按 箭 头 " 或 其 他 方向 投 影 所 得 到 的 视 图 相 比 较,! 方 向 反 映 形 状 特 征 最 明 显 。 因 此,应 以 ! 方 向 作 为 主视 图 的 投 影 方 向 。
图 ! " # " ’ 需 要 三 个 视 图 表 达 支 架 零 件一 个 零 件 的 主 视 图 不 一 定 要 完 全 符 合 上 述 三 条 原 则,而 应 根 据 零 件 的 结 构 特 征各 有 侧 重 。 如 图 ! " # " #（ (）,（ )） 所 示 的 轴 和 阀 盖 是 以 加 工 位 置 和 其 轴 向 的 结 构 形 状特 征 选 择 主 视 图 的 ； 图 *+ " #（ %）,（,） 所 示 的 摇 杆 和 轴 承 座 是 以 结 构 形 状 特 征 和 工 作位 置 选 择 主 视 图 的 。
二,其 他 视 图 的 选 择主 视 图 确 定 后,应 根 据 零 件 结 构 形 状 的 复 杂 程 度,主 视 图 是 否 已 表 达 完 整 和 清楚,来 确 定 是 否 需 要 和 需 要 多 少 其 他 视 图 。 选 择 其 他 视 图 时,优 先 选 用 其 他 基 本 视图,并 采 取 相 应 的 剖 视 图 和 剖 面 图 ； 对 于 尚 未 表 达 清 楚 的 局 部 形 状 或 细 小 结 构,可 选择 必 要 的 局 部 视 图,斜 视 图 或 局 部 放 大 图 等 。
·-+-·
第 三 篇 机 械 制 图下 面 举 例 说 明 视 图 数 量 和 表 达 方 法 的 选 择 。
图 ! " # " $ 需 多 个 视 图 表 达图 ! " # " %
图 ! " # " &（ ’） 所 示 为 按 工 作 位 置 放 置 的 支 架 轴 测 图,它 的 形 体 结 构 稍 复 杂 一 些,
加 工 位 置 变 化 较 多,在 选 择 主 视 图 时 应 以 形 体 特 征 和 工 作 位 置 作 为 表 达 重 点,即 以 图
·%($·
第 四 章 零 件 图 与 装 配 图中 箭 头 方 向 作 为 主 视 图 投 影 方 向 。 但 为 了 减 少 其 他 视 图 上 的 虚 线 和 适 应 人 们 看 物 体的 习 惯,可 将 支 架 倒 过 来 放 置,再 用 局 部 剖 视 表 示 出 轴 孔 和 安 装 孔,则 画 出 主 视 图 如图 ! " # " $（ %） 中 所 示 。 为 了 把 支 架 宽 度 方 向 的 形 状 表 示 清 楚,可 选 用 左 视 图 或 俯 视图 。 选 左 视 图,则 上 面 呈 & 形 部 分 形 状 表 达 得 比 较 清 楚,但 安 装 板 部 分 较 差 ； 选 俯 视图 则 正 好 相 反 。 因 而 左,俯 视 图 全 需 画 出,这 时 视 图 数 量,虽 然 多 了,但 表 达 清 晰 有 利于 看 图 。 在 左 视 图 上 取 半 剖 视,俯 视 图 可 只 画 外 形 。 考 虑 到 中 部 工 字 形 结 构 反 映 仍不 明 显,便 再 加 一 移 出 剖 面,得 到 图 ! " # " $（ %） 所 示 的 表 达 方 案 。 分 析 此 方 案 中 的 俯视 图,其 主 要 作 用 是 反 映 安 装 板 及 其 上 两 孔 的 形 状 和 位 置,而 & 形 结 构 部 分 从 主 视 图和 左 视 图 上 已 表 达 得 十 分 清 楚,没 有 必 要 再 在 俯 视 图 上 画 出,于 是,可 把 ! " ! 剖 面改 成 在 俯 视 图 上 作 ! " ! 剖 视,这 样,用 三 个 视 图,可 把 支 架 简 单 清 晰 地 表 达 出 来,如图 ! " # " $（ ’） 所 不 。
如 图 ! " # " (（ )） 所 示 零 件,可 分 为 * 个 部 分,即 图 中 所 标
!
、
"
,…,
#
,以 箭 头 +
所 指 方 向 为 主 视 图 投 影 方 向,可 用 $ 个 视 图 （ 主,俯,左,仰 和 剖 面 ） 来 表 达,如 图 ! " #
" (（ %） 所 示 。 该 零 件 既 有 外 部 结 构 形 状,又 有 内 部 结 构 形 状 。 在 主 视 图 中,它 具 有 对称 平 面,所 以 选 用 半 剖 视 ； 为 了 表 达 底 板 上 小 孔 是 通 的,作 了 一 个 局 部 剖 视 ； 俯 视,仰视 和 左 视 都 选 用 了 视 图 表 达 它 的 外 部 结 构 形 状 ； 为 了 表 达 肋 的 断 面 形 状,作 了 一 个 移出 剖 面 （ 重 合 剖 面 也 可 ） 。 该 零 件 还 可 用 图 ! " # " * 来 表 达,请 读 者 自 行 分 析 。
第 三 节 零 件 图 的 尺 寸 标 注零 件 图 中 的 视 图 主 要 用 来 表 达 零 件 的 结 构 形 状,而 零 件 的 大 小 则 主 要 依 靠 标 注的 尺 寸 来 确 定,所 以 尺 寸 标 注 是 零 件 图 中 又 一 重 要 内 容,它 直 接 影 响 零 件 的 加 工 和 检测 。 标 注 零 件 尺 寸 时,应 力 求 做 到,
正 确 — — — 尺 寸 的 标 注 要 符 合 机 械 制 图 国 家 标 准 。
完 整 — — — 注 全 零 件 各 部 分 结 构 的 定 形 尺 寸,定 位 尺 寸 以 及 必 要 的 总 体 尺 寸 。
清 晰 — — — 尺 寸 的 布 置 要 便 于 看 图 查 找 。
合 理 — — — 尺 寸 标 注 既 要 符 合 零 件 的 设 计 要 求,又 要 便 于 加 工 和 测 量 。
关 于 零 件 尺 寸 标 注 的 前 三 点 要 求 与 前 面 介 绍 过 的 组 合 体 尺 寸 标 注 的 要 求 是 一 致的,这 里 不 再 赘 述,本 节 重 点 讨 论 尺 寸 标 注 的 合 理 性 。 所 谓 零 件 尺 寸 标 注 的 合 理 性,
主 要 包 括 根 据 零 件 的 设 计 和 工 艺 要 求,正 确 地 选 择 尺 寸 基 准 和 恰 当 地 标 注 尺 寸 两 个方 面 。
一,尺 寸 基 准 的 选 择零 件 的 尺 寸 基 准,是 指 零 件 装 配 到 机 器 上 或 在 加 工 测 量 时,用 以 确 定 其 位 置 的 一
·,-(·
第 三 篇 机 械 制 图些 面,线 或 点 。 由 于 用 途 不 同,基 准 可 分 为,
设 计 基 准 — — — 确 定 零 件 在 机 器 中 位 置 的 一 些 面,线 或 点 ；
工 艺 基 准 — — — 确 定 零 件 在 加 工 或 测 量 时 的 位 置 的 一 些 面,线 或 点 。
下 面 举 例 说 明 。 图 ! " # " $（ %） 所 示 为 轴 承 挂 架 安 装 在 机 器 上 的 情 况 。 在 图 ! " #
" $（ &） 中 选 择 轴 承 挂 架 的 安 装 面 ’ 作 为 高 度 方 向 的 设 计 基 准,并 由 该 基 准 出 发 注 出
()"
)
)*)(
,来 确 定 挂 架 在 机 器 中 的 上 下 位 置 。 在 长 度 方 向 选 择 安 装 面 + 为 基 准,以 确定 挂 架 在 机 器 中 的 左 右 位 置 。 在 宽 度 方 向 选 择 对 称 平 面,为 设 计 基 准,以 确 定 挂 架在 机 器 中 的 前 后 位 置,轴 承 挂 架 上 两 安 装 孔 的 中 心 距 -) 是 从 该 基 准,考 虑 标 注 的,
可 保 证 安 装 时 挂 架 上 两 个 孔 与 机 架 上 两 个 螺 孔 能 准 确 配 上 。
图 !" #" $ 轴 承 挂 架 的 尺 寸 基 准在 图 ! " # " $（ &） 主 视 图 中,轴 承 孔 的 长 度 #$,油 孔 的 定 位 尺 寸,/ 是 以 端 面 0 为基 准 进 行 加 工 和 测 量 的,轴 承 孔 的 外 径
!
#) 和 内 径
!
/) 是 以 轴 线 1 为 基 准 测 量 的,故标 注 尺 寸 时 端 面 0 和 轴 线 1 为 工 艺 基 准 。
图 ! " # " 2 所 示 蜗 轮 轴 零 件 图,其 轴 线 既 是 径 向 设 计 基 准,又 是 径 向 工 艺 基 准,
由 此 标 注 径 向 尺 寸
!
#)、
!
!-、
!
!) 等 。 为 了 保 证 蜗 轮 与 蜗 杆 啮 合 准 确,选 用 蜗 轮 轴 端 面
’ 为 轴 向 尺 寸 设 计 基 准,标 注 尺 寸 -(,.(#。 右 端 面 3 为 轴 向 尺 寸 工 艺 基 准,标 注 尺 寸
-),便 于 测 量 。
一 般 地 讲,从 设 计 基 准 标 注 尺 寸 时,可 满 足 设 计 要 求,可 保 证 零 件 的 功 能 要 求,而从 工 艺 基 准 标 注 尺 寸,则 便 于 加 工 和 测 量 。
所 以,选 择 尺 寸 基 准 的 一 条 首 要 原 则 是,凡 是 影 响 产 品 性 能,工 作 精 度 和 互 换 性的 主 要 尺 寸,必 须 从 设 计 基 准 直 接 注 出,零 件 中 的 主 要 尺 寸 包 括 规 格 性 能 尺 寸,配 合尺 寸,安 装 尺 寸,影 响 零 件 在 机 器 部 件 中 准 确 位 置 的 尺 寸 等,例 如 图 ! " # " $（ &） 中 的
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第 四 章 零 件 图 与 装 配 图
!"
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# "$"!
,%&,’",以 及 图 中 的
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("、
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%’、
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%",’!,)!( 等 。
其 次,因 为 任 何 一 个 零 件 都 有 长,宽,高 三 个 方 向 （ 或 轴 向,径 向 两 个 方 向 ） 的 尺寸,每 个 尺 寸 都 有 基 准,因 此 每 个 方 向 至 少 要 有 一 个 基 准 。 同 一 方 向 上 有 多 个 基 准时,其 中 必 定 有 一 个 是 主 要 的,称 为 主 要 基 准,其 余 则 为 辅 助 基 准,主 要 基 准 与 辅 助 基准 之 间 应 有 尺 寸 联 系 。 如 图 % # ( # *（ +） 中 的 !"
"
# "$"!
,%&,)%,图 % # ( #,中 的 )!(,’!。
此 外,标 注 尺 寸 时,应 尽 量 使 设 计 基 准 与 工 艺 基 准 统 一 起 来,称 为,基 准 重 合 原则,,这 样 既 能 满 足 设 计 要 求,又 能 满 足 工 艺 要 求 。 一 般 情 况 下,设 计 基 准 与 工 艺 基 准是 可 以 做 到 统 一 的,如 图 % # ( # *（ +）,图 % # ( #,中 零 件 的 轴 径,孔 径 的 尺 寸 标 注 都符 合 基 准 重 合 原 则 。 当 两 者 不 能 统 一 时,要 按 设 计 要 求 标 注 尺 寸,在 满 足 设 计 要 求 前提 下,力 求 满 足 工 艺 要 求 。
图 % # ( #,蜗 轮 轴 的 尺 寸 基 准可 作 为 设 计 基 准 或 工 艺 基 准 的 面,线,点 主 要 有,对 称 平 面,主 要 加 工 面,结 合 面,
底 平 面,端 面,轴 肩 平 面 ； 轴 线,对 称 中 心 线 ； 圆 心,球 心 等 。 应 根 据 零 件 图 的 设 计 要 求和 工 艺 要 求,结 合 实 际 情 况 恰 当 选 择 尺 寸 基 准 。
二,尺 寸 标 注 的 形 式零 件 尺 寸 的 标 注 形 式 取 决 于 零 件 的 结 构 特 点,加 工 方 法,所 选 择 的 基 准 等 诸 多 因素 。 常 用 的 尺 寸 标 注 形 式 有 以 下 三 种,
)$坐 标 式零 件 同 一 方 向 的 几 个 尺 寸 由 同 一 基 准 出 发 进 行 标 注,如 图 % # ( # )"（ -） 所 示 。 其优 点 在 于 所 注 各 段 尺 寸 的 尺 寸 精 度 只 取 决 于 本 段 尺 寸 的 加 工 误 差,而 不 受 其 他 尺 寸误 差 的 影 响 。 但 应 注 意,,,/ 段 的 轴 长 尺 寸 将 分 别 受 到 两 个 尺 寸 误 差 的 影 响,显 然,
这 两 段 尺 寸 应 是 不 重 要 的 尺 寸 。
&$链 式零 件 上 同 一 方 向 的 一 组 尺 寸,彼 此 首 尾 相 接,形 成 链 状,如 图 % # ( # )"（ +） 所 示 。
链 式 注 法 的 优 点 在 于 前 一 尺 寸 的 误 差,并 不 影 响 后 一 尺 寸,缺 点 是 各 段 尺 寸 的 误 差 最终 会 累 积 到 总 尺 寸 上 。
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第 三 篇 机 械 制 图
!"综 合 式综 合 式 是 坐 标 式 与 链 式 的 组 合 标 注 形 式,如 图 ! # $ # %&（ ’） 所 示 。 这 种 尺 寸 标 注形 式 兼 有 上 述 两 种 方 式 的 优 点,既 能 保 证 一 些 精 确 尺 寸,又 能 减 少 尺 寸 误 差 积 累,因而 能 更 好 地 适 应 零 件 的 设 计 和 工 艺 要 求 。 所 以 标 注 零 件 图 尺 寸 时,最 常 用 的 是 综 合式 注 法 。
图 ! # $ # %& 尺 寸 标 注 形 式图 ! # $ # %% 不 能 标 注 封 闭 尺 寸 链
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第 四 章 零 件 图 与 装 配 图三,合 理 标 注 尺 寸 时 应 注 意 的 事 项
!"不 能 注 成 封 闭 尺 寸 链如 图 # $ % $ !!（ &） 所 示,一 组 尺 寸 头 尾 相 接 绕 成 一 圈,组 成 封 闭 的 尺 寸 链,称 为 封闭 链,若 尺 寸 ! 比 较 重 要,则 尺 寸 ! 将 由 于 受 到 尺 寸 ",# 的 影 响 而 难 于 保 证 。 因 此,
不 能 注 成 封 闭 尺 寸 链 。 解 决 的 办 法 是 在 尺 寸 链 中 选 一 个 不 重 要 的 环 不 注 尺 寸,称 它为 开 口 环,如 图 # $ % $ !!（ ’） 所 示,这 种 注 法 尺 寸 !,# 相 互 之 间 不 受 影 响,其 误 差 都积 累 到 开 口 环 " 上 。
() 标 注 尺 寸 要 考 虑 工 艺 要 求
（ !） 按 加 工 顺 序 标 注 尺 寸 。 若 无 特 殊 要 求,标 注 尺 寸 应 按 加 工 顺 序 标 注 尺 寸,这样 符 合 加 工 过 程,便 于 加 工 测 量 。 如 图 # $ % $ !( 所 示 小 轴,除 尺 寸 *! 是 配 合 尺 寸 （ 长度 方 向 ）,要 直 接 注 出,其 余 都 按 加 工 顺 序 标 注 。 为 了 便 于 备 料,注 出 了 轴 的 总 长 !(+；
为 了 加 工
!
#* 的 轴 径,直 接 注 出 了 尺 寸 (*。 调 头 加 工
!
%,的 轴 颈,应 直 接 注 出 尺 寸
-%； 在 加 工
!
#* 时,应 保 证 配 合 尺 寸 *!。 这 样 既 保 证 设 计 要 求,又 符 合 加 工 顺 序 。
图 # $ % $ !( 轴 的 加 工 顺 序 与 标 注 尺 寸 的 关 系比 较 图 # $ % $ !#（ &）,（ ’） 可 知,图 （ &） 按 加 工 顺 序 注 尺 寸,便 于 加 工,图 （ ’） 则 不 便
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第 三 篇 机 械 制 图于 加 工 。
（ !） 标 注 尺 寸 要 符 合 制 造 工 艺 。 零 件 图 标 注 尺 寸 时,要 符 合 加 工 工 艺 的 要 求 。 图
"# $ # %$（ &） 中,轴 承 盖 半 圆 孔 是 与 轴 承 座 的 半 圆 孔 合 在 一 起 加 工 出 来 的 。 因 此,应注 出 直 径
!
$’
( ’)’"*
’
和
!
$+,而 不 能 注 半 径 。 图 " # $ # %$（,） 所 示 轴 的 半 圆 键 槽 也 要 求标 注 直 径 而 不 能 标 注 半 径 。
图 "# $# %"
（ "） 标 注 尺 寸 要 便 于 测 量 。 如 图 " # $ # %+（ &） 所 示 图 例 都 不 易 测 量 。 如 果 这 些 尺寸 对 设 计 要 求 影 响 不 大 时,应 考 虑 测 量 方 便,按 图 " # $ # %+（,） 标 注,
（ $） 毛 坯 面 的 尺 寸 标 注 。 零 件 图 上 毛 坯 面 尺 寸 和 加 工 面 尺 寸 要 分 开 标 注,在 同 一方 向 上,毛 坯 面 和 加 工 面 之 间 只 标 注 一 个 联 系 尺 寸,如 图 " # $ # %-（ &） 中 的,,加 工 时保 证 这 一 个 尺 寸 的 精 度 易 于 做 到,而 如 图 " # $ # %-（,） 标 注,加 工 时 要 同 时 保 证 尺 寸
.,/,0 的 精 度 则 是 很 难 的 。
")零 件 上 常 见 结 构 的 尺 寸 注 法零 件 上 常 有 圆 角,倒 角,退 刀 槽,砂 轮 越 程 槽,螺 孔,沉 孔,销 孔 等 结 构,它 们 的 尺寸 标 注 如 表 " # $ # % 所 示 。
表 " # $ # % 零 件 上 常 见 结 构 的 尺 寸 注 法
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第 四 章 零 件 图 与 装 配 图
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第 三 篇 机 械 制 图
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第 四 章 零 件 图 与 装 配 图图 !" #" $# 标 注 尺 寸 要 符 合 制 造 工 艺图 !" #" $% 标 注 尺 寸 应 便 于 测 量图 !" #" $& 毛 坯 面 尺 寸 标 注
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第 三 篇 机 械 制 图四,典 型 零 件 的 视 图 选 择 及 尺 寸 标 注零 件 种 类 繁 多,结 构 形 状 也 不 尽 相 同,但 可 根 据 它 们 的 结 构,用 途,加 工 制 造 等 方面 的 特 点,将 零 件 分 为 轴 套 类,轮 盘 类,叉 架 类,箱 体 类 四 类 典 型 零 件,由 于 每 一 类 零件 的 结 构 及 其 制 造 工 艺 大 致 相 同,所 以,在 零 件 图 的 视 图 选 择 及 尺 寸 标 注 上 也 有 共 同之 处 。 下 面 逐 一 进 行 分 析 。
（ 一 ） 轴 套 类 零 件这 类 零 件 通 常 指 轴,套 筒 等,其 主 要 结 构 一 般 由 大 小 不 同 的 同 轴 回 转 面 （ 圆 柱,圆锥 ） 组 成,具 有 轴 向 尺 寸 大 于 径 向 尺 寸 的 特 点 。 零 件 上 常 有 键 槽,退 刀 槽,挡 圈 槽,螺纹,销 孔,倒 圆,倒 角,中 心 孔 等 结 构,如 图 ! " # " $% 所 示 。
$&视 图 选 择轴 套 类 零 件 的 切 削 加 工 主 要 在 车 床 和 磨 床 上 进 行,一 般 按 加 工 位 置 将 轴 线 水 平放 置 来 画 主 视 图,这 样 既 反 映 了 零 件 的 轴 向 结 构 形 状,也 便 于 加 工 时 图 物 对 照 ； 较 长轴 可 采 用 折 断 画 法 ； 空 心 轴 中 的 内 部 结 构,可 采 用 局 部 剖 视,全 剖,半 剖 等 表 达 方 法 ；
对 于 主 视 图 尚 未 表 达 清 楚 的 局 部 结 构 （ 键 槽,螺 孔 等 ）,可 采 用 剖 面,局 部 视 图,局 部 放大 图 补 充 。
’&尺 寸 标 注因 轴 套 类 零 件 的 基 本 形 状 是 同 轴 回 转 体,所 以 常 以 其 轴 线 作 径 向 基 准,以 重 要 的端 面 或 轴 肩 作 长 度 方 向 基 准 。 如 图 ! " # " $% 中 轴,孔 的 直 径 尺 寸 都 以 轴 线 为 基 准 注出,定 位 尺 寸 ’(&),#’,$#*&),$+( 都 由 轴 向 基 准 右 端 面 直 接 注 出 。
（ 二 ） 轮 盘 类 零 件这 类 零 件 包 括 齿 轮,手 轮,端 盖 等,毛 坯 多 为 铸 件 或 锻 件 。 结 构 形 状 特 点 是 轴 向尺 寸 小,径 向 尺 寸 较 大 。 零 件 的 主 体 多 数 由 同 轴 回 转 体 构 成 （ 也 有 主 体 形 状 是 矩 形的 ）,并 在 径 向 分 布 有 螺 孔,光 孔,销 孔,键 槽,轮 辐,肋 板 等 结 构,如 图 ! " # " $* 所 示 。
$&视 图 选 择轮 盘 类 零 件 一 般 选 择 两 个 基 本 视 图,主 视 图 按 加 工 位 置 放 置,采 用 轴 向 剖 视 图,
表 达 轴 向 剖 面 结 构,再 用 左 视 图 或 右 视 图 表 达 外 形 特 征 。 基 本 视 图 未 能 表 达 清 楚 的结 构 形 状,可 用 剖 面 图 或 局 部 视 图 作 为 补 充,较 小 结 构 可 用 局 部 放 大 图 表 达 。
’&尺 寸 标 注标 注 轮 盘 类 零 件 的 尺 寸 时,常 以 回 转 面 轴 线 或 对 称 中 心 线 作 径 向 尺 寸 基 准,以 重要 的 端 面,如 安 装 面 作 为 轴 向 尺 寸 基 准 。 在 图 ! " # " $* 中,以 端 盖 左 边 的 安 装 面 作长 度 方 向 尺 寸 基 准,从 基 准 出 发 注 出 尺 寸 %,)*,$(。 轴 孔 等 直 径 尺 寸,以 轴 线 为 基 准注 出 。 左 视 图 中,以 中 心 线 分 别 作 为 零 件 的 宽 度,高 度 方 向 尺 寸 基 准,由 此 注 出 沉 头孔 的 定 位 尺 寸
!
$( 及 #),,以 及 -!! 柱 面 的 定 位 尺 寸 *) 和 $(。
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第 四 章 零 件 图 与 装 配 图
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第 三 篇 机 械 制 图
（ 三 ） 叉 架 类 零 件叉 架 类 零 件 包 括 拨 叉,连 杆,支 架 等 零 件 。 此 类 零 件 结 构 形 状 差 别 较 大,结 构 不规 则,外 形 比 较 复 杂 。 零 件 上 常 有 弯 曲 或 倾 斜 结 构,以 及 肋 板,轴 孔,耳 板,底 板 等 。
局 部 结 构 常 有 螺 孔,沉 孔,油 孔,油 槽 等 。
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第 四 章 零 件 图 与 装 配 图
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第 三 篇 机 械 制 图
!"视 图 选 择叉 架 类 零 件 加 工 工 序 比 较 多,所 以,一 般 按 工 作 位 置 和 形 状 特 征 原 则 选 择 主 视图,当 工 作 位 置 是 倾 斜 的 或 不 固 定 时,可 将 其 摆 正 画 主 视 图 。 主 视 图 常 采 用 局 部 剖 视
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第 四 章 零 件 图 与 装 配 图表 达 主 体 外 形 和 局 部 内 形 。 其 他 视 图,对 其 倾 斜 结 构 常 用 斜 视 图,旋 转 视 图,斜 剖 和剖 面 等 表 达,如 图 ! " # " $% 所 示 。
&’尺 寸 标 注在 图 ! " # " $% 的 主 视 图 中,
!
形 固 定 板 的 垂 直 安 装 面,水 平 安 装 面,分 别 为 支 架长 度 和 高 度 方 向 的 尺 寸 基 准,从 基 准 出 发 注 出 圆 筒 的 定 位 尺 寸 (),*),从 辅 助 基 准 出发 注 出 了 凸 缘 孔,连 接 肋 板,固 定 板 的 定 位 尺 寸 &+、,,&) 等 和 定 形 尺 寸 。 左 视 图 的 对称 平 面 中 心 线 为 支 架 宽 度 方 向 的 尺 寸 基 准,标 注 了 沉 孔 的 定 位 尺 寸 #)。
（ 四 ） 箱 体 类 零 件这 类 零 件 包 括 减 速 器 箱 体,液 压 缸 体,泵 体,阀 体,机 座 等 。 其 毛 坯 多 为 铸 件 。 此类 零 件 多 为 中 空 壳 体,其 内 外 结 构 形 状 都 比 较 复 杂,常 有 轴 孔,轴 承 孔 或 活 塞 孔,油 腔等 结 构 。 这 类 零 件 常 具 有 安 装 底 板,法 兰,安 装 孔,螺 孔,销 孔 等 结 构,还 有 安 装 油 标,
油 塞 等 零 件 的 凸 缘,凸 台,凹 坑 等,如 图 ! " # " &) 所 示 。
$’视 图 选 择由 于 箱 体 类 零 件 加 工 部 位 较 多,因 此 主 视 图 多 按 工 作 位 置 选 择 。 主 视 图 常 采 用各 种 剖 视 来 表 达 主 要 结 构,其 投 影 方 向 应 反 映 形 体 特 征 。 由 于 箱 体 类 零 件 的 外 形 和内 腔 都 较 复 杂,所 以 常 需 三 个 或 三 个 以 上 的 基 本 视 图 并 作 适 当 剖 视 来 进 一 步 表 达 主体 结 构 。 基 本 视 图 没 有 表 达 清 楚 的 部 分 可 用 局 部 剖 视,剖 面 等 补 充 表 达 。
图 ! " # " &) 缸 体 零 件 图 由 三 个 基 本 视 图 组 成 。 主 视 图 按 工 作 位 置 放 置,采 用 全剖 视 图,反 映 缸 体 的 内 部 结 构 形 状 及 顶 部 螺 孔 的 贯 通 情 况,由 于 剖 切 位 置 为 前 后 对 称平 面,剖 视 图 省 略 标 注 。 左 视 图 为 了 既 表 达 外 形,又 反 映 内 形,采 用 了 过 销 孔 轴 线 的半 剖 视 图 。 俯 视 图 用 来 重 点 表 达 安 装 底 板 的 形 状 及 其 安 装 孔,销 孔 的 分 布 和 缸 体 顶部 凸 台 的 形 状 。 在 左 视 图 的 外 形 部 分 又 采 用 局 部 剖 视 补 充 表 达 安 装 孔 的 结 构 情 况 。
&’尺 寸 标 注标 注 箱 体 零 件 的 尺 寸 时,往 往 须 综 合 考 虑 设 计,加 工,安 装 几 方 面 因 素,采 用 孔 中心 线,轴 线,对 称 平 面,结 合 面,安 装 底 面 等 作 长,宽,高 三 个 方 向 的 基 准,并 注 意 重 要尺 寸 的 标 注,如 中 心 高,安 装 孔 的 中 心 距 等 。
在 图 ! " # " &) 中,以 缸 体 和 缸 盖 的 结 合 面,即 缸 体 的 左 端 面 作 长 度 方 向 基 准,由此 标 出 定 位 尺 寸 $+ 及 定 形 尺 寸 %+ 和 *) 等 。 以 缸 体 前 后 对 称 平 面 作 宽 度 方 向 的 定 位基 准,由 此 标 出 定 位 尺 寸,&,定 形 尺 寸 %& 等 。 以 缸 体 的 安 装 底 面 为 高 度 方 向 的 主 要基 准,由 此 标 出 活 塞 孔 中 心 高 #),总 高,+ 等 。 以 活 塞 孔
"
!+-,的 轴 线 作 高 度 方 向 的辅 助 基 准,由 此 标 出 定 位 尺 寸
"
+&,定 形 尺 寸
"
!+-,、
"
#) 等 。 在 缸 体 的 尺 寸 中,孔 径
"
!+-,,轴 线 与 底 面 之 间 的 距 离 #),安 装 孔 的 中 心 距,&,螺 钉 孔 定 位 圆 直 径
"
+& 等 重 要尺 寸,都 由 设 计 基 准 直 接 注 出 。
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第 三 篇 机 械 制 图第 四 节 零 件 上 常 见 的 工 艺 结 构 画 法 与 和 零 件 图零 件 的 结 构 形 状,不 仅 要 满 足 零 件 在 机 器 中 的 使 用 要 求 。 还 必 须 满 足 零 件 制 造过 程 中 的 一 系 列 工 艺 结 构 要 求,否 则 将 使 制 造 工 艺 复 杂 化 甚 至 无 法 制 造 或 造 成 废 品 。
下 面 介 绍 几 种 常 见 的 工 艺 结 构 画 法 。
一,零 件 上 的 铸 造 工 艺 结 构
!"拔 模 斜 度造 型 时,为 了 将 木 模 从 砂 型 中 顺 利 拔 出,在 铸 件 的 内 外 壁 上 沿 拔 模 方 向 常 设 计 出一 定 的 斜 度,称 为 拔 模 斜 度 （ 或 叫 起 模 斜 度 ）,如 图 # $ % $ &!（ ’） 所 示,一 般 斜 度 为 !：
&(。 铸 造 零 件 的 拔 模 斜 度 在 零 件 图 中 可 不 画,不 注,必 要 时 可 在 技 术 要 求 或 图 形 中 注出,如 图 # $ % $ &!（ )）,（ *） 。
图 # $ % $ &! 拔 模 斜 度
&"铸 件 壁 厚为 保 证 铸 件 的 铸 造 质 量,防 止 因 铸 件 壁 厚 不 均 铁 水 冷 却 速 度 不 同 而 产 生 缩 孔,裂纹 等 铸 造 缺 陷,应 使 铸 件 壁 厚 均 匀 或 逐 渐 变 化,不 宜 相 差 过 大,在 两 壁 相 交 处 应 有 过渡 斜 度,如 图 # $ % $ && 所 示 。
#"铸 造 圆 角 及 过 渡 线为 了 避 免 砂 型 尖 角 处 落 砂,防 止 铸 件 尖 角 处 产 生 裂 纹,缩 孔 等 铸 造 缺 陷,铸 件 各表 面 相 交 处 均 应 做 出 过 渡 圆 角,如 图 # $ % $ &#。 画 图 时 应 注 意 毛 坯 面 的 转 角 处 都 有圆 角,若 是 加 工 面,则 圆 角 被 加 工 掉 了,要 画 成 尖 角 或 倒 角,如 图 # $ % $ &%。
由 于 铸 件 表 面 相 交 处 有 铸 造 圆 角 存 在,使 表 面 的 交 线 变 得 不 太 明 显 。 为 了 看 图时 能 区 分 不 同 表 面,图 中 交 线 仍 要 画 出,这 种 交 线 叫 过 渡 线 。 过 渡 线 的 画 法 与 没 有 圆
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第 四 章 零 件 图 与 装 配 图角 情 况 下 的 相 贯 线 画 法 基 本 相 同,但 应 注 意 以 下 几 点,
图 ! " # " $$ 铸 件 壁 厚 要 均 匀 或 逐 渐 变 化图 ! " # " $! 铸 造 圆 角图 ! " # " $#
（ %） 两 曲 面 相 交 的 过 渡 线 不 应 与 圆 角 的 轮 廓 线 接 触,并 在 切 点 附 近 断 开,如 图 ! "
# " $&（ ’） 所 示 。
（ $） 平 面 与 平 面 或 平 面 与 曲 面 相 交 的 过 渡 线,应 在 转 角 处 断 开,并 加 画 小 圆 弧,其弯 向 应 与 铸 造 圆 角 的 方 向 一 致,如 图 ! " # " $&（ (） 所 示 。
（ !） 肋 板 与 圆 锥 面 相 交 的 过 渡 线,其 形 状 取 决 于 肋 板 的 断 面 形 状 及 相 切 或 相 交 的关 系,如 图 ! " # " $&（ )） 所 示 。
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第 三 篇 机 械 制 图图 !" #" $% 过 渡 线 画 法
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第 四 章 零 件 图 与 装 配 图二,零 件 上 的 机 械 加 工 工 艺 结 构
!"钻 孔 结 构用 钻 头 钻 孔 时,为 保 证 钻 孔 的 位 置 准 确 和 避 免 钻 头 折 断,应 使 钻 头 的 轴 线 垂 直 于被 钻 孔 端 面 。 如 果 需 钻 孔 处 零 件 表 面 是 斜 面 或 曲 面,则 应 预 先 设 置 与 钻 孔 方 向 垂 直的 平 面,凸 台 或 凹 坑,如 图 # $ % $ &’ 所 示 图 （ (） 为 正 确 结 构,图 （ )） 为 不 正 确 结 构 。
&"凸 台 与 凹 坑为 了 保 证 装 配 时 零 件 间 接 触 良 好,减 少 零 件 上 机 械 加 工 的 面 积,降 低 加 工 费 用,
对 铸 件 的 安 装 底 面,结 合 面 或 轴 向 尺 寸 较 长 的 配 合 面,常 设 置 出 凸 台,凹 坑 或 凹 槽,凹腔,如 图 # $ % $ &*（ (）,（ )） 所 示 。 对 属 于 不 连 续 的 同 一 表 面 的 凸 台 应 同 时 加 工,其 尺寸 只 注 一 次 。
同 样,为 保 证 接 触 良 好,联 接 牢 固,零 件 上 与 螺 栓 头 部 或 与 螺 母,垫 圈 接 触 的 表面,也 常 设 置 成 凸 台 或 加 工 出 沉 孔,如 图 # $ % $ &+ 所 示 。
图 # $ % $ &’ 钻 孔 结 构图 # $ % $ &* 凹 槽 与 凹 腔三,看 零 件 图看 零 件 图 的 目 的,就 是 根 据 零 件 图 了 解 零 件 的 名 称,用 途,材 料 等,通 过 分 析 视图,分 析 尺 寸,弄 清 零 件 各 部 分 的 结 构 形 状,大 小,功 用 及 其 相 对 位 置,了 解 零 件 的 各项 技 术 要 求,以 确 定 加 工 方 法 和 检 测 手 段 。 下 面 以 图 # $ % $ &,所 示 蜗 轮 减 速 箱 体 零
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第 三 篇 机 械 制 图件 图 为 例,说 明 看 零 件 图 的 方 法 步 骤 。
图 !" #" $% 凸 台 与 沉 孔
&’读 标 题 栏,初 步 了 解 零 件从 标 题 栏 中 可 了 解 到 零 件 的 名 称,材 料,图 形 比 例 等,联 想 零 件 在 机 器 中 的 作 用和 特 点,建 立 起 初 步 印 象 。 有 时 对 较 复 杂 的 零 件 图,还 需 参 考 零 件 所 在 部 件 的 装 配 图以 及 与 该 零 件 相 关 的 零 件 图 等 技 术 资 料,帮 助 了 解 该 零 件 的 功 用 和 结 构 特 点,为 进 一步 看 懂 零 件 图 创 造 条 件 。
由 图 ! " # " $( 标 题 栏 可 知,该 零 件 是 蜗 轮 减 速 器 的 主 体 零 件,用 来 支 承 和 包 容蜗 杆 蜗 轮,材 料 为 )*$++,是 中 等 强 度 灰 口 铸 铁 件,从 比 例 和 图 形 的 大 小,可 估 计 出 零件 的 真 实 大 小 。
$’看 视 图,明 确 表 达 目 的看 视 图,首 先 应 找 到 主 视 图,相 应 地 认 定 其 他 视 图,再 分 析 剖 视,剖 面 的 剖 切 位置,以 及 局 部 视 图 或 斜 视 图 的 投 影 部 位,从 而 弄 清 各 视 图 的 表 达 目 的 。
该 箱 体 零 件 共 采 用 了 主,俯,左 三 个 基 本 视 图 和 三 个 局 部 视 图 。 主 视 图 选 择 符 合工 作 位 置 和 形 状 特 征 原 则,视 图 数 量 和 表 达 方 法 都 比 较 恰 当,具 体 分 析 如 下,
（ &） 主 视 图 主 视 图 通 过 前 后 对 称 平 面 剖 切,反 映 了 箱 体 空 腔 内 蜗 轮 轴 孔,啮 合 腔的 贯 通 情 况,蜗 杆 轴 孔 之 间 的 相 互 关 系 以 及 支 承 肋 板 的 形 状 等 。
（ $） 俯 视 图 俯 视 图 为 通 过 蜗 轮 轴 孔 的 轴 线 作 水 平 剖 切 的 半 剖 视 图 。 被 剖 部 分 进一 步 反 映 了 蜗 轮 轴 孔 和 啮 合 腔 的 内 部 结 构 情 况 ； 未 剖 部 分 反 映 了 箱 体 上 部 的 外 部 结构 形 状 和 底 板 的 形 状 及 其 安 装 孔 的 分 布 情 况 。
（ !） 左 视 图 左 视 图 通 过 螺 杆 轴 孔 的 轴 线 作 局 部 剖 切,它 主 要 反 映 了 蜗 杆 轴 孔 的 前后 贯 通 情 况 以 及 啮 合 腔,蜗 轮 轴 孔 的 相 对 位 置 关 系 。
（ #） 三 个 局 部 视 图 ! 向 局 部 视 图 反 映 底 板 左 边 中 部 上 面 的 圆 柱 面 凹 槽 形 状 与 ",
螺 孔 的 相 对 位 置 关 系 。 - 向 视 图 反 映 蜗 杆 轴 孔 外 端 面 凸 缘 的 形 状 和 其 上 的 螺 孔 分 布情 况 。 # 向 视 图 反 映 底 板 的 下 部 形 状 。
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第 四 章 零 件 图 与 装 配 图
!"对 投 影,想 象 空 间 形 体
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第 三 篇 机 械 制 图在 明 确 了 各 视 图 的 表 达 目 的 的 基 础 上,可 根 据 零 件 的 各 组 成 部 分 的 功 用 和 视 图
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第 四 章 零 件 图 与 装 配 图特 征 对 其 进 行 形 体 分 析,通 过 分 部 位 对 投 影,把 各 部 分 的 结 构 形 状 及 其 相 对 位 置 弄 清楚,最 后 综 合 起 来 想 象 出 零 件 的 整 体 形 状 。
通 过 形 体 分 析 可 知,此 箱 体 大 致 可 分 为 主 体,套 筒,肋 板,底 板 四 部 分,如 图 ! " #
" !$ 所 示 。 再 按 照 四 部 分 之 间 的 相 对 位 置,即 可 想 象 出 蜗 轮 减 速 箱 体 的 整 体 结 构 形状,如 图 ! " # " !% 所 示 。
#&分 析 尺 寸 和 技 术 要 求分 析 尺 寸 时,一 般 先 找 出 长,宽,高 三 个 方 向 的 尺 寸 基 准,然 后 从 基 准 出 发,以 结构 分 析 为 线 索 找 出 各 部 分 的 定 位 尺 寸 与 定 形 尺 寸,分 析 影 响 性 能 的 主 要 尺 寸 。 分 析技 术 要 求 时,要 结 合 尺 寸 公 差,形 位 公 差 以 及 表 面 粗 糙 度 的 标 注,区 别 出 需 要 进 行 机械 加 工 的 表 面 及 其 对 精 度 的 要 求,以 便 于 对 零 件 组 织 生 产 和 质 量 检 验 。
由 图 ! " # " ’( 可 知,长 度 方 向 的 主 要 基 准 为 壳 体 左 端 面,主 要 定 位 尺 寸 有 !’、
)’,*+,#$ 等 。 宽 度 方 向 主 要 基 准 为 前 后 对 称 平 面,宽 度 方 向 的 主 要 定 位 尺 寸 有 %’$
等 。 高 度 方 向 的 主 要 基 准 为 底 板 的 下 底 面,辅 助 基 准 为 蜗 轮 轴 孔 的 轴 线 。 高 度 方 向的 主 要 定 位 尺 寸 有 %$*、,’ - $&$+! 等 。 主 要 的 定 形 尺 寸 有 三 个,蜗 轮 轴 孔
!
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$
、
壳 体 左 端 孔
!
%’$
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$
及 蜗 杆 轴 孔
!
!+
,$&$’,
$
,其 余 尺 寸,请 读 者 自 行 分 析 。
在 技 术 要 求 方 面,此 箱 体 零 件 的 三 个 配 合 孔 尺 寸 及 蜗 轮 蜗 杆 啮 合 中 心 距 尺 寸 有公 差 要 求 。 有 配 合 要 求 的 加 工 面,表 面 粗 糙 度 参 数 !
/
值 较 小,均 为 %&+。 图 中 有 一 处形 位 公 差 要 求,即 以 蜗 轮 轴 孔
!
)’
,$&$)$
$
的 轴 线 为 基 准,蜗 杆 轴 孔
!
!+
,$&$’,
$
的 轴 线 与 其垂 直 度 公 差 为 $&$%00。
图 ! " # " !% 蜗 轮 减 速 箱 体 轴 测 图
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第 三 篇 机 械 制 图第 五 节 零 件 测 绘依 据 实 际 零 件 画 出 它 的 图 形,测 量 并 标 注 尺 寸,制 定 必 要 的 技 术 要 求,从 而 完 成零 件 图 的 过 程 称 为 零 件 测 绘 。 零 件 测 绘 一 般 先 画 零 件 草 图 （ 徒 手 画 ）,再 根 据 整 理 后的 零 件 草 图 画 零 件 工 作 图 。
零 件 草 图 是 画 零 件 工 作 图 的 重 要 依 据,有 时 也 直 接 用 以 制 造 零 件,因 此,零 件 草图 绝 非,潦 草 之 图,,与 零 件 工 作 图 一 样,也 应 做 到,图 形 正 确,比 例 匀 称,表 达 清 楚 ； 尺寸 完 整 清 晰 ； 图 线 粗 细 分 明 ； 字 体 工 整 。
一,零 件 测 绘 的 方 法 与 步 骤下 面 以 图 ! " # " !$ 所 示 的 铰 链 托 架 体 为 例,介 绍 零 件 测 绘 的 一 般 方 法 与 步 骤 。
%&了 解 零 件,分 析 结 构测 绘 时,首 先 应 了 解 零 件 的 名 称,材 料 以 及 零 件 在 所 属 部 件 中 的 位 置 和 作 用,然后 根 据 零 件 在 部 件 中 的 作 用 以 及 制 造 方 法 对 其 进 行 结 构 分 析,把 零 件 的 各 部 分 结 构弄 清 楚 。
从 图 ! " # " !$ 可 知,托 架 体 是 铰 链 托 架 机 构 上 的 一 个 主 体 件,铰 链 由 铰 链 销 安装 在 托 架 的 两 个 耳 座 上,用 开 口 销 锁 紧 。 托 架 体 用 四 个 螺 钉 安 装 在 机 构 的 机 座 上,故在 四 个 角 上 有 供 安 装 螺 钉 用 的 四 个 光 孔 。 安 装 板 设 计 成 长 方 体,以 便 安 装 平 稳,两 个耳 座 的 内 侧 都 有 凸 台,以 减 少 加 工 面 。
$&确 定 表 达 方 案从 零 件 的 形 状 结 构 特 点 可 以 看 出 该 零 件 属 叉 架 类 零 件,故 主 视 图 宜 选 择 工 作 位置,以 ! 向 作 为 主 视 图 投 影 方 向,以 表 达 托 架 体 的 形 状 特 征 。 然 后 再 根 据 完 整,清 晰地 表 达 零 件 的 需 要,选 用 其 他 视 图 及 用 剖 视,剖 面 等 表 达 方 法 。
!&绘 制 零 件 草 图
（ %） 定 出 各 视 图 的 位 置,画 出 各 视 图 的 对 称 中 心 线 和 作 图 基 准 线 。
（ $） 采 用 一 定 的 表 达 方 法,完 整 清 晰 地 画 出 零 件 的 内 外 结 构 形 状 。
（ !） 确 定 尺 寸 基 准,绘 制 全 部 尺 寸 界 线,尺 寸 线,标 出 箭 头 。 检 查 校 对 后,加 深 所有 轮 廓 线 。
（ #） 逐 个 测 量,标 注 尺 寸,标 注 拟 定 的 技 术 要 求 。
#&画 零 件 工 作 图草 图 画 好 后,还 需 要 整 理 成 工 作 图 。 整 理 过 程 中,如 发 现 有 错 误 和 不 妥 的 地 方 则改 正 过 来,如 ’ 向 视 图 与 俯 视 图 集 中 表 达,俯 视 图 改 为 局 部 剖,既 表 达 了 各 孔 的 结 构,
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第 四 章 零 件 图 与 装 配 图又 省 略 了 ! 向 视 图,表 达 更 为 精 炼 。
二,零 件 测 绘 时 应 注 意 的 事 项
（ "） 零 件 的 制 造 缺 陷,如 砂 眼,气 孔,刀 痕 等,以 及 长 期 使 用 所 造 成 的 磨 损,都 不 应画 出 。
（ #） 零 件 上 因 制 造,装 配 的 需 要 而 形 成 的 工 艺 结 构,如 铸 造 圆 角,倒 角,倒 圆,退 刀槽,砂 轮 越 程 槽 等,都 必 须 画 出,并 查 阅 有 关 手 册,确 定 它 们 的 结 构 尺 寸 。
（ $） 相 配 合 的 孔 轴 基 本 尺 寸 应 一 致 。 零 件 上 的 配 合 尺 寸,测 后 应 圆 整 到 基 本 尺 寸
（ 标 准 直 径 或 标 准 长 度 ）,然 后 根 据 使 用 要 求,正 确 定 出 配 合 基 准 制,配 合 类 别 和 公 差等 级,再 从 公 差 配 合 表 中 查 出 偏 差 值 。
图 $% &% $# 铰 链 托 架 结 构 图第 六 节 装 配 图 上 的 尺 寸 标 注 和 技 术 要 求一,装 配 图 上 的 尺 寸 标 注装 配 图 与 零 件 图 的 作 用 不 一 样,因 此 对 尺 寸 标 注 的 要 求 也 不 一 样 。 零 件 图 是 加工 制 造 零 件 的 主 要 依 据,要 求 零 件 图 上 的 尺 寸 必 须 完 整 ； 而 装 配 图 主 要 是 设 计 和 装 配机 器 或 部 件 时 用 的 图 样,因 此 不 必 注 出 零 件 的 全 部 尺 寸 。 装 配 图 上 需 要 标 注 的 尺 寸
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第 三 篇 机 械 制 图主 要 有 以 下 几 种,
!" 规 格 或 性 能 尺 寸这 种 尺 寸 能 集 中 的 反 映 机 器 或 部 件 的 性 能 特 点,是 了 解 和 选 用 机 器 或 部 件 时 的依 据,如 电 动 机,减 速 机 输 出 输 入 轴 的 中 心 高,机 用 虎 钳 的 钳 口 尺 寸 。
#" 装 配 尺 寸表 示 机 器 或 部 件 上 有 关 零 件 间 装 配 关 系 的 尺 寸 称 为 装 配 尺 寸 。 一 般 有 以 下 几种,
（ !） 配 合 尺 寸,零 件 间 有 公 差 配 合 要 求 的 一 些 重 要 尺 寸 。
（ #） 相 对 位 置 尺 寸,表 示 装 配 时 需 要 保 证 的 零 件 间 较 重 要 的 距 离,间 隙 等 。 如 减速 机 安 装 齿 轮 的 轴 间 中 心 距 。
（ $） 装 配 时 加 工 尺 寸,如 有 些 零 件 装 配 在 一 起 后 才 能 进 行 加 工,此 时 装 配 图 上 要标 注 装 配 时 加 工 尺 寸 。
$" 安 装 尺 寸表 示 将 部 件 安 装 在 机 器 上,或 机 器 安 装 在 基 础 上 需 要 确 定 的 尺 寸 。 如 电 动 机,减速 机 底 座 螺 栓 安 装 孔 尺 寸 。
%" 外 形 尺 寸表 示 机 器 或 部 件 外 形 轮 廓 的 尺 寸,即 总 长,总 宽,总 高 。 外 形 尺 寸 对 机 器 或 部 件的 安 装,包 装 和 运 输 时 有 用 。
&" 其 他 重 要 尺 寸如 在 设 计 过 程 中,经 过 设 计 而 确 定 的 尺 寸,但 又 不 能 包 括 在 上 述 几 类 中 的 重 要 尺寸 。
必 须 注 意,并 不 是 每 张 装 配 图 必 须 全 部 标 注 上 述 各 类 尺 寸 的,有 时 装 配 图 上 同 一尺 寸 往 往 有 几 种 含 义 。 因 此 装 配 图 上 应 标 注 那 些 尺 寸,要 根 据 具 体 情 况 进 行 具 体 分析 。
二,装 配 图 上 的 技 术 要 求不 同 性 能 的 机 器 或 部 件,其 技 术 要 求 也 不 相 同,一 般 可 以 从 以 下 几 个 方 面 来 考虑,
（ !） 装 配 要 求,包 括 装 配 后 必 须 保 证 的 准 确 度 ； 需 要 在 装 配 时 的 加 工 说 明 ； 指 定 的要 求,指 定 的 装 配 方 法 等 。
（ #） 检 验 要 求,包 括 基 本 性 能 的 检 验 方 法 和 要 求 ； 装 配 后 必 须 保 证 达 到 的 准 确 程度,有 关 其 检 验 方 法 的 说 明 ； 其 他 检 验 要 求 等 。
（ $） 使 用 要 求,对 产 品 的 基 本 性 能,维 护,保 养 的 要 求 以 及 使 用 操 作 时 的 注 意 事项 。
上 述 各 项 内 容 并 不 要 求 每 张 装 配 图 全 部 注 写,应 根 据 具 体 情 况 而 定,如 已 在 零 件
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第 四 章 零 件 图 与 装 配 图图 上 提 出 的 技 术 要 求,装 配 图 上 可 不 再 注 写 。
技 术 要 求 一 般 写 在 明 细 表 上 方 或 图 纸 下 方 的 空 白 处,也 可 以 另 编 技 术 文 件 附 于图 纸 资 料 中 。
第 七 节 装 配 图 中 的 零 部 件 序 号 和 明 细 表装 配 图 上 图 形 复 杂,零 件 多 。 在 读 图 时,为 了 便 于 查 找 每 一 个 零 件 的 名 称,数 量,
材 料 等 资 料,有 必 要 将 这 些 内 容 编 写 成 一 张 表 格,称 为 零 件 明 细 表 。 并 画 在 标 题 栏 的上 方 以 备 参 阅 。 明 细 表 内 的 每 一 个 零 件 均 应 编 上 序 号,并 将 序 号 按 一 定 的 顺 序 写 在装 配 图 图 形 周 围,并 用 指 引 线 将 序 号 指 引 在 相 应 零 件 的 图 形 上 。 这 样,在 读 图 时,便可 通 过 序 号 使 图 形 与 明 细 表 的 内 容 互 相 联 系 对 照,有 利 于 全 面 了 解 每 个 零 件 的 情 况 。
一,零 部 件 序 号 编 写 方 法目 前 通 用 的 序 号 编 写 方 法 有 两 种,一 种 是 将 装 配 图 上 所 有 的 标 准 件 注 写 在 图 上,
而 将 非 标 准 件 按 顺 序 进 行 编 号,如 图 ! " # " !!； 另 一 种 是 将 装 配 图 上 所 有 零 件 包 括 标准 件 在 内,按 一 定 顺 序 编 号 。
二,零 件 序 号 标 注 的 一 些 规 定
（ $） 装 配 图 中 相 同 的 各 组 成 部 分 （ 零 件 或 组 件 ） 应 只 有 一 个 序 号 或 代 号,一 般 只 标注 一 次,必 要 时 多 处 出 现 的 相 同 组 成 部 分 允 许 重 复 标 注 。
（ %） 装 配 图 中 零 部 件 序 号 的 编 写 方 法,
$） 在 指 引 线 的 水 平 线 （ 细 实 线 ） 上 或 圆 （ 细 实 线 ） 内 注 写 序 号,序 号 字 高 比 装 配 图中 所 注 尺 寸 数 字 高 度 大 一 号 （ 图 ! " # " !#（ &） ） 或 两 号 （ 图 ! " # " !#（ ’） ） 。
%） 在 指 引 线 附 近 注 写 序 号,序 号 字 高 比 该 装 配 图 中 所 注 尺 寸 数 字 高 度 大 两 号 （ 图
! " # " !#（ (） ） 。
（ !） 同 一 装 配 图 中 编 注 序 号 的 形 式 应 一 致 。
（ #） 指 引 线 应 在 所 指 部 分 的 可 见 轮 廓 内 引 出,并 在 末 端 画 一 圆 点,如 图 ! " # " !#。
若 所 指 部 分 （ 很 薄 的 零 件 或 涂 黑 的 剖 面 ） 内 不 便 画 圆 点 时,可 在 指 引 线 的 末 端 画 出 箭头,并 指 向 该 部 分 的 轮 廓 （ 图 ! " # " !)） 。
（ )） 指 引 线 间 不 能 相 交,当 通 过 有 剖 面 线 的 区 域 时,指 引 线 不 应 与 剖 面 线 平 行 。
必 要 时 指 引 线 可 以 画 成 折 线,但 只 允 许 曲 折 一 次 （ 图 ! " # " !*） 。
（ *） 对 于 一 组 紧 固 件 以 及 装 配 关 系 清 楚 的 零 件 组,可 以 采 用 公 共 指 引 线 （ 图 ! " #
" !+） 。
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第 三 篇 机 械 制 图
（ !） 零 件 或 部 件 的 序 号 应 标 注 在 视 图 外 边 。 装 配 图 中 序 号 应 按 水 平 或 垂 直 方 向排 列 整 齐,序 号 应 按 顺 时 针 或 逆 时 针 方 向 顺 序 排 列 。 在 整 个 图 上 无 法 连 接 时,可 只 在每 个 水 平 或 垂 直 方 向 顺 序 排 列 。
图 " # $ # "" 转 子 油 泵 装 配 图图 " # $ # "$ 零 部 件 序 号 标 注
（ %） 标 准 化 的 部 件 （ 如 油 杯,滚 动 轴 承,电 动 机 等 ） 在 装 配 图 上 只 注 写 一 个 序 号 。
三,明 细 表装 配 图 的 明 细 表 画 在 标 题 栏 的 上 方,外 框 为 粗 实 线,内 格 为 细 实 线,假 如 地 方 不够,也 可 以 在 标 题 栏 的 左 方 再 画 一 排 。 图 " # $ # "% 所 示 格 式 可 供 学 习 时 使 用 。 图 "
# $ # "& 为 国 家 标 准 中 规 定 的 标 题 栏 与 明 细 栏 的 标 准 格 式 。 明 细 栏 中,零 件 序 号 编 写
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第 四 章 零 件 图 与 装 配 图顺 序 是 从 下 往 上,以 便 增 加 零 件 时,可 以 继 续 向 上 画 格 。 在 实 际 生 产 中,明 细 栏 也 可不 画 在 装 配 图 内,按 !" 幅 面 作 为 装 配 图 的 续 页 单 独 绘 出,但 在 明 细 栏 下 方 应 配 制 与装 配 图 完 全 一 致 的 标 题 栏 。
图 #$ "$ #% 指 引 线 标 注图 #$ "$ #& 指 引 线 间 标 注图 #$ "$ #’ 公 共 指 引 线图 #$ "$ #( 装 配 图 标 题 栏,明 细 栏
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第 三 篇 机 械 制 图图 ! " # " #$ 国 家 标 准 中 规 定 的 标 题 栏 与 明 细 栏 格 式第 八 节 常 见 的 装 配 结 构 与 装 配 体 的 画 法为 了 保 证 机 器 或 部 件 能 顺 利 装 配,并 达 到 设 计 规 定 的 性 能 要 求,而 且 拆 装 方 便,
必 须 使 零 件 间 的 装 配 结 构 满 足 装 配 工 艺 要 求 。 所 以 在 设 计 绘 制 装 配 图 时 应 考 虑 合 理的 装 配 结 构 工 艺 问 题 。 了 解 零 部 件 上 一 些 有 关 装 配 的 工 艺 结 构 和 常 见 装 置,也 可 使图 样 中 零 部 件 的 装 配 结 构 画 的 更 为 合 理 。 在 读 装 配 图 时,有 助 于 理 解 零 件 间 的 装 配关 系 和 零 件 的 结 构 形 状 。 合 理 的 装 配 工 艺 结 构 见 表 ! " # " %。 机 器 装 配 图 中 常 见 的装 置 有 以 下 几 种,
表 ! " # " % 合 理 的 装 配 工 艺 结 构说 明 合 理 不 合 理两 零 件 在 同一 方 向 上 不 应有 两 对 面 同 时接 触 或 配 合
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第 四 章 零 件 图 与 装 配 图说 明 合 理 不 合 理锥 面 配 合 时,
锥 体 顶 部 与 锥孔 底 部 都 必 须留 有 间 隙零 件 的 结 构形 状 要 考 虑 维修 时 拆 卸 方 便,
如 箱 体 孔 径 过小,轴 肩 过 高,
均 无 法 合 理 地拆 卸 滚 动 轴 承在 箱 壁 上 预先 加 工 孔 或 螺孔,则 拆 卸 时 就可 用 适 当 工 具或 螺 钉 顶 出 套筒,轴 承 等为 了 便 于 拆卸,销 钉 孔 尽 量做 成 通 孔 或 选用 带 螺 孔 的 销钉,销 孔 下 部 增加 一 小 孔 是 为了 排 除 被 压 缩的 空 气 。
一,防 松 装 置机 器 运 转 时,由 于 受 到 震 动 或 冲 击,螺 纹 紧 固 件 可 能 发 生 松 动,这 不 仅 妨 碍 机 器正 常 工 作,有 时 甚 至 会 造 成 严 重 的 事 故,因 此 需 要 防 松 装 置 。 常 用 的 防 松 装 置 有,双螺 母,止 动 垫 圈,弹 簧 垫 圈,开 口 销 和 开 缝 圆 螺 母 。 如 图 ! " # " #$ 所 示 。
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第 三 篇 机 械 制 图图 ! " # " #$ 螺 纹 防 松 装 置二,密 封 或 防 漏 结 构机 器 或 部 件 上 的 旋 转 轴 或 滑 动 杆 的 伸 出 处,应 有 密 封 或 防 漏 装 置,用 以 防 止 外 界的 灰 尘 杂 质 侵 入 内 部 或 阻 止 工 作 介 质 （ 液 体 或 气 体 ） 沿 轴 杆 泄 漏 。 机 器 能 否 正 常 运转,在 很 大 程 度 上 取 决 于 密 封 或 防 漏 结 构 的 可 靠 性 。 滚 动 轴 承 的 密 封 方 式 有,毡 圈式,沟 槽 式,皮 碗 式 和 挡 片 式,如 图 ! " # " #% 所 示 。 其 中 皮 碗 和 毡 圈 已 标 准 化,毡 圈槽 和 油 沟 也 已 成 为 标 准 结 构 。
在 机 器 的 旋 转 轴 或 滑 动 杆 （ 阀 杆,活 塞 杆 等 ） 伸 出 箱 体 （ 或 阀 体 ） 的 地 方,做 成 一 个填 料 箱 （ 涵 ）,填 入 具 有 特 殊 性 质 的 软 质 填 料,用 压 盖 或 螺 母 将 填 料 压 紧,使 填 料 紧 贴在 轴 （ 杆 ） 上,达 到 既 不 阻 碍 轴 （ 杆 ） 运 动,又 起 密 封 防 漏 作 用,如 图 ! " # " #& 所 示 。
三,滚 动 轴 承 轴 向 固 定 的 合 理 结 构为 了 防 止 滚 动 轴 承 产 生 轴 向 窜 动,必 须 采 用 一 定 的 结 构 来 固 定 其 内 外 圈 。 常 用的 轴 向 固 定 结 构 形 式 有,轴 肩,台 肩,弹 性 挡 圈,端 盖 凸 缘,圆 螺 母 和 止 退 垫 圈,轴 端 挡圈 等,如 图 ! " # " #! 所 示 。 为 了 使 滚 动 轴 承 转 动 灵 活 和 热 涨 后 不 致 被 卡 住,应 留 有少 量 的 轴 向 间 隙 （ 一 般 为 $’&(() $’!((） 。 常 用 的 调 整 方 法 是 更 换 不 同 厚 度 的 金 属垫 片 或 采 用 螺 钉 止 推 盘 。
四,装 配 体 测 绘 步 骤对 机 器 上 的 零 件 或 部 件,先 进 行 拆 卸,再 画 出 零 件 草 图,通 过 尺 寸 测 量 技 术 资 料的 整 理,然 后 按 正 确 的 比 例,绘 制 出 完 整 的 零 件 工 作 图 与 部 件 装 配 图 。 这 种 过 程 称 为
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第 四 章 零 件 图 与 装 配 图装 配 体 测 绘 。 在 仿 造 机 器 或 进 行 技 术 交 流 过 程 中,都 需 要 进 行 装 配 体 测 绘 。 只 有 得到 有 关 的 技 术 资 料 后,才 能 正 确 地 绘 制 出 完 整 的 工 作 图 纸 。 因 此 装 配 体 的 测 绘 在 生产 实 践 中 用 处 很 大 。 装 配 体 的 测 绘 步 骤 一 般 可 根 据 以 下 几 点 进 行,
图 ! " # " #$ 滚 动 轴 承 的 密 封图 ! " # " #% 防 漏 结 构图 ! " # " #! 滚 动 轴 承 内,外 圈 的 轴 向 固 定
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第 三 篇 机 械 制 图
!" 了 解 和 分 析 部 件为 了 搞 好 测 绘 工 作,在 画 图 之 前 要 对 部 件 进 行 了 解 和 分 析 。 通 过 观 察 实 物,查 阅有 关 资 料 和 图 纸,弄 清 部 件 的 用 途 性 能,工 作 原 理,结 构 特 点,零 件 之 间 的 装 配 关 系 以及 部 件 的 拆 卸 方 法 和 步 骤 等 。
现 以 滑 动 轴 承 为 例 进 行 分 析 。 图 # $ % $ %% 所 示 为 一 小 带 轮 轴 系 装 配 示 意 图,它是 支 撑 小 带 轮 轴 使 之 转 动 的 部 件,安 装 在 座 板 上 。 中 间 的 轴 孔 直 径 是 代 表 其 规 格 的尺 寸,孔 径 增 大 则 整 个 轴 承 各 部 分 都 增 大,承 载 能 力 也 增 大 。 滑 动 轴 承 本 身 由 轴 承座,轴 承 盖,上 轴 瓦,下 轴 瓦,螺 栓,螺 母,油 杯 和 轴 瓦 固 定 套 组 成 。 如 图 # $ % $ %& 所示 。 其 中 螺 栓 螺 母,油 杯 是 标 准 件 。 轴 承 的 上 下 轴 瓦 正 好 合 成 一 个 圆 柱 体,中 间 为 圆孔,其 外 圆 柱 面 与 轴 承 座,轴 承 盖 的 半 圆 孔 配 合 装 在 一 起 。 轴 瓦 两 端 的 凸 缘 则 卡 在 座与 盖 两 边 的 端 面 上,防 止 其 轴 向 运 动,也 是 配 合 面 。 为 了 避 免 座 与 盖 在 左 右 方 向 上 有偏 移,它 们 之 间 有 平 面 形 的 止 口 配 合 。 为 了 不 使 轴 瓦 在 座 与 盖 孔 中 出 现 转 动,用 一 个固 定 套 销 在 轴 承 盖 与 上 轴 瓦 顶 部 的 孔 中,用 方 头 螺 栓 连 接 整 个 轴 承,每 个 螺 栓 上 采 用两 个 螺 母,以 避 免 在 使 用 中 松 脱,起 防 止 松 动 的 作 用 。 在 油 杯 中 填 满 油 脂,拧 动 杯 盖,
以 便 将 油 脂 挤 入 轴 瓦 内 。
图 # $ % $ %% 小 带 轮 轴 系 装 配 示 意 图
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第 四 章 零 件 图 与 装 配 图图 ! " # " #$ 滑 动 轴 承 轴 测 图
%& 拆 卸 装 配 体 零 件在 熟 悉 装 配 体 的 结 构,拆 卸 方 法 和 次 序 的 基 础 上,可 按 次 序 拆 卸 装 配 体 的 各 个 零件 。 拆 卸 前 应 先 测 量 一 些 重 要 的 装 配 尺 寸,如 零 件 的 相 对 位 置 尺 寸,极 限 尺 寸,装 配间 隙 等 。 对 于 复 杂 一 些 的 部 件,为 了 便 于 拆 卸 后 的 重 新 装 配,最 好 先 画 出 装 配 体 的 装配 示 意 图,在 图 上 标 出 各 零 件 的 名 称 数 量 和 需 要 记 录 的 数 据 等 。 示 意 图 上 各 零 件 的结 构 形 状 可 用 较 少 的 线 条 表 示,简 单 的 甚 至 可 用 单 线 条,但 这 时 接 触 面 应 按 非 接 触 面一 样,画 成 两 条 线 。 滑 动 轴 承 的 装 配 示 意 图 如 图 ! " # " #’ 所 示 。 装 配 体 拆 卸 时 要 研究 拆 卸 顺 序,对 不 可 拆 的 连 接 和 静 配 合 的 零 件 尽 量 不 拆 。 拆 卸 零 件 要 保 证 顺 利 拆 下,
以 免 损 坏 零 件 。 拆 卸 后 要 将 各 个 零 件 编 号 登 记,妥 善 保 管,避 免 零 件 破 坏 生 锈 和 丢失,以 便 测 绘 后 能 够 顺 利 地 重 新 装 配 并 达 到 原 来 的 精 度 和 性 能 。 滑 动 轴 承 的 固 定 套
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第 三 篇 机 械 制 图与 盖 是 过 盈 配 合,轴 瓦 与 盖 座 的 孔 是 过 渡 配 合 ； 其 他 的 几 个 配 合 都 是 间 隙 配 合 。
图 ! " # " #$ 滑 动 轴 承 装 配 示 意 图
!% 画 零 件 草 图草 图 测 绘 工 作 往 往 是 在 现 场 进 行 的,而 且 常 要 求 在 尽 可 能 短 的 时 间 内 完 成,以 便迅 速 将 部 件 重 新 装 配 起 来 。 这 样,在 拆 卸 零 件 以 后,应 立 即 对 每 个 非 标 准 件 画 出 零 件草 图,即 用 目 测 比 例 徒 手 绘 制 零 件 图 。 零 件 草 图 是 画 装 配 图 和 零 件 工 作 图 的 依 据,因此 在 绘 制 草 图 时,对 视 图 选 择,尺 寸 标 注,零 件 名 称,件 数,技 术 要 求 及 粗 糙 度 代 号 等内 容 都 应 该 完 整 无 缺 。 图 ! " # " #& 至 图 ! " # " ’( 为 滑 动 轴 承 一 部 分 零 件 的 草 图 。
画 草 图 时 应 注 意 以 下 几 个 问 题,
（ )） 标 准 件 只 需 确 定 其 规 格,注 出 规 定 标 记,不 画 草 图 。
（ *） 草 图 不 要 画 得 太 小,否 则 将 影 响 图 的 清 晰 性,也 不 便 于 注 写 尺 寸 。
（ !） 零 件 上 属 于 缺 陷 的 地 方,如 歪 斜,对 称 物 体 不 对 称,铸 造 沙 眼,裂 痕 和 磨 损 等,
在 画 图 时 应 予 以 纠 正,不 要 将 缺 陷 画 在 图 上 。
（ #） 要 注 意 画 出 零 件 上 的 工 艺 结 构,如 倒 角 倒 圆,凹 坑 凸 台,退 刀 槽 等,这 些 地 方比 较 容 易 忽 略 。
（ ’） 测 量 零 件 尺 寸 时,对 两 零 件 的 配 合 尺 寸 和 结 合 面 的 相 关 尺 寸,测 量 后 要 同 时标 注 在 有 关 的 零 件 图 上,如 图 ! " # " #& 上 轴 承 座 与 盖 的 止 口 配 合 尺 寸 &(； 螺 栓 孔 中心 矩 尺 寸 $’ 等 。
（ $） 属 于 标 准 的 结 构 要 素,测 量 后 要 查 阅 有 关 标 准,取 标 准 数 值,如 键 槽 宽 度 深 度尺 寸,螺 纹 公 称 直 径 与 螺 距 等 。
（ &） 对 于 零 件 的 表 面 粗 糙 度,尺 寸 公 差 与 配 合,热 处 理 等 技 术 要 求,可 根 据 零 件 的作 用,参 照 同 类 产 品 的 图 样 和 资 料,用 类 比 的 方 法 加 以 确 定 。 零 件 的 材 料 也 可 以 用 类似 的 方 法 选 定 。
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第 四 章 零 件 图 与 装 配 图图 ! " # " #$ 轴 承 盖 草 图图 ! " # " #% 上 轴 瓦 草 图
（ %） 测 量 尺 寸 用 的 量 具,一 般 尺 寸 可 用 内 外 卡 钳 和 钢 尺 测 量,要 求 精 确 的 尺 寸 最好 采 用 游 标 卡 尺 或 千 分 尺,甚 至 更 精 密 的 量 具 测 量 。
#& 画 装 配 图 和 零 件 图零 件 草 图 是 最 基 本 的 原 始 资 料,因 此 在 画 好 全 部 草 图 后,应 根 据 他 们 用 绘 图 仪 器画 出 正 式 的 部 件 装 配 图 。 图 要 画 的 准 确,因 为 这 实 际 上 是 审 查 测 绘 所 得 到 的 草 图 是否 有 问 题 的 一 次 校 核 工 作,发 现 错 误 时 能 及 时 改 正 。 有 了 正 式 的 装 配 图 后,再 根 据 它
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第 三 篇 机 械 制 图和 零 件 草 图 画 出 正 式 的 零 件 图 。 在 为 某 个 零 件 修 配 进 行 测 绘 时,也 常 常 将 零 件 草 图直 接 用 于 加 工 制 造,以 节 省 时 间,迅 速 修 复 设 备 。
图 ! " # " #$ 下 轴 瓦 草 图图 ! " # " %& 轴 瓦 固 定 套 草 图五,装 配 图 画 法如 果 是 对 现 有 机 器 设 备 经 过 测 绘 画 装 配 图,在 画 装 配 图 之 前,应 弄 清 所 要 画 部 件的 用 途,性 能 要 求,工 作 原 理 和 零 件 的 组 成 情 况 等 。 若 是 进 行 设 计 则 应 按 设 计 要 求 调查 研 究,拟 订 出 结 构 方 案 。 如 按 零 件 图 来 画 装 配 图,还 要 将 各 零 件 的 结 构 形 状,装 配时 相 互 之 间 的 连 接 关 系 等 分 析 清 楚,然 后 再 开 始 画 图 。 画 图 的 方 法 和 步 骤 如 下 （ 仍 以滑 动 轴 承 为 例 ）,
’( 选 定 部 件 的 表 达 方 案要 正 确 清 晰 地 表 达 部 件,就 要 合 理 的 选 择 视 图 和 运 用 各 种 表 达 方 法 。
（ ’） 主 视 图 的 选 择 。 一 般 将 部 件 按 工 作 时 的 位 置 放 置 （ 有 时 将 主 要 轴 线 或 主 要 安
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第 四 章 零 件 图 与 装 配 图装 面 放 成 水 平 位 置 ）,选 择 最 能 反 映 部 件 工 作 原 理 装 配 关 系 和 形 状 特 征 的 那 个 视 图 作为 主 视 图 。 在 不 能 同 时 全 面 反 映 时,重 点 应 放 在 反 映 装 配 关 系 上 。 滑 动 轴 承 的 工 作位 置 如 图 ! " # " $% 所 示,也 可 从 图 ! " # " ## 中 了 解 到 。 位 置 固 定 后 有 正 面 和 侧 面 两个 方 向 的 视 图 可 选 作 主 视 图 。 正 面 能 反 映 出 各 组 成 零 件 之 间 的 装 配 关 系 和 整 体 形 状特 征 ； 侧 面 也 能 反 映 许 多 装 配 关 系,甚 至 反 映 轴 瓦 与 轴 承 座 的 关 系 更 明 显,但 轴 承 盖与 轴 承 座 的 装 配 连 接 关 系 表 示 不 出 来,整 体 形 状 特 征 也 差 。 所 以 决 定 选 取 正 面 的 视图 作 为 主 视 图 。 因 轴 承 座 是 对 称 的,所 以 在 主 视 图 上 可 采 用 半 剖 视 。
（ &） 其 他 视 图 选 定 。 其 他 视 图 主 要 是 补 充 表 示 那 些 在 主 视 图 上 尚 未 表 示 或 表 示不 够 清 楚 的 地 方 。 有 时 也 要 考 虑 到 便 于 看 图,适 当 地 增 补 视 图,并 使 每 个 视 图 能 有 一个 表 达 重 点 。 如 滑 动 轴 承 主 视 图 确 定 以 后,为 了 表 明 一 些 零 件 的 对 称 配 制,同 时 将 主要 零 件 的 结 构 形 状 表 示 清 楚,再 增 加 一 个 俯 视 图,俯 视 图 上 沿 结 合 面 取 半 剖 视,此 部件 的 表 达 就 已 经 比 较 完 整 清 楚 了 。
&’ 确 定 画 图 的 比 例 和 图 幅 大 小画 图 的 比 例 要 根 据 部 件 的 实 际 大 小 和 复 杂 程 度 来 确 定 。 对 于 形 体 大 而 较 简 单 的部 件,可 缩 小 比 例 画 图,反 之 放 大 比 例,一 般 常 用 %(% 的 比 例 。 比 例 确 定 后,就 可 按 确定 好 的 表 达 方 案 来 估 算 图 幅,估 算 时 要 注 意 视 图 与 视 图 之 间,视 图 与 边 框 之 间 要 留 出一 些 空 隙,并 考 虑 安 排 明 细 表 的 位 置,按 估 算 的 结 果 选 靠 近 的 标 准 图 幅 。 如 滑 动 轴 承装 配 图,)! 幅 面 的 图 纸 就 够 用 了 。
!’ 画 部 件 的 主 要 结 构 部 分画 部 件 的 主 要 结 构,一 般 可 有 两 种 方 法,
（ %） 由 内 向 外 画,按 装 配 干 线 进 行,先 画 干 线 上 主 要 零 件 的 主 要 结 构,再 画 和 它 有装 配 关 系 的 零 件,逐 步 扩 展 到 壳 体 。
（ &） 由 外 向 内 画,从 壳 体 或 机 座 画 起,将 其 他 零 件 按 次 序 逐 个 装 上 去 。
无 论 哪 种 方 法,都 要 先 画 出 各 基 本 视 图 的 中 心 线,然 后 画 主 要 零 件 的 轮 廓,再 画与 之 有 关 系 的 零 件 轮 廓 。 一 般 从 主 视 图 开 始,再 到 其 他 的 视 图,逐 个 进 行 。 对 某 些 零件,必 须 在 其 他 视 图 画 出 后 才 能 画 出 主 视 图 的,也 要 及 时 地 联 系 几 个 视 图 来 画 。 滑 动轴 承 采 用 由 底 座 画 起 的 方 法,先 画 底 座,再 把 上 轴 瓦 下 轴 瓦 装 上,再 装 轴 承 盖,其 步 骤如 图 ! " # " $%（ *）,（ +）,（,）,（ -） 所 示 。
#’ 画 部 件 次 要 的 结 构 部 分画 出 各 零 件 的 所 有 细 节,如 孔,槽,螺 纹 等 。
$’ 加 深 图 线经 过 检 查 后 加 深 图 线,画 剖 面 线,标 题 栏 及 明 细 表,注 尺 寸 及 公 差 配 合 等 。
.’ 其 余 工 作编 写 件 号,填 写 明 细 表 和 标 题 栏,注 写 技 术 要 求 。 最 后 画 出 的 滑 动 轴 承 装 配 图 如图 ! " # " $%（ /） 所 示 。
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第 三 篇 机 械 制 图第 九 节 看 装 配 图 和 拆 画 零 件 图在 生 产,使 用 和 维 修 机 械 设 备 的 时 候,都 会 碰 到 看 装 配 图 的 问 题 。 在 设 计 工 作 中还 要 从 装 配 图 拆 画 零 件 图,这 些 工 作 也 需 要 在 看 懂 装 配 图 的 基 础 上 进 行 。
一,看 装 配 图看 装 配 图,就 是 要 从 装 配 图 中 了 解 机 器 或 部 件 的 性 能,功 用 和 工 作 原 理,各 零 件间 的 装 配 关 系 及 各 零 件 的 拆 装 顺 序,各 零 件 的 主 要 结 构 形 状 和 作 用,其 他 系 统 如 润 滑系 统,防 漏 系 统 等 的 原 理 和 构 造 。 下 面 以 图 ! " # " $% 所 示 柱 塞 泵 为 例 说 明 看 装 配 图的 方 法 步 骤 。
&’ 概 括 了 解 并 分 析 视 图
（ &） 阅 读 有 关 资 料 。 看 装 配 图 不 仅 要 有 投 影 和 表 达 方 法 的 知 识,而 且 还 必 须 具 备一 定 的 专 业 知 识 。 因 此 首 先 要 通 过 阅 读 有 关 说 明 书,装 配 图 中 的 技 术 要 求 及 标 题 栏等,了 解 柱 塞 泵 的 功 用,性 能 和 工 作 原 理 。 从 而 了 解 柱 塞 泵 是 润 滑 系 统 中 的 重 要 组 成部 分 。
（ %） 分 析 视 图 。 阅 读 装 配 图 时,应 分 析 全 图 采 用 了 那 些 表 达 方 法,为 什 么 要 采 用这 些 表 达 方 法,并 找 出 各 视 图 间 的 投 影 关 系,进 而 明 确 各 视 图 所 表 达 的 内 容 。 柱 塞 泵装 配 图 采 用 了 三 个 基 本 视 图,一 个,! 向,视 图 和 一 个," " "” 剖 视 图 。 主 视 图 为 了 表达 柱 塞 泵 的 形 状 和 四 条 装 配 干 线,两 处 采 用 了 局 部 剖 视 ； 左 视 图 为 了 表 达 柱 塞 泵 的 形状 和 局 部 结 构 的 内 部 形 状,采 用 了 零 件 (,! 向,视 图 。 为 了 表 达 泵 体 右 端 的 内 部 形状,采 用 了 零 件 (," " "” 剖 视 图 。
%’ 深 入 了 解 部 件 的 工 作 原 理 和 装 配 关 系在 对 部 件 总 体 概 括 了 解 之 后,还 要 进 一 步 仔 细 阅 读 装 配 图 。 一 般 方 法 是,
（ &） 从 主 视 图 入 手,根 据 各 装 配 干 线,对 照 零 件 在 各 视 图 中 的 投 影 关 系 ；
（ %） 由 各 零 件 剖 面 线 的 不 同 方 向 和 间 隔,分 清 零 件 轮 廓 的 范 围 ；
（ !） 由 装 配 图 上 所 标 注 的 配 合 代 号 了 解 零 件 间 的 配 合 关 系 ；
（ #） 根 据 常 见 结 构 的 表 达 方 法 和 一 些 规 定 画 法,来 识 别 零 件 如 油 杯,轴 承,密 封 结构,齿 轮 等 。
（ $） 根 据 零 件 序 号 对 照 明 细 栏,找 出 零 件 数 量,材 料,规 格,帮 助 了 解 零 件 作 用 和确 定 零 件 在 装 配 图 中 的 位 置 和 范 围 。
（ )） 利 用 一 般 零 件 结 构 有 对 称 性 的 特 点 和 利 用 相 互 连 接 两 零 件 的 接 触 面 应 大 致相 同 的 特 点,帮 助 想 象 零 件 的 结 构 形 状 。 有 时 甚 至 还 要 借 助 于 阅 读 有 关 的 零 件 图,才
·(#)·
第 四 章 零 件 图 与 装 配 图能 彻 底 读 懂 机 器 （ 或 部 件 ） 的 工 作 原 理,装 配 关 系 及 各 零 件 的 功 用 和 结 构 特 点 。
图 !" #" $% 滑 动 轴 承柱 塞 泵 的 工 作 原 理 从 主,俯 视 图 的 投 影 关 系 可 知,运 动 从 件 %&（ 轴 ） 输 入,它 将 回转 运 动 通 过 件 %’（ 键 ） 传 递 给 件 ((（ 凸 轮 ）,件 (( 将 回 转 运 动 传 给 件 %%（ 柱 塞 ）,使 件 %%
在 件 )（ 泵 套 ） 内 向 左 作 直 线 运 动,而 件 #（ 弹 簧 ） 则 使 件 %% 向 右 运 动 。 件 # 的 松 紧 由 件
%$（ 螺 塞 ） 调 节 。 从 配 合 尺 寸 *%+
,
-
.
)
和 *!&
,
-
.
)
可 知,件 %% 确 实 是 在 件 ) 内 作 往 复 直 线运 动,而 件 ) 在 件 -（ 泵 体 ） 内 无 相 对 运 动 。 从 主 视 图 中 可 知 泵 体 左 端 上 下 各 装 了 一 个
·+#)·
第 三 篇 机 械 制 图单 向 阀,以 保 证 油 液 单 向 进 出,互 不 干 扰 。 对 照 主,俯 视 图 和 明 细 栏,还 可 知 件 !（ 油杯 ） 和 件 "（ 轴 承 ） 都 是 标 准 件,件 ! 是 为 了 润 滑 凸 轮 ； 两 滚 动 轴 承 是 为 了 支 承 件 #$（ 轴 ）
和 改 善 轴 的 工 作 情 况 。 从 俯 视 图 上 可 知,泵 体 左 端 和 前 端 的 衬 盖 和 泵 套 用 螺 钉 紧 固在 泵 体 上 。
装 配 图 的 画 图 步 骤
·%&’·
第 四 章 零 件 图 与 装 配 图图 ! " # " $% 柱 塞 泵
·&$’·
第 三 篇 机 械 制 图
!" 分 析 零 件随 着 看 图 逐 步 深 入,进 入 分 析 零 件 阶 段 。 分 析 零 件 的 目 的 是 弄 清 楚 每 个 零 件 的结 构 形 状 和 各 零 件 间 的 装 配 关 系 。 一 台 机 器 （ 或 部 件 ） 上 有 标 准 件,常 用 件 和 一 般 零件 。 对 于 标 准 件,常 用 件 一 般 是 容 易 弄 懂 的,但 一 般 零 件 有 简 有 繁,它 们 的 作 用 和 地位 又 各 不 相 同,应 先 从 主 要 零 件 开 始 分 析,运 用 上 述 阅 读 装 配 图 的 六 条 方 法 确 定 零 件的 范 围,结 构,形 状,功 用 和 装 配 关 系 。 柱 塞 泵 的 泵 体 是 一 个 主 要 零 件,必 须 认 真 分 析三 视 图 和,! 向,视 图,," # "” 剖 视 图,并 利 用 零 件 结 构 对 称 特 点 想 象 出 泵 体 前 端 盖处 的 结 构 。 从 左,俯 视 图 和,$ 向,视 图 可 知,泵 体 底 板 处 有 安 装 用 的 四 个 螺 栓 孔 和 两个 定 位 销 孔 。 其 余 零 件 也 用 同 样 方 法,一 一 分 析 清 楚 。
%" 归 纳 总 结在 对 装 配 关 系 和 主 要 零 件 的 结 构 进 行 分 析 的 基 础 上,还 要 对 技 术 要 求,全 部 尺 寸进 行 研 究,进 一 步 了 解 机 器 （ 或 部 件 ） 的 设 计 意 图 和 装 配 工 艺 性 。 如,柱 塞 泵 凸 轮 轴 的装 配 顺 序 应 为,凸 轮 轴 & 键 & 凸 轮 & 两 端 轴 承 & 衬 套 & 衬 盖 ； 然 后 再 一 起 由 前 向 后 装入 泵 体 ； 最 后 装 上 四 个 螺 钉 。 这 样 对 整 台 机 器 （ 或 部 件 ） 才 能 得 到 一 个 完 整 的 概 念,为下 一 步 拆 画 零 件 图 打 下 基 础 。
二,由 装 配 图 拆 画 零 件 图
’" 拆 画 零 件 图 的 要 求画 图 前 必 须 认 真 阅 读 装 配 图,全 面 深 入 了 解 设 计 意 图,弄 清 楚 工 作 原 理,装 配 关系,技 术 要 求 和 每 个 零 件 的 结 构 形 状 。 画 图 时 不 但 要 从 设 计 方 面 考 虑 零 件 的 作 用 和要 求,而 且 还 要 从 工 艺 方 面 考 虑 零 件 的 制 造 和 装 配,应 使 所 画 的 零 件 图 同 时 符 合 设 计和 工 艺 要 求 。
(" 拆 画 零 件 图 要 处 理 的 几 个 问 题零 件 分 类 。
按 照 对 零 件 的 要 求,可 把 零 件 分 为 四 类,
（ ’） 标 准 零 件 标 准 零 件 大 多 数 属 于 外 购 件,因 此 不 需 要 画 出 零 件 图,只 要 按 照标 准 件 的 规 定 标 记 代 号 列 出 标 准 件 的 汇 总 表 即 可 。
（ (） 借 用 零 件 借 用 零 件 是 借 用 定 型 产 品 上 的 零 件 。 对 于 这 类 零 件,可 利 用 已 有的 图 样,而 不 必 另 行 画 图 。
（ !） 特 殊 零 件 特 殊 零 件 是 指 设 计 时 所 确 定 下 来 的 重 要 零 件,在 设 计 说 明 书 中 都附 有 这 类 零 件 的 图 样 或 重 要 数 据,如 气 轮 机 的 叶 片,喷 嘴 。 对 这 类 零 件,应 按 给 出 的图 样 或 数 据 绘 制 零 件 图 。
（ %） 一 般 零 件 这 类 零 件 基 本 上 是 按 照 装 配 图 所 体 现 的 形 状,大 小 和 有 关 的 技 术要 求 来 画 图,是 拆 画 零 件 图 的 主 要 对 象 。
表 达 方 案 的 处 理 。
·’)*·
第 四 章 零 件 图 与 装 配 图拆 画 零 件 图 时 零 件 的 表 达 方 法 是 根 据 零 件 的 结 构 形 状 特 点 考 虑 的,不 强 求 与 装配 图 一 致 。 在 多 数 情 况 下,壳 体 箱 座 类 零 件 主 视 图 所 选 的 位 置 可 以 与 装 配 图 一 致 。
这 样 做,装 配 机 器 时 便 于 对 照,如 减 速 机 座 。 对 于 轴 套 类 零 件,一 般 按 加 工 位 置 选 取主 视 图 。
零 件 结 构 形 状 的 处 理 。
在 装 配 图 中,对 零 件 上 某 些 局 部 结 构 （ 图 ! " # " $! 和 图 ! " # " $#） 往 往 未 完 全 给出 ； 对 零 件 上 某 些 标 准 结 构 （ 如 倒 角 倒 圆,退 刀 槽 等 ） 也 未 完 全 表 达 。 拆 画 零 件 图 时,
应 结 合 考 虑 设 计 和 工 艺 的 要 求,补 画 出 这 些 结 构 。 如 零 件 上 某 部 分 需 要 与 某 零 件 装配 时 一 起 加 工,则 应 在 零 件 图 上 注 明 （ 图 ! " # " $$） 。 当 零 件 上 采 用 弯 曲 卷 边 等 变 形方 法 连 接 时,应 画 出 其 连 接 前 的 形 状,如 图 ! " # " $%,! " # " $& 所 示 。
图 ! " # " $! 螺 堵 头 部 形 状零 件 图 上 尺 寸 的 处 理 。
装 配 图 上 的 尺 寸 不 是 很 多 的,各 零 件 结 构 形 状 的 大 小,经 过 设 计 人 员 的 考 虑,虽没 有 标 注 尺 寸 数 字,形 体 尺 寸 基 本 上 是 合 适 的 。 因 此 根 据 装 配 图 画 零 件 图 时,可 以 从装 配 图 图 样 上 按 比 例 直 接 量 取 尺 寸 。 尺 寸 的 标 注 可 按 以 前 讨 论 的 方 法 和 要 求 执 行 。
而 尺 寸 的 大 小 必 须 根 据 木 同 情 况 分 别 处 理,
图 ! " # " $# 泵 盖 外 形
（ ’） 装 配 图 上 已 注 出 的 尺 寸,在 有 关 的 零 件 图 上 直 接 注 出 。 对 于 配 合 尺 寸,某 些相 对 位 置 尺 寸 要 注 出 偏 差 数 值 。
（ (） 与 标 准 件 相 连 接 或 配 合 的 有 关 尺 寸,如 螺 纹 的 有 关 尺 寸,销 孔 直 径 等,要 从 相应 标 准 中 查 取 。
·($%·
第 三 篇 机 械 制 图
（ !） 某 些 零 件 在 明 细 栏 中 给 定 了 尺 寸,如 弹 簧 尺 寸,垫 片 厚 度 等 要 按 给 定 尺 寸 注 写 。
（ "） 根 据 装 配 图 所 给 的 数 据 应 进 行 计 算 的 尺 寸,如 齿 轮 的 分 度 圆,齿 顶 圆 直 径 尺寸 等,要 经 过 计 算 再 注 写 。
（ #） 相 邻 零 件 接 触 面 的 有 关 尺 寸 及 连 接 件 的 有 关 定 位 尺 寸 要 协 调 一 致 。
图 !$ "$ ## 注 明 装 配 时 加 工图 !$ "$ #% 画 出 卷 边 前 的 形 状图 !$ "$ #& 画 出 铆 合 前 的 形 状
（ %） 有 标 准 规 定 的 尺 寸 如 倒 角,沉 孔,螺 纹 退 刀 槽,砂 轮 越 程 槽 等,要 从 有 关 手 册上 查 取 。
·!#%·
第 四 章 零 件 图 与 装 配 图图 ! " # " $%（ &） 泵 体 零 件 图
·#$’·
第 三 篇 机 械 制 图图 ! " # " $%（ &） 其 余 零 件 图
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第 四 章 零 件 图 与 装 配 图图 ! " # " $%（ &） 其 余 零 件 图
·’$’·
第 三 篇 机 械 制 图图 ! " # " $%（ &） 柱 塞 泵 零 件 图
·’$(·
第 四 章 零 件 图 与 装 配 图其 他 尺 寸 均 从 装 配 图 上 直 接 量 取 标 注,但 要 注 意 尺 寸 数 字 的 圆 整 和 取 标 准 化 数 值 。
零 件 表 面 粗 糙 度 的 确 定 。
零 件 上 各 表 面 的 粗 糙 度 是 根 据 其 作 用 和 要 求 确 定 的 。 一 般 接 触 面 与 配 合 面 的 粗糙 度 数 值 应 较 小,自 由 表 面 的 粗 糙 度 数 值 一 般 较 大 。 但 有 密 封 耐 蚀 美 观 等 要 求 的 表面 粗 糙 度 数 值 也 应 较 小 。 表 面 粗 糙 度 可 参 阅 有 关 资 料 选 注 。
关 于 零 件 的 技 术 要 求 。
技 术 要 求 在 零 件 图 中 占 有 重 要 地 位,它 直 接 影 响 零 件 的 加 工 质 量 。
!" 拆 画 装 配 图 举 例根 据 零 件 序 号 # 和 剖 面 符 号,在 装 配 图 各 视 图 中 找 到 泵 体 的 投 影,确 定 泵 体 的 整个 轮 廓 。 泵 体 的 主 视 图 应 按 零 件 的 特 点 重 新 选 择,如 图 ! $ % $ &’（ (） 的 主 视 图 所 示 。
按 表 达 完 整 清 晰 的 要 求,除 主 视 图 外,又 选 择 了 俯 视 图,左 视 图 和,! $ !” 剖 视 图,"
向 视 图 。 主 视 图,俯 视 图 和 左 视 图 都 采 用 了 局 部 剖 视 图 。
尺 寸 标 注 。
除 一 般 尺 寸 可 直 接 从 装 配 图 上 量 取 和 按 装 配 图 上 已 给 出 的 尺 寸 标 注 外,又 处 理了 几 个 特 殊 尺 寸 。
（ )） 根 据 螺 钉 定 出 各 螺 孔 尺 寸 。
（ *） 根 据 单 向 阀 体 螺 纹 尺 寸,查 表 取 标 准 值 定 出 进 出 口 尺 寸 。
表 面 粗 糙 度 。
参 考 有 关 表 面 粗 糙 度 的 资 料 选 定 泵 体 各 加 工 面 的 粗 糙 度 数 值 。
技 术 要 求 （ 略 ） 。
图 ! $ % $ &’ 所 示 为 泵 体 零 件 工 作 图 和 柱 塞 泵 的 其 他 零 件 工 作 图 。
·’&+·
第 三 篇 机 械 制 图第 五 章 公 差 配 合 与 表 面 粗 糙 度第 一 节 表 面 粗 糙 度一,表 面 粗 糙 度 的 基 本 概 念
!" 表 面 粗 糙 度无 论 用 机 械 加 工 还 是 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 存 在 着 较 小 的 间 距 和 峰 谷 组 成 的 微 量 高 低 不 平 的 痕 迹 （ 如 图 # $ % $ ! 所 示 ）,它是 一 种 微 观 几 何 形 状 误 差,称 为 表 面 粗 糙 度 。 表 面 粗 糙 度 越 小,表 面 越 光 滑 。
图 # $ % $ ! 表 面 粗 糙 度 示 意 图
&" 表 面 粗 糙 度 对 零 件 使 用 性 能 的 影 响表 面 粗 糙 度 的 大 小 对 零 件 使 用 性 能 和 寿 命 有 很 大 影 响 。
（ !） 表 面 粗 糙 度 影 响 零 件 的 刚 度 和 耐 磨 性 。 两 个 零 件 相 接 触 的 表 面 越 粗 糙,实 际接 触 面 积 越 小,相 同 条 件 下 单 位 面 积 上 的 压 力 越 大,由 此 引 起 的 变 形 越 大,其 刚 度 和耐 磨 性 减 小 。
（ &） 表 面 粗 糙 度 影 响 配 合 性 质 的 稳 定 性 。 对 于 间 隙 配 合,当 轴,孔 需 做 相 对 运 动时,由 于 表 面 凸 峰 磨 损,使 孔 径 增 大,轴 径 减 小,间 隙 数 值 逐 渐 变 化 ； 对 于 过 盈 配 合,压
·’%(·
第 五 章 公 差 配 合 与 表 面 粗 糙 度入 装 配 时 将 凸 峰 挤 平,产 生 塑 性 变 形,使 实 际 有 效 过 盈 量 减 小,从 而 影 响 配 合 性 质 的稳 定 性 。
（ !） 表 面 粗 糙 度 影 响 抗 腐 蚀 性 。 粗 糙 的 表 面 易 使 腐 蚀 性 物 质 附 着 于 凹 谷 处,并 渗入 到 材 料 内 部,引 起 表 面 锈 蚀 。
为 保 证 机 械 零 件 的 使 用 性 能,必 须 提 出 合 理 的 表 面 粗 糙 度 。
二,表 面 粗 糙 度 的 评 定 参 数
"# 取 样 长 度 和 评 定 长 度取 样 长 度,用 于 判 别 具 有 表 面 粗 糙 度 特 征 的 一 段 基 准 线 长 度,在 轮 廓 总 的 走 向 上量 取 。
评 定 长 度,评 定 轮 廓 所 必 须 的 一 段 长 度,它 包 括 一 个 或 几 个 取 样 长 度 。 在 一 个 或几 个 取 样 长 度 上 分 别 测 量,取 其 平 均 值 作 为 评 定 表 面 粗 糙 度 的 测 量 结 果 。
$# 表 面 粗 糙 度 的 评 定 参 数国 家 标 准 %&’ (")!"— *+ 规 定 了 三 个 与 微 观 不 平 度 高 度 特 性 有 关 的 参 数 （ !
,
,!
-
，
!
.
） 作 为 基 本 的 评 定 参 数 。
轮 廓 算 术 平 均 偏 差 !
,
。
在 取 样 长 度 内,轮 廓 上 各 点 到 基 准 线 距 离 "
#
（ # / ",$,…,$） 绝 对 值 的 算 术 平 均 值
（ 如 图 ! 0 + 0 $ 所 示 ）,即
!
,
/
1 "
"
1 2 1 "
$
1 2 1 "
!
1 2 … 2 1 "
3
1
$
（ + 0 "）
图 ! 0 + 0 $ 高 度 方 向 评 定 参 数 !
,
,!
-
,!
.
示 意 图
!
,
的 数 值 越 大,则 表 面 越 粗 糙 。 !
,
比 较 充 分 反 映 了 表 面 微 观 几 何 形 状 在 高 度方 向 上 的 特 性,用 轮 廓 仪 测 量 很 方 便,所 以 !
,
是 广 泛 采 用 的 参 数 。
微 观 不 平 度 ") 点 高 度 !
-
。
·)44·
第 三 篇 机 械 制 图在 取 样 长 度 内,五 个 最 大 的 轮 廓 峰 高 的 平 均 值 与 ! 个 最 大 的 轮 廓 谷 深 的 平 均 值之 和 （ 如 图 ! " # 所 示 ）,即
!
$
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（ ! " #）
由 于 !
$
是 选 择 十 个 特 殊 点 测 量 的,在 反 映 表 面 微 观 几 何 形 状 高 度 方 向 的 特 性 上不 如 !
*
充 分,但 由 于 测 量 点 少,计 算 方 便,易 于 在 光 学 仪 器 上 测 量,故 !
$
用 的 相 对 较多 。
轮 廓 最 大 高 度 !
+
。
在 取 样 长 度 内,轮 廓 峰 顶 线 和 轮 廓 谷 底 线 之 间 的 距 离 （ 如 图," ! " #）,即
!
+
% "
&-*.
( "
)-*.
（ ! ",）
!
+
由 于 反 映 轮 廓 高 度 特 性 方 面 更 不 充 分,故 应 用 很 少 。
三,表 面 粗 糙 度 的 选 用 和 标 注
’/ 评 定 参 数 的 选 择表 面 粗 糙 度 高 度 参 数 是 基 本 的 评 定 参 数,!
*
,!
$
,!
+
的 选 择 应 根 据 零 件 表 面 的 性能 要 求 和 检 测 是 否 方 便 来 确 定 。
在 常 用 数 值 范 围 内 （ !
*
% 0/0#! -1 2/,
!
-）,优 先 选 择 !
*
。
在 粗 糙 度 要 求 特 别 高 （ !
*
3 0/0#! -） 或 特 别 低 （ !
*
4 2/,
!
-） 时,可 选 用 !
$
。
对 由 于 应 力 集 中 而 导 致 疲 劳 破 坏 较 敏 感 的 表 面,需 选 用 !
+
,通 常 !
+
与 !
*
（ 或
!
$
） 联 用 。
#/ 评 定 参 数 值 的 选 用评 定 表 面 粗 糙 度 !
*
,!
$
,!
+
的 允 许 值,按 表," ! " ’ 所 列 标 准 化 数 值 选 取 。
表," ! " ’ 表 面 粗 糙 度 参 数 !
*
,!
$
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+
系 列 值 （ 摘 自 5678’0,’— 9!） （
!
-
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）
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0/’00 0/’00 !0 !0
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0/#0 0/#0 ’00 ’00
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0/:0 0/:0 #00
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0/;0 0/;0,00
!
!
’/20 ’/2 ;00
,/#,/# ’200
注,表 列 为 第 一 系 列 数 值 。
·’22·
第 五 章 公 差 配 合 与 表 面 粗 糙 度表 面 粗 糙 度 参 数 值 的 选 用 原 则 是 在 满 足 使 用 要 求 的 前 提 下,参 数 的 允 许 值 尽 量取 大,以 减 小 加 工 困 难,降 低 生 产 成 本 。 评 定 表 面 粗 糙 度 的 参 数 与 其 加 工 方 法 的 关 系见 表 ! " # " $。
评 定 参 数 值 的 选 用 多 用 类 比 法,根 据 类 比 法 初 步 确 定 表 面 粗 糙 度,同 时 还 应 考 虑下 列 因 素,
（ %） 同 一 零 件 上 工 作 表 面 比 非 工 作 表 面 粗 糙 度 小 。
（ $） 摩 擦 表 面 比 非 摩 擦 表 面,滚 动 摩 擦 表 面 比 滑 动 摩 擦 表 面 的 粗 糙 度 值 小 。
（ !） 运 动 速 度 高,单 位 面 积 压 力 大,受 交 变 载 荷 作 用 和 易 产 生 应 力 集 中 的 部 位,粗糙 度 值 小 。
（ &） 密 封 性,防 腐 性 要 求 高 的 表 面,粗 糙 度 小 。
表 ! " # " $ 表 面 粗 糙 度 表 面 特 征,加 工 方 法 及 应 用 举 例表 面 微 观 特 性 !
’
(
!
) !
*
(
!
) 加 工 方 法 应 用 举 例粗糙表面微 见 刀 痕
!
$+
!
,+
粗 车,粗 刨,粗 铣,钻,毛 锉,锯断半 成 品 粗 加 工 过 的 表 面,非 配 合 的 加 工 表面,如 轴 端 面,倒 角,钻 孔,齿 轮 和 带 轮 侧 面,
键 槽 底 面,垫 圈 接 触 面 等半光表面微 见 加 工痕 迹
!
%+
!
&+ 车,刨,铣,镗,钻,粗 铰轴 上 不 安 装 轴 承,齿 轮 处 的 非 配 合 表 面,
坚 固 件 的 自 由 装 配 表 面,轴 和 孔 的 退 刀 槽 等微 见 加 工痕 迹
!
#
!
$+
车,刨,铣,镗,磨,拉,粗 刮,滚压半 精 加 工 表 面,箱 体,支 架,盖 面,套 筒 等和 其 他 零 件 结 合 而 无 配 合 要 求 的 表 面,需 要发 兰 的 表 面 等看 不 清 加工 痕 变
!
$-#
!
%+
车,刨,铣,镗,磨,拉,刮,滚压,铣 齿接 近 于 精 加 工 表 面 。 箱 体 上 安 装 轴 承 的镗 孔 表 面,齿 轮 的 工 作 面光表面可 辨 加 工痕 迹 方 向
!
%-$#
!
.-!
车,镗,磨,拉,刮,精 铰,磨 齿,
滚 压圆 柱 销,圆 锥 销,与 滚 动 轴 承 配 合 的 表 面,
普 通 车 床 导 轨 面,内,外 花 键 定 心 表 面 等微 辨 加 工痕 迹 方 向
!
+-.!
!
!-$ 精 铰,精 镗,磨,刮,滚 压要 求 配 合 性 质 稳 定 的 配 合 表 面,工 作 时 受交 变 应 力 的 重 要 零 件,较 高 精 度 车 床 的 导 轨 面不 可 辨 加工 痕 迹 方向
!
+-!$
!
%-,精 磨,珩 磨,研 磨,超 精 加 工精 密 机 床 主 轴 锥 孔,顶 尖 圆 锥 面,发 动 机曲 轴,凸 轮 轴 工 作 表 面,高 精 度 齿 轮 齿 面极光表面暗 光 泽 面
!
+-%.
!
+-,精 磨,研 磨,普 通 抛 光精 密 机 床 主 轴 颈 表 面,一 般 量 规 工 作 表面,汽 缸 套 内 表 面,活 塞 销 表 面 等亮 光 泽 面
!
+-+,
!
+-&
镜 状 光 泽面
!
+-+&
!
+-$
超 精 磨,精 抛 光,镜 面 磨 削精 密 机 床 主 轴 颈 表 面,滚 动 轴 承 的 滚 珠,
高 压 油 泵 中 柱 塞 和 柱 塞 配 合 的 表 面镜 面
!
+-+%
!
+-+# 镜 面 磨 削,超 精 研高 精 度 量 仪,量 块 的 工 作 表 面,光 学 仪 器中 的 金 属 镜 面
·$..·
第 三 篇 机 械 制 图
（ !） 配 合 精 度 要 求 高 的 配 合 表 面,粗 糙 度 小 。 表 " # ! # " 列 出 了 轴 孔 配 合 表 面 粗糙 度 参 数 的 推 荐 值 。
（ $） 凡 有 关 标 准 已 对 表 面 粗 糙 度 作 出 规 定 的,应 按 标 准 确 定 其 参 数 值 。
表 " # ! # " 轴,孔 表 面 粗 糙 度 推 荐 值
"% 表 面 粗 糙 度 符 号 及 其 标 注
·"$$·
第 五 章 公 差 配 合 与 表 面 粗 糙 度
!"#$%&%— ’& 对 表 面 粗 糙 度 的 符 号,代 号 及 其 标 注 作 了 规 定 。
（ %） 表 面 粗 糙 度 符 号 （ 见 表 & ( ) ( *） 。
（ +） 表 面 粗 糙 度 的 代 号 。 表 面 粗 糙 度 数 值 及 其 有 关 规 定 在 符 号 中 注 写 的 位 置 见表 & ( ) ( *。 表 面 粗 糙 度 高 度 参 数 是 基 本 参 数,!
,
的 参 数 值 前 可 不 标 注 参 数 代 号,
!
-
,!
.
的 参 数 值 前 需 标 出 相 应 的 代 号 。
表 & ( ) ( * 表 面 粗 糙 度 符 号 （ 摘 自 !"#$%&%— ’&）
符号的比例粗糙度代号及规 定 及说 明
%/ 符 合 线 宽,数 字,字 母 笔 画 宽 度 皆 为 %#%0"
+/ 在 同 一 张 图 上,每 一 表 面 一 般 只 标 注 一 次,其 大 小 应 一 致其有关规定的注写表面粗糙度数值及规 定 及说 明当 需 要 表 明 除 高 度 参 数 以 外 的 其 他 规 定 时,可 按 上 图 所 规 定 的 形 式 注 写 。 其 中 取 样 长度 # 一 项,如 取 国 标 规 定 的 与 高 度 参 数 对 应 的 长 度 数 值 时,可 省 略 标 注符 号 说 明表 示 表 面 可 用 任 何 方 法 获 得,当 不 加 注 粗 糙度 参 数 值 或 有 关 说 明 （ 例 如 表 面 处 理,局 部 热处 理 状 况 等 ） 时,仅 适 用 于 简 化 代 号 标 注表 示 表 面 是 用 不 去 除 材 料 的 方 法 获 得 。 例如 车,铣,钻,磨,剪 切,抛 光,腐 蚀,电 火 花 加工,气 割 等
·*11·
第 三 篇 机 械 制 图符号的比例粗糙度代号及表 示 表 面 是 用 去 除 材 料 的 方 法 获 得 例 。 例如 铸,锻,冲 压 变 形,热 轧,冷 轧,粉 末 冶 金 等或 者 是 用 于 保 持 原 供 应 状 况 的 表 面 （ 包 括 保持 上 道 工 序 的 状 况 ）
在 上 述 三 个 符 号 的 长 边 上 均 可 加 一 横 线,用于 标 注 有 关 参 数 和 说 明在 上 述 三 个 符 号 上,均 可 加 一 小 圆,表 示 所有 表 面 具 有 相 同 的 表 面 粗 糙 度 要 求
（ !） 表 面 精 糙 度 的 标 注 。 图 样 上 表 面 粗 糙 度 的 标 注 方 式 见 表 ! " # " #。
表 ! " # " # 表 面 粗 糙 度 的 标 注 方 法 （ 摘 自 $%&’(!(— )!）
表 面 粗 糙 度 代 号 中 数 字 和 符号 的 方 向 必 须 按 下 图 规 定 标注带 横 线 的 表 面 粗 糙 度 符 号 应按 下 图 标 注符 号 的 尖 端 必 须 从 材 料 外 指向 表 面,使 用 最 多 的 一 种 粗 糙度 代 号 统 一 注 在 图 样 右 上 角,
前 面 加 注,其 余,二 字当 所 有 表 面 粗 糙 度 要 求 相 同时,可 统 一 注 在 图 样 右 上 角同 一 表 面 上 有 不 同 的 表 面 粗糙 度 要 求 时,须 用 细 实 线 画 出其 分 界 线连 续 表 面 及 重 复 要 素 （ 孔,槽,
齿 等 ） 的 表 面 和 用 细 实 线 连 接的 不 连 续 表 面,其 表 面 粗 糙 度代 号 只 标 注 一 次
·#**·
第 五 章 公 差 配 合 与 表 面 粗 糙 度当 地 方 狭 小 或 不 便 标 注 时,代号 可 以 引 出 标 注为 简 化 标 注 或 标 注 位 置 受 到限 制 时,可 标 注 简 化 代 号,也可 采 用 省 略 注 法 （ 见 下 图 ）,但应 在 标 题 栏 附 近 说 明 简 化 代号 的 意 义需 将 零 件 局 部 热 处 理 或 镀
（ 涂 ） 时,应 用 粗 点 划 线 画 出 其范 围 并 标 注 相 应 的 尺 寸,也 可将 要 求 注 写 在 表 面 粗 糙 度 符号 内中 心 孔 的 工 作 表 面,键 槽 工 作 面,倒 角,圆 角 的表 面 粗 糙 度 代 号,可 按 下 图 简 化 标 法齿 轮,渐 开 线 花 键,螺 纹 等 工 作 表 面 没 有 画 出的 齿 （ 牙 ） 形 时,其 表 面 粗 糙 度 代 号 可 按 下 图 方式 标 注
·!!!·
第 三 篇 机 械 制 图第 二 节 公 差 与 配 合 的 基 本 概 念一,互 换 性 的 概 念同 一 规 格 的 零 部 件 不 需 要 作 任 何 挑 选,调 整 或 修 配,就 能 装 到 机 器 上,满 足 使 用要 求,零 件 的 这 种 性 质 称 为 互 换 性 。
互 换 性 为 产 品 的 设 计,制 造,使 用 和 维 修 带 来 很 大 的 方 便 。
从 设 计 方 面 看,零 部 件 具 有 互 换 性,可 以 最 大 限 度 的 采 用 标 准 件,通 用 件,减 少 计算,绘 图 的 工 作 量 。 从 制 造 方 面,互 换 性 有 利 于 组 织 专 业 化 生 产,提 高 生 产 率,降 低 成本 。 从 使 用 和 维 修 方 面,零 部 件 具 有 互 换 性,可 及 时 更 换 已 磨 损 或 损 坏 的 零 件,提 高设 备 的 利 用 率 。
总 之,互 换 性 对 保 证 产 品 质 量,提 高 生 产 效 率 具 有 重 大 意 义 。
二,互 换 性 要 用 零 件 的 公 差 来 保 证在 加 工 零 件 的 过 程 中,由 于 种 种 因 素 的 影 响,零 件 各 部 分 的 尺 寸,形 状,方 向 和 位置 难 以 达 到 理 想 状 态,从 零 件 的 使 用 功 能 看,要 求 零 件 的 几 何 量 在 某 一 范 围 内 变 动,
保 证 同 一 规 格 的 零 件 彼 此 充 分 接 近,这 个 允 许 变 动 的 范 围 被 称 为 公 差,它 在 零 件 的 使用 和 制 造 上 是 合 理 的 ； 再 就 是 保 证 相 互 结 合 的 零 件 尺 寸 之 间 形 成 一 定 的 配 合 关 系,以满 足 不 同 的 使 用 要 求 。 前 者 要 以,公 差,的 标 准 化 来 解 决,后 者 要 以,配 合,的 标 准 化来 解 决,由 此 产 生 了 公 差 与 配 合 制 度 。 合 理 的 确 定 公 差 与 配 合,并 把 它 在 图 样 上 明 确的 表 示 出 来 是 实 现 零 部 件 互 换 性 的 前 提 。
三,尺 寸 和 尺 寸 公 差
!" 尺 寸用 特 定 单 位 表 示 的 两 点 之 间 距 离 的 数 值 称 为 尺 寸 。 它 可 分 为,
（ !） 基 本 尺 寸,设 计 时 给 定 的 尺 寸 称 为 基 本 尺 寸 。 它 是 确 定 尺 寸 偏 差 的 起 始 尺寸,其 数 值 应 优 先 选 用 标 准 直 径 或 标 准 长 度 。
（ #） 实 际 尺 寸,通 过 测 量 所 得 到 的 尺 寸 称 为 实 际 尺 寸 。
（ $） 极 限 尺 寸,允 许 零 件 尺 寸 变 化 的 两 个 界 限 值 称 为 极 限 尺 寸,较 大 的 一 个 称 为最 大 极 限 尺 寸,较 小 的 一 个 称 为 最 小 极 限 尺 寸 。 合 格 零 件 的 实 际 尺 寸 应 限 定 在 两 个极 限 尺 寸 之 间 。
#" 公 差 与 偏 差
·%&&·
第 五 章 公 差 配 合 与 表 面 粗 糙 度
· 尺 寸 偏 差
（ !） 实 际 偏 差,实 际 尺 寸 减 其 基 本 尺 寸 所 得 的 代 数 差 。
（ "） 极 限 偏 差,某 一 极 限 尺 寸 减 其 基 本 尺 寸 所 得 的 代 数 差 称 为 极 限 偏 差,简 称 偏差 。 它 有 上 偏 差 和 下 偏 差,其 值 可 正,负 或 零 。 孔 的 上 偏 差 代 号 是 #$,下 偏 差 代 号 是
#%； 轴 的 上 偏 差 代 号 是 &’,下 偏 差 代 号 是 &(（ 如 图 ) * + * ) 所 示 ） 。
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 差允 许 零 件 尺 寸 的 变 动 量 称 为 尺 寸 公 差,简 称 公 差 。 孔 的 公 差 -
.
,轴 的 公 差 -’,其大 小 为公 差,最 大 极 限 尺 寸 * 最 小 极 限 尺 寸,上 偏 差 * 下 偏 差公 差 不 能 为 零,永 远 为 正 值 。
· 公 差 带 图 （ 如 图 ) * + * )）
在 公 差 分 析 中,将 零 件 基 本 尺 寸,偏 差 和 公 差 之 间 的 关 系 简 化 成 如 图 ) * + * )（ /）
所 示 的 图 形 称 为 公 差 带 图 。
图 ) * + * ) 公 差 与 配 合 示 意 图
（ !） 零 线,公 差 带 图 中,确 定 偏 差 的 一 条 基 准 直 线 称 为 零 线 。 它 代 表 基 本 尺 寸,零线 以 上 为 正 偏 差,零 线 以 下 为 负 偏 差 。
（ "） 尺 寸 公 差 带,公 差 带 图 中,由 代 表 上,下 偏 差 的 两 条 直 线 所 限 定 的 区 域 称 为 尺寸 公 差 带,简 称 公 差 带 。
四,配 合 和 配 合 种 类
!0 配 合
·122·
第 三 篇 机 械 制 图基 本 尺 寸 相 同,相 互 结 合 的 孔 和 轴 公 差 带 之 间 的 关 系 称 为 配 合 。 由 于 孔,轴 的 实际 尺 寸 不 同,装 配 后 可 能 产 生 间 隙 也 可 能 过 盈 （ 如 图 ! " # " $ 所 示 ） 。
图 ! " # " $ 配 合
%& 配 合 的 种 类根 据 孔,轴 公 差 带 之 间 的 关 系,配 合 分 为 三 大 类,
（ ’） 间 隙 配 合,孔 的 公 差 带 完 全 位 于 轴 的 公 差 带 之 上 （ 如 图 ! " # " #（ (） 所 示 ）
（ %） 过 盈 配 合,轴 的 公 差 带 完 全 位 于 孔 的 公 差 带 之 上 （ 如 图 ! " # " #（ )） 所 示 ） 。
（ !） 过 渡 配 合,孔,轴 公 差 带 相 互 重 叠,既 可 能 间 隙 也 可 能 过 盈 的 配 合,称 为 过 渡配 合 （ 如 图 ! " # " #（ *） 所 示 ） 。
图 ! " # " # 配 合 的 种 类第 三 节 公 差 与 配 合 的 基 本 规 定在 公 差 带 图 中,公 差 带 由,公 差 带 大 小,和,公 差 带 位 置,两 个 要 素 组 成 。,公 差 带大 小,由,标 准 公 差,确 定,,公 差 带 位 置,由,基 本 偏 差,确 定 。
一,标 准 公 差标 准 公 差 为 +,’-..— /0 规 定 的 公 差 值,用 12 表 示 。 国 家 标 准 将 标 准 公 差 划 分 为
·033·
第 五 章 公 差 配 合 与 表 面 粗 糙 度
!" 个 公 差 等 级,分 用 #$"%,#$",#$%,…,#$%& 表 示,其 中 #$"% 最 高,其 余 依 次 降 低,#$%&
最 低,标 准 公 差 值 见 附 表 !’。
规 定 和 划 分 公 差 等 级 的 目 的,是 为 了 简 化 和 统 一 公 差 的 要 求,使 规 定 的 公 差 既 能 满 足不 同 的 使 用 要 求,又 能 代 表 各 种 加 工 方 法 的 精 度,为 零 件 设 计 和 制 造 带 来 极 大 的 方 便 。
二,基 本 偏 差 系 列基 本 偏 差 是 上,下 偏 差 中 靠 近 零 线 的 偏 差,它 确 定 公 差 带 相 对 零 线 的 位 置 。 国 家标 准 对 孔 和 轴 分 别 规 定 了 !& 个 基 本 偏 差,见 图 ( ) * ) ’。 基 本 偏 差 代 号 用 拉 丁 字 母表 示,其 中 大 写 的 表 示 孔,小 写 表 示 轴,!’ 个 拉 丁 字 母 中 去 掉 了 * 个 易 与 其 他 参 数 相混 淆 的 字 母 #,+，,,-,.（ /,%,0,1,2）,加 上 3 个 双 写 字 母 45,67,78,9:,;<,;=,;4
（ >?,@A,AB,CD,EF,EG,E>） 。 这 !& 种 基 本 偏 差 代 号 反 映 了 !& 种 公 差 带 的 位 置,构 成 了 基本 偏 差 系 列 。
图 () *) ’ 基 本 偏 差 系 列
·"3’·
第 三 篇 机 械 制 图由 图 ! " # " $ 可 以 看 出 基 本 偏 差 系 列 分 布 的 特 征,
（ %） 基 本 偏 差 系 列 图 只 表 示 公 差 带 的 位 置,不 表 示 其 大 小 。 图 中 远 离 零 线 的 一 端是 开 口 的,它 取 决 于 标 准 公 差 大 小 。
（ &） 对 于 孔,’ ( ) 的 基 本 偏 差 为 下 偏 差 （ *+）,,的 基 本 偏 差 *+ -,,是 基 准 孔 。 / (
01 的 基 本 偏 差 是 上 偏 差 （ *2） 。 对 于 轴 3 ( 4 的 基 本 偏 差 是 上 偏 差 （ 56）,7 的 基 本 偏 差
56 -,,是 基 准 轴 。 8 ( 9,的 基 本 偏 差 为 下 偏 差 （ 5;） 。
（ !） 孔 /2 和 轴 86 公 差 带 对 称 于 零 线,基 本 偏 差 为 上 偏 差 （ <
+=
&
） 或 下 偏 差 （ "
+=
&
）
国 家 标 准 )>? =%@.%— AB 规 定 了 轴,孔 的 基 本 偏 差 数 值 。
三,孔 轴 公 差 带 代 号 的 确 定孔,轴 公 差 带 代 号 由 基 本 偏 差 代 号 和 公 差 等 级 代 号 两 部 分 所 组 成,例 如 孔
!
#$,@,轴
!
#$CA,只 要 知 道 孔 轴 的 基 本 偏 差 和 标 准 公 差,可 以 计 算 出 孔 轴 的 另 一 个 偏差 。
孔 += - *2 " *+
轴 += - 56 " 5;
四,基 准 制 与 配 合只 要 把 基 本 尺 寸 相 同 的 孔,轴 公 差 带 组 合 起 来,就 可 以 组 成 各 种 不 同 的 配 合 。 但是,为 了 方 便 设 计 制 造,实 现 配 合 的 标 准 化,国 家 标 准 规 定 了 两 种 基 准 制,即 基 孔 制 和基 轴 制 。
%D 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 组 成 各 种 配 合 的 一种 制 度,称 为 基 孔 制 （ 图 ! " # " A（ 3） ） 。 基 孔 制 的 孔 为 基 准 孔,基 本 偏 差 代 号 为,,下偏 差 *+ -,。
&D 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 组 成 各 种 配 合 的 一种 制 度,称 为 基 轴 制 （ 图 ! " # " A（ E） ） 。 基 轴 制 的 轴 为 基 准 轴,其 基 本 偏 差 代 号 7,上偏 差 56 -,。
!D 优 先 常 用 配 合根 据 国 家 标 准 规 定 的 孔,轴 基 本 偏 差 和 标 准 公 差,可 以 组 成 许 多 种 配 合 。 为 此,
国 家 标 准 规 定 了 基 孔 制 和 基 轴 制 优 先 常 用 的 配 合,见 表 ! " # " $,表 ! " # " A。 根 据 配
·%A$·
第 五 章 公 差 配 合 与 表 面 粗 糙 度合 的 性 质 尽 可 能 选 用 优 先 配 合,其 次 是 常 用 配 合,最 后 是 一 般 配 合 。 为 了 便 于 选 用,
国 家 标 准 规 定 了 优 先 常 用 配 合 轴,孔 公 差 带 极 限 偏 差 。
表 ! " # " $ 基 孔 制 优 先 常 用 配 合注,%&
’$
(#
、
’)
*$
在 基 本 尺 寸
!
!++ 和
’,
-)
在
!
%..++ 时,为 过 渡 配 合 。
/& 标 注
"
的 配 合 为 优 先 配 合 。
表 ! " # " ) 基 轴 制 优 先 常 用 配 合
·/)$·
第 三 篇 机 械 制 图注,标 注
!
的 配 合 为 优 先 配 合 。
第 四 节 公 差 与 配 合 的 选 用 及 标 注尺 寸 公 差 与 配 合 的 选 择 是 机 械 设 计 与 制 造 中 的 一 个 重 要 环 节,它 对 产 品 的 性 能,
质 量,互 换 性 及 经 济 性 有 着 重 要 的 影 响 。 其 内 容 包 括 选 择 基 准 制,公 差 等 级 和 配 合 种类 三 个 方 面 。 选 择 的 原 则 是 在 满 足 使 用 要 求 的 前 提 下 能 够 获 得 最 佳 的 技 术 经 济 效益 。
一,基 准 制 的 选 用
（ !） 一 般 情 况 下 应 优 先 选 用 基 孔 制,因 为 孔 的 加 工 难 于 轴,改 变 孔 的 尺 寸 需 要 改变 刀 具,量 具 的 数 量 。 而 改 变 轴 的 尺 寸 不 会 改 变 刀 具,量 具 的 数 量 。
（ "） 下 列 情 况 下 应 选 用 基 轴 制,
!） 直 接 使 用 有 一 定 公 差 等 级 （ #$% & #$!!） 而 不 再 机 械 加 工 的 冷 拔 钢 材 作 轴 （ 该 种钢 材 按 基 准 轴 的 公 差 带 制 造 ）
"） 同 一 基 本 尺 寸 的 轴 上 要 求 有 不 同 的 配 合 （ 如 图 ’ ( ) ( % 所 示 ）,选 择 基 轴 制 不仅 有 利 于 轴 的 加 工,而 且 能 够 保 证 其 配 合 质 量 。
（ ’） 与 标 准 件 配 合,应 以 标 准 件 为 基 准 件,来 确 定 采 用 基 轴 制 或 基 孔 制 。
·’*+·
第 五 章 公 差 配 合 与 表 面 粗 糙 度二,公 差 等 级 的 选 择选 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 。
公 差 等 级 的 选 用 常 用 类 比 法 确 定,选 择 时 还 应 考 虑 以 下 几 方 面,
!" 工 艺 等 价 原 则在 较 高 精 度 等 级 的 配 合 中 （ 间 隙 和 过 渡 配 合 中 孔 的 标 准 公 差
!
#$%）,由 于 孔 比 轴难 以 加 工,选 定 孔 比 轴 低 一 级 精 度,如
!
&’()* +%。 低 精 度 的 孔,轴 选 择 相 同 的 公 差 等级 。
," 公 差 等 级 的 应 用 范 围 （ 表 -,&,)）
未 注 公 差 尺 寸 的 公 差 等 级 是 指 在 车 间 一 般 加 工 条 件 下 可 以 保 证 的 公 差,应 符 合
/0* $!)12— 3,对 线 性 尺 寸 一 般 公 差 的 规 定,图 样 上 不 单 独 注 出 。
表 -,&,) 公 差 等 级 的 应 用
（ 块 规 是 用 来 检 验 和 校 准 量 具,保 持 长 度 单 位 统 一 的 基 本 工 具,也 可 直 接 用 来 精密 测 量 。 量 规 是 用 来 检 验 孔 轴 尺 寸 是 否 合 格,是 塞 规 和 卡 规 的 统 称 。 塞 规 是 检 验 孔用 的 极 限 量 规,卡 规 是 检 验 轴 用 的 极 限 量 规 。 ）
三,配 合 的 选 用根 据 使 用 要 求 确 定 配 合 的 类 别 。
·2%’·
第 三 篇 机 械 制 图
（ !） 当 孔,轴 有 相 对 移 动 或 转 动 时,必 须 选 择 间 隙 配 合 。 相 对 移 动 选 取 间 隙 较 小的 配 合,相 对 转 动 选 取 间 隙 较 大 的 配 合 。
图 " # $ # % 基 准 制图 " # $ # & 基 准 制 选 择 示 例图 " # $ # ’ 零 件 图 上 尺 寸 公 差 的 注 法
（ (） 当 孔,轴 之 间 无 键,销,螺 钉 等 联 接 件,只 能 靠 孔,轴 之 间 的 配 合 来 实 现 传 动时,必 须 选 择 过 盈 配 合 。
（ "） 过 渡 配 合 的 特 性 是 可 能 产 生 间 隙,也 可 能 产 生 过 盈,但 间 隙 或 过 盈 的 量 相 对
·$%)·
第 五 章 公 差 配 合 与 表 面 粗 糙 度较 小 。 因 此,当 零 件 之 间 无 相 对 运 动,同 心 度 要 求 较 高,且 不 靠 配 合 传 递 动 力 时,常 常选 择 过 渡 配 合 。
四,公 差 与 配 合 在 图 样 上 的 标 注
!" 零 件 图 上 的 标 注零 件 图 上 线 性 尺 寸 公 差 的 标 注 见 图 # $ % $ &。
图 # $ % $ !’ 装 配 图 上 配 合 代 号 的 注 法图 # $ % $ !! 标 准 件 配 合 代 号 的 注 法
（ !） 公 差 代 号 与 基 本 尺 寸 数 字 同 高 。
（ (） 采 用 极 限 偏 差 标 注 线 性 尺 寸 公 差 时,上 下 偏 差 数 字 比 基 本 尺 寸 数 字 小 一 号,
且 上 下 偏 差 小 数 点 位 数 必 须 对 齐,并 标 出 正 负 号 。
（ #） 其 中 一 个 偏 差 为 零,可 用,’” 标 出,并 与 另 一 个 偏 差 个 位 数 对 齐 。
（ )） 下 偏 差 底 线 与 基 本 尺 寸 注 在 同 一 底 线 上 。
（ %） 当 上 下 两 偏 差 数 值 相 等 时,偏 差 只 注 写 一 次,并 在 偏 差 与 基 本 尺 寸 之 间 注 出
·*+*·
第 三 篇 机 械 制 图
,!,号,且 二 者 字 号 相 同 。
"# 装 配 图 上 的 注 法装 配 图 上 应 注 出 两 零 件 的 配 合 代 号 （ 图 $ % & % ’(） 。
标 注 标 准 件 与 零 件 （ 轴,孔 ） 的 配 合 代 号 时,可 以 仅 标 注 非 标 准 零 件 的 公 差 代 号,
如 图 $ % & % ’’ 所 示 。
第 五 节 形 状 和 位 置 公 差 概 述零 件 在 加 工 过 程 中,由 于 机 床,刀 具,夹 具 误 差 和 材 料 内 应 力 以 及 热 处 理 变 形 等因 素 的 影 响,会 产 生 形 状 和 位 置 误 差,简 称 形 位 误 差 。 形 位 误 差 影 响 机 器 部 件 的 工 作性 能 。 如 气 阀 的 形 状 误 差 将 影 响 其 密 封 性,轴 承 与 轴 颈 的 圆 度 误 差 使 轴 在 旋 转 过 程中 产 生 跳 动 。 为 保 证 机 械 产 品 的 质 量,保 证 零 部 件 的 互 换 性,国 家 标 准 规 定 了 形 状 和位 置 公 差 （ 简 称 形 位 公 差 ）,以 限 制 形 位 误 差 。
一,形 位 公 差 的 一 般 知 识
’# 形 位 公 差 的 几 个 术 语形 位 公 差 的 研 究 对 象 是 构 成 零 件 几 何 特 征 的 点,线,面,统 称 为 几 何 要 素 （ 简 称 要素 ） 。 要 素 可 分 为,
（ ’） 理 想 要 素 和 实 际 要 素 。 理 想 要 素 是 指 具 有 几 何 意 义 的 要 素,它 们 不 存 在 任 何误 差 。 实 际 要 素 是 指 零 件 实 际 存 在 的 要 素,它 们 有 误 差 。
（ "） 被 测 要 素 和 基 准 要 素 。 被 测 要 素 是 指 图 样 上 给 出 了 形 状 公 差 和 位 置 公 差 要求 的 要 素 。 基 准 要 素 是 用 来 确 定 被 测 要 素 方 向 或 位 置 的 要 素 。
（ $） 单 一 要 素 和 关 联 要 素 。 单 一 要 素 是 指 仅 对 其 本 身 给 出 了 形 状 公 差 要 求 的 要素 。 关 联 要 素 是 指 相 对 基 准 要 素 有 功 能 要 求 （ 如 平 行,垂 直,同 轴 ） 而 给 出 位 置 公 差 的要 素 。
"# 形 位 公 差 的 分 类,项 目 和 符 号
)*+,’’-" % ’../ 将 形 状 公 差 分 为 四 个 项 目,直 线 度,平 面 度,圆 度 和 圆 柱 度 。 将位 置 公 差 分 为 八 个 项 目,其 中 平 行 度,垂 直 度,倾 斜 度 为 定 向 公 差 ； 位 置 度,同 轴 （ 同心 ） 度,对 称 度 为 定 位 公 差 ； 圆 跳 动 和 全 跳 动 为 跳 动 公 差 ； 线 轮 廓 度 和 面 轮 廓 度 按 有 无基 准 要 求,分 属 形 状 公 差 或 位 置 公 差 。 形 位 公 差 的 每 个 项 目 都 规 定 了 专 用 符 号,见 表
$ % & %,。
·00/·
第 五 章 公 差 配 合 与 表 面 粗 糙 度表 ! " # " $ 形 位 公 差 符 号 （ 摘 自 %&’())*+— )$$,）
形 位 公 差 是 指 实 际 被 测 要 素 的 允 许 变 动 量 。 形 状 公 差 是 指 实 际 单 一 要 素 的 形 状所 允 许 的 变 动 量,位 置 公 差 是 指 实 际 关 联 要 素 的 位 置 相 对 基 准 所 允 许 的 变 动 量 。
图 样 中 未 注 出 的 形 位 公 差 应 符 合 %&-())*.— $,的 规 定 。
二,形 位 公 差 的 标 注在 形 位 公 差 标 准 中 规 定,形 位 公 差 采 用 代 号 标 注 （ 如 图 ! " # " )+ 所 示 ） 。 图 中 符号 说 明 如 下,
图 ! " # " )+ 形 位 公 差 和 基 准 代 号
（ )） 框 格 可 水 平,垂 直 绘 制 。 框 格 中 数 字,字 母 的 书 写 与 图 样 上 尺 寸 数 字 书 写 规则 一 致 。
（ +） 框 格,指 引 线,连 线,圆 圈 应 用 细 实 线 画 出 。
（ !） 数 字,字 母 的 高 度 （ !）,与 图 样 上 尺 寸 数 字 同 高 。
·*/,·
第 三 篇 机 械 制 图
（ !） 基 准 要 素 在 基 准 代 号 内 用 大 写 字 母 表 示 。 字 母 ",#,$,%,&,’,(,),* 不 用,
以 免 和 其 他 参 数 混 淆 。
+,被 测 要 素 和 基 准 要 素 的 标 注
（ +） 当 被 测 要 素 或 基 准 要 素 步 及 轮 廓 线 或 表 面 时,箭 头 或 基 准 要 素 必 须 与 尺 寸 线明 显 错 开 （ 如 图 -,/,+-） 。
图 -,/,+-
（ 0） 当 被 测 要 素 或 基 准 要 素 指 向 实 际 表 面 时,其 标 注 如 图 -,/,+! 所 示 。
图 -,/,+!
（ -） 当 被 测 要 素 或 基 准 要 素 涉 及 轴 线,中 心 平 面 时,则 箭 头 或 基 准 符 号 应 与 尺 寸线 的 延 长 线 重 全 （ 如 图 -,/,+/） 。
图 -,/,+/
（ !） 任 选 基 准 的 标 注 方 法 见 图 -,/,+1。
（ /） 当 几 个 表 面 有 相 同 数 值 的 公 差 带 要 求 时,其 标 注 方 法 见 图 -,/,+2。
·321·
第 五 章 公 差 配 合 与 表 面 粗 糙 度
!" 全 周 符 号若 轮 廓 度 公 差 适 于 横 截 面 内 整 个 外 轮 廓 线 或 外 轮 廓 面,应 采 用 全 周 符 号 （ 图 # $ %
$ &’） 。
图 # $ % $ &(
图 # $ % $ &)
第 六 节 形 位 公 差 带 的 定 义形 位 公 差 带 的 定 义,标 注 和 说 明 见 表 # $ % $ &*。
·*’(·
第 三 篇 机 械 制 图表 ! " # " $% 形 位 公 差 定 义
·$&’·
第 五 章 公 差 配 合 与 表 面 粗 糙 度
·!"#·
第 三 篇 机 械 制 图
·!"#·
第 五 章 公 差 配 合 与 表 面 粗 糙 度
·!"#·
第 三 篇 机 械 制 图
·!"#·
第 五 章 公 差 配 合 与 表 面 粗 糙 度图 !" #" $% 零 件 图
·&%&·
第 三 篇 机 械 制 图第 七 节 公 差 原 则 和 公 差 要 求 及 其 应 用 简 介一,有 关 公 差 原 则 和 公 差 要 求 的 基 本 概 念公 差 原 则 和 公 差 要 求 是 确 定 形 位 公 差 和 尺 寸 公 差 关 系 的 规 定 。 它 分 位 独 立 原 则和 相 关 要 求 。 相 关 要 求 又 分 为 包 容 要 求 和 最 大 实 体 要 求,最 小 实 体 要 求 及 可 逆 要 求 。
在 阐 述 公 差 原 则 和 公 差 要 求 时 需 要 涉 及 下 列 一 些 基 本 概 念,
!" 作 用 尺 寸 与 关 联 作 用 尺 寸一 个 完 工 的 零 件 总 是 存 在 着 尺 寸,形 状 和 位 置 误 差,这 些 误 差 的 综 合 结 果 是 影 响零 件 功 能 的 因 素 。 如 图 # $ % $ !& 孔,轴
!
’()*（
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(
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） 的 配 合 属 于 最小 间 隙 为 零 的 间 隙 配 合 。 若 加 工 后 孔,轴 的 实 际 尺 寸 处 处 皆 为 ’(,当 孔 或 轴 的 轴 线 存在 直 线 度 误 差,则 孔,轴 配 合 由,零 碰 零,变 为 有 过 到 的 配 合 。 因 此,应 根 据 实 际 尺 寸和 形 状 误 差 的 综 合 结 果 形 成 的 作 用 尺 寸 来 判 断 孔,轴 装 配 后 的 配 合 性 质 。
图 # $ % $ !& 实 际 尺 寸 和 形 状 误 差 的 综 合 影 响
（ !） 作 用 尺 寸 。 单 一 要 素 的 作 用 尺 寸 简 称 作 用 尺 寸,是 实 际 尺 寸 与 形 状 误 差 综 合影 响 的 结 果 。 它 是 指 假 想 在 结 合 面 的 全 长 上,与 实 际 孔 内 接 （ 或 与 实 际 轴 外 接 ） 的 最大 （ 或 最 小 ） 理 想 轴 （ 或 理 想 孔 ） 的 尺 寸 （ 如 图 # $ % $ ’(） 。
图 # $ % $ ’( 单 一 要 素 的 作 用 尺 寸
（ ’） 关 联 作 用 尺 寸 。 关 联 要 素 的 作 用 尺 寸 简 称 关 联 作 用 尺 寸,是 实 际 尺 寸 和 形 位误 差 的 综 合 结 果 。 它 是 指 假 想 在 结 合 面 的 全 长 上 与 实 际 孔 内 接 （ 或 与 实 际 轴 外 接 ） 的
·*/.·
第 五 章 公 差 配 合 与 表 面 粗 糙 度最 大 （ 或 最 小 ） 理 想 轴 （ 或 理 想 孔 ） 的 尺 寸,且 该 理 想 轴 （ 或 理 想 孔 ） 必 须 与 基 准 保 持 图样 上 给 定 的 几 何 关 系 （ 如 图 ! " # " $%） 。
图 !" #" $% 关 联 要 素 的 作 用 尺 寸
$& 最 大,最 小 实 体 状 态 和 实 效 状 态在 孔,轴 的 尺 寸 公 差 范 围 内,有 最 大,最 小 实 体 状 态 两 种 极 限 情 况 。 考 虑 到 孔,轴的 形 位 公 差,还 有 实 效 状 态 这 一 极 限 情 况 。
（ %） 最 大 和 最 小 实 体 状 态 。 最 大 实 体 状 态 是 实 际 要 素 在 尺 寸 公 差 范 围 内,具 有 材料 量 最 多 的 状 态,称 为 最 大 实 体 状 态 （ ’’(）,相 应 的 尺 寸 称 为 最 大 实 体 尺 寸 （ ’’)） 。
对 于 内 表 面 最 大 实 体 尺 寸 等 于 最 小 极 限 尺 寸,对 于 外 表 面,最 大 实 体 尺 寸 等 于 最 大 极限 尺 寸 。
内 表 面 !
’
* !
+,+
外 表 面 "
’
* "
+-.
最 小 实 体 状 态 是 实 际 要 素 在 尺 寸 公 差 范 围 内,具 有 材 料 量 最 少 的 状 态,称 为 最 小实 体 状 态 （ /’(）,相 应 的 尺 寸 称 为 最 小 实 体 尺 寸 （ /’)） 。 对 于 内 表 面 最 小 实 体 尺 寸 等于 最 大 极 限 尺 寸,对 于 外 表 面 最 小 实 体 尺 寸 等 于 最 小 极 限 尺 寸 。
内 表 面 !
/
* !
+-.
外 表 面 "
/
* "
+,0
（ $） 最 大 和 最 小 实 体 实 效 状 态 。 最 大 实 体 实 效 状 态 （ ’’1(） 是 指 实 际 尺 寸 达 到 最大 实 体 尺 寸,且 形 位 公 差 达 到 给 定 的 公 差 值 时 的 状 态,相 应 的 尺 寸 称 为 最 大 实 体 实 效尺 寸 （ ’’1)） 。
对 于 外 表 面 "
’1
* "
’
2 #
对 于 内 表 面 !
’1
* !
’
" #
最 小 实 体 实 效 状 态 （ /’1(） 是 指 实 际 尺 寸 达 到 最 小 实 体 尺 寸,且 形 位 公 差 达 到 给定 的 公 差 值 时 的 状 态,相 应 的 尺 寸 称 为 最 小 实 体 实 效 尺 寸 （ /’1)） 。
对 于 外 表 面 "
/1
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对 于 内 表 面 !
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/
2 #
!& 最 大 和 最 小 实 体 实 效 边 界边 界 是 设 计 时 给 定 的,具 有 理 想 形 状 的 极 限 包 容 面 。
·334·
第 三 篇 机 械 制 图
（ !） 最 大 实 体 实 效 边 界 。 尺 寸 等 于 最 大 实 体 实 效 尺 寸 时 的 边 界 称 为 最 大 实 体 实效 边 界 （ ""#$）,如 图 %& ’& ((。
（ (） 最 小 实 体 实 效 边 界 。 尺 寸 等 于 最 小 实 体 实 效 尺 寸 时 的 边 界 称 为 最 小 实 体 实效 边 界 （ )"#$）,如 图 %& ’& ((。
图 %& ’& (( 最 大,最 小 实 体 实 效 尺 寸 及 边 界二,公 差 原 则 和 公 差 要 求
!* 独 立 原 则独 立 原 则 是 指 给 出 的 尺 寸 公 差 与 形 位 公 差 各 自 独 立,分 别 满 足 其 要 求 的 公 差 原则,它 是 基 本 的 公 差 原 则 。 如 孔 和 轴 配 合 后 有 轴 向 运 动 精 度 和 回 转 运 动 精 度 要 求,这时 除 了 给 出 孔 和 轴 的 直 径 公 差 外,还 须 给 出 直 线 度 公 差 满 足 轴 向 运 动 精 度 要 求,给 出圆 度 （ 或 圆 柱 度 ） 公 差 满 足 回 转 运 动 精 度 要 求,且 不 允 许 随 孔,轴 实 际 尺 寸 的 变 化 而 使直 线 度,圆 度 （ 或 圆 柱 度 ） 误 差 超 出 相 应 公 差,即 要 求 形 状 公 差 与 尺 寸 公 差 无 关 。 凡 是在 给 定 的 尺 寸 公 差 和 形 位 公 差 后 面 未 加 注 其 他 符 号 及 未 注 公 差 时,都 遵 循 独 立 原 则 。
(* 相 关 要 求包 容 要 求
!
+
。
包 容 要 求 是 指 应 用 最 大 实 体 边 界 来 限 定 被 测 要 素 的 实 体,其 特 点 是,
（ !） 被 测 要 素 不 得 超 越 其 最 大 实 体 边 界 。
（ (） 被 测 要 素 的 实 际 尺 寸 不 得 超 越 其 最 小 实 体 尺 寸 。
也 就 是 说,当 实 际 尺 寸 处 处 为 最 大 实 体 尺 寸 时,其 形 位 公 差 为 零 ； 当 实 际 尺 寸 偏
·,-.·
第 五 章 公 差 配 合 与 表 面 粗 糙 度离 最 大 实 体 尺 寸 时,形 位 公 差 可 以 增 加,其 增 加 量 为 实 际 尺 寸 与 最 大 实 体 尺 寸 之 差 的绝 对 值 。 当 实 际 尺 寸 处 处 为 最 小 实 体 尺 寸 时,允 许 的 行 为 误 差 最 大,等 于 尺 寸 公 差 。
这 表 明 尺 寸 公 差 可 以 转 化 为 形 位 公 差 。
由 此 可 见,包 容 要 求 是 将 尺 寸 误 差 和 形 状 误 差 同 时 控 制 在 尺 寸 公 差 范 围 内 的 一种 公 差 要 求,主 要 用 于 必 须 保 证 配 合 性 质 的 场 合,用 最 大 实 体 边 界 保 证 必 要 的 最 小 间隙 或 最 大 过 盈 。 其 标 注 见 图 !" #" $!。
图 !" #" $! 单 一 要 素 包 容 要 求 应 用 示 例
!— 形 状 公 差 值 ； "— 实 际 尺 寸图 !" #" $% 最 大 实 体 要 求 应 用 示 例
!— 位 置 公 差 值 "— 实 际 尺 寸最 大 实 体 要 求
!
&
及 可 逆 要 求
!
’
最 大 实 体 要 求 是 被 测 要 素 处 于 最 大 实 体 状 态 时 给 定 的,其 特 点 是,（ (） 被 测 要 素不 得 超 越 最 大 实 体 实 效 边 界 。 （ $） 被 测 要 素 的 实 际 尺 寸 不 得 超 越 其 极 限 尺 寸 。 当 实际 尺 寸 偏 离 最 大 实 体 尺 寸 时,允 许 其 形 位 误 差 值 超 出 给 定 的 公 差 值,超 出 的 量 等 于 实际 尺 寸 与 最 大 实 体 尺 寸 之 差 （ 或 绝 对 值 ）,从 而 实 现 尺 寸 公 差 向 形 位 公 差 转 化 。
反 过 来,当 被 测 要 素 的 形 位 误 差 小 于 给 定 的 形 位 公 差 时,也 允 许 实 际 尺 寸 超 出 最大 实 体 尺 寸,超 出 的 量 等 于 形 位 误 差 与 形 位 公 差 之 差 （ 或 绝 对 值 ）,这 种 要 求 为 可 逆 要求
!
’
。 它 允 许 形 位 公 差 向 尺 寸 公 差 转 化,其 标 注 见 图 !" #" $% 图 !" #" $#。
最 小 实 体 要 求
!
)
及 可 逆 要 求
!
’
。
最 小 实 体 要 求 是 被 测 要 素 处 于 最 小 实 体 状 态 时 给 定 的,其 特 点 是,（ (） 被 测 要 素不 得 超 越 最 小 实 体 实 效 边 界 。 （ $） 被 测 要 素 的 实 际 尺 寸 不 得 超 越 其 极 限 尺 寸 。 当 其
·*+,·
第 三 篇 机 械 制 图实 际 尺 寸 偏 离 最 小 实 体 尺 寸 时,允 许 其 形 位 误 差 超 出 其 给 定 的 公 差 值,超 出 的 量 等 于实 际 尺 寸 与 最 小 实 体 尺 寸 之 差 （ 或 绝 对 值 ）,从 而 实 现 尺 寸 公 差 向 形 位 公 差 的 转 化 。
可 逆 要 求 也 可 用 于 最 小 实 体 要 求,表 示 当 形 位 误 差 小 于 给 定 的 公 差 值 时,也 允 许实 际 尺 寸 超 出 最 小 实 体 尺 寸,超 出 的 量 等 于 形 位 误 差 与 形 位 公 差 之 差 （ 或 绝 对 值 ）,从而 实 现 形 位 公 差 向 尺 寸 公 差 的 转 化 。 其 标 注 见 图 ! " # " $%。
图 ! " # " $# 最 大 实 体 要 求 及 可 逆 要 求 应 用 示 例图 ! " # " $% 最 小 实 体 要 求 及 可 逆 要 求 应 用 示 例三,公 差 原 则 与 公 差 要 求 的 选 择独 立 原 则 主 要 用 于 下 列 场 合,
（ &） 尺 寸 精 度 与 形 位 精 度 要 求 均 较 严 格 。
（ $） 尺 寸 精 度 与 形 位 精 度 要 求 相 差 较 大 。
（ !） 为 保 证 运 动 精 度,密 封 性 等 特 殊 要 求,而 单 独 提 出 与 尺 寸 精 度 无 关 的 形 位 公差 要 求 。
独 立 原 则 是 广 泛 应 用 的 公 差 原 则,一 般 可 以 满 足 零 件 的 功 能 要 求 。
包 容 要 求 主 要 用 于 要 求 严 格 保 证 配 合 性 质 的 场 合,如 图 ! " # " &’ 孔,轴 的 配 合 。
最 大 实 体 要 求 用 于 需 要 保 证 可 装 配 性 的 场 合,图 ! " # " $( 为 减 速 器 的 轴 承 盖,四 个通 孔 的 位 置 只 要 求 满 足 可 装 配 性,因 此 位 置 度 公 差 按 最 大 实 体 原 则 给 出 。 最 小 实 体要 求 用 于 需 要 保 证 零 件 强 度 和 最 小 壁 厚 的 场 合 。
·&’%·
第 五 章 公 差 配 合 与 表 面 粗 糙 度图 ! " # " $% 最 大 实 体 要 求 选 择 示 例综 上 所 述,独 立 原 则,包 容 要 求,最 大 实 体 要 求,最 小 实 体 要 求 以 及 可 逆 要 求 是 针对 不 同 的 设 计 要 求 而 提 出 的 。 在 保 证 功 能 要 求 的 前 提 下,力 求 最 大 限 度 的 提 高 工 艺性 和 经 济 性,是 正 确 选 用 公 差 原 则 和 公 差 要 求 的 关 键 。
·$&’·
第 三 篇 机 械 制 图第 六 章 表 面 展 开第 一 节 平 面 立 体 的 表 面 展 开画 展 开 图 经 常 需 要 求 线 段 实 长,常 用 旋 转 法 。
一,用 旋 转 法 求 实 长 （ 图 ! " # " $）
图 !" #" $ 用 旋 转 法 求 一 般 位 置 直 线 的 实 长
·!%#·
第 六 章 表 面 展 开根 据 正 投 影 规 律 可 知,当 直 线 平 行 于 某 一 投 影 面 时,其 投 影 反 映 实 长 。 因 此,求一 般 位 置 直 线 的 实 长 时,可 以 该 直 线 绕 垂 直 于 某 一 投 影 面 的 直 线 为 轴,将 其 旋 转 到 与另 一 投 影 面 平 行 的 位 置,其 投 影 反 映 实 长 。
二,平 面 立 体 的 展 开平 面 立 体 的 展 开 就 是 求 出 属 于 立 体 表 面 的 所 有 多 边 形 的 实 形,并 将 它 们 依 次 连续 的 画 在 一 个 平 面 上 。
［ 例 !" # !］ 已 知 斜 口 四 棱 柱 管,求 作 表 面 展 开 （ 图 $ # % # "）
图 $ # % # " 斜 口 四 棱 柱 管 表 面 展 开分 析,斜 口 四 棱 柱 管 的 前 后 面 均 为 梯 形,左 右 面 为 矩 形,各 侧 棱 正 面 投 影 反 映 实长 ； 底 面 为 水 平 面,水 平 投 影 反 映 实 形 ； 棱 线 之 间 互 相 平 行,同 时 垂 直 于 底 面 。
作 图 步 骤,
（ !） 先 将 底 面 各 边 实 长 依 次 展 成 一 直 线 。
（ "） 在 展 开 线 上 找 出 底 面 各 顶 点 的 位 置 。
（ $） 过 各 顶 点 作 垂 线,在 垂 线 上 截 取 相 应 棱 线 的 实 长 。
（ &） 连 接 。
［ 例 !" # "］ 求 作 平 口 四 棱 锥 管 的 展 开 图 （ 图 $ # % # $） 。
图 $ # % # $ 平 口 四 棱 锥 管 的 表 面 展 开
·&’%·
第 三 篇 机 械 制 图分 析,平 口 四 棱 锥 管 各 个 侧 棱 均 汇 交 于 锥 顶 !,四 个 侧 棱 等 长,在 投 影 图 中 不 反映 实 长,应 用 旋 转 法 求 实 长 。 上 下 底 面 为 水 平 面,水 平 投 影 反 映 实 形 。
作 图 步 骤,
（ !） 先 用 旋 转 法 求 侧 棱 实 长 "#,"$；
（ %） 以 "#,"$ 为 半 径 画 弧 ；
（ &） 在 圆 弧 上 依 次 截 取 四 个 等 腰 梯 形 。
第 二 节 可 展 曲 面 的 表 面 展 开由 直 母 线 形 成 的 圆 锥 面 或 圆 柱 面,它 们 的 相 邻 两 素 线 或 平 行 或 相 交 。 圆 柱 或 圆锥 属 于 可 展 曲 面 。
一,圆 柱 面 的 展 开圆 柱 可 以 认 为 是 棱 线 无 限 多 的 棱 柱,用 展 开 棱 柱 的 方 法 展 开 圆 柱 。
［ 例 !% ’ &］ 己 知 斜 口 圆 管,求 作 表 面 展 开 图 （ 图 & ’ ( ’ )）
图 & ’ ( ’ ) 斜 口 圆 管 的 展 开分 析,斜 口 圆 管 表 面 素 线 相 互 平 行 且 垂 直 于 水 平 面,其 水 平 投 影 为 一 圆 ； 其 正 面投 影 反 映 各 素 线 的 实 长 。
作 图 步 骤,
（ !） 将 底 圆 进 行 等 分,在 圆 管 表 面 得 到 若 干 条 素 线 ；
（ %） 将 底 圆 展 成 直 线,确 定 各 等 分 点 的 位 置 ；
（ &） 过 各 等 分 点 作 垂 直 该 直 线 的 垂 线,并 在 垂 线 上 截 取 各 素 线 的 实 长 ；
·*+(·
第 六 章 表 面 展 开
（ !） 将 各 素 线 端 点 连 成 光 滑 的 曲 线 。
［ 例 "# $ !］ 己 知 异 径 直 角 三 通 管,求 作 表 面 展 开 图 （ % $ & $ ’）
分 析,异 径 三 通 管 由 两 个 不 同 直 径 的 圆 管 垂 直 相 交 而 成 。 作 展 开 图 时 应 先 准 确的 求 出 相 贯 线 的 投 影,然 后 分 别 作 出 大,小 圆 管 的 展 开 图 。
图 % $ & $ ’ 异 径 直 角 三 通 管 的 展 开作 图 步 骤,
（ "） 小 圆 管 展 开 （ 同 ［ 例 "# $ %］ ）
（ #） 大 圆 管 展 开,主 要 是 求 出 相 贯 线 展 开 后 的 图 形 。 先 将 大 圆 管 展 开 成 一 个 矩形,量 取 "# ( ")#)
!
,#% ( #)%)
!
,%! ( %)!)
!
（ 弦 长 近 似 代 替 弧 长 ）,过 ",#,%,! 各 点,分 别 引 水平 线,与 过 主 视 图 上 "*,#*,%*,!*各 点 向 下 引 铅 垂 线 得 相 应 素 线 的 交 点
!
、
"
、
#
、
$
即为 各 相 贯 点 。
（ %） 然 后 光 滑 连 接
!
、
"
、
#
、
$
各 点,即 得 相 贯 线 展 开 后 的 图 形 。
二,圆 锥 面 的 展 开圆 锥 可 认 为 是 棱 线 无 限 多 的 棱 锥,因 而 可 用 展 开 棱 锥 表 面 的 方 法 展 开 圆 锥 。
［ 例 "# $ ’］ 求 作 正 圆 锥 表 面 的 展 开 图 （ 图 % $ & $ &）
分 析,圆 锥 轴 线 垂 直 底 面 且 平 行 于 正 面 ； 圆 锥 表 面 所 有 素 线 的 实 长 相 等,其 中 最左 和 最 右 两 条 素 线 平 行 于 正 面,其 正 面 投 影 反 映 素 线 的 实 长 。
作 图 步 骤,
（ "） 将 底 圆 等 分 （ 本 例 "# 等 分 ）,相 应 在 圆 锥 表 面 上 确 定 了 若 干 条 素 线 。
（ #） 以 素 线 实 长 （ +*,*） 为 半 径 画 圆 弧,以 弦 长 近 似 代 替 弧 长,在 圆 弧 上 量 取 全 部 等分 点 即 可 。
·&-&·
第 三 篇 机 械 制 图图 !" #" # 圆 锥 的 表 面 展 开图 !" #" $ 斜 口 锥 管 的 展 开
·$%#·
第 六 章 表 面 展 开
［ 例 !"# $］ 求 作 斜 口 锥 管 的 展 开 图 （ 图 %# $# &）
分 析,斜 口 锥 管 是 正 圆 锥 被 一 正 垂 面 斜 截 而 得,可 先 按 圆 锥 面 展 开,然 后 再 截 去斜 口 部 分 。 由 于 斜 口 锥 管 表 面 各 素 线 的 长 度 不 一 致,其 正 面 只 反 映 最 左,最 右 两 条 素线 的 实 长,而 其 他 位 置 素 线 可 用 旋 转 法 求 出 。
作 图 步 骤,
（ !） 先 将 完 整 锥 管 展 开 ；
（ "） 用 旋 转 法 求 !",!#,!$ 的 实 长 ；
（ %） 在 素 线 !
!
,!
"
,!
#
,!
$
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%
上 截 取 !%,!",!#,!$,!& 的 实 长,得 %,"、
#,$,& 各 点 。
（ ’） 光 滑 连 接 (,),*,+、,,即 可 。
第 三 节 不 可 展 曲 面 的 近 似 展 开环 面 和 圆 环 面 属 于 不 可 展 曲 面,生 产 中 经 常 需 要 画 出 其 展 开 图,这 只 能 近 似 展开 。 其 方 法 是 将 不 可 展 曲 面 分 为 若 干 较 小 部 分,使 每 一 部 分 的 形 状 接 近 于 某 一 可 展曲 面,按 可 展 曲 面 展 开 。
一,球 面常 用 的 展 开 球 面 的 方 法 有 两 种,
!- 近 似 柱 面 法 （ 如 图 %# $#,）
图 %# $#,近 似 柱 面 法 展 开 球 面
·./$·
第 三 篇 机 械 制 图过 球 心 将 球 分 为 若 干 等 份,每 等 份 柳 叶 状 的 球 面 可 近 似 看 成 柱 面,用 展 开 柱 面 的方 法 近 似 展 开 球 面 。 具 体 作 法,
（ !） 将 半 球 水 平 投 影 若 干 等 分 （ 本 例 六 等 分 ） 。
（ "） 将 正 面 投 影 轮 廓 线 分 为 若 干 等 分 得 !#,"#,$#,%#。
（ $） 过 !#,"#,$#,%#各 点 分 别 作 正 垂 线,得 水 平 投 影 !!,"",##,$$。
（ %） 将 &#%#展 成 直 线 ’
!
(（
"
)*"）,并 在 此 线 上 确 定
#
、
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、
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等 分 点 。
（ +） 过
#
、
$
、
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、
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分 别 作 ’
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的 垂 线,并 取 %% ( !!,&& ( "",’’ ( ##,(( ( $$
得 %,&,’,( 各 点 。
（,） 将 %,&,’,( 各 点 连 成 光 滑 曲 线,即 得 !*,半 球 面 的 展 开 图 。
"- 近 似 锥 面 法 （ 如 图 $,,,/）
图 $,,,/ 近 似 锥 面 法 展 开 球 面用 若 干 水 平 面 将 球 分 为 相 应 数 量 的 小 块,把 中 间 一 块 近 似 看 作 柱 面 展 开,其 余 各块 球 带 近 似 看 作 圆 台 展 开,两 端 的 球 冠 则 作 为 正 圆 锥 面 展 开 。 各 锥 面 的 锥 顶 分 别 位于 球 轴 上 )
!
,)
"
,)
$
,分 别 展 开 各 块 即 得 球 面 的 近 似 展 开 图 。
二,圆 环 面 展 开圆 环 面 是 不 可 展 曲 面,实 用 上 将 几 段 圆 柱 管 接 在 一 起 近 似 代 替 环 形 弯 管 。
［ 例 !",0］ 画 出 环 形 弯 管 的 近 似 展 开 图,如 图 $,,,!1（ 2） 。
分 析,弯 管 两 端 管 口 平 面 互 相 垂 直,并 各 为 半 节,中 间 是 二 个 全 节 。 四 节 均 为 斜口 圆 管,可 按 斜 口 圆 管 的 展 开 方 法 展 开 各 节 。
作 图 步 骤,
（ !） 将 四 节 斜 口 圆 管 拼 成 直 圆 管,如 图 $,,,!13） ；
·//,·
第 六 章 表 面 展 开
（ !） 将 各 节 斜 口 圆 管 展 开,见 图 " # $ # %&（ ’） ；
（ "） 将 各 节 卷 成 斜 口 圆 管,再 将
!
、
"
分 别 绕 轴 线 旋 转 %(&),见 图 " # $ # %&（ *）,然后 按 顺 序 拼 接 而 成 。
图 " # $ # %& 环 形 弯 管 的 展 开
·&&+·
第 三 篇 机 械 制 图第 四 篇机 械 加 工 机 床,夹 具 与 刀 具第 一 章 机 床 传 动 原 理金 属 切 削 机 床 是 一 种 用 切 削 方 法 加 工 金 属 零 件 的 工 作 机 械 。 为 保 证 切 削 的 实现,机 床 需 通 过 一 定 的 传 动 方 式 和 传 动 结 构 来 实 现 切 削 所 需 要 的 一 系 列 运 动,恰 当 的传 动 方 式 和 良 好 的 传 动 结 构 是 决 定 机 床 性 能 的 重 要 方 面 。
第 一 节 机 床 的 运 动机 床 进 行 加 工 的 实 质,就 是 让 刀 具 与 工 件 之 间 产 生 相 对 运 动 。 虽 然 各 种 类 型 机床 的 具 体 用 途 和 加 工 方 法 各 不 相 同,但 其 基 本 工 作 原 理 是 一 样 的,即 通 过 刀 具 和 工 件之 间 的 相 对 运 动,切 除 工 件 毛 坯 上 多 余 金 属,形 成 一 定 形 状,尺 寸 和 质 量 的 表 面,从 而获 得 所 需 的 机 械 零 件 。 因 而 加 工 需 要 什 么 运 动,机 床 如 何 实 现 这 些 运 动,是 首 先 应 讨论 的 问 题 。
一,表 面 成 形 运 动机 械 零 件 的 表 面 形 状 多 种 多 样,而 构 成 其 内 外 形 轮 廓 的,主 要 是 几 种 基 本 形 状 的表 面,平 面,圆 柱 面,圆 锥 面 以 及 各 种 成 形 面,构 成 零 件 外 形 轮 廓 的 常 用 表 面 见 图 ! " #
" #。 这 些 基 本 形 状 的 表 面 都 属 于 线 性 表 面,即 可 以 经 济 地 在 各 类 传 统 通 用 机 床 上 加工,又 可 较 容 易 地 达 到 所 需 要 的 精 度 要 求 。 随 着 科 学 技 术 的 不 断 发 展,对 工 件 表 面 加工 精 度 的 要 求 不 断 提 高,尤 其 是 一 些 工 件 表 面 形 状 越 来 越 复 杂,有 些 还 是 需 用 数 学 模型 描 述 的 复 杂 曲 线 或 曲 面 。 图 ! " # " $ 所 示 为 复 杂 曲 面 的 两 个 例 子,图 ! " # " $（ %）
的 变 斜 角 面 中,#,$,& 和 ! 为 各 个 不 同 截 面 处,其 对 应 的 倾 斜 角 分 别 为 &’#(),$’&$),#’
$()和 (’。 这 类 表 面 最 适 于 采 用 数 控 机 床 的 多 轴 联 动 功 能 来 完 成 加 工 。
在 各 类 表 面 的 加 工 中,直 接 参 与 切 削 过 程,为 形 成 所 需 表 面 形 状 有 关 的 刀 具 与 工件 间 的 相 对 运 动,称 为 表 面 成 形 运 动,简 称 成 形 运 动 。
·&(*·
第 一 章 机 床 传 动 原 理图 ! " # " # 构 成 零 件 外 形 轮 廓 的 常 用 表 面
#— 平 面 $— 圆 柱 面 %— 圆 锥 面 !— 螺 旋 面 （ 成 形 面 ）
&— 回 转 体 成 形 面 ’— 渐 开 线 表 面图 ! " # " $ 复 杂 表 面
（ (） 变 斜 角 面 （ )） 三 维 曲 面形 成 某 种 形 状 表 面 时 所 需 机 床 提 供 的 成 形 运 动 的 形 式 和 数 目 决 定 于 采 用 的 加 工方 法 和 刀 具 结 构 。 例 如,用 尖 头 刨 刀 刨 削 成 形 面 需 有 两 个 成 形 运 动,用 成 形 刨 刀 刨 削成 形 面 只 需 一 个 成 形 运 动,见 图 ! " # " %,图 中 ! 为 切 削 速 度,"
#
,"
$
为 进 给 量 。
图 ! " # " % 刨 削 成 形 面
（ (） 尖 头 刨 刀 刨 削 成 形 面 （ )） 成 形 刨 刀 刨 削 成 形 面
·!*+·
第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具成 形 运 动 按 其 组 成 情 况 不 同,可 分 为 简 单 的 和 复 合 的 两 种 运 动 。 如 果 一 个 独 立的 成 形 运 动 是 由 单 独 的 或 直 线 运 动 构 成 的,则 称 此 成 形 运 动 为 简 单 成 形 运 动 。 例 如,
用 外 圆 车 刀 车 削 圆 柱 面 时 （ 图 ! " # " !（ $） ）,工 件 的 旋 转 运 动 ! 和 刀 具 的 直 线 移 动 "
就 是 两 个 简 单 运 动 。 如 果 一 个 独 立 的 成 形 运 动 是 由 两 个 或 两 个 以 上 的 旋 转 或 （ 和 ） 直线 运 动,按 照 某 种 确 定 的 运 动 关 系 组 合 而 成,则 称 此 成 形 运 动 为 复 合 成 形 运 动,简 称复 合 运 动 。 例 如,车 削 螺 纹 时 （ 图 ! " # " !（ %） ）,形 成 螺 旋 线 所 需 的 刀 具 和 工 件 之 间 的相 对 螺 旋 轨 迹 运 动 为 简 化 机 床 结 构 和 较 易 保 证 精 度,通 常 将 其 分 解 为 工 件 的 等 速 旋转 运 动 ! 和 刀 具 的 等 速 直 线 移 动 "。 ! 和 " 彼 此 不 能 独 立,它 们 之 间 必 须 保 持 严 格 的运 动 关 系,即 工 件 每 转 # 转 时,刀 具 直 线 移 动 的 距 离 应 等 于 螺 纹 的 导 程,从 而 ! 和 "
这 两 个 运 动 组 成 一 个 复 合 运 动 。
图 ! " # " ! 简 单 成 形 运 动 与 复 合 成 形 运 动
（ $） 车 削 圆 柱 面 （ %） 车 削 螺 纹根 据 切 削 过 程 中 所 起 作 用 的 不 同,成 形 运 动 又 可 分 为 主 运 动 和 进 给 运 动,如 图 !
" # " ! 所 示 。
#&主 运 动主 运 动 是 切 除 工 件 上 的 被 切 削 层,使 之 转 变 为 切 屑 的 主 要 运 动,主 运 动 的 速 度高,消 耗 的 功 率 大 。 车 床 工 件 的 旋 转,铣 床 铣 刀 的 旋 转,磨 床 砂 轮 的 旋 转,钻 床 和 镗 床的 刀 具 旋 转,牛 头 刨 床 的 刨 刀 及 龙 门 刨 床 的 工 件 直 线 往 复 移 动 等 等 都 是 主 运 动 。
对 旋 转 主 运 动,其 主 轴 转 速 的 单 位 以 ’( )*+ 表 示 ； 对 直 线 往 复 主 运 动,其 直 线 往 复速 度 的 单 位 以 双 行 程 ( )*+ 表 示 。
,&进 给 运 动进 给 运 动 是 不 断 地 把 被 切 削 层 投 入 切 削,以 逐 渐 切 出 整 个 工 件 表 面 的 运 动 。 进给 运 动 的 速 度 较 低,消 耗 的 功 率 也 较 小 。 车 床 刀 具 相 对 于 工 件 作 纵 向 直 线 运 动,卧 式铣 床 工 作 台 带 动 工 件 相 对 于 铣 刀 作 纵 向 直 线 运 动,外 圆 磨 床 工 件 相 对 于 砂 轮 作 旋 转
（ 称 圆 周 进 给 运 动 ） 和 作 纵 向 直 线 往 复 移 动 等 等 都 是 进 给 运 动 。 进 给 运 动 速 度 的 单 位用 下 列 方 法 表 示,
!
))( ’,如 车 床,钻 床,镗 床 等 ；
"
))( )*+,如 铣 床 等 ；
#
))(双 行 程,如 刨 床 等 。
·-./·
第 一 章 机 床 传 动 原 理任 何 一 种 机 床,必 定 有,且 通 常 只 有 一 个 主 运 动,但 进 给 运 动 可 能 有 一 个 或 几 个,
也 可 能 没 有,如 图 ! " # " $ 所 示 为 拉 床 的 工 作 运 动 。
图 !" #" $ 拉 床 的 工 作 运 动二,辅 助 运 动通 常,仅 靠 表 面 成 形 运 动 只 能 使 被 加 工 表 面 获 得 一 个 轮 廓 形 状,不 一 定 能 一 次 达到 尺 寸 精 度 及 表 面 质 量 的 要 求,因 此,机 床 常 常 需 要 一 再 重 复 表 面 成 形 运 动,这 就 需要 机 床 有 一 系 列 的 辅 助 运 动,如 刀 具 的 接 近 工 件,刀 具 沿 切 深 进 给,刀 具 退 离 工 件,快速 退 回 起 始 位 置 （ 如 图 ! " # " % 中 的 运 动
!
、
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、
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、
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、
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） 等 运 动 。 另 外,为 了 使 刀具 与 工 件 具 有 正 确 的 相 对 位 置 的 对 刀 运 动,多 工 位 工 作 台 和 多 工 位 刀 架 的 周 期 性 转位,加 工 局 部 表 面 时 的 周 期 性 分 度 运 动 等 等,也 属 于 辅 助 运 动 。 总 之,机 床 上 除 表 面成 形 运 动 外 的 所 有 运 动,都 是 辅 助 运 动 。
辅 助 运 动 虽 然 并 不 参 与 表 面 成 形 过 程,但 对 工 件 整 个 加 工 过 程 是 不 可 缺 少 的 。
同 时,对 机 床 的 生 产 率 和 加 工 精 度 往 往 也 有 重 大 影 响 。
图 !" #" % 外 圆 车 刀 车 圆 柱 面 时 的 运 动在 描 述 一 台 机 床 的 运 动 时,为 更 方 便 地 表 达 运 动 的 方 向,对 普 通 机 床 常 用 纵 向,
横 向 和 垂 向 表 示 运 动 的 方 向,如 卧 式 车 床 沿 主 轴 轴 线 方 向 的 运 动 称 纵 向 运 动,沿 垂 直于 主 轴 轴 线 的 径 向 方 向 运 动 称 横 向 运 动 ； 而 在 数 控 机 床 上,为 方 便 加 工 程 序 的 编 制 和使 用,机 床 运 动 部 件 的 运 动 是 用 坐 标 方 向 来 表 达 的,如 数 控 车 床 上 称 沿 主 轴 轴 线 方 向的 运 动 为 & 轴 运 动,而 沿 垂 直 于 主 轴 轴 线 的 径 向 方 向 运 动 称 为 ! 轴 运 动 。
·%’(·
第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具第 二 节 机 床 的 传 动 系 统一,传 动 链传 动 链 是 指 由 运 动 源,传 动 装 置 和 执 行 件 按 一 定 的 规 律 所 组 成 的 传 动 联 系 。 机床 加 工 过 程 中 所 需 的 各 种 运 动 都 是 通 过 相 应 的 传 动 链 来 实 现 的 。
!"运 动 源运 动 源 是 给 执 行 件 提 供 动 力 和 运 动 的 装 置 。 在 通 用 机 床 上,一 般 采 用 三 相 异 步电 动 机 作 为 运 动 源 。 在 数 控 机 床 上,多 采 用 交 流 调 速 电 动 机 和 伺 服 电 动 机,这 类 电 动机 具 有 转 速 高,调 速 范 围 大,可 无 级 变 速 等 优 点 。
#"传 动 装 置传 动 装 置 是 传 递 运 动 和 动 力 的 装 置,通 过 它 把 运 动 源 的 运 动 和 动 力 传 给 执 行 件 。
通 常,传 动 装 置 还 需 完 成 变 速,变 向,改 变 运 动 形 式 等 任 务,使 执 行 件 获 得 所 需 要的 运 动 速 度,运 动 方 向 和 运 动 形 式 。 在 通 用 机 床 上,由 于 传 统 交 流 异 步 电 动 机 的 变 速能 力 有 限,变 速 的 主 要 任 务 都 是 由 传 动 装 置 完 成 的,这 类 传 动 装 置 所 涉 及 的 传 动 件多,传 动 系 统 较 复 杂 。 在 数 控 机 床 上,变 速,变 向 的 任 务 主 要 是 由 新 型 的 交 流 电 动 机完 成 。 因 而,传 动 装 置 一 般 较 简 单,但 性 能 要 求 较 高 。 传 动 装 置 一 般 有 机 械,液 压,电气 传 动 等 三 种 方 式 。
二,传 动 原 理 及 传 动 原 理 图各 种 类 型 机 床 所 需 的 成 形 运 动 是 不 同 的,实 现 成 形 运 动 所 采 用 的 传 动 路 线 和 具体 的 传 动 机 构 更 是 多 种 多 样,但 成 形 运 动 主 要 是 由 简 单 的 和 复 合 的 运 动 组 成,而 不 同机 床 上 实 现 这 两 种 运 动 的 传 动 原 理 完 全 相 同 。 所 以,只 要 掌 握 了 实 现 这 两 种 运 动 的传 动 原 理,其 他 类 型 机 床 的 传 动 联 系 可 依 此 方 法 进 行 分 析 。
为 了 便 于 研 究 机 床 的 传 动 联 系,常 用 一 些 简 单 的 符 号 把 传 动 原 理 和 传 动 路 线 用 图示 的 方 法 表 示 出 来,这 类 图 就 称 为 传 动 原 理 图 。 图 $ % ! % & 为 传 动 原 理 图 中 常 用 的 一些 符 号 。 对 于 各 类 执 行 件,还 没 有 统 一 的 符 号,一 般 采 用 较 直 观 的 简 单 图 形 来 表 示 。
图 $ % ! % & 传 动 原 理 图 中 常 用 的 符 号
（ ’） 电 动 机 （ (） 传 动 比 不 变 的 传 动 联 系 （ )） 电 信 号 传 动 联 系 ；
（ *） 传 动 比 可 变 的 换 置 机 构 （ +） 脉 冲 发 生 器
·&,&·
第 一 章 机 床 传 动 原 理
!"简 单 运 动对 于 由 单 独 的 旋 转 运 动 或 直 线 运 动 实 现 的 简 单 运 动,只 需 有 一 条 传 动 链,将 运 动源 与 相 应 执 行 件 联 系 起 来,便 可 获 得 所 需 运 动,运 动 轨 迹 的 准 确 性 则 靠 主 轴 轴 承 与 刀架,工 作 台 等 的 导 轨 保 证 。 例 如,用 圆 柱 铣 刀 铣 削 平 面,需 要 铣 刀 旋 转 和 工 件 直 线 移动 两 个 独 立 的 简 单 运 动,图 # $ ! $ % 为 圆 柱 铣 刀 铣 削 平 面 的 传 动 原 理 。 图 中 用 简 单的 符 号 表 示 具 体 的 传 动 链,通 过 传 动 路 线,! $ & $ !
’
$ ( $ #” 将 运 动 源 （ 电 动 机 ） 和 主轴 联 系 起 来,可 使 铣 刀 获 得 具 有 一 定 转 速 和 转 向 的 旋 转 运 动 "； 通 过 传 动 链,) $ * $
+!
,
$ - $ %” 将 运 动 源 和 工 作 台 联 系 起 来,可 使 工 件 获 得 符 合 要 求 进 给 速 度 和 方 向 的直 线 运 动 。 利 用 换 置 机 构 !
’
和 !
,
可 以 改 变 铣 刀 的 转 速,转 向 和 工 件 的 进 给 速 度,方向,以 适 应 不 同 加 工 条 件 的 需 要 。 上 述 这 种 联 系 运 动 源 和 执 行 件,使 执 行 件 获 得 一 定速 度 和 方 向 运 动 的 传 动 链,称 为 外 联 系 传 动 链 。 由 此 可 见,机 床 上 每 一 个 简 单 运 动,
就 需 要 对 应 一 条 外 联 系 传 动 链,每 条 传 动 链 可 以 有 各 自 独 立 的 运 动 源,也 可 以 几 条 传动 链 共 用 一 个 运 动 源 。
图 # $ ! $ % 圆 柱 铣 刀 铣 削 平 面 的 传 动 原 理 图
&"复 合 运 动复 合 运 动 通 常 是 由 保 持 严 格 运 动 关 系 的 几 个 单 元 运 动 （ 旋 转 的 和 直 线 的 ） 所 组 成的,所 以 必 须 要 有 传 动 链 将 实 现 这 些 单 元 运 动 的 执 行 件 联 系 起 来,使 其 保 持 确 定 的 运动 关 系 。 此 外,为 使 执 行 件 获 得 运 动,还 需 有 一 条 外 联 系 传 动 链 。 例 如,卧 式 车 床 在车 圆 柱 螺 纹 时,需 要 一 个 复 合 的 成 形 运 动 — — — 刀 具 与 工 件 间 相 对 的 螺 旋 线 成 形 运 动 。
这 个 运 动 可 分 解 为 两 部 分,工 件 的 旋 转 " 和 车 刀 的 纵 向 移 动 #。 在 图 # $ ! $ + 中,联系 这 两 个 单 元 运 动 的 传 动 链,# $ ) $ !
,
$ * $ -” 是 复 合 运 动 内 部 的 传 动 链,所 以 是 内联 系 传 动 链 。 这 条 传 动 链 必 须 保 持 的 严 格 运 动 关 系 是,工 件 每 转 ! 转,车 刀 准 确 地 移动 工 件 螺 纹 一 个 导 程 的 距 离 。 此 外,这 个 复 合 运 动 还 应 有 一 个 外 联 系 传 动 链 与 动 力源 相 联 系,即 传 动 链,! $ & $ !
’
$ ( $ #。 在 内 联 系 传 动 链 中,利 用 换 置 机 构 !
,
可 以 改变 工 件 和 车 刀 之 间 的 相 对 运 动 速 度,以 适 应 车 削 不 同 导 程 螺 纹 的 需 要 。 在 上 述 外 传
·%.-·
第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具动 链 中,换 置 机 构 !
!
用 于 改 变 整 个 复 合 运 动 的 速 度,或 者 说 同 时 改 变 两 个 执 行 件 的速 度,但 它 们 的 相 对 运 动 关 系 不 变 。 由 于 内 联 系 传 动 链 联 系 的 是 复 合 运 动 内 部 必 须保 持 严 格 运 动 关 系 的 两 个 运 动 部 件,它 决 定 着 复 合 运 动 的 轨 迹,其 传 动 比 是 否 准 确 以及 运 动 方 向 是 否 正 确,会 直 接 影 响 被 加 工 表 面 的 形 状 精 度 。 因 此,内 联 系 传 动 链 中 不能 有 传 动 比 不 确 定 或 瞬 时 传 动 比 变 化 的 传 动 机 构,如 带 传 动,链 传 动 和 摩 擦 传 动 等 。
同 时,调 整 内 联 系 传 动 链 的 换 置 机 构 时,其 传 动 比 也 必 须 有 足 够 的 精 度 。
在 卧 式 车 床 上 车 削 圆 柱 面 时,主 轴 的 旋 转 " 和 刀 具 的 移 动 # 是 两 个 互 相 独 立 的简 单 运 动,不 需 保 持 严 格 的 比 例 关 系,两 运 动 间 比 例 的 变 化 不 影 响 表 面 的 性 质,只 是影 响 生 产 率 及 表 面 粗 糙 度 。 两 个 简 单 运 动 可 以 各 有 自 己 的 外 联 系 传 动 链 与 动 力 源 相联 系,但 在 车 床 上 完 全 可 共 用 车 螺 纹 传 动 链,如 图 " # $ # % 所 示,一 条 是 电 动 机 # $ #
& # !
!
# ’ # " # 主 轴,另 一 个 是 电 动 机 # $ # & # !
!
# ’ # ( # !
)
# * # + # 丝 杠 。 其 中,$
# & # !
!
# ’ 是 公 共 段 。
图 " # $ # % 卧 式 车 床 的 传 动 原 理 图
’,数 控 车 床 的 传 动 原 理数 控 车 床 的 传 动 原 理 与 卧 式 车 床 原 则 上 相 同,但 传 动 链 中 变 速 方 式 有 所 不 同 。
图 " # $ # $- 为 数 控 车 床 的 传 动 原 理 图,各 传 动 链 都 由 数 控 系 统 按 程 序 指 令 统 一 协调,控 制 。 车 削 圆 柱 面 时," 和 #
$
是 两 个 独 立 的 简 单 运 动,系 统 通 过 主 运 动 伺 服 模 块和 $ 轴 进 给 伺 服 模 块 可 分 别 调 整 主 轴 转 速 " 和 进 给 量 #
$
,系 统 通 过 与,轴 进 给 电 动机 相 联 的 脉 冲 编 码 器 检 测 进 给 量,以 实 现 反 馈 控 制 。 车 削 螺 纹 时,主 电 动 机 脉 冲 编 码器 通 过 机 械 传 动 与 主 轴 相 联 系,主 轴 每 一 转 发 出 % 个 脉 冲 。 主 轴 经 数 控 系 统 与 $ 轴进 给 伺 服 模 块 联 系 起 来,根 据 程 序 指 令 输 出 相 应 的 脉 冲 信 号,使,轴 电 动 机 运 转,再传 动 丝 杠 使 刀 具 做 $ 向 螺 纹 进 给 运 动 #
$
,即 主 轴 每 转 一 转,刀 架 $ 向 移 动 一 个 导 程 。
另 外,在 车 削 螺 纹 时,脉 冲 编 码 器 还 发 出 每 转 一 个 的 基 准 脉 冲 信 号,称 为 同 步 脉冲,作 为 保 证 螺 纹 车 削 中 不 产 生 乱 扣 的 控 制 信 号 。 因 为 在 螺 纹 加 工 中,螺 纹 表 面 须 经多 次 重 复 车 削,为 了 保 证 螺 纹 不 乱 扣,数 控 系 统 必 须 控 制 螺 纹 刀 具 的 切 削 相 位,使 刀具 在 螺 纹 上 的 同 一 切 削 点 切 入 。
·%-+·
第 一 章 机 床 传 动 原 理车 削 曲 面 时,成 形 运 动 的 传 动 路 线 是,!
!
" 系 统 " !
#
,这 是 一 条 内 联 系 传 动 链 。 数控 系 统 按 插 补 指 令 的 要 求 及 时 调 整 传 动 链 的 传 动 关 系,以 保 证 刀 尖 沿 要 求 的 工 件 表面 曲 线 运 动,以 获 得 所 需 表 面 形 状,并 使 !
!
与 !
#
合 成 线 速 度 的 大 小 基 本 不 变 。
图 $ " ! " !% 数 控 车 床 的 传 动 原 理 图三,传 动 系 统 及 传 动 系 统 的 表 达
!&传 动 系 统实 现 一 台 机 床 加 工 过 程 中 全 部 成 形 运 动 和 辅 助 运 动 的 所 有 传 动 链,就 组 成 了 一台 机 床 的 传 动 系 统 。 机 床 上 有 多 少 个 运 动,就 有 多 少 条 传 动 链,根 据 每 一 执 行 件 完 成运 动 作 用 的 不 同,各 传 动 链 相 应 被 称 为 主 运 动 传 动 链,进 给 运 动 传 动 链 等 。
#’ 传 动 系 统 的 表 达通 常 可 用 规 定 的 简 单 符 号 （ 国 家 标 准 () $$*%— +$） 表 示 一 台 机 床 的 传 动 系 统,其图 形 称 为 机 床 的 传 动 系 统 图 。
转 速 分 布 图 与 传 动 系 统 图 一 样,也 是 表 达 机 床 传 动 系 统,分 析 传 动 链 的 重 要 工具,其 图 形 如 图 $ " # " $ 所 示 。 转 速 图 更 直 观 地 表 明 主 轴 的 每 一 级 转 速 是 如 何 传 动的,并 表 明 各 变 速 组 之 间 的 内 在 联 系 。
第 三 节 常 用 传 动 机 构一,定 比 传 动 副定 比 传 动 副 主 要 包 括 齿 轮 副,带 轮 副,齿 轮 齿 条 副,蜗 杆 蜗 轮 副 和 丝 杠 螺 母 副 等 。
这 些 传 动 副 的 共 同 特 点 是 传 动 比 不 变,齿 轮 齿 条 副 和 丝 杠 螺 母 副 主 要 用 于 将 旋 转 运动 变 为 直 线 运 动 。
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第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具
（ 一 ） 同 步 带 传 动同 步 带 传 动 是 带 传 动 中 的 一 种,如 图 ! " # " ## 所 示 。 它 利 用 同 步 带 的 轮 齿 与 带轮 的 轮 齿 依 次 相 啮 合 传 递 运 动 和 动 力,因 而 兼 有 普 通 带 传 动,齿 轮 传 动 和 链 传 动 的 优点,即 无 相 对 滑 动,平 均 传 动 比 准 确,传 动 精 度 高 而 且 齿 形 带 的 强 度 高,厚 度 小,重 量轻,故 可 用 于 高 速 传 动 ； 同 步 带 无 需 特 别 涨 紧,因 而 作 用 于 轴 和 轴 承 等 上 的 载 荷 小,传动 效 率 高,在 数 控 机 床 上 广 泛 应 用 。
图 !" #" ## 同 步 带 传 动同 步 带 的 结 构 见 图 !" #" #$。 同 步 带 由 强 力 层 和 基 体 部 分 组 成 。 强 力 层 # 是 同步 带 的 抗 拉 元 件,用 于 传 递 动 力 。 目 前 多 采 用 伸 长 率 小,疲 劳 强 度 高 的 钢 丝 绳 或 玻 璃纤 维 绳 沿 着 同 步 带 的 节 线 （ 中 性 层 ） 绕 成 螺 旋 线 形 状 而 构 成 。 由 于 它 在 受 力 后 基 本 上不 产 生 变 形,所 以 能 保 持 同 步 带 的 齿 距 不 变,从 而 实 现 同 步 传 动 。 同 步 带 的 基 体 包 括带 齿 $ 和 带 背 %,同 步 带 带 齿 应 于 带 轮 轮 齿 正 确 啮 合,带 背 用 于 粘 接 包 覆 强 力 层 。 基体 通 常 采 用 聚 氨 酯 制 造,具 有 强 度 高,弹 性 好,耐 磨 损 及 抗 老 化 等 性 能 。 在 同 步 带 的内 表 面 上,做 有 尖 角 凹 槽,以 增 加 带 的 挠 性,改 善 带 的 弯 曲 疲 劳 强 度 。
图 !" #" #$ 同 步 带 结 构
#— 强 力 层 $— 带 齿 %— 带 背同 步 带 带 轮 除 轮 缘 表 面 需 制 出 轮 齿 外,其 他 结 构 与 平 带 带 轮 相 似 。
使 用 同 步 带 时 应 注 意,其 允 许 工 作 温 度 一 般 为 " $& ’ (&),同 步 带 必 须 预 加 载,
对 较 长 的 自 由 同 步 带 （ 长 度 大 于 带 宽 的 * 倍 ）,为 衰 减 带 振 动 常 采 用 涨 力 轮 。
（ 二 ） 滚 珠 丝 杠 螺 母 副滚 珠 丝 杠 螺 母 副 可 实 现 回 转 运 动 与 直 线 运 动 相 互 转 换,这 种 新 型 的 传 动 结 构 在数 控 机 床 上 得 到 了 广 泛 的 使 用 。 它 的 结 构 特 点 是 在 具 有 螺 旋 槽 的 丝 杠 螺 母 中 装 有 滚珠 作 为 中 间 传 动 元 件,以 减 少 摩 擦,图 ! " # " #% 所 示 为 滚 珠 丝 杠 副 的 原 理 图 。 图 中
·##+·
第 一 章 机 床 传 动 原 理丝 杠 和 螺 母 上 都 加 工 有 圆 弧 形 的 螺 旋 槽,这 两 个 圆 弧 形 螺 旋 槽 对 合 形 成 一 个 螺 旋 线滚 道 。 在 滚 道 内 装 上 滚 珠,当 丝 杠 与 螺 母 相 对 运 动 时,滚 珠 沿 螺 旋 槽 向 前 滚 动,丝 杠与 螺 母 之 间 基 本 上 为 滚 动 摩 擦 。 为 防 止 滚 珠 从 螺 母 中 滚 出 来,在 螺 母 的 螺 旋 槽 两 端设 有 回 程 引 导 装 置,使 滚 珠 能 循 环 流 动 。
图 ! " # " #$ 滚 珠 丝 杆 副 的 原 理 图滚 珠 丝 杠 螺 母 副 的 优 点 是 摩 擦 系 数 小,传 动 效 率
!
高,可 达 %&’( ) %&’*,比 常 规丝 杠 螺 母 副 提 高 $ ) ! 倍,功 率 消 耗 只 相 当 于 常 规 丝 杠 螺 母 副 的 #+! ) #+$； 灵 敏 度 高,
传 动 平 稳,不 易 产 生 爬 行,传 动 精 度 和 定 位 精 度 高 ； 磨 损 小,使 用 寿 命 长,精 度 保 持 性好 ； 给 予 适 当 预 紧,可 消 除 丝 杠 和 螺 母 间 的 间 隙,提 高 轴 向 刚 度 和 反 向 精 度 ； 运 动 具 有可 逆 性,即 丝 杠 和 螺 母 都 可 以 用 为 主 动 件 。 滚 珠 丝 杠 螺 母 副 的 不 足 在 于 制 造 工 艺 复杂,成 本 高,不 能 自 锁,故 需 附 加 制 动 装 置 。
按 滚 珠 丝 杠 螺 母 副 的 公 称 直 径 !
%
。,导 程 了 和 螺 旋 升 角
"
可 将 其 分 类 如 下 。
滚 珠 丝 杠 螺 母 副微 型 滚 珠 丝 杠 副微 型 小 导 程 滚 珠 丝 杠 副
{
微 型 大 导 程 滚 珠 丝 杠 副普 通 滚 珠 丝 杠 副大 导 程 滚 珠 丝 杠 副大 导 程 滚 珠 丝 杠 副
{
超 大 导 程 滚 珠 丝 杠 副
重 型 滚 珠 丝 杠 副普 通 滚 珠 丝 杠 副 一 般 指 公 称 直 径 !
%
,#* ) #%%--,导 程 ",! ) (%-- 和 螺 旋 升角
"
,’/。 微 型 滚 珠 丝 杠 副 指 公 称 直 径 !
%!
#(--,导 程 "
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$-- 的 称 为 微 型 小 导 程滚 珠 丝 杠 副,螺 旋 升 角
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0 ’/的 称 为 微 型 大 导 程 滚 珠 丝 杠 螺 母 副 。 大 导 程 滚 珠 丝 杠 副指 公 称 直 径 !
%"
#*--,螺 旋 升 角 #1/
""
0 ’/或 导 程 %&2!
%!
"
!
!
%
的 滚 珠 丝 杠 副 。
对 于 螺 旋 升 角
"
0 #1/的 称 为 超 大 导 程 滚 珠 丝 杠 副 。 重 型 滚 珠 丝 杠 副 指 公 称 直 径 !
%
"
#(2-- 的 滚 珠 丝 杠 副 。
滚 珠 丝 杠 螺 母 副 的 使 用 领 域 在 不 断 扩 大,如 航 天 航 空,小 型 精 密 测 试 装 置,电 子仪 器 及 半 导 体 装 置 等 需 要 微 型 滚 珠 丝 杠 螺 母 副,最 小 滚 珠 丝 杠 螺 母 副 的 公 称 直 径 !
%
,!--,导 程 ",%&2--。 而 数 控 机 床,加 工 中 心,工 业 机 器 人 及 机 电 一 体 化 自 动 机 械需 要 大 导 程 滚 珠 丝 杠 螺 母 副,以 满 足 进 给 驱 动 速 度 的 不 断 提 高,已 开 发 的 超 大 导 程 滚珠 丝 杠 螺 母 副 其 公 称 直 径 3 导 程 达 (%-- 3 *%--,(2-- 3 4%--,快 速 进 给 速 度 达
·(#1·
第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具
!"#$%$&’。
!(滚 珠 丝 杠 螺 母 副 的 结 构各 种 不 同 结 构 滚 珠 丝 杠 副,其 主 要 区 别 在 于 螺 纹 滚 道 型 面 的 形 状,滚 珠 循 环 方 式及 轴 向 间 隙 的 调 整 和 预 加 负 载 的 方 法 等 三 个 方 面 。
滚 珠 丝 杠 的 螺 纹 滚 道 法 向 截 面 有 单 圆 弧 和 双 圆 弧 两 种 形 状,见 图 ) * ! * !)。 前者 工 艺 性 好,后 者 性 能 较 好 。
传 统 的 滚 珠 丝 杠 螺 母 副 结 构 分 为 内 循 环 和 外 循 环 两 类 。 外 循 环 方 式 中,滚 珠 在返 回 过 程 中 与 丝 杠 脱 离 接 触 。 而 在 内 循 环 方 式 中,滚 珠 在 返 回 过 程 中 与 丝 杠 始 终 保持 接 触 。
图 ) * ! * !) 滚 珠 丝 杠 的 螺 纹 滚 道 法 向 截 面
（ +） 单 圆 弧 （,） 双 圆 弧外 循 环 滚 珠 丝 杠 副 按 滚 珠 循 环 时 的 返 回 方 式 主 要 有 插 管 式 和 螺 旋 槽 式 。 图 ) * !
* !-（ +） 为 插 管 式,它 插 有 弯 管 作 为 返 回 管 道,这 种 形 式 结 构 工 艺 性 好,但 由 于 弯 管 突出 于 螺 母 体 外,径 向 尺 寸 较 大 。 图 ) * ! * !-（,） 为 螺 旋 槽 式,在 螺 母 的 外 圆 上 铣 有 螺旋 槽,槽 两 端 与 螺 纹 滚 道 相 切 贯 通,形 成 返 回 通 道,这 种 结 构 径 向 尺 寸 小,但 制 造 较 复杂 。
图 ) * ! * !- 外 循 环 滚 珠 丝 杠
（ +） 插 管 式 （,） 螺 旋 槽 式
·.!/·
第 一 章 机 床 传 动 原 理图 ! " # " #$ 所 示 为 内 循 环 式 结 构 。 在 螺 母 外 侧 孔 中 装 有 接 通 相 邻 滚 道 的 反 向器,以 迫 使 滚 珠 翻 越 丝 杠 的 齿 顶 而 进 入 相 邻 滚 道 。 通 常 在 一 个 螺 母 上 装 有 三 个 反 向器,彼 此 间 沿 螺 母 圆 周 相 互 错 开 #%&’,轴 向 间 隔 为 （ !()） ! *（ +()） !（ ! 为 螺 距 ） 。 其 特点 是 径 向 尺 寸 小,刚 性 好,因 其 返 回 滚 道 短,摩 擦 损 失 小,但 反 向 器 制 造 较 困 难 。
图 ! " # " #$ 内 循 环 滚 珠 丝 杠目 前,滚 珠 丝 杠 螺 母 副 的 结 构 已 有 #& 多 种,常 用 的 除 上 述 两 种 外,发 展 较 快 的 还有 端 盖 结 构 和 盖 板 结 构,见 图 ! " # " #+。 图 ! " # " #+（,） 的 端 盖 结 构 中,通 过 螺 母 两端 的 端 盖 组 成 滚 珠 循 环 回 路,每 个 回 路 至 少 一 圈 滚 珠 链,承 载 大,适 应 于 多 头 大 导 程,
超 大 导 程 丝 杠 螺 母 副 。 图 ! " # " #+（ -） 为 盖 板 结 构,通 过 盖 板 组 成 滚 珠 循 环 回 路,每个 螺 母 一 个 盖 板,适 应 于 微 型 滚 珠 丝 杠 副 。
图 ! " # " #+ 滚 珠 丝 杠 螺 母 副 的 两 种 结 构
#— 螺 母 %— 滚 珠 )— 端 盖 !— 丝 杠,— 盖 板 $— 挡 珠 环
%/滚 珠 丝 杠 副 轴 向 间 隙 调 整 和 施 加 预 紧 力 的 方 法
·!#+·
第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具滚 珠 丝 杠 副 的 传 动 间 隙 主 要 是 轴 向 间 隙,为 提 高 反 向 传 动 精 度 和 轴 向 刚 度,应 消除 轴 向 间 隙 。 双 螺 母 结 构 是 消 除 间 隙 常 采 用 的 方 法,它 利 用 两 个 螺 母 的 相 对 轴 向 位移,使 两 个 滚 珠 螺 母 中 的 滚 珠 分 别 贴 紧 在 螺 旋 滚 道 的 两 个 相 反 侧 面,以 达 到 消 除 间 隙的 目 的 。 由 于 轴 向 间 隙 中 包 括 滚 珠 与 滚 道 的 弹 性 变 形,因 此 要 把 间 隙 完 全 消 除 是 不可 能 的,调 整 时 应 把 弹 性 变 形 量 控 制 在 最 小 限 度 内 。 应 注 意 的 是,预 紧 力 不 宜 过 大,
因 为 这 会 使 空 载 力 矩 增 加,从 而 降 低 传 动 效 率,缩 短 使 用 寿 命 。 此 外,还 应 注 意 减 小丝 杠 安 装 部 分 和 驱 动 部 分 的 间 隙 。
常 用 双 螺 母 丝 杠 消 除 间 隙 方 法 有 以 下 几 种 。
（ !） 垫 片 调 隙 式 （ 图 " # ! # !$） 。 通 常 用 螺 钉 来 连 接 滚 珠 丝 杠 两 个 螺 母 的 凸 缘,并在 凸 缘 间 加 垫 片 。 调 整 垫 片 的 厚 度 使 两 个 螺 母 产 生 轴 向 位 移,以 达 到 消 除 间 隙 和 产生 预 紧 力 的 目 的 。 这 种 结 构 的 特 点 是 构 造 简 单,可 靠 性 好,刚 性 好,但 调 整 费 时,并 且在 工 作 中 不 能 随 意 调 整 。
图 " # ! # !$ 垫 片 调 隙 式
（ %） 螺 纹 调 隙 式 （ 图 " # ! # !&） 。 图 中 右 螺 母 外 端 有 凸 缘 而 左 螺 母 外 端 没 有 凸 缘并 制 有 螺 纹,螺 纹 伸 出 螺 母 座 外,并 用 两 个 圆 螺 母 !,% 固 定,左,右 螺 母 用 一 平 键 限 制其 在 螺 母 座 内 的 转 动 。 调 整 时,拧 动 圆 螺 母 % 即 可 消 除 间 隙 并 产 生 预 紧 力,再 用 螺 母
! 锁 紧 。 这 种 方 法 相 对 垫 片 调 隙 式 的 优 点 是 调 整 方 便,但 预 紧 量 不 易 准 确 控 制 。
图 " # ! # !& 螺 纹 调 隙 式
（ ’） 齿 差 调 隙 式 （ 图 "#!#%( ） 。 在 两 个 螺 母 的 凸 缘 上 各 制 有 圆 柱 齿 轮,两 者 相 差 一个 齿,齿 轮 装 入 用 螺 钉 固 定 在 套 筒 上 的 内 齿 圈 中 。 调 整 时,先 取 下 两 端 的 内 齿 圈,使 两
·)!*·
第 一 章 机 床 传 动 原 理个 螺 母 相 对 于 套 筒 同 方 向 都 转 动 一 个 齿 后,再 插 入 内 齿 圈,则 两 个 螺 母 便 产 生 相 对 角 位移,其 轴 向 位 移 量 ! !（ "# "
"
$ "# "
%
） #。 例 如,"
"
! &","
%
! &’,滚 珠 丝 杠 的 导 程 为 # !
())时,! ! (#(*&’
!
’+’’"))。 可 见,这 种 调 整 方 法 的 最 大 优 点 是 可 精 确 调 整 预 紧 量,
调 整 方 便,可 靠,主 要 缺 点 是 结 构 尺 寸 较 大,因 而 多 用 于 高 精 度 的 传 动 中 。
图 * $ " $ %’ 齿 差 调 隙 式除 上 述 三 种 之 外,还 常 用 一 种 单 螺 母 变 位 螺 距 预 加 载 负 荷 结 构 （ 图 * $ " $ %"） 。
在 滚 珠 螺 母 体 内 的 两 列 循 环 滚 珠 链 之 间 使 螺 纹 滚 道 制 有 一 个
"
#
’
的 导 程 突 变 量,从而 使 两 列 循 环 滚 珠 在 轴 向 错 位 实 现 预 紧 。 这 种 方 法 结 构 简 单,但 负 荷 量 应 预 先 设 定且 不 能 改 变 。
图 * $ " $ %" 单 螺 母 变 位 螺 距 预 加 载 负 荷 结 构
,+滚 珠 丝 杠 副 的 标 记 方 法按 -.#/,"(%+"— 0" 规 定,滚 珠 丝 杠 副 的 型 号 根 据 其 结 构,规 格,精 度,螺 纹 旋 向等 特 征 按 下 列 格 式 编 写 。
·("1·
第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具上 述 格 式 中,循 环 方 式 见 表 !"#"#,预 紧 方 式 见 表 !" #" $,结 构 特 征 见 表 !" #
"%,精 度 等 级 标 号 及 应 用 范 围 见 表 !"#"!。 螺 纹 旋 向 为 右 旋 者 不 标,为 左 旋 者 标 记代 号 为,&’” 。 类 型 为 ( 表 示 定 位 滚 珠 丝 杠 副,即 通 过 旋 转 角 度 和 导 程 控 制 轴 向 位 移量 的 滚 珠 丝 杠 副 ； 类 型 为 ) 表 示 传 动 滚 珠 丝 杠 副,它 与 旋 转 角 度 无 关,是 用 于 传 递 动力 的 滚 珠 丝 杠 副 。
表 !"#"# 循 环 方 式循 环 方 式 标 记 代 号内 循 环浮 动 式 *
固 定 式 +
外 循 环 插 管 式,
表 !"#"$ 预 紧 方 式预 紧 方 式 标 记 代 号单 螺 母 变 位 导 程 预 紧 -
双 螺 母 垫 片 预 紧,
双 螺 母 齿 差 预 紧,
双 螺 母 螺 纹 预 紧 &
单 螺 母 无 预 紧 /
表 !"#"% 结 构 特 征结 构 特 征 代 号导 珠 管 埋 入 式 0
导 珠 管 凸 出 式 )
表 !"#"! 精 度 等 级 标 号 及 应 用 范 围精 度 等 级 分 #,$,%,!,1,2 和 #3 级 。 # 级 精 度 最 高,依 次 递 减精 度 等 级 标 号 应 用 范 围
1 普 通 机 床
!,% 数 控 钻 床,数 控 车,数 控 铣,机 床 改 造
$,# 数 控 磨,数 控 线 切 割,数 控 镗,坐 标 镗,0,,仪 表 机 床例,.013#3"%" (% 表 示,外 循 环 插 管 式,双 螺 母 垫 片 预 紧,导 珠 管 埋 入 式 的 滚 珠
·2#2·
第 一 章 机 床 传 动 原 理丝 杠 副,公 称 直 径 为 !"##,基 本 导 程 为 $"##,螺 纹 旋 向 为 右 旋,负 荷 总 圈 数 为 % 圈,
精 度 等 级 为 % 级 。
&’滚 珠 丝 杠 副 在 机 床 上 的 支 承 方 式螺 母 座,丝 杠 的 轴 承 及 支 架 等 刚 度 不 足,将 严 重 影 响 滚 珠 丝 杠 副 的 传 动 刚 度,进而 影 响 进 给 系 统 的 传 动 刚 度 。
图 & ( $ ( )) 所 示 为 四 种 常 用 的 滚 珠 丝 杠 支 承 方 式 。
图 & ( $ ( )) 滚 珠 丝 杠 副 在 机 床 上 的 支 承 方 式
（ *） 一 端 装 推 力 轴 承 （ +） 一 端 装 推 力 轴 承,另 一 端 装 深 沟 球 轴 承 ；
（,） 两 端 装 推 力 轴 承 （ -） 两 端 装 推 力 轴 承 和 深 沟 球 轴 承一 端 装 推 力 轴 承,见 图 & ( $ ( ))（ *） 。 这 种 安 装 方 式 只 适 用 于 要 求 丝 杠 较 短 处 。
如 数 控 机 床 上 的 调 节 环 节 或 垂 直 安 装 处 。 它 的 特 点 是 承 载 能 力 小,轴 向 刚 度 低 。
一 端 装 推 力 轴 承,另 一 端 装 深 沟 球 轴 承,见 图 & ( $ ( ))（ +） 。 这 种 方 式 用 于 丝 杠较 长 时,由 于 丝 杠 一 端 轴 向 定 位,丝 杠 受 热 后 的 伸 长 向 另 一 端 作 微 量 的 轴 向 浮 动 。 为减 小 热 变 形 的 影 响,应 将 推 力 轴 承 远 离 热 源 和 丝 杠 上 的 常 用 段 。
两 端 装 推 力 轴 承 如 图 & ( $ ( ))（,） 。 丝 杠 两 端 都 装 有 推 力 轴 承,并 施 加 预 紧 力,
以 提 高 轴 向 刚 度,丝 杠 在 工 作 中 只 承 受 拉 力 。 这 种 安 装 方 式 对 丝 杠 的 受 热 变 形 较 为敏 感 。
两 端 装 推 力 轴 承 和 深 沟 球 轴 承,图 & ( $ ( ))（ -） 。 丝 杠 采 用 的 这 种 双 重 支 承 结构,再 施 加 预 紧 力,大 大 提 高 了 刚 度 。 这 种 结 构 还 使 丝 杠 的 变 形 转 化 为 推 力 轴 承 的 预紧 力 。
!’滚 珠 丝 杠 副 的 润 滑 和 密 封滚 珠 丝 杠 副 也 可 用 润 滑 剂 来 提 高 耐 磨 性 及 传 动 效 率,润 滑 剂 可 分 为 润 滑 油 及 润滑 脂 两 大 类 。 润 滑 油 可 用 一 般 机 油,并 经 壳 体 上 的 油 孔 注 入 螺 母 的 空 间 内 。 润 滑 脂可 采 用 锂 基 润 滑 脂,加 在 螺 纹 滚 道 和 安 装 螺 母 的 壳 体 空 间 内 。
滚 珠 丝 杠 副 应 安 装 防 尘 密 封 圈 和 防 护 罩 。 密 封 圈 装 在 滚 珠 螺 母 的 两 端 。 接 触 式弹 性 密 封 圈 用 耐 油 橡 胶 或 尼 龙 等 材 料 制 成,其 内 孔 制 成 与 丝 杠 螺 纹 滚 道 相 配 合 的 形状,这 种 密 封 圈 的 防 尘 效 果 好,但 因 有 接 触 压 力,使 摩 擦 力 矩 略 有 增 加 。 非 接 触 式 密
·.$/·
第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具封 圈 用 聚 氯 乙 烯 等 塑 料 制 成,其 内 孔 形 状 与 丝 杠 螺 纹 滚 道 相 反,并 略 有 间 隙,防 尘 效果 较 差 。 防 护 罩 用 于 防 止 硬 质 灰 尘 和 切 屑 污 物 进 入 滚 珠 丝 杠 副,防 护 罩 的 形 式 有 锥形 套 管,伸 缩 套 管 及 折 叠 式 套 管 等,安 装 时 防 护 罩 一 端 连 接 在 滚 珠 螺 母 的 端 面,另 一端 固 定 在 滚 珠 螺 母 的 支 承 座 上 。
二,变 速 组变 速 是 机 床 传 动 系 统 的 主 要 功 能 。 在 数 控 机 床 上 以 采 用 调 速 电 动 机 变 速 为 主,
通 用 机 床 则 多 采 用 机 械 的 变 速 机 构 来 实 现 分 级 变 速 。 常 用 机 械 分 级 变 速 机 构 有 滑 移齿 轮 变 速 组,离 合 器 变 速 组,挂 轮 变 速 组 等 。
!"滑 移 齿 轮 变 速 组图 # $ ! $ %&（ ’） 所 示 为 三 联 滑 移 齿 轮 变 速 机 构 。 轴 ( 上 装 有 三 个 固 定 齿 轮 !
!
,!
%
和 !
&
,三 联 滑 移 齿 轮 !)
!
,!)
%
和 !)
&
制 成 一 体,并 以 花 键 与 轴
!
连 接,当 滑 移 齿 轮 块 分别 处 于 对 应 固 定 齿 轮 !
!
,!
%
,!
&
啮 合 的 左,中,右 三 个 不 同 位 置 时,可 将 轴 ( 的 一 种 转速 变 为 轴
!
的 三 种 转 速,达 到 变 速 的 目 的 。 机 床 常 用 的 还 有 双 联 滑 移 齿 轮 变 速 组 和多 联 滑 移 齿 轮 变 速 组 。 这 种 变 速 组 的 特 点 是 结 构 紧 凑,传 动 效 率 高,变 速 方 便,能 传递 很 大 的 动 力,但 不 能 在 运 转 过 程 中 变 速 。
图 # $ ! $ %& 常 用 机 械 分 级 变 速 机 构
（ ’） 三 联 滑 移 齿 轮 变 速 （ *） 端 面 齿 离 合 器 变 速 （ +） 一 对 挂 轮 变 速 （,） 二 对 挂 轮 变 速
%"离 合 器 变 速 组
·-!.·
第 一 章 机 床 传 动 原 理图 ! " # " $%（ &） 所 示 端 面 齿 为 离 合 器 变 速 机 构 。 轴 ’ 上 装 有 二 个 固 定 齿 轮 !
#
和
!
$
,它 们 分 别 与 空 套 在 轴
!
上 的 齿 轮 ()
#
和 ()
$
相 啮 合 。 端 面 齿 离 合 器 *
#
用 花 键 与 轴
!
相 连,由 于 两 对 齿 轮 啮 合 的 传 动 比 不 同,所 以 当 轴
"
只 有 一 种 转 速 时,则 当 离 合 器
*
#
分 别 向 左 及 右 移 动,依 次 与 !)
#
和 !)
$
的 端 面 齿 啮 合 时,轴
!
可 得 两 种 不 同 转 速 。
离 合 器 变 速 操 纵 方 便,变 速 时 不 需 移 动 齿 轮,常 用 于 螺 旋 齿 圆 柱 齿 轮 变 速,提 高传 动 平 稳 性 。 若 将 端 面 齿 离 合 器 换 成 摩 擦 片 离 合 器,就 能 在 运 转 中 变 速 。 离 合 器 变速 组 的 各 对 齿 轮 经 常 处 于 啮 合 状 态,磨 损 较 大,传 动 效 率 低 。 它 主 要 用 于 重 型 机 床 以及 采 用 螺 旋 齿 圆 柱 齿 轮 传 动 的 变 速 组 （ 端 面 齿 离 合 器 ） 及 自 动,半 自 动 机 床 （ 摩 擦 片 离合 器 ） 中 。
%+挂 轮 变 速 组挂 轮 变 速 组 有 采 用 一 对 挂 轮 和 二 对 挂 轮 的 两 种 结 构 。 这 种 变 速 结 构 简 单,紧 凑,
但 变 速 费 时 。
在 图 ! " # " $%（,） 所 示 的 一 对 挂 轮 变 速 组 中,只 要 在 固 定 中 心 距 的 轴 ’ 和 轴
!
上装 上 齿 数 和 相 同,但 传 动 比 不 同 的 齿 轮 副 - 和,,就 可 由 轴 ’ 的 一 种 转 速 得 到 轴
!
的不 同 转 速 。 变 速 组 刚 性 较 好,常 用 于 主 传 动 中 。
在 图 ! " # " $%（ /） 所 示 的 二 对 挂 轮 变 速 组 中,有 一 可 绕 轴
!
摆 动 的 挂 轮 架,挂 轮架 上 套 有 可 径 向 调 整 的 中 间 轴,轴 上 空 套 & 和,两 个 挂 轮 。 轴
"
上 用 键 装 有 齿 轮 0，
轴
!
上 用 键 装 有 齿 轮 /。 当 调 整 中 间 轴 的 径 向 位 置 先 使,,/ 挂 轮 正 确 啮 合 后,再 摆 动挂 轮 架 使 0,& 也 正 确 啮 合,即 可 将 轴 ’ 的 运 动 传 动 到 轴
!
。 当 改 变 不 同 齿 数 的 挂 轮时,则 能 达 到 变 速 的 目 的 。 由 于 挂 轮 架 上 中 间 轴 刚 性 较 差,这 种 结 构 只 用 于 进 给 运 动以 及 要 求 保 持 准 确 运 动 关 系 的 齿 轮 加 工 机 床,自 动 和 半 自 动 车 床 中 。
三,变 向 机 构变 向 机 构 用 来 改 变 机 床 执 行 件 的 运 动 方 向 。 常 用 机 械 式 变 向 机 构 有 两 种 。
在 图 ! " # " $!（ 0） 中 所 示 为 滑 移 齿 轮 变 向 机 构 。 轴
"
上 装 有 一 个 固 定 双 联 齿 轮块 !
#
和 !)
#
,且 !
#
1 !)
#
。 轴
!
上 用 键 联 接 滑 移 齿 轮 !
$
,中 间 轴 上 装 有 一 空 套 齿 轮 !
2
。
图 示 中 轴
!
上 滑 移 齿 轮 !
$
的 两 个 不 同 啮 合 位 置,可 使 轴
!
分 别 得 到 与 轴
"
相 同 或 相反 的 运 动 方 向 。 这 种 变 向 机 构 刚 性 好,多 用 于 主 传 动 中 。
圆 锥 齿 轮 和 端 面 齿 离 合 器 组 成 的 变 向 机 构 如 图 ! " # " $!（ &） 所 示 。 轴
"
上 装 有固 定 圆 锥 齿 轮 !
#
,它 直 接 传 动 空 套 在 轴
!
上 的 两 个 圆 锥 齿 轮 !
$
和 !
%
以 相 反 的 方 向旋 转,如 将 花 键 连 接 的 离 合 器 * 依 次 与 !
$
和 !
%
啮 合,则 轴
!
可 分 别 得 到 两 个 不 同 方向 的 运 动 。 这 种 变 向 机 构 刚 性 比 滑 移 齿 轮 变 向 机 构 差,主 要 用 于 进 给 或 其 他 辅 助 传动 中 。
·2$3·
第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具图 ! " # " $! 常 用 机 械 变 向 机 构
（ %） 滑 移 齿 轮 变 向 （ &） 圆 锥 齿 轮 和 端 面 齿 离 合 器 组 成 的 向 变
·#$’·
第 一 章 机 床 传 动 原 理第 二 章 机 械 加 工 机 床第 一 节 车 床一,车 床 的 用 途 与 特 点
（ 一 ） 车 床 的 用 途车 床 主 要 用 于 加 工 各 种 回 转 面 （ 内,外 圆 柱 面,圆 锥 面,成 形 回 转 面 等 ） 及 回 转 体的 端 面 。 车 削 各 种 螺 纹 — — — 米 制,英 制,模 数 和 径 节 。 使 用 的 刀 具 常 为 各 种 车 刀,也可 用 钻 头,扩 孔 钻,铲 刀 进 行 孔 的 加 工,用 丝 锥,板 牙 进 行 内 外 螺 纹 加 工 。 通 常,车 床主 运 动 由 主 轴 带 动 工 作 旋 转 完 成,进 给 运 动 由 刀 架 的 纵 横 向 移 动 完 成 。 机 械 产 品 中由 回 转 表 面 构 成 的 零 件 很 多,车 床 的 工 艺 范 围 又 较 广,因 此,车 床 的 使 用 十 分 广 泛 。
尤 其 是 数 控 车 床,近 几 年 发 展 迅 速,以 其 良 好 的 适 应 性 而 被 广 泛 应 用 。
（ 二 ） 车 床 的 分 类 及 特 点目 前,车 床 按 加 工 自 动 化 程 度 不 同,大 致 可 以 分 为 通 用 车 床,数 控 车 床,车 削 中心 。 各 种 不 同 类 型 的 车 床,虽 然 结 构 各 异,但 在 许 多 方 面 仍 有 共 同 之 处 。
!" 普 通 车 床普 通 车 床 的 万 能 性 好,它 适 应 于 各 种 轴 类,套 筒 类 和 盘 类 零 件 上 回 转 表 面 的 加工,#$%!&’ 型 卧 式 车 床 的 加 工 范 围 较 广,但 它 的 结 构 复 杂 而 自 动 化 程 度 较 低,常 用 于单 件,小 批 生 产,主 要 技 术 参 数 如 表 & ( ) ( ! 所 示 。
表 & ( ) ( ! #$%!&’ 型 卧 式 车 床 的 技 术 参 数名 称 技 术 参 数工 作 最 大 直 径 *++
在 床 身 上 &’’
在 刀 架 上 )!’
顶 尖 间 最 大 距 离 *++ %,’,-’’,!&’’,!-’’
·)).·
第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具名 称 技 术 参 数加 工 螺 纹 范 围米 制 螺 纹 !"" # $ %&（ %& 种 ）
英 制 螺 纹 （ ’!()） % $ %*（ %& 种 ）
模 数 螺 纹 （ ""） &+%,$ -（ ## 种 ）
径 节 螺 纹 （ ’!()）,$ /0（ %* 种 ）
主 轴最 大 通 过 直 径 !"" *1
孔 锥 度 莫 氏 0
2
正 转 转 速 级 数 %*
正 转 转 速 范 围 （ 3!"()） #& $ #*&&
反 转 转 速 级 数 #%
反 转 转 速 范 围 （ 3!"()） #* $ #,1&
进 给 量纵 向 级 数 0*
纵 向 范 围 !（ ""!3） &+&%1 $ 0+--
横 向 级 数 0*
横 向 范 围 !（ ""!3） &+&#* $ -+#0
滑 板 行 程横 向 !"" -%&
纵 向 !"" 0,&,/&&,#*&&,#/&&
刀 架最 大 行 程 !"" #*&
最 大 回 转 角 4 /&5
刀 杆 支 承 面 至 中 心 高 距 离 !"" %0
刀 杆 截 面 ! 6 "!（ ""6 ""） %,6 %,
尾 座顶 尖 套 最 大 移 动 量 !"" #,&
横 向 最 大 移 动 量 !"" 4 #&
顶 尖 套 莫 氏 锥 度 !号,
电 动 机 功 率 !78
主 电 动 机,+,
总 功 率,+1*
外 形 尺 寸 !""
长 %*#1,%001,-#01,-001
宽 #&&&
高 #%0.
工 作 精 度圆 度 !"" &+&#
圆 柱 度 !"" %&&9&+&%
平 面 度 !"" &+&%! -&&
表 面 粗 糙 度,;!
"
" #+0 $ -+%
%+<=.1#,型 数 控 车 床 的 特 点该 车 床 为 #,$ 两 轴 联 动 控 制 的 数 控 车 床 。 能 车 削 直 线,斜 线,圆 弧,米 制,英 制 螺纹,圆 柱 螺 纹,锥 螺 纹 及 多 头 螺 纹,且 刀 尖 有 半 径 补 偿 等 多 种 功 能,适 合 于 加 工 形 状 复杂,精 度 高 的 盘 类 零 件 和 轴 类 零 件 。 主 要 技 术 参 数 如 表 * > % > % 所 示 。
表 * > % > % <=.1#,数 控 车 床 的 技 术 参 数盘 类 零 件 最 大 车 削 直 径 *&&""
轴 类 零 件 最 大 车 削 直 径 #,&""
·-%.·
第 二 章 机 械 加 工 机 床盘 类 零 件 最 大 车 削 直 径 !""##
外 圆 最 小 车 削 直 径 $"##
最 大 车 削 长 度 %""##
刀 架 纵 向 行 程 &&"##
刀 架 横 向 行 程 ’!"##
主 轴 锥 孔 锥 度 莫 氏 %
(
主 轴 转 速 范 围 （ 无 级 ）
高 速 区低 速 区直 流 电动 机
)* + )""",-#./
’’ + $*"",-#./
交 流 电动 机
)01% + %""",-#./
$% + ’""",-#./
刀 具 数 * 或 $’
进 给 速 度
"1"$ + %""##-,"1"""$ + %"./-,
$ + ’"""##-#./ "1"$ + &""./-#./
快 移 速 度纵 向 （ ! 轴 ） $’#-#./
横 向 （ " 轴 ） 2#-#./
尾 座 行 程 2"##
锥 孔 锥 度 莫 氏
!
(
主 电 动 机连 续 %1%34
)"#./ 01%34
伺 服 电 动 机额 定 功 率 $1!34
额 定 转 速 $%"",-#./
外 形 尺 寸 （ 长 5 宽 5 高 ） ’)2%##5 $)*%##5 $*&"##
图 ! 6 ’ 6 $ 卧 式 车 床 的 工 艺 范 围
·!’0·
第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具
（ 三 ） 卧 式 车 床 的 典 型 加 工 表 面卧 式 车 床 是 应 用 最 广 泛 的 车 床,它 能 加 工 各 种 回 转 表 面,工 艺 范 围 相 当 广 泛,如图 ! " # " $ 所 示,图 中,进 给 运 动 方 向 与 主 轴 轴 线 平 行 时,可 加 工 内 外 圆 柱 面,也 可 进行 孔 加 工 和 螺 纹 加 工 ； 进 给 运 动 方 向 与 主 轴 轴 线 垂 直 时,可 加 工 端 面,槽,压 花 ； 进 给运 动 方 向 与 主 轴 轴 线 倾 斜 时,可 加 工 内 外 锥 面 ； 进 给 运 动 方 向 连 续 变 化 时,可 加 工 曲线 和 曲 面 。
二,%&’$!( 型 卧 式 车 床
（ 一 ） 机 床 的 主 要 组 成 部 件
%&’$!( 型 卧 式 车 床 的 主 参 数 是 床 身 上 最 大 工 件 回 转 直 径,为 !(()),第 二 主 参 数
— — — 最 大 工 件 长 度 有 *+()),$((()),$+(()),#((()) 四 种 。 %&’$!( 型 卧 车 床 的 外形 如 图 ! " # " # 所 示 。 机 床 的 主 要 组 成 部 件 及 其 功 用 如 下 。
图 !" #" # %&’$!( 型 卧 式 车 床 外 形
$— 主 轴 箱 #— 刀 架,— 尾 座 !— 床 身 +— 右 床 腿 ’— 光 杠
*— 丝 杆 -— 溜 板 箱,— 左 床 腿 $(— 进 给 箱 $$— 挂 轮 变 速 机 构
$/ 主 轴 箱主 轴 箱
!
固 定 在 床 身 ! 左 上 部,其 功 能 是 支 承 主 轴 部 件,并 使 主 轴 部 件 及 工 件 以所 需 速 度 旋 转 。
#/ 刀 架 部 件刀 架 部 件 # 装 在 床 身 ! 的 导 轨 上,刀 架 部 件 可 通 过 机 动 或 手 动 使 夹 持 在 刀 架 上的 刀 具 作 纵 向,横 向 或 斜 向 进 给 运 动 。
,/ 进 给 箱进 给 箱 $( 固 定 在 床 身 左 端 前 壁 。 进 给 箱 中 装 有 变 速 装 置,用 以 改 变 机 动 进 给 量或 被 加 工 螺 纹 的 螺 距 。
!/ 溜 板 箱
·+#*·
第 二 章 机 械 加 工 机 床溜 板 箱 ! 安 装 在 刀 架 部 件 底 部 。 溜 板 箱 通 过 光 杠 或 丝 杠 接 受 自 进 给 箱 传 来 的 运动,并 将 运 动 传 给 刀 架 部 件,从 而 使 刀 架 实 现 纵,横 向 进 给 车 螺 纹 运 动 。
"# 尾 座
·$%&·
第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具尾 座 ! 安 装 于 床 身 尾 座 导 轨 上,可 根 据 工 件 长 度 调 整 其 纵 向 位 置 。 尾 座 上 可 安装 后 顶 尖 以 支 承 工 作,也 可 安 装 孔 加 工 刀 具 进 行 孔 加 工 。
"# 床 身床 身 $ 固 定 在 左 床 腿 % 和 右 床 腿 & 上,用 以 支 承 其 他 部 件,并 使 它 们 保 持 准 确 的相 对 位 置 。
（ 二 ） 机 床 的 传 动 系 统
’(")$* 型 车 床 的 传 动 系 统 见 图 $ +,+ !。 整 个 传 动 系 统 主 要 由 主 运 动 传 动 链,
车 螺 纹 传 动 链,纵 向 进 给 传 动 链,横 向 进 给 传 动 链 及 快 速 移 动 传 动 链 组 成,图 $ +,+ !
中 ! 为 螺 纹 的 螺 距 。
)# 主 运 动主 运 动 由 主 电 动 机 （ -#&./,)$&*01234） 经 5 带 传 动 主 轴 箱 内 的 轴
!
而 输 入 主 轴箱 。 轴
!
上 安 装 有 双 向 多 片 式 摩 擦 离 合 器 6
)
,以 控 制 主 轴 的 起 动,停 转 及 旋 转 方 向 。
6
)
左 边 摩 擦 片 结 合 时,主 轴 正 转,右 边 结 合 时,主 轴 反 转 。 当 两 边 摩 擦 片 都 脱 开 时,
主 轴 停 转 。 轴
!
的 运 动 经 离 合 器 6
)
和 双 联 滑 移 齿 轮 变 速 装 置 传 至 轴
"
,再 经 三 联 滑移 齿 轮 变 速 装 置 传 至 轴
#
。 轴
#
的 运 动 可 由 两 种 传 动 路 线 传 至 主 轴 。 当 轴
$
上 滑 移齿 轮 "
&*
处 于 左 边 位 置 时,轴
#
的 运 动 直 接 由 "
"!
传 至 与 主 轴 用 花 键 连 接 的 滑 移 齿 轮
"
&*
,从 而 带 动 主 轴 以 高 速 旋 转 ； 当 滑 移 齿 轮 "
&*
右 移,脱 开 与 轴
#
上 齿 轮 "
"!
的 啮 合,并通 过 其 内 齿 轮 与 主 轴 上 大 齿 轮 "
&7
左 端 齿 轮 啮 合 （ 即 6
,
结 合 ） 时,轴
#
运 动 经
#
+
%
间 及 轴
%
+
&
间 两 组 双 联 滑 移 齿 轮 变 速 装 置 传 至 轴
&
,再 经 齿 轮 副
,"
&7
使 主 轴 获 得 中,
低 转 速 。 当 轴
!
上 的 摩 擦 离 合 器 右 边 结 合 时,轴
!
经 6
)
和
&*
!$
8
!$
!*
两 对 齿 轮 副 使 轴
"
反 转,从 而 使 主 轴 得 到 反 转 的 各 种 转 速 。
主 运 动 的 传 动 路 线 表 达 式 为由 传 动 系 统 图 和 传 动 路 线 表 达 式,主 轴 正 转 理 论 上 可 得 到,8 ! 8（,8,9 )）,!*
级 转 速,但 由 于 轴
#
+
&
间 的 四 种 传 动 比 为
·-,-·
第 二 章 机 械 加 工 机 床
!
!
"
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其 中 !
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)
,可 见 轴
!
+
"
间 只 有 三 种 不 同 传 动 比 。 故 主 轴 实 际 获 得 & % ) %（ )
,!） " &( 级 不 同 的 转 速 。 同 理,主 轴 的 反 转 转 速 级 数 为,) %（ ),!） " !& 级 。
主 轴 的 转 速 可 按 下 列 运 动 平 衡 式 计 算
"
主
" !(#$ %
!)$
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$
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+
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式 中 "
主
— — — 主 轴 转 速,-./01；
!
— — — 2 带 传 动 的 滑 动 系 数,可 取
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" $3$&；
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$
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— — — 分 别 为 轴
$
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&
间 的 可 变 传 动 比 。
例 如 如 图 ( + & + ) 所 示 主 传 动 链 中 齿 轮 啮 合 情 况,可 计 算 出
"
主
" !(#$ %
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%（ ! + $3$&） %
#!
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图 ( + & + ( 45*!($ 型 卧 式 车 床 主 传 动 系 统 的 转 速 图图 ( + & + ( 所 示 为 45*!($ 型 卧 式 车 床 主 运 动 的 转 速 图 。 凡 是 实 现 主 轴 转 速 级
·’&6·
第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具数 按 等 比 数 例 排 列,或 进 给 量 按 等 比 数 列 排 列 的 主 运 动 传 动 链,进 给 运 动 传 动 链,其传 动 路 线 都 可 以 用 转 速 分 布 图 来 表 示 。
转 速 图 画 在 格 线 图 中,图 中 纵 平 行 线 从 左 至 右 依 次 代 表 传 动 链 中 各 传 动 轴,横 平行 线 由 低 至 高 代 表 各 级 转 速 。 由 于 主 轴 转 速 数 列 是 按 等 比 数 列 排 列 的,所 以 任 意 两相 邻 转 速 的 比 值 （ 高 一 级 转 速 与 低 一 级 转 速 之 比 ） 均 相 等 。 图 中 表 示 转 速 数 值 的 纵 坐标 采 用 对 数 坐 标,因 而,对 数 坐 标 上 的 间 隔 相 等 。 每 一 纵 平 行 线 上 画 有 的 圆 点 表 示 该轴 所 具 有 的 转 速,相 邻 两 轴 有 传 动 联 系 的 圆 点 间,用 粗 实 线 连 接 起 来,表 示 出 两 轴 间的 传 动 副 。 由 左 向 右 往 下 倾 斜 的 连 线 代 表 降 速 传 动 比 （ 如 轴
!
! 轴
"
间 的 ""#$%）,由左 向 右 往 上 倾 斜 的 连 线 代 表 升 速 传 动 比 （ 如 轴
#
! 轴
!
间 $&#’%）,而 连 线 平 行 时 表 示传 动 比 为 ()(。 图 中 可 看 出,*$+ ! (*++,#-./ 的 & 级 转 速 是 通 过 高 速 传 动 路 线 得 到,而
(+ ! $++,#-./ 的 (% 级 转 速 是 由 低 速 传 动 路 线 得 到 的 。
"0 车 螺 纹 运 动
12&(*+ 型 卧 式 车 床 可 车 削 米 制,模 数 制,英 制 和 径 节 制 四 种 标 准 螺 纹,另 外 还 可加 工 大 导 程 螺 纹,非 标 准 螺 纹 及 精 密 螺 纹 。
车 削 螺 纹 时,刀 架 通 过 车 螺 纹 传 动 链 得 到 运 动,其 两 端 件 主 轴 3 刀 架 之 间 必 须 保持 严 格 的 运 动 关 系,即 主 轴 每 转 一 转,刀 具 移 动 一 个 被 加 工 螺 纹 的 导 程 。 由 此,结 合传 动 系 统 图 可 得 车 螺 纹 传 动 的 运 动 平 衡 式
(（ 主 轴 ） 4 !
定
!
5
"
丝
6 "
式 中 !
定
— — — 主 轴 至 丝 杠 间 全 部 定 比 传 动 机 构 的 总 传 动 比,是 一 常 数 ；
!
5
— — — 主 轴 至 丝 杠 间 换 置 机 构 的 可 变 传 动 比 ；
"
丝
— — — 机 床 丝 杠 的 导 程 。 12&(*+ 型 车 床 使 用 单 头,螺 距 为 ("-- 的 丝 杠,故
"
丝
6 ("--；
"— — — 工 件 螺 纹 的 导 程,--。
上 式 中,!
定和 "
丝均 为 定 值,可 见,要 加 工 不 同 导 程 的 螺 纹,关 键 是 调 整 车 螺 纹传 动 链 中 换 置 机 构 的 传 动 比 。
（ (） 车 米 制 螺 纹米 制 螺 纹 是 应 用 最 广 泛 的 一 种 螺 纹,在 国 家 标 准 中 规 定 了 标 准 螺 距 值 。 表 * 3 "
3 ’ 列 出 了 12&(*+ 型 车 床 能 车 制 的 常 用 米 制 螺 纹 标 准 螺 距 值 。 从 表 中 可 看 出,米 制螺 纹 标 准 螺 距 值 的 排 列 为 分 段 等 差 数 列,其 特 点 是 每 行 中 的 螺 距 值 按 等 差 数 列 排 列,
每 列 中 的 螺 距 值 又 成 一 公 比 为 " 的 等 比 数 列 。
表 * 3 " 3 ’ 12&(*+ 型 车 床 车 削 米 制 螺 纹 表
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倍
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第 二 章 机 械 加 工 机 床
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车 米 制 螺 纹 时,进 给 量 中 离 合 器 0
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)
脱 开,0
+
结 合 （ 参 见 图 ) 1 # 1 &） 。 此 时 运动 主 轴
!
经 齿 轮 副
+%
+%
,轴
"
1
#
间 换 向 机 构,挂 轮 组
$&
’**
,
’**
/+
,然 后 再 经 过 齿 轮 副
#+
&$
，
轴
$%
1
$&
间 滑 移 齿 轮 变 速 机 构,齿 轮 副
#+
&$
,
&$
#+
到 轴
$’
,轴
$’
1
$(
间 的 两组 滑 移 齿 轮 变 速 机 构 及 离 合 器 0
+
传 动 丝 杠 。 丝 杠 通 过 开 合 螺 母 将 运 动 至 溜 板 箱,带动 刀 架 纵 向 进 给 。 车 削 米 制 螺 纹 进 给 运 动 的 传 动 路 线 表 达 式 为式 中 "— — — 螺 纹 导 程,""；
#— — — 螺 纹 螺 距,""；
$— — — 螺 纹 头 数 ；
!
$%
1
$&
— — — 轴
$%
1
$&
轴 间 的 可 换 传 动 比 ；
!
$’
1
$(
— — — 轴
$’
1 轴
$(
间 的 可 换 传 动 比 。
整 理 后 可 得
" - /!
$%
1
$&
!
$’
1
$!
上 式 !
$%
1
$&
为 轴
$%
1
$&
间 滑 移 齿 轮 变 速 机 构 的 传 动 比 。 该 滑 移 齿 轮 变速 机 构 由 固 定 在 轴
$%
上 的 八 个 齿 轮 及 安 装 在 轴
$&
上 的 四 个 单 联 滑 移 齿 轮 构 成 。
每 个 滑 移 齿 轮 可 分 别 与
$%
上 的 两 个 固 定 齿 轮 相 啮 合,其 啮 合 情 况 分 别 为,
#$
#%
、
#%
#%
、
&#
#%
、
&$
#%
、
’(
’)
、
#*
’)
、
&&
’)
及
&$
#’
,其 相 应 的 传 动 比 为,
$.+
/
、
/
/
、
%
/
、
(
/
、
(.+
/
、
’*
/
、
’’
/
及
’#
/
,这 八 个 传 动
·*&/·
第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具比 近 似 按 等 差 数 列 排 列 。 如 果 取 上 式 中 !
!"
!
!#
" #,则 机 床 可 通 过 该 滑 移 齿 轮 机 构的 不 同 传 动 比,加 工 出 导 程 分 别 为 （ $%&） ’’,(’’,)’’,*’’、（ *%&） ’’,#+’’,##’’、
#,’’ 螺 纹,除 括 号 内,正 好 是 表 - !,! - 中 最 后 一 行 的 螺 距 值 。 可 见,该 变 速 机 构 是获 得 各 种 螺 纹 导 程 的 基 本 变 速 机 构,通 常 称 为 基 本 螺 距 机 构,或 简 称 为 基 本 组,其 传动 比 以 !
基表 示 。
上 式 中 !
!"
!
!$
是
!"
!
!$
间 变 速 机 构 的 传 动 比,其 值 按 倍 数 排 列,用 来 配合 基 本 组,扩 大 车 削 螺 纹 的 螺 距 值 大 小,故 称 该 变 速 机 构 为 增 倍 机 构 或 增 倍 组 。 增 倍组 有 四 种 传 动 比,分 别 为
!
倍 #
"
,)
.&
/
.&
,)
" # !
倍,
"
#)
-&
/
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,
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倍,
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"
#
-
!
倍 -
"
#)
-&
/
#&
-)
"
#
)
通 过 !
基和 !
倍的 不 同 组 合,就 可 得 表 - !,! - 中 所 列 全 部 米 制 螺 纹 的 螺 距 值 。
将 上 式 中 !
!%
!
!&
以 !
基代 替,!
!"
!
!#
以 !
倍代 替,可 得 车 削 米 制 螺 纹 的 换 置公 式 为
" " (!
基
!
倍加 工 英 制 螺 纹 时,其 传 动 链 只 需 改 变 0
.
啮 合 状 态 （ #
,&
向 右 ）,并 将 轴
!"
上 #
,&
向左 与 轴
!%
上 #
.#
啮 合 即 可 。 车 削 英 制 螺 纹 传 动 路 线 与 车 削 米 制 螺 纹 相 比,有 两 点 不同,基 本 组 中 主,从 动 传 动 关 系 与 车 削 米 制 螺 纹 时 相 反,改 变 传 动 链 以 引 入,&%- 因子 。
（,） 车 大 导 程 螺 纹当 需 要 车 削 导 程 大 于 表 - !,!,所 列 之 值 的 大 导 程 螺 纹 时 （ 如 加 工 多 头 螺 纹,油槽 等 ）,可 通 过 扩 大 主 轴 至 轴
’
之 间 传 动 比 来 进 行 加 工 。 具 体 为,将 轴
’
上 的 滑 移 齿轮 #
&)
右 移,使 之 与 轴
(
上 的 齿 轮 #
,$
啮 合 。 此 时,主 轴 与 轴
’
的 传 动 路 线 为与 车 削 常 用 螺 纹 时,主 轴 至 轴
’
间 的 传 动 比 为 !
常
"
&)
&)
" # 相 比,传 动 比 分 别 扩 大 了 -
倍 和 #$ 倍,即 可 使 被 加 工 螺 纹 导 程 扩 大 - 倍 和 #$ 倍 。
应 当 指 出 的 是,加 工 大 导 程 螺 纹 时,主 轴
#
! 轴
%
间 的 传 动 联 系 为 主 传 动 链 及 车
·#.(·
第 二 章 机 械 加 工 机 床螺 纹 传 动 链 公 有,此 时 主 轴 只 能 以 较 低 速 度 旋 转 。 具 体 说,当 !
扩
! "# 时,主 轴 转 速为 "$ % &’()*+,（ 最 低 六 级 转 速 ） ； 当 !
扩
! - 时,主 轴 转 速 为 -$ % ".’()*+,（ 较 低 六 级 转速 ） 。 主 轴 转 速 高 于 ".’()*+,时,则 不 能 加 工 大 导 程 螺 纹,但 这 对 实 际 加 工 并 无 影 响,
因 为 从 操 作 可 能 性 看,只 有 在 主 轴 低 速 旋 转 时,才 能 加 工 大 导 程 螺 纹 。
（ &） 车 非 标 准 螺 纹 及 精 密 螺 纹车 削 非 标 准 螺 纹 或 精 密 螺 纹 时,可 将 离 合 器 /
&
,/
-
或 /
’
全 部 结 合,使 轴
!"
、
轴
!#
,轴
!$
和 丝 杠 联 成 一 体,所 要 求 的 螺 纹 导 程 值 可 通 过 选 配 挂 轮 架 齿 轮 数 来 得来 。 由 于 主 轴 至 丝 杠 的 传 动 路 线 大 为 缩 短,从 而 减 少 传 动 累 程 误 差,加 工 出 具 有 较 高精 度 的 螺 纹 。
运 动 平 衡 式 为
" ! "（ 主 轴 ） 0
’1
’1
0
&&
&&
0 !
挂
! ".
式 中 !
挂
— — — 挂 轮 组 传 动 化 。
化 简 后 得 换 置 公 式
!
挂
!
#
$
%
&
!
"
".
&2 纵 向 与 横 向 进 给 运 动
34#"-$ 型 卧 车 床 作 机 动 进 给 时,从 主 轴
%
至 进 给 箱 轴
!$
的 传 动 路 线 与 车 削 螺纹 时 的 传 动 路 线 相 同,轴
!$
上 滑 移 齿 轮 ’
.1
处 于 左 位,使 /
’
脱 开,从 而 切 断 进 给 箱与 丝 杆 的 联 系 。 运 动 由 齿 轮 副
.1
’#
及 联 轴 节 传 至 光 杠
!&
,再 由 光 杠 通 过 溜 板 箱 中 的传 动 机 构,分 别 传 至 齿 轮 齿 条 机 构 或 横 向 进 给 丝 杠
!!$
,使 刀 架 作 纵 向 或 横 向 机 动进 给 。 纵,横 向 机 动 进 给 的 传 动 路 线 表 达 式 为溜 板 箱 内 的 双 向 齿 式 离 合 器 /
1
及 /
5
分 别 用 于 纵,横 向 机 动 进 给 运 动 的 接 通,断 开 及控 制 进 给 方 向 。 34#"-$型 卧 车 床 可 以 通 过 四 种 不 同 的 传 动 路 线 实 现 机 动 进 给 运 动,从 而
·.&6·
第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具获 得 纵 向 和 横 向 进 给 量 各 !"种 。 下 面 以 纵 向 进 给 为 例 介 绍 不 同 的 传 动 路 线 。
运 动 经 车 米 制 螺 纹 传 动 路 线 传 动,运 动 平 衡 式 为
!
纵
# $（ 主 轴 ） %
&’
&’
%
((
((
%
!(
$))
%
$))
*&
%
+&
(!
% "
基
%
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倍
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%
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(+
%
(+
&!
%
"
+,
%
")
"’
%
+’
’)
%
!
% +-& % $+
式 中 !
纵
— — — 纵 向 进 给 量,,./0。
化 简 后 得 !
纵
# )-*$"
基
"
倍通 过 该 传 动 路 线,可 得 到 )-)’ 1 $-++../0 的 (+ 种 正 常 进 给 量 。 表 " 2 + 2 " 列 出
34!$") 型 卧 式 车 床 纵 向 进 给 量 表 。
表 " 2 + 2 " 列 出 34!$") 型 卧 车 式 车 床 纵 向 进 给 量 表传 动 路 线 类 型 细 进 给 量 正 常 进 给 量较 大 进给 量加 大 进 给 量
" $! " $!
"
基
"
倍
$/’ $/’ $/" $/+ $ $ $/+ $/’ $ $/"
+!/+’ )-)+’ )-)’ )-$! )-(( )-!! $-&,(-$! !-((
+’/+’ )-)(+ )-),)-$’ )-(! )-*$ $-"* +-,( &-’*
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"- 细 进 给 量 与 加 大 进 给 量 的 计 算
（ $） 细 进 给 量 的 计 算当 主 轴 转 速 为 "&) 1 $"))0/.56（ 其 中 &))0/.56 除 外 ） 时,如 接 通 扩 大 螺 距 机 构 （ 此时 并 无 扩 大 主 轴 至 轴
"
间 传 动 比 的 作 用 ）,选 用 米 制 螺 纹 路 线,并 使 "
倍
#
$
’
,此 时 运动 平 衡 式 为
!
纵
# $（ 主 轴 ） %
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()
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"’
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%
!
% +-& % $+
化 简 后 得 !
纵
# )-)($&"
基变 换 "
基可 获 得 )-)+’ 1 )-)&"../0 的 ’ 级 用 于 高 速 精 车 的 细 进 给 量 。
（ +） 加 大 进 给 量 的 计 算当 主 轴 转 速 为 $) 1 $+&0/.56 时,接 通 扩 大 螺 距 机 构,采 用 英 制 螺 纹 传 动 路 线,并适 当 调 整 增 倍 机 构,可 获 得 $! 级 供 强 力 切 削 或 宽 刃 精 车 之 用 的 加 大 进 给 量,其 范 围
·((*·
第 二 章 机 械 加 工 机 床为 !"!# $ %"&&’’()。
*" 刀 具 纵 向 和 横 向 快 速 运 动刀 架 的 纵,横 向 快 速 移 动 由 装 在 溜 板 箱 右 侧 的 快 速 电 动 机 （ +",*-.，,/++)(’01） 传动 。 电 动 机 的 运 动 由 齿 轮 副
!&
,2
传 至 轴 33,然 后 沿 机 动 工 作 传 动 路 线,传 至 纵 向 进 给齿 轮 齿 条 副 或 横 向 进 给 丝 杠,获 得 刀 架 在 纵 向 或 横 向 的 快 速 移 动 。 轴 33 左 端 的 超 越离 合 器 4
%
能 保 证 快 速 移 动 与 工 作 进 给 不 发 生 运 动 干 涉 。
（ 三 ） 机 床 的 典 型 结 构
!" 主 轴 箱图 56,6 * 78%!5+ 型 卧 式 车 床 主 轴 箱 展 开 图
!— 带 轮,— 花 键 &— 法 兰 5— 主 轴 箱 体 *— 双 联 空 套 齿 轮 %— 空 套 齿 轮 #,&& 双 联 滑 移 齿 轮 /— 半 圆 环
2,!+,!+,!5、,/— 固 定 齿 轮 !!、,*— 隔 套 !,— 三 联 滑 移 齿 轮 !*— 双 联 固 定 齿 轮 !%,!#— 斜 齿 轮
!/— 双 向 推 力 角 接 触 轴 承 !2— 盖 板,+— 轴 承 压 盖,!— 调 整 螺 钉,,、,2— 双 列 圆 柱 滚 子 轴 承
,&、,%,&+— 螺 母,5,&,、,5— 轴 承 端 盖,#— 圆 柱 滚 子 轴 承 &!— 套 筒
·5&#·
第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具主 轴 箱 主 要 由 主 轴 部 件,传 动 机 构,开 停 与 制 动 装 置,操 纵 机 构 及 润 滑 装 置 等 组 成 。
为 了 便 于 了 解 主 轴 箱 内 各 传 动 件 的 传 动 关 系,传 动 件 的 结 构,形 状,装 配 方 式 及 其 支 承 结构,常 采 用 展 开 图 的 形 式 表 示 。 图 !"#"$为 %&’(!)型 卧 车 床 主 轴 箱 展 开 图 。
展 开 图 基 本 上 是 按 主 轴 箱 内 各 传 动 轴 的 传 动 顺 序,沿 其 轴 线 取 剖 切 面,再 展 开 绘制 而 成 （ 见 图 ! " # " ’） 。 展 开 图 中 一 些 有 传 动 关 系 的 轴 在 展 开 后 被 分 开 了,如 轴
!
和轴
"
,轴
"
和 轴
#
等,从 而 使 相 互 啮 合 的 齿 轮 副 也 被 分 开 了,因 而 在 读 图 时 应 予 以 注意 。 以 下 对 主 轴 箱 内 主 要 部 件 的 结 构,工 作 原 理 及 调 整 作 一 介 绍 。
（ (） 卸 荷 式 带 轮 装 置主 电 动 机 通 过 带 传 动 使 轴
$
旋 转,为 提 高 轴
$
旋 转 的 平 稳 性,轴
$
的 带 轮 采 用 了卸 荷 结 构 。 如 图 ! " # " $ 所 示,带 轮 ( 通 过 螺 钉 与 花 键 套 # 联 成 一 体,支 承 在 法 兰 *
内 的 两 个 深 沟 球 轴 承 上 。 法 兰 * 则 用 螺 钉 固 定 在 主 轴 箱 体 ! 上 。 当 带 轮 ( 通 过 花 键套 # 的 内 花 键 带 动 轴
$
旋 转 时,胶 带 的 拉 力 经 轴 承,法 兰 * 传 至 箱 体,这 样 轴
$
就 免受 胶 带 拉 力,减 少 了 轴 的 弯 曲 变 形,提 高 了 传 动 平 稳 性 。
图 !" #" ’ 主 轴 箱 各 轴 空 间 位 置 示 意 图
（ #） 双 向 多 片 式 摩 擦 离 合 器 和 制 动 器 的 结 构 及 其 调 整轴
$
上 装 有 双 向 多 片 式 摩 擦 离 合 器 （ 图 ! " # " +） 用 以 控 制 主 轴 的 起 动,停 止 及 换向 。 轴
$
右 半 部 为 空 心 轴,在 其 右 端 安 装 有 可 绕 圆 柱 销 (( 摆 动 的 元 宝 形 摆 块 (#。 元宝 形 摆 块 下 端 弧 形 尾 部 卡 在 拉 杆,的 缺 口 槽 内 。 当 拔 叉 (* 由 操 纵 机 构 控 制,拔 动 滑套 () 右 移 时,摆 块 (# 绕 销 轴 (( 顺 时 针 摆 动,其 尾 部 拔 动 拉 杆,向 左 移 动 。 拉 杆 通 过固 定 在 其 左 端 的 长 销 ’,带 动 压 套 $ 和 螺 母 ! 压 左 离 合 器 的 内,外 摩 擦 片 #,*,从 而 将
·$*+·
第 二 章 机 械 加 工 机 床轴
!
的 运 动 传 至 空 套 其 上 的 齿 轮 !,使 主 轴 得 到 正 转 。 当 滑 套 !" 向 左 移 动 时,元 宝 形摆 块 绕 销 轴 !! 逆 时 针 摆 动,从 而 使 拉 杆 # 通 过 压 套 $,螺 母 %,使 右 离 合 器 内 外 摩 擦 片压 紧,并 使 轴
!
运 动 传 至 齿 轮 &,再 经 由 安 装 在 轴
"
上 的 中 间 轮 !
’(
,将 运 动 传 至 轴
#
（ 如 图 ( ) * ) ’）,从 而 使 主 轴 反 向 旋 转 。 当 滑 套 处 于 中 间 位 置 时,左 右 离 合 器 内 外 摩擦 片 均 松 开,主 轴 停 转 。
图 ( ) * ) % 双 向 片 多 式 摩 擦 离 合 器
!— 双 联 齿 轮 *— 外 摩 擦 片 ’— 内 摩 擦 片 (,%— 螺 母 $— 压 套 +— 长 销 &— 齿 轮 #— 拉 杆
!"— 滑 套 !!— 销 轴 !*— 元 宝 形 摆 块 !’— 拔 叉 !(— 弹 簧 销 !$,!+— 止 推 片
·+’%·
第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具为 了 在 摩 擦 离 合 器 松 开 后,克 服 惯 性 作 用,使 主 轴 迅 速 制 动,在 主 轴 箱 轴
!
上 装有 制 动 装 置 （ 如 图 ! " # " $） 。 制 动 装 置 由 通 过 花 键 与 轴
!
连 接 的 制 动 轮 %,制 动 带 &、
杠 杆 ! 以 及 调 整 装 置 等 组 成 。 制 动 带 内 侧 固 定 一 层 钢 丝 石 棉 以 增 大 制 动 摩 擦 力 矩 。
制 动 带 一 端 通 过 调 节 螺 钉 ’ 与 箱 体 ( 连 接,另 一 端 固 定 在 杠 杆 上 端 。 当 杠 杆 ! 绕 ) 逆时 针 摆 动 时,拉 动 制 动 带,使 其 包 紧 在 制 动 轮 上,并 通 过 制 动 带 与 制 动 轮 之 间 的 摩 擦力 使 主 轴 得 到 迅 速 制 动 。 制 动 摩 擦 力 矩 的 大 小 可 用 螺 钉 ’ 进 行 调 整 。
摩 擦 离 合 器 和 制 动 装 置 必 须 得 到 适 当 调 整 。 如 摩 擦 离 合 器 中 摩 擦 片 间 隙 过 大,
压 紧 力 不 足,不 能 传 递 足 够 的 摩 擦 力 矩,会 使 摩 擦 片 间 发 生 相 对 打 滑,这 样 会 使 摩 擦片 摩 擦 加 剧,导 致 主 轴 箱 内 温 度 升 高,严 重 时 会 使 主 轴 不 能 正 常 传 动 ； 如 间 隙 过 小,不能 完 全 脱 开,也 会 使 摩 擦 片 间 相 对 打 滑 和 发 热,而 且 还 会 使 主 轴 制 动 不 灵,因 而 片 式摩 擦 离 合 器 应 通 过 螺 母 !,% 和 弹 簧 销 正 确 调 整 。 制 动 装 置 中 制 动 带 松 紧 程 度 也 应 通过 调 节 螺 钉 ’ 适 当 调 整,以 达 到 在 要 求 停 车 时,主 轴 能 迅 速 制 动 ； 而 在 开 车 时,制 动 带则 完 全 松 开 。
图 ! " # " $ 制 动 器 结 构 原 理 图
(— 箱 体 #— 齿 条 轴 )— 杠 杆 支 承 轴 !— 杠 杆
’— 调 节 螺 钉 &— 制 动 带 %— 制 动 轮 $— 轴
!
双 向 多 片 式 摩 擦 离 合 器 与 制 动 装 置 采 用 一 套 操 纵 机 构 控 制 （ 图 ! " # " ’） 以 协 调两 机 构 的 工 作 。 当 抬 起 或 压 下 手 柄 % 时,通 过 曲 柄 *,拉 杆 (+,曲 柄 (( 及 扇 形 齿 轮 ()，
使 齿 条 轴 (! 向 右 或 向 左 移 动,再 通 过 元 宝 形 摆 块 ),拉 杆 (& 使 左 边 或 右 边 离 合 器 结合 （ 参 见 图 ! " # " %）,从 而 使 主 轴 正 转 或 反 转 。 此 时 杠 杆 ’ 下 端 位 于 齿 条 轴 圆 弧 形 凹槽 内,制 动 带 处 于 松 开 状 态 。 当 操 纵 手 柄 % 处 于 中 间 位 置 时,齿 条 轴 (! 和 滑 套 ! 也 处
·%)%·
第 二 章 机 械 加 工 机 床于 中 间 位 置,摩 擦 离 合 器 左,右 摩 擦 片 组 都 松 开,主 轴 与 运 动 源 断 开 。 这 时,杠 杆 ! 下端 被 齿 条 轴 两 圆 弧 形 凹 槽 间 凸 起 部 分 顶 起,从 而 拉 紧 制 动 带,使 主 轴 迅 速 制 动 。
（ "） 传 动 轴 及 其 轴 承 的 调 整主 轴 箱 内 传 动 轴 转 速 较 高,通 常 采 用 角 接 触 球 轴 承 或 圆 锥 滚 子 轴 承,一 般 采 用 二支 承 结 构,对 较 长 的 传 动 轴,为 提 高 刚 度,也 采 用 三 支 承,如 轴
!
的 两 端 各 有 一 个 圆 锥滚 子 轴 承,中 间 还 有 一 深 沟 球 轴 承 作 附 加 支 承 （ 见 图 # $ % $ !） 。 在 传 动 轴 靠 箱 体 外 壁一 端 有 轴 承 间 隙 调 整 装 置,可 通 过 螺 钉,压 盖 推 动 轴 承 外 圈,同 时 调 整 传 动 轴 两 端 轴承 的 间 隙 。 传 动 轴 上 的 齿 轮 一 般 通 过 花 键 与 其 相 联 接 。 齿 轮 的 轴 向 固 定 通 常 采 用 弹性 档 圈,隔 套,轴 肩 和 半 圆 环 等 实 现 。 如 轴
"
上 的 三 个 固 定 齿 轮 通 过 左 右 两 端 顶 在 轴承 内 圈 上 的 档 圈 以 及 中 间 的 隔 套 而 得 以 轴 向 固 定 。 空 套 齿 轮 与 传 动 轴 之 间,装 有 滚动 轴 承 或 铜 套 。 如 轴
#
上 的 齿 轮 就 是 通 过 轴 承 空 套 在 轴 上 的 。
（ #） 主 轴 部 件 结 构 及 其 轴 承 的 调 整主 轴 部 件 主 要 由 主 轴,主 轴 支 承 及 安 装 在 主 轴 上 的 齿 轮 等 组 成 （ 见 图 # $ % $ !） 。
主 轴 是 外 部 有 花 键,内 部 空 心 的 阶 梯 轴 。 主 轴 的 内 孔 可 通 过 长 的 棒 料 或 用 于 通 过 气动,液 压 或 电 动 夹 紧 装 置 机 构 。 在 拆 卸 主 轴 顶 尖 时,还 可 由 孔 穿 过 拆 卸 钢 棒 。 主 轴 前端 加 工 有 莫 氏 & 号 锥 度 的 锥 孔,用 于 安 装 前 顶 尖 。
图 # $ % $ ’ 摩 擦 离 合 器 及 制 动 装 置 的 操 纵 机 构
(— 双 联 齿 轮 %— 齿 轮 "— 元 宝 形 摆 块 #— 滑 套 !— 杠 杆,&— 制 动 带 )— 手 柄 *— 操 纵 杆
’,((— 曲 柄 (+,(&— 拉 杆 (%— 轴 ("— 扇 形 齿 轮 (#— 齿 条 轴 (!— 拔 叉主 轴 部 件 采 用 三 支 承 结 构,前 后 支 承 处 分 别 装 有 双 列 圆 柱 滚 子 轴 承,中 间 支 承 为圆 柱 滚 子 轴 承 。 双 列 圆 柱 滚 子 轴 承 具 有 旋 转 精 度 高,刚 度 好,调 整 方 便 等 优 点,但 只能 承 受 径 向 载 荷 。 前 支 承 处 还 装 有 一 个 &+,角 接 触 的 双 向 推 力 角 接 触 球 轴 承,用 以 承受 左 右 两 个 方 向 的 轴 向 力 。 轴 承 的 间 隙 对 主 轴 回 转 精 度 有 较 大 影 响,使 用 中 由 于 磨损 导 致 间 隙 增 大 时,应 及 时 进 行 调 整 。 调 整 前 轴 承 时,先 松 开 轴 承 右 端 螺 母 %",再 拧开 左 端 螺 母 %& 上 的 紧 定 螺 钉,然 后 拧 动 螺 母 %&,通 过 轴 承 (* 左,右 内 圈 及 垫 圈,使 轴
·*")·
第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具承 !! 的 内 圈 相 对 主 轴 锥 形 轴 颈 右 移 。 在 锥 面 作 用 下,轴 承 内 圈 径 向 外 涨,从 而 消 除轴 承 间 隙 。 后 轴 承 的 调 整 方 法 与 前 轴 承 类 似,但 一 般 情 况 下,只 需 调 整 前 轴 承 即 可 。
推 力 轴 承 的 间 隙 由 垫 圈 予 以 控 制,如 间 隙 增 大,可 通 过 磨 削 垫 圈 来 进 行 调 整 。
由 于 采 用 三 支 承 结 构 的 箱 体 加 工 工 艺 性 较 差,前,中,后 三 个 支 承 孔 很 难 保 证 有较 高 的 同 轴 度,因 而 主 轴 安 装 时 易 产 生 变 形,影 响 传 动 件 精 确 啮 合,工 作 时 噪 声 及 发热 较 大 。 所 以 目 前 有 的 "#$%&’ 型 卧 式 车 床 的 主 轴 部 件 采 用 二 支 承 结 构 （ 如 图 & ( ! (
%’） 。 在 二 支 承 的 主 轴 部 件 结 构 中,前 支 承 仍 采 用 !!%!%)* 双 列 圆 柱 滚 子 轴 承,后 支 承采 用 +’!%*)* 角 接 触 球 轴 承,承 受 径 向 力 及 向 右 的 轴 向 力 ； 向 左 方 向 的 轴 向 力 则 由 后支 承 中 *%!%*)* 推 力 球 轴 承 承 受 。 滑 移 齿 轮 %（,- *’） 的 套 筒 上 加 工 有 两 个 槽,左 边 槽为 拔 叉 槽,右 边 燕 尾 槽 中,均 匀 安 装 着 四 块 平 衡 块 （ 图 中 未 示 ）,用 以 调 整 轴 的 平 稳 性 。
前 支 承 !!%!%)* 轴 承 的 左 侧 安 装 有 减 振 套 !,该 减 振 套 与 隔 套,之 间 有 ’/’! 0 ’/’.11
的 间 隙,在 间 隙 中 存 有 油 膜,起 到 阻 尼 减 振 作 用 。
图 & ( ! ( %’ 采 用 二 支 承 结 构 的 主 轴 部 件
%— 滑 移 齿 轮 !— 减 振 套,— 隔 套主 轴 前 端 与 卡 盘 或 拔 盘 等 夹 具 结 合 部 分 采 用 短 锥 法 兰 式 结 构 （ 如 图 & ( ! ( %%） 。
主 轴 % 以 前 端 短 锥 和 轴 肩 端 面 作 为 定 位 面,通 过 四 个 螺 栓 将 卡 盘 或 拔 盘 固 定 在 主 轴前 端,而 由 安 装 在 轴 肩 端 面 的 两 圆 柱 形 端 面 键,传 递 扭 矩 。 安 装 时 先 将 螺 母 $ 及 螺栓 * 安 装 在 卡 盘 座 & 上,然 后 将 带 螺 母 的 螺 栓 从 主 轴 轴 肩 和 锁 紧 盘 ! 的 孔 中 穿 过 去,
再 将 锁 紧 盘 拧 过 一 个 角 度,使 四 个 螺 栓 进 入 锁 紧 盘 圆 弧 槽 较 窄 的 部 位,把 螺 栓 卡 住 。
拧 紧 螺 母 $ 和 螺 钉 + 就 可 把 卡 盘 紧 固 在 轴 端 。 短 锥 法 兰 式 轴 端 结 构 具 有 定 心 精 度高,轴 端 悬 伸 长 度 小,刚 度 好,安 装 方 便 等 优 点,应 用 较 多 。
（ *）
!
—
"
轴 上 的 六 级 变 速 操 纵 结 构主 轴 箱 内 轴
!
可 通 过 轴 2—
!
间 双 联 滑 移 齿 轮 机 构 及 轴
!
—
"
间 三 联 滑 移 齿 轮机 构 得 到 六 级 转 速 。 控 制 这 两 个 滑 移 齿 轮 机 构 的 是 一 个 单 手 柄 六 级 变 速 操 纵 机 构
（ 如 图 & ( ! ( %!，（ 3） ） 。 转 动 手 柄 4 可 通 过 链 轮,链 条 带 动 装 在 + 上 的 盘 形 凸 轮 $ 和 曲柄 * 上 的 曲 柄 销 & 同 时 转 动 。 手 柄 轴 和 轴 + 的 传 动 比 为 %5%,因 而 手 柄 旋 转 % 周,盘 形凸 轮 $ 和 曲 柄 销 & 也 均 转 过 % 周 。 盘 形 凸 轮 上 的 封 闭 曲 线 槽 由 半 径 不 同 的 两 段 圆 弧
·4.+·
第 二 章 机 械 加 工 机 床和 过 渡 直 线 组 成 。 杠 杆 !! 上 端 有 一 销 子 !" 插 入 盘 形 凸 轮 曲 线 槽 内,下 端 也 有 一 个销 子 后 面 装 有 滑 块,并 嵌 于 拨 叉 !# 的 槽 内 。 当 盘 形 凸 轮 上 大 半 径 圆 弧 的 曲 线 槽 转 至杠 杆 !$ 上 端 销 子 !" 处 时,销 子 往 下 移 动 （ 如 图 % & # & !#（ ’）,（ (）,（ )） ）,带 动 杠 杆 顺 时针 摆 动,从 而 使 双 联 滑 移 齿 轮 ! 处 于 左 位 ； 当 盘 形 凸 轮 上 小 半 径 圆 弧 曲 线 槽 转 至 销 子处 时,销 子 往 上 移 动 （ 如 图 % & # & !#（ *）,（ +）,（,） ）,从 而 使 滑 移 齿 轮 块 ! 处 于 右 位 。 曲柄 - 上 的 拨 销 % 上 装 有 滑 块,并 嵌 入 拨 叉,的 槽 内 。 轴 / 带 动 曲 柄 - 转 动 时,曲 柄 销 %
绕 轴 / 转 动,并 通 过 拔 叉,使 三 联 滑 移 齿 轮 # 被 拨 至 左,中,右 不 同 位 置 （ 如 图 % & # &
!#（ ’） ） 0（,） ） 。 每 次 顺 序 转 动 手 柄,1"2就 可 通 过 双 联 滑 移 齿 轮 块 ! 左 右 不 同 位 置 与三 联 滑 移 齿 轮 块 # 左,中,右 三 个 不 同 位 置 的 组 合,使 轴
!
得 到 六 级 转 速 。 单 手 柄 操纵 六 级 变 速 的 组 合 情 况 见 表 % & # & -。
图 % & # & !! 主 轴 前 端 结 构
!— 主 轴 #— 锁 紧 盘,— 圆 柱 形 端 面 键 %— 卡 盘 座 -— 螺 栓 1— 螺 母 /— 螺 钉表 % & # & - 单 手 柄 操 纵 六 级 变 速 组 合 情 况曲 柄 - 上 的 销 子 位 置 ! " # $ % &
三 联 滑 移 齿 轮 # 位 置 左 中 右 右 中 左杠 杆 !! 下 端 的 销 子 位 置 !3 "3 #3 $3 %3 &3
双 联 滑 移 齿 轮 ! 位 置 左 左 左 右 右 右齿 轮 工 作 情 况 （ 见 图 % & # &
.）
.4
%!
5
-1
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5
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#7 进 给 箱
·"%/·
第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具进 给 箱 主 要 由 基 本 螺 距 机 构,增 倍 机 构,变 换 螺 纹 种 类 的 移 换 机 构 及 操 纵 机 构 等组 成 。 箱 内 主 要 传 动 轴 以 两 组 同 心 轴 的 形 式 布 置 （ 见 图 ! " # " $%） 。
图 !" #" $# 六 级 变 速 操 纵 机 构
$— 双 联 滑 移 齿 轮 块 #— 三 联 滑 移 齿 轮 块 %,$#— 拨 叉 !— 拨 销 &— 曲 柄,
’— 盘 形 凸 轮 (— 轴 )— 链 条 *— 手 柄 $+— 销 子 $$— 杠 杆轴
!"
、
!#
、
!$
及 丝 杆 布 置 在 同 一 轴 线 上,轴
!#
两 端 以 半 圆 键 连 接 两 个 内齿 离 合 器,并 以 套 在 离 合 器 上 的 两 个 深 沟 球 轴 承 支 承 在 箱 体 上 。 内 齿 离 合 器 的 内 孔中 安 装 有 圆 锥 滚 子 轴 承,分 别 作 为 轴
!"
右 端 及 轴,
$
左 端 的 支 承 。 轴
!$
右 端 由轴
!%
左 端 内 齿 离 合 器 孔 内 的 圆 锥 滚 子 轴 承 支 承 。 轴
!%
由 固 定 在 箱 体 上 的 支 承 ’
·$!(·
第 二 章 机 械 加 工 机 床
·!"#·
第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具
·!"#·
第 二 章 机 械 加 工 机 床支 承,并 通 过 联 轴 节 与 丝 杠 相 连 。 两 侧 的 推 力 球 轴 承 ! 和 " 分 别 承 受 丝 杠 工 作 时 所产 生 的 两 个 方 向 的 轴 向 力 。 松 开 锁 紧 螺 母 #,然 后 拧 动 其 左 侧 的 调 整 螺 母,可 调 整 轴
!"
两 侧 推 力 轴 承 间 隙,以 防 止 丝 杠 在 工 作 时 作 轴 向 窜 动 。 拧 动 轴
!#
左 端 的 螺 母
$,可 以 通 过 轴 承,内 齿 离 合 器 端 面 以 及 轴 肩 而 使 同 心 轴 上 的 所 有 圆 锥 滚 子 轴 承 的 间隙 得 到 调 整 。
轴
!$
、
!%
及
!&
组 成 一 同 心 轴 组 。 轴
!$
及
!%
上 的 圆 锥 滚 子 轴 承 可 通过 轴 %
$
左 端 螺 钉 & 进 行 调 整 。 轴
!&
上 角 接 触 球 轴 承 可 通 过 右 侧 调 整 螺 母 ’ 进 行调 整 。
()滑 板 箱滑 板 箱 内 包 含 以 下 机 构,实 现 刀 架 快 慢 移 动 转 换 的 超 越 离 合 器,起 过 载 保 护 作 用的 安 全 离 合 器,接 通,断 开 丝 杠 传 动 的 开 合 螺 母 机 构,接 通,断 开 和 转 换 纵,横 向 机 动进 给 运 动 的 操 纵 机 构,以 及 避 免 运 动 干 涉 的 互 锁 机 构 等 。
（ &） 超 越 离 合 器 的 结 构 及 工 作 原 理为 了 节 省 辅 助 时 间 及 简 化 操 作 动 作,在 刀 架 快 速 移 动 过 程 中,光 杠 仍 可 继 续 转 动而 不 必 脱 开 进 给 运 动 传 动 链 。 这 时,为 了 避 免 光 杠 和 快 速 电 动 机 同 时 传 动 同 一 运 动部 件 而 使 运 动 部 件 损 坏,可 在 溜 板 箱 中 使 用 超 越 离 合 器 。 图 * + $ + &* 是,-.&*/ 型车 床 的 安 全 离 合 器 及 超 越 离 合 器 结 构 图 。 超 越 离 合 器 装 在 齿 轮 !
!.
与 轴
!!
上,由 齿轮 !
!.
,三 个 滚 柱 #,三 个 弹 簧 &* 和 星 形 体 ! 组 成 。 星 形 体 ! 空 套 在 轴
!!
上,而 齿 轮
!
!.
又 空 套 在 星 形 体 ! 上 。 当 刀 架 机 动 进 给 时,由 光 杠 传 来 的 运 动 通 过 超 越 离 合 器 传给 安 全 离 合 器 （ 后 面 将 详 细 介 绍 ） 后 再 传 至 轴
!!
。 这 时,齿 轮 !
!.
（ 即 外 环,） 按 图 示的 逆 时 针 方 向 旋 转,三 个 短 圆 柱 滚 柱 # 分 别 在 弹 簧 &* 的 弹 力 及 滚 柱 # 与 外 环,间 的摩 擦 力 作 用 下,楔 紧 在 外 环,和 星 形 体 ! 之 间,外 环,通 过 滚 柱 # 带 动 星 形 体 ! 一 起转 动,于 是 运 动 便 经 过 安 全 离 合 器 传 至 轴
!!
。 这 时 如 将 进 给 操 纵 手 柄 扳 到 相 应 的位 置,便 可 使 刀 架 作 相 应 的 纵 向 或 横 向 进 给 。 当 按 下 快 速 电 机 起 动 按 钮 使 刀 架 作 快速 移 动 时,运 动 由 齿 轮 副 &(0$’ 传 至 轴
!!
,轴
!!
及 星 形 体 ! 得 到 一 个 与 齿 轮 !
!.
转向 相 同,而 转 速 却 快 得 多 的 旋 转 运 动 。 结 果,由 于 滚 柱 # 与,及 ! 之 间 的 摩 擦 力,于 是就 使 滚 柱 # 压 缩 弹 簧 &* 而 向 楔 形 槽 的 宽 端 滚 动,从 而 脱 开 外 环,与 星 形 体 !（ 以 及 轴
!!
） 间 的 传 动 联 系 。 这 时,虽 然 光 杠
!’!
及 齿 轮 1
!.
仍 在 旋 转,但 不 再 传 动 轴
!
!
。 当 快 速 电 动 机 停 止 转 动 时,在 弹 簧 &* 和 摩 擦 力 作 用 下,滚 柱 # 又 楔 紧 于 齿 轮 !
!.
和 星 形 体 ! 之 间,光 杠 传 来 的 运 动 又 正 常 接 通 。
由 以 上 分 析 可 知,超 越 离 合 器 主 要 用 于 有 快,慢 两 个 运 动 交 替 传 动 的 轴 上,以 实现 运 动 的 快,慢 速 自 动 转 换 。 由 于,-.&*/ 型 车 床 使 用 的 是 单 向 超 越 离 合 器,所 以 要求 光 杠 及 快 速 电 动 机 都 只 能 做 单 方 向 转 动 。 若 光 杠 反 向 旋 转,则 不 能 实 现 纵 向 或 横向 机 动 进 给 ； 若 快 速 电 动 机 反 向 旋 转,则 超 越 离 合 器 不 起 超 越 作 用 。
（ $） 安 全 离 合 器 的 结 构 及 其 调 整
·**"·
第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具安 全 离 合 器 是 一 种 过 载 保 护 机 构,它 可 使 机 床 的 传 动 零 件 在 过 载 时,自 动 断 开 传动,以 免 机 构 发 生 损 坏 。 在 图 !" #" $! 中,安 全 离 合 器 %
&
由 两 个 端 面 带 螺 旋 形 齿 爪的 结 合 子 ! 和 $’ 组 成,左 结 合 子 ! 通 过 键 ( 与 星 形 体 ) 相 联,右 结 合 子 $’ 通 过 花 键与 轴
!!
相 连,并 通 过 弹 簧 ! 的 作 用 与 左 结 合 子 紧 紧 啮 合 。 在 正 常 情 况 下,运 动 由 齿轮 * 传 至 左 结 合 子 !,并 通 过 螺 旋 形 齿 爪,将 运 动 经 右 结 合 子 $’ 传 于 轴
!!
。 当 出 现过 载 时,齿 爪 在 传 动 中 产 生 的 轴 向 力 +
轴超 过 预 先 调 好 的 弹 簧 力,使 右 结 合 子 压 缩 弹簧 向 右 移 动,并 与 左 结 合 子 脱 开,两 结 合 子 之 间 产 生 打 滑 现 象,从 而 断 开 传 动,保 护 机构 不 受 损 坏 。 当 过 载 现 象 消 除 后,右 结 合 子 在 弹 簧 作 用 下,又 重 与 左 结 合 子 啮 合,并使 轴
!!
得 以 继 续 转 动 。
图 !" #" $) 开 合 螺 母 机 构 （,-*$!’）
$— 下 半 螺 母 #— 上 半 螺 母,— 圆 柱 销 !— 圆 盘 )— 平 镶 条
*— 手 柄 &— 轴 /,(— 螺 钉 $’— 销 钉
·)!&·
第 二 章 机 械 加 工 机 床
（ !） 开 合 螺 母 的 结 构 及 调 整开 合 螺 母 的 功 用 是 接 通 或 断 开 从 丝 杠 传 来 的 运 动 。 车 螺 纹 时,将 开 合 螺 母 合 上,
丝 杠 通 过 开 合 螺 母 带 动 滑 板 箱 及 刀 架 。
开 合 螺 母 由 上,下 两 个 半 螺 母 " 和 # 组 成,装 在 溜 板 箱 体 后 壁 的 燕 尾 形 导 轨 中,
可 上 下 移 动 （ 如 图 $ % " % #&） 。 上,下 半 螺 母 的 背 面 各 装 有 一 个 圆 柱 销 !,其 伸 出 端 分别 嵌 在 槽 盘 $ 的 两 条 曲 线 槽 中 。 扳 动 手 柄 ’,经 轴 ( 使 槽 盘 逆 时 针 转 动 时,曲 线 槽 迫使 两 圆 柱 销 互 相 靠 近,带 动 上,下 螺 母 合 拢,与 丝 杆 啮 合,刀 架 便 由 丝 杠 螺 母 经 溜 板 箱传 动 。 槽 盘 顺 时 针 转 动 时,曲 线 槽 通 过 圆 柱 销 使 两 半 螺 母 相 互 分 离,与 丝 杠 脱 开 啮合,刀 架 便 停 止 进 给 。 开 合 螺 母 合 上 时 的 啮 合 位 置,由 销 钉 #) 限 定 。 利 用 螺 钉 * 调节 销 钉 #) 的 伸 出 长 度,可 调 整 丝 杠 与 螺 母 之 间 的 间 隙 。 开 合 螺 母 与 箱 体 上 燕 尾 导 轨间 的 间 隙,可 用 螺 钉 + 经 镶 条 & 进 行 调 整 。
（ $） 纵,横 向 机 动 进 给 操 纵 机 构图 $ % " % #’ 所 示 为 纵,横 向 机 动 进 给 操 纵 机 构 。 纵,横 向 机 动 进 给 的 接 通,断 开和 换 向 由 一 个 手 柄 集 中 操 纵 。 手 柄 # 通 过 销 轴 " 与 轴 向 固 定 的 轴 "! 相 联 接 。 向 左 或向 右 扳 动 手 柄 # 时,手 柄 下 端 缺 口 通 过 球 头 销 $ 拨 动 轴 & 轴 向 移 动,然 后 经 杠 杆 ##、
连 杆 #",偏 心 销 使 圆 柱 形 凸 轮 #! 转 动 。 凸 轮 上 的 曲 线 槽 通 过 圆 销 #$,轴 #& 和 拨 叉
#’,拨 动 离 合 器,
+
与 空 套 在 轴
!"
上 的 两 个 空 套 齿 轮 之 一 啮 合,从 而 接 通 纵 向 机 动进 给,并 使 刀 架 向 左 或 右 移 动 。
图 $% "% #’ 纵,横 向 机 动 进 给 操 纵 机 构
-,’— 手 柄 ","#— 销 轴 !— 手 柄 座 $,*— 球 头 销 &,(,"!— 轴,+— 弹 簧 销
#),#&— 拨 叉 轴 ##,")— 杠 杆 #"— 连 杆 #!— 凸 轮 #$,#+,#*— 圆 销
#’,#(— 拨 叉 ""— 凸 轮,— 按 钮当 需 要 横 向 进 给 运 动 时,扳 动 手 柄 # 向 里 或 向 外,带 动 轴 "! 以 及 固 定 在 其 左 端的 凸 轮 "" 转 动,其 上 的 曲 线 槽 通 过 圆 销 #*,杠 杆 ") 和 圆 销 #+,使 拨 叉 #( 拨 动 离 合 器
,
*
,从 而 接 通 横 向 机 动 进 给,使 刀 架 向 前 或 向 后 移 动 。
·’$(·
第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具纵,横 向 机 动 进 给 机 构 操 纵 手 柄 的 扳 动 方 向 与 刀 架 进 给 方 向 一 致,给 使 用 带 来 方便 。 手 柄 在 中 间 位 置 时,两 离 合 器 均 处 于 中 间 位 置,机 动 进 给 断 开 。 按 下 操 纵 手 柄 顶端 的 按 钮 !,就 接 通 快 速 电 动 机,可 使 刀 架 按 手 柄 位 置 确 定 的 进 给 方 向 快 速 移 动 。 由于 超 越 离 合 器 的 作 用,即 使 机 动 进 给 时,也 可 使 刀 架 快 速 移 动,而 不 会 发 生 运 动 干 涉 。
（ "） 互 锁 机 构 的 结 构 原 理机 床 工 作 时,如 因 操 作 错 误 同 时 将 丝 杠 和 纵,横 向 机 动 进 给 （ 或 快 速 运 动 ） 接 通,则 将损 坏 机 床 。 为 防 止 发 生 上 述 事 故,滑 板 箱 中 设 有 互 锁 机 构,以 保 证 开 合 螺 母 合 上 时,机 动进 给 不 能 接 通 ； 反 之,机 动 进 给 接 通 时,开 合 螺 母 不 能 合 上 。 图 #$ %$ &’ 互 锁 机 构 工 作 原理 图,互 锁 机 构 由 开 合 螺 母 操 纵 手 柄 轴 "的 凸 肩 !,固 定 套 #,球 头 销 (和 弹 簧 销 %等 组 成 。
图 #$%$&’（ )） 是 合 上 开 合 螺 母 的 情 况,这 时 由 于 轴 "转 过 一 个 角 度,它 的 凸 肩 ! 嵌 入 轴 *
的 槽 中,将 轴 *卡 住,使 之 不 能 转 动,同 时 凸 肩 又 将 装 在 固 定 套 #径 向 孔 中 的 球 头 销 (往 下压,使 它 的 下 端 插 入 轴 &的 孔 中,由 于 销 ( 一 半 在 轴 & 孔 中,另 一 半 在 固 定 套 # 中,所 以 就将 轴 &锁 住,使 之 不 能 移 动 。 因 此,这 时 纵,横 向 机 动 进 给 都 不 能 接 通 。 图 #$ %$ &’（ +） 是轴 &移 动 后 的 情 况,这 时 纵 向 机 动 进 给 或 纵 向 快 速 移 动 被 接 通 。 此 时,由 于 轴 & 移 动 了 位置,轴 上 的 径 向 孔 不 再 与 球 头 销 (对 准,使 球 头 销 不 能 往 下 移 动,因 而 轴 "就 被 锁 住 而 无 法转 动,也 就 是 开 合 螺 母 不 能 合 上 。 图 #$%$&’（,） 是 轴 *转 动 后 的 情 况,这 时 横 向 机 动 进 给或 横 向 快 速 移 动 被 接 通 。 此 时,由 于 轴 *转 动 了 位 置,其 上 的 沟 槽 不 再 对 准 轴 " 上 的 凸 肩
!,使 轴 "无 法 转 动,开 合 螺 母 也 不 能 合 上 。
图 # $ % $ &’ 互 锁 机 构 工 作 原 理
&,",*— 轴 %— 弹 簧 销 (— 球 头 销 #— 支 承 套
·’#’·
第 二 章 机 械 加 工 机 床
!"横 向 进 给 机 构,刀 架 与 尾 座
（ #） 横 向 进 给 机 构在 图 ! $ % $ #& 中,横 向 进 给 丝 杠 ’ 的 作 用 是 将 机 动 或 手 动 传 至 其 上 的 运 动,经 螺母 传 动 使 刀 架 获 得 横 向 进 给 运 动 。 横 向 进 给 丝 杠 # 的 右 端 支 承 在 滑 动 轴 承 #% 和 &
上,实 现 径 向 和 轴 向 定 位 。 利 用 螺 母 #( 可 调 整 轴 承 的 间 隙 。
横 向 进 给 丝 杠 采 用 可 调 的 双 螺 母 结 构 。 螺 母 固 定 在 横 向 滑 板 % 的 底 面 上,它 由分 开 的 两 部 分 ) 和 * 组 成,中 间 用 楔 块 + 隔 开 。 当 由 于 磨 损 致 使 丝 杠 螺 母 之 间 间 隙 过大 时,可 将 螺 母 ) 的 紧 固 螺 钉 ! 松 开,然 后 拧 动 楔 块 + 上 的 螺 钉,,将 楔 块 + 向 上 拉紧,依 靠 斜 楔 的 作 用 将 螺 母 ) 向 左 挤,使 螺 母 ) 与 丝 杠 之 间 产 生 相 对 位 移,减 小 螺 母与 丝 杠 的 间 隙 。 间 隙 调 妥 后,拧 紧 螺 钉 ! 将 螺 母 固 定 。
图 ! $ % $ #& 横 向 进 给 机 构
#— 丝 杠 %— 横 向 滑 板 ),*,#(— 螺 母 !、,— 螺 钉 +— 楔 块
&,#%— 滑 动 轴 承 -— 手 柄 ##— 齿 轮
（ %） 刀 架刀 架 的 功 用 是 安 装 车 刀 并 带 动 其 作 纵 向,横 向 和 斜 向 进 给 运 动,见 图 ! $ % $ #-。
在 刀 架 转 盘 的 底 面 上 有 圆 柱 形 定 心 凸 台 （ 图 中 未 示 出 ）,与 横 向 滑 板 上 的 孔 配 合,可 绕垂 直 轴 线 偏 转 角 度 （,-(/） 使 刀 架 滑 板 沿 一 定 倾 斜 方 向 进 给,以 便 车 削 圆 锥 面 。
方 刀 架 装 在 刀 架 滑 板 # 上,以 刀 架 滑 板 上 的 圆 柱 凸 台 定 心,用 拧 在 轴,上 端 螺 纹上 的 手 柄 #,夹 紧 （ 图 ! $ % $ #-） 。 方 刀 架 可 以 转 动 间 隔 为 -(/的 四 个 位 置,使 装 在 它四 侧 的 四 把 车 刀 轮 流 地 进 行 切 削,每 次 转 位 后,由 定 位 销 & 插 入 刀 架 滑 板 上 的 定 位 孔中 进 行 定 位,以 便 获 得 准 确 的 位 置 。 方 刀 架 换 位 过 程 中 的 松 开,拔 出 定 位 销,转 位 以
·&!*·
第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具及 夹 紧 等 动 作,都 由 手 柄 !" 操 纵 。 逆 时 针 转 动 手 柄 !",使 其 从 轴 " 的 螺 纹 上 拧 松 时,
刀 架 体 !# 便 被 松 开 。 同 时,手 柄 通 过 内 花 键 套 筒 !$（ 用 销 钉 与 手 柄 !" 连 接 ） 带 动 花键 套 筒 !% 转 动,花 键 套 筒 的 下 端 有 锯 齿 形 齿 爪,与 凸 轮 % 上 的 端 面 齿 啮 合,因 而 凸 轮也 被 带 着 沿 逆 时 针 方 向 转 动 。 凸 轮 转 动 时,先 由 其 上 的 斜 面 ! 将 定 位 销 & 从 定 位 孔中 拔 出,接 着 其 缺 口 的 一 个 垂 直 侧 面 " 与 装 在 刀 架 体 中 的 固 定 销 !& 相 碰,带 动 刀 架体 !# 一 起 转 动,钢 球 $ 从 定 位 孔 中 滑 出 。 当 刀 架 转 至 所 需 位 置 时,钢 球 $ 在 弹 簧 ’ 的作 用 下 进 入 另 一 定 位 孔,使 刀 架 体 先 进 行 初 步 定 位 （ 粗 定 位 ） ； 然 后 反 向 转 动 （ 顺 时 针向 ） 手 柄,同 时 凸 轮 % 也 被 一 起 反 转 。 当 凸 轮 上 斜 面 ! 脱 离 定 位 销 & 的 钩 形 尾 部 时,
在 弹 簧 ( 作 用 下,定 位 销 插 入 新 的 定 位 孔,使 刀 架 体 实 现 精 确 定 位 ； 接 着 凸 轮 上 缺 口的 另 一 垂 直 侧 面 # 与 固 定 销 !& 相 碰,凸 轮 便 被 挡 住 不 再 转 动 。 但 此 时,手 柄 !" 仍 可带 着 花 键 套 筒 !% 一 起,继 续 顺 时 针 转 动,直 到 把 刀 架 体 压 紧 在 刀 架 滑 板 上 为 止 。 在此 过 程 中,花 键 套 筒 !% 与 凸 轮 % 以 端 面 齿 爪 的 斜 面 接 触,从 而 花 键 套 筒 !% 可 克 服 弹簧 !) 的 压 力,使 其 齿 爪 在 固 定 不 转 的 凸 轮 % 的 齿 爪 上 滑 动 。 修 磨 垫 片 !’ 的 厚 度,可调 整 手 柄 !" 在 夹 紧 方 刀 架 后 的 正 确 位 置 。
图 ) * ’ * !+ 刀 架
!— 刀 架 滑 板 ’,(,!)— 弹 簧 $— 定 位 钢 球 ),+— 定 位 套 %— 凸 轮 "— 轴 &— 定 位 销
!#— 刀 架 体 !!— 刀 架 上 盖 !’— 垫 片 !$— 内 花 键 套 !%— 花 键 套 筒
!"— 手 柄 !(— 调 节 螺 钉 !&— 固 定 销
·+)(·
第 二 章 机 械 加 工 机 床
（ !） 尾 座图 " # $ # $% 是 &’()"% 型 卧 式 车 床 的 尾 座 图 。 尾 座 装 在 床 身 的 尾 座 导 轨 上,它可 以 根 据 工 件 的 长 短 调 整 纵 向 位 置 。 位 置 调 整 妥 当 后 用 快 速 紧 固 手 柄 * 加 以 夹 紧,
向 后 推 动 快 速 紧 固 手 柄 *,通 过 偏 心 轴 及 拉 杆,就 可 将 尾 座 夹 紧 在 床 身 导 轨 上 。 有 时,
为 了 将 尾 座 紧 固 得 更 牢 固 可 靠 些,可 拧 紧 螺 母 )%,这 时 螺 母 )% 通 过 螺 钉 )! 用 压 板 )"
将 尾 座 紧 固 地 夹 紧 在 床 身 上 。 后 顶 尖 ) 安 装 在 尾 座 套 筒 ! 的 锥 孔 中 。 尾 座 套 筒 ! 装在 尾 座 体 $ 的 孔 中,并 由 平 键 )( 导 向,所 以 它 只 能 轴 向 移 动,不 能 转 动 。 摇 动 手 柄 +，
可 使 尾 座 套 筒 ! 纵 向 移 动 。 当 尾 座 套 筒 移 至 所 需 位 置 后,可 用 手 柄 " 转 动 螺 杆 ),以拉 紧 套 简 )* 和 )+,从 而 将 尾 座 套 筒 ! 夹 紧 。 如 需 要 卸 下 顶 尖,可 转 动 手 柄 +,使 尾 座套 筒 ! 后 退,直 到 丝 杠 - 的 左 端 顶 住 后 顶 尖,将 后 顶 尖 从 锥 孔 中 顶 出 。
图 "# $# $% 尾 架
)— 后 顶 尖 $— 尾 座 体 !— 尾 座 套 筒 ",*,+— 手 柄 -— 丝 杠 ； (— 螺 母,— 端 盖 )%— 螺 母
))— 拉 杆 )$,)"— 压 板 )!— 螺 钉 )-— 尾 架 底 座 )(— 平 键 ),— 螺 杆
)*,)+— 套 筒 $%,$$— 调 整 螺 钉 $)— 调 整 螺 母在 车 床 中,也 可 将 钻 头 等 孔 加 工 刀 具 装 在 尾 座 套 筒 的 锥 孔 中 。 这 时,转 动 手 轮 +，
借 助 于 丝 杠 - 和 螺 母 ( 的 传 动,可 使 尾 座 套 筒 ! 带 动 钻 头 等 孔 加 工 刀 具 纵 向 移 动,进
·%-,·
第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具行 孔 的 加 工 。
调 整 螺 钉 !" 和 !! 用 于 调 整 尾 座 体 ! 的 横 向 位 置,也 就 是 调 整 后 顶 尖 中 心 线 在 水平 面 内 的 位 置,使 它 与 主 轴 中 心 线 重 合,或 用 以 车 削 锥 度 较 小 的 锥 面 （ 工 件 由 前 后 顶尖 支 承 ） 。
第 二 节 铣 床一,铣 床 的 功 用 与 类 型
（ 一 ） 铣 床 的 功 用铣 床 是 一 种 用 广 泛 的 机 床,它 是 用 铣 刀 加 工 各 种 水 平,垂 直 的 平 面,沟 槽,键 槽,#
形 槽,燕 尾 槽,螺 纹,螺 旋 槽,以 及 齿 轮,链 轮,花 键 轴,棘 轮 等 各 种 成 形 表 面,用 锯 片 铣刀 还 可 进 行 切 断 等 工 作 （ 见 图 $ % ! % !&） 。 铣 床 的 运 动 有 铣 刀 的 旋 转 运 动 和 工 件 的 进给 运 动 。 一 般 情 况 下,铣 床 具 有 相 互 垂 直 的 三 个 方 向 上 的 调 整 移 动,同 时,其 中 任 何一 个 方 向 上 的 调 整 移 动 也 可 成 为 进 给 运 动 。
图 $ % ! % !& 铣 床 加 工 的 典 型 表 面
’） 铣 平 面 (） 铣 台 阶 面 )） 铣 健 槽 *） 铣 # 形 槽 +） 铣 燕 尾 槽
,） 铣 齿 轮 -） 铣 螺 纹,） 铣 螺 旋 槽 /）,0） 铣 成 形 面
（ 二 ） 铣 床 的 类 型铣 床 的 类 型 很 多,根 据 其 结 构 特 点 与 用 途,它 的 主 要 类 型 有 升 降 台 式 铣 床,工 具铣 床,龙 门 铣 床,仿 形 铣 床 。 此 外,还 有 仪 表 铣 床,专 门 化 铣 床 （ 包 括 键 槽 铣 床,曲 轴 铣
·&12·
第 二 章 机 械 加 工 机 床床,凸 轮 铣 床 ） 等 。
二,万 能 升 降 台 铣 床工 作 台 宽 度 为 !"#$$ 的 万 能 升 降 台 铣 床 在 同 类 机 床 中 应 用 最 为 广 泛 。 卧 式 与 立式 同 类 机 床 的 多 数 零 部 件 具 有 通 用 性,这 里 仅 以 %&’!" 型 万 能 升 降 台 铣 床 为 主,介 绍这 类 机 床 的 传 动 系 统,结 构 特 征 及 性 能 。
（ 一 ） 主 要 组 成 部 件如 图 ( ) " ) "" 所 示,%&’!" 型 万 能 卧 式 升 降 台 铣 床 底 座 ’,床 身 ",悬 梁 !,刀 杆 支加 (,主 轴 *,工 作 台 &,床 鞍 +,升 降 台,,回 转 盘 - 等 组 成 。 床 身 " 固 定 在 底 座 ’ 上 。
床 身 内 装 有 主 轴 部 件,主 变 速 传 动 装 置 及 其 变 速 操 纵 机 构 。 悬 梁 ! 可 在 床 身 顶 部 的燕 尾 导 轨 上 沿 水 平 方 向 调 整 前 后 位 置 。 悬 梁 上 的 杆 支 架 ( 用 于 支 承 刀 杆,提 高 刀 杆的 刚 性 。 升 降 台,可 沿 床 身 前 侧 面 的 垂 直 导 轨 上,下 移 动,升 降 台 内 装 有 进 给 运 动 的变 速 传 装 置,快 速 传 动 装 置 及 其 操 纵 机 构 。 升 降 台 的 水 平 导 轨 上 装 有 床 鞍 +,可 沿 主轴 轴 线 方 向 移 动 （ 亦 称 横 向 移 动 ） 。 床 鞍 + 上 装 有 回 转 盘 -,回 转 盘 上 面 的 燕 尾 导 轨 上又 装 有 工 作 台 &。 因 此,工 作 台 可 沿 导 轨 作 垂 直 于 主 轴 轴 线 方 向 移 动 （ 亦 称 纵 向 移动 ） ； 同 时,工 作 台 通 过 回 转 盘 可 绕 垂 直 轴 线 在,(*/范 围 内 调 整 角 度,以 铣 削 螺 旋 表 面 。
图 ( ) " ) "" %&’!" 型 万 能 升 降 台 铣 床 外 形 图
’— 底 座 "— 床 身 !— 悬 梁 (— 刀 杆 支 架
*— 主 轴 &— 工 作 台 +— 床 鞍,— 升 降 台 -— 回 转 盘
（ 二 ） 机 床 的 传 动 系 统
’0主 运 动图 ( ) " ) "! 所 示 为 %&’!" 型 万 能 升 降 台 铣 床 的 传 系 统 图 。 主 运 动 由 主 电 动 机
（ +0*12,’(*#34$56） 驱 动,经
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"-# 带 轮 传 动 至 轴
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,再 由 轴
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间 和 轴
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第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具间 两 组 三 联 滑 移 齿 轮 变 速 组,以 及 轴
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间 双 联 滑 移 齿 轮 变 速 组,使 主 轴 获 得 !"
级 转 速 （ #$ % !&$$’()*+） 。 主 轴 的 旋 转 方 向 由 电 动 机 改 变 正,反 转 向 而 得 以 换 向 。 主轴 的 制 动 由 安 装 在 轴
#
的 电 磁 制 动 器 ! 进 行 控 制 。
图,-,-,# /0!#,型 万 能 升 降 台 铣 床 传 动 系 统
.1进 给 运 动该 机 床 的 工 作 台 可 以 作 纵 向,横 向 和 垂 向 三 个 方 向 的 进 给 运 动 以 及 快 速 移 动 。
进 给 运 动 由 进 给 电 动 机 （ !1&23,!,!$’()*+） 驱 动 。 电 动 机 的 运 动 经 一 对 圆 锥 齿 轮 副
!4(#,传 到 轴
$
,然 后 根 据 轴 / 上 电 磁 摩 擦 离 合 器 !
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的 结 合 情 况,分 两 条 路 线 传动 。 如 轴 / 上 离 合 器 !
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脱 开,!
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啮 合,轴
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的 运 动 经 齿 轮 副,$(.0、,,(,,及 离 合 器
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传 至 轴 /。 这 条 路 线 可 使 工 作 台 作 快 速 移 动 。 如 轴 / 上 离 合 器 !
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脱 开,!
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结合,轴
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的 运 动 经 齿 轮 副,$(,,传 至 轴
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间 和 轴
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间 的 两 组 三 联 滑移 齿 轮 变 速 组 以 及 轴
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间 的 曲 回 机 构,经 离 合 器 !
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,将 运 动 传 到 轴 /。 这 是 一条 使 工 作 台 作 正 常 进 给 的 传 动 路 线 。
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第 二 章 机 械 加 工 机 床轴
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间 的 曲 回 机 构 工 作 原 理,可 由 图 " ! # ! #" 予 以 说 明 。 轴 $ 上 的 单 联 滑移 齿 轮 ! % "& 有 三 个 啮 合 位 置 。 当 滑 移 齿 轮 ! % "& 在 " 啮 合 位 置 时,轴
"
的 运 动 直接 由 齿 轮 副 "’("& 传 到 轴 $； 滑 移 齿 轮 在 # 啮 合 位 置 时,轴
"
的 运 动 经 曲 回 机 构 齿 轮副 （ )*("’） +（ )*("’） +（ "’("&） 传 至 轴 $； 滑 移 齿 轮 在 $ 啮 合 位 置 时,轴
"
的 运 动 经 曲回 机 构 齿 轮 副 （ )*("’） +（ )*("’） +（ )*("’） +（ )*("’） +（ "’("&） 传 至 轴 $。 因 而,通 过 轴
$ 上 单 联 滑 移 齿 轮 ! % "& 的 三 种 啮 合 位 置,可 使 曲 回 机 构 得 到 三 种 不 同 的 传 动 比,
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轴 $ 的 运 动 可 经 过 离 合 器 &
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以 及 相 应 的 后 续 传 动 路 线,使 工 作 台 分 别得 到 垂 直,横 向 及 纵 向 的 移 动 。 进 给 运 动 的 传 动 路 线 表 达 式 为,
图 " ! # ! #" 曲 回 机 构 原 理 图在 理 论 上,铣 床 在 相 互 垂 直 三 个 方 向 上 均 可 获 得,+,+,% #,种 不 同 进 给 量,但由 于 轴
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间 的 两 组 三 联 滑 移 齿 轮 变 速 组 的,+,% & 种 传 动 之 比 中,有 三 种 是 相等 的,即
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第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具
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所 以,轴
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间 的 两 个 变 速 组 只 有 ( 种 不 同 传 动 比 。 因 而 轴 ) 上 的 滑 移 齿 轮 ! % *&
只 有 ( $ # % !’ 种 不 同 转 速 。 由 此 可 知,)"’#! 型 铣 床 的 纵,横,垂 直 三 个 方 向 的 进 给量 均 为 !’ 级,其 中,纵 向 及 横 向 的 进 给 量 范 围 为 ’+,’+++--.-/0,垂 直 进 给 量 范 围 为
#1#,###--.-/0。
#1工 作 台 快 速 移 动当 接 通 电 磁 离 合 器 "
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时,运 动 便 由 轴
#
经 （ *+.!"） $（ **.*!） 齿 轮 副 传 动 而 使 轴
) 获 得 快 速 运 动,工 作 台 获 得 快 速 移 动 。 纵 向 及 横 向 快 速 移 动 速 度 为 !#++--.2,垂 直方 向 快 速 移 动 速 度 为 ((+--.2。 快 速 移 动 的 方 向 由 进 给 电 动 机 改 变 旋 转 方 向 实 现 。
三,万 能 升 降 台 铣 床 的 主 要 部 件
（ 一 ） 主 轴 变 速 箱
’1主 轴 部 件
（ ’） )"’#! 型 铣 床 的 主 轴 部 件 结 构图 * 3 ! 3 !4 )"’#! 型 万 能 卧 式 升 降 台 铣 床 主 轴 部 件 结 构
’— 主 轴 !— 后 支 承 #— 锁 紧 螺 钉 *— 中 间 支 承 4— 轴 承 盖 "— 前 支 承
(— 主 轴 前 锥 孔 5— 端 面 键 &— 飞 轮 ’+— 隔 套 ’’— 螺 母如 图 * 3 ! 3 !4 所 示 。 主 轴 采 用 三 支 承 结 构,以 提 高 其 刚 性 。 前 支 承 采 用 64 级 精度 的 圆 锥 滚 子 轴 承,以 承 受 径 向 力 和 向 左 的 轴 向 力 ； 中 间 支 承 采 用 6" 级 精 度 的 圆 锥滚 子 轴 承,以 承 受 径 向 力 和 向 右 的 轴 向 力 ； 后 支 承 采 用 6+ 级 精 度 的 深 沟 球 轴 承,只 承受 径 向 力 。 主 轴 的 回 转 精 度,即 工 作 精 度,主 要 由 前 支 承 和 中 间 支 承 来 保 证,后 支 承只 起 辅 助 支 承 作 用 。 当 主 轴 的 回 转 精 度 由 于 轴 承 磨 损 而 降 低 时,须 对 主 轴 轴 承 进 行调 整 。 调 整 时,先 移 开 悬 梁 并 拆 下 床 身 盖 板,拧 松 螺 母 ’’ 上 的 锁 紧 螺 钉 #,用 专 用 勾头 扳 手 勾 住 螺 母 ’’ 的 轴 向 槽,然 后 用 一 根 短 铁 棒 通 过 主 轴 前 端 的 端 面 键 5,扳 动 主 轴
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第 二 章 机 械 加 工 机 床作 顺 时 针 旋 转,使 中 间 支 承 的 内 圈 向 右 移 动 而 消 除 中 间 支 承 ! 的 间 隙 ； 再 继 续 转 动 主 轴,
使 主 轴 向 左 移 动,通 过 主 轴 前 端 的 台 肩 推 动 前 轴 承 内 圈 一 起 向 左 移 动,从 而 消 除 前 支 承 "
的 间 隙 。 调 整 好 后,必 须 拧 紧 锁 紧 螺 钉 #,盖 上 盖 板 并 恢 复 悬 梁 位 置 。 飞 轮 $ 用 螺 钉 和 定位 销 与 主 轴 上 的 大 齿 轮 紧 固 在 一 起,利 用 它 在 高 速 运 转 中 的 惯 性,缓 和 铣 削 过 程 中 的 铣 刀齿 的 断 续 切 入 而 产 生 的 冲 击 振 动 。
主 轴 是 一 根 空 心 轴,其 前 端 有 %&’! 的 精 密 锥 孔,用 于 安 装 铣 刀 刀 柄 或 铣 刀 刀 杆的 定 心 轴 柄 。 前 端 的 端 面 上 装 有 用 螺 钉 固 定 的 两 个 矩 形 端 面 键 (,以 便 嵌 入 铣 刀 刀 柄的 缺 口 中 传 递 转 矩 。 主 轴 前 端 的 锥 孔 用 于 安 装 刀 杆 或 端 铣 刀,其 空 心 内 孔 用 于 穿 过拉 杆 将 刀 杆 或 端 铣 刀 拉 紧 。 安 装 时 先 转 动 拉 杆 左 端 的 六 角 头,使 拉 杆 右 端 螺 纹 旋 入刀 具 锥 柄 的 螺 孔 中,然 后 用 锁 紧 螺 母 锁 紧 。 刀 杆 悬 伸 部 分 可 支 承 在 悬 梁 支 架 （ 见 图 !
) ’ ) ’’ 件 !） 的 滑 动 轴 承 内 。 铣 刀 安 装 在 刀 杆 上 的 轴 向 位 置,可 用 不 同 厚 度 的 调 整套 进 行 调 整 。
（ ’） *+,#’ 立 式 铣 床 主 轴 部 件由 于 立 式 铣 床 在 铣 床 中 占 有 的 比 重 较 小,它 与 卧 式 铣 床 的 主 要 区 别 在 于 主 轴 部件 结 构,这 里 以 *+,#’ 立 式 铣 床 主 轴 部 件 作 为 对 象,介 绍 其 结 构 特 征 。 图 ! ) ’ ) ’" 为
*+,#’ 型 立 式 铣 床 立 铣 头 的 结 构 。
由 主 运 动 传 动 链 输 入 的 运 动 经 锥 齿 轮 ’%,传 动 轴 ’#（ 轴
!
）,平 键 ’",齿 轮 ’+,-$
（ ++.++）,平 键 ’,以 及 套 ’-,双 平 键 ’’ 传 给 主 轴 - 的 尾 部,使 主 轴 实 现 旋 转 主 运 动 。
由 于 套 ’- 用 两 个 角 接 触 球 轴 承 支 承 在 立 铣 头 壳 体 #- 上,传 动 齿 轮 的 径 向 载 荷 经 套,
轴 承 直 接 传 至 壳 体 #- 上,使 主 轴 的 受 力 状 况 大 大 改 善,有 效 地 防 止 径 向 载 荷 引 起 主轴 弯 曲 变 形,影 响 主 轴 部 件 的 回 转 精 度 。 传 动 轴 ’# 采 用 套 ’(,经 螺 钉 紧 固 在 壳 体 上的 单 向 轴 向 定 位 方 式,调 整 轴 ’# 的 轴 承 间 隙,可 通 过 调 节 螺 母 #,或 调 整 两 个 轴 承 间的 垫 圈 ! 厚 度 实 现,此 结 构 有 利 于 装 卸,调 整 方 便,具 有 良 好 的 维 修 性 。
主 轴 由 前 端 的 圆 柱 滚 子 轴 承 + 和 两 个 推 力 角 接 触 球 轴 承 -+ 支 承 在 主 轴 套 筒 体
-- 内 。 主 轴 及 套 筒 组 件 的 轴 向 定 位 通 过 固 定 的 立 铣 头 壳 体 上 的 一 套 丝 杠 螺 母 机 构 来实 现 。 主 轴 套 筒 的 轴 向 位 置 通 过 支 架 -#,螺 杆 -’,锥 齿 轮 -,和 (（ ’+.’+） 及 手 轮 #$ 来控 制 。 调 节 时,转 动 手 轮 #$ 经 锥 齿 轮 ’+.’+ 带 动 螺 杆 -’（ " / !00）,通 过 支 架 -# 螺 母带 动 主 轴 套 筒 -- 及 主 轴 沿 轴 向 移 动,以 调 整 主 轴 的 轴 向 位 置 或 做 进 给 运 动 。 主 轴 套筒 的 轴 向 移 动 量,可 由 其 上 的 螺 钉 -! 内 安 装 千 分 表,并 将 千 分 表 触 头 顶 在 定 程 螺 钉 $
上 端 面,由 千 分 表 的 读 数 便 可 精 确 地 测 量 主 轴 轴 向 移 动 距 离 。 主 轴 部 件 的 轴 向 移 动最 大 距 离 为 (+00。 主 轴 由 锥 齿 轮 ’$.’$ 及 齿 轮 ++.++ 经 轴 套 ’- 内 的 双 键 传 动,当 主轴 套 筒 与 主 轴 沿 轴 向 移 动 时,主 轴 上 端 可 在 轴 套 ’- 内 滑 移,以 保 证 旋 转 运 动 的 输 入 。
机 床 工 作 时 或 将 主 轴 位 置 调 整 完 后,必 须 将 主 轴 套 筒 -- 夹 紧,夹 紧 主 轴 套 筒 时,将 手柄 #% 顺 时 针 扳 动 -’,1,经 轴 #" 带 动 螺 纹 旋 向 不 同 的 夹 紧 块 #! 及 #+ 间 相 互 靠 拢,使滑 块 间 的 距 离 减 小,将 主 轴 套 筒 夹 紧,以 实 现 可 靠 定 位 。
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第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具图 !" #" #$ %&’(# 铣 床 立 铣 头 结 构 图
)— 主 轴 #,*,)!— 螺 钉 (— 半 圆 垫 片 !— 法 兰 盘 &— 前 轴 承 $— 轴 承 座 +— 支 架,,)’,#+— 锥 齿 轮
))— 主 轴 套 筒 )#— 螺 杆 )(— 支 架 )&,#!,#*— 轴 承 )$— 调 节 螺 母 )+— 盖 ),— 球 轴 承 )*,#&— 齿 轮
#’,##,#$— 平 键 #),#,— 套 #(— 传 动 轴 (’— 调 节 螺 母 ()— 壳 体 (#— 前 盖 ((— 端 面 键
(!,(&— 夹 紧 块 ($,(,— 轴 (+— 手 柄 (*— 手 轮 !’— 螺 栓
·+&+·
第 二 章 机 械 加 工 机 床调 整 主 轴 部 件 的 间 隙 时,先 拆 下 法 兰 盘 !,拧 出 螺 钉,取 下 两 片 半 圆 垫 片 ",根 据间 隙 大 小 修 磨 其 厚 度 后 重 新 装 上,然 后 松 开 调 节 螺 母 #$ 上 的 紧 定 螺 钉 。 再 用 一 根 铁棒 插 入 螺 母 #$ 圆 周 上 的 销 孔 中,使 螺 母 不 能 转 动,用 扳 手 扳 动 主 轴 端 面 键 "",使 螺 母轴 向 移 动 以 调 整 前 轴 承 间 隙 。 后 支 承 间 隙 需 拆 出 两 个 推 力 角 接 触 球 轴 承 之 间 的 垫 圈
!,修 磨 其 厚 度,重 新 装 配 即 可 调 整 。 间 隙 调 整 完 毕 后,应 重 新 锁 紧 调 节 螺 母 #$ 上 的紧 定 螺 钉 。
立 铣 头 可 在 垂 直 平 面 内 作 % !&’的 调 整 。 调 整 时,将 紧 固 螺 栓 !(（ 两 个 对 称 布 局 ）
拧 松,转 动 立 铣 头 壳 体 "#,调 整 后,应 重 新 将 紧 固 螺 栓 拧 紧 。
)&("* 型 铣 床 的 立 铣 头 采 用 了 套 筒 结 构,不 仅 能 进 行 一 般 的 铣 削 加 工,还 能 用 于精 密 镗 孔 加 工,当 立 铣 头 回 转 一 定 角 度 后,还 能 进 行 变 角 度 的 铣 削 和 镗 削 加 工 。
*+主 变 速 操 纵 机 构
)$#"* 型 铣 床 的 主 变 速,是 由 手 柄 #,速 度 盘 #( 进 行 操 纵,通 过 孔 盘 使 齿 轮,齿 条轴 组 作 相 对 移 动,带 动 拨 叉 使 滑 移 变 速 齿 轮 改 变 不 同 的 啮 合 位 置 而 实 现 变 速 的 （ 见 图
!,*,*- 和 图 !,*,*.） 。
图 !,*,*- 孔 盘 变 速 原 理 图
#— 拨 叉 *,*/— 齿 条 轴 "— 齿 轮 !— 孔 盘
（ #） 变 速 原 理 图 !,*,*- 所 示 为 用 孔 盘 变 速 操 纵 机 构 操 纵 三 联 滑 移 齿 轮 进 行三 种 不 同 工 作 位 置 变 换 的 工 作 原 理 图 。 孔 盘 ! 上 有 多 种 直 径 的 圆 孔,并 将 这 些 圆 孔
·.&-·
第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具分 为 !" 等 分 并 相 互 错 开 。 由 齿 轮 # 和 齿 条 轴 $,$%组 成 的 齿 轮 齿 条 轴 组 中,齿 条 轴 $
左 端 装 有 拨 叉 !,它 叉 在 三 联 滑 移 齿 轮 的 拨 叉 槽 中 。 每 一 齿 条 轴 右 端 都 有 大 小 不 同 的两 个 台 肩 ! 和 ",以 便 相 应 地 插 入 孔 盘 的 大 孔 和 小 孔 中 。
变 速 操 纵 的 过 程 为,将 孔 盘 & 向 右 拉 出,以 使 孔 盘 脱 离 齿 条 轴 的 台 肩 ； 将 孔 盘 转过 一 定 的 角 度,选 择 所 需 主 轴 转 速 ； 将 孔 盘 向 左 推 回 到 原 来 位 置,使 三 联 滑 移 齿 轮 变换 工 作 位 置 实 现 变 速 。 如 果 孔 盘 上 正 对 着 齿 条 轴 $%的 孔 圈 上 有 大 孔,对 着 齿 条 轴 $
的 孔 圈 上 没 有 孔 （ 图 由 & ’ $ ’ $()）,则 当 孔 盘 向 左 推 回 时,齿 条 轴 $ 左 移,齿 条 轴 $%右移,经 拨 叉 拨 动 三 联 滑 移 齿 轮 处 于 左 边 啮 合 位 置 工 作 ； 如 果 孔 盘 上 正 对 着 齿 条 轴 $,$%
的 孔 圈 上 都 有 小 孔 （ 图 & ’ $ ’ $(*）,则 当 孔 盘 向 左 推 回 时,齿 条 轴 $%左 移,齿 条 轴 $ 右移,且 二 者 的 右 端 处 于 对 齐 状 态,此 时 三 联 滑 移 齿 轮 从 左 边 啮 合 位 置 变 为 中 间 啮 合 位置 工 作 ； 如 果 孔 盘 上 对 着 齿 条 轴 $ 的 孔 圈 上 有 大 孔,对 着 齿 条 轴 $%的 孔 圈 上 没 有 孔
（ 图 & ’ $ ’ $(+）,则 三 联 滑 移 齿 轮 从 中 间 啮 合 位 置 上 变 换 为 处 于 右 边 啮 合 位 置 工 作 。
（ $） 主 变 速 操 纵 机 构 的 结 构 及 其 操 作 过 程 主 变 速 操 纵 机 构 的 结 构 如 图 & ’ $ ’
$" 所 示 。 它 是 安 装 在 床 身 立 柱 左 侧 面 的 一 个 独 立 部 件,由 手 柄 ! 和 速 度 盘 !,进 行 变速 操 纵 。 变 速 时,将 手 柄 ! 向 外 拉 出,则 手 柄 ! 以 销 轴 $ 为 回 转 中 心,脱 开 定 位 销 # 在手 柄 槽 中 的 定 位 ； 然 后 按 逆 时 针 方 向 转 动 手 柄 ! 约 $-,.,经 操 纵 盘 /,平 键 而 使 齿 轮 套筒 & 转 动,再 经 齿 轮 - 使 齿 条 轴 !! 向 右 移 动,其 上 的 拨 叉 !$ 便 拨 动 孔 盘 " 向 右 移 动,
使 孔 盘 " 脱 开 各 组 齿 条 轴,为 孔 盘 " 的 转 位 作 好 准 备 ； 转 动 速 度 盘 !,至 所 需 转 速 位置,经 一 对 锥 齿 轮 使 孔 盘 " 转 过 相 应 的 角 度 ； 最 后,将 手 柄 ! 推 回 到 原 来 位 置 并 重 新定 位,则 孔 盘 " 向 左 移 动 而 推 动 各 组 齿 条 轴 作 相 应 的 位 移,实 现 转 速 的 变 换 。 变 速时,为 了 使 滑 移 齿 轮 在 改 变 啮 合 位 置 时 易 于 啮 合,机 床 上 设 有 主 电 动 机 瞬 时 冲 动 装置,它 利 用 齿 轮 - 上 的 凸 块 0 压 动 微 动 开 关 (,以 瞬 时 接 通 主 电 动 机 电 源,使 主 电 动 机实 现 一 次 瞬 时 冲 动,带 动 主 变 速 箱 内 的 传 动 齿 轮 以 缓 慢 的 速 度 转 动,滑 移 齿 轮 即 可 顺利 地 移 动 到 另 一 啮 合 位 置 工 作 。
（ 二 ） 进 给 变 速 箱 结 构
10!#$ 型 铣 床 的 进 给 速 箱 结 构 如 图 & ’ $ ’ $/ 所 示 。 进 给 箱 内 的 轴 1 上,装 有 两个 磨 擦 片 式 电 。 磁 离 合 器 #
!
和 #
$
,分 别 用 于 接 通 工 作 台 的 工 作 进 给 和 快 速 移 动,
且 由 电 气 实 现 互 锁 。 当 #
!
通 电 吸 合 时,运 动 由 轴
!
左 端 用 平 键 联 接 的 $ 2 && 齿 轮 传入,经
!
—
"
轴 间 和
"
—
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轴 间 的 三 联 滑 移 齿 轮 变 速 组,以 及
"
—
#
轴 间 的 曲 回 机构,将 运 动 传 给 轴 1
上 $
2 &/ 齿 轮 ； 再 通 过 其 上 的 花 键 轴 套 $ 及 电 磁 离 合 器 #
!
使 1 轴获 得 旋 转 运 动 。 轴 1 左 端 装 有 $ 2 #" 齿 轮,运 动 便 由 此 输 出,传 至 工 作 台 的 纵 向,横向 和 垂 向 的 进 给 丝 杠,实 现 工 作 台 的 工 作 进 给 运 动 。 当 #
$
通 电 吸 合 时,运 动 由 进 给箱 体 外 壁 的 $ 2 $0 齿 轮 输 入,经 内 壁 的 $ 2 && 齿 轮 而 直 接 传 至 轴 1 上 进 给 箱 体 内 壁的 $ 2 &$ 齿 轮,使 轴 1 获 得 快 速 旋 转 运 动 。 最 后,经 轴 1 左 端 $ 2 #" 齿 轮 传 至 工 作 台的 纵 向,横 向 和 垂 向 的 进 给 丝 杠,实 现 工 作 台 的 快 速 移 动 。 当 机 床 工 作 超 载 或 发 生 故
·/-(·
第 二 章 机 械 加 工 机 床障 时,电 磁 离 合 器 可 起 安 全 保 护 作 用 。
图 !" #" #$ %&’(# 型 铣 床 主 变 速 操 纵 机 构
’— 手 柄 #— 销 轴 (— 定 位 销 !— 齿 轮 套 筒 )— 齿 轮 &— 凸 块 *— 微 动 开 关
$— 孔 盘 +— 操 纵 盘 ’,— 速 度 盘 ’’— 齿 条 轴 ’#— 拔 叉进 给 箱 内 各 传 动 轴 均 采 用 深 沟 球 轴 承 支 承 在 箱 体 上 。 轴
!
左 端 箱 体 内 壁 的 ! -
!! 齿 轮,曲 回 机 构 的 所 有 空 套 齿 轮,轴 % 上 的 花 键 轴 套 # 均 采 用 滚 针 轴 承 来 支 承,以减 少 摩 擦 阻 力 和 减 轻 相 对 运 动 件 间 的 磨 损 。 进 给 箱 中 采 用 单 独 润 滑 装 置 供 油 润 滑,
它 通 过 轴
"
左 端 的 偏 心 轮 ’ 对 柱 塞 泵 的 作 用,对 进 给 箱 内 的 齿 轮,摩 擦 片 和 滚 动 轴 承作 专 管 供 油 润 滑 。
（ 三 ） 工 作 台 结 构
%&’(# 型 铣 床 工 作 台 的 结 构 如 ! " # " (,所 示 。 它 由 工 作 台 *,床 鞍 ’,回 转 盘 ( 三层 组 成 。 用 床 鞍 ’ 的 矩 形 导 轨 与 升 降 台 的 导 轨 相 配 合,使 工 作 台 在 升 降 台 导 轨 上 作横 向 移 动 。 当 工 作 台 不 作 横 向 移 动 时,可 通 过 手 柄 ’(,经 偏 心 轴 ’# 的 作 用,将 床 鞍 夹紧 在 升 降 台 上 。 工 作 台 * 可 沿 回 转 盘 ( 上 的 燕 尾 导 轨 作 纵 向 移 动 。 工 作 台 连 同 回 转
·,&*·
第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具盘 一 起 可 绕 锥 齿 轮 的 轴 线 !
!
回 转 " #$%,并 用 螺 钉 &# 和 两 块 弧 形 压 板 ’ 紧 固 在 床 鞍上 。 纵 向 进 给 丝 杠 # 支 承 在 工 作 台 两 端 的 前 支 架 (,后 支 架 &) 的 滑 动 轴 承 （ 前 支 架 (
处 ） 和 推 动 球 轴 承,圆 锥 滚 子 轴 承 上 （ 后 支 架 &) 处 ）,以 承 受 径 向 力 和 轴 向 力 。 轴 承 的间 隙 由 螺 母 && 进 行 调 整 。 手 轮 $ 空 套 在 丝 杠 # 上,当 用 手 将 手 轮 $ 向 里 推,并 压 缩 弹簧 使 端 面 齿 离 合 器 同 ! 接 通 后,便 可 手 摇 手 轮 使 工 作 台 纵 向 移 动 。 在 回 转 盘 * 上,
左 端 安 装 双 重 螺 母,右 端 装 有 带 端 面 齿 的 空 套 锥 齿 轮,离 合 器 !
$
用 花 键 与 花 键 套 筒
+ 联 接,而 花 键 套 筒 又 以 滑 键,与 铣 有 长 键 槽 的 丝 杠 # 联 接,因 此,若 将 端 面 齿 离 合 器
!
$
向 左 接 通,则 来 自 !
"
轴 的 运 动,经 锥 齿 轮 副,!
$
,滑 键,而 带 动 丝 杠 # 转 动 。 由于 双 螺 母 装 在 回 转 盘 的 左 端,它 既 不 能 转 动 又 不 能 移 动,所 以,当 丝 杠 # 获 得 旋 转 运动 后,同 时 又 作 轴 向 移 动,从 而 带 动 工 作 台 - 作 纵 向 进 给 运 动 。
图 #,’,’+ !(&*’ 型 铣 床 进 给 变 速 箱 结 构 图
&— 偏 心 轮 ’— 花 键 轴 套铣 床 工 作 时,若 切 削 力 " 的 水 平 分 力 "
/
与 纵 向 进 给 方 向 相 反 （ 图 #,’,*&）,这种 铣 切 方 法 称 为 逆 铣 ； 若 切 削 力 " 的 水 平 分 力 "
/
与 纵 向 进 给 方 向 相 同 （ #,’,*&0）,
这 种 铣 切 方 法 称 为 顺 铣 。 带 动 工 作 台 纵 向 进 给 运 动 的 丝 杠 若 为 右 旋 螺 纹,则 丝 杠 按图 #,’,*&1 及 图 #,’,*&0 方 向 转 动 时,丝 杠 便 连 同 工 作 台 一 起 向 右 作 纵 向 进 给 运
·&(-·
第 二 章 机 械 加 工 机 床动 。 此 时,丝 杠 与 螺 母 的 接 触 工 作 面 必 然 是 丝 杠 螺 纹 的 左 侧,间 隙 出 现 在 丝 杠 螺 纹 的右 侧 。 当 用 逆 铣 法 铣 切 时,切 削 水 平 力 !
!
作 用 于 工 作 台 和 丝 杠,使 丝 杠 与 螺 母 紧 紧靠 在 丝 杠 螺 纹 的 左 侧 而 平 稳 地 工 作 。 当 用 顺 铣 法 铣 切 时,切 削 水 平 力 !
!
同 样 作 用 于工 作 台 和 丝 杠,把 丝 杠 和 工 作 台 拉 向 右 移,使 丝 杠 产 生 突 然 窜 动 ； 由 于 铣 刀 是 多 刃 刀具,铣 切 时 切 削 力 是 不 断 地 变 化 的,因 此,这 个 水 平 分 力 !
!
也 就 时 大 时 小,丝 杠 就 会在 间 隙 的 范 围 内 来 回 窜 动,影 响 工 件 表 面 的 加 工 质 量 。 为 此,"#$%& 型 铣 床 上 设 有 顺铣 机 构 （ 图 ’ ( & ( %$)） 。 顺 铣 机 构 由 右 旋 丝 杠 %,左 螺 母 $,右 螺 母 &,冠 状 齿 轮 ’ 及 齿条 * 等 组 成 。 在 弹 簧 # 的 作 用 下,齿 条 * 向 右 移 动,使 冠 状 齿 轮 ’ 沿 图 示 箭 头 方 向 回转,带 动 螺 母 $ 和 & 沿 相 反 的 方 向 回 转,于 是 螺 母 $ 螺 纹 的 左 侧 与 丝 杠 螺 纹 的 右 侧 靠紧 ； 螺 母 & 的 右 侧 与 丝 杠 螺 纹 的 左 侧 靠 紧 。 由 此 可 知,顺 铣 机 构 可 以 在 顺 铣 时 自 动 消除 丝 杠 与 螺 母 间 的 间 隙,不 会 产 生 轴 向 窜 动 的 现 象,保 证 了 顺 铣 的 加 工 质 量 。 顺 铣 机构 还 可 在 逆 铣 铣 切 时 自 动 松 开,以 减 少 丝 杠 螺 母 间 的 磨 损 。 其 工 作 原 理 为,当 逆 铣时,由 螺 母 & 承 受 丝 杠 的 轴 向 力,因 此,螺 母 & 的 螺 纹 与 丝 杠 螺 纹 间 产 生 较 大 的 摩 擦力,使 螺 母 & 有 随 丝 杠 一 起 转 动 的 趋 势,这 种 趋 势 带 动 冠 状 齿 轮 ’ 转 动,又 有 使 螺 母 $
与 丝 杠 有 反 向 转 动 的 趋 势,因 而,使 螺 母 $ 的 螺 纹 左 侧 与 丝 杠 的 螺 纹 右 侧 之 间 产 生 间隙,减 少 丝 杠 的 磨 损 。
图 ’ ( & ( %+ "#$%& 型 铣 床 工 作 台 结 构 图
$— 床 鞍 &— 压 板 %— 回 转 盘 ’— 纵 向 进 给 丝 杠 *— 手 轮 #— 前 支 架,— 工 作 台 -— 滑 键
.— 花 键 套 筒 $+— 后 支 架 $$— 螺 母 $&— 偏 心 轴 $%— 手 柄 $’— 螺 钉
（ 四 ） 工 作 台 纵 向 进 给 操 纵 机 构
"#$%& 型 铣 床 工 作 台 纵 向 进 给 操 纵 机 构 如 ’ ( & ( %& 所 示 。 工 作 台 的 纵 向 进 给 运动,由 手 柄 &% 来 操 纵,在 接 通 或 断 开 端 面 齿 离 合 器 "
*
的 同 时,压 动 微 动 开 关 /01 或
/0&,使 进 给 电 动 机 作 正 转 或 反 转,从 而 实 现 工 作 台 的 向 右 或 向 左 的 纵 向 进 给 运 动 。
在 轴 # 上 装 有 弹 簧,和 拨 动 离 合 器 "
*
的 拨 叉 *,弹 簧,的 作 用 力 可 使 轴 # 向 左 移 动,
·&#,·
第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具带 动 拨 叉 ! 向 左 移 接 通 离 合 器 !
!； 工 作 台 的 纵 向 进 给 运 动,也 可 由 机 床 侧 面 的 另 一手 柄 来 操 纵,扳 动 手 柄 时,经 杠 杆,摆 块 上 销 "#,凸 块 下 端 叉 子 $ 使 凸 块 % 上,下 摆 动 。
当 将 手 柄 %& 向 左 扳 动 时,压 块 "’ 向 左 摆 动,压 动 微 动 开 关 %%（ ()%）,启 动 进 给 电 动 机反 向 旋 转 的 同 时,叉 子 "* 作 顺 时 针 摆 动,通 过 套 筒 上 销 "%,套 筒 "& 使 摆 块 "" 作 顺 时针 摆 动,凸 块 % 通 过 螺 钉 与 摆 块 "" 相 联 接,于 是 凸 块 % 也 作 顺 时 针 摆 动,凸 块 % 的 最高 点 便 离 开 轴 ’ 的 左 端 面,在 弹 簧 + 的 作 用 下,轴 ’ 向 左 移 动 而 带 动 拨 叉 ! 左 移,使 离合 器 !
!
接 通,实 现 工 作 台 向 左 的 纵 向 进 给 运 动 。 当 将 手 柄 %& 从 左 边 扳 向 中 间 位 置时,压 块 "’ 放 松 微 动 开 关 %%（ ()%）,进 给 电 动 停 止 转 动 ； 同 时,凸 块 % 作 逆 时 针 摆 动,
其 最 高 点 将 轴 ’ 推 向 右 移,通 过 拨 叉 ! 使 离 合 器 !
!
脱 开,于 是 纵 向 向 左 的 进 给 运 动停 止 。 同 理,当 将 手 柄 %& 由 中 间 位 置 扳 向 右 边 位 置 时,压 块 "’ 压 动 微 开 关 "+（ ()"）,
进 给 电 动 机 正 转 ； 同 时,由 于 凸 块 % 作 逆 时 针 摆 动,其 最 高 点 向 上 离 开 轴 ’ 的 左 端 面,
在 弹 簧 + 作 用 下,离 合 器 !
!
又 被 接 通,从 而 实 现 工 作 台 向 右 纵 向 进 给 运 动 。
图 *,%,&" -.’"&% 型 铣 床 工 作 台 顺 铣 机 构
"— 左 螺 母 %— 右 螺 母 &— 右 旋 丝 杠 *— 冠 状 齿 轮 !— 齿 条 ’— 弹 簧
·&’+·
第 二 章 机 械 加 工 机 床
（ 五 ） 工 作 台 的 横 向 和 垂 向 进 给 操 纵 机 构
!"#$% 型 铣 床 工 作 台 的 横 向 和 垂 向 进 给 操 纵 机 构 如 & ’ % ’ $$ 所 示 。 手 柄 # 有上,下,前,后 和 中 间 五 个 工 作 位 置,当 前,后 扳 动 手 柄 # 时,通 过 手 柄 前 端 的 球 头 拨 动鼓 轮 ( 作 左,右 轴 向 移 动 ； 当 上,下 扳 动 手 柄 # 时,通 过 毂 体 $ 上 的 扁 槽,平 键 %,轴 &，
使 鼓 轮 ( 在 一 定 角 度 范 围 内 来 回 转 动 。 在 鼓 轮 ( 的 圆 周 上 铣 有 带 斜 面 的 槽,分 别 控制 微 动 开 关 )*$,)*&,)*+ 和 )*,。 其 中,)*,用 于 控 制 电 磁 离 合 器 !
-
的 接 通 或 断开,)*+ 用 于 控 制 电 磁 离 合 器 !
&
的 接 通 或 断 开,即 分 别 接 通 或 断 开 垂 向 进 给 运 动 和横 向 进 给 运 动 ； )*$ 和 )*& 用 于 控 制 进 给 电 动 机 的 正 转 和 反 转,而 实 现 工 作 台 向 前,
向 下 和 向 后,向 上 的 进 给 运 动 。
当 向 前 扳 动 手 柄 # 时,鼓 轮 ( 向 左 作 轴 向 移 动,鼓 轮 上 的 斜 面 压 下 顶 销 +,作 用 于微 动 开 关 )*$,使 进 给 电 动 机 正 转 ； 与 此 同 时,顶 销 - 处 于 鼓 轮 圆 周 上,作 用 于 微 动 开关 )*+,使 横 向 进 给 电 磁 离 合 器 材 !
&
通 电 压 紧 工 作,从 而 实 现 工 作 台 向 前 的 横 向 进给 运 动 。
当 向 后 扳 动 手 柄 # 时,鼓 轮 ( 向 右 作 轴 向 移 动,鼓 轮 上 的 斜 面 压 下 顶 销,,作 用 于微 动 开 关 )*&,使 进 给 电 动 机 反 转 ； 顶 销 - 仍 处 于 鼓 轮 圆 周 上,使 电 磁 离 合 器 !
&
通 电压 紧 工 作,实 现 工 作 台 向 后 的 横 向 进 给 运 动 。
当 向 上 扳 动 手 柄 # 时,鼓 轮 ( 作 逆 时 针 方 向 转 动,其 上 的 斜 面 压 下 顶 销,,作 用 于微 动 开 关 )*&,使 进 给 电 动 机 反 转 ； 顶 销 " 处 于 鼓 轮 圆 周 上,压 下 顶 销 " 并 作 用 于 微 动开 关 )*,,使 电 磁 离 合 器 材 $ 通 电 压 紧 工 作,实 现 工 作 台 向 上 的 进 给 运 动 。
当 向 下 扳 动 手 柄 # 时,鼓 轮 ( 作 顺 时 针 方 向 转 动,其 上 的 斜 面 压 下 顶 销 +,作 用 于微 动 开 关 )*$,使 进 给 电 动 机 正 转 ； 顶 销 " 处 于 鼓 轮 圆 周 上 被 压 下,使 微 动 开 关 )*,起作 用,电 磁 离 合 器 !
$
通 电 压 紧 工 作,实 现 工 作 台 向 下 的 进 给 运 动 。
图 &’ %’ $% !"#$% 型 铣 床 工 作 台 进 给 操 纵 机 构 简 图
#— 凸 块 回 转 轴 %— 凸 块 $— 纵 向 进 给 丝 杠 &— 空 套 锥 齿 轮 -— 拨 叉 "— 轴
+— 弹 簧,— 调 整 螺 母 (— 凸 块 下 端 叉 子 #.— 摆 块 上 销 ##— 摆 块
#%— 套 筒 上 销 #$— 套 筒 #&— 叉 子 #-— 垂 直 轴 #"— 压 块 #+— 微 动 开 关 （ )*#）
#,— 弹 簧 #(,%.— 可 调 螺 钉 %#— 弹 簧 %%— 微 动 开 关 （ )*%） %$— 手 柄
·&"+·
第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具图 ! " # " $$ 横 向 和 垂 向 进 给 操 纵 机 构 示 意 图
%— 手 柄 #— 平 健 $— 毂 体 !— 轴 &,’,(,)— 顶 销 *— 鼓 轮当 将 手 柄 % 扳 到 中 间 位 置 时,顶 销 ) 和 ( 同 时 处 于 鼓 轮 的 槽 中,松 开 微 动 开 关
+,! 和 +,$,进 给 电 动 机 便 停 止 转 动 ； 顶 销 & 和 ’ 也 同 时 处 于 鼓 轮 的 槽 中,松 开 微 动 开关 +,( 和 +,),使 电 磁 离 合 器 !
!
和 !
$
断 电,于 是 工 作 台 的 前 后 进 给 运 动 和 上 下 进给 运 动 全 部 停 止 。
（ 六 ） 铣 床 的 常 见 故 障 及 排 除 方 法铣 床 的 常 见 故 障 及 排 除 方 法 见 表 ! " # " ’。
表 ! " # " ’ 铣 床 的 常 见 故 障 及 排 除 方 法序 号 故 障 内 容 故 障 原 因 分 析 故 障 排 除 与 检 修
%
起 动 按 钮 后铣 头 不 运 转
%-机 床 总 电 源 开 关 未 接 通
#-机 床 电 器 控 制 系 统 故 障 造 成 铣头 不 转
$-机 床 铣 头 电 动 机 与 铣 头 变 速 箱轴
!
上 联 轴 器 损 坏
!-铣 头 变 速 箱 上 变 速 排 挡 未 扳 好,
造 成 变 速 齿 轮 未 与 对 应 齿 轮 啮 合
%-接 通 机 床 总 电 源 并 打 开 机 床 开 关
#-修 理 电 工 检 修 与 排 除 电 器 控 制 系统 故 障
$-拆 下 铣 头 电 动 机,检 查 并 检 修 联 轴器,联 接 销,平 键,使 其 功 能 和 动 作 恢复 正 常
!-按 照 变 速 箱 上 转 速 标 牌,扳 好 变 速排 挡,然 后 开 车
·&’(·
第 二 章 机 械 加 工 机 床序 号 故 障 内 容 故 障 原 因 分 析 故 障 排 除 与 检 修
!
铣 头 变 速 失灵
"#选 速 盘 与 选 速 盘 轴 联 接 健 脱 落,
造 成 选 速 盘 转 速 值 与 标 记 刻 度 不符,引 起 变 速 失 灵
!#变 速 操 纵 手 柄 与 扇 形 齿 轮 的 联接 销 断 裂 或 脱 落,造 成 变 速 无 动 作而 失 灵
$#变 速 的 齿 条 前 端 的 圆 柱 形 推 杆因 长 时 期 与 圆 盘 孔 相 撞 而 引 起 弯曲 或 推 杆 前 顶 面 有 毛 刺,引 起 变 速失 灵
%#拨 动 滑 移 齿 轮 的 拨 叉 断 裂 或 过分 磨 损,造 成 变 速 不 到 位 而 失 灵
&#变 速 时,由 于 未 停 车 或 停 车 后 还在 转,造 成 滑 移 齿 轮 与 啮 合 齿 轮 相撞,使 齿 轮 损 坏,传 动 轴 弯 曲,造 成变 速 失 灵
’#变 速 操 纵 手 柄 上 电 器 开 关 失 灵,
造 成 变 速 盘 转 动 后 操 纵 手 柄 不 能按 预 选 转 速 使 齿 轮 数 啮 合,造 成 变速 失 灵
"#重 新 安 装 脱 落 的 联 接 键,但 需 注 意铣 头 的 实 际 转 速 应 与 选 速 盘 上 数 字相 符 合,其 方 法 可 将 铣 头 调 控 到 最 高或 最 低 转 速 后,对 准 选 速 盘 上 数 字 后再 装 上 联 接 键 即 可
!#更 换 断 裂 的 联 接 销,或 装 上 脱 落 的联 接 销 即 可 。 但 仍 须 按 上 述 方 法 检验 铣 头 实 际 转 速 与 选 建 盘 上 数 字 是否 相 符 合,因 为 操 纵 手 柄 与 扇 形 齿 轮的 联 接 销 断 裂 后,拨 动 操 纵 手 柄,一般 情 况 下 扇 形 齿 轮 不 会 动 作,但 也 不能 排 除 销 孔 因 毛 刺 而 带 动 扇 形 齿 轮动 作 的 可 能 性,因 此 检 验 是 必 须 的 程序
$#拆 下 变 速 齿 轮 箱,修 复 因 撞 击 而 有毛 刺 的 齿 条 圆 柱 形 推 杆 。 对 于 已 经变 曲 的 推 杆,则 必 须 更 换
%#更 换 推 动 滑 移 齿 轮 的 断 裂 拨 叉,或用 焊 补 方 法 修 复 磨 损 的 拨 叉
&#更 换 磨 损 或 因 顶 齿 而 损 坏 的 齿 轮,
还 须 检 查 与 其 啮 合 的 齿 轮 有 无 质 量问 题,一 般 情 况 下 应 一 起 更 换,否 则容 易 产 生 噪 声 。 对 已 经 弯 曲 的 转 动轴,则 必 须 更 换
’#请 维 修 电 工 检 修 操 纵 手 柄 的 电 器开 关,并 验 收 合 格
$
铣 头 变 速 时无 瞬 时 冲 动动 作
"#变 速 操 纵 手 柄 与 扇 形 齿 轮 轴 联接 销 断 裂 或 脱 落
!#变 速 操 纵 手 柄 上 电 器 开 关 失 灵
"#更 换 或 重 配 变 速 操 纵 手 柄 或 扇 形齿 轮 轴 的 联 接 销
!#请 维 修 电 工 检 修 或 更 换 电 器 开 关,
并 验 收 合 格
·’’(·
第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具序 号 故 障 内 容 故 障 原 因 分 析 故 障 排 除 与 检 修
!
铣 头 在 运 转时 噪 声 严 重
"#主 传 动 齿 轮 箱 内 无 润 滑 或 润 滑不 良
$#主 传 动 电 动 机 与 主 传 动 齿 轮 箱轴 % 的 联 轴 器 橡 胶 圈 损 坏,引 起 联轴 器 传 动 无 弹 性
&#主 传 动 齿 轮 箱 内 传 动 齿 轮 损 坏或 有 缺 齿 仍 在 运 行
!#主 轴 部 件 上 轴 承 因 长 期 使 用 使间 隙 增 大 或 轴 承 已 损 坏
’#主 电 动 机 上 的 轴 承 损 坏 或 无 润滑 油
(#主 传 动 齿 轮 箱 内 各 传 动 齿 轮 轴上 的 轴 向 锁 紧 螺 母 未 锁 到 位,引 起齿 轮 在 运 转 时 有 轴 向 窜 动 和 间 隙,
引 起 噪 声
"#调 整 与 检 修 主 传 动 齿 轮 箱 内 的 柱塞 泵,使 其 润 滑 畅 通,并 添 足 油 液
$#更 换 主 动 机 与 轴 % 联 轴 器 上 的 橡 胶圈,使 其 恢 复 其 弹 性 作 用
&#检 修 与 更 换 主 传 动 齿 轮 箱 内 已 损坏 的 齿 轮
!#检 查 和 更 换 主 轴 部 件 上 已 损 坏 的轴 承,并 注 意 对 其 间 隙 的 调 整
’#更 换 主 电 动 机 上 损 坏 的 轴 承 或 添加 润 滑 油,使 之 运 行 正 常
(#检 查 并 调 整 主 传 动 箱 各 传 动 轴 上的 锁 紧 螺 母 和 调 整 垫 圈 的 间 隙,使 得各 传 动 轴,齿 轮 运 转 平 稳
’
铣 削 时,进 给箱 内 有 响 声保 险 离 合 器 的 销 子 没 有 压 紧 调 整 保 险 离 合 并 压 紧 销 子
(
铣 头 变 速 运转 不 久 突 然停 车 且 铣 头主 轴 温 升 高而 烫 手
"#铣 头 主 轴 前 轴 承 无 润 滑 油 或 润滑 不 良
$#铣 头 部 件 装 配 时,主 轴 轴 承 间 隙过 小
"#调 整 或 加 强 对 铣 头 主 轴 各 轴 承 的润 滑,但 必 须 注 意 注 入 到 前 轴 承 的 润滑 油 不 能 过 多,否 则 会 引 起 铣 头 主 轴前 端 漏 油
$#重 新 调 整 铣 头 主 轴 部 件 各 轴 承 的间 隙,并 注 意 其 相 互 的 联 锁 作 用,调整 完 毕 后,应 通 过 试 车 和 测 定 轴 承 温度 及 主 轴 精 度,以 确 定 主 轴 轴 承 间 隙的 调 整 是 否 合 适 。 否 则,应 重 新 调 整
)
工 件 铣 削 后表 面 粗 糙 度值 达 不 到 要求
"#铣 头 主 轴 径 向 或 轴 向 间 隙 大,引起 铣 削 时 铣 头 径 向 跳 动 或 轴 向 窜动
$#主 轴 轴 承 因 长 期 使 用 后 磨 损 间隙 增 大,或 因 润 滑 不 良 引 起 轴 承 烧坏,运 转 时 达 不 到 精 度 要 求
&#刀 具 长 期 使 用 后 刃 口 磨 损
!#刀 具 牌 号 选 择 不 对
’#工 作 台 过 分 松 动,使 得 铣 削 时 产生 振 动
(#工 作 装 夹 不 合 理
)#铣 头 主 轴 转 速 选 择 不 合 理 和 进给 量 选 择 不 相 符
"#调 整 铣 头 主 轴 轴 承 的 轴 向 间 隙 和径 向 间 隙,使 铣 头 的 轴 向 间 隙 和 径 向间 隙 符 合 切 削 要 求
$#调 整 因 长 期 使 用 磨 损 而 产 生 的 轴承 间 隙,并 更 换 因 润 滑 不 良 而 烧 坏 的轴 承
&#及 时 刃 磨 刀 具,保 持 刃 口 锋 利
!#针 对 所 加 工 工 件 的 材 料 牌 号 而 选择 正 确 的 刀 具 牌 号
’#调 整 并 检 修 松 动 的 工 作 台,使 其 满足 工 件 的 加 工 要 求
(#合 理 装 夹 工 件,使 之 符 合 加 工 要 求
)#正 确 和 合 理 选 用 主 传 动 转 速 和 进给 量
·)()·
第 二 章 机 械 加 工 机 床序 号 故 障 内 容 故 障 原 因 分 析 故 障 排 除 与 检 修
!
工 件 接 刀 铣削 后 表 面 不平
"#床 身 立 柱 与 工 作 台 垂 直 度 不 符合 要 求
$#床 身 立 柱 导 轨 与 上 工 作 台 平 行度 不 符 合 要 求
%#工 件 基 准 选 择 得 不 对
"#检 查 床 身 立 柱 与 工 作 台 的 垂 直 度,
并 调 整 至 加 工 精 度 要 求
$#校 正 上 工 作 台 与 床 身 导 轨 的 平 行度
%#找 正 加 工 工 件 的 基 面
&
工 件 的 两 被加 工 面 之 间不 垂 直
"#床 身 立 柱 导 轨 与 工 作 台 垂 向 运动 的 几 何 精 度 超 差
$#升 降 台 压 板 螺 栓 松 动,造 成 升 降台 与 立 柱 导 轨 间 隙 增 大
%#升 降 台 与 立 柱 导 轨 间 镶 条 调 整得 过 紧 或 过 松,使 进 给 运 动 不 平 稳
’#工 件 装 夹 时 加 工 基 准 未 找 正,或加 工 基 面 与 工 作 台 间 有 杂 物
(#工 件 装 夹 在 夹 具 上 时,夹 具 角 度未 找 准
)#工 件 装 夹 不 牢,引 起 切 削 振 动,
松 动,或 窜 动,造 成 加 工 面 之 间 不垂 直
"#检 查 并 调 整 床 身 立 柱 导 轨 与 工 作台 垂 向 运 动 的 精 度,或 通 过 大 修,二级 保 养 等 措 施 修 复 机 床 的 几 何 精 度
$#重 新 锁 紧 压 板 螺 栓,并 使 升 降 台 与立 柱 导 轨 之 间 的 间 隙 适 当
%#调 整 升 降 台 与 立 柱 导 轨 间 镶 条 的间 隙,使 进 给 运 动 平 稳
’#批 准 被 加 工 工 件 的 基 面,注 意 装 夹时 的 清 洁 度 以 增 大 加 工 工 件 的 接 触面
(#使 用 工 装 夹 具 时,必 须 找 正 角 度 或夹 具 夹 角
)#装 夹 工 件 时,必 须 夹 牢
"*
工 件 的 两 被加 工 面 之 间不 平 行
"#铣 头 轴 心 线 与 上 工 作 台 不 垂 直
$#夹 具 与 工 件 基 准 面 之 间 或 工 作台 与 夹 具 基 面 间 夹 有 铁 屑,杂 物,
造 成 工 件 本 身 不 平
%#工 件 装 夹 不 牢 固,引 起 切 削 时 工件 松 动
’#机 床 几 何 精 度 太 差
"#校 正 上 工 作 台 与 铣 头 轴 心 线 的 垂直 度
$#安 装 夹 具 或 装 夹 工 件 时 要 细 致,清除 铁 屑 杂 物,修 磨 垫 块,保 证 工 件 装夹 平 行 稳 固
%#选 择 适 当 的 装 夹 方 法,使 工 件 装 夹牢 固
’#对 几 何 精 度 太 差 的 机 床,必 须 通 过大 修 或 二 级 保 养 来 恢 复 或 提 高 机 床的 几 何 精 度
""
主 轴 变 速 箱变 速 转 换 手柄 无 法 扳 动
"#由 于 长 期 使 用,竖 轴 与 相 配 合 的孔 被 油 污 或 研 起 的 毛 刺 涩 滞,使 竖轴 与 孔 咬 死
$#拨 叉 移 动 轴 弯 曲,造 成 其 在 孔 内滑 动 受 阻
%#扇 形 齿 轮 与 齿 条 卡 住
"#拆 下 竖 轴,进 行 清 洗 并 清 除 毛 刺,
使 之 活 动 自 如
$#更 换 或 校 直 拨 叉 移 动 轴
%#调 整,检 修 保 证 扇 形 齿 轮 与 齿 条 之间 应 有 *#"(++ 的 啮 合 间 隙,并 保 持啮 合 面 清 洁,不 得 有 铁 屑 或 其 它 杂 物
·!),·
第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具序 号 故 障 内 容 故 障 原 因 分 析 故 障 排 除 与 检 修
!"
工 作 台 或 升降 台 的 进 给运 动 出 现 明显 的 爬 行 现象
!#工 作 台 或 升 降 台 导 轨 副 严 重 磨损 或 由 于 污 垢 阻 滞,而 使 导 轨 副 的摩 擦 力 急 剧 增 大,造 成 导 轨 爬 行
"#纵 向,横 向,垂 直 丝 杠 螺 母 副 磨损,或 轴 承 润 滑 不 良,造 成 工 作 台,
横 向 滑 座 或 升 降 台 爬 行,甚 至 还 会出 现 咬 合 现 象
$#对 于 %&"’ 型 铣 床,由 于 钢 球 安全 离 合 器 调 整 过 松,离 合 器 的 钢 球产 生 打 滑 现 象,导 致 工 作 台 或 升 降台 出 现 爬 行 现 象 。 若 钢 球 安 全 离合 器 调 整 过 紧,则 离 合 器 将 会 失 去安 全 保 险 作 用
(#钢 球 安 全 离 合 器 中 部 分 弹 簧 疲劳 损 坏 或 滚 柱 被 夹 紧,使 安 全 离 合器 传 递 的 力 矩 减 小,从 而 使 工 作 台和 升 降 台 的 进 给 运 动 出 现 爬 行 现象
!#清 洗 并 修 刮 导 轨,增 加 对 导 轨 的 润滑 。 对 于 咬 毛 严 重 的 导 轨,则 应 焊 补或 通 过 二 级 保 养 来 恢 复 其 精 度
"#修 光 各 丝 杠 螺 母 副 的 磨 损 处,保 证轴 承 良 好 的 润 滑,更 换 磨 损 严 重 的 零件
$#调 整 钢 球 安 全 离 合 器 。 其 方 法 可通 过 螺 母 来 调 整 离 合 器 中 弹 簧 的 压力 和 间 隙,一 般 情 况 下 螺 母 与 齿 轮 的间 隙 为 )#(* )#&++
(#更 换 疲 劳 损 坏,断 裂 的 弹 簧 及 滚 柱
!$
变 速 时,主 轴变 速 箱 内 齿轮 有 沉 重 的撞 击 声,齿 轮有 时 啮 合 不上主 轴 电 动 机 的 冲 动 线 路 接 触 时 间过 长,造 成 冲 动 缓 慢 使 齿 轮 啮 合 失调调 整 主 轴 电 动 机 的 冲 动 线 路 接 触 时间,使 其 能 满 足 变 速 齿 轮 的 啮 合 要 求
!(
当 操 纵 手 柄拨 到 中 间 位置 时,进 给 停止,但 电 动 机仍 继 续 转 动横 向 及 升 降 进 给 控 制 凸 轮 下 的 终点 开 关 传 动 杠 杆 高 度 未 调 整 好调 整 压 在 终 点 开 关 上 的 杠 杆 高 度
!,
铣 床 在 作 进给 运 动 时,进给 箱 中 出 现沉 重 的 声 音,
摩 擦 片 温 度升 高,甚 至 冒烟摩 擦 片 的 总 间 隙 调 整 得 过 小,在 铣床 工 作 进 给 时,内 外 摩 擦 片 仍 然 要相 互 摩 擦,从 而 产 生 沉 重 的 声 音 和大 量 的 热 量适 当 调 松 摩 擦 片,使 摩 擦 片 的 总 间 隙控 制 在 "* $++
·-&.·
第 二 章 机 械 加 工 机 床序 号 故 障 内 容 故 障 原 因 分 析 故 障 排 除 与 检 修
!"
升 降 台 向 上,
向 下 及 工 作台 向 前 时,工作 正 常,但 向后 拨 动 操 纵时 拨 不 动 或拨 不 到 位升 降 台 下 降 限 位 撞 块 将 鼓 轮 连 杆撞 弯,当 手 柄 向 后 拨 动 时,鼓 轮 连杆 要 向 前 移 动,而 鼓 轮 连 杆 与 进 给箱 孔 的 间 隙 有 限,当 连 杆 弯 曲 处 移动 到 进 给 箱 孔 处,便 通 不 过 而 被 卡住校 直 或 更 换 鼓 轮 连 杆
!#
工 作 台 底 座横 向 移 动 时手 摇 沉 重
!$横 向 进 给 传 动 丝 杠 与 螺 母 同 轴度 差
%$丝 杠 受 意 外 冲 击 力 作 用 后 产 生弯 曲 变 形
!$调 整 横 向 移 动 螺 母 支 架,使 螺 母 与丝 杠 的 同 轴 度 误 差 在 &$&%’’ 内 。 然后,修 刮 螺 母 支 架 或 丝 杠 架 至 符 合 要求
%$校 直 弯 曲 的 丝 杠 或 更 换 无 法 校 直的 丝 杠,并 进 行 调 整四,万 能 分 度 头
（ 一 ） 分 度 头 的 用 途,结 构 及 传 动 系 统分 度 头 是 铣 床 的 常 用 一 种 附 件,特 别 是 在 单 件 小 批 生 产 和 设 备 修 理 车 间,广 泛 用来 扩 大 铣 床 的 工 艺 范 围 。 分 度 头 安 装 在 铣 床 工 作 台 上,工 件 支 承 在 分 度 头 主 轴 顶 尖与 尾 座 顶 尖 之 间 或 夹 持 在 卡 盘 上,可 完 成 以 下 工 作 。
!$使 工 件 绕 轴 线 回 转 一 定 的 角 度,完 成 等 分 或 不 等 分 的 圆 周 分 度 工 作 。 如 加 工六 角 头,方 头,齿 轮,花 键 轴,以 及 等 分 或 不 等 分 刀 齿 的 铰 刀 等 ；
%$通 过 配 换 挂 轮,由 分 度 头 带 动 工 件 连 续 旋 转,并 与 工 作 台 的 纵 向 进 给 运 动 相 配合,进 行 螺 旋 槽,螺 旋 齿 和 阿 基 米 德 螺 线 凸 轮 的 加 工 等 ；
($用 卡 盘 夹 持 工 件,使 工 件 轴 线 相 对 于 铣 床 工 作 台 倾 斜 一 所 需 角 度,以 加 工 与 工件 轴 线 相 交 成 一 定 角 度 的 平 面 和 沟 槽 等 。
)*!%+ 型 万 能 分 度 头 的 结 构 及 其 传 动 系 统 如 图,- % - %,所 示 。 分 度 头 主 轴 % 安装 在 鼓 形 壳 体,内,壳 体,的 两 侧 的 轴 颈 支 承 在 底 座,上,并 可 绕 轴 线 回 转,使 主 轴 在水 平 线 以 下 "/至 水 平 线 以 上 0+/范 围 内 调 整 所 需 的 角 度 。 主 轴 前 端 有 锥 孔,用 于 安 装顶 尖 !。 其 外 部 的 定 位 锥 面,作 为 三 爪 自 定 心 卡 盘 安 装 时 的 定 位 基 准 之 用 。 转 动 手 柄
!,经 传 动 比 为 !1! 的 齿 轮 和 !1,& 的 蜗 杆 副,可 带 动 主 轴 回 转 到 所 需 的 工 作 位 置 。 手柄 ! 在 分 度 时 转 过 的 周 数,由 插 销 " 所 对 应 的 分 度 盘 # 上 的 数 目 来 确 定 。 分 度 盘 在若 干 不 同 直 径 的 圆 周 上 分 布 着 不 同 的 孔 数,每 一 圆 周 上 分 布 的 小 孔 称 为 孔 圈 。
)*!%+ 型 发 度 头 带 有 三 块 分 度 盘 #,每 一 圈 孔 数 分 别 如 下,
第 一 块,!",%,,(&,("、,!、,#,+#,+0。
·&##·
第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具第 二 块,!",!#,!$,"","%,&",#’,(’。
第 三 块,!!,!),!%,"’,"),&%,#",("。
图 & * ! * "& +,’!# 型 分 度 头
’— 顶 尖 !— 分 度 头 主 轴 "— 刻 度 盘 &— 壳 体 #— 分 度 叉 (— 分 度 头 外 伸 轴
)— 分 度 盘 $— 底 座 %— 锁 紧 螺 钉 !— 插 销 "— 分 度 手 柄插 销 ! 可 在 分 度 手 柄 " 的 长 槽 中 沿 分 度 盘 径 向 调 整 位 置,使 插 销 能 插 入 不 同 孔数 的 孔 圈 内 。
（ 二 ） 分 度 方 法
’-直 接 分 度 法用 直 接 分 度 法 分 度 时,需 松 开 主 轴 锁 紧 机 构 （ 图 & * ! * "& 中 未 表 示 出 ）,脱 开 蜗杆 与 蜗 轮 的 啮 合,然 后 用 手 直 接 转 主 轴,主 轴 所 需 转 角 由 刻 度 盘 " 直 接 读 出 。 分 度 完毕 后,需 通 过 锁 紧 机 构 将 主 轴 锁 紧,以 免 加 工 时 转 动 。
直 接 分 度 法 一 般 用 于 加 工 精 度 要 求 不 高,且 分 度 数 较 少 如 !,",&,( 等 分 的 工 件 。
!-简 单 分 度 法分 度 数 目 较 多 时,可 用 简 单 分 度 法 分 度 。 分 度 前 应 使 蜗 杆 蜗 轮 啮 合 并 用 锁 紧 螺钉 % 将 分 度 盘 ) 锁 紧 。 选 好 分 度 盘 的 孔 圈 后,应 调 整 插 销 ! 对 准 所 选 用 的 孔 圈 。 分度 时,手 柄 每 次 应 转 过 的 转 数 计 算 如 下,
设 工 件 每 次 需 分 度 数 为 #,则 每 次 分 度 时 主 轴 应 转 ’,# 转 。 由 传 动 系 统 （ 图 & * !
* "&/） 得 分 度 手 柄 " 每 次 分 度 时 应 转 的 转 数 $
"
（ 0） 为
$
"
1
’
#
2
&3
’
2
’
’
1
&3
#
上 式 可 写 成 如 下 形 式
$
"
1
&3
#
1 % 4
&
’
（ ! * ’）
式 中 %— — — 每 次 分 度 时,手 柄 5 应 转 的 整 数 转 （ 当 # 6 &3,7 1 3） ；
·’))·
第 二 章 机 械 加 工 机 床
!— — — 所 选 用 孔 圈 的 孔 数 ；
"— — — 插 销 # 在 ! 个 孔 的 孔 圈 上 应 转 的 孔 距 数 。
例 ! " # 在 铣 床 上 利 用 分 度 头 分 度 加 工 $ $ !% 的 直 齿 圆 柱 齿 轮,用 简 单 分 度 法分 度,试 选 用 分 度 盘 孔 圈 并 确 定 分 度 手 柄 % 每 次 应 转 的 转 数 。
解,由 &
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第 二 块 分 度 盘 有 *+ 孔 的 孔 圈,第 三 块 则 有 &,孔 和 -! 孔 的 孔 圈,故 上 列 三 种 方 案 都 可用 。 现 选 用 *+ 孔 的 孔 圈,手 柄 % 每 次 应 转 一 整 转,再 转 & 个 孔 距 。
为 保 证 分 度 不 出 错 误,应 调 整 分 度 盘 上 的 分 度 叉 % 上 的 夹 角,使 其 内 缘 在 *+ 孔的 孔 圈 上 包 含 & ( # $ % 个 孔 （ 即 & 个 孔 距 ） 。 分 度 时,拨 出 插 销 #,转 动 手 柄 % 一 整 转,
再 转 分 度 叉 内 的 孔 距 数,然 后 重 新 将 插 销 插 入 孔 中 定 位 。 最 后,顺 时 针 转 动 分 度 叉,
使 其 左 叉 紧 靠 插 销,为 下 一 次 分 度 作 好 准 备 。
!.差 动 分 度 法由 于 分 度 盘 的 孔 圈 有 限,一 些 分 度 数 如 )!,+!,##! 等 不 能 与 &’ 约 简,选 不 到 合 适的 孔 圈,就 不 可 能 用 简 单 分 度 法 进 行 分 度 。 这 时,可 采 用 差 动 分 度 法 。 差 动 分 度 法 的工 作 原 理 如 下,
设 工 件 要 求 的 分 度 数 为 $,且 $ / &’,则 分 度 手 柄 % 每 次 应 转 过 &’0 $ 转,即 插 销 #
应 由 ) 点 转 到 * 点,用 * 点 定 位 （ 图 & " * " !%1） 。 但 因 * 点 处 没 有 相 应 的 孔 供 定 位,
故 不 能 用 简 单 分 度 法 分 度 。 为 了 借 用 分 度 盘 上 的 孔 圈,可 以 选 取 $
’
值 来 计 算 手 柄 %
的 转 数 。 这 $
’
值 应 与 $ 接 近,能 从 分 度 盘 上 直 接 选 到 相 应 的 孔 圈,或 能 与 &’ 约 简 后选 到 相 应 的 孔 圈 。 $
’
值 选 定 后,则 手 柄 % 的 转 数 为 &’0 $
’
,即 插 销 从 ) 点 转 到 + 点,
用 + 点 定 位 。 这 时,如 果 分 度 盘 固 定 不 动,则 手 柄 转 数 产 生 （ &’0 $— &’0 $
’
） 转 的 误 差 。
为 了 补 偿 这 一 误 差 。 需 在 分 度 头 主 轴 尾 端 插 一 根 心 轴
!
,并 在 轴
!
与 轴
"
之 间 配 上
’,0 -,挂 轮,使 手 柄 在 转 &’0 $
’
转 的 同 时,通 过 ’,0 -,挂 轮 和 #2# 的 圆 锥 齿 轮 副,使 分度 盘 也 相 应 地 转 动,以 使 3 点 的 小 孔 在 分 度 的 同 时 转 到 4 点 供 插 销 定 位 并 补 偿 上 述误 差 值 。 当 插 销 自 ) 点 转 &’0 $ 转 至 * 点 时,分 度 盘 应 补 充 转 动 （ &’0 $— &’0 $
’
） 转,以使 孔 恰 好 与 插 销 对 准 。 因 此,分 度 手 柄 与 分 度 盘 之 间 的 运 动 关 系 为,
手 柄 % 转 &’0 $ 转 — — — 分 度 盘 补 转 （ &’0 $— &’0 $
’
） 转则 传 动 链 平 衡 方 程 式 为
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5
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5
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第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具化 简 后 可 得 挂 轮 计 算 公 式 为
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（ %
#
$ %） （ %$ %）
式 中 &— — — 工 件 所 要 求 的 分 度 数 ；
%
#
— — — 选 定 的 分 度 数 。
图 "$ %$ &’ 差 动 分 度 原 理分 度 盘 应 从 哪 一 个 方 向 补 转,决 定 的 原 则 是,当 %
#
( % 时,分 度 手 柄 与 分 度 盘 的旋 转 方 向 应 相 同 ； 当 %
#
) % 时,分 度 手 柄 与 分 度 盘 的 旋 转 方 向 应 相 反 。
*+,%’ 型 万 能 分 度 头 带 有 模 数 - !,./’ 的 挂 轮,’ 个,其 齿 数 为,%"（ 两 个 ）,%0、
&%,"#,"","0,’1,1",/%,0#,0",01,21、,##。
例 &$ % 在 铣 床 上 利 用 *+,%’ 万 能 分 度 头 加 工 % !,#& 的 直 齿 圆 柱 齿 轮,试 确 定分 度 方 法 并 进 行 分 度 的 调 整 计 算 。
解,因 % !,#& 不 能 与 "# 化 简 。 且 选 不 到 孔 圈 数,故 确 定 用 差 动 分 度 法 进 行 分 度 。
,.初 取 %
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!,#%,则
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即 选 用 第 二 块 分 度 盘 的 ’,孔 孔 圈 为 依 据 进 行 分 度,每 次 分 度 手 柄 ( 应 转 %# 个孔 距 。
%.配 换 挂 轮 齿 数
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因 为 分 度 头 没 有 ’,齿 的 挂 轮,且 ’,又 不 能 与 %# 化 简,故 选 取 %
#
!,#% 不 适 合,
需 重 新 选 取 %
#
值 。
&.重 新 选 取 %
#
值选 取 %
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!,##,则
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第 二 章 机 械 加 工 机 床
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现 选 用 第 二 块 分 度 盘 的 %& 孔 孔 圈 为 依 据 进 行 分 度,手 柄 " 每 次 应 转 $# 个 孔 距 。
"’重 配 挂 轮 齿 数
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即 $ ! "+,’ ! "#,& ! % 视 挂 轮 结 构 情 况 可 共 用 一 个 齿 轮 。
因 #
#
,#,分 度 手 柄 与 分 度 盘 的 旋 转 方 向 应 相 反,故 其 传 动 比 为 负 值 。 此 时,应 在挂 轮 中 加 一 介 轮 如 图 " ( % ( )& 所 示 。
"’铣 螺 旋 槽 的 调 整 计 算在 万 能 升 降 台 铣 床 用 万 能 分 度 头 铣 螺 旋 槽 时,应 作 以 下 调 整 工 作 （ 见 图 " ( % (
)*）,
（ $） 用 顶 尖 将 工 件 支 承 在 分 度 头 主 轴 与 尾 座 之 间,使 工 作 台 绕 垂 直 轴 线 转 动 工 件的 螺 旋 角
!
,使 铣 刀 旋 转 平 面 与 工 件 螺 旋 槽 的 方 向 保 持 一 致,工 作 台 的 旋 转 方 向 根 据螺 旋 槽 的 方 向 决 定 ；
（ %） 在 工 作 台 纵 向 进 给 丝 杠 与 分 度 头 主 轴
!
之 间,选 配 一 组 挂 轮,使 工 作 台 带 动工 件 纵 向 进 给 的 同 时,将 丝 杠 的 运 动 由 挂 轮 组 $
$
- &
$
,%
$
- ’
$
传 给 分 度 头 输 入 轴
"
、
经 分 度 头 主 轴 使 工 件 旋 转,以 实 现 工 件 在 纵 向 移 动 的 同 时 绕 自 身 轴 线 作 旋 转 运 动 。
图 " ( % ( )* 铣 螺 旋 槽 的 调 整 计 算挂 轮 组 的 配 换 齿 轮 根 据 丝 杠 — — — 工 件 两 端 件 的 运 动 关 系,设 工 件 螺 旋 槽 的 导 程为 (,铣 床 纵 向 丝 杠 的 导 程 为 (
丝
。 当 工 作 台 和 工 件 移 动 导 程 ( 距 离 时,即 纵 向 丝 杠转 ( - (
丝时,工 件 应 转 一 转,铣 刀 在 工 件 表 面 切 出 导 程 为 ( 的 螺 旋 槽 。 根 据 图 " ( %
( )*/ 传 动 系 统 图,可 列 出 运 动 平 衡 方 程 式,
(
(
丝
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)+
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.
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)+
.
$
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工 件
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第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具化 简,得 置 换 公 式
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丝
%
式 中 %
丝
— — — 工 作 台 纵 向 丝 杠 导 程 （ %%） ；
%— — — 工 件 螺 旋 槽 导 程 （ %%） 。
（ &） 对 多 条 螺 旋 槽 的 工 件 （ 如 麻 花 钻,螺 旋 铣 刀 等 ）,每 加 工 完 一 条 槽 后,应 将 工 件退 回 原 始 加 工 位 置,拨 出 分 度 盘 上 的 插 销 & 使 分 度 主 轴 和 纵 向 进 给 丝 杠 断 开 运 动 联系,通 过 分 度 头 作 周 期 性 分 度 。
第 三 节 磨 床一,概 述磨 床 类 机 床 是 以 磨 料,磨 具 （ 砂 轮 ）,砂 带,油 石,研 磨 料 为 工 具 进 行 磨 削 加 工 的 机床,它 们 是 由 于 精 加 工 和 硬 表 面 加 工 的 需 要 而 发 展 起 来 的 。
磨 床 （ ’()*+,(） 广 泛 用 于 零 件 表 面 的 精 加 工,尤 其 是 淬 硬 钢 件 和 高 硬 度 特 殊 材 料的 精 加 工 。 磨 削 加 工 较 易 获 得 高 的 加 工 精 度 和 小 的 表 面 粗 糙 度 值,在 一 般 加 工 条 件下,精 度 为 -./ 0 -.1 级,表 面 粗 糙 度 为 ’!$2&3 0 ’!!23/
!
%； 在 高 精 度 外 圆 磨 床 上 进行 精 密 磨 削 时,尺 寸 精 度 可 达 $23
!
%,圆 度 可 达 $2! %,表 面 粗 糙 度 可 控 制 到 ’! $2$!
!
%； 精 密 平 面 磨 削 的 平 面 度 可 达 !$$$4$2$$!/。 近 年 来,由 于 科 学 技 术 的 发 展,对 机器 及 仪 器 零 件 的 精 度 和 表 面 粗 糙 度 要 求 越 来 越 高,各 种 高 硬 度 材 料 应 用 日 益 增 多,同时,由 于 磨 削 本 身 工 艺 水 平 的 不 断 提 高,所 以 磨 床 的 使 用 范 围 日 益 扩 大,在 金 属 切 削机 床 中 所 占 的 比 重 不 断 上 升 。 目 前 在 工 业 发 达 国 家 中,磨 床 在 金 属 切 削 机 床 中 所 占的 比 重 约 为 &$5 0 #$5。
为 了 适 应 磨 削 各 种 加 工 表 面,工 件 形 状 及 生 产 批 量 要 求,磨 床 的 种 类 很 多,其 中主 要 类 型 有 以 下 几 种 。
!
外 圆 磨 床 。 包 括 万 能 外 圆 磨 床,外 圆 磨 床,无 心 外 圆 磨 床 等 。
"
内 圆 磨 床 。 包 括 普 通 内 圆 磨 床,无 心 内 圆 磨 床 等 。
#
平 面 磨 床 。 包 括 卧 轴 矩 台 平 面 磨 床,立 轴 矩 台 平 面 磨 床,卧 轴 圆 台 平 面 磨 床,
立 轴 圆 台 平 面 磨 床 等 。
$
工 具 磨 床 。 包 括 工 具 曲 线 磨 床,钻 头 沟 槽 磨 床,丝 锥 沟 槽 磨 床 等 。
%
刀 具 刃 磨 磨 床 。 包 括 万 能 工 具 磨 床,拉 刀 刃 磨 床,滚 刀 刃 磨 床 等 。
&
各 种 专 门 化 磨 床 。 它 是 专 门 用 于 磨 削 某 一 类 零 件 的 磨 床,如 曲 轴 磨 床,凸 轮 轴
·/66·
第 二 章 机 械 加 工 机 床磨 床,花 键 轴 磨 床,球 轴 承 套 圈 沟 磨 床,活 塞 环 磨 床,叶 片 磨 床,导 轨 磨 床,中 心 孔 磨 床等 。
!
其 他 磨 床 。 如 珩 磨 床,研 磨 机,抛 光 机,超 精 加 工 机 床,砂 轮 机 等 。
在 生 产 中 应 用 最 广 泛 的 是 外 圆 磨 床,内 圆 磨 床 和 平 面 磨 床 三 类 。
目 前,数 控 磨 床 的 应 用 也 在 发 展 。 现 代 磨 床 主 要 发 展 趋 势 是,提 高 机 床 的 加 工 效率,提 高 机 床 的 自 动 化 程 度 以 及 进 一 步 提 高 机 床 的 加 工 精 度 和 减 小 表 面 粗 糙 度 值 。
二,!"#$%& 型 万 能 外 圆 磨 床
!"#$%& 型 磨 床 是 普 通 精 度 级 万 能 外 圆 磨 床,主 要 用 于 磨 削 圆 柱 形 或 圆 锥 形 的 内外 圆 表 面,还 可 以 磨 削 阶 梯 轴 的 轴 肩 和 端 平 面 。 该 机 床 的 工 艺 范 围 较 广,但 磨 削 效 率不 够 高,适 用 于 单 件 小 批 生 产,常 用 于 工 具 车 间 和 机 修 车 间 。
（ 一 ） 机 床 的 组 成 和 主 要 技 术 规 格如 图 # ’ % ’ $( 所 示,!"#$%& 型 万 能 外 圆 磨 床 由 床 身 ",工 件 头 架 %,工 作 台 ),内磨 装 置 $,砂 轮 架 #,尾 座 * 和 由 工 作 台 手 摇 机 构,横 向 进 给 机 构,工 作 台 纵 向 往 复 运 动液 压 控 制 板 等 组 成 的 控 制 箱 ( 等 主 要 部 件 组 成 。 在 床 身 顶 面 前 部 的 纵 向 导 轨 上 装 有工 作 台 ),台 面 上 装 有 工 件 头 架 % 和 尾 座 +。 被 加 工 工 件 支 承 在 头,尾 架 顶 尖 上,或 用头 架 上 的 卡 盘 夹 持,由 头 架 上 的 传 动 装 置 带 动 旋 转,实 现 圆 周 进 给 运 动 。 尾 架 在 工 作台 上 可 左 右 移 动 以 调 整 位 置,适 应 装 夹 不 同 长 度 工 件 的 需 要 。 工 作 台 由 液 压 传 动 驱动,使 其 沿 床 身 导 轨 作 往 复 移 动,以 实 现 工 件 的 纵 向 进 给 运 动 ； 也 可 用 手 轮 操 作,作 手动 进 给 或 调 整 纵 向 位 置 。 工 作 台 由 上 下 两 层 组 成,上 工 作 台 可 相 对 于 下 工 作 台 在 水平 面 内 偏 转 一 定 角 度 （ 一 般 不 大 于,"-.）,以 便 磨 削 锥 度 不 大 的 锥 面 。 砂 轮 架 # 由 主轴 部 件 和 传 动 装 置 组 成,安 装 在 床 身 顶 面 后 部 的 横 向 导 轨 上,利 用 横 向 进 给 机 构 可 实现 横 向 进 给 运 动 以 及 调 整 位 移 。 装 在 砂 轮 架 上 的 内 磨 装 置 $ 用 于 磨 削 内 孔,其 内 圆磨 具 由 单 独 的 电 动 机 驱 动 。 磨 削 内 孔 时,应 将 内 磨 装 置 翻 下 。 万 能 外 圆 磨 床 的 砂 轮架 和 头 架 都 可 绕 垂 直 轴 线 转 动 一 定 角 度,以 便 磨 削 锥 度 较 大 的 锥 面 。
此 外,在 床 身 内 还 有 液 压 传 动 装 置,在 床 身 左 后 侧 有 冷 却 液 循 环 装 置 。
!"#$%& 型 万 能 外 圆 磨 床 的 主 要 技 术 规 格 如 下,
外 圆 磨 削 直 径 为
!
) /
"
$%-00,最 大 外 圆 磨 削 长 度 有 "---00,"+--00,%---00 三种 规 格 ； 内 孔 磨 削 直 径 为
!
$ /
!
"--00,最 大 内 孔 磨 削 长 度 为 "%+00； 外 圆 磨 削 时 砂 轮转 速 为 "*(-12034； 内 圆 磨 削 时 砂 轮 转 速 有 "----12034,"+---12034 两 种 。
（ 二 ） 典 型 加 工 方 法图 # ’ % ’ $) 磨 床 上 几 种 典 型 表 面 的 加 工 示 意 图 。 分 析 这 几 种 典 型 表 面 的 加 工情 况 可 知,机 床 应 具 有 下 列 运 动,磨 外 圆 时 砂 轮 的 旋 转 主 运 动 !
5； 磨 内 孔 时 砂 轮 的 旋转 主 运 动 !
5； 工 件 旋 转 圆 周 进 给 运 动 !
6； 工 件 往 复 作 纵 向 进 给 运 动 "
7； 砂 轮 横 向 进 给运 动 "
1
（ 往 复 纵 磨 时 为 周 期 间 隙 进 给 ； 切 入 磨 削 时 连 续 进 给 ） 。
·*((·
第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具图 !" #" $% &’!$#( 型 万 能 外 圆 磨 床
’— 床 身 #— 工 件 头 架 $— 内 圆 磨 具 !— 砂 轮 架 )— 尾 座
*— 滑 板 %— 控 制 箱 +— 工 作 台图 !" #" $+ 万 能 外 圆 磨 床 典 型 加 工 示 意 图
（,） 纵 磨 法 磨 外 圆 柱 面 （ -） 扳 转 工 作 台 用 纵 磨 法 磨 长 圆 锥 面
（,） 扳 转 砂 轮 架 用 切 入 法 磨 短 圆 锥 面 （ /） 扳 转 头 架 用 纵 磨 法 磨 内 圆 锥 面此 外,机 床 还 具 有 两 个 辅 助 运 动,为 装 卸 和 测 量 工 件 方 便 所 需 的 砂 轮 架 横 向 快 速进 退 运 动 ； 为 装 卸 工 件 所 需 要 的 尾 座 套 筒 的 伸 缩 移 动 。
（ 三 ） 机 床 的 机 械 传 动 系 统
&’!$#( 型 万 能 外 圆 磨 床 各 部 件 的 运 动,由 液 压 和 机 械 传 动 装 置 来 实 现 。 其 中 工作 台 纵 向 直 线 进 给 运 动,砂 轮 架 的 快 速 前 进 和 后 退,砂 轮 架 丝 杠 螺 母 副 间 隙 消 除 机 构以 及 工 作 台 的 液 压 传 动 与 手 动 互 锁 机 构 等 均 由 液 压 传 动 配 合 机 械 装 置 来 实 现,其 他
·%%%·
第 二 章 机 械 加 工 机 床运 动 都 由 机 械 传 动 系 统 来 完 成 。 图 !" #" $% 为 &’!$#( 型 万 能 外 圆 磨 床 的 机 械 传 动系 统 图 。
图 !" #" $% &’!$#( 型 万 能 外 圆 磨 床 的 机 械 传 动 图
·)**·
第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具
!"砂 轮 主 轴 的 旋 转 主 运 动砂 轮 主 轴 由 !##$%&’(),#*+ 的 主 电 动 机 驱 动,经 四 根,型 带 直 接 传 动,使 主 轴 获得 !-.$%&’() 的 转 速 。
/"内 圆 磨 具 主 轴 的 旋 转 主 运 动内 圆 磨 具 主 轴 由 内 磨 装 置 上 的 /0#$%&’(),!"!*+ 的 电 动 机 驱 动,经 平 行 带 直 接传 动,可 更 换 带 轮,使 主 轴 获 得 !$$$$%&’() 和 !1$$$%&’() 两 种 转 速 。
2"工 件 头 架 主 轴 的 圆 周 进 给 运 动工 件 头 架 主 轴 由 双 速 电 动 机 （,$$&!21$%&’(),$"11 3 !"!*+） 驱 动,经,型 带 塔 轮的 两 级 带 传 动,使 头 架 主 轴 带 动 工 件 实 现 圆 周 进 给 运 动 。
#"工 作 台 的 运 动工 作 台 的 纵 向 进 给 运 动 是 由 液 压 系 统 来 实 现 的 。 调 整 机 床 及 磨 削 阶 梯 轴 的 台 阶时,工 作 台 还 可 由 手 轮 ! 驱 动 。
机 构 中 设 置 一 互 锁 油 缸,当 工 作 台 液 压 传 动 时,互 锁 油 缸 上 腔 通 压 力 油,使 齿 轮
4
!0
与 "
./
脱 开,手 动 纵 向 直 线 移 动 不 起 作 用 ； 当 工 作 台 不 用 液 压 传 动 时,互 锁 油 缸 上 腔通 油 池,在 互 锁 油 缸 内 弹 簧 的 作 用 下,使 齿 轮 "
!0
与 "
./
重 新 啮 合 传 动,转 动 手 轮 !,经齿 轮 副
!1
./
和
!0
./
,"
!0
齿 轮 及 齿 条,实 现 工 作 台 手 动 纵 向 直 线 移 动 。
1"砂 轮 架 的 横 向 进 给横 向 进 给 运 动,可 通 过 摇 动 手 轮 # 来 实 现,也 可 由 进 铅 液 压 缸 的 柱 塞 $ 驱 动,实现 周 期 性 的 自 动 进 给 。 传 动 路 线 表 达 式 为手 轮 （ 手 动 进 给 ）
进 给 油 缸 柱 塞 $
{ }
（ 自 动 进 给 ）
5
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1$
1$
（ %
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粗 进 给 ）
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细 进 给 ）
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5
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00
5 横 向 进 给 红 杠
（ 四 ） 机 床 的 主 要 部 件 结 构
!"主 轴 部 件
（ !） 砂 轮 架 。 砂 轮 架 由 壳 体,砂 轮 主 轴 及 其 轴 承,传 动 装 置 与 滑 板 等 组 成 。 砂 轮主 轴 及 其 支 承 部 分 的 结 构 将 直 接 影 响 工 件 的 加 工 精 度 和 表 面 粗 糙 度,因 而 是 砂 轮 架部 件 的 关 键 部 分,它 应 保 证 砂 轮 主 轴 有 较 高 的 旋 转 精 度,刚 度,抗 振 性 及 耐 磨 性 。
图 # 5 / 5 #$ 所 示 的 砂 轮 架 中,砂 轮 主 轴 1 以 两 端 锥 体 定 位,前 端 通 过 压 盘 ! 安 装砂 轮,后 端 通 过 锥 体 安 装 带 轮 !2。 主 轴 的 前,后 支 承 均 采 用,短 三 瓦,动 压 滑 动 轴 承,
每 个 轴 承 由 均 布 在 圆 周 上 的 三 块 扇 形 轴 瓦 !6 组 成 。 每 块 轴 瓦 都 支 承 在 球 头 螺 钉 /$
的 球 形 端 头 上,由 于 球 头 中 心 在 周 向 偏 离 轴 瓦 对 称 中 心,当 主 轴 高 速 旋 转 时,在 轴 瓦与 主 轴 颈 之 间 形 成 三 个 楔 形 缝 隙,于 是 在 三 块 轴 瓦 处 形 成 三 个 压 力 油 楔,砂 轮 主 轴 在三 个 油 楔 压 力 作 用 下,悬 浮 在 轴 承 中 心 而 呈 纯 液 体 摩 擦 状 态 。 调 整 球 头 螺 钉 的 位 置,
即 可 调 整 主 轴 轴 颈 与 轴 瓦 之 间 的 间 隙 。 通 常 间 隙 应 保 持 $"$! 3 $"$/’’。 调 整 好 以
·6..·
第 二 章 机 械 加 工 机 床后,用 螺 套 !" 和 锁 紧 螺 钉 !! 锁 紧,以 防 止 球 头 螺 钉 松 动 而 改 变 轴 承 间 隙,最 后 用 封口 螺 钉 !# 密 封 。
图 $% !% $& ’"$#!( 型 外 圆 磨 床 砂 轮 架 结 构
"— 压 盘 !,)— 轴 承 盖 #,*— 动 压 滑 动 轴 承 $— 壳 体 +— 砂 轮 主 轴,— 主 电 动 机
-— 止 推 环 "&— 推 力 轴 承 ""— 弹 簧 "!— 调 节 螺 钉 "#— 带 轮 "$— 销 子
"+— 刻 度 盘 ",— 滑 鞍 "*— 定 位 轴 销 "-— 半 螺 母 ")— 扇 形 轴 瓦
!&— 球 头 螺 钉 !"— 螺 套 !!— 锁 紧 螺 钉 !#— 封 口 螺 钉砂 轮 主 轴 + 由 止 推 环 - 和 推 力 球 轴 承 "& 作 轴 向 定 位,并 承 受 左 右 两 个 方 向 的 轴向 力 。 推 力 球 轴 承 的 间 隙 由 装 在 带 轮 内 的 六 根 弹 簧 "" 通 过 销 子 "$ 自 动 消 除 。
·&-*·
第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具砂 轮 工 作 时 的 圆 周 速 度 很 高,为 了 保 证 砂 轮 运 转 平 稳,采 用 带 传 动 直 接 传 动 砂 轮主 轴 。 装 在 主 轴 上 的 零 件 都 经 仔 细 校 正 静 平 衡,整 个 主 轴 部 件 还 要 经 过 动 平 衡 校 正 。
砂 轮 架 壳 体 ! 内 装 润 滑 油 来 润 滑 主 轴 轴 承 （ 通 常 用 " 号 主 轴 油 并 经 严 格 过 滤 ）,
油 面 高 度 可 通 过 油 标 观 察 。 主 轴 两 端 采 用 橡 胶 油 封 实 现 密 封 。
砂 轮 架 壳 体 用 # 型 螺 钉 紧 固 在 滑 板 $% 上,它 可 绕 滑 板 上 的 定 位 轴 销 $& 回 转 一 定角 度,以 磨 削 锥 度 大 的 短 锥 体 。 磨 削 时,通 过 横 向 进 给 机 构 和 半 螺 母 $’,使 滑 板 带 着砂 轮 架 沿 横 向 滚 动 导 轨 作 横 向 进 给 运 动 或 快 速 进 退 移 动 。
（ "） 内 磨 装 置 。 万 能 外 圆 磨 床 除 能 磨 削 外 回 转 面 外,还 可 磨 削 内 孔,所 以 设 有 内磨 装 置,见 图 ! ( " ( !$。 内 磨 装 置 通 常 以 铰 链 连 接 方 式 装 在 砂 轮 架 的 前 上 方,使 用 时翻 下,如 图 ! ( " ( !$ 所 示 位 置 ； 不 用 时 翻 向 上 方,如 图 ! ( " ( )& 所 示 位 置 。 为 了 保 证工 作 安 全,机 床 上 设 有 电 气 连 锁 装 置,当 内 磨 装 置 翻 下 时,压 下 相 应 的 行 程 开 关 并 发出 电 气 信 号,使 砂 轮 架 不 能 前 后 快 速 移 动,且 只 有 在 这 种 情 况 下 才 能 起 动 内 磨 装 置 的电 动 机,以 防 止 工 作 过 程 中 因 误 操 作 而 发 生 意 外 。
图 ! ( " ( !$ 内 磨 装 置
$— 接 长 轴 ",!— 套 筒 )— 弹 簧内 圆 磨 具 是 磨 内 孔 用 的 砂 轮 主 轴 部 件 。 它 做 成 独 立 的 部 件,安 装 在 支 架 的 孔 中,
可 以 很 方 便 地 进 行 更 换 。 通 常 每 台 万 能 外 圆 磨 床 备 有 几 套 尺 寸 与 极 限 工 作 转 速 不 同的 内 圆 磨 具,供 磨 削 不 同 直 径 的 内 孔 时 选 用 。 内 磨 主 轴 前 后 支 承 各 为 两 个 角 接 触 球轴 承,均 匀 分 布 的 ’ 个 弹 簧 ) 的 作 用 力 通 过 套 筒 " 和 ! 顶 紧 轴 承 外 圈 。 当 轴 承 磨 损 产生 间 隙 或 主 轴 受 热 伸 长 时,由 弹 簧 自 动 补 偿 调 整,从 而 保 证 了 主 轴 轴 承 的 高 刚 度 和 稳定 的 预 紧 力 。 主 轴 的 前 端 有 一 莫 氏 锥 孔,可 根 据 磨 削 孔 的 深 度 安 装 不 同 的 接 长 轴 $；
后 端 有 一 外 锥 面,以 安 装 平 带 轮,由 电 动 机 通 过 平 带 直 接 传 动 主 轴 。
"*工 件 头 架工 件 头 架 结 构 见 图 ! ( " ( !" 所 示,头 架 主 轴 和 前 顶 尖 根 据 不 同 的 加 工 情 况,可以 转 动 或 固 定 不 动 。
（ $） 工 件 支 承 在 前,后 顶 尖 上 （ 图 ! ( " ( !"（ +） ）,拨 盘,的 拨 杆 & 拨 动 工 件 夹 头,使工 件 旋 转,这 时 头 架 主 轴 和 前 顶 尖 固 定 不 动 。 固 定 主 轴 的 方 法 是 拧 紧 螺 杆 ",使 摩 擦环 $ 顶 紧 主 轴 后 端,则 主 轴 及 前 顶 尖 固 定 不 动,避 免 了 主 轴 回 转 精 度 误 差 对 加 工 精 度的 影 响 。
（ "） 用 三 爪 自 定 心 或 四 爪 单 动 卡 盘 装 夹 工 件 。 这 时,在 头 架 主 轴 前 端 安 装 卡 盘
·$’&·
第 二 章 机 械 加 工 机 床
（ 图 !（ !" #" !#（ $） ）,卡 盘 固 定 在 法 兰 盘 ## 上,法 兰 盘 ## 装 在 主 轴 的 锥 孔 中,并 用 拉杆 拉 紧 。 运 动 由 拨 盘 % 经 拨 销 #& 带 动 法 兰 盘 ## 及 卡 盘 旋 转,于 是,头 架 主 轴 由 法 兰盘 ## 带 动,也 随 之 一 起 转 动 。
图 !" #" !# 头 架
&— 摩 擦 环 #— 螺 杆 ’,&&— 轴 承 盖 !,(,)— 隔 套 *— 电 动 机 +— 拨 杆 %— 拨 盘
&,— 头 架 主 轴 &#— 带 轮 &’— 偏 心 套 &!— 壳 体 &(— 底 座 &*— 轴 销
&+— 销 子 &)— 固 定 销 &%— 拨 块 #,— 拉 杆 #&— 拨 销 ##— 法 兰 盘
（ ’） 自 磨 主 轴 顶 尖 。 此 时 将 主 轴 放 松,把 主 轴 顶 尖 装 入 主 轴 锥 孔,同 时 用 拨 块 &%
将 拨 盘 % 和 主 轴 &,相 连 （ 图 !" #" !#（ -） ）,使 拨 盘 % 直 接 带 动 主 轴 和 顶 尖 旋 转,依 靠机 床 自 身 修 磨 以 提 高 工 件 的 定 位 精 度 。
头 架 体 &! 可 绕 底 座 &( 上 的 轴 销 &* 转 动,调 整 头 架 角 度 位 置 的 范 围 为,./ *,.。
三,01&’#,2 型 数 控 外 圆 磨 床
01&’#,2 型 数 控 外 圆 磨 床 适 用 于 磨 削 外 圆 柱 面,圆 锥 面,轴 向 端 面 和 多 台 阶 轴 工件,机 床 加 工 精 度 和 磨 削 粗 糙 度 稳 定 达 到 有 关 数 控 外 圆 磨 床 的 标 准 。 机 床 广 泛 用 于工 具,机 修 车 间 及 中 小 批 量 生 产 的 生 产 车 间 中 。
·#)+·
第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具
（ 一 ） 机 床 的 主 要 组 成 部 件如 图 （ !" #" !$） 所 示,%&’$#() 型 数 控 外 圆 磨 床 主 要 由 床 身,下 工 作 台,上 工 作台,头 架,砂 轮 架 主 轴,尾 座,控 制 箱,检 测 箱 和 操 作 台 等 组 成,配 置 了 *)+,- " ( 数 控系 统 。 其 中,砂 轮 架,头 架 和 工 作 台 均 可 转 动 调 整 ； 砂 轮 架 主 轴 的 ! 向 运 动 （ 砂 轮 横 向进 给 ） 由 伺 服 电 动 机 通 过 滚 珠 丝 杠 螺 母 副 直 接 拖 动,系 统 分 辨 率 为 (.((’//,并 带 有砂 轮 自 动 修 正,补 偿,砂 轮 过 载 保 护 和 卡 盘 禁 区 保 护 等 功 能 ； 床 身 与 工 作 台 面 间 导 轨为 贴 塑 导 轨,摩 擦 系 数 小 。
图 !" #" !$ %&’$#() 型 数 控 外 圆 磨 床
’— 床 身 #— 下 工 作 台 $— 上 工 作 台 !— 头 架 0— 砂 轮 架 主 轴
1— 尾 座 2— 控 制 箱 3— 检 测 箱 4— 操 作 台机 床 装 有 端 面 测 量 仪 和 外 圆 测 量 仪 。 端 面 测 量 仪 可 测 定 工 件 轴 向 位 置,并 将 测定 值 输 入 数 控 系 统,系 统 自 动 进 行 数 据 处 理 后 发 出 信 号,使 " 向 （ 工 作 台 纵 向 进 给 ） 伺服 电 动 机 转 动,通 过 带 动 滚 珠 丝 杠 螺 母 副 带 动 工 作 台 到 达 给 定 位 置 。 这 种 控 制 方 式需 要 测 量 仪 表 和 数 控 系 统 的 支 持,当 不 具 备 这 一 条 件 时,则 需 要 头 架 主 轴 作 轴 向 自 动
（ 机 械 方 式 ） 调 整,从 而 使 工 件 轴 向 位 置 到 达 初 始 设 定 位 置 。 外 圆 测 量 仪 的 两 根 测 量杆 一 直 卡 在 工 件 的 被 检 测 轴 颈 上,在 加 工 中,一 边 磨 削 一 边 检 测 磨 削 余 量 的 大 小,发出 粗,精 磨 削 和 光 整 磨 削 的 信 号,通 过 数 控 系 统 及 伺 服 电 动 机 实 现 砂 轮 架 ! 向 进 给的 快,慢,停 和 退 等 动 作,使 磨 削 工 件 的 尺 寸 稳 定 地 达 到 要 求 。
（ 二 ） 机 床 主 要 技 术 参 数
%&’$#() 型 数 控 外 圆 磨 床 的 主 要 技 术 参 数 如 下,
最 大 磨 削 长 度 0((// 中 心 高 ’#0//
·$32·
第 二 章 机 械 加 工 机 床磨 削 直 径 范 围 !"#$$%% 机 床 尺 寸 #$$$%%&’(#$%%&’)$$%%
工 作 精 度圆 度 $*$$+%% 粗 糙 度 !" $*(
!
%
工 作 台最 大 移 动 量,,$%% 移 动 速 度 $*’ " (%-%./
脉 冲 当 量 $*$$’%%-脉 冲 上 工 作 台 回 转 角 度 0 12 " 3,2
砂 轮 架最 大 移 动 量 ’,$%% 主 轴 转 速 ##+$4-%./,’!(,4-%./
脉 冲 当 量 $*$$’%%-脉 冲 最 大 砂 轮 直 径 线 速 度 (,%- 5,+,%- 5
头 架拨 盘 转 速 ($ ",$$4-%./ 头 架 主 轴 最 大 移 动 量 #*,%%
头 架 主 轴 锥 孔 莫 氏 锥 度 + 号尾 座顶 尖 套 筒 的 最 大 移 动 量 #,%% 顶 尖 套 筒 锥 孔 莫 氏 锥 度 + 号第 四 节 齿 轮 加 工 机 床齿 轮 加 工 机 床 是 用 来 加 工 各 种 齿 轮 轮 齿 的 机 床 。 由 于 齿 轮 传 动 具 有 传 动 比 准确,传 动 效 率 较 高,可 靠 耐 用 等 优 点,其 应 用 极 为 广 泛 。 随 着 科 学 技 术 的 不 断 发 展,对齿 轮 的 传 动 精 度 和 圆 周 进 给 速 度 等 的 要 求 也 越 来 越 高,因 而 齿 轮 加 工 机 床 已 成 为 机械 制 造 业 中 一 种 重 要 的 技 术 装 备 。
一,概 述
（ 一 ） 齿 轮 加 工 机 床 的 工 作 原 理齿 轮 加 工 机 床 的 种 类 繁 多,构 造 各 异,加 工 方 法 也 不 相 同,但 根 据 加 工 原 理 的 不同 可 分 为 成 形 法 和 展 成 法 两 类 。
’*成 形 法成 型 法 加 工 齿 轮 所 采 用 的 刀 具 为 成 形 刀 具,其 刀 刃 形 状 与 被 切 齿 轮 齿 槽 的 截 面形 状 相 同,例 如 在 铣 床 上 用 盘 形 或 指 形 齿 轮 铣 刀 铣 削 齿 轮 （ 见 图 ( 3 # 3 ((）,在 刨 床 或插 床 上 用 成 形 刀 具 加 工 齿 轮 。
在 使 用 一 把 成 形 刀 具 加 工 齿 轮 时,每 次 只 加 工 一 个 齿 槽,然 后 用 分 度 装 置 进 行 分度,依 次 加 工 下 一 个 齿 槽,直 至 全 部 轮 齿 加 工 完 毕 。 这 种 加 工 方 法 的 优 点 是 机 床 较 简单,可 以 采 用 通 用 机 床 加 工,缺 点 是 加 工 齿 轮 的 精 度 低 。 因 为 加 工 某 一 模 数 的 齿 轮,
一 般 配 有 一 套 齿 轮 盘 铣 刀 供 选 用,通 常 一 套 只 有 八 把,每 把 铣 刀 有 它 规 定 的 铣 齿 范 围
（ 表 ( 3 # 3 6）,而 铣 刀 的 齿 形 曲 线 是 按 该 范 围 内 最 小 齿 数 的 齿 形 制 造 的,因 而 对 其 他
·(!6·
第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具齿 数 的 齿 轮,均 存 在 着 不 同 程 度 的 齿 形 误 差 ； 另 外,加 工 时 分 度 装 置 的 分 度 误 差,还 会引 起 分 齿 不 均 匀,所 以 其 加 工 精 度 不 高 。 此 外,这 种 方 法 生 产 率 较 低,因 而 只 适 用 于加 工 单 件 小 批 生 产 中 的 一 些 低 速,低 精 度 的 齿 轮 。
图 ! " # " !! 成 型 法 加 工 齿 轮表 ! " # " $ 齿 轮 铣 刀 的 刀 号刀 号 % # & ! ’ ( $ )
加 工 齿 数 范 围 %# * %& %! * %( %$ * #+ #% * #’ #( * &! &’ * ’! ’’ * %&! %&’ 以 上在 大 批 大 量 生 产 中,也 可 采 用 多 齿 廓 成 形 刀 具 来 加 工 齿 轮,如 用 齿 轮 拉 刀,齿 轮推 刀 或 多 齿 刀 盘 等 刀 具 同 时 加 工 出 齿 轮 的 各 个 齿 槽 。
#,展 成 法展 成 法 加 工 齿 轮 是 利 用 齿 轮 的 啮 合 原 理 进 行 的,即 把 齿 轮 啮 合 副 （ 齿 条 — — — 齿 轮或 齿 轮 — — — 齿 条 ） 中 的 一 个 制 作 为 刀 具,另 一 个 则 作 为 工 件 （ 齿 坯 ）,并 强 制 刀 具 和 齿坯 作 严 格 的 啮 合 运 动 而 在 齿 坯 上 展 成 切 出 齿 廓 。 下 面 以 滚 齿 加 工 为 例 加 以 进 一 步 的说 明 。
在 滚 齿 机 上 滚 齿 加 工 的 过 程,相 当 于 一 对 螺 旋 齿 轮 互 相 啮 合 运 动 的 过 程 （ 图 ! " #
" !’（ -） ）,只 是 其 中 一 个 螺 旋 齿 轮 的 齿 数 极 少,且 分 度 圆 上 的 螺 旋 升 角 也 很 小,所 以它 便 成 为 蜗 杆 形 状 （ 图 ! " # " !’（,） ） 。 再 将 蜗 杆 开 槽 并 铲 背,淬 火,刃 磨,便 成 为 齿 轮滚 刀 （ 图 ! " # " !’（ /） ） 。 一 般 蜗 杆 螺 纹 的 法 向 截 面 形 状 近 似 齿 条 形 状 （ 图 ! " # " !(
（ -） ）,因 此,当 齿 轮 滚 刀 按 给 定 的 切 削 速 度 转 动 时,它 在 空 间 便 形 成 一 个 以 等 速 ! 移动 着 的 假 想 齿 条,当 这 个 假 想 齿 条 与 被 切 齿 轮 按 一 定 速 比 作 啮 合 运 动 时,便 在 齿 轮 坯上 逐 渐 切 出 渐 开 线 的 齿 形 。 齿 形 的 形 成 是 由 滚 刀 在 连 续 旋 转 中 依 次 对 齿 轮 坯 切 削 的数 条 刀 刃 线 包 络 而 成 （ 图 ! " # " !(（,） ） 。
用 展 成 法 加 工 齿 轮,可 以 用 某 一 种 模 数 的 一 把 刀 具 加 工 同 一 模 数 不 同 齿 数 的 齿轮,且 加 工 精 度 和 生 产 率 也 较 高,因 此,各 种 齿 轮 加 工 机 床 广 泛 应 用 这 种 加 工 方 法,如滚 齿 机,插 齿 机,剃 齿 机 等 。 此 外,多 数 磨 齿 机 及 锥 齿 轮 加 工 机 床 也 是 按 展 成 法 原 理
·’)$·
第 二 章 机 械 加 工 机 床进 行 加 工 的 。
图 ! " # " !$ 展 成 法 滚 齿 原 理图 ! " # " !% 渐 开 线 齿 形 的 形 成
（ 二 ） 齿 轮 加 工 机 床 的 类 型 及 其 用 途按 照 被 加 工 齿 轮 种 类 的 不 同,齿 轮 加 工 机 床 可 分 圆 柱 齿 轮 加 工 机 床 和 圆 锥 齿 轮加 工 机 床 两 大 类,
&’圆 柱 齿 轮 加 工 机 床
!
滚 齿 机 。 主 要 用 于 加 工 直 齿,斜 齿 圆 柱 齿 轮 和 蜗 轮 。
"
插 齿 机 。 主 要 用 于 加 工 单 联 及 多 联 的 内,外 直 齿 圆 柱 齿 轮 。
#
剃 齿 机 。 主 要 用 于 淬 火 前 的 直 齿 和 斜 齿 圆 柱 齿 轮 的 齿 廓 精 加 工 。
$
珩 齿 机 。 主 要 用 于 对 热 处 理 后 的 直 齿 和 斜 齿 圆 柱 齿 轮 的 齿 廓 精 加 工 。 珩 齿 对齿 形 精 度 改 善 不 大,主 要 是 减 小 齿 面 的 表 面 粗 糙 度 值 。
%
磨 齿 机 。 主 要 用 于 淬 火 后 的 圆 柱 齿 轮 的 齿 廓 精 加 工 。
此 外,还 有 花 键 轴 铣 床,车 齿 机 等 。
#’圆 锥 齿 轮 加 工 机 床这 类 机 床 可 分 为 直 齿 锥 齿 轮 加 工 和 弧 齿 锥 齿 轮 加 工 机 床 两 类 。 用 于 加 工 直 齿 锥齿 轮 的 机 床 有 锥 齿 轮 刨 齿 机,磨 齿 机 等 。 用 于 加 工 弧 齿 轮 的 机 床 有 弧 齿 轮 铣 齿 机,磨齿 机 等 。
二,()&$*+ 型 滚 齿 机
()&$*+ 型 滚 齿 机 主 要 用 于 加 工 直 齿 和 斜 齿 圆 柱 齿 轮 。 此 外,使 用 蜗 轮 滚 刀 时,
还 可 用 手 动 径 向 进 给 滚 切 蜗 轮 或 通 过 切 向 进 给 机 构 切 向 进 给 滚 切 蜗 轮,也 可 用 相 应
·%,-·
第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具的 滚 刀 加 工 花 键 轴,链 轮 及 同 步 带 轮 。
机 床 的 主 要 技 术 参 数 为,加 工 齿 轮 最 大 直 径 !""##,最 大 宽 度 $!"##,最 大 模 数
%##,最 小 齿 数 !!（ ! 为 滚 刀 头 数 ） 。
（ 一 ） 主 要 组 成 部 分如 图 & ’ $ ’ &( 所 示,机 床 由 床 身 ),立 柱 $,刀 架 滑 板 *,滚 刀 架 !,后 立 柱 % 和 工作 台 + 等 主 要 部 件 组 成 。 立 柱 $ 固 定 在 床 身 上 。 刀 架 滑 板 * 带 动 滚 刀 架 可 沿 立 柱 导轨 做 垂 向 进 给 运 动 或 快 速 移 动 。 滚 刀 安 装 在 刀 杆 & 上,由 滚 刀 架 ! 的 主 轴 带 动 作 旋转 主 运 动 。 滚 刀 架 可 绕 自 己 的 水 平 轴 线 转 动,以 调 整 滚 刀 的 安 装 角 度 。 工 件 安 装 在工 作 台 + 的 心 轴 ( 上 或 直 接 安 装 在 工 作 台 上,随 同 工 作 台 一 起 作 旋 转 运 动 。 工 作 台和 后 立 柱 装 在 同 一 滑 板 上,可 沿 床 身 的 水 平 导 轨 移 动,以 调 整 工 件 的 径 向 位 置 或 作 手动 径 向 进 给 运 动 。 后 立 柱 上 的 支 架,可 通 过 轴 套 或 顶 尖 支 承 在 工 件 心 轴 的 上 端,以提 高 滚 切 工 作 的 平 稳 性 。
图 &’ $’ &( -*)!",型 滚 齿 机 外 形 图
)’ 床 身 $’ 立 柱 *’ 刀 架 滑 板 &’ 刀 杆 !’ 滚 刀 架,’ 支 架 (’ 心 轴 %’ 后 立 柱 +’ 工 作 台
（ 二 ） 机 床 运 动 的 调 整 计 算
)/加 工 直 齿 圆 柱 齿 轮
（ )） 工 作 运 动根 据 展 成 法 滚 齿 原 理 可 知,用 滚 刀 加 工 齿 轮 时,除 具 有 切 削 工 作 运 动 外,还 必 须严 格 保 持 滚 刀 与 工 件 之 间 的 运 动 关 系,这 是 切 制 出 正 确 齿 廓 形 状 的 必 要 条 件 。 因 此,
滚 齿 机 在 加 工 直 齿 圆 柱 齿 轮 时 的 工 作 运 动 有 以 下 几 种 。
!
主 运 动 。 主 运 动 即 滚 刀 的 旋 转 运 动 。 根 据 合 理 的 切 削 速 度 和 滚 刀 直 径,即 可确 定 滚 刀 的 转 速 。
·(%(·
第 二 章 机 械 加 工 机 床
!
展 成 运 动 。 展 成 运 动 即 滚 刀 与 工 件 之 间 的 啮 合 运 动 。 两 者 应 准 确 地 保 持 一 对啮 合 齿 轮 的 传 动 比 关 系 。 设 滚 刀 头 数 为 !,工 件 齿 数 为 ",则 每 当 滚 刀 转 ! 转 时,工 件应 转 !"" 转 。
"
垂 向 进 给 运 动 。 垂 向 进 给 运 动 即 滚 刀 沿 工 件 轴 线 方 向 作 连 续 的 进 给 运 动,以切 出 整 个 齿 宽 上 的 齿 形 。 根 据 合 理 的 工 艺 条 件 （ 滚 刀 和 工 件 材 料 ）,即 可 确 定 滚 刀 的垂 向 进 给 速 度 。
为 了 实 现 上 述 三 个 运 动,机 床 就 必 须 具 有 三 条 相 应 的 传 动 链,而 每 一 传 动 链 中,
又 必 须 有 可 调 环 节 （ 即 变 速 机 构 ）,以 保 证 传 动 链 两 端 件 间 的 运 动 关 系 。 图 # $ % $ #&
即 为 加 工 直 齿 圆 柱 齿 轮 时 的 滚 齿 机 传 动 原 理 图 。 图 中,主 运 动 链 的 两 端 件 为 电 动 机和 滚 刀,滚 刀 的 转 速 可 通 过 改 变 #
’
,的 传 动 比 进 行 调 整 ； 展 成 运 动 链 的 两 端 件 为 滚 刀及 工 件,通 过 调 整 #
(
的 传 动 比,保 证 滚 刀 转 ! 转,工 件 转
!
"
转,以 实 现 展 成 运 动 ； 垂 向进 给 链 的 两 端 件 为 工 件 和 滚 刀,通 过 调 整 #
)
的 传 动 比,使 工 件 转 ! 转 时,滚 刀 在 垂 向进 给 丝 杠 带 动 下,沿 工 件 轴 向 移 动 所 要 求 的 进 给 量 。
图 # $ % $ #& 加 工 直 齿 圆 柱 齿 轮 时 滚 齿 机 的 传 动 原 理
（ %） 传 动 链 的 调 整 计 算根 据 上 面 讨 论 的 机 床 在 加 工 直 齿 圆 柱 齿 轮 时 的 运 动 和 传 动 原 理 图,即 可 从 图 # $
% $ #* 所 示 的 传 动 系 统 图 中 找 出 各 个 运 动 的 传 动 链,并 进 行 运 动 的 调 整 运 算 。 图 中 的数 字 标 号 表 示 齿 轮 的 齿 数 。
#
主 运 动 传 动 链 。 主 运 动 传 动 链 的 两 端 件 及 其 运 动 关 系 是,主 电 动 机 +
主
（ !#,-."
/0+） $ 滚 刀 主 轴 +
刀
（,"/0+） 。 其 传 动 路 线 表 达 式 为主 电 动 机 !#,-."/0+ $
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第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具
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（ 滚 刀 主 轴 ）
传 动 链 的 运 动 平 衡 式 为
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第 二 章 机 械 加 工 机 床由 上 式 可 得 主 运 动 变 速 挂 轮 的 计 算 公 式
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刀
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)
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式 中 #
刀
— — — 滚 刀 主 轴 转 速,按 合 理 切 削 速 度 及 滚 刀 外 径 计 算 ；
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"
— — — 轴
!
)
"
之 间 的 三 种 传 动 比 。
机 床 上 备 有 !," 挂 轮 为 !*" ! ##*$$,((*((,$$*##。 因 此,滚 刀 共 有 如 表 $ ) # ) ’
所 列 的 + 级 转 速 。
表 $ ) # ) ’ 滚 刀 主 轴 转 速
,*- ##*$$ ((*(( $$*##
.
!)"
#/*$( ("*(+ (&*(& #/*$( ("*(+ (&*(& #/*$( ("*(+ (&*(&
0*（ 1*230） $4 &4 5( ’4 "44 "#& "54 #44 #&4
#
展 成 运 动 传 动 链 。 展 成 运 动 传 动 链 两 端 件 的 运 动 关 系 是,当 滚 刀 转 " 转 时,工件 相 对 与 滚 刀 转
%
&
转 。 其 传 动 路 线 表 达 式 为滚 刀 主 轴 )
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) 合 成 机 构 )
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) 工 作 台 （ 工 件 ）
传 动 链 的 运 动 平 衡 式 为
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滚 切 直 齿 圆 柱 齿 轮 时,运 动 合 成 机 构 用 离 合 器 -
"
联 接,此 时 合 成 机 构 的 传 动 比
$
合
! "（ 见 后 说 明 ） 。 化 简 上 式 可 得 展 成 运 动 挂 轮 的 计 算 公 式
),
*+
!
’
(
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上 式 中 的
(
’
挂 轮,应 根 据
&
%
值 而 选 定,它 有 如 下 三 种 选 择,
当 &
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&
%
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#4 时,取
’
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当 #"
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"$# 时,取
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(
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第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具上 述 的 选 择,可 便 于
!"
#$
挂 轮 的 选 取 和 安 装 。
!
垂 向 进 给 运 动 链 。 垂 向 进 给 运 动 链 的 两 端 件 及 其 运 动 关 系 是,当 工 件 转 一 转时,由 滚 刀 架 带 动 滚 刀 沿 工 件 轴 线 进 给 %,其 传 动 路 线 表 达 式 为工 作 台 （ 工 件 ） !
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（ 刀 架 垂 向 进 给 丝 杠 ）
传 动 链 的 运 动 平 衡 式
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工 件
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上 式 化 简 后 得 计 算 公 式
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$
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$
,%0,1+*
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&
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"’
式 中 %— — — 垂 向 进 给 量,单 位 为 2203,根 据 工 件 材 料,加 工 精 度 及 表 面 粗 糙 度 等 条 件选 定 ；
&
"&
!
"’
— — — 进 给 箱 中 轴
"&
!
"’
之 间 的 三 种 传 动 比 。
当 垂 向 进 给 量 确 定 后,可 从 表 + ! # ! ’ 中 查 出 进 给 挂 轮 。
表 + ! # ! ’ 垂 向 进 给 量 及 挂 轮 齿 数
!
$
0#
$
#*0%# &#0+* +*0&# %#0#*
&
#!)
&,0%+ &’0+% +’0&% &,0%+ &’0+% +’0&% &,0%+ &’0+% +’0&% &,0%+ &’0+% +’0&%
%0（ 30245）,1+,1*& $,1%*,16" $1+$ $1$* $16 #1’ $1* #1% +
#1 加 工 斜 齿 圆 柱 齿 轮
（ $） 工 作 运 动和 加 工 直 齿 圆 柱 齿 轮 时 一 样,加 工 斜 齿 圆 柱 齿 轮 时 同 样 需 要 主 运 动,展 成 运 动,
垂 向 进 给 运 动 。 此 外,为 了 形 成 螺 旋 形 的 轮 齿,还 必 须 给 工 件 一 件 附 加 运 动,这 同 在铣 床 上 铣 螺 旋 槽 相 似,即 刀 具 沿 工 件 轴 线 方 向 进 给 一 个 螺 旋 线 导 程 时,工 件 应 均 匀 的转 一 转 。 所 以,在 加 工 斜 齿 圆 柱 齿 轮 时,机 床 必 须 具 有 四 条 相 应 的 传 动 链 来 实 现 上 述四 个 工 作 运 动 。 图 + ! # ! %,为 加 工 斜 齿 圆 柱 齿 轮 时 滚 齿 机 的 传 动 原 理 图 。
在 图 + ! # ! %,中,&
7
为 附 加 运 动 链 的 变 速 机 构 传 动 比 。 需 要 特 别 指 出 的 是,在
·$’"·
第 二 章 机 械 加 工 机 床加 工 斜 齿 圆 柱 齿 轮 时,展 成 运 动 和 附 加 运 动 这 两 条 传 动 链 需 要 将 两 种 不 同 要 求 的 旋转 运 动 同 时 传 给 工 件 。 在 一 般 情 况 下,两 个 运 动 同 时 传 到 一 根 轴 上 时,运 动 会 发 生 干涉 而 将 轴 损 坏 。 所 以,在 滚 齿 机 上 设 有 把 不 同 方 向 和 大 小 的 运 动 进 行 合 成 的 机 构 。
在 图 !" #" $% 中 以 符 号
!
来 表 示 运 动 合 成 机 构 。
（ #） 运 动 合 成 机 构滚 齿 机 所 用 的 运 动 合 成 机 构 通 常 是 圆 柱 齿 轮 或 锥 齿 轮 行 星 机 构 。 图 ! " # " $&
为 ’(&$%) 型 滚 齿 机 所 用 的 运 动 合 成 机 构,它 主 要 由 四 个 模 数 ! * (,齿 数 " * (%,螺 旋角
!
* %+的 弧 齿 锥 齿 轮 组 成 。
图 !" #" $% 加 工 斜 齿 圆 柱 齿 轮 时 滚 齿 机 传 动 原 理 图图 !" #" $& ’(&$%) 型 滚 齿 机 所 用 的 运 动 合 成 机 构
,— 转 臂 -— 套 筒,
&
,.
#
— 离 合 器 )— 挂 轮
·#/0·
第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具加 工 斜 齿 圆 柱 齿 轮 时 （ 图 ! " # " $%） 在 轴
!
上 先 装 上 套 筒 &（ 用 键 与 轴 连 结 ）,再将 离 合 器 ’
#
空 套 在 套 筒 & 上 。 离 合 器 ’
#
的 端 面 齿 与 空 套 齿 轮 !
(
的 端 面 齿 以 及 转臂 ) 后 部 套 筒 上 的 端 面 齿 同 时 啮 合,将 它 们 连 接 在 一 起,因 而 来 自 刀 架 的 附 加 运 动 可通 过 !
(
传 递 给 转 臂 )。
设 "
!
,"
"
,"
)
分 别 为 轴
!
、
"
及 转 臂 ) 的 转 速,根 据 行 星 齿 轮 机 构 传 动 原 理,可以 列 出 合 成 机 构 的 传 动 比 计 算 式
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)
*（ " %）
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式 中 的 （ " %） 由 锥 齿 轮 传 动 的 回 转 方 向 确 定 。 又 因 !
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则 得
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移 项 后 化 简,可 得
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)
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在 展 成 运 动 链 中,来 自 滚 刀 的 运 动 由 齿 轮 /
0
经 合 成 机 构 传 至 轴
"
,此 时 可 设 1
)
*,,则 得
#
合 %
*
"
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"
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* " %
在 附 加 运 动 链 中,来 自 刀 架 的 运 动 由 齿 轮 /
(
传 给 转 臂,再 经 合 成 机 构 传 轴
"
,此时 可 设 "
!
*,,则 得
#
合 #
*
"
!
"
)
* #
综 上 所 述,加 工 斜 齿 圆 柱 齿 轮 时,展 成 运 动 和 附 加 运 动 同 时 通 过 合 成 机 构 传 动,
并 分 别 按 传 动 比 #
合 %
* " % 及 #
合 #
* # 经 轴
!
和 齿 轮 2 传 至 工 作 台 。
加 工 直 齿 圆 柱 齿 轮 时,工 件 不 需 要 附 加 运 动 。 这 时 卸 下 离 合 器 ’
#
及 套 筒 &,而将 离 合 器 ’
%
装 在 轴
!
上 （ 见 图 ! " # " $%） 。 ’
%
通 过 键 与 轴
!
连 接,其 端 面 齿 爪 只 和转 臂 ) 的 端 面 齿 爪 连 接,所 以 此 时
"
,转 臂 ) 及 轴
!
形 成 一 个 整 体,即 #
合
* %
（,） 传 动 链 的 调 整 计 算
#
主 运 动 传 动 链 。 加 工 斜 齿 圆 柱 齿 轮 时,机 床 主 运 动 传 动 链 的 调 整 计 算 与 加 工直 齿 圆 柱 齿 轮 时 相 同 。
$
展 成 运 动 传 动 链 。 加 工 斜 齿 圆 柱 齿 轮 时,虽 然 展 成 运 动 的 传 动 路 线 以 及 运 动平 衡 式 都 和 加 工 直 齿 圆 柱 齿 轮 时 相 同,但 因 运 动 合 成 机 构 用 ’
#
离 合 器 联 接,其 传 动比 3
合 %
* " %,因 而 代 入 运 动 平 衡 式 后 所 得 挂 轮 计 算 公 式 为
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第 二 章 机 械 加 工 机 床
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垂 向 进 给 运 动 传 动 链 。 加 工 斜 齿 圆 柱 齿 轮 时,垂 向 进 给 传 动 链 及 其 调 整 计 算和 加 工 直 齿 圆 柱 齿 轮 相 同,
"
附 加 运 动 传 动 链 。 加 工 斜 齿 圆 柱 齿 轮 时,附 加 运 动 传 动 链 的 两 端 件 及 其 运 动关 系 是,当 滚 刀 架 带 动 滚 刀 垂 向 移 动 工 件 的 一 个 螺 旋 线 导 程 ! 时,工 件 应 附 加 转 动 "
# 转 。 其 传 动 路 线 表 达 式 为
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（ 刀 架 垂 向 进 给 丝 杠 ） $
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代 入 上 式,化 简 后 可 得 附 加 运 动 挂 轮 的 计 算 公 式
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— — — 被 加 工 齿 轮 的 螺 旋 角 ；
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— — — 被 加 工 齿 轮 的 法 向 模 数 ；
+— — — 滚 刀 头 数 。
式 中 的,",值,表 明 工 件 附 加 运 动 的 旋 转 方 向,它 决 定 于 工 件 的 螺 旋 方 向 和 刀 架进 给 运 动 的 方 向 。 在 计 算 挂 轮 齿 数 时,,",值 可 不 予 考 虑,但 在 安 装 附 加 运 动 挂 轮时,应 按 机 床 说 明 书 规 定 配 加 惰 轮 。
附 加 运 动 传 动 链 是 形 成 螺 旋 线 齿 形 的 内 联 系 传 动 链,其 传 动 比 数 值 的 精 确 度,影响 着 工 件 齿 轮 的 齿 向 精 度,所 以 挂 轮 传 动 比 应 配 算 准 确 。 但 是,附 加 运 动 挂 轮 计 算 公式 中 包 含 有 无 理 数 01/
"
,所 以 往 往 无 法 配 算 得 非 常 准 确 。 实 际 选 配 的 附 加 运 动 挂 轮传 动 比 与 理 论 计 算 的 传 动 比 之 间 的 误 差,对 于 4 级 精 度 的 斜 齿 圆 柱 齿 轮,要 准 确 到 小数 点 后 第 四 位 数 字,对 于 * 级 精 度 的 斜 齿 圆 柱 齿 轮,要 准 确 到 小 数 点 后 第 五 位 数 字,
才 能 保 证 不 超 过 精 度 标 准 中 规 定 的 齿 向 允 差 。
在 5(#&6+ 型 滚 齿 机 上,展 成 运 动,垂 向 进 给 运 动 和 附 加 运 动 三 条 传 动 链 的 调 整,
共 用 一 套 模 数 为 %77,孔 径 为
#
(68* 的 配 换 挂 轮,其 齿 数 为 %6（ 两 个 ）,%(,%2,%&,%)、
(6,(%,((,(2,(&,(*,26,2#,2(,2&,2),2*,24,&6,&%,&(,&&,&*,&4,&3,)6（ 两 个 ）,)#,)%、
)&,)*,*6,*#,*(,*&,*3,46,4(,4&,43,36,3%,3&,3*,34,#66 共 2* 个 。
·23*·
第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具
!"同 步 带 轮,链 轮 和 蜗 轮 的 加 工
#!$%&’ 型 滚 齿 机 加 工 同 步 带 轮 和 链 轮 时 的 传 动 路 线 与 加 工 直 齿 圆 柱 齿 轮 的 传动 路 线 类 似,所 不 同 的 是 滚 刀 的 齿 型 。 蜗 轮 的 加 工,其 主 传 动 路 线 和 展 成 运 动 的 传 动路 线 与 加 工 直 齿 圆 柱 齿 轮 的 传 动 路 线 类 似,进 给 运 动 要 根 据 机 床 的 结 构 和 加 工 要 求而 定,若 机 床 上 有 切 向 进 给 机 构,则 可 采 用 切 向 进 给 的 方 法 滚 切 蜗 轮 ； 若 机 床 上 没 有切 向 进 给 机 构,则 要 断 开 直 齿 圆 柱 齿 轮 垂 向 进 给 传 动 链 中 的 离 合 器 (
!
,采 用 手 动 径向 进 给 的 方 法 滚 切 蜗 轮 。 另 外,蜗 轮 加 工 也 要 采 用 专 门 的 蜗 轮 滚 刀 。
（ 三 ） 机 床 的 工 作 调 整
$"运 动 方 向 的 确 定滚 刀 的 旋 转 方 向,一 般 情 况 下 应 按 图 ) * + * %+ 及 图 ) * + * %! 所 示 的 方 向 转 动,
当 滚 刀 按 图 示 方 向 转 动 时,滚 刀 的 垂 向 进 给 运 动 方 向 一 般 是 从 上 向 下 的,此 时 工 件 的展 成 运 动 方 向 只 取 决 于 滚 刀 的 螺 旋 方 向 （ 如 图 ) * + * %+ 及 图 ) * + * %! 中 实 线 箭 头 所示 ） ； 工 件 的 附 加 运 动 方 向 只 取 决 于 工 件 的 螺 旋 方 向 （ 如 图 ) * + * %! 的 虚 线 箭 头 所示 ） 。
滚 切 齿 轮 前,应 按 图 ) * + * %+ 或 图 ) * + * %! 检 查 机 床 各 运 动 的 方 向 是 否 正 确,
如 发 现 运 动 方 向 相 反,只 需 在 相 应 的 传 动 链 挂 轮 中 装 上 （ 或 去 掉 ） 一 惰 轮 即 可 。
图 )* +* %+ 滚 齿 机 加 工 直 齿 圆 柱 齿 轮
+"滚 刀 安 装 角 度 的 确 定滚 齿 时,为 了 切 出 准 确 的 齿 型,应 使 滚 刀 和 工 件 处 于 正 确 的,啮 合,位 置,即 滚 刀在 切 削 点 处 的 螺 旋 方 向 应 与 被 加 工 齿 轮 齿 槽 的 方 向 一 致 。 为 此,需 将 滚 刀 轴 线 与 工件 顶 面 安 装 成 一 定 的 角 度,此 角 度 称 为 安 装 角 。
加 工 直 齿 圆 柱 齿 轮 时,安 装 角
!
等 于 滚 刀 的 螺 旋 升 角
"
,即
#
,
"
。 倾 斜 方 向 与 滚刀 螺 旋 方 向 有 关,见 图 ) * + * %+（ -） 和 图 ) * + * %+（,） 。
加 工 斜 齿 圆 柱 齿 轮 时,安 装 角
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与 滚 刀 的 螺 旋 升 角
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和 工 件 的 螺 旋 角
#
大 小 有关,而 且 还 与 二 者 的 螺 旋 线 方 向 有 关,即
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,
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（ 二 者 螺 旋 线 方 向 相 反 时 取,0,号,
相 同 时 取,*,号 ） 见 图 ) * + * %) 所 示 。 滚 切 斜 齿 圆 柱 齿 轮 时,应 尽 量 采 用 与 工 件 螺旋 方 向 相 同 的 滚 刀,使 滚 刀 的 安 装 角 较 小,以 有 利 于 提 高 机 床 运 动 的 平 稳 性 和 加 工 精度 。
·%12·
第 二 章 机 械 加 工 机 床图 ! " # " $% 滚 齿 机 加 工 斜 齿 圆 柱 齿 轮图 ! " # " $! 加 工 斜 齿 圆 柱 齿 轮 时 滚 刀 的 安 装 角 度
·&’(·
第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具第 五 节 钻 床钻 床 是 一 种 用 途 广 泛 的 孔 加 工 机 床 。 钻 床 主 要 是 用 钻 头 钻 削 加 工 精 度 要 求 不高,尺 寸 较 小 的 孔,此 外,还 可 以 完 成 扩 孔,铰 孔,锪 孔,攻 螺 纹 和 锪 端 面 等 工 作 。 在 钻床 上 加 工 时,工 件 不 动,刀 具 作 旋 转 主 运 动,同 时 沿 轴 向 移 动,完 成 进 给 运 动 。
钻 床 主 参 数 是 最 大 钻 孔 直 径 。
钻 床 可 分 为 立 式 钻 床,台 式 钻 床,摇 臂 钻 床 等 。
一,立 式 钻 床立 式 钻 床 的 外 形 见 图 ! " # " $$,它 主 要 由 变 速 箱,进 给 箱,主 轴,工 作 台 和 底 座 等组 成 。 变 速 箱 ! 和 进 给 箱 % 内 装 有 变 速 机 构 和 操 纵 机 构,通 过 同 一 电 动 机 驱 动,可 使主 轴 # 获 得 旋 转 主 运 动 和 轴 向 进 给 运 动 。 主 轴 # 通 过 主 轴 套 筒 安 装 在 进 给 箱 % 上,并与 工 作 台 & 的 台 面 垂 直,加 工 时,进 给 箱 % 固 定 不 动,由 主 轴 随 主 轴 套 筒 在 进 给 箱 中作 直 线 移 动 实 现 进 给 运 动 。 利 用 进 给 箱 % 右 侧 的 操 纵 手 柄,可 以 使 主 轴 实 现 手 动 快速 升 降,手 动 进 给 运 动 和 接 通,断 开 机 动 进 给 运 动 。 进 给 操 纵 机 构 具 有 定 程 切 削 装置,可 使 刀 具 钻 孔 至 预 定 深 度 时,自 动 停 止 机 动 进 给 运 动,或 攻 螺 纹 至 预 定 深 度 时,自动 反 转 退 出 。 工 作 台 和 进 给 箱 都 装 在 立 柱 $ 的 垂 直 导 轨 上,可 上 下 调 整 位 置,以 适 应不 同 高 度 工 件 的 加 工 。
图 ! " # " $$ 立 式 钻 床
& " 工 作 台 # " 主 轴 % " 进 给 箱 ! " 变 速 箱 $ " 立 柱 ’ " 底 座由 于 立 式 钻 床 的 主 轴 在 水 平 的 位 置 是 固 定 不 动 的,只 能 通 过 移 动 工 件 来 对 准 孔中 心 和 主 轴,因 而 操 作 不 便,生 产 率 不 高,常 用 于 单 件,小 批 生 产 中 加 工 中,小 型 工 件 。
二,台 式 钻 床图 ! " # " $’ 是 台 式 钻 床 的 外 形 图,它 的 布 局 形 式 与 立 式 钻 床 相 似,但 结 构 比 较简 单,它 实 际 上 是 一 种 小 型 的 立 式 钻 床,又 简 称 为 台 钻 。 台 钻 的 最 大 钻 孔 直 径 一 般 在
·()(·
第 二 章 机 械 加 工 机 床
!"## 以 下,最 小 可 以 加 工 直 径 为 十 分 之 几 毫 米 的 孔,主 要 用 于 电 器,仪 表 工 业 以 及 一般 机 器 制 造 业 的 钳 工,装 配 工 作 中 。 由 于 台 钻 加 工 的 孔 径 较 小,且 主 轴 转 速 较 高,为 保持 运 动 的 平 稳,常 采 用 交 流 异 步 电 动 机 经 塔 轮 机 构 变 速,并 用 带 传 动 。 主 轴 的 轴 向 进 给运 动 多 采 用 手 动,但 有 些 较 大 的 台 钻 也 采 用 机 动 进 给,驱 动 形 式 有 机 械 的,液 压 的 等 。
三,摇 臂 钻 床在 大 中 型 工 件 上 钻 孔,希 望 工 件 不 动,而 主 轴 可 以 很 方 便 的 任 意 调 整 位 置,这 就要 采 用 摇 臂 钻 床 。
图 $ % & % "’ 台 式 钻 床
（ 一 ） 摇 臂 钻 床 的 组 成图 $ % & % "( 为 )*+$+ 型 摇 臂 钻 床 的 外 形 图,它 由 底 座,立 柱,摇 臂,主 轴 箱 等 组成 。 底 座 ! 上 装 有 立 柱,也 可 安 装 工 作 台,或 直 接 安 装 工 件 和 夹 具 。 立 柱 为 双 层,内立 柱 & 固 定 在 底 座 上,外 立 柱 * 由 滚 动 轴 承 支 承,并 带 着 摇 臂 " 绕 内 立 柱 转 动 。 摇 臂可 沿 外 立 柱 轴 向 移 动 （ 垂 直 升 降 ）,以 适 应 对 不 同 高 度 工 件 进 行 加 工 的 需 要 。 而 主 轴箱 ’ 可 以 沿 摇 臂 的 导 轨 作 水 平 移 动,这 样,可 以 调 整 主 轴 ( 的 位 置 。 摇 臂 钻 床 广 泛 地用 于 大,中 型 零 件 的 加 工 。 摇 臂 钻 床 具 有 下 列 运 动,主 轴 的 旋 转 主 运 动,主 轴 的 轴 向进 给 运 动,主 轴 箱 沿 摇 臂 的 水 平 移 动,摇 臂 的 升 降 运 动 及 回 转 运 动 等,其 中,前 两 个 运动 为 表 面 成 形 运 动,后 三 个 运 动 为 辅 助 运 动 。
（ 二 ） 摇 臂 钻 床 的 主 要 部 件 结 构
!-主 轴 部 件图 $ % & % ",为 )*+$+ 型 摇 臂 钻 床 的 主 轴 部 件 。 摇 臂 钻 床 的 主 轴 在 加 工 时 既 作 旋转 主 运 动 又 作 轴 向 进 给 运 动,所 以 主 轴 ! 用 轴 承 支 承 在 主 轴 套 筒 & 内,主 轴 套 筒 则 装在 主 轴 箱 体 的 镶 套 !* 中,由 齿 轮 $ 和 主 轴 套 筒 & 上 的 齿 条,驱 动 主 轴 套 筒 连 同 主 轴 作轴 向 进 给 运 动 。 主 轴 的 旋 转 由 主 轴 箱 内 的 齿 轮 经 主 轴 尾 部 的 花 键 传 入,而 齿 轮 通 过轴 承 支 承 在 主 轴 箱 体 上,使 主 轴 卸 荷 。 主 轴 的 径 向 支 承 采 用 两 个 深 沟 球 轴 承,因 钻 床
·,.(·
第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具主 轴 的 旋 转 精 度 要 求 不 高,故 深 沟 球 轴 承 的 间 隙 不 需 要 调 整 。 主 轴 的 轴 向 支 承 采 用两 个 推 力 球 轴 承,前 端 的 推 力 球 轴 承 承 受 钻 削 时 产 生 的 向 上 轴 向 力,后 端 的 推 力 球 轴承 主 要 承 受 在 空 转 时 主 轴 的 重 量 。 轴 承 的 间 隙 由 螺 母 ! 调 整 。
图 "# $# %& ’!("( 摇 臂 钻 床 的 外 形 图
)— 底 座 $— 内 立 柱 !— 外 立 柱 "— 升 降 比 杠
%— 摇 臂 *— 主 轴 箱 &— 主 轴 +— 工 作 台图 "# $# %+ ’!("( 型 摇 臂 钻 床 的 主 轴 部 件
)— 主 轴 $— 主 轴 套 筒 !— 螺 母 "— 小 齿 轮 %— 链 条 *— 链 轮
&— 弹 簧 座 +— 弹 簧,— 凸 轮 )(— 齿 轮 ))— 套 )$— 内 六 角 螺 钉 )!— 镶 套
·,,&·
第 二 章 机 械 加 工 机 床由 于 钻 床 的 主 轴 是 垂 直 安 装 的,为 了 防 止 主 轴 因 自 重 下 落,同 时 使 操 纵 主 轴 升 降轻 便,在 摇 臂 钻 床 上 设 有 平 衡 机 构 。 由 弹 簧 ! 产 生 的 弹 力,经 链 条 ",链 轮 #,凸 轮 $、
齿 轮 %&,’ 作 用 在 主 轴 套 筒 ( 上,与 主 轴 部 件 的 重 量 相 平 衡 。
()立 柱
*+&’& 型 摇 臂 钻 床 的 立 柱 采 用 圆 形 双 柱 式 结 构 （ 图 ’,(,"$）,这 种 结 构 由 内 外 立柱 组 成 。 内 立 柱 ’ 用 螺 钉 固 定 在 底 座 ! 上,外 立 柱 # 通 过 上 部 的 推 力 球 轴 承 ( 和 深 沟球 轴 承 + 及 下 部 滚 柱 链 - 支 承 在 内 立 柱 上 。 摇 臂 " 以 其 一 端 的 套 筒 部 分 套 在 外 立 柱上,并 用 滑 键 连 接 （ 图 ’,(,"$ 中 未 标 出 ） 。 当 内 外 立 柱 未 夹 紧 时,外 立 柱 在 平 板 弹簧 % 的 作 用 下 相 对 于 内 立 柱 向 上 抬 起 &)(,&)+//,使 内 外 立 柱 间 的 圆 锥 配 合 面 ! 脱离 接 触,摇 臂 可 以 轻 便 地 转 动,调 整 位 置 。 当 摇 臂 位 置 调 整 好 以 后,利 用 夹 紧 机 构 产生 向 下 的 夹 紧 力 使 平 板 弹 簧 % 变 形,外 立 柱 压 紧 在 圆 锥 面 ! 上,依 靠 摩 擦 力 将 外 立 柱锁 紧 在 内 立 柱 上 。
图 ’,(,"$ 立 柱
%— 平 板 弹 簧 (— 推 力 球 轴 承 +— 深 沟 球 轴 承
’— 内 立 柱 "— 摇 臂 #— 外 立 柱
-— 滚 柱 链 !— 底 座 $— 圆 锥 面
+)夹 紧 机 构为 了 保 证 钻 床 在 切 削 时,有 足 够 的 刚 度 和 定 位 精 度,当 主 轴 箱,摇 臂,立 柱 调 整 好位 置 后,必 须 用 各 自 的 夹 紧 机 构 夹 紧 。 夹 紧 机 构 必 须 保 证 夹 紧 可 靠,夹 紧 力 足 够,夹
·&&!·
第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具紧 前 后 主 轴 位 移 小,在 松 开 时 对 其 它 运 动 部 件 的 移 动 不 产 生 影 响,操 纵 灵 活 方 便 。 图
! " # " $% 为 摇 臂 的 夹 紧 机 构 。 摇 臂 ## 与 外 立 柱 &# 配 合 的 套 筒 上 有 纵 向 切 口,可 产生 弹 性 变 形 而 夹 紧 在 立 柱 上 。 该 夹 紧 机 构 由 液 压 缸 ’,菱 形 块 &(,垫 块 &),夹 紧 杠 杆
*,+,连 接 块 #&,#,&%,&* 等 组 成 。 夹 紧 摇 臂 时,液 压 缸 ’ 的 下 腔 通 压 力 油,活 塞 杆 ) 向上 移 动,两 块 垫 块 推 动 两 块 菱 形 块 成 水 平 位 置 （ 图 ! " # " $% 所 示 位 置 ）,左 菱 形 块 通过 顶 块 &$ 撑 紧 在 摇 臂 的 筒 壁 上,而 右 菱 形 块 通 过 顶 块 $,杠 杆 * 和 杠 杆 +,使 杠 杆 绕 销钉 转 动 。 而 杠 杆 * 和 + 的 一 端 分 别 与 连 接 块 #&,#,&%,&* 用 销 钉 连 接,这 四 块 连 接 块又 通 过 螺 钉 &,#%,&! 和 && 与 摇 臂 套 筒 切 口 两 侧 的 筒 壁 相 连 接 。 从 而,使 摇 臂 紧 抱 住立 柱 而 夹 紧 。 活 塞 杆 上 移 至 终 点 位 置 时,菱 形 块 略 略 向 上 倾 斜 超 过 水 平 线 约 %,(--，
使 夹 紧 机 构 自 锁 。 这 样,停 止 供 油,摇 臂 也 不 会 松 开 。 当 液 压 缸 ’ 的 上 腔 通 油,活 塞杆 ) 下 移,菱 形 块 向 下 移 动 呈 向 下 倾 斜 位 置,杠 杆 * 和 + 随 即 也 松 开 。 摇 臂 夹 紧 力 的大 小 可 通 过 螺 钉 &,#%,&! 和 && 调 整 。 活 塞 杆 ) 的 上 端 有 弹 簧 片 &+,当 其 上 下 至 终 点,
摇 臂 夹 紧 或 松 开 时,弹 簧 片 触 动 行 程 开 关 ! 和 &’,发 出 相 应 电 讯 号,通 过 电 气 — 液 压控 制 系 统 与 摇 臂 的 升 降 保 持 连 锁 。
图 ! " # " $% 摇 臂 的 夹 紧 机 构
&,&&,&!,#%— 夹 紧 螺 钉 #,&%,&*,#&— 连 接 块
*,+— 杠 杆 !,&’— 行 程 开 关 (— 座 $,&$— 顶 块
)— 活 塞 杆 ’— 液 压 缸 &#— 外 立 柱 &(.,&(/— 左,右 菱 形 块
&).,&)/— 左,右 垫 块 &+— 弹 簧 片 ##— 摇 臂
·&%’·
第 二 章 机 械 加 工 机 床第 六 节 镗 床镗 床 是 一 种 用 途 广 泛 的 孔 加 工 机 床 。 镗 床 主 要 是 用 镗 刀 镗 削 大,中 型 工 件 上 铸出 的 或 已 钻 出 的 孔,特 别 适 用 于 加 工 分 布 在 不 同 位 置 上,孔 距 精 度 和 相 互 位 置 精 度 要求 都 很 高 的 孔 系 。 镗 床 除 可 以 镗 孔 外,还 可 以 进 行 钻 孔,扩 孔,铰 孔,铣 削 等 加 工 。 镗床 主 要 可 分 为 卧 式 镗 床,坐 标 镗 床,金 刚 镗 床 等 。
一,卧 式 镗 床卧 式 镗 床 是 应 用 最 广 泛 的 一 种 镗 床 类 机 床,其 工 艺 范 围 非 常 广 泛 。 卧 式 镗 床 不仅 可 以 镗 孔,还 可 以 钻 孔,扩 孔,铰 孔,还 可 以 安 装 铣 刀 铣 平 面,成 形 面 及 各 种 形 状 的沟 槽,还 可 以 利 用 平 旋 盘 安 装 车 刀 车 削 端 面,短 的 外 圆 柱 面,内 外 环 形 槽 及 内 外 螺 纹等 。 工 件 可 在 一 次 安 装 中 完 成 大 部 分 的 加 工 工 序 。 卧 式 镗 床 主 要 适 宜 于 加 工 大,中型 的 形 状 复 杂 的 工 件,特 别 对 各 种 箱 体,床 身,机 壳,机 架 等 的 加 工 最 合 适 。
卧 式 镗 床 的 主 参 数 是 镗 轴 直 径 。
（ 一 ） !"#$% 型 卧 式 铣 镗 床 的 主 要 组 成 及 运 动图 & ’ ( ’ #$ 为 !"#$% 型 卧 式 铣 镗 床 的 外 形 图 。 它 主 要 由 床 身,前 立 柱,主 轴 箱,
工 作 台 和 后 立 柱 等 组 成 。 前 立 柱 ) 固 定 安 装 在 床 身 $ 的 右 端 。 在 前 立 柱 的 垂 直 导 轨上 安 装 有 主 轴 箱 %,主 轴 箱 可 沿 导 轨 上 下 移 动 。 主 轴 箱 上 装 有 主 轴 部 件,平 旋 盘,变 速机 构 和 操 纵 机 构 等 。 加 工 时,镗 轴 # 前 端 的 锥 孔 中 可 安 装 刀 具,一 起 旋 转 实 现 主 运动,沿 轴 线 移 动 实 现 轴 向 进 给 运 动,或 平 旋 盘 * 上 的 径 向 刀 具 溜 板 随 平 旋 盘 旋 转,并且 作 径 向 进 给 运 动 。 工 作 台 由 上 工 作 台 +,上 滑 座 & 和 下 滑 座,组 成,下 滑 座 可 带 动工 作 台 一 起 沿 床 身 导 轨 作 纵 向 运 动,上 滑 座 可 带 动 工 作 台 一 起 沿 下 滑 座 顶 部 的 导 轨作 横 向 运 动,工 作 台 还 可 以 在 上 滑 座 的 环 形 导 轨 上 绕 垂 直 轴 线 转 位 。 后 立 柱 ( 上 有支 承 架 用 于 支 承 长 度 较 大 的 刀 杆,以 增 加 其 刚 性,后 立 柱 可 沿 床 身 导 轨 左 右 移 动,调整 位 置,支 承 架 可 沿 后 立 柱 的 导 轨 上 下 移 动,保 持 与 镗 轴 同 轴 。
卧 式 铣 镗 床 具 有 以 下 工 作 运 动,镗 轴 和 平 旋 盘 的 旋 转 主 运 动,镗 轴 的 轴 向 进 给 运动,平 旋 盘 刀 具 溜 板 的 径 向 进 给 运 动,主 轴 箱 的 垂 直 进 给 运 动,工 作 台 的 纵,横 向 进 给运 动 。 机 床 的 辅 助 运 动 有,主 轴 箱,工 作 台 在 进 给 运 动 方 向 上 的 快 速 调 位 运 动,工 作台 的 转 位 运 动,后 立 柱 的 纵 向 调 位 移 动 及 后 支 承 架 的 垂 直 调 位 移 动 。
（ 二 ） 主 轴 部 件图 & ’ ( ’ #( 为 !"#$% 型 卧 式 铣 镗 床 的 主 轴 部 件 结 构 。 它 由 镗 轴 (,镗 轴 套 筒,及平 旋 盘 * 等 组 成 。 镗 轴 和 平 旋 盘 用 来 安 装 刀 具 并 带 动 其 旋 转 。 镗 轴 由 压 入 镗 轴 套 筒
·(-)·
第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具的 三 个 精 密 衬 套 !," 及 #$ 作 支 承,保 证 镗 轴 有 较 高 的 旋 转 精 度 和 平 稳 的 轴 向 进 给 运动 。 其 前 端 还 有 一 个 #%$& 的 锥 孔,可 以 安 装 镗 刀 或 其 它 刀 具 。 镗 轴 的 前 部 有 两 个 腰形 孔 !,",其 中 ! 孔 用 于 拉 镗 孔 或 倒 刮 端 面 时,插 入 楔 块," 孔 用 于 拆 卸 刀 具 。 镗 轴套 筒 采 用 三 支 承 结 构,前 支 承 采 用 双 列 圆 柱 滚 子 轴 承,中 间 和 后 支 承 采 用 圆 锥 滚 子 轴承 。 镗 轴 的 旋 转 由 齿 轮 通 过 平 键 ## 传 给 镗 轴 套 筒,然 后 由 镗 轴 套 筒 上 的 导 键 #& 传给 镗 轴,使 镗 轴 旋 转 。 镗 轴 上 加 工 有 两 条 长 键 槽,一 方 面 可 以 接 受 由 导 键 传 来 的 扭矩,一 方 面 可 以 在 镗 轴 轴 向 进 给 时 起 导 向 作 用 。
图 ’ ( $ ( )# *+)#" 型 卧 式 铣 镗 床 的 外 形 图
#— 床 身 $— 后 立 柱,— 下 滑 座
’— 上 滑 座 -— 上 工 作 台 )— 主 轴
.— 平 旋 盘 !— 前 立 柱 "— 主 轴 箱平 旋 盘,通 过 双 列 圆 锥 滚 子 轴 承 支 承 在 法 兰 盘 ’ 上,法 兰 盘 则 固 定 于 箱 体 上 。
平 旋 盘 端 面 上 加 工 有 四 条 径 向 * 形 槽 #’,刀 具 溜 板 # 上 加 工 有 两 条 * 形 槽 #-,供 安 装刀 具 和 刀 盘 之 用 。 刀 具 溜 板 可 沿 平 旋 盘 的 燕 尾 导 轨 作 径 向 进 给,导 轨 的 间 隙 由 镶 条调 整 。 如 不 需 作 径 向 进 给 时,可 由 螺 塞 - 拧 紧 销 钉 ),将 刀 具 溜 板 锁 紧 在 平 旋 盘 上,以增 加 其 刚 性 。
二,坐 标 镗 床坐 标 镗 床 是 一 种 用 于 加 工 精 密 孔 系 的 高 精 度 机 床,其 特 征 是 这 种 机 床 具 有 测 量坐 标 位 置 的 精 密 测 量 装 置 。 为 了 保 证 高 精 度,机 床 的 零 部 件 的 制 造 和 装 配 精 度 都 很高,并 且 具 有 良 好 的 刚 性 和 抗 振 性 。 它 主 要 用 于 镗 削 精 密 孔 （ /*- 级 或 更 高 ） 和 位 置 精度 要 求 很 高 的 孔 系 （ 坐 标 定 位 精 度 可 达 &0&&$ 1 &0&#22） 。 坐 标 镗 床 不 仅 可 以 保 证 孔有 很 高 的 尺 寸 和 形 状 精 度,还 可 以 在 不 使 用 任 何 引 导 装 置 的 条 件 下,保 证 孔 距 及 到 某一 基 面 之 间 的 距 离 精 度 。
坐 标 镗 床 的 工 艺 范 围 很 广,除 镗 孔,钻 孔,扩 孔,铰 孔,精 铣 平 面 和 沟 槽 外,还 可 以进 行 精 密 刻 线 及 孔 距 和 直 线 尺 寸 的 精 密 测 量 等 工 作 。 坐 标 镗 床 主 要 用 于 单 件 小 批 生产 的 工 具 车 间 对 夹 具 的 精 密 孔,孔 系 和 模 具 的 加 工,也 逐 渐 用 于 生 产 车 间 成 批 地 对 各类 箱 体,缸 体 和 机 体 的 精 密 孔 系 加 工 。
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第 二 章 机 械 加 工 机 床坐 标 镗 床 有 立 式 的 和 卧 式 的 。 立 式 坐 标 镗 床 适 宜 于 加 工 轴 线 与 安 装 基 面 垂 直 的孔 系 和 铣 削 顶 面 ； 卧 式 坐 标 镗 床 适 宜 于 加 工 与 安 装 基 面 平 行 的 孔 系 和 铣 削 侧 面 。 立式 坐 标 镗 床 还 有 单 柱 和 双 柱 之 分 。
（ 一 ） 立 式 坐 标 镗 床立 式 单 柱 坐 标 镗 床 见 图 ! " # " $%。 主 轴 # 由 精 密 轴 承 支 承 在 主 轴 套 筒 中,由 立
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第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具柱 ! 内 的 电 动 机,经 主 传 动 机 构 传 动 主 轴 旋 转 完 成 主 运 动,主 轴 可 随 套 筒 作 轴 向 进给 。 主 轴 箱 " 可 沿 立 柱 的 导 轨 上 下 调 整 位 置 以 适 应 加 工 不 同 高 度 的 工 件 。 主 轴 在 水平 面 上 的 位 置 是 固 定 的,镗 孔 坐 标 位 置 由 工 作 台 # 沿 床 鞍 $ 导 轨 的 纵 向 移 动 和 床 鞍沿 床 身 % 的 横 向 移 动 来 确 定 。 这 类 机 床 一 般 为 中,小 型 机 床 。
图 ! & ’ & %" 立 式 单 柱 坐 标 镗 床
#— 工 作 台 ’— 主 轴 "— 主 轴 箱
!— 立 柱 $— 床 鞍 %— 床 身图 ! & ’ & %! 为 立 式 双 柱 坐 标 镗 床 的 外 形 图 。 由 两 个 立 柱 ",% 和 顶 梁 !,床 身 ( 构成 龙 门 框 架 。 两 个 坐 标 方 向 的 移 动,分 别 由 主 轴 箱 $ 沿 横 梁 的 导 轨 作 横 向 移 动 和 工作 台 # 沿 床 身 导 轨 作 纵 向 移 动 实 现 。 横 梁 ’ 可 沿 立 柱 导 轨 上 下 调 整 位 置,以 适 应 不同 高 度 的 工 件 加 工 。 这 种 机 床 属 于 中,大 型 机 床 。
图 ! & ’ & %! 立 式 双 柱 坐 标 镗 床
#— 工 作 台 ’— 横 梁 ",%— 立 柱 !— 顶 梁
$— 主 轴 箱 )— 主 轴 (— 床 身
（ 二 ） 卧 式 坐 标 镗 床如 图 ! & ’ & %$ 所 示 卧 式 坐 标 镗 床 的 特 点 是 其 主 轴 " 水 平 安 装,与 工 作 台 台 面 平行 。 安 装 工 件 的 工 作 台 由 下 滑 座 ),上 滑 座 # 和 可 精 密 分 度 的 回 转 工 作 台 ’ 三 层 组成 。 镗 孔 坐 标 位 置 由 下 滑 座 沿 床 身 % 导 轨 的 横 向 移 动 和 主 轴 箱 $ 沿 立 柱 ! 导 轨 上 下移 动 来 确 定 。 机 床 进 行 加 工 的 进 给 运 动,可 由 主 轴 轴 向 移 动 完 成,也 可 由 上 滑 座 的 纵向 移 动 完 成 。
卧 式 坐 标 镗 床 具 有 较 好 的 工 艺 性 能,工 件 高 度 不 受 限 制,安 装 方 便,利 用 回 转 工作 台 的 分 度 运 动,可 在 工 件 一 次 安 装 中 完 成 工 件 几 个 平 面 上 孔 的 加 工,适 于 在 生 产 车间 中 成 批 加 工 箱 体 等 零 件 。
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第 二 章 机 械 加 工 机 床图 ! " # " $% 卧 式 坐 标 镗 床
&— 上 滑 座 #— 回 转 工 作 台 ’— 主 轴 !— 立 柱
%— 主 轴 箱 $— 床 身 (— 下 滑 座
（ 三 ） 坐 标 测 量 装 置如 前 所 述,坐 标 镗 床 的 特 点 在 于 坐 标 的 测 量 系 统 。 坐 标 测 量 系 统 主 要 是 确 定 工作 台,主 轴 等 的 位 移 距 离,以 实 现 工 件 和 刀 具 的 精 确 定 位 。 坐 标 测 量 系 统 有 机 械 的,
光 学 的,光 栅 的 等,现 简 单 介 绍 两 种 。
&)精 密 刻 线 尺 — — — 光 屏 读 数 头 坐 标 测 量 装 置这 种 测 量 装 置 目 前 应 用 最 为 普 遍,它 主 要 由 精 密 刻 线 尺,光 学 放 大 器 和 读 数 器 三部 分 组 成 。 图 ! " # " $$ 为 *!&!% 型 立 式 单 柱 坐 标 镗 床 工 作 台 纵 向 位 移 光 学 测 量 装 置的 工 作 原 理 。 刻 线 尺 ’ 是 测 量 位 移 的 基 准 元 件,由 线 膨 胀 系 数 小,不 易 氧 化 生 锈 的 合金 金 属 制 成,装 在 工 作 台 底 面 上 的 矩 形 槽 中,刻 线 面 向 下,其 一 端 与 工 作 台 保 持 连 接,
并 可 随 工 作 台 作 纵 向 移 动 。 光 学 放 大 器 以 及 光 屏 读 数 头 装 在 床 鞍 上 。 测 量 工 作 台 的纵 向 位 移 量 时,由 光 源 + 射 出 的 光,经 聚 光 镜 (,滤 色 镜 $,反 光 镜 % 和 前 组 物 镜 ! 投 射到 刻 线 尺 ’ 的 刻 线 面 上 。 刻 线 尺 上 被 照 亮 的 线 纹,通 过 前 组 物 镜 !,反 光 镜,,后 组 物镜 &-,反 光 镜 &’,&# 和 &&,成 像 于 光 屏 读 数 头 的 光 屏 & 上,通 过 目 镜 # 可 以 清 晰 的 观察 到 放 大 的 线 纹 像 。 物 镜 总 的 放 大 倍 率 为 !- 倍,因 此,间 距 为 &.,的 刻 线 尺 线 纹,其在 光 屏 上 的 距 离 为 !-..。 光 屏 读 数 头 （ 图 ! " # " $(） 的 光 屏 上,刻 有 - / &- 共 && 组 等距 离 的 双 刻 线,相 邻 两 刻 线 之 间 的 距 离 为 !..,相 当 于 刻 线 尺 ’ 上 的 距 离 为 ! 0（ &1
!-）,.2 -)&..。
光 屏 & 镶 嵌 在 可 沿 滚 动 导 轨 &( 移 动 的 框 架 &$ 中 。 由 于 弹 簧 &+ 的 作 用,框 架 &$
通 过 装 在 其 一 端 孔 中 的 钢 球 &,,始 终 顶 紧 在 阿 基 米 德 螺 旋 线 内 凸 轮 &! 的 工 作 表 面上 。 用 刻 度 盘 &% 带 动 内 凸 轮 &! 转 动 时,可 推 动 框 架 &$ 连 同 光 屏 & 一 起 沿 着 垂 直 于双 刻 线 的 方 向 作 微 量 移 动 。 刻 度 盘 &% 的 端 面 上,刻 有 &-- 格 圆 周 等 分 线 。 当 其 每 转过 & 格 时,内 凸 轮 &! 推 动 光 屏 移 动 -)-!..,这 相 当 于 刻 线 尺,亦 即 工 作 台 的 位 移 量 为
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第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具
!"!# $（ %&#!） ’’( !"!!%’’。
图 # ) * ) ++,#%#- 型 坐 标 镗 床 工 作 台 纵 向 位 移 光 学 测 量 装 置
% ) 光 屏 * ) 目 镜,) 刻 线 尺 # ) 前 组 物 镜 -,/,%%,%*,%,) 反 光 镜
+ ) 滤 色 镜 0 ) 聚 光 镜 1 ) 光 源 %! ) 后 组 物 镜进 行 坐 标 测 量 时,工 作 台 移 动 量 的 毫 米 整 数 值 由 装 在 工 作 台 上 的 粗 读 数 标 尺 读取,毫 米 以 下 的 小 数 部 分 则 由 光 屏 读 数 头 读 取 。 每 次 测 量 时,首 先 转 动 光 屏 读 数 头 的刻 度 盘 %-,使 其 刻 线 对 准 零 位,然 后 通 过 专 门 的 手 把 移 动 前 组 物 镜 #,将 刻 线 尺 的 线纹 像 调 整 到 光 屏 上 双 刻 线,!” 的 正 中,调 零 后 可 进 行 测 量 。
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第 二 章 机 械 加 工 机 床图 ! " # " $% 光 屏 读 数 头
& " 光 屏 # " 目 镜 &! " 内 凸 轮 &’ " 刻 度 盘 &$ " 框 架
&% " 滚 动 导 轨 &( " 弹 簧 &) " 钢 球 #* " 盖
#+光 栅 — — — 数 字 显 示 器 坐 标 测 量 装 置这 种 坐 标 测 量 装 置 以 光 栅 作 基 准 元 件 。 光 栅 是 在 长 条 形 （ 或 圆 形 ） 的 光 学 玻 璃 或反 光 金 属 尺 上 刻 上 密 集 的 间 距 相 等 的 线 纹 所 构 成 。 光 栅 上 两 相 邻 刻 线 之 间 的 距 离
!,称 为 光 栅 节 距 （ 图 ! " # " $(,） 。 光 栅 节 距 越 小,测 量 精 度 越 高 。 常 用 的 光 栅 节 距在 *+*-.,到 *+*’.,之 间,即 线 纹 密 度 为 每 毫 米 #* 条 到 &** 条 。
光 栅 测 量 的 工 作 原 理 是 利 用 两 个 平 行 放 置 的 光 栅 所 形 成 的 莫 尔 条 纹 来 确 定 机 床部 件 的 位 移 量 。 如 图 ! " # " $( 所 示,短 光 栅 / 安 装 在 机 床 的 固 定 部 件 上,称 为 指 示 光栅 ； 长 光 栅 ! 安 装 在 机 床 的 移 动 部 件 上,称 为 标 尺 光 栅 。 两 光 栅 互 相 平 行,并 保 持 *+&
0 *+’.,的 间 隙 。 指 示 光 栅 / 可 在 自 身 平 面 内 偏 转,使 其 线 纹 相 对 标 尺 光 栅 线 纹 成一 很 小 倾 斜 角
!
（ 图 % " &!1） 。 当 光 源 & 经 聚 光 镜 # 射 出 的 平 行 光 束 照 射 到 光 栅 上 时,
由 于 光 栅 上 不 透 光 线 纹 的 遮 光 作 用,产 生 几 条 明 暗 条 纹 相 间 的 粗 条 纹,称 之 为 莫 尔 条纹 。 莫 尔 条 纹 的 节 距 2 比 光 栅 节 距 ! 大 得 多,倾 斜 角
!
越 小,节 距 " 越 大 。 当 莫 尔条 纹 移 动 时,通 过 缝 隙 板 ’ 使 光 电 元 件 $ 接 受 明 暗 条 纹 发 生 变 化 的 光 讯 号,并 转 变 为电 讯 号 。 光 电 元 件 $ 接 受 的 光 强 度 发 生 一 次 周 期 变 化,于 是 输 出 一 个 正 弦 波 电 讯 号,
经 电 子 系 统 放 大,计 数 后,便 在 数 码 显 示 器 % 中 以 数 字 形 式 显 示 出 机 床 部 件 的 正 确 位移 量 。 光 栅 具 有 位 移 测 量 精 度 高,数 码 显 示,读 数 直 观 方 便 等 优 点 。
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第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具图 ! " # " $% 光 栅 坐 标 测 量 装 置 示 意 图
&— 光 栅 #— 聚 光 镜 ’— 指 示 光 栅 !— 标 尺 光 栅 (— 缝 隙 板 $— 光 电 元 件 )— 数 码 显 示 器三,金 刚 镗 床金 刚 镗 床 是 一 种 高 速 镗 床,通 常 采 用 硬 质 合 金 刀 具 （ 以 前 采 用 是 金 刚 石 刀 具,机床 由 此 得 名 ）,以 极 高 的 速 度,很 小 的 切 削 深 度 和 进 给 量 主 要 对 有 色 金 属 和 铸 铁 工 件上 的 内 孔 进 行 精 细 加 工,加 工 的 尺 寸 精 度 可 达 *+**’,*+**(--,表 面 粗 糙 度 可 达 !
.
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根 据 主 轴 的 位 置 不 同,金 刚 镗 床 可 分 为 卧 式 和 立 式 两 类 。 图 ! " # " $0 为 单 面 卧式 金 刚 镗 床 。 为 了 保 证 主 轴 # 准 确 平 稳 运 转,通 常 直 接 由 电 动 机 经 带 传 动 带 动 主 轴高 速 旋 转,并 且 主 轴 采 用 精 密 轴 承 支 承 。 工 件 通 过 夹 具 安 装 在 工 作 台 ’ 上,并 随 工 作台 一 起 沿 床 身 ! 导 轨 作 低 速 平 稳 的 进 给 。
图 ! " # " $0 单 面 卧 式 金 刚 镗 床
& " 主 轴 箱 # " 主 轴 ’ " 工 作 台 ! " 床 身
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第 二 章 机 械 加 工 机 床第 三 章 数 控 机 床第 一 节 数 控 机 床 概 述一,数 控 机 床 简 介数 控 机 床 是 用 计 算 机 通 过 数 字 化 信 息 实 现 对 机 床 自 动 控 制 的 机 电 一 体 化 产 品 。
现 代 数 控 机 床 普 遍 采 用 计 算 机 数 字 控 制 系 统,即 !"! 系 统 。 它 综 合 应 用 了 微 电 子 技术,计 算 机 自 动 控 制,精 密 检 测,伺 服 驱 动,机 械 设 计 与 制 造 技 术 等 多 方 面 的 最 新 成果,是 一 种 先 进 的 机 械 加 工 设 备 。 数 控 机 床 不 仅 能 够 提 高 产 品 的 质 量,提 高 生 产 效率,降 低 生 产 成 本,还 能 够 大 大 改 善 工 人 的 劳 动 条 件 。
（ 一 ） 数 控 机 床 的 产 生 和 发 展
（ #） 数 控 机 床 的 产 生 随 着 科 学 技 术 的 不 断 发 展,机 械 产 品 日 趋 精 密,复 杂,而 且改 型 频 繁,这 就 要 求 制 造 机 械 产 品 的 设 备 — — — 机 床 具 有 高 性 能,高 精 度,高 自 动 化 和强 适 应 性 。 在 机 械 产 品 中,单 件 和 小 批 量 产 品 占 到 $%& ’ (%&,采 用 普 通 机 床 加 工 这些 零 件 效 率 低,劳 动 强 度 大,有 些 复 杂 型 面 甚 至 无 法 加 工 。 采 用 组 合 机 床 或 自 动 化 机床 加 工 这 类 零 件 也 极 其 不 合 理,因 为 需 要 经 常 改 装 与 调 整 设 备 。 数 控 机 床 就 是 为 了解 决 单 件,小 批 量,精 度 高,复 杂 形 面 零 件 加 工 的 自 动 化 要 求 而 产 生 的 。
（ )） 数 控 机 床 的 发 展 世 界 上 第 一 台 数 控 机 床 产 生 于 #*+) 年,由 美 国 麻 省 理 工学 院 和 帕 森 斯 公 司 合 作 研 制 成 功 。 之 后,随 着 微 电 子 技 术,特 别 是 计 算 机 技 术 的 不 断发 展,数 控 机 床 不 断 更 新 换 代,数 控 系 统 先 后 经 历 了 电 子 管 （ #*+) 年 ）,晶 体 管 （ #*+*
年 ）,集 成 电 路 （ #*,+ 年 ）,小 型 计 算 机 （ #*$%）,微 处 理 器 或 微 型 计 算 机 （ #*$- 年 ） 和 基 于工 控,! 机 的 通 用 型 !"! 系 统 （ #**% 年 ） 等 六 代 数 控 系 统 。 我 国 从 #*+( 年 开 始 研 制 数控 机 床,#*$+ 年 研 制 出 第 一 台 加 工 中 心 。 改 革 开 放 以 来,由 于 引 进 国 外 的 数 控 系 统 与
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第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具伺 服 系 统,使 我 国 的 数 控 机 床 在 品 种,数 量 和 质 量 方 面 都 得 到 迅 速 发 展 。 从 !"#$ 年开 始,我 国 数 控 机 床 开 始 进 入 国 际 市 场 。 目 前 我 国 有 几 十 家 机 床 厂 能 够 生 产 数 控 机床 和 数 控 加 工 中 心 。 据 !""% 年 不 完 全 统 计,全 国 共 拥 有 数 控 机 床 !& 万 台,居 世 界 第二 。
在 数 控 机 床 全 面 发 展 的 同 时,数 控 技 术 在 其 它 机 械 行 业 中 得 以 迅 速 发 展,数 控 绘图 机,数 控 坐 标 测 量 机,数 控 线 切 割 机,数 控 编 织 机,机 器 人 等 数 控 设 备 得 到 广 泛 的 应用 。
（ 二 ） 数 控 机 床 的 特 点 和 用 途与 传 统 机 床 相 比,数 控 机 床 具 有 以 下 一 些 特 点 。
（ !） 适 应 性 广 适 应 性 即 所 谓 的 柔 性,是 指 数 控 机 床 随 生 产 对 象 变 化 而 变 化 的 适应 能 力 。 采 用 数 字 程 序 控 制,当 生 产 品 种 改 变 时,只 要 重 新 编 制 零 件 加 工 程 序,就 能实 现 对 新 零 件 的 自 动 化 生 产 。 这 对 当 前 市 场 竞 争 中 产 品 不 断 更 新 换 代 的 生 产 模 式 是十 分 重 要 的,它 为 解 决 多 品 种,中 小 批 量 零 件 的 自 动 化 加 工 提 供 了 极 好 的 生 产 方 式 。
广 泛 的 适 应 性 是 数 控 设 备 最 突 出 的 优 点,也 是 数 控 设 备 得 以 产 生 和 迅 速 发 展 的 主 要原 因 。
（ &） 加 工 精 度 高,质 量 稳 定 数 控 机 床 是 按 照 预 定 程 序 自 动 工 作 的,一 般 情 况 下工 作 过 程 不 需 要 人 工 干 预,这 就 消 除 了 操 作 者 人 为 产 生 的 误 差 。 数 控 机 床 的 加 工 精度 一 般 可 达 ’(’’) * ’(!++ 之 间 。 数 控 装 置 的 脉 冲 当 量 （ 或 分 辨 率 ） 目 前 可 达 ’(’! *
’(’’’!++,并 且 可 以 通 过 实 时 检 测 反 馈 修 正 误 差 或 补 偿 来 获 得 更 高 的 精 度 。 因 此,数控 机 床 可 以 获 得 比 机 床 本 身 精 度 更 高 的 加 工 精 度 。 尤 其 提 高 了 同 批 零 件 生 产 的 一 致性,使 产 品 质 量 稳 定 。
（,） 生 产 率 高 数 控 机 床 能 够 有 效 地 减 少 零 件 的 加 工 时 间 和 辅 助 时 间 。 数 控 机床 上 可 以 采 用 较 大 的 切 削 用 量,进 行 强 力 切 削,同 时 还 可 以 自 动 换 速,自 动 换 刀 和 自动 装 夹 工 件 。 一 机 多 用 的 数 控 加 工 中 心 可 以 进 行 车,铣,镗,钻,磨 等 各 种 粗 精 加 工,
实 现 了 在 一 台 机 床 上 进 行 多 道 工 序 的 连 续 加 工,减 少 了 半 成 品 的 工 序 间 周 转 时 间,提高 了 生 产 率 。
（ -） 减 轻 劳 动 强 度,改 善 劳 动 条 件 由 于 数 控 机 床 是 按 所 编 程 序 自 动 完 成 零 件 加工 的,操 作 者 主 要 是 进 行 程 序 的 输 入,装 卸 零 件,加 工 状 态 的 观 测,零 件 的 检 验 等 工作,劳 动 强 度 极 大 降 低 。 机 床 一 般 是 封 闭 式 加 工,既 清 洁,又 安 全 。
（ )） 能 实 现 复 杂 零 件 的 加 工 数 控 机 床 可 以 完 成 普 通 机 床 难 以 完 成 或 根 本 不 能加 工 的 复 杂 曲 面 的 零 件 加 工,可 以 实 现 几 乎 是 任 意 轨 迹 的 运 动 和 加 工 任 何 形 状 的 空间 曲 面,适 用 于 各 种 复 杂 形 面 的 零 件 加 工 。
（ $） 有 利 于 现 代 化 生 产 管 理 数 控 机 床 采 用 数 字 信 息 与 标 准 代 码 处 理,传 递 信息,特 别 是 在 数 控 机 床 上 使 用 计 算 机 控 制,为 计 算 机 辅 助 设 计,制 造 以 及 管 理 一 体 化奠 定 了 基 础 。
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第 三 章 数 控 机 床二,数 控 机 床 的 工 作 原 理 及 组 成
（ 一 ） 数 控 机 床 的 工 作 原 理数 控 机 床 加 工 零 件 时,首 先 应 编 制 零 件 的 数 控 加 工 程 序,这 是 数 控 机 床 的 工 作 指令 。 将 数 控 程 序 输 入 到 数 控 装 置,再 由 数 控 装 置 控 制 机 床 主 运 动 的 变 速,启 停,进 给运 动 的 方 向,速 度 和 位 移 大 小,以 及 其 它 诸 如 刀 具 选 择 交 换,工 件 夹 紧 松 开 和 冷 却 润滑 等 动 作,使 刀 具 与 工 件 及 其 它 辅 助 装 置 严 格 地 按 照 数 控 程 序 规 定 的 顺 序,路 程 和 参数 进 行 工 作,从 而 加 工 出 形 状,尺 寸 与 精 度 符 合 要 求 的 零 件 。
（ 二 ） 数 控 机 床 的 组 成数 控 机 床 的 基 本 结 构 如 图 ! " # " $ 所 示,主 要 由 控 制 介 质,计 算 机 数 控 装 置,伺服 驱 动 系 统 和 机 床 组 成 。
图 !" #" $ 数 控 设 备 基 本 结 构 框 图
（ $） 控 制 介 质 数 控 加 工 程 序 是 数 控 机 床 自 动 加 工 零 件 的 工 作 指 令 。 在 对 加 工零 件 进 行 工 艺 分 析 的 基 础 上,确 定,
!
零 件 坐 标 系 在 机 床 坐 标 系 上 的 相 对 位 置,即 零件 在 机 床 上 的 安 装 位 置 ；
"
刀 具 与 零 件 相 对 运 动 的 尺 寸 参 数 ；
#
零 件 加 工 的 工 艺 路 线或 加 工 顺 序 ；
$
主 运 动 的 启,停,换 向,变 速 ； 进 给 运 动 的 速 度,位 移 大 小 等 工 艺 参 数,
以 及 辅 助 装 置 的 动 作 。 这 样 得 到 零 件 的 所 有 运 动,尺 寸,工 艺 参 数 等 加 工 信 息,然 后用 标 准 的 由 文 字,数 字 和 符 号 组 成 的 数 控 代 码,按 规 定 的 方 法 和 格 式,编 制 零 件 加 工的 数 控 程 序 单 。 编 制 程 序 的 工 作 可 由 人 工 进 行,或 者 在 数 控 机 床 以 外 用 自 动 编 程 计算 机 系 统 来 完 成,比 较 先 进 的 数 控 机 床,可 以 在 它 的 数 控 装 置 上 直 接 编 程 。 程 序 须 存在 控 制 介 质 上,如 纸 带,磁 带 或 磁 盘 等 。 目 前 最 常 用 的 是 八 单 位 标 准 穿 孔 纸 带 。
（ %） 计 算 机 数 控 装 置 数 控 装 置 是 数 控 机 床 的 中 枢,它 接 受 输 入 装 置 送 来 的 脉 冲信 号,经 过 数 控 装 置 的 系 统 软 件 或 逻 辑 电 路 进 行 编 译,运 算 和 逻 辑 处 理 后,输 出 各 种信 号 和 指 令 控 制 机 床 的 各 个 部 分,进 行 规 定 的,有 序 的 动 作 。 这 些 控 制 信 号 中 最 基 本的 信 号 是,经 插 补 运 算 决 定 的 各 坐 标 轴 （ 即 作 进 给 运 动 的 各 执 行 部 件 ） 的 进 给 速 度,进给 方 向 和 位 移 量 指 令,送 伺 服 驱 动 系 统 驱 动 执 行 部 件 作 进 给 运 动 。 其 它 还 有 主 运 动部 件 的 变 速,换 向 和 启 停 信 号 ； 选 择 和 交 换 刀 具 的 刀 具 指 令 信 号 ； 控 制 冷 却,润 滑 的 启停,工 件 和 机 床 部 件 松 开,夹 紧,分 度 工 作 台 转 位 等 辅 助 指 令 信 号 等 。
（ #） 伺 服 驱 动 系 统 伺 服 驱 动 系 统 包 括 伺 服 驱 动 电 动 机,各 种 伺 服 驱 动 元 件 和 执行 部 件 等,它 是 数 控 系 统 的 执 行 部 分 。 它 的 作 用 是 根 据 来 自 数 控 装 置 的 速 度 和 位 移
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第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具指 令 控 制 执 行 部 件 的 进 给 速 度,方 向 和 位 移,使 执 行 部 件 按 规 定 轨 迹 移 动 或 精 确 定位,加 工 出 符 合 图 样 要 求 的 工 件 。 每 个 作 进 给 运 动 的 执 行 部 件,都 配 有 一 套 伺 服 驱 动系 统 。 伺 服 驱 动 系 统 有 开 环,半 闭 环 和 闭 环 之 分 。 在 半 闭 环 和 闭 环 伺 服 驱 动 系 统 中,
还 得 使 用 位 置 检 测 装 置,间 接 或 直 接 测 量 执 行 部 件 的 实 际 进 给 位 移,与 指 令 位 移 进 行比 较,按 闭 环 原 理,将 其 误 差 转 换 放 大 后 控 制 执 行 部 件 的 进 给 运 动 。 每 个 脉 冲 信 号 使机 床 执 行 部 件 的 位 移 量 叫 做 脉 冲 当 量,用
!
表 示 。 常 用 脉 冲 当 量 有 !" !#,!" !!$、
!"!!#%%&脉 冲 。 伺 服 系 统 的 性 能 是 决 定 数 控 加 工 精 度 和 生 产 效 率 的 主 要 因 素 之 一 。
（ ’） 机 床 的 机 械 部 件 主 要 包 括,主 运 动 部 件,进 给 运 动 部 件 （ 如 工 作 台,刀 架 ） 和支 承 部 件 （ 如 床 身,立 柱 等 ）,还 有 冷 却,润 滑,转 位 部 件,如 夹 紧,换 刀 机 械 手 等 辅 助 装置 。 对 于 加 工 中 心 类 的 数 控 机 床,还 有 存 放 刀 具 的 刀 库,交 换 刀 具 的 机 械 手 等 部 件 。
数 控 机 床 的 机 械 部 件 的 组 成 与 普 通 机 床 相 似,但 传 动 机 构 要 求 更 为 简 单,在 精 度,刚度,抗 振 性 等 方 面 要 求 更 高,而 且 其 传 动 和 变 速 系 统 要 便 于 实 现 自 动 化 控 制 。
三,数 控 机 床 的 分 类数 控 机 床 的 品 种 很 多,一 般 可 以 按 以 下 几 种 分 类 方 法 进 行 分 类 。
（ 一 ） 按 工 艺 用 途 分 类
（ #） 普 通 数 控 机 床 与 传 统 的 通 用 机 床 一 样,普 通 数 控 机 床 有 数 控 钻 床,数 控 车床,数 控 铣 床,数 控 镗 床,数 控 磨 床 和 数 控 齿 轮 加 工 机 床 等 。 每 一 类 又 有 很 多 品 种,例如 数 控 铣 床 就 有 数 控 立 铣,数 控 卧 铣,数 控 工 具 铣 及 数 控 龙 门 铣 等 。 普 通 数 控 机 床 的工 艺 性 能 与 通 用 机 床 相 似,所 不 同 的 是 它 能 自 动 地 加 工 精 度 更 高,形 状 更 复 杂 的 零件 。
（ (） 数 控 加 工 中 心 数 控 加 工 中 心 又 称 多 工 序 数 控 机 床,它 带 有 刀 库 和 自 动 换 刀装 置,它 将 数 控 铣 床,数 控 镗 床,数 控 钻 床 的 功 能 组 合 在 一 起,零 件 在 一 次 装 夹 后,可以 对 其 大 部 分 加 工 面 进 行 铣,镗,钻,扩,铰 及 攻 螺 纹 等 多 工 序 加 工 。 加 工 中 心 能 有 效地 避 免 由 于 多 次 安 装 造 成 的 定 位 误 差,又 可 以 减 少 装 卸 工 件,更 换 和 调 整 刀 具 的 辅 助时 间,近 年 来 加 工 中 心 得 以 迅 速 发 展 。
（ 二 ） 按 控 制 运 动 的 方 式 分 类
（ #） 点 位 控 制 点 位 控 制 数 控 机 床 只 控 制 刀 具 或 机 床 工 作 台 从 一 点 准 确 地 移 动到 另 一 点 的 定 位,而 不 控 制 移 动 轨 迹,移 动 过 程 中 刀 具 不 进 行 切 削 。 使 用 这 类 控 制 系统 的 主 要 有 数 控 坐 标 镗 床,数 控 钻 床,数 控 冲 床 等 。
（ (） 点 位 直 线 控 制 点 位 直 线 数 控 机 床 不 仅 控 制 刀 具 或 工 作 台 从 一 个 点 准 确 地移 动 到 另 一 点,而 且 保 证 在 两 点 之 间 的 运 动 轨 迹 是 一 条 直 线 。 移 动 部 件 在 移 动 过 程中 进 行 切 削 。 应 用 这 类 控 制 系 统 的 有 数 控 车 床,数 控 铣 镗 床 等 。
（ )） 轮 廓 控 制 这 类 机 床 能 够 对 两 个 或 两 个 以 上 运 动 坐 标 的 位 移 及 速 度 进 行 连续 相 关 的 控 制,使 合 成 的 平 面 或 空 间 的 运 动 轨 迹 能 满 足 零 件 轮 廓 的 要 求 。 应 用 这 类
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第 三 章 数 控 机 床控 制 系 统 的 有 数 控 铣 床,数 控 车 床,数 控 磨 床 和 数 控 加 工 中 心 等 。
（ 三 ） 按 所 用 进 给 伺 服 系 统 分 类
（ !） 开 环 控 制 系 统 开 环 控 制 系 统 是 指 不 带 反 馈 装 置 的 控 制 系 统 。 这 类 系 统 的信 息 流 向 是 单 向 的,即 进 给 脉 冲 发 出 去 以 后,实 际 移 动 值 不 再 反 馈 回 来,所 以 称 为 开环 控 制 。
开 环 控 制 系 统 的 特 点 是 结 构 简 单,技 术 容 易 掌 握,容 易 维 修,成 本 较 低,但 其 控 制精 度 不 高 。 一 般 适 用 于 中,小 型 数 控 机 床,特 别 适 用 于 旧 机 床 改 造 的 简 易 数 控 机 床 。
（ "） 闭 环 控 制 系 统 这 类 控 制 系 统 带 有 位 置 检 测 装 置,数 控 装 置 将 位 移 指 令 与 位置 检 测 装 置 测 得 的 执 行 部 件 实 际 位 置,随 时 进 行 比 较,根 据 其 差 值 与 指 令 进 给 速 度 的要 求,按 一 定 的 规 律 进 行 转 换 后,得 到 进 给 伺 服 系 统 的 速 度 指 令 。 另 一 方 面 还 利 用 和伺 服 驱 动 电 动 机 同 轴 刚 性 连 接 的 测 速 元 器 件,随 时 实 测 驱 动 电 动 机 的 转 速,得 到 速 度反 馈 信 号,将 它 与 速 度 指 令 信 号 相 比 较,以 其 比 较 的 结 果 即 速 度 误 差 信 号,对 驱 动 电动 机 的 转 速 随 时 进 行 校 正 。 控 制 执 行 部 件 作 补 充 位 移,直 到 差 值 消 除 才 停 止 移 动,达到 精 确 定 位 。
闭 环 控 制 系 统 的 特 点 是 定 位 精 度 高,移 动 速 度 快,但 系 统 复 杂,成 本 高,调 试 和 维修 都 较 困 难 。 一 般 适 用 于 精 度 要 求 高 的 数 控 设 备,如 数 控 精 密 镗 铣 床 。
（ #） 半 闭 环 数 控 系 统 这 类 系 统 采 用 转 角 检 测 元 件,测 出 伺 服 电 动 机 的 转 角,从而 推 算 出 工 作 台 的 实 际 位 移 量,再 反 馈 到 计 算 机 中 进 行 位 置 比 较,用 比 较 的 差 值 进 行控 制 。 由 于 反 馈 环 内 没 有 包 含 工 作 台,故 称 半 闭 环 控 制 。
半 闭 环 控 制 系 统 的 性 能 介 于 开 环 和 闭 环 之 间,精 度 较 闭 环 控 制 差,但 稳 定 性 好,
成 本 较 低,调 试 维 修 也 较 容 易,因 而 得 到 广 泛 应 用 。
第 二 节 数 控 机 床 的 坐 标 系为 了 正 确 确 定 工 件 在 机 床 中 的 位 置,机 床 运 动 部 件 的 特 殊 位 置 以 及 运 动 范 围,简化 程 序 编 制 的 工 作 和 保 证 记 录 数 据 的 互 换 性,$%&’(! 制 定 了 关 于,机 床 数 字 控 制 坐 标
— — — 坐 标 轴 和 运 动 方 向 命 名,的 国 际 标 准,我 国 也 相 应 制 定 了 等 效 于 $%&’(! 的 标 准
)*#+,!— ’"。
一,坐 标 系 及 运 动 方 向
!- ! 坐 标 系 的 确 定 原 则标 准 的 机 床 坐 标 系 是 一 个 右 手 笛 卡 尔 直 角 坐 标 系,如 图 (,#," 所 示 。 图 中 大拇 指 的 指 向 为 " 轴 的 正 方 向,食 指 指 向 为 # 轴 的 正 方 向,中 指 的 指 向 为 $ 轴 的 正 方
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第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具向 。 围 绕 !,",# 轴 旋 转 的 圆 周 进 给 坐 标 轴 分 别 用 $,%,& 表 示,根 据 右 手 螺 旋 定 则,
以 大 拇 指 指 向 ! !,! ",! # 方 向,则 食 指,中 指 等 的 环 绕 方 向 就 是 圆 周 进 给 运 动 的
! $,! %,! & 方 向 。
在 使 用 和 判 别 坐 标 系 时,有 如 下 规 定,
"） 采 用 工 件 固 定 不 动,刀 具 相 对 移 动 的 原 则 编 程,编 程 人 员 不 用 考 虑 数 控 机 床 的实 际 运 动 形 式 ；
#） 若 工 件 固 定 不 动,刀 具 运 动,坐 标 系 正 方 向 字 母 不 带,$”,若 刀 具 固 定 不 动,工件 移 动,坐 标 系 正 方 向 字 母 带,$” 表 示 。
图 % & ’ & # 右 手 笛 卡 尔 直 角 坐 标 系
#(数 控 机 床 各 坐 标 轴 的 确 定 方 法 如 下,
（ "） # 坐 标 在 标 准 中,规 定 平 行 于 主 轴 轴 线 的 坐 标 为 # 坐 标 。
对 于 有 几 个 主 轴 的 机 床,则 选 一 垂 直 于 工 件 装 夹 平 面 的 主 轴 作 为 主 要 的 主 轴,平行 于 主 要 主 轴 轴 线 的 坐 标 即 为 # 坐 标 。 # 轴 的 正 方 向 是 使 刀 具 远 离 工 件 的 方 向 。
（ #） ! 坐 标 ! 坐 标 一 般 是 水 平 的,它 与 工 件 装 夹 面 平 行,且 垂 直 于 # 坐 标 。
对 于 工 件 旋 转 的 机 床,例 如 数 控 车 床,取 平 行 于 刀 具 移 动 面 的 工 件 径 向 作 为 !
坐 标,同 样 以 刀 具 远 离 工 件 的 方 向 为 ! 轴 的 正 方 向 。
对 于 刀 具 旋 转 的 数 控 机 床,如 # 轴 是 水 平 的 （ 卧 式 主 轴 ）,沿 主 轴 后 端 向 工 件 方 向看 时,! 坐 标 正 方 向 指 向 右 边 。 如 # 轴 是 垂 直 的,对 于 单 立 柱 机 床,面 对 主 轴 向 立 柱看 时,! 坐 标 正 方 向 指 向 右 边 。
（ ’） " 坐 标 在 确 定 了 !,# 坐 标 的 正 方 向 后,可 根 据 右 手 笛 卡 尔 直 角 坐 标 系 确定 " 坐 标 的 正 方 向 。
一 般 称 !,",# 为 主 坐 标 或 第 一 坐 标 系,如 有 平 行 于 第 一 坐 标 的 第 二 组 和 第 三 组坐 标,则 分 别 指 定 为 ’,(,) 和 *,+、,。 第 一 坐 标 系 是 指 靠 近 主 轴 的 直 线 运 动,稍远 的 为 第 二 坐 标 系,更 远 的 为 第 三 坐 标 系 。
图 % & ’ & ’,图 % & ’ & %,图 % & ’ & ) 是 几 种 典 型 数 控 机 床 的 坐 标 系 简 图 。
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第 三 章 数 控 机 床图 ! " # " # 卧 式 数 控 车 床 坐 标 系图 ! " # " ! 立 式 数 控 铣 床 坐 标 系图 ! " # " $ 卧 式 数 控 铣 床 坐 标 系二,机 床 坐 标 系 与 工 件 坐 标 系
（ %） 机 床 坐 标 系 与 机 床 原 点 机 床 坐 标 系 是 机 床 上 固 有 的 坐 标 系,此 坐 标 系 的 原点 即 是 机 床 原 点 。 它 在 机 床 装 配,调 试 时 就 已 确 定 下 来 了,是 数 控 机 床 进 行 加 工 运 动的 基 准 参 考 点 。 此 点 在 数 控 机 床 的 使 用 说 明 书 上 均 有 说 明 。 在 数 控 车 床 上,一 般 取卡 盘 端 面 与 主 轴 中 心 线 的 交 点 处 。
（ &） 工 件 坐 标 系 和 工 件 原 点 工 件 坐 标 系 是 编 程 人 员 以 工 件 图 样 上 的 某 一 固 定点 为 原 点 所 建 立 的 坐 标 系 。 此 固 定 点 即 为 工 件 原 点 。 编 程 时,尺 寸 都 按 工 件 坐 标 系中 的 尺 寸 确 定 。 加 工 时,工 件 随 夹 具 在 机 床 上 安 装 后,测 量 工 件 原 点 与 机 床 原 点 之 间
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第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具的 距 离 （ 可 通 过 测 量 某 些 基 准 面,线 之 间 的 距 离 来 确 定 ）,这 个 距 离 称 为 工 件 原 点 偏置,如 图 ! " # " $ 所 示 。 把 此 偏 置 值 预 存 到 系 统 中,在 加 工 时,工 件 原 点 偏 置 值 便 能自 动 加 到 工 件 坐 标 系 上,数 控 系 统 便 可 按 机 床 坐 标 系 确 定 加 工 时 的 坐 标 值 。 这 样,利用 数 控 系 统 的 原 点 偏 置 功 能,可 通 过 工 件 原 点 偏 置 值 来 补 偿 工 件 在 工 作 台 上 的 装 夹位 置 误 差 。 编 程 人 员 可 以 不 必 考 虑 工 件 在 机 床 上 的 安 装 位 置 和 安 装 精 度,使 用 十 分方 便 。 现 在 大 多 数 数 控 机 床 都 有 这 种 功 能 。
图 ! " # " $ 坐 标 原 点 偏 置三,绝 对 坐 标 系 与 增 量 坐 标 系刀 具 （ 或 机 床 ） 运 动 位 置 的 坐 标 值 是 相 对 于 固 定 的 坐 标 原 点 给 出 的,称 为 绝 对 坐标 系 。 刀 具 （ 或 机 床 ） 运 动 位 置 的 坐 标 值 是 相 对 于 前 一 位 置,而 不 是 相 对 于 固 定 的 坐标 原 点 给 出 的,称 为 增 量 坐 标 系 （ 或 相 对 坐 标 系 ） 如 图 ! " # " % 所 示 。 图 ! " # " %& 中,
!," 点 的 坐 标 是 以 固 定 的 坐 标 原 点 计 算 的,则 #
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’ #%。 图
! " # " %+ 中," 点 的 坐 标 是 在 以 ! 点 为 原 点 建 立 起 来 的 坐 标 系 内 计 量 的,使 用 代 码 中的 第 二 坐 标 %,&,’ 表 示,其 相 对 坐 标 为 %
"
’ #,,&
"
’ *)。
在 编 程 时,可 根 据 具 体 机 床 的 坐 标 系,以 编 程 方 便 及 加 工 精 度 要 求 选 用 坐 标 系 的类 型 。
图 ! " # " % 绝 对 坐 标 与 增 量 坐 标
&） 绝 对 坐 标 +） 增 量 坐 标
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第 三 章 数 控 机 床第 三 节
!"# $ %&’(
型 立 式 加 工 中 心
!"#$ %&’( 型 立 式 加 工 中 心 是 一 种 具 有 自 动 换 刀 装 置 的 小 型 数 控 立 式 镗 铣 床 。
工 件 一 次 装 夹 后,可 以 自 动 连 续 地 完 成 铣,钻,镗,铰,锪,攻 螺 纹 等 多 工 种 工 序 的 加工 。 适 用 于 小 型 板 件,盘 件,壳 体 件,模 具 等 复 杂 零 件 的 多 品 种 小 批 量 加 工 。 该 加 工中 心 采 用 了 软 件 固 定 型 计 算 机 控 制 的 )(*+" $,-#,/0- 数 控 系 统 （ 简 称 )(*+" $
/0 系 统 ） 。
一,机 床 的 布 局 及 特 点
（ 一 ） 机 床 的 布 局
!"#$ %&’( 型 立 式 加 工 中 心 外 观 图 如 图 1$ 2$ ’ 所 示 。
图 1$ 2$ ’ !"#$ %&’( 型 立 式 加 工 中 心 外 观 图
&— 伺 服 电 动 机 3— 机 械 手 2— 数 控 柜 1— 刀 库
4— 主 轴 箱 /— 操 作 面 板 5— 强 电 柜
’— 工 作 台 6— 滑 座 &%— 床 身床 身 &% 顶 面 的 横 向 导 轨 支 承 着 滑 座 6,滑 座 沿 床 身 导 轨 作 横 向 运 动,此 运 动 方 向为 ! 轴 。 工 作 台 ’ 沿 滑 座 导 轨 作 纵 向 运 动,此 运 动 方 向 为 " 轴 。 主 轴 箱 4 沿 立 柱 导轨 的 升 降 运 动 为 # 轴 。 立 柱 的 左 侧 前 部 装 有 刀 库 1 和 自 动 换 刀 机 械 手 3。 刀 库 可 以储 存 &/ 把 刀 具 。 2 是 数 控 柜,装 有 数 控 系 统 。 5 是 强 电 柜,装 有 电 源 变 压 器,强 电 系统 和 伺 服 装 置,/ 是 操 作 面 板,悬 伸 在 机 床 的 右 前 方,以 便 于 操 作 。
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第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具
（ 二 ） 机 床 的 特 点
（ !） 强 力 切 削 动 力 从 "#$%& 交 流 主 轴 电 动 机,经 一 对 皮 带 轮 传 到 主 轴 。 主 轴转 速 的 恒 功 率 范 围 宽,低 转 速 的 转 矩 大,机 床 的 主 要 构 件 刚 度 高,可 以 进 行 强 力 切 削 。
机 床 主 轴 箱 内 无 齿 轮 传 动,使 主 轴 运 转 时 噪 声 低,振 动 小,热 变 形 小 。
（ ’） 高 速 定 位 进 给 直 流 伺 服 电 动 机 的 运 动 经 联 轴 节 和 滚 珠 丝 杠 副,使 ! 轴 和 "
轴 获 得 !()*)+,,# 轴 获 得 !-)*)+,的 快 速 移 动 。 由 于 机 床 基 础 件 刚 度 高,导 轨 均 采用 氟 化 乙 烯 树 脂 贴 面,摩 擦 系 数 很 小,加 之 润 滑 充 分,使 机 床 高 速 进 给 时 振 动 小,低 速进 给 时 无 爬 行,且 有 高 的 精 度 稳 定 性 。
（,） 随 机 换 刀 驱 动 刀 库 的 直 流 伺 服 电 动 机 经 蜗 轮 副 使 刀 库 回 转 。 机 械 手 的 回转,取 刀,装 刀 机 构 均 采 用 气 压 驱 动 和 气 液 转 换 器,换 刀 运 动 平 稳 可 靠,整 个 装 置 安 装在 立 柱 上,不 影 响 主 轴 箱 移 动 精 度 。 随 机 换 刀 由 控 制 系 统 管 理,刀 具 不 需 设 编 码 和 开关 。
（ (） 机 电 一 体 化 机 床 设 计 采 用 了 机 电 一 体 化 结 构,将 控 制 柜,数 控 柜,润 滑 装 置都 安 装 在 立 柱 和 床 身 上,减 少 了 占 地 面 积,简 化 了 搬 运 和 安 装,机 床 操 作 面 板 集 中 安置 在 机 床 的 右 前 方,操 作 方 便 。
二,机 床 的 传 动 系 统
（ 一 ） 主 运 动 传 动 系 统主 轴 电 动 机 采 用 "#$%& #&!’ 型 交 流 感 应 电 动 机,通 过 一 对 同 步 带 轮 将 运 动 传给 主 轴,调 速 比 !/!--,可 以 使 主 轴 在 ’’01 2 ’’1-3*)+,转 速 范 围 内 实 现 无 级 调 速 。 主轴 电 动 机 采 用 全 封 闭 结 构,具 有 很 好 的 防 尘 性 能 和 高 速 驱 动 性 能 。 4&5 6 -!7# 加 工 中心 在 主 轴 电 动 机 的 伺 服 系 统 中 加 了 功 率 限 制,使 电 动 机 的 额 定 输 出 功 率 为 8019:
（,-)+,超 载 ） 和 1019:（ 连 续 运 转 ）,图 ( 6,6 ; 为 该 机 床 的 功 率,转 矩 特 性 曲 线 。 图 (
6,6 ; 中 实 线 为 电 动 机 的 特 性,虚 线 为 主 轴 的 特 性 。
图 ( 6,6 ; 功 率 转 矩 特 性 曲 线电 动 机 转 速 范 围 为 (1 2 (1--3*)+,,在 81- 2 (1--3*)+,转 速 范 围 内 为 恒 功 率 区 域,
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第 三 章 数 控 机 床电 动 机 的 运 动 经 !"# 齿 形 带 轮 传 给 主 轴,主 轴 的 转 速 范 围 为 ##$% & ##%’(")*+,其 中 在
,-%& ##%’("(.*+ 的 转 速 范 围 内,主 轴 可 以 传 递 电 动 机 的 全 部 功 率 %$%/0 或 -$%/0,如图 12,2 3,所 示 。
电 动 机 转 速 范 围 为 1%& -%’(")*+ 时,为 恒 转 矩 区 域,电 动 机 连 续 运 转 的 最 大 输 出转 矩 为 -’4· )、,’)*+ 超 载 时 的 最 大 输 出 转 矩 为 3%$%4· )。 转 速 范 围 为 ##$% &,-%("
)*+ 时,为 主 轴 恒 转 矩 区 域,最 大 输 出 转 矩 分 别 为 !1’4· ) 和 !3!4· )。
（ 二 ） 进 给 运 动 传 动 系 统
5672 ’!89 机 床 的 !,",# 轴 各 有 一 套 基 本 相 同 的 伺 服 进 给 系 统 。 分 别 由 三 台功 率 为 !$1/0 的,94;62 <=7>?6!% 型 直 流 伺 服 电 动 机 直 接 带 动 滚 珠 丝 杠 旋 转,三个 轴 的 进 给 速 度 均 为 !& 1’’))")*+,!," 两 轴 的 快 速 移 动 速 度 为 !1)")*+,@ 轴 的 快速 移 动 速 度 为 !’)")*+。
（ 三 ） 刀 库 运 动 传 动 系 统
5672 ’!89 机 床 的 刀 库 圆 盘 运 动 由 一 台 功 率 为 !$1/0 的,94;62 <=7>?6 !% 型直 流 伺 服 电 动 机 经 蜗 杆 蜗 轮 驱 动 。 刀 具 装 在 标 准 刀 杆 上,置 于 圆 盘 的 周 边 。
三,主 轴 部 件
!$主 轴 结 构
5672 ’!89 机 床 主 轴 如 图 12,2 !’ 所 示 。
图 12,2 !’ 5672 ’!89 主 轴 箱 结 构 简 图
!— 液 压 缸 #— 活 塞,— 弹 簧 1— 碟 形 弹 簧 %— 拉 杆 A— 后 支 承
-— 螺 母 8— 前 支 承 3— 钢 球 !’— 拉 钉 !!— 主 轴主 轴 前 支 承 8 配 置 了 三 列 组 合 式 高 精 度 的 角 接 触 球 轴 承,承 受 径 向 负 荷 和 轴 向负 荷 。 前 支 承 按 预 加 负 荷 计 算 的 预 紧 量 由 螺 母 - 调 整 。 后 支 承 A 采 用 两 列 角 接 触 球轴 承,承 受 径 向 负 荷 。 这 种 轴 承 配 置 方 式 使 主 轴 受 热 变 形 后 向 后 伸 长,不 影 响 加 工 精度 。 另 外,对 轴 承 进 行 预 加 负 荷 调 整,从 而 提 高 了 轴 承 的 接 触 刚 度 。 主 轴 前 端 锥 孔 采用 专 门 淬 火 工 艺,硬 度 可 达 A’BC6 以 上 。 主 轴 中 部 装 有 运 动 传 入 的 带 轮 。
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第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具
!"刀 具 自 动 夹 紧 机 构如 图 # $ % $ &’ 所 示,刀 具 自 动 夹 紧 机 构 主 要 由 拉 杆 (,拉 杆 端 部 的 四 个 钢 球 ),碟形 弹 簧 #,活 塞 !,液 压 缸 & 组 成 。 当 换 刀 时,主 轴 要 松 开 刀 具,这 时 压 力 油 通 入 液 压 缸上 腔,活 塞 在 压 力 油 的 作 用 下 推 动 拉 杆 下 移,压 缩 碟 形 弹 簧,使 钢 球 进 入 主 轴 前 锥 孔上 端 的 槽 内,刀 柄 尾 部 拉 紧 刀 具 的 拉 钉 &’ 被 松 开,机 械 手 即 可 拔 刀 。 然 后,压 缩 空 气进 入 拉 杆 中 部 孔 中,并 从 主 轴 孔 中 吹 出,吹 净 主 轴 锥 孔,为 装 入 新 刀 具 作 好 准 备 。 下一 把 刀 具 插 入 主 轴 后,液 压 缸 上 腔 无 油 压,受 碟 形 弹 簧 # 及 弹 簧 % 的 恢 复 力 作 用,碟形 弹 簧 通 过 拉 杆 和 钢 球 拉 紧 刀 柄 尾 部 的 拉 钉,使 刀 具 被 夹 紧 。
%"主 轴 定 向 机 构刀 具 与 主 轴 的 联 结 是 靠 一 端 面 键 来 实 现,在 换 刀 时,必 须 保 证 刀 柄 上 的 键 槽 对 准主 轴 的 端 面 键,为 满 足 主 轴 这 一 定 位 要 求 而 设 计 的 装 置 称 为 主 轴 定 向 装 置 （ 或 主 轴 准停 装 置 ） 。 *+,$ ’&-,机 床 采 用 的 是 电 气 式 主 轴 准 停 装 置,在 带 轮 端 部 装 有 主 轴 定 向用 的 发 磁 体 和 磁 性 传 感 器 等 电 子 定 向 元 件 。 主 轴 定 向 指 令 发 出 后,主 轴 立 即 处 于 定向 状 态,当 发 磁 体 的 判 别 孔 旋 至 对 准 磁 性 传 感 器 上 的 基 准 槽 时,主 轴 立 即 停 止 。 该 机构 结 构 简 单,定 向 迅 速 。
四,进 给 机 构 及 反 馈 装 置机 床 有 三 套 （ !,",# 轴 ） 相 同 的 伺 服 进 给 系 统,各 由 三 台 直 流 伺 服 电 动 机 带 动 滚珠 丝 杠 旋 转 。 为 了 使 各 轴 的 进 给 传 动 系 统 有 较 高 的 传 动 精 度,电 动 机 轴 和 滚 珠 丝 杠之 间 均 采 用 了 锥 环 无 键 连 接 和 高 精 度 十 字 联 轴 器 的 连 接 结 构 。 图 # $ % $ && 为 # 轴进 给 装 置 中 电 动 机 轴 与 滚 珠 丝 杠 连 接 的 局 部 剖 视 图 。
图 # $ % $ && 电 动 机 轴 与 滚 珠 丝 杠 的 连 接 结 构
&— 电 动 机 !— 电 动 机 轴 %— 轴 套 （ 连 接 电 动 机 ）
轴 环 (— 联 轴 节 /— 轴 套 （ 连 接 丝 杠 ） 0— 滚 珠 丝 杠电 动 机 轴 ! 与 轴 套 % 之 间 采 用 锥 环 无 键 连 接 结 构,这 种 连 接 结 构 可 以 进 行 无 间隙 传 动,同 心 性 好,传 递 动 力 平 稳,加 工 工 艺 性 好,安 装 与 维 修 方 便 。 与 电 动 机 轴 连 接的 轴 套 % 的 端 面 有 与 中 心 对 称 的 凸 键,与 滚 珠 丝 杠 连 接 的 轴 套 / 上 开 有 与 中 心 对 称
·&!-·
第 三 章 数 控 机 床的 端 面 键 槽,联 轴 节 ! 的 两 端 面 上 分 别 有 相 应 的 凸 键 和 键 槽 与 轴 套 " 及 轴 套 # 相 配合,以 传 递 运 动 和 转 矩 。 在 装 配 时,凸 键 与 凹 键 的 径 向 配 合 须 经 过 配 研,以 消 除 反 向间 隙,保 证 传 动 精 度,使 传 递 动 力 平 稳 。
五,刀 库 和 换 刀 机 械 手刀 库 和 换 刀 机 械 手 组 成 了 自 动 换 刀 装 置 。 刀 库 有 $# 个 刀 位 。
$%自 动 换 刀 过 程如 图 & ’ " ’ $( 所 示,换 刀 指 令 发 出 后,主 轴 立 即 停 止 旋 转 并 开 始 自 动 定 向,主 轴箱 同 时 回 零 ； 刀 库 ! 中 处 在 换 刀 位 置 的 刀 套 ( 及 刀 具 $ 向 下 回 转 )*+,使 刀 具 轴 线 与 主轴 轴 线 平 行 ； 机 械 手 & 顺 时 针 旋 转,!+,两 手 爪 分 别 抓 住 刀 库 上 和 主 轴 " 上 的 刀 具 ； 刀具 的 自 动 夹 紧 机 构 松 开 刀 具 ； 机 械 手 下 降,同 时 拔 出 两 把 刀 具 ； 之 后,机 械 手 带 着 两 把刀 具 顺 时 针 转 $-*+,交 换 主 轴 刀 具 与 刀 库 刀 具 的 位 置 ； 机 械 手 再 上 升,把 刀 具 分 别 装入 主 轴 锥 孔 和 刀 套 中 ； 刀 具 的 自 动 夹 紧 机 构 夹 紧 刀 具,机 械 手 逆 时 针 转 $-*+使 液 压 缸复 位,再 反 转,!+回 到 原 始 位 置 ； 刀 套 也 向 上 翻 转 )*+复 位 。 完 成 刀 具 的 自 动 交 换 。
图 & ’ " ’ $( 自 动 换 刀 过 程 示 意 图
$— 刀 具 (— 刀 套 "— 主 轴 &— 机 械 手 !— 刀 库
(%刀 库 结 构
./0 ’ *$-1 机 床 刀 库 结 构 简 图 如 图 & ’ " ’ $" 所 示 。
接 到 数 控 系 统 发 出 的 换 刀 指 令 后,直 流 伺 服 电 动 机 $ 经 过 十 字 联 轴 节 (,蜗 杆 &、
蜗 轮 " 带 动 刀 盘 $& 和 安 装 在 刀 盘 上 的 $# 个 刀 套 $" 旋 转,完 成 选 刀 的 工 作 。 刀 套 的尾 部 有 一 个 滚 子 $$,进 入 拨 叉,的 槽 内 。 这 时,气 缸 ! 的 下 腔 通 压 缩 空 气,活 塞 杆 #
带 动 拨 叉,上 升,放 开 位 置 开 关 ),断 开 有 关 电 路 防 止 误 动 作 。 同 时 使 得 刀 套 绕 销 轴
$( 逆 时 针 向 下 翻 转 )*+,刀 头 朝 下,刀 具 轴 线 与 主 轴 轴 线 平 行 。
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第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具刀 套 的 结 构 如 图 ! " # " $! 所 示 。 刀 套 ! 内 锥 孔 尾 部 有 两 个 球 头 销 钉 #,销 钉 后 面有 弹 簧 $,刀 具 插 入 刀 套 后,在 弹 簧 力 的 作 用 下,刀 柄 被 夹 住 。 拧 动 螺 纹 套 %,通 过 弹 簧 的 压缩 量 可 以 调 整 夹 紧 力 的 大 小 。 刀 套 顶 部 的 滚 子 &是 用 来 在 水 平 位 置 时 支 承 刀 套 的 。
图 ! " # " $# ’()" *$+,刀 库 结 构 简 图
$— 电 动 机 %— 十 字 联 轴 节 #— 蜗 轮 !— 蜗 杆 &— 气 缸 -— 活 塞 杆,— 拨 叉
+— 螺 杆 /— 位 置 开 关 $*— 定 位 开 关 $$— 滚 子 $%— 销 轴 $#— 刀 套 $!— 刀 盘
#0机 械 手 结 构
（ $） 机 械 手 的 传 动 机 构 机 械 手 的 传 动 结 构 如 图 ! " # " $& 所 示 。 当 刀 盘 下 转 /*1
压 下 位 置 开 关,发 出 抓 刀 信 号 时,机 械 手 在 上 面 位 置 （ 即 图 ! " # " $& 中 所 示 位 置 ） 。
液 压 缸 $+ 右 腔 通 压 力 油,通 过 齿 条 $,带 动 齿 轮 $$,传 动 盘 $* 转 动,使 机 械 手 %$ 回 转
.&1,进 行 抓 刀 。 抓 刀 动 作 结 束 时,挡 环 $% 压 下 位 置 开 关 $!,发 出 拔 刀 信 号,这 时 液 压缸 $& 上 腔 通 压 力 油,推 动 轴 $- 下 降 拔 刀 。 轴 $- 下 降 时,带 动 传 动 盘 $* 下 降,并 把 其上 的 销 子 + 插 入 到 连 接 盘 & 的 销 孔 中,拔 刀 动 作 完 成 后,位 置 开 关 $ 被 压 下,发 出 换 刀信 号,液 压 缸 %* 右 腔 通 压 力 油,带 动 齿 条 $/ 移 动,使 齿 轮 !,连 接 盘 &,传 动 盘 $*（ 通 过销 子 +） 转 动,带 动 机 械 手 %$ 转 动 $+*1,交 换 刀 具 。 换 刀 动 作 完 成 后,位 置 开 关 / 被 压下,发 出 插 刀 信 号,液 压 缸 $& 下 腔 通 压 力 油,轴 $- 带 动 机 械 手 上 升 插 刀,销 子 + 又 从连 接 盘 销 孔 中 移 出 。 插 刀 动 作 完 成 后,位 置 开 关 # 被 压 下,使 液 压 缸 %* 左 腔 通 压 力
·#%+·
第 三 章 数 控 机 床油,使 齿 条 !" 右 移 复 位,复 位 后 压 下 位 置 开 关 #,使 液 压 缸 !$ 左 腔 通 压 力 油,齿 条 !#
右 移,使 机 械 手 %! 反 转 #&’复 位 。 复 位 后,挡 环 !% 压 下 位 置 开 关 !(,发 出 换 刀 完 成 信号,刀 具 向 上 翻 转 ")’回 到 原 位 。
图 * + ( + !*,-.+ )!$/ 刀 套 结 构 图
!— 弹 簧 %— 螺 纹 套 (— 球 头 销 钉 *— 刀 套 &— 滚 子 0— 销 轴 #— 滚 子图 * + ( + !&,-.+ )!$/ 机 械 手 传 动 结 构 示 意 图
!,(,#,",!(,!*— 位 置 开 关 %,0,!%— 挡 环 *,!!— 齿 轮 &— 连 接 盘 $— 销 子 !)— 传 动 盘
!&,!$,%)— 液 压 缸 !0— 轴 !#,!"— 齿 条 %!— 机 械 手
·*%$·
第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具
（ !） 机 械 手 抓 刀 部 分 的 结 构 机 械 手 抓 刀 部 分 的 结 构 如 图 " # $ # %& 所 示 。 手 臂
% 两 端 各 有 一 个 固 定 手 爪 ’,手 爪 上 有 一 个 锥 销 &,在 抓 刀 时,锥 销 插 入 刀 柄 的 键 槽 中,
主 轴 前 端 面 和 刀 库 上 均 设 有 挡 块,可 以 压 下 长 销 (,活 动 销 ) 在 弹 簧 ! 的 作 用 下 顶 住刀 具 。 在 拔 刀 时,挡 块 与 长 销 ( 脱 离 接 触,弹 簧 " 弹 起 锁 紧 销 $,活 动 销 ) 被 锁 住 不 能后 退,保 证 在 机 械 手 运 动 时,刀 具 不 会 被 甩 出 。 当 机 械 手 上 升 插 刀 时,长 销 ( 又 被 挡块 压 下,锁 紧 销 退 出 活 动 销 孔,故 可 以 自 由 地 抓 放 刀 具 。
图 " # $ # %& 机 械 手 臂 和 手 爪
%— 手 臂 !,"— 弹 簧 $— 锁 紧 销 )— 活 动 销 &— 锥 销 ’— 手 爪 (— 长 销六,加 工 中 心 的 发 展 动 向
%*高 速 化高 速 化 体 现 了 高 效 率 。 数 控 系 统 采 用 位 数,频 数 更 高 的 微 处 理 器,以 提 高 系 统 的基 本 运 算 速 度 。 目 前 +,- 已 由 ( 位 过 渡 到 %& 位 和 $! 位,并 向 &" 位 +,- 发 展 。 实 现高 速 化 最 直 接 的 方 法 就 是 提 高 主 轴 的 转 速,提 高 进 给 速 度 和 缩 短 辅 助 时 间 。 近 几 年来,加 工 中 心 的 主 轴 最 高 转 速 不 断 提 高,主 轴 转 速 最 高 已 达 "..../0123。 而 !,世 纪 (.
年 代 中 期,中 等 规 格 的 加 工 中 心 主 轴 最 高 转 速 为 "..,4 &.../0123。 !,世 纪 5,年 代 初期 提 高 到 (..,4 %!.../0123,现 在 已 达 到 %(..,4 !".../0123。 快 速 移 动 速 度 最 高 达 到
%..10123,换 刀 时 间 从 ) 4 %.6 减 少 到 % 4 $6,大 大 减 少 了 非 切 削 时 间 。
!*高 精 度 化为 了 适 应 市 场 对 高 精 度 产 品 的 需 要,加 工 设 备 高 精 度 化 已 成 必 然 。 加 工 中 心 主要 精 度 指 标 — — — 直 线 坐 标 的 定 位 精 度 和 重 复 定 位 精 度 都 有 了 明 显 的 提 高 。 定 位 精 度由 7 )
!
101 提 高 到 7（,*%) 4 $）
!
101,重 复 定 位 精 度 由 7 ! 101 提 高 到 7 %
!
101。 在控 制 系 统 方 面 采 取 用 高 精 度 的 脉 冲 当 量,交 流 数 字 伺 服 系 统,前 馈 控 制 等 技 术,在 主轴 箱,进 给 系 统 中 选 用 低 热 胀 系 数 材 料,通 入 恒 温 油 等 措 施,以 提 高 加 工 精 度 。
$*智 能 化引 进 自 适 应 控 制 技 术,根 据 切 削 条 件 的 变 化,自 动 调 节 在 加 工 过 程 中 所 测 得 的 工作 状 态 特 征,使 切 削 过 程 达 到 并 维 持 最 佳 状 态,从 而 得 到 高 的 加 工 精 度,较 小 的 表 面
·)!(·
第 三 章 数 控 机 床粗 糙 度,同 时 也 能 提 高 刀 具 的 使 用 寿 命 和 设 备 的 生 产 效 率 。
!"高 度 自 动 化 及 可 靠 性加 工 中 心 的 数 控 编 程 从 脱 机 （ 离 线 ） 编 程 发 展 到 在 线 编 程,实 现 了 人 机 对 话,给 程序 编 辑,调 试,修 改 带 来 了 极 大 的 方 便 。 随 着 计 算 机 技 术 的 发 展,目 前 #$%&#$’ 图 形交 互 式 自 动 编 程 已 得 到 较 多 的 应 用,随 着 #(’)（ 计 算 机 集 成 制 造 系 统 ） 技 术 的 发 展,
当 前 又 出 现 了 #$%&#$**&#$’ 集 成 的 全 自 动 编 程 方 式,编 程 所 需 的 加 工 工 艺 参 数 不必 由 人 工 参 与,直 接 从 系 统 内 的 #$** 数 据 库 获 得 。 同 时,进 一 步 提 高 自 动 换 刀,自 动上 下 料,自 动 加 工 等 自 动 化 程 度,在 自 动 检 测,自 动 监 控,自 动 诊 断,自 动 对 刀,自 动 传输,自 动 调 度,自 动 管 理 等 方 面 也 进 一 步 得 到 发 展,达 到,无 人 化,管 理 正 常 生 产 的 目标 。
数 控 机 床 的 可 靠 性 一 直 是 用 户 最 为 关 注 的 重 要 性 能 指 标,为 提 高 可 靠 性,目 前 常采 取 以 下 措 施,提 高 系 统 硬 件 质 量 ； 实 现 硬 件,软 件 结 构 模 块 化,标 准 化 和 通 用 化 ； 增强 故 障 自 诊 断,自 恢 复 和 保 护 功 能 。
第 四 节 数 控 车 床 和 车 削 中 心一,数 控 车 床
+"数 控 车 床 的 用 途,特 点在 金 属 切 削 加 工 中,车 削 加 工 占 有 很 大 比 重,因 此,在 数 控 机 床 中 数 控 车 床 所 占的 比 重 也 很 大 。 与 传 统 车 床 一 样,数 控 车 床 也 是 用 来 加 工 轴 类 或 盘 类 的 回 转 体 零 件 。
但 是 由 于 数 控 车 床 是 自 动 完 成 内,外 圆 柱 面,圆 弧 面,圆 锥 面,端 面,螺 纹 等 工 序 的 切削 加 工,所 以 数 控 车 床 特 别 适 合 加 工 形 状 复 杂 的 轴 类 或 盘 类 零 件 。
数 控 车 床 具 有 加 工 灵 活,通 用 性 强,操 作 方 便,效 率 高,能 适 应 产 品 的 品 种 和 规 格频 繁 变 化 的 特 点,能 够 满 足 新 产 品 的 开 发 和 多 品 种,小 批 量,生 产 自 动 化 的 要 求,因此,被 广 泛 地 应 用 于 机 械 制 造 业 。
,"数 控 车 床 的 布 局 及 机 械 构 成数 控 车 床 的 床 身 结 构 和 导 轨 有 多 种 形 式,主 要 有 平 床 身,斜 床 身,平 床 身 斜 滑 板,
立 床 身 等 。 如 图 ! -,- +/ 所 示 。 一 般 中 小 型 数 控 车 床 多 采 用 斜 床 身 或 平 床 身 斜 滑板 结 构 。 这 种 布 局 结 构 具 有 机 床 外 形 美 观,占 地 面 积 小,易 于 排 屑 和 冷 却 液 的 排 流,
便 于 操 作 者 操 作 与 观 察,易 于 安 装 上,下 料 机 械 手,实 现 全 面 自 动 化 等 特 点 。 斜 床 身还 可 以 采 用 封 闭 截 面 整 体 结 构,以 提 高 床 身 的 刚 度 。
现 以 济 南 第 一 机 床 厂 生 产 的 ’0 - 12 型 数 控 车 床 为 例,说 明 数 控 车 床 的 布 局 及 机
·3,4·
第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具械 结 构 。 图 ! " # " $% 所 示 为 &’ " () 数 控 车 床 的 外 观 图 。
该 数 控 车 床 采 用 的 即 为 平 床 身 斜 滑 板 的 布 局 形 式 。 床 身 $! 的 导 轨 上 支 承 着 倾斜 #)*的 滑 板 $#,导 轨 横 截 面 为 矩 形,支 承 刚 性 好 。 导 轨 上 配 置 有 防 护 罩 %。
图 ! " # " $+ 数 控 车 床 的 布 局 形 式
,） 平 床 身 -） 斜 床 身,） 平 床 身 斜 滑 板 /） 立 床 身图 ! " # " $% &’" () 数 控 车 床 的 外 观 图
$— 脚 踏 开 关 0— 对 刀 仪 #— 主 轴 卡 盘 !— 主 轴 箱
(— 机 床 防 护 门 1— 压 力 表 +— 对 刀 仪 防 护 罩
%— 导 轨 防 护 罩 2— 对 刀 仪 转 臂 $)— 操 作 面 板
$$— 回 转 刀 架 $0— 尾 座 $#— 滑 板 $!— 床 身主 轴 箱 位 于 床 身 上 方,主 轴 由 交 流 伺 服 电 动 机 驱 动,免 去 变 速 传 动 装 置,主 轴 箱结 构 简 单 。 主 轴 卡 盘 # 的 夹 紧 与 松 开 由 主 轴 尾 部 的 液 压 缸 控 制 。 回 转 刀 架 $$ 安 装于 滑 板 的 倾 斜 导 轨 上,刀 架 上 有 十 个 工 位,可 以 安 装 $) 把 刀 具 。 在 加 工 过 程 中,可 按照 零 件 加 工 程 序 自 动 转 位,将 所 需 的 刀 具 转 到 加 工 位 置 。 滑 板 上 配 有 ! 轴 和 " 轴 的进 给 传 动 装 置 。
主 轴 箱 前 端 面 可 以 安 装 对 刀 仪,用 于 机 床 机 内 对 刀 。 测 刀 时,对 刀 仪 的 转 臂 2 摆出,其 上 端 的 接 触 式 传 感 器 测 头 对 所 用 刀 具 进 行 检 测 。 测 完 后,转 臂 再 摆 回 图 中 所 示位 置,测 头 进 入 对 刀 仪 防 护 罩 + 中 被 锁 住 。 $0 是 尾 座,$) 是 操 作 面 板,1 是 液 压 系 统的 压 力 表,$ 是 主 轴 卡 盘 夹 紧 与 松 开 的 脚 踏 开 关 。 ( 是 机 床 防 护 门,加 工 时 关 上 此 门,
·+0%·
第 三 章 数 控 机 床可 以 防 止 切 屑 飞 溅 伤 人 。
!"数 控 车 床 的 传 动 系 统
#$ % &’ 数 控 车 床 的 传 动 系 统 如 图 ( % ! % )* 所 示 。
图 ( % ! % )* #$% &’ 数 控 车 床 传 动 系 统 图主 电 动 机 是 功 率 为 ))+)&,- 的 交 流 伺 服 电 动 机,经 一 级 ).) 的 带 传 动 带 动 主 轴旋 转,使 主 轴 在 !& / !&’’0+123 的 转 速 范 围 内 实 现 无 级 调 速 。 在 机 床 连 续 运 转 状 态下,主 轴 的 转 速 在 (!4 / !&’’0+123 范 围 内,能 传 递 电 动 机 的 全 部 功 率 )),-,为 主 轴 的恒 功 率 区 。 从 最 高 转 速 起,最 大 输 出 转 矩 随 转 速 的 下 降 而 提 高,主 轴 转 速 在 !& /
(!40+123 范 围 内,主 轴 的 输 出 转 矩 不 变,为 主 轴 的 恒 转 矩 区 。 在 这 个 区 域 内,主 轴 所传 递 的 功 率 随 主 轴 转 速 的 降 低 而 降 低 。
#$% &’ 数 控 车 床 的 进 给 传 动 系 统 分 为 ! 轴 进 给 传 动 和 " 轴 进 给 传 动 。 ! 进 给由 功 率 为 ’"*,- 的 交 流 伺 服 电 动 机 驱 动,经 5’+5( 的 同 步 带 轮 传 到 滚 珠 丝 杠 上,螺 母带 动 回 转 刀 架 移 动,滚 珠 丝 杠 导 程 （ 螺 距 ） 为 611。 " 轴 进 给 由 功 率 为 )"7,- 的 交 流伺 服 电 动 机 驱 动,经 5(+!’ 的 同 步 带 轮 传 动 到 滚 珠 丝 杠,其 上 螺 母 带 动 滑 板 移 动,滚珠 丝 杠 导 程 （ 螺 距 ） 为 )’11。
二,车 削 中 心数 控 车 削 中 心 是 在 数 控 车 床 的 基 础 上 发 展 起 来 的 。 它 扩 大 了 数 控 车 床 的 工 艺 范
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第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具围 。 除 了 车 削 以 外,有 些 回 转 体 零 件 常 常 还 有 钻 油 孔,钻 横 向 孔,铣 键 槽,铣 扁 方 及 铣油 槽 等 工 序,姐 果 这 些 工 序 能 在 一 次 装 夹 下 完 成,不 但 能 提 高 生 产 率 与 制 造 精 度,还可 降 低 成 本 。 特 别 对 于 重 型 工 件 的 加 工,由 于 工 件 重,吊 装 不 容 易,重 型 机 床 价 格 又较 昂 贵,如 果 一 次 装 夹 完 成 尽 可 能 多 的 工 序,将 大 大 有 利 于 降 低 成 本,缩 短 加 工 周 期 。
车 削 中 心 一 般 具 有 ! 轴 控 制 （ ! 轴 是 绕 主 轴 的 回 转 轴,并 与 主 轴 互 锁 ）,在 数 控系 统 的 控 制 下,实 现 ! 轴 " 轴 插 补 或 ! 轴 # 轴 插 补 。 它 的 回 转 刀 架 还 可 以 安 置 动 力刀 具,使 工 件 在 一 次 装 夹 下,除 完 成 一 般 车 削 外,还 可 以 在 工 件 轴 向 或 径 向 等 部 位 进行 钻 削,铣 削 等 加 工 。
图 ! " # " $% 所 示 为 车 削 中 心 除 车 削 以 外 能 完 成 的 工 序 。
图 ! " # " $% 车 削 中 心 除 车 削 以 外 能 完 成 的 工 序
&） 铣 端 面 槽 ’） 端 面 钻 孔,攻 螺 纹 (） 铣 扁 方 )） 端 面 分 度 钻 孔
*） 横 向 钻 孔 +） 横 向 攻 螺 纹,） 斜 面 上 钻 孔,铣 槽,攻 螺 纹
·-$.·
第 三 章 数 控 机 床图 ! " # " $%& 为 铣 端 面 槽 。 主 轴 不 转,刀 架 上 的 铣 主 轴 带 动 铣 刀 旋 转 。 铣 中 央槽 时,刀 架 带 动 铣 刀 通 过 对 工 件 中 心 作 ! 轴 方 向 进 给 。 铣 如 图 所 示 不 在 中 央 的 端 面槽 时,铣 刀 则 " 向 偏 置 。 图 ! " # " $%’ 为 端 面 钻 孔,攻 螺 纹,主 轴 或 刀 具 旋 转,刀 架 作
# 轴 方 向 的 进 给 运 动 。 图 ! " # " $%( 为 铣 扁 方,机 床 主 轴 不 转,刀 架 上 的 铣 主 轴 带 动铣 刀 旋 转 。 左 图 为 铣 刀 沿 # 轴 方 向 作 进 给 运 动,右 图 为 铣 刀 沿 ! 轴 方 向 作 进 给 运动 。 铣 多 边 形 时,主 轴 可 以 分 度 。 图 ! " # " $%) 为 端 面 分 度 钻 孔,攻 螺 纹 。 工 件 装 在主 轴 上,刀 架 上 的 钻,攻 螺 纹 主 轴 偏 置,旋 转,作 沿 # 轴 方 向 的 进 给 运 动 。 每 钻 完 一孔,则 主 轴 带 工 件 分 度 。 图 ! " # " $%*,+ 为 横 向 钻 孔,横 向 攻 螺 纹 。 此 外,车 削 中 心 还可 以 铣 螺 旋 槽 。
·%#,·
第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具第 四 章 工 件 在 夹 具 中 的 定 位 与 夹 紧第 一 节 机 床 夹 具 及 作 用,分 类 与 组 成一,机 床 夹 具 及 作 用
!" 机 床 夹 具 定 义 。 用 以 装 夹 工 件 （ 和 引 导 刀 具 ） 的 装 置 。
#" 机 床 夹 具 的 作 用 。 主 要 用 于 装 夹 工 件,扩 大 机 床 工 艺 范 围,保 证 发 挥 机 床 的 性能,保 证 加 工 质 量,降 低 对 操 作 者 的 技 术 要 求 并 减 轻 其 劳 动 强 度,缩 短 辅 助 时 间 以 提高 劳 动 生 产 率 。
二,机 床 夹 具 的 分 类 与 组 成
!" 机 床 夹 具 的 分 类 。 目 前 尚 无 统 一 的 分 类 方 法,一 般 可 按 夹 具 的 通 用 性 和 使 用特 点,所 使 用 的 机 床 类 型,以 及 所 用 动 力 源 进 行 分 类,见 表 $ % ! % !。
#" 机 床 夹 具 的 组 成 。 按 在 夹 具 中 的 作 用 及 结 构 特 点,其 组 成 可 划 分 为 以 下 各 类,
!
定 位 元 件 及 定 位 装 置 。
"
夹 紧 元 件 及 夹 紧 装 置 （ 或 称 夹 紧 机 构 ） 。
#
对 刀,导 引 元 件 及 装 置 （ 包 括 刀 具 导 向 元 件,对 刀 装 置 及 靠 模 装 置 等 ） 。
$
动 力 装 置 。
%
分 度,对 定 装 置 。
&
夹 具 体 。
’
其 他 元 件 或 装 置 （ 各 种 紧 固 螺 钉,定 位 销,各 种 用 途 的 手 柄 等 ） 。
每 台 夹 具 不 一 定 所 有 各 类 元 件 或 装 置 都 具 备,应 根 据 工 件 加 工 要 求 及 夹 具 的 作用 而 定 。
·!&’·
第 四 章 工 件 在 夹 具 中 的 定 位 与 夹 紧表 ! " ! " # 机 床 夹 具 的 分 类第 二 节 工 件 在 夹 具 中 的 定 位确 定 工 件 在 夹 具 中 占 有 正 确 位 置 的 过 程 称 为 定 位 。
一,六 点 定 位 原 理任 何 工 件 在 空 间 直 角 坐 标 系 中 都 有 $ 个 自 由 度,如 图 ! " ! " # 所 示,沿 !,",#%
个 坐 标 轴 的 转 动 （ 用 符 号,,表 示 ） 和 绕 % 个 坐 标 轴 的 转 动 （ 用 符 号 !,",# 表示 ） 。 因 此,要 想 确 定 工 件 的 正 确 位 置,就 必 须 使 定 位 元 件 所 相 当 的 支 承 点 数 刚 好 为 $
个 来 限 制 工 件 的 $ 个 自 由 度 。 $ 个 支 承 点 应 按 %,&,# 的 数 目 分 布 在 % 个 相 互 垂 直 的坐 标 平 面 上,这 即 为 六 点 定 位 原 理 。
图 ! " ! " # 所 示 为 一 长 方 形 工 件 的 六 点 定 位,底 面 $ 用 %,&,’% 个 支 承 点 支 承,
可 限 制,,#
!
% 个 自 由 度 ； 侧 面 ( 用 ),* 两 个 支 承 点 支 承,可 限 制 !
!
,两 个 自 由 度 ；
端 面 + 用 一 个 支 承 点,支 承,可 限 制 "
!
自 由 度 。 这 种 工 件 的 $ 个 自 由 度 完 全 被 限 制的 定 位 方 式 称 完 全 定 位 。
·&%’·
第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具图 ! " ! " # 所 示 的 磨 削 工 件 平 面,保 证 尺 寸 ! 及 上 下 平 面 平 行 。 此 时 只 要 把 工件 放 在 平 面 磨 床 电 磁 工 作 台 上 磨 削,就 可 保 证 加 工 技 术 要 求,工 件 实 际 上 只 被 限 制 了
$ 个 自 由 度 。 这 种 限 制 工 件 自 由 度 数 目 少 % 个,又 能 符 合 加 工 技 术 要 求 的 定 位 方 式 称不 完 全 定 位 。
图 ! " ! " $（ &） 所 示 工 件 的 定 位 方 案,平 面 限 制,,"
!
$ 个 自 由 度,长 销 限 制,
,#
!
,$
!
! 个 自 由 度,,两 个 自 由 度 被 重 复 限 制 。 这 种 多 个 支 承 点 重 复 限 制 同 一 自由 度 的 定 位 方 式 称 重 复 定 位 （ 或 过 位 ） 。
图 ! " ! " ’ 六 点 定 位 原 理图 ! " ! " # 磨 平 面 不 完 全 定 位图 ! " ! " $ 重 复 定 位重 复 定 位 是 否 允 许 使 用,主 要 应 从 重 复 定 位 所 造 成 的 后 果 来 判 断,（ &） 重 复 限 制自 由 度 的 支 承 点 之 间,未 产 生 干 涉 或 冲 突,也 未 造 成 工 件 或 夹 具 的 变 形,这 种 重 复 定位 是 允 许 的 。 如 图 ! " ! " $（ &） 所 示,若 工 件 定 位 基 准 间 位 置 精 度 较 高,夹 具 上 支 承 平板 与 长 销 间 的 位 置 精 度 亦 较 高,工 件 顺 利 装 入,定 位 元 件 未 产 生 干 涉,亦 未 引 起 工 件或 夹 具 的 变 形,那 么 这 种 重 复 定 位 是 允 许 的 。 （ (） 重 复 限 制 相 同 自 由 度 的 定 位 元 件 间产 生 干 涉,以 致 造 成 工 件 或 夹 具 变 形,这 种 重 复 定 位 是 不 允 许 的 。 如 图 ! " ! " $（ (）,
（ )） 所 示,若 定 位 基 准 之 间 或 定 位 元 件 之 间 的 位 置 精 度 较 低,就 会 出 现 重 复 定 位 的 同时 引 起 夹 具 （ 长 销 ） 的 变 形 （ 或 工 件 变 形 ）,那 么 这 种 重 复 定 位 则 是 不 允 许 的 。
表 ! " ! " # 各 种 加 工 形 式 保 证 加 工 精 度 需 要 限 制 的 自 由 度
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第 四 章 工 件 在 夹 具 中 的 定 位 与 夹 紧
·!"#·
第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具工 件 在 定 位 时,应 该 加 以 限 制 的 自 由 度 而 未 加 以 限 制,这 种 定 位 方 式 称 欠 定 位 。
欠 定 位 是 绝 对 不 允 许 出 现 的,否 则 就 不 能 保 证 工 件 的 加 工 要 求 。
常 见 加 工 方 式 应 限 制 的 自 由 度 见 表 ! " ! " #。 常 用 定 位 元 件 的 支 承 点 分 析 见 表
! " ! " $。
表 ! " ! " $ 常 用 定 位 元 件 的 支 承 点 分 析工 件 定 位 基 准 面 定 位 元 件 相 当 支 承 点 限 制 自 由 度 情 况平 面宽 长 定 位 板窄 长 定 位 板定 位 钉
$
#
%
一 个 移 动,两 个 转 动一 个 移 动,一 个 转 动一 个 移 动圆 柱 孔定 位 心 轴短 圆 柱 销短 圆 边 销
!
#
%
两 个 移 动,两 个 转 动两 个 移 动一 个 移 动圆 锥 孔短 圆 锥 体长 圆 锥 体前 后 顶 针 联 合 使 用
$
&
&
$ 个 移 动
$ 个 移 动,两 个 转 动
$ 个 移 动,两 个 转 动圆 柱 体长 ’ 形 块长 圆 柱 孔
! 两 个 移 动,两 个 转 动短 ’ 形 块短 圆 柱 孔
# 两 个 移 动圆 柱 体 三 爪 卡 盘
%( 夹 持 工 件 较 短 时
#(
{
夹 持 工 件 较 长 时
#
!
两 个 移 动两 个 移 动,两 个 转 动圆 锥 体短 圆 锥 孔长 圆 锥 孔
$
&
$ 个 移 动
$ 个 移 动,两 个 转 动表 ! " ! " ! 常 用 定 位 方 法 与 定 位 元 件定 位方 法定 位元 件型 式 应 用平面定位主要支承支承钉平 头 式 （ )） 适 用 于 精 基 准 平 面 定 位 ；
圆 头 式 （ *） 适 用 于 粗 基 准 平 面 定 位 ； 齿 纹式 （ +） 适 用 粗 基 准 侧 面,顶 面 定 位 。 定 位钉 可 直 接 装 在 夹 具 体 的 孔 中,也 可 装 在 夹具 体 淬 硬 的 衬 套 孔 中 （,） 。 定 位 钉 已 标 准化 。 设 计 时 可 查 国 家 标 准
·&$-·
第 四 章 工 件 在 夹 具 中 的 定 位 与 夹 紧
·!"#·
第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具
·!"#·
第 四 章 工 件 在 夹 具 中 的 定 位 与 夹 紧二,常 用 定 位 方 法 及 定 位 元 件工 件 在 夹 具 中 实 际 定 位 时,是 根 据 工 件 上 已 被 选 作 定 位 基 准 面 的 形 状,而 采 用 相应 结 构 形 状 的 定 位 元 件 来 定 位 的 。 常 用 的 定 位 方 法 及 定 位 元 件 见 表 ! " ! " !。
常 用 定 位 元 件 绝 大 多 数 已 标 准 化,设 计 夹 具 时 可 查 阅 国 家 标 准 。 表 ! " ! " # $ 表
! " ! " % 是 最 常 用 定 位 元 件 的 国 家 标 准 。
表 ! " ! " # 支 承 钉 （ &’()*+,%-,—,%%%）
·*/*·
第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具表 ! " ! " # 支 承 板 （ $%&’()*+,-— -+++）
表 ! " ! ",/ 形 块 （ $%&’()-(,*— -+++） 00
·+1(·
第 四 章 工 件 在 夹 具 中 的 定 位 与 夹 紧表 ! " ! " # 固 定 式 定 位 销 （ $%&’#()!*+— ),,,）
·(!#·
第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具表 ! " ! " # 可 换 定 位 销 （ $%&’()*!+,— *###）
注,! 的 公 差 带 按 设 计 要 求 决 定 。
·*!(·
第 四 章 工 件 在 夹 具 中 的 定 位 与 夹 紧三,定 位 误 差 的 分 析 与 计 算
!" 定 位 误 差使 用 夹 具 按 调 法 加 工 一 批 工 件 时,虽 然 按 六 点 定 位 原 理 使 工 件 获 得 了 一 个 确 定的 位 置,但 由 于 每 一 个 工 件 在 尺 寸 和 表 面 形 状 上 存 在 着 公 差 范 围 内 的 差 异,夹 具 定 位元 件 也 有 一 定 的 制 造 误 差,结 果 会 使 每 个 具 体 表 面 相 对 于 理 想 位 置 产 生 位 置 变 动 量 。
如 果 在 夹 具 中 定 位 的 工 件 定 位 基 准 和 工 序 基 准 产 生 这 一 位 置 变 动 量,就 会 使 工 件 加工 表 面 至 工 序 基 准 间 的 尺 寸 （ 即 工 序 尺 寸 ） 发 生 变 化,即 产 生 变 化,即 产 生 了 定 位 误差 。
#" 产 生 定 位 误 差 的 原 因定 位 误 差 产 生 的 原 因 有 两 种,
（ $） 由 于 定 位 基 准 本 身 的 尺 寸 和 形 状 误 差 及 定 位 元 件 的 制 造 误 差,引 起 一 批 工 件的 定 位 基 准 沿 加 工 尺 寸 方 向 上 的 位 置 变 动,其 最 大 位 置 变 动 量 称 基 准 位 置 误 差,用 符号
!%· &
表 示 。 （ ’） 由 于 工 序 基 准 与 定 位 基 准 不 重 合,引 起 一 批 工 件 的 工 序 基 准 相 对 于定 位 基 准 沿 加 工 尺 寸 方 向 上 的 位 置 变 动,其 最 大 位 置 变 动 量 称 基 准 不 重 合 误 差,用 符号
!%· ’
表 示 。
上 述 两 种 误 差 分 别 独 立,互 不 相 干,它 们 都 使 工 序 尺 寸 产 生 变 动,按 综 合 作 用 定义 为 定 位 误 差,即 两 种 误 差 同 时 存 时,工 序 基 准 沿 加 工 尺 寸 方 向 上 的 最 大 位 置 变 动 量就 是 定 位 误 差 。
(" 定 位 误 差 的 计 算
（ !） 定 位 误 差 的 基 本 计 算 公 式 如 下,
!)· &
*
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+,-
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式 中
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，
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与 加 工 尺 寸 方 向 的 夹 角 。
为 了 保 证 工 件 的 加 工 精 度,规 定 定 位 误 差 就 控 制 在 对 应 加 工 尺 寸 公 差 的 !/0 1 !/(
之 内 。
（ #） 常 用 定 位 误 差 计 算 公 式 表 2 3 2 3 !4。
表 2 3 2 3 !4 常 见 定 位 误 差 计 算 公 式
·#25·
第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具
·!"#·
第 四 章 工 件 在 夹 具 中 的 定 位 与 夹 紧第 三 节 工 件 的 夹 紧夹 紧 的 目 的 就 是 使 工 件 在 夹 具 中 的 定 位,不 致 困 加 工 中 受 切 削 力,重 力,离 心 力和 惯 性 力 等 作 用 而 产 生 位 移 或 振 动,从 而 保 证 加 工 精 度 的 实 现 和 安 全 生 产 。
一,夹 紧 装 置 的 组 成 和 基 本 要 求
!" 夹 紧 装 置 的 组 成夹 紧 装 置 由 力 源 和 夹 紧 两 大 部 分 组 成 。
（ !） 力 源 部 分 。 对 于 力 源 来 自 机 械 或 电 力 的,一 般 称 为 传 动 装 置 。 常 用 的 有 气压,液 压,电 力 等 传 动 装 置 。 力 源 来 自 人 力 的,则 称 为 手 动 夹 紧 机 构 。
（ #） 夹 紧 部 分 。 接 受 和 传 递 力 源 原 始 作 用 力 使 之 变 为 夹 紧 力 并 执 行 夹 紧 任 务 的部 分 。 一 般 由 下 列 元 件 或 机 构 组 成,
!
中 间 递 力 机 构 。 是 介 于 力 源 和 夹 紧 元 件 之 间 的 机 构,其 作 用 是 将 原 始 作 用 力传 递 给 夹 紧 元 件,并 能 改 变 原 始 作 用 力 的 方 向,大 小,还 具 有 一 定 的 自 锁 性 能 。
"
夹 紧 元 件 。 是 夹 紧 装 置 最 终 执 行 元 件,通 过 它 和 工 件 受 压 面 接 触 完 成 夹 紧 作用 。
#" 对 夹 紧 装 置 的 基 本 要 求夹 紧 装 置 应 满 足 下 列 基 本 要 求,（ $） 夹 紧 时 不 能 破 坏 工 件 的 定 位 。 （ %） 夹 紧 力 大小 应 适 当,工 件 的 夹 紧 变 形 和 受 压 面 损 伤 不 超 出 允 许 范 围,且 夹 紧 可 靠,加 工 中 不 松动 。 （ &） 结 构 简 单 合 理,夹 紧 动 作 迅 速,操 作 方 便,省 力 和 安 全 。 （ ’） 夹 紧 力 或 夹 紧 行程 在 一 定 范 围 内 可 进 行 调 和 补 偿 。
(" 夹 紧 力 的 确 定对 夹 紧 力 的 确 定 是 指 对 夹 紧 力 的 大 小,方 向 和 作 用 点 的 确 定 。
（ !） 夹 紧 力 的 方 向 和 作 用 点 的 确 定 。 夹 紧 力 的 方 向 尽 可 能 垂 直 于 工 件 主 要 定 位基 准 面,使 其 与 定 位 元 件 接 触 面 积 较 大,工 件 变 形 小,且 夹 紧 可 靠 。 夹 紧 力 的 方 向 还应 尽 可 能 与 切 削 力 方 向 一 致,以 减 少 夹 紧 力,使 夹 紧 机 构 简 单 ； 夹 紧 力 作 用 点 应 落 在定 位 元 件 上,或 由 几 个 定 位 元 件 构 成 的 平 面 内,避 免 产 生 翻 转 力 矩,使 工 件 定 位 稳 固 。
当 工 件 刚 度 不 足 时,应 在 夹 紧 力 作 用 点 对 应 位 置 上 设 置 辅 助 支 承 。 夹 紧 力 作 用 点 应尽 量 靠 近 加 工 部 位,以 减 少 加 工 中 的 振 动 。 夹 紧 力 作 用 点 应 落 在 刚 性 较 好 的 位 置,或增 加 夹 紧 点 数,减 少 单 位 面 积 压 力,防 止 工 件 夹 紧 变 形 。
（ #） 夹 紧 力 大 小 的 确 定 。 计 算 夹 紧 力 时,为 安 全 起 见,应 在 最 不 利 的 加 工 条 件 下,
根 据 工 件 所 受 切 削 力 !（ 或 切 削 力 矩 "）,夹 紧 力 # 以 及 摩 擦 力 $（ 或 摩 擦 力 矩 "
$
）,
·))*·
第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具对 大 件 还 应 考 虑 重 力 !,建 立 静 力 平 衡 力 系,计 算 出 理 论 夹 紧 力 "
!
,再 乘 以 安 全 系 数
#,得 到 实 际 夹 紧 力 "。 一 般 # " #$% & ’,粗 加 工 时 取 大 值,精 加 工 时 取 小 值 。 常 见 加工 夹 紧 力 计 算 见 表 ( ) ( ) ##。
表 ( ) ( ) ## 常 见 加 工 夹 紧 力 近 似 计 算
·%(*·
第 四 章 工 件 在 夹 具 中 的 定 位 与 夹 紧注,!— 所 需 夹 紧 力,!； !
"
— 一 个 卡 爪 产 生 的 夹 紧 力,!； "— 切 削 扭 矩,!· ##； #,#
$
,#
%
,#
&
,#
’
— 切 削 力,!；
$— 卡 爪 九 ； $
$
— 钻 头 数 ； %— 工 件 直 径,##； &— 安 全 系 数,精 加 工 取 ’ ( $)* + %),,精 加 工 取 & ( %)* + &),；
(,(
$
,(
%
— 摩 擦 系 数 。
各 种 支 承 条 件 下 的 摩 擦 系 数 见 表 ’ - ’ - $%。
表 ’ - ’ - $% 各 种 支 承 条 件 下 的 摩 擦 系 数定 位 支 承 面 的 形 式 摩 擦 系 数 (
光 滑 表 面,)$.+,)%*
具 有 与 切 削 力 方 向 一 致 的 直 沟 槽,)&,
具 有 与 切 削 力 方 向 垂 直 的 直 沟 槽,)’,
具 有 交 错 的 网 状 沟 槽,)/,+,)0,
·.’0·
第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具二,典 型 夹 紧 机 构 及 夹 紧 力 的 确 定
!" 斜 楔 夹 紧 机 构
（ !） 结 构 特 点 。 在 夹 具 中 利 用 有 斜 面 的 楔 块 对 工 件 进 行 夹 紧,通 常 与 其 他 机 构 联合 使 用 。 斜 楔 夹 紧 增 力 比 !
#
较 小,一 般 !
#
$ % & ’。 为 得 到 较 大 夹 紧 力,常 用 气 动 或液 压 驱 动,手 动 斜 楔 夹 紧 机 构 较 少 采 用 。
（ %） 斜 楔 夹 紧 机 构 夹 紧 力 。 按 斜 楔 受 力 平 衡 条 件,可 求 出 在 原 始 作 用 力 " 的 作用 下 产 生 的 夹 紧 力 #
# $
"
()*（
!
+
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） + ()*
!!
$ !
#
· "
式 中
!
— — — 斜 楔 的 斜 角 ；
!!
，
!%
— — — 斜 楔 分 别 与 工 件,夹 具 体 间 摩 擦 角,通 常 取
!!
$
!%
$,
!
& -
!；
!
#
— — — 增 力 比 。
（,） 斜 楔 夹 紧 机 构 自 锁 条 件 。 其 自 锁 条 件 是 楔 角
!
不 能 超 过 某 一 数 值
!/
。 即
!"!/
$
!!
+
!%
（ 设
!!
$
!%
）
一 般 钢 铁 摩 擦 系 数 $ $ /0! & /0!’,故
""
!! & !1
!
。 为 可 靠 起 见,通 常 取
!
$ -
!
&
2
!
。
（,） 增 力 比 !
#
。 由 夹 紧 力 公 式 得 增 力 比 为
!
#
$
!
()*（
!
+
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常 用 的 斜 楔 夹 紧 机 构 的 增 力 比 计 算 见 表,3,3 !.。
表,3,3 !,斜 楔 夹 紧 机 构 的 增 力 比 公 式
·1,2·
第 四 章 工 件 在 夹 具 中 的 定 位 与 夹 紧
·!"!·
第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具
（ !） 楔 块 夹 紧 行 程 !。 当 利 用 斜 楔 直 接 夹 紧 工 件 时,其 夹 紧 行 程 ! 值 为
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"
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"
"
*
式 中 "— — — 楔 块 移 动 距 离,++；
"
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’
— — — 装 卸 工 件 的 间 隙 （ 一 般 不 大 于,-!）,++；
"
"
)
— — — 工 件 夹 紧 表 面 尺 寸 公 差,++；
"
"
*
— — — 工 件 在 夹 紧 过 程 中 产 生 的 弹 性 变 形 （ 一 般 取,-,!,,-’!）,++。
)/ 偏 心 夹 紧 机 构偏 心 夹 紧 机 构 是 由 圆 偏 心 轮 或 曲 线 偏 心 轮 等 绕 固 定 销 轴 旋 转,实 现 对 工 件 夹 紧 。
它 具 有 结 构 简 单,易 制 造 和 操 作 方 便,迅 速 等 优 点 。 缺 点 是 增 力 比 较 小,夹 紧 行 程 较 小,
夹 紧 行 程 较 小,自 锁 性 较 差 。 偏 心 轮 结 构 已 标 准 化,见 表 01 01 ’0 和 表 01 01 ’!。
圆 偏 心 轮 的 自 锁 条 件 为
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$
#
%
式 中 #— — — 圆 偏 心 轮 的 偏 心 距,++；
$— — — 圆 偏 心 轮 直 径,++；
%— — — 圆 偏 心 轮 与 工 件 间 摩 擦 系 数,一 般 取 % ",-’,,-’!。
常 用 偏 心 夹 紧 机 构 的 夹 紧 力 计 算 公 式 见 表 0 1 0 1 ’2。
表 0 1 0 1 ’0 圆 偏 心 轮
·304·
第 四 章 工 件 在 夹 具 中 的 定 位 与 夹 紧表 ! " ! " #$ 单 面 偏 心 轮 （ %&’()*##+,— #---）
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基 本 尺 寸 极 限 偏 差 基 本 尺 寸极 限 偏 差
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基 本 尺 寸极 限 偏 差
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第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具表 !" !" #$ 偏 心 夹 紧 机 构 的 夹 紧 力 计 算 %
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第 四 章 工 件 在 夹 具 中 的 定 位 与 夹 紧
·!"#·
第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具当 !"#
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注,表 中 符 号,#— 作 用 在 工 件 上 的 夹 紧 力 （ 0） ； #
1
— 偏 心 轮 夹 紧 力 （ 0） ； $— 作 用 在 偏 心 轮 上 的 原 始 力 矩 （ 0·
22）,$ % %· &； %— 手 柄 上 的 作 用 力 （ 0） ； &— 手 柄 长 度 （ 22） ；
"
— 机 械 效 率,一 般 取 &’+,3 &’,.；
#
— 偏 心 轮回 转 中 心 到 受 力 点 的 距 离,
#
%（ ’ 4 -(· 56#
$
） 7-89:
!； ’— 圆 偏 心 轮 直 径 （ 22） ；
!
— 圆 偏 心 升 角 ； (— 偏 心 距
（ 22） ；
$
— 圆 偏 心 的 回 转 角 ； )— 弹 簧 阻 力 （ 0） 。
$; 螺 旋 夹 紧 机 构凡 是 用 螺 钉 螺 母 直 接 或 间 接 夹 紧 工 件 的 机 构 统 称 为 螺 旋 夹 紧 机 构 。 这 种 机 构 的特 点 是 结 构 简 单,制 造 方 便,夹 紧 行 程 大,增 力 比 大,自 锁 性 好 。 其 缺 点 是 夹 紧 动 作慢,辅 助 时 间 长,但 采 用 快 速 螺 旋 夹 紧 机 构 可 弥 补 这 一 不 足 。 各 类 夹 紧 机 构 及 夹 紧 力的 计 算 见 表 / < / < (* 和 表 / < / < (+。
表 / < / < (* 简 单 螺 旋 夹 紧 机 构 的 类 型 与 夹 紧 力 计 算类 型 机 构 简 图螺 纹 公 称 直 径
*722
螺 纹 中 径
*
-
722
手 柄 长 度
&722
手 柄 作 用 力
%7+
夹 紧 力
#70
螺杆端面为点接触夹 紧 力 计 算 公 式
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=(&,’&-) (-& -’,$,$
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螺杆端面为平面接触夹 紧 力 计 算 公 式
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第 四 章 工 件 在 夹 具 中 的 定 位 与 夹 紧
·!"#·
第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具注,!" 表 中 符 号,
!
— 螺 纹 升 角,#$%
!
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"
"
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） ； !— 螺 距 ；
!
— 螺 纹 摩 擦 角 ； #— 螺 杆 （ 螺 母 ） 端 面 与 工 件 间 的 摩 擦 系数 ； $— 球 头 圆 弧 半 径 ； "
!
— 平 头 螺 杆 端 部 直 径 ； "
(
— 螺 纹 中 径 ；
(" 表 中 夹 紧 力 数 值 是 在 下 述 条 件 下 计 算 的,
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表 + 0 + 0 !/ 螺 旋 压 板 夹 紧 典 型 机 构 及 夹 紧 力 1 计 算 公 式 2
·33/·
第 四 章 工 件 在 夹 具 中 的 定 位 与 夹 紧注,表 中 符 号,!— 作 用 在 工 件 上 的 夹 紧 力 （ !） ； !
"
— 螺 旋 夹 紧 力 （ !） ； "— 螺 旋 上 的 原 始 作 用 力 矩 （ !· ##）,"
$ #$； #— 手 柄 上 的 作 用 力 （ !） ； $— 手 柄 长 度 （ ##） ；
!
— 螺 旋 升 角 ；
!
— 螺 纹 摩 擦 角 ；
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，
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— 楔 块 与 杠 杆,夹具 体 间 的 摩 擦 角 ；
"
— 机 构 的 传 递 效 率,一 般 取 ’()* + ’(,*；
"
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— 机 构 的 传 递 效 率,一 般 取 ’(-’ + ’()’； %— 弹簧 阻 力 （ !） ； % $ &（
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1
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— 弹 簧 的 预 压 缩 量 （ ##） ； ’— — — 夹 紧 工 件 时 弹 簧 的压 缩 行 程 （ ##） ； (— — — 弹 簧 材 料 的 切 变 模 量 （ 34） ； &— — — 弹 簧 的 刚 度 （ !5##） ； )— 弹 簧 丝 的 直 径 （ ##） ； )
&
—
螺 纹 中 径 ； +— 弹 簧 的 中 径 ； *— 弹 簧 的 工 作 圈 数 。
·6*)·
第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具表 ! " ! " #$ 铰 链 夹 紧 机 构 的 增 力 比 公 式
·%&’·
第 四 章 工 件 在 夹 具 中 的 定 位 与 夹 紧
!" 联 动 夹 紧 机 构联 动 夹 紧 机 构 是 指 利 用 一 个 原 始 作 用 力 来 实 现 多 个 预 定 夹 紧 动 作 的 机 构 。 采 用联 动 夹 紧 机 构 可 实 现 对 工 件 的 多 点,多 向,多 件 的 均 匀 夹 紧,因 此 生 产 率 提 高 。
（ #） 设 计 联 动 夹 紧 机 构 应 注 意 的 问 题,（ $） 必 须 保 证 在 几 个 夹 紧 位 置 上 同 时 而 均匀 地 夹 紧,夹 紧 构 中 应 设 置 浮 动 环 节 以 调 节 夹 紧 力 。 （ %） 设 计 多 件 依 次 连 续 夹 紧 时,
必 须 使 夹 紧 尺 寸 变 化 引 起 的 定 位 误 差 不 影 响 加 工 精 度 。 （ &） 选 择 夹 持 工 件 的 数 量,夹紧 点 数,几 个 夹 紧 方 向 等 时,必 须 考 虑 夹 紧 可 靠 性,结 构 的 复 杂 程 度,效 率 高 低 等 因素 。
（ ’） 联 动 夹 紧 机 构 的 类 型 及 典 型 结 构 。 联 动 夹 紧 机 构 可 分 为 多 点 联 动 夹 紧 同 构,
多 向 联 动 紧 机 构,详 见 表 ( ) ( ) ’*。
表 ( ) ( ) ’* 联 动 夹 紧 机 构
·+!+·
第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具
!" 定 心 夹 紧 机 构对 工 件 在 实 现 定 心 作 用 的 同 时,亦 将 工 件 夹 紧 的 机 构 称 定 心 夹 紧 机 构 。
（ #） 定 心 夹 紧 机 构 的 特 点,（ $） 定 位 元 件 也 是 夹 紧 元 件 。 （ %） 对 工 件 的 一 个 定 值 基准 （ 如 中 心 线 ） 进 行 定 心 夹 紧 时,其 基 准 位 移 误 差
!&· ’
( )。 （ *） 对 工 件 的 两 个 定 位 基准 进 行 定 心 夹 紧 时,定 心 误 差 平 分 到 两 个 定 位 基 准 上 。
（ +） 定 心 夹 紧 机 构 的 分 类,（ $） 按 定 位 — 夹 紧 元 件 等 速 移 动 原 理 实 现 定 心 夹 紧 的
·,-.·
第 四 章 工 件 在 夹 具 中 的 定 位 与 夹 紧机 构,如 三 爪 卡 盘,定 心 虎 钳 等 。 （ !） 按 定 位 — 夹 紧 元 件 均 匀 弹 性 变 形 原 理 实 现 定 心夹 紧 的 机 构,如 弹 性 夹 头,膜 片 卡 盘,液 性 塑 料 心 轴 等 。 定 心 夹 紧 机 构 典 型 结 构 见 表 "
# " # $%。
表 " # " # $% 定 心 夹 紧 机 构 的 典 型 结 构
·&’(·
第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具第 五 章 机 床 专 用 夹 具第 一 节 车 床 夹 具一,车 床 夹 具 的 特 点大 家 所 熟 悉 的 普 通 车 床 上 常 用 的 三 爪 自 定 心,四 爪 单 动 卡 盘,各 类 顶 尖 及 通 用 夹头 等 夹 具 在 工 作 时,大 多 与 车 床 主 轴 一 起,带 动 工 件 高 速 回 转,所 以,车 床 夹 具 一 般 具有 下 述 特 点,
!"车 床 夹 具 多 具 有 足 够 的 强 度,刚 性 和 可 靠 的 夹 紧 装 置,以 保 证 能 牢 固 地 夹 持 工件 随 同 主 轴 高 速 回 转,并 克 服 离 心 惯 性 力 和 切 削 力 。
#"车 床 夹 具 一 般 都 具 有 较 匀 称 的 结 构,以 减 少 高 速 回 转 时 的 不 平 衡 离 心 惯 性 力,
当 夹 具 总 体 结 构 不 能 保 持 比 较 匀 称 （ 如 花 盘 角 铁 类 结 构 ） 时,夹 具 上 多 设 置 有 专 门 的静 平 衡 结 构 （ 配 重 铁,平 衡 块 等 ） 。
$"车 床 夹 具 多 为 自 动 定 心 夹 具 （ 如 三 爪 自 定 心 卡 盘,弹 性 夹 头,弹 性 胀 套 等 ） 。
%"夹 具 工 作 时,其 对 称 轴 线 与 机 床 主 轴 保 持 同 轴,故 夹 具 相 对 机 床 主 轴 的 安 装 多具 有 较 完 善 的 对 定 结 构 （ 定 心 锥 柄,定 心 轴 颈,止 口 等 结 构 ） 。
&"只 要 结 构 空 间 允 许,夹 具 设 计 都 尽 量 兼 顾 安 全 操 作 防 护 措 施,例 如 必 要 的 护板,护 罩 及 封 闭 结 构 等 。
二,车 床 夹 具 类 型 及 其 结 构生 产 中 的 车 床 夹 具 的 具 体 种 类 很 多,结 构 繁 杂,概 括 起 来,常 用 车 床 夹 具 一 般 可分 为 心 轴 类,卡 盘 类,顶 尖 类,花 盘 角 铁 类 和 其 他 特 殊 结 构 类 五 个 大 类 。
!"心 轴 类 车 床 夹 具
·!’(·
第 五 章 机 床 专 用 夹 具心 轴 类 车 床 夹 具 多 以 工 件 的 精 加 工,半 精 加 工 内 孔 作 为 定 位 表 面,对 工 件 进 行 安装,以 保 证 工 件 加 工 的 外 圆,端 面 等 要 素 相 对 于 工 件 内 孔 轴 线 的 同 轴 度,圆 跳 动 等 位置 公 差 要 求 。 还 有 间 隙 配 合 心 轴 （ 见 图 ! " # " $%）,过 盈 配 合 心 轴 （ 见 图 ! " # " $&） 。
生 产 中 的 车 床 夹 具 和 圆 磨 床 夹 具 还 广 泛 使 用 各 种 花 键 心 轴,弹 簧 心 轴 和 顶 尖 式 心 轴 。
图 ! " # " $ 心 轴
%） 间 隙 配 合 心 轴 &） 过 盈 配 合 心 轴
’） 花 键 心 轴图 ! " # " $’ 为 一 般 花 键 心 轴 的 结 构,用 于 各 类 内 花 键 孔 工 件 的 安 装,它 根 据 工件 花 键 的 不 同 定 心 方 式 （ 外 径 定 心,内 径 定 心,齿 形 定 心 等 ） 的 安 装 要 求,设 置 心 轴 工作 部 （ 外 花 键 轴 体 ） 相 应 轴 径 （ 外 径,内 径,齿 形 部 ） 的 定 心 尺 寸 及 其 公 差 带 。
图 ! " # " ( 为 三 种 弹 簧 心 轴 的 结 构 。 图 % 为 前 推 式 弹 簧 心 轴,转 动 螺 母 $,弹 簧筒 夹 ( 右 移,由 于 斜 面 作 用 原 理,筒 夹 ( 发 生 张 口,使 工 作 部 的 工 件 定 心 并 夹 紧 。 这种 结 构 由 于 筒 夹 ( 有 轴 向 位 移,工 件 内 径 尺 寸 不 同,则 轴 向 位 移 量 也 将 不 同,所 以 工件 不 能 进 行 轴 向 定 位 。 图 & 为 带 强 制 退 出 型 不 动 式 弹 簧 心 轴,转 动 螺 母 ),推 动 螺 母内 空 刀 槽 中 的 滑 条 ! 左 移,使 锥 形 拉 杆 # 移 动,迫 使 筒 夹 * 弹 性 胀 开 而 将 工 件 定 心 夹紧 。 反 向 旋 转 螺 母,滑 条 将 强 制 性 右 移 而 使 筒 夹 松 锁 。 这 种 弹 簧 筒 夹 工 作 时 不 发 生轴 向 移 动,故 可 以 依 靠 其 定 位 轴 肩 完 成 工 件 的 轴 向 定 位 。 图 ’ 为 加 工 薄 壁 长 套 筒 类工 件 用 的 分 开 式 弹 簧 心 轴,其 心 轴 体 $( 和 + 分 别 置 于 车 床 主 轴 和 尾 座 中,当 用 尾 座套 筒 顶 紧 工 件 时,锥 套,左 移 顶 紧 工 件,同 时 撑 开 筒 夹 -,使 工 件 右 端 定 心 ； 转 动 螺 母
$$,可 使 筒 夹 $,轴 向 移 动,依 靠 心 轴 $( 的 )./锥 角 撑 开 弹 簧 筒 夹 $,使 工 件 左 端 定 心 ；
·(*,·
第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具进 一 步 顶 紧 尾 座 套 筒,可 使 工 件 夹 紧 。
图 ! " # " $ 弹 簧 心 轴
%） 前 推 式 弹 簧 心 轴 &） 不 动 式 弹 簧 心 轴 ’） 分 开 式 弹 簧 心 轴
(,),((— 螺 母 $,*,+,(,— 筒 夹 !— 滑 条 #— 拉 杆 -,($— 心 轴 体,— 锥 套图 ! " # " ) 为 一 种 顶 尖 式 心 轴,套 类 工 件 以 内 孔 端 口 在 *,/顶 尖 锥 面 上 定 位,拧紧 螺 母 * 时,活 动 顶 尖 套 ! 左 移,使 工 件 定 心 夹 紧 。 由 于 各 类 心 轴 结 构 简 单,制 造 方便,定 心 精 度 较 高,操 作 简 单,迅 速,被 广 泛 应 用 于 普 通 车 床,圆 磨 床 中 。
图 ! " # " ) 顶 尖 式 心 轴
(— 心 轴 $— 固 定 顶 尖 套 )— 工 件
!— 活 动 顶 尖 套 #— 快 换 垫 圈 *— 螺 母
$0卡 盘 式 车 床 夹 具
·)*.·
第 五 章 机 床 专 用 夹 具卡 盘 式 夹 具 广 泛 地 应 用 于 通 用 车 床,铣 床,钻 床 及 圆 磨 床 上,其 夹 紧 多 采 用 定 心夹 紧 机 构,且 多 具 有 对 称 性 结 构,常 用 来 装 夹 回 转 类 外 形 结 构 的 工 件 。
图 ! " # " ! 为 斜 楔 — 滑 块 式 定 心 夹 紧 卡 盘,卡 盘 靠 楔 形 块 $ 的 轴 向 移 动 推 动 三个 滑 块 卡 爪 % 对 工 件 实 行 定 心 夹 紧 。 装 夹 工 件 时,工 件 以
!
&’#(( 内 孔 套 装 在 三 个 滑块 卡 爪 上,并 以 其 左 端 面 靠 紧 端 面 定 位 盘 &,拉 杆 螺 钉 ! 在 气 动 力 或 液 动 力 作 用 下 向左 移 动 时,楔 形 块 上 的 斜 楔 使 % 个 滑 块 卡 爪 同 步 地 径 向 外 移,将 工 件 内 孔 胀 紧 。 向 右移 动 拉 杆 螺 钉,楔 形 块 放 松 滑 块 卡 爪,在 弹 簧 销 # 作 用 下,滑 块 卡 爪 向 内 收 缩,松 开 工件 。
图 !" #" ! 斜 楔 — 滑 块 式 定 心 夹 紧 卡 盘
&— 定 位 盘 $— 楔 形 块 %— 滑 块 卡 爪 !— 拉 杆 螺 钉 #— 弹 簧 销图 ! " # " # 为 一 种 定 心 夹 紧 两 爪 卡 盘,这 种 卡 盘 比 较 适 合 于 装 夹 异 形 外 廓 的 小型 工 件 。 其 主 要 结 构 为 螺 杆 %,两 端 分 别 为 等 螺 距 的 左 右 旋 螺 纹,当 用 套 筒 扳 手 转 动螺 杆,受 叉 形 块 ) 的 限 制,螺 杆 不 能 轴 向 移 动,从 而 使 两 个 卡 爪 !,# 在 夹 具 体 & 的 * 形槽 中 相 对 移 动,对 工 件 实 行 定 心 夹 紧 和 松 开 。 两 个 卡 爪 根 据 工 件 的 具 体 外 形 做 成 专用 卡 爪,成 对 使 用 。 装 夹 不 同 工 件,只 需 要 换 不 同 的 卡 爪,见 图 +。
·!),·
第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具图 ! " # " # 定 心 夹 紧 两 爪 卡 盘
$— 夹 具 体 %— 过 渡 盘 &— 螺 杆 !,#— 卡 爪 ’— 叉 形 块图 ! " # " ’ 为 一 种 少 齿 差 行 星 减 速 电 动 卡 盘 。 这 个 卡 盘 直 接 以 电 动 机 为 动 力源,通 过 内 齿 轮 ’,偏 心 轴 ( 和 两 个 行 星 齿 轮 ),* 所 组 成 的 少 齿 差 行 星 减 速 传 动 机 构,
把 电 动 机 的 高 速 转 动 进 行 大 比 例 的 降 速 并 增 大 转 矩,经 内 齿 轮 输 出 给 通 用 三 爪 自 定心 卡 盘 的 盘 丝 （ 端 面 螺 纹 ）,卡 爪 驱 动 装 置,从 而 实 现 卡 爪 运 动 的 电 动 控 制 。
位 于 机 床 主 轴 右 端 的 卡 盘 驱 动 电 机 将 动 力 由 胶 木 齿 轮 % 经 齿 轮 & 啮 合 传 给 传 动轴 !,见 图,传 动 轴 的 右 端 固 连 有 少 齿 差 行 星 减 速 机 构 的 偏 心 轴,由 偏 心 轴 的 高 速 转 动带 动 两 个 行 星 齿 轮 作 高 速 行 星 传 动,由 于 内 齿 轮 为 动 轮,加 上 限 位 销 # 的 限 制 作 用,
结 果 使 两 个 行 星 齿 轮 只 能 作 高 速 的 行 星 摆 动 （ 平 动 ）,从 而 在 内 齿 轮 上 得 到 少 齿 差 行星 减 速 传 动 的 大 降 速 比 的 转 动 输 出 。 这 种 传 动 降 速 比 大,结 构 紧 凑,且 卡 爪 的 运 动 直接 通 过 电 动 机 来 控 制,易 于 实 现 装 夹 动 作 的 自 动 化 。
图 ! " # " ) 为 一 种 不 停 车 卡 盘,此 卡 盘 可 以 在 车 床 主 轴 不 停 车 的 高 速 回 转 条 件下 装 卸 工 件,大 大 节 省 装 卸 辅 助 时 间 。 要 夹 紧 工 件,可 用 扳 手 转 动 转 轴 $%,通 过 其 齿轮,齿 条 $$ 传 动 使 导 柱 ( 轴 向 移 动,经 拨 叉 $+,滑 块 * 带 动 外 滑 套 & 作 轴 向 移 动,外 滑
·#’*·
第 五 章 机 床 专 用 夹 具套 ! 上 的 内 锥 孔 在 移 动 中 挤 压 钢 球 ",并 通 过 内 锥 套 #,挤 压 弹 簧 卡 头 $ 来 夹 紧 工 件 。
图 " % # % & 行 星 减 速 电 动 卡 盘
’— 夹 具 体 (— 胶 木 齿 轮 !— 齿 轮 "— 传 动 轴
#— 限 位 销 &— 内 齿 轮 $,)— 行 星 齿 轮 *— 偏 心 轴 ’+— 传 动 销图 " % # % $ 不 停 车 卡 盘
’— 支 座 (— 键 !— 外 滑 套 "— 钢 球 #— 内 锥 套 &— 调 整 环
$— 弹 簧 卡 头 )— 滑 块 *— 导 柱 ’+— 拨 叉 ’’— 齿 条 ’(— 转 轴
·&&)·
第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具由 于 这 类 卡 盘 是 借 助 于 弹 簧 卡 头 的 微 量 弹 性 变 形 来 夹 紧 工 件 的 外 圆,夹 紧 行 程较 小,故 这 类 卡 盘 适 用 于 外 圆 精 度 较 高 的 棒 料 毛 坯 的 装 夹 。
内 锥 套 及 调 整 环 ! 可 根 据 棒 料 毛 坯 的 外 径 尺 寸 预 调 弹 簧 卡 头 的 张 口 尺 寸 。
为 保 证 夹 紧 后 外 滑 套 的 自 锁,其 内 锥 孔 的 斜 角
!"
应 小 于 钢 球 与 内 锥 间 的 摩 擦 角 。
这 种 结 构 通 过 拨 叉,滑 块 的 左 右 移 动,实 现 了 在 主 轴 不 停 转 的 情 况 下,使 弹 簧 卡头 产 生 张 口,缩 口,实 现 松 开,夹 紧 动 作,大 大 提 高 装 夹 工 作 效 率 。 如 果 在 主 轴 后 端 装上 棒 料 自 动 送 料 机 构 和 凸 轮 自 动 松 夹 装 置,就 可 以 不 停 车 地 自 动 上 料 和 夹 紧 。 这 种夹 紧 结 构 在 自 动 车 床 和 自 动 生 产 线 上 得 到 了 广 泛 的 应 用 。
#$花 盘 式 车 床 夹 具被 车 削 加 工 的 工 件 为 非 回 转 类 外 形 轮 廓 的 杆 类,拨 叉 类,箱 壳 类,盖 板 类 等 不 易于 用 卡 盘,心 轴 等 夹 具 装 夹 的 工 件 时,在 小 批 量 生 产 中,常 采 用 花 盘 式 车 床 夹 具 。
图 % & ’ & ( 为 一 种 花 盘 角 铁 式 车 床 夹 具,用 以 镗 车 瓦 座 工 件 的 内 孔,油 槽 及 端 面等,由 于 工 件 具 有 较 稳 固 的 安 装 平 面,故 车 床 夹 具 采 用 带 )*+角 铁 的 花 盘 来 装 夹 工 件 。
图 % & ’ & ( 花 盘 角 铁 式 车 床 夹 具
"— 圆 柱 定 位 销,— 削 边 定 位 销 #— 平 衡 块
%— 导 向 套 ’— 工 件 !— 压 板 -— 夹 具 体 (— 轴 向 定 程 基 准夹 具 采 用 平 面 双 销 为 工 件 提 供 定 位 依 据,并 用 螺 钉,压 板 压 紧 工 件 两 侧 安 装 凸缘 ； 若 工 件 内 孔 轴 向 尺 寸 较 长,可 采 用 导 向 套 % 前 导 镗 杆 。 由 于 此 类 结 构 的 夹 具,工件 系 统 多 为 不 匀 称 结 构,工 件 夹 紧 以 后 很 难 保 证 花 盘 回 转 系 统 的 静 平 衡,为 防 止 高 速转 动 时 产 生 较 大 的 离 心 惯 性 力,花 盘 式 车 床 夹 具 上 多 半 专 门 设 置 有 一 定 质 量 的 平 衡块 #（ 俗 称 配 重 块,配 重 铁 等 ）,以 尽 量 减 小 花 盘 系 统 静 不 平 衡 的 重 径 积 。 另 外,采 用 花盘 夹 具 时,机 床 加 工 应 尽 量 避 免 采 用 高 转 速 。
图 % & ’ & ) 为 一 种 导 板 可 移 动 式 花 盘 夹 具,这 种 夹 具 可 以 通 过 导 板 的 移 动 转 换工 位,依 次 完 成 不 同 位 置 的 加 工 内 容 。
·-!(·
第 五 章 机 床 专 用 夹 具夹 具 通 过 平 面,双 ! 形 块 为 工 件 提 供 定 位 依 据,并 利 用 移 动 ! 形 块 " 将 工 件 夹 紧在 可 移 动 导 板 # 上,导 板 在 楔 形 导 轨 $ 的 约 束 下,可 以 左 右 滑 动,实 现 直 线 方 向 上 的工 位 转 换 。 把 导 板 移 向 滑 轨 的 左 侧,与 挡 销 % 接 触 对 定,并 由 压 板 & 锁 紧 可 移 动 导板,即 可 对 工 件 右 侧 孔 进 行 加 工 （ 见 图 中 位 置 ） ； 将 导 板 移 向 右 侧 并 与 挡 销 ’ 对 定,锁紧,就 可 对 工 件 的 左 侧 孔 进 行 加 工 。 若 在 导 板 与 夹 具 体 间 设 置 直 线 分 度,对 定 机 构,
就 可 以 完 成 工 件 在 导 板 滑 动 直 线 方 向 上 的 多 工 位 的 加 工 内 容 。
图 & ( ) ( * 可 移 动 式 花 盘 夹 具
%,’— 挡 销 "— 移 动 ! 形 块
#— 可 移 动 导 板 &— 压 板 )— 固 定 ! 形 块 $— 楔 形 导 轨对 于 外 形 轮 廓 比 较 复 杂,不 便 于 卡 盘 和 花 盘 装 夹 及 回 转 的 较 大 型 工 件,也 常 把 机床 适 当 加 以 改 装,把 夹 具 安 装 在 机 床 床 身 或 拖 板 上,以 完 成 工 件 的 装 夹 。
各 种 标 准 顶 尖 的 代 号 及 其 应 用 特 点 和 部 分 自 动 定 心 夹 紧 机 构 在 前 面 定 位,夹 紧章 节 中 已 作 介 绍,不 再 重 述 。
第 二 节 钻 床 夹 具一,钻 床 夹 具 的 特 点
%+钻 床 夹 具 的 特 点
·,’,·
第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具在 一 般 钻 床 上 对 工 件 进 行 孔 加 工,多 具 有 下 述 特 点,
（ !） 刀 具 本 身 的 刚 性 较 差钻 床 上 所 加 工 的 孔 多 为 中 小 尺 寸 的 孔,其 工 序 内 容 不 外 乎 钻,扩,铰,锪 或 攻 螺 纹等 加 工,所 以,刀 具 直 径 往 往 较 小,而 轴 向 尺 寸 较 大,刀 具 的 刚 性 均 较 差 。
（ "） 多 刀 刃 的 不 对 称,易 造 成 孔 的 形 位 误 差钻,扩,铰 等 孔 加 工 刀 具,多 为 多 刃 刀 具,当 刀 刃 分 布 不 对 称,或 刀 刃 长 度 不 相 等,
会 造 成 被 加 工 孔 的 制 造 误 差,尤 其 是 采 用 普 通 麻 花 钻 钻 孔,手 工 刃 磨 钻 头 所 造 成 的 两侧 刀 刃 的 不 对 称,极 易 造 成 被 加 工 孔 的 孔 位 偏 移,孔 径 增 大 及 孔 轴 线 的 弯 曲 和 歪 斜,
严 重 影 响 孔 的 形 状,位 置 精 度 。
（ #） 普 通 麻 花 钻 头 起 钻 时,孔 位 精 度 极 差普 通 麻 花 钻 轴 向 尺 寸 大,结 构 刚 性 差,加 上 钻 芯 结 构 所 形 成 的 横 刃,破 坏 定 心,使钻 尖 运 动 不 稳,往 往 在 起 钻 过 程 中 造 成 较 大 的 孔 位 误 差 。 在 单 件,小 批 量 生 产 中,往往 要 靠 操 作 工 在 起 钻 过 程 中 不 断 地 进 行 人 工 校 正 控 制 孔 位 精 度,而 在 大 批 量 高 效 生产 中,则 需 依 靠 刀 刃 结 构 的 改 进 和 夹 具 对 刀 具 的 严 格 引 导 解 决 。
综 合 以 上 孔 加 工 特 点,钻 床 夹 具 的 主 要 任 务 是 要 解 决 好 工 件 相 对 刀 具 的 正 确 加工 位 置 的 严 格 控 制 问 题 。 在 大 批 量 生 产 中,为 有 效 地 解 决 钻 头 钻 孔 孔 位 精 度 不 稳 定问 题,多 直 接 设 置 带 有 刀 具 引 导 孔 的 模 板,对 钻 头 进 行 正 确 引 导 和 对 孔 位 进 行 强 制 性限 制 。 尤 其 是 对 箱 体,盖 板 类 工 件 的 钻 孔,往 往 要 同 时 由 多 支 钻 头 一 次 性 地 钻 出 众 多的 孔,为 保 证 加 工 孔 系 的 位 置 精 度,一 定 要 通 过 一 块 精 确 的 模 板,把 多 个 孔 位 由 引 导孔 限 制 好 。 这 种 用 来 正 确 引 导 钻 头 控 制 孔 位 精 度 的 模 板,称 为 钻 模 板 。
专 业 化,高 效 生 产 中 的 钻 床 夹 具,通 常 具 有 较 精 确 的 钻 模 板,以 正 确,快 速 地 引 导钻 头 控 制 孔 位 精 度,这 是 钻 床 夹 具 的 最 主 要 的 特 点 。 所 以,习 惯 上 又 把 钻 床 夹 具 称 为钻 模 。 为 防 止 钻 刃 破 坏 钻 模 板 上 引 导 孔 的 孔 壁,多 在 引 导 孔 中 设 置 高 硬 度 的 钻 套,以维 持 钻 摸 板 的 孔 系 精 度 。
"$钻 模 设 计 和 使 用 中 应 注 意 的 问 题除 上 述 结 构 特 点 外,设 计 和 使 用 钻 床 夹 具,尚 需 注 意 以 下 几 个 问 题,
（ !） 应 正 确 地 确 定 夹 具 夹 紧 力 的 方 向 和 大 小孔 加 工 工 序 一 般 轴 向 力 均 较 大,尤 其 是 钻 孔,普 通 钻 头 的 横 刃,极 不 利 于 钻 削 的进 行,将 产 生 相 当 大 的 轴 向 抗 力,若 夹 紧 工 件 的 夹 紧 力 方 向 选 择 不 当,将 会 严 重 地 影响 钻 削 工 件 夹 紧 的 可 靠 性,特 别 是 当 采 用 大 直 径,多 钻 头 高 速 机 动 进 给 时 。 夹 具 设计,多 把 夹 紧 力 与 切 削 轴 向 力 取 在 相 同 方 向 上,并 直 接 指 向 夹 具 的 主 要 定 位 基 准 面,
以 借 助 钻 头 的 轴 向 切 削 力 增 大 安 装 面 上 的 摩 擦 力,保 持 工 件 加 工 过 程 中 的 稳 固 性 。
（ "） 注 意 夹 具 与 工 作 台 间 的 牢 固 连 接 问 题由 于 普 通 麻 花 钻 的 螺 旋 结 构,使 得 两 个 左 右 主 切 削 刃 的 外 缘 处 具 有 较 大 的 正 前角,当 钻 头 即 将 钻 通 工 件,钻 心 横 刃 不 再 受 工 件 材 料 阻 碍 时,钻 头 原 来 所 受 的 巨 大 轴
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第 五 章 机 床 专 用 夹 具向 抗 力 由 于 钻 心 的 穿 透 会 瞬 间 消 失,而 此 时 尚 未 切 出 工 件 的 左 右 钻 刃 外 缘 的 正 前 角,
由 于 主 轴 旋 转 的 作 用,使 得 钻 头 上 所 受 的 轴 向 力 会 突 然 反 向,使 进 给 机 构 的 传 动 间 隙反 向,造 成 钻 刃 进 给 量 的 突 然 增 大,从 而 造 成 较 大 的 拔 钻 力 （ 工 件 孔 底 材 料 咬 住 钻 刃,
施 加 给 钻 头 的 强 大 拉 力 ） 。 这 个 拔 钻 力 严 重 时,会 把 钻 头 从 钻 套 中 强 行 拉 出,若 钻 头装 夹 牢 固,则 旋 转 着 的 钻 头 可 能 会 把 夹 具 中 的 工 件 连 同 模 板 同 时 拔 出,造 成 事 故 。 所以,除 非 是 较 小 型 的 翻 转 式 夹 具,一 般 钻 床 夹 具 在 专 业 化 高 效 生 产 中,多 强 调 与 机 床工 作 台 保 持 牢 固 的 连 接,尤 其 是 当 钻 孔 孔 径 大 于 !"##,并 采 用 较 大 进 给 量 机 动 进 给时,更 应 特 别 注 意 钻 头 即 将 钻 通 工 件 的 一 瞬 间 的 安 全 性 。
二,钻 床 夹 具 的 结 构 类 型钻 床 夹 具 应 用 广 泛,种 类 较 多,常 用 钻 床 夹 具 的 结 构 类 型,大 致 可 分 为 固 定 式,回转 式,移 动 式,翻 转 式,盖 板 式 和 滑 柱 式 等 几 种 主 要 类 型 。
$%固 定 式 钻 模固 定 式 钻 模 是 指 工 件 装 上 夹 具 后,直 至 所 有 孔 加 工 工 序 内 容 完 成 的 全 过 程 中,工件 及 夹 具 始 终 保 持 不 动 的 钻 床 夹 具 。 这 种 夹 具 相 对 机 床 的 位 置 固 定 不 动,工 件 在 夹具 中 的 位 置 固 定 不 动,钻 套 相 对 刀 具 的 精 确 位 置 可 以 通 过 严 格 的 调 装,达 到 相 当 高 的精 度,整 个 夹 具 的 活 动 环 节 很 少,夹 具 的 刚 性 较 好,所 以 固 定 式 钻 模 的 钻 孔 位 置 精 度较 高 。 但 钻 孔 的 方 向 和 位 置 不 能 变 动,机 动 性 差 。 一 般 情 况 下,固 定 式 钻 模 往 往 由 于钻 模 板 的 设 置 使 夹 具 的 敞 开 性 变 差,装 卸 工 件 较 麻 烦,所 以,工 件 的 装 夹 效 率 较 低 。
固 定 式 钻 模 一 般 多 用 于 机 动 性 较 好 的 摇 臂 钻 床 上,以 便 对 多 个 孔 依 次 换 位 钻 削,或 者用 于 组 合 多 轴 钻 上,同 时 对 多 孔 进 行 钻 削,单 孔 加 工 可 用 于 普 通 立 钻 上 。
图 & ’ ( ’ $" 为 一 种 固 定 式 钻 模,用 以 钻 套 筒 工 件 上 的 小 孔 。 夹 具 以 心 轴 ) 和 端面 定 位 套 & 为 工 件 提 供 定 位 基 准 依 据,保 证 钻 套 ( 的 轴 线 相 对 心 轴 的 对 称 度,垂 直度,从 而 保 证 被 加 工 孔 相 对 工 件 内 孔 的 位 置 精 度 ； 夹 具 保 证 钻 套 的 轴 线 相 对 端 面 定 位套 的 环 形 端 面 间 的 距 离,从 而 保 证 被 加 工 小 孔 在 工 件 上 的 轴 向 尺 寸 要 求 。 削 边 偏 心轮 ! 上 装 有 手 柄,它 与 开 口 垫 圈 * 和 复 位 弹 簧 + 一 起 组 成 偏 心 夹 紧 机 构,可 以 快 速 地对 工 件 进 行 装 卸 。 由 于 是 单 孔 加 工,且 孔 径 较 小,钻 孔 可 以 在 小 型 台 钻 上 进 行 。
!%回 转 式 钻 模在 中,小 批 量 生 产 中,对 于 分 布 于 同 一 圆 周 上 的 多 个 等 直 径 孔 的 加 工,往 往 采 用回 转 式 钻 模 来 装 夹 工 件 。 回 转 式 钻 模 可 以 带 动 工 件 进 行 回 转,以 完 成 同 一 圆 周 上 分布 的 多 个 孔 的 依 次 加 工,孔 的 位 置 精 度 由 钻 套 和 夹 具 上 的 回 转 分 度 对 定 机 构 来 保 证 。
根 据 钻 模 板 在 夹 具 上 不 同 的 设 置,可 以 把 回 转 式 钻 模 分 为 模 板 固 定 式 和 模 板 回转 式 两 种 。
模 板 固 定 式 回 转 钻 模 的 钻 模 板 为 固 定 式 结 构,一 般 与 夹 具 体 固 连 在 一 起,以 保 证钻 套 与 钻 头 的 严 格 同 轴 关 系,减 少 二 者 间 的 摩 擦 与 磨 损,维 持 和 提 高 钻 套 的 引 导 精
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第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具度,而 工 件 则 单 独 装 在 回 转 分 度 盘 的 心 轴 上,由 心 轴 带 动 进 行 回 转 换 位 。 工 件 上 的 加工 孔 位 精 度 由 工 件 相 对 钻 套 的 回 转 精 度,即 分 度 盘,心 轴 的 分 度,对 定 精 度 来 保 证 。
图 ! " # " $% 固 定 式 钻 模
$— 夹 具 体 &— 偏 心 轮 ’— 弹 簧 !— 端 面 定 位 套 #— 钻 套 (— 衬 套 )— 钻 模 板 *— 心 轴 +— 开 口 垫 圈模 板 回 转 式 钻 模 的 钻 模 板 与 工 件 一 起 装 在 回 转 心 轴 上,将 随 同 工 件 一 起 回 转 换位,这 种 结 构 的 钻 模 把 回 转 分 度,对 定 的 误 差 直 接 由 心 轴 带 给 钻 模 板 上 的 钻 套,引 起钻 套 轴 线 与 钻 头 轴 线 间 的 同 轴 度 误 差,严 重 地 破 坏 钻 套 的 引 导 精 度,钻 套 过 大 的 歪 斜量 甚 至 会 导 致 钻 刃 摩 擦 钻 套 孔 壁,造 成 刀 刃 和 钻 套 的 损 伤 。 这 种 钻 模 一 般 只 是 在 工件 孔 的 分 度 精 度 要 求 很 低 时,为 简 化 夹 具 的 分 度,对 定 机 构 才 采 用,一 般 情 况 下 较 少应 用 这 种 结 构 。
图 ! " # " $$ 为 一 模 板 固 定 式 回 转 钻 模,用 于 依 次 加 工 工 件 上 同 一 截 面 圆 周 上 均布 的 六 个 小 孔,将 工 件 安 装 在 可 以 回 转 分 度 的 心 轴 ’ 上,由 分 度 盘 ! 及 对 定 销 # 组 成的 分 度,对 定 机 构 来 控 制 六 个 小 孔 沿 圆 周 分 布 的 等 分 性 。 钻 模 板 $ 及 钻 套 & 固 定 在夹 具 体 ( 上,保 证 与 刀 具 间 的 位 置 精 度 。 回 转 心 轴 的 锁 紧 由 锁 紧 螺 母 ) 完 成 。
生 产 中,为 简 化 回 转 式 钻 模 的 结 构 及 其 设 计,制 造 生 产 过 程,缩 短 工 艺 装 备 的 准备 周 期,常 把 夹 具 的 回 转 部 分 直 接 用 通 用 回 转 工 作 台 来 代 替,使 钻 模 的 结 构 大 为 简化,并 提 高 夹 具 的 通 用 化 程 度 。
’,移 动 式 钻 模移 动 式 钻 模 是 指 工 件 安 装 到 夹 具 上 后,可 通 过 夹 具 整 体 的 自 由 移 动 或 夹 具 局 部结 构 的 直 线 移 动 来 依 次 完 成 多 个 孔 的 加 工 的 钻 模 。
整 体 自 由 移 动 式 钻 模 一 般 适 用 于 在 台 钻,立 钻 上 钻 削 小 尺 寸 孔 的 小 型 多 孔 工 件,
由 于 钻 削 小 孔,钻 削 扭 矩 较 小,钻 模 在 自 身 重 力 及 摩 擦 力 作 用 下,完 全 可 以 与 钻 削 扭力 矩 相 平 衡,加 上 手 动 进 给,一 般 不 大 会 发 生 拔 钻 危 险,所 以,夹 具 与 工 作 台 不 需 固 连在 一 起,这 样,可 以 利 用 夹 具 本 身 的 移 动 来 进 行 孔 位 的 转 换 而 加 工 多 孔 。
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第 五 章 机 床 专 用 夹 具图 ! " # " $$ 回 转 式 钻 模
$— 钻 模 板 %— 钻 套 &— 心 轴 !— 分 度 盘 #— 对 定 销 ’— 夹 具 体 (— 锁 紧 螺 母图 ! " # " $% 为 一 种 移 动 式 钻 模,夹 具 本 身 具 有 导 轨,移 动 换 位 装 置,钻 完 一 个 孔后,夹 具 可 以 带 动 工 件 在 导 轨 的 引 导 下 进 行 定 向 移 动,转 换 孔 位 。 这 种 结 构 本 身 经 常具 有 活 动 模 板,靠 模 板 上 的 钻 套 引 导 钻 头,确 定 孔 位 。 当 换 位 工 作 只 需 进 行 一 次 时,
可 以 应 用 图 ! " # " $% 中 挡 板 限 位 机 构,靠 挡 板 $,% 来 限 定 滑 板 及 工 件 的 最 终 移 动 位置,进 行 两 孔 位 的 转 换 。 当 孔 数 较 多,且 孔 位 精 度 要 求 较 高 时,可 采 用 直 线 分 度 对 定机 构 来 完 成 孔 位 间 的 转 换 。
图 ! " # " $% 移 动 式 钻 模
$— 右 挡 板 %— 左 挡 板
!)翻 转 式 钻 模翻 转 式 钻 模 属 于 一 种 活 动 式 钻 模,工 件 一 次 性 安 装 到 夹 具 中 后,可 以 借 助 夹 具 使用 过 程 中 的 手 动 翻 转,更 换 夹 具 相 对 刀 具 的 加 工 方 向 和 安 装 基 面,从 而 可 依 次 完 成 工件 不 同 加 工 面 上 不 同 方 位 的 孔 加 工 。 只 是 工 件 的 这 种 翻 转 换 面 是 通 过 手 动 翻 转 夹 具
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第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具实 现 的,所 以 要 求 工 件 及 夹 具 的 总 质 量 不 能 太 重 。
通 过 手 动 的 翻 转 换 面,极 大 地 提 高 钻 模 使 用 的 机 动 性 能,可 在 一 次 安 装 条 件 下 实现 小 型 工 件 上 任 意 方 向 孔 的 加 工 。 当 小 型 工 件 具 有 空 间 交 错 的 斜 方 向 小 孔 加 工 要 求时,往 往 优 先 考 虑 翻 转 式 钻 模 的 使 用 。 由 于 这 种 钻 模 的 活 动 性,使 钻 套 相 对 钻 头 的 位置 关 系 不 稳 定,加 上 翻 转 造 成 夹 具 及 工 件 的 加 工 安 装 基 准 面 不 断 地 转 换,所 以,加 工出 的 孔 系 精 度 往 往 不 高 。
图 ! " # " $% 为 一 种 翻 转 式 钻 模,用 来 加 工 图 ! " # " $%& 中 的 工 件 外 圆 柱 面 上 的三 个 均 布 小 孔 和 端 面 上 的 三 个 小 孔,并 保 证 两 组 孔 在 %’()空 间 范 围 内 的 相 互 均 匀 分布 。
图 ! " # " $% 翻 转 式 钻 模
$— 夹 具 体 *— 钻 套 %— 螺 母 !— 钩 形 压 板工 序 图 ! " # " $%& 中,要 求 工 件 以 +
$
端 面 为 第 一 定 位 基 准,以 保 证 工 件 的 安 装 稳定 性 ； 以 +
*
外 圆 柱 表 面 为 第 二 定 位 基 准,大 致 保 证 两 组 孔 的 孔 系 中 心 相 对 工 件 外 圆的 位 置 精 度 。
夹 具 为 工 件 的 定 位 提 供 内 孔 表 面 !
*
作 第 二 定 位 基 准 依 据,端 面 !
$
为 第 一 定 位基 准 依 据,利 用 两 个 钩 形 压 板 ! 和 夹 紧 螺 母 %,把 工 件 与 夹 具 安 装 成 一 体,依 靠 夹 具 体
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第 五 章 机 床 专 用 夹 具的 六 方 外 形 面 和 端 面 作 为 钻 孔 时 夹 具 翻 转 的 安 装 基 准 面,这 样,可 在 工 件 一 次 安 装中,先 后 经 过 四 次 翻 转,钻 完 分 布 在 四 个 不 同 表 面 上 的 六 个 小 孔 。 由 于 工 序 过 程 中,
夹 具 要 不 断 地 换 面 翻 转,因 此 应 注 意 及 时 清 除 干 净 工 作 台 安 装 平 面 上 的 积 屑,以 防 碎屑 破 坏 夹 具 与 工 作 台 面 的 严 密 接 触,影 响 定 位 安 装 精 度 。
!"盖 板 式 钻 模钻 床 夹 具 最 原 始 的 形 式 就 是 一 块 钻 模 板,这 就 是 盖 板 式 钻 模 的 原 形,把 模 板 盖 在大 型 工 件 上 并 压 紧,就 可 以 把 模 板 上 的 孔 系 复 制 在 工 件 上 。 为 保 证 模 板 的 孔 系 相 对工 件 的 毛 坯 间 较 严 格 的 位 置 关 系,因 此 在 模 板 上 增 加 相 对 工 件 的 定 位 元 件 及 夹 紧 装置 。 由 于 盖 板 式 钻 模 很 适 合 于 小 批 量 生 产 中 大 型 机 体,箱 体 工 件 的 小 孔 孔 系 加 工,所以 其 结 构 形 式 被 保 留 下 来 。
图 # $ ! $ %# 为 一 种 盖 板 式 钻 模,用 来 加 工 工 件 上 孔 周 围 的 均 布 螺 钉 孔 。 为 保 证螺 钉 孔 系 相 对 上 孔 的 位 置 度 要 求,钻 模 板 采 用 由 滚 花 手 轮 &,钢 球 ’ 和 滑 柱 ! 组 成 的自 动 定 心 夹 紧 机 构 。 拧 紧 手 轮,螺 钉 挤 压 钢 球,使 沿 圆 周 均 布 的 三 个 滑 柱 均 匀 地 顶 紧工 件 上 孔 内 壁,保 证 钻 模 板 与 工 件 上 孔 的 位 置 关 系 。 盖 板 的 底 平 面 直 接 与 工 件 顶 面紧 密 接 触,保 证 钻 套 轴 线 与 工 件 顶 面 的 垂 直 关 系,只 要 工 件 顶 面 在 安 装 时 相 对 钻 床 工作 台 保 持 平 行,钻 套 就 可 以 正 确 地 引 导 钻 头,完 成 孔 的 加 工 。 弹 簧 锁 环 ( 用 来 套 住 三个 滑 柱,防 止 滑 柱 滑 出 心 轴 。
图 # $ ! $ %# 盖 板 式 钻 模
%— 螺 钉 &— 滚 花 手 轮 ’— 钢 球
#— 钻 模 板 !— 滑 柱 (— 弹 簧 锁 环盖 板 式 钻 模 只 有 一 块 钻 模 板,没 有 夹 具 体,一 般 情 况 下 它 要 借 助 于 工 件 的 平 面,
直 接 复 盖 在 工 件 上 保 持 其 与 工 件 间 的 稳 定 接 触 和 相 对 刀 具 的 正 确 关 系,所 以 要 求 工件 接 触 面 本 身 的 形 状 精 度 应 较 高,质 量 要 稳 定,同 批 工 件 之 间 不 能 差 异 太 大 。 当 需 要在 工 件 非 加 工 面 上 复 盖 钻 模 板 时,应 选 择 毛 坯 面 上 质 量 较 为 稳 定 的 区 域 设 置 模 板 上的 支 撑 钉 。
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第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具由 于 模 板 只 起,模,的 作 用,一 般 模 板 材 料 结 构 不 必 选 得 过 厚,大 型 盖 板 一 般 掌 握其 重 量 不 超 过 !"#$,在 钻 套 及 重 要 夹 紧 点 处 适 当 设 置 凸 台 和 筋 肋,只 要 能 满 足 基 本 刚度 条 件 即 可 。
%&滑 柱 式 钻 模滑 柱 式 钻 模 是 一 种 应 用 广 泛 的 中 小 型 通 用 夹 具,它 具 有 能 够 在 两 个 滑 柱 的 引 导下 进 行 上 下 移 动 的 钻 模 板,在 手 动 或 者 气,液 动 力 作 用 下,能 够 快 速 压 紧 工 作,具 有 工件 装 夹 方 便,夹 紧 动 作 迅 速,操 作 简 便,易 于 实 现 自 动 化 控 制 等 优 点 。 尤 其 适 合 于 一些 小 型 工 件 的 孔 加 工 。 所 以,在 专 业 化 生 产 和 小 批 量 生 产 中,滑 柱 式 钻 模 都 得 到 广 泛的 应 用 。
图 ’ ( ) ( !) 为 二 种 滑 柱 式 钻 模 的 基 本 结 构 。 其 中 图 * 为 手 动 滑 柱 式 钻 模,钻 模的 主 要 结 构 为 能 够 在 滑 柱 + 的 引 导 下,进 行 上 下 滑 动 的 钻 模 板,,模 板 上 装 有 可 使 模板 升 降 的 齿 条 轴 )。 转 动 手 柄 -,使 斜 齿 轮 轴 ! 上 的 斜 齿 轮 带 动 齿 条 轴 及 钻 模 板 上 下滑 动,当 钻 模 板 下 降 并 压 紧 工 件,钻 模 板 不 再 向 下 运 动,此 时,由 于 斜 齿 轮,齿 条 啮 合中 的 齿 条 不 再 下 移,所 以 斜 齿 轮 的 继 续 转 动 将 使 斜 齿 轮 受 到 齿 条 作 用 给 齿 轮 一 个 较大 的 轴 向 啮 合 分 力,由 于 斜 齿 轮 轴 上 设 置 有 锥 度 为 !.) 的 正 反 两 个 锁 紧 锥,使 斜 齿 轮轴 在 此 轴 向 力 的 作 用 下,与 夹 具 体 ’ 的 内 锥 面 挤 锁 在 一 起,使 齿 条 轴,钻 模 板 压 紧 工件 并 锁 紧 不 动 。 除 圆 锥 锁 紧 结 构 外,滑 柱 式 钻 模 尚 有 斜 楔 锁 紧,偏 心 锁 紧 等 不 同 的 锁紧 结 构 。
在 滑 柱 式 钻 模 的 实 际 应 用 中,根 据 工 件 的 具 体 定 位,夹 紧 需 要,把 定 位 元 件 及 工件 都 设 置 在 钻 模 板,与 钻 模 台 面 之 间 的 空 间 范 围 内,而 钻 模 板 兼 作 夹 紧 元 件 用,所 以夹 紧 迅 速,操 作 方 便 。
图 ’ ( ) ( !)/ 为 气 动 滑 柱 式 钻 模 的 结 构,钻 模 利 用 夹 具 体 内 设 置 的 双 作 用 式 气缸,使 钻 模 板 在 活 塞 杆 的 带 动 下 进 行 升 降 。 钻 模 板 在 压 紧 工 件 后,由 于 气 源 动 力 始 终保 持,并 不 需 要 专 门 的 锁 紧 装 置,所 以 气,液 动 滑 柱 式 钻 模 结 构 十 分 简 单,其 基 本 结 构只 是 一 套 缸 体,活 塞 杆 结 构,而 且 控 制 方 便,多 应 用 于 自 动 控 制 加 工 中 。
图 ’ ( ) ( !% 为 一 手 动 滑 柱 式 钻 模 的 应 用 实 例,用 来 对 拨 叉 工 件 上 的 大 端 通 孔 进行 钻,扩,铰 。
夹 具 以 短 锥 套 0 为 工 件 的 大 端 外 圆 提 供 三 个 定 位 点,消 除 工 件 的 三 个 移 动 不 定度,另 以 两 个 可 调 支 撑 为 工 件 毛 坯 底 面 提 供 两 个 定 位 点 （ 见 图 ）,可 消 除 工 件 绕 水 平 面两 坐 标 轴 的 转 动 不 定 度,最 后 用 一 个 挡 销 + 提 供 一 个 定 位 点,来 消 除 工 件 绕 竖 直 轴 的转 动 不 定 度,实 现 拨 叉 的 六 点 定 位 。
为 适 应 工 件 毛 坯 面 不 够 稳 定 的 夹 紧 实 际 情 况,夹 具 的 夹 紧 采 用 由 液 性 塑 料 作 传动 介 质 的 浮 动 压 柱 夹 紧 机 构,以 保 证 对 拨 叉 毛 坯 面 夹 紧 的 适 应 性 和 可 靠 性 。
抬 起 手 柄 !",模 板 ) 上 升,即 可 装 卸 工 件 。 压 下 手 柄 !",工 件 即 被 定 位,夹 紧,操
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第 五 章 机 床 专 用 夹 具作 十 分 方 便 。 由 于 要 在 本 工 位 上 先 后 进 行 钻,扩,铰 几 道 工 序,所 以 钻 套 ! 为 快 换 钻套 。 由 于 整 个 夹 具 只 需 专 门 配 置 几 个 定 位 元 件 和 液 性 塑 料 浮 动 夹 紧 部 件,其 他 基 本结 构 均 为 通 用 结 构,所 以,整 个 夹 具 的 生 产 准 备 周 期 极 短 。
由 于 滑 柱 式 钻 模 的 实 用 性,其 结 构 已 标 准 化,系 列 化,使 用 时,可 以 直 接 购 买 或 者根 据 工 件 的 具 体 尺 寸 规 格 组 装 。 所 以,滑 柱 式 钻 模 已 属 于 通 用 夹 具 的 范 畴 。
图 " # $ # %$ 滑 柱 式 钻 模
&） 手 动 滑 柱 式 钻 模 ’） 气 动 滑 柱 式 钻 模
%— 斜 齿 轮 轴 (— 手 柄 )— 滑 柱 "— 夹 具 体 $— 齿 条 轴
*— 螺 母 !— 钻 模 板 +— 锁 锥 盖
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第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具图 ! " # " $% 滑 柱 钻 模 应 用 实 例
$— 底 座 &— 支 撑 钉 ’— 圆 柱 销
!— 压 柱 #— 模 板 %— 螺 塞
(— 钻 套 )— 衬 套 *— 短 锥 套 $+— 手 柄三,钻 模 板钻 床 夹 具 的 钻 模 板 是 一 个 关 键 部 件,它 的 结 构 形 式,在 夹 具 上 的 安 装 形 式,以 及其 制 造 精 度 都 直 接 影 响 到 工 件 孔 加 工 的 位 置 精 度 。 钻 模 板 与 夹 具 体 的 常 用 连 接 方 式有 固 定 式,铰 链 式,分 离 式 和 悬 挂 式 等 几 种 。
$,固 定 式 钻 模 板固 定 式 钻 模 板 直 接 固 定 在 夹 具 体 上,工 作 中 相 对 夹 具 体 没 有 任 何 活 动 形 式,所以,它 不 具 有 活 动 模 板 所 必 备 的 活 动 间 隙,钻 套 相 对 夹 具 体 的 位 置 精 度 较 高 。 但 固 定式 钻 模 板 工 件 安 装 的 敞 开 性 较 差,使 得 工 件 的 装 卸 不 方 便,安 装 效 率 低 。 图 ! " # "
$(- 为 固 定 式 钻 模 板 的 一 般 结 构,模 板 多 是 在 经 过 较 严 格 的 位 置 调 正 后 通 过 螺 钉 连 接紧 固 在 夹 具 体 上,并 用 双 定 位 销 把 调 装 位 置 长 期 固 定 下 来 ； 也 可 采 用 焊 接 方 式,把 模板 与 夹 具 体 永 久 性 固 连 在 一 起 。
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第 五 章 机 床 专 用 夹 具
!"铰 链 式 钻 模 板铰 链 式 钻 模 板 是 利 用 铰 链 把 模 板 与 夹 具 体 装 配 在 一 起,见 图 # $ % $ &’(,使 模 板可 以 绕 铰 销 进 行 摆 转 或 者 翻 转,提 高 工 件 安 装 的 敞 开 性,以 利 于 工 件 在 本 工 位 上 孔 的多 工 序 加 工,如 钻 孔 后 再 进 行 攻 丝,锪 平 面 等 。
图 # $ % $ &’ 钻 模 板 结 构
&— 钻 模 板 !— 夹 具 体 )— 圆 柱 销 #— 削 边 销 %— 垫 片一 般,铰 销 与 钻 模 板 孔 的 配 合 常 取 *’+,- 或,’+,- 配 合,与 铰 链 座 孔 的 配 合 常 取
/’0,-,钻 模 板 与 铰 链 座 凹 槽 间 的 配 合 多 为,102’,精 度 要 求 较 高 时,可 以 单 独 配 制 或者 进 行 研 配 。 由 于 钻 模 板 与 夹 具 体 间 具 有 翻 转 运 动,不 可 避 免 的 运 动 间 隙 将 会 降 低钻 套 相 对 刀 具 的 位 置 精 度 。
)"分 离 式 钻 模 板分 离 式 钻 模 板 见 图 # $ % $ &’,钻 模 板 与 夹 具 体 是 分 离 的,每 装 卸 一 次 工 件,钻 模板 需 从 夹 具 体 及 工 件 上 装 卸 一 次 。 由 于 钻 模 板 与 夹 具 体 的 分 离 关 系,钻 模 板 常 是 依靠 工 件 表 面 完 成 安 装 的,所 以,模 板 相 对 工 件 的 位 置 关 系 可 以 借 助 专 门 的 定 位 元 件 而控 制 得 很 严,孔 位 精 度 较 高,但 工 件 安 装 时 较 麻 烦,安 装 效 率 较 低 。
#"悬 挂 式 钻 模 板图 # $ % $ &1 为 悬 挂 式 钻 模 板 在 机 床 上 的 连 接 情 况,悬 挂 式 钻 模 板 不 装 在 夹 具上,而 是 连 接 在 机 床 主 轴 箱 或 主 轴 结 构 上,随 同 刀 具 及 主 轴 箱 的 移 动 靠 近 或 离 开 工件 。 为 保 证 钻 模 板 相 对 工 件 的 正 确 位 置,悬 挂 系 统 与 夹 具 体 间 往 往 具 有 较 精 确 的 对定 引 导 装 置 。
在 组 合 机 床 和 自 动 线 上,悬 挂 式 钻 模 板 经 常 悬 挂 在 多 轴 箱 上,随 同 多 轴 箱 靠 近 工件,所 以,悬 挂 式 钻 模 板 有 时 也 借 助 悬 挂 系 统 的 弹 簧 力 兼 作 辅 助 压 紧 作 用,见 图 # $ %
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第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具
! "#。 这 种 结 构 在 多 轴 箱 退 回 原 位 时,工 件 装 卸 的 敞 开 性 较 好,安 装 空 间 较 大,有 利于 工 件 的 快 速 安 装 和 自 动 安 装,故 多 在 自 动 作 业 线 上 使 用 。
图 $ ! % ! "# 悬 挂 式 钻 模 板
"— 横 梁 &— 导 向 滑 柱 ’— 弹 簧 $— 模 板 %— 底 座四,钻 套
"(钻 套 的 作 用为 防 止 孔 加 工 过 程 中,刀 具 直 接 对 钻 模 板 上 的 引 导 孔 进 行 挤 压,摩 擦 甚 至 切 削 破坏,钻 模 板 的 引 导 孔 一 般 都 装 有 硬 度 较 高 的 钻 套 引 导 刀 具,所 以,钻 套 的 作 用 除 可 用来 引 导 刀 具,以 保 证 被 加 工 孔 的 位 置 精 度 外,还 具 有 保 护 钻 模 板 孔 系 精 度 的 作 用 。 另外,由 于 一 般 孔 加 工 刀 具 的 刚 性 较 差,尤 其 像 普 通 麻 花 钻,钻 孔 时 在 巨 大 轴 向 力 作 用下,极 易 发 生 弯 曲 失 稳,所 以 钻 套 还 可 以 起 到 对 刀 具 的 辅 助 支 撑 作 用,防 止 刀 具 切 削过 程 中 的 过 大 弯 曲 变 形 及 切 削 振 动,有 效 地 提 高 工 艺 系 统 的 刚 性 。
&(钻 套 的 种 类钻 套 又 有 钻 模 套,导 套 之 称,其 结 构,尺 寸 已 标 准 化 。 按 钻 套 结 构 的 不 同,可 分 为固 定 钻 套,可 换 钻 套,快 换 钻 套 和 特 殊 钻 套 几 个 种 类 。
（ "） 固 定 钻 套固 定 钻 套 与 钻 模 板 为 固 定 式 连 接,依 靠 钻 套 与 钻 模 板 间 适 当 的 材 料 过 盈 挤 紧 在模 板 孔 中,其 标 准 代 号 为 )*+,#-$%("— "..%。
图 $ ! % ! ",为 固 定 钻 套 的 结 构 。 固 定 钻 套 按 结 构 的 不 同 分 为 / 型,* 型 两 种,图
$ ! % ! ".0 为 / 型 固 定 钻 套 结 构,其 外 形 为 套 筒 形,为 防 止 使 用 时 钻 屑 及 油 污 流 入 钻套,固 定 式 钻 套 在 压 入 安 装 孔 时,其 上 端 应 稍 突 出 钻 模 板 。 图 $ ! % ! ".1 为 * 型 固 定
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第 五 章 机 床 专 用 夹 具钻 套,为 带 凸 缘 式 结 构,上 端 凸 缘 直 接 确 定 了 钻 套 的 压 入 位 置,为 安 装 提 供 方 便,并 提高 钻 套 上 端 孔 口 的 强 度,防 止 钻 头 等 在 移 动 中 撞 坏 钻 套 上 口 。
图 ! " # " $% 固 定 钻 套固 定 式 钻 套 与 安 装 孔 间 的 配 合,一 般 选 为 &’()* 或 &’(+*。 紧 固 连 接 使 钻 套 的 孔位 精 度 提 高,但 钻 套 的 磨 损 更 换 比 较 困 难,反 复 更 换 钻 套 易 造 成 安 装 孔 精 度 的 破 坏,
所 以 不 适 用 于 磨 损 较 严 重 的 大 批 量,高 效 生 产,一 般 多 用 于 小 批 量 生 产 中 。
（,） 可 换 钻 套可 换 钻 套 与 钻 模 板 的 连 接 为 可 更 换 连 接,见 图 ! " # ",-,钻 套 $ 通 过 衬 套,与 钻模 板 相 连 接,由 衬 套,来 保 护 钻 模 板 底 孔 。 衬 套 与 钻 模 板 间 的 配 合 取 &’()* 小 过 盈配 合,而 钻 套 与 衬 套 间 取 /’(0* 或 /’(1* 配 合 （ 这 类 配 合 只 有 在 极 个 别 情 况 下 可 能 得到 " -2--$ 的 小 量 过 盈,一 般 均 得 到 小 间 隙 配 合 ）,便 于 钻 套 的 更 换 。 为 防 止 钻 头 带 动钻 套 旋 转 及 钻 头 退 刀 时 拔 出 钻 套,采 用 钻 套 螺 钉,压 紧 钻 套 。 可 换 钻 套,钻 套 螺 钉 及钻 套 用 衬 套 均 为 标 准 结 构,其 代 号 分 别 为,可 换 钻 套 34(56-!#2,— $%%#； 钻 套 用 衬 套
34(56-!#2!— $%%#； 钻 套 螺 钉 34(56-!#2#— $%%#。
（,） 快 换 钻 套快 换 钻 套 为 一 种 可 以 进 行 快 速 更 换 的 钻 套 。 当 工 件 在 工 位 上 安 装 后,需 要 对 一个 孔 位 依 次 进 行 诸 如 钻,扩,铰 等 多 道 工 序 内 容 的 加 工 时,由 于 孔 径 的 不 断 扩 大,所 需的 导 套 直 径 也 需 要 不 断 改 变,这 种 情 况 需 要 在 工 序 间 快 速 地 更 换 导 套,可 以 采 用 快 换钻 套 。
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第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具图 ! " # " $% 快 换 钻 套 结 构
&— 快 换 钻 套 $— 钻 套 螺 钉 ’— 钻 套 用 衬 套图 ! " # " $& 为 快 换 钻 套 结 构,由 图 中 对 比 可 以 看 出 快 换 钻 套 与 可 换 钻 套 的 外 形及 装 配 结 构 大 致 相 同,只 是 钻 套 螺 钉 的 压 紧 台 阶 结 构 有 所 区 别,快 换 钻 套 上 口 凸 缘 除专 门 设 置 有 压 紧 台 阶 外,还 将 凸 缘 铣 出 一 个 缺 边,当 更 换 钻 套 时,只 需 将 快 换 钻 套 逆时 针 转 出 压 紧 台 阶,到 凸 缘 的 缺 边 处,就 可 向 上 提 出 钻 套,进 行 更 换,不 需 拆 下 钻 套 螺钉,达 到 快 速 更 换 的 目 的 。 因 此,快 换 钻 套 的 钻 套 螺 钉 拧 紧 后,螺 钉 头 并 不 压 紧 在 钻套 的 台 阶 上,而 是 使 二 者 保 持 一 个 小 间 隙,以 便 钻 套 可 以 在 台 阶 和 缺 边 范 围 内 进 行 转动 ； 而 可 换 钻 套 的 钻 套 螺 钉 则 是 压 紧 在 钻 套 台 阶 上 的,钻 套 不 能 松 动,这 是 二 者 间 的又 一 区 别 。
（ !） 特 殊 钻 套特 殊 钻 套 为 非 标 准 件,是 根 据 工 件 被 加 工 孔 的 具 体 特 点 专 门 设 计 和 制 造 的 特 殊结 构 钻 套,在 不 能 应 用 标 准 钻 套 的 场 合,可 采 用 特 殊 钻 套 解 决 刀 具 的 引 导 问 题 。
图 ! " # " $$ 为 几 种 特 殊 钻 套 的 应 用 。 其 中 图 ! " # " $$( 为 加 长 钻 套,常 用 于 孔位 处 于 工 件 的 凹 坑,凹 面 中,钻 模 板 无 法 靠 近 的 场 合 。 当 钻 套 内 孔 轴 向 长 度 较 长,为减 少 钻 屑 及 钻 头 对 导 套 内 壁 的 剧 烈 摩 擦,多 把 钻 套 上 部 非 引 导 部 的 孔 径 扩 大,从 而 减少 钻 头 及 钻 套 的 磨 损 。
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第 五 章 机 床 专 用 夹 具图 ! " # " $% 快 换 钻 套 结 构
%— 快 换 钻 套 $） 钻 套 螺 钉 &— 钻 套 用 衬 套图 ! " # " $$’ 为 在 斜 面,弧 面 上 钻 孔 采 用 的 斜 面 钻 套 。 当 普 通 钻 头 在 斜 面 上 起钻 时,只 有 靠 近 工 件 的 一 侧 钻 刃 进 行 切 削,受 力 的 不 均 衡 将 使 钻 头 向 斜 面 外 侧 发 生 严重 的 歪 斜,从 而 造 成 较 大 的 孔 位 误 差 。 使 用 斜 面 钻 套 可 以 迫 使 钻 头 维 持 钻 孔 位 置 少发 生 歪 斜,但 此 时 钻 头 对 钻 套 内 壁 的 摩 擦 和 刮 切,也 是 很 严 重 的,所 以,一 般 情 况 下 应尽 量 采 用 工 艺 凸 台,铣 坑 或 分 级 起 钻 等 工 艺 手 段,避 免 在 斜 面,弧 面 上 直 接 起 钻 。 有时 为 简 化 生 产 过 程,非 要 采 用 斜 面 起 钻 时,应 注 意 适 当 控 制 起 钻 进 给 量,在 大 批 量 生产 中 应 及 时 更 换 被 磨 损 的 钻 套 。
图 ! " # " $$( 为 双 孔 或 多 孔 钻 套,当 小 孔 间 的 孔 距 较 小,可 以 以 一 个 钻 套 体 代 替多 个 钻 套 。 使 用 这 种 钻 套 应 注 意 钻 套 应 为 紧 固 连 接,否 则,孔 位 会 因 钻 套 转 动 产 生 误差,必 要 时,应 打 上 防 转 销 。
图 ! " # " $$) 为 一 种 兼 有 自 动 定 心 夹 紧 功 能 的 复 合 钻 套,钻 模 板 与 钻 套 之 间 设置 有 引 导 钻 套 的 衬 套,钻 套 与 衬 套 间 设 有 夹 紧 螺 纹 结 构,钻 套 下 端 设 置 短 锥 套 自 动 定心 结 构,向 下 扭 紧 钻 套,可 使 工 件 相 对 钻 套 自 动 定 心 并 压 紧 。 结 构 紧 凑,操 作 简 单,使用 时 应 注 意 螺 纹 部 的 强 度 及 夹 紧 可 靠 性 。
&*钻 套 有 关 参 数
（ %） 钻 套 内 径 公 差 带 的 选 择 钻 套 的 内 径 公 差 带 应 视 加 工 内 容 及 被 引 导 刀 具 而
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第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具选 定,
图 ! " # " $$ 特 殊 钻 套 的 应 用
!
钻 套 内 径 公 差 带 一 般 按 基 轴 制 选 取 由 于 钻 头,扩 孔 钻,铰 刀 等 都 是 标 准 定 值刀 具,故 应 以 刀 具 为 基 准 依 据 。
"
为 防 止 刀 具 与 钻 套 发 生 咬 死,钻 孔,扩 孔 时,钻 套 内 径 取 %&,粗 铰 时 取 ’&,精 铰时 取 ’(。
#
当 钻 套 引 导 的 不 是 刀 具 的 切 削 部,而 是 刀 具 的 导 柱 时,可 按 基 孔 制 取 )&* +&，
)&*,(,)(*-# 配 合 。
（ $） 钻 套 高 度 ! 钻 套 高 度 ! 一 般 情 况 下 按 下 式 选 取,
!,（ / 0 $1#） "
式 中 "— — — 刀 具 直 径 公 称 尺 寸钻 套 高 度 ! 过 大,引 导 长 度 过 大,会 加 剧 刀 具 与 钻 套 的 磨 损 ； 引 导 长 度 过 小,影 响 导向 性 能 。 当 孔 径 尺 寸 较 小,钻 头 刚 性 较 差,可 使
! 2 $1#"
（ 3） 排 屑 间 隙 # 钻 套 下 端 与 工 件 表 面 之 间 的 距 离 #（ 见 图 ! " # " $$4） 用 于 排 屑,
一 般 应 根 据 屑 的 粉 碎 情 况 及 对 钻 头 的 引 导 精 度 要 求,灵 活 确 定 其 大 小 。
加 工 铸 铁 等 脆 性 材 料 #,（ 513 0 51&） "
加 工 钢 等 塑 性 材 料 #,（ 51& 0 /1#） "
钻 深 孔 （ $ * " 2 #） 时 #,/1#"
斜 面,弧 面 起 钻 # 应 尽 量 小
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第 五 章 机 床 专 用 夹 具第 三 节 镗 床 夹 具一,镗 床 夹 具 的 特 点镗 床 夹 具 一 般 是 在 镗 床 上 加 工 箱 体 类,支 座 类 工 件 上 的 孔 所 采 用 的 夹 具,镗 床 夹具 大 多 具 有 下 述 特 点,
!"利 用 镗 床 夹 具 所 加 工 的 孔,一 般 为 孔 径 尺 寸 大 于 #$%% 的 大,中 型 孔 。
&"大 多 数 镗 床 夹 具 都 采 用 各 种 镗 套 引 导 镗 杆 或 刀 具,以 提 高 刀 具 系 统 的 刚 性,保证 同 轴 孔 系 及 深 孔 的 加 工 形 状,位 置 精 度 要 求 。
#"利 用 镗 套 的 精 确 引 导,镗 床 夹 具 还 可 用 在 经 过 一 定 设 备 改 装 的 普 通 车 床,铣床,钻 床,及 具 有 旋 转 动 力 和 进 给 传 动 的 简 单 设 备 上,夹 具 应 用 较 为 灵 活 。
’"受 加 工 孔 径 的 限 制,镗 孔 刀 具 的 刀 杆 较 细,切 削 用 量 一 般 不 太 大,加 上 镗 孔 加工 一 般 为 连 续 切 削,其 过 程 较 平 稳,故 对 镗 床 夹 具 体 本 身 的 刚 性 要 求 不 高,甚 至 简 单的 支 架 结 构 也 能 进 行 镗 孔,所 以,镗 床 夹 具 结 构 比 较 轻 巧 。
与 钻 床 夹 具 相 类 似,镗 床 夹 具 又 有 镗 模 之 称 。
二,镗 床 夹 具 的 结 构 分 类镗 床 夹 具 应 用 广 泛,分 类 也 较 杂,按 其 所 使 用 的 机 床 类 别 不 同,可 以 有 万 能 镗 床用 夹 具,组 合 镗 床 用 夹 具,普 通 镗 床 用 夹 具 及 精 密 镗 床 用 夹 具 等 种 类 ； 按 镗 刀 及 镗 杆设 置 方 向 不 同,有 卧 式,立 式 之 分 ； 按 镗 套 相 对 刀 具 及 加 工 位 置 的 不 同,有 前 导 式,后导 式,前 后 双 导 式 等 种 类 ； 从 镗 床 夹 具 的 总 体 结 构 上 分 类,目 前 主 要 把 镗 床 夹 具 分 为有 镗 套 类 和 无 镗 套 类 两 个 大 类 。
!"有 镗 套 镗 床 夹 具有 镗 套 类 镗 床 夹 具 上 都 设 置 有 镗 套 结 构,用 来 对 刀 具 或 镗 杆 进 行 引 导 。 这 类 镗床 夹 具 由 于 采 用 镗 套 直 接 控 制 孔 位 精 度,镗 孔 加 工 可 以 不 受 机 床 精 度 的 影 响,甚 至 在其 他 通 用 机 床,如 车 床,铣 床,摇 臂 钻,立 钻 上,经 过 简 单 的 设 备 改 装,都 可 以 用 来 镗孔 。 只 要 具 有 简 单 的 旋 转 动 力 及 较 严 格 的 进 给 控 制 装 置,就 可 以 利 用 支 架,镗 套 系 统加 工 较 高 精 度 的 大,中 型 孔 及 孔 系,所 以,这 类 结 构 常 被 应 用 于 各 种 技 术 革 新 及 设 备改 造 中 对 单 件,小 批 量 的 工 件 镗 孔 加 工 。
按 照 镗 套 相 对 刀 具 设 置 位 置 的 不 同,此 类 夹 具 可 分 为 单 套 前 引 导,单 套 后 引 导,
双 套 单 向 引 导,前 后 单 套 引 导 和 前 后 双 套 引 导 等 五 种 结 构 形 式 。
（ !） 单 套 前 引 导 结 构
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第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具图 ! " # " $%& 为 单 套 前 引 导 式 镗 床 夹 具 的 镗 套,刀 具 间 的 结 构 布 置 形 式 。 所 谓单 套 前 引 导,是 指 用 单 个 镗 套 设 置 于 刀 具 切 削 加 工 部 的 前 方,对 刀 具 的 切 削 进 行 引导 。 这 种 结 构 一 般 适 合 于 加 工 孔 径 ! ’ ()** 的 通 孔 。 镗 套 位 于 被 加 工 孔 的 前 方,镗杆 引 导 部 直 径 " 必 须 小 于 孔 径 !,才 有 可 能 穿 过 孔 坯 到 达 引 导 套 。 为 减 小 支 撑 距 离,
导 套 与 工 件 间 距 # 应 尽 量 小 些,但 考 虑 安 装,测 量,观 察 及 清 屑 的 方 便,# 尺 寸 一 般 不应 小 于 $)**,常 按 式
# +（ ),# -,） !
来 选 择 。
图 ! " # " $% 五 种 镗 套 设 置 结 构 形 式由 于 是 单 镗 套 引 导,所 以 镗 杆 或 刀 杆 与 机 床 主 轴 应 保 持 刚 性 连 接,镗 套 相 对 机 床主 轴 间 应 保 证 较 严 格 的 同 轴 度 要 求 。
（ $） 单 套 后 引 导 结 构单 套 后 引 导 结 构 见 图 ! " # " $%/,图 ! " # " $%0,单 个 镗 套 位 于 刀 具 及 切 削 部 的 后
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第 五 章 机 床 专 用 夹 具面,这 种 布 置 适 用 于 被 加 工 孔 径 ! 较 小 或 是 盲 孔 。
为 尽 量 增 大 刀 杆 的 直 径,提 高 刀 具 的 刚 性,此 类 设 置 结 构 可 按 被 加 工 孔 的 长 径 比
!"! 的 不 同 分 为 图 # $ % $ &’( 和 图 # $ % $ &’) 两 种 结 构 情 况,
!
当 ! * " +,时 见 图 # $ % $ &’(。 此 时 ! + ",即 孔 的 深 度 较 浅,一 般 不 需 要 刀具 的 引 导 部 伸 入 工 件 被 加 工 孔 内,故 允 许 镗 杆 或 刀 杆 引 导 部 直 径 # 大 于 工 件 孔 径 "，
使 刀 具 得 到 足 够 的 刚 性 。
"
当 ! * " -,时 见 图 # $ % $ &’),此 时 为 ! - ",孔 的 深 度 大 于 孔 径,此 时 由 于 孔镗 到 一 定 深 度 （ 孔 深 等 于 孔 径 ） 后,再 往 里 镗,需 要 一 定 的 镗 杆 引 导 部 长 度 伸 入 孔 内,
故 镗 杆 引 导 部 直 径 # 不 能 大 于 孔 径 ",而 且,只 有 取 # 小 于 ",才 能 使 导 套 对 镗 杆 的支 撑 点 前 移,才 能 减 小 由 镗 刀 尖 到 支 撑 点 的 这 一 段 刀 具 悬 伸 量,从 而 减 小 镗 杆 的 弯 曲变 形,提 高 刀 具 系 统 的 刚 性,减 小 切 削 振 动,提 高 孔 加 工 精 度 。
同 单 套 前 引 导 夹 具 相 同,单 套 后 引 导 结 构 夹 具 的 刀 杆 与 机 床 主 轴 间,也 需 要 保 持刚 性 连 接 。
（ ’） 双 套 单 引 导 结 构双 套 单 引 导 结 构 是 指 在 工 件 的 一 侧,一 般 是 在 刀 具 的 后 方,利 用 距 离 较 远 的 两 个镗 套 对 刀 具 的 镗 杆 进 行 引 导,见 图 # $ % $ &’.。 这 种 结 构 多 半 用 于 机 床 主 轴 不 便 于 直接 靠 近 工 件 的 孔 端 面 （ 如 深 孔 位 于 箱 体 的 另 一 侧 ） 。 由 于 此 类 结 构 的 镗 套 支 架 与 工 件间 的 相 对 位 置 关 系 往 往 较 严 格,而 机 床 主 轴 与 每 一 工 件 的 位 置 精 度 误 差 使 得 主 轴 与镗 套 间 很 难 保 证 严 格 的 同 轴 精 度,所 以,主 轴 与 镗 杆 间 都 采 用 非 刚 性 的 浮 动 连 接,孔位 精 度 直 接 靠 双 镗 套 来 保 证,与 机 床 精 度 和 主 轴 相 对 夹 具 的 位 置 精 度 无 关 。
（ #） 前 后 单 套 引 导 结 构前 后 单 套 引 导 结 构 是 指 在 工 件 的 前,后 侧 各 设 置 一 个 镗 套,并 由 一 根 长 的 镗 杆 作导 向 杆,加 工 同 一 轴 线 上 安 排 的 孔 系 或 较 深 通 孔,见 图 # $ % $ &’/。 这 种 引 导 支 撑 结构 应 用 较 为 普 遍,常 用 于 对 箱 体,机 座 工 件 上 的 轴 承 座 孔 等 进 行 镗 削 。 由 于 两 个 引 导支 撑 的 跨 度 较 大,镗 杆 与 主 轴 间 为 浮 动 连 接 结 构 。 当 跨 度 间 隔 过 大 （ $ -,0#） 时,应注 意 增 加 中 间 辅 助 引 导 支 撑 。
（ %） 前 后 双 套 引 导 结 构前 后 双 套 引 导 结 构 见 图 # $ % $ &’1,主 要 应 用 于 专 业 化 生 产 的 组 合 机 床 上,对 工件 同 时 进 行 双 面 对 镗 。 如 工 件 两 端 孔 系 较 深,需 要 较 长 的 引 导 长 度,且 工 件 两 端 孔 之间 需 保 持 严 格 的 相 对 位 置 关 系 （ 同 轴 或 相 平 行 ）,多 采 用 这 种 结 构 的 引 导 。 利 用 两 端对 镗 结 构,可 以 缩 短 整 个 工 件 孔 加 工 的 镗 孔 节 拍,并 可 左 右 平 衡 对 孔 的 切 削 扭 力 矩,
提 高 工 件 安 装 的 可 靠 性 。 而 两 端 孔 的 相 对 位 置 精 度 由 组 合 机 床 本 身 直 接 保 证,可 实现 对 箱 体 孔 的 多 面,高 效 加 工 。
（ 2） 有 镗 套 镗 床 夹 具 实 例根 据 生 产 批 量,规 模 及 孔 加 工 精 度 质 量,工 件 大 小 等 要 求 的 不 同,镗 床 夹 具 的 结
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第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具构 组 成 会 有 很 大 的 差 异,可 以 简 单 地 由 支 架,镗 套,镗 杆 组 成 一 个 直 接 装 在 工 件 上 的轻 便 的 镗 孔 支 架 系 统,也 可 以 使 夹 具 配 备 有 完 善 的 自 动 装 卸,自 动 定 位,夹 紧,自 动 引导 及 让 刀 机 构 而 形 成 一 台 完 整 的 高 效,自 动 化 镗 孔 夹 具 。
图 ! " # " $! 为 一 部 加 工 车 床 尾 座 主 轴 孔 的 镗 床 夹 具,其 镗 套 引 导 结 构 为 前,后单 套 引 导 结 构 。 工 件 安 装 位 置 设 置 在 夹 具 前,后 镗 套 的 中 间 部 位,是 一 种 最 普 遍 的 箱类 工 件 镗 孔 设 置 方 式 。 为 保 证 工 件 孔 的 轴 线 相 对 前 工 序 已 加 工 好 的 底 面 间 的 平 行 度及 相 对 底 面 横 向 小 导 轨 表 面 间 的 垂 直 度 要 求,工 件 直 接 以 底 平 面 作 为 第 一 定 位 基 准面,以 底 面 横 导 轨 的 垂 直 侧 面 作 第 二 定 位 基 准 面,以 整 个 工 件 底 部 凸 缘 的 一 侧 面 作 第三 定 位 基 准 面 （ 见 图 ）,夹 具 以 定 位 板 %,! 所 组 成 的 平 面 为 工 件 提 供 第 一 定 位 基 准 依据 三 个 定 位 点,以 定 位 板 % 上 的 垂 直 导 向 窄 面 为 工 件 提 供 第 二 定 位 基 准 依 据 两 个 定位 点,以 支 撑 钉 & 为 工 件 提 供 最 后 一 个 点,使 工 件 实 现 六 点 定 位 。 工 件 的 夹 紧 采 用 联动 夹 紧 机 构 。 拧 紧 螺 钉 ’,杠 杆 式 压 板 # 压 向 工 件,同 时 通 过 拉 杆 带 动 压 板 ( 使 工 件夹 紧 。 镗 杆 )* 穿 在 前,后 镗 套 $ 中,并 通 过 浮 动 接 头 与 主 轴 相 连 接 。
图 ! " # " $! 车 床 尾 座 孔 镗 模
)— 支 架 $— 镗 套 %,!— 定 位 板 #,(— 压 板 ’— 夹 紧 螺 钉
&— 可 调 支 撑 钉 +— 镗 模 底 座 )*— 镗 刀 杆 ))— 浮 动 接 头
$,无 镗 套 镗 床 夹 具图 ! " # " $# 为 一 部 用 于 立 式 双 轴 组 合 镗 床 上 的 无 镗 套 镗 床 夹 具 。 为 提 高 工 作
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第 五 章 机 床 专 用 夹 具效 率,压 缩 工 作 节 拍,夹 具 设 计 成 左 右 双 工 位 夹 具,一 次 装 夹 两 个 工 件,这 样 可 以 简 化一 套 气 动 夹 紧 装 置,并 使 夹 具 结 构 对 称 。
图 ! " # " $# 立 式 镗 模 结 构 图
%— 支 撑 板 $— 挡 销 &— 压 板 !— 推 动 杆 #— 斜 楔
’,%%— 活 塞 (,%$— 气 缸 )— 分 配 阀 *— 顺 序 阀 %+— 浮 动 定 位 锥 套夹 具 工 作 原 理 图 如 图 ! " # " $’ 所 示,工 件 以 小 端 平 面 与 夹 具 支 撑 板 % 相 接 触,消除 一 移 动,两 转 动 共 三 个 不 定 度,以 大 端 外 圆 柱 面 在 夹 具 浮 动 定 位 锥 套 %+ 中 定 位,消除 两 个 移 动 不 定 度,并 以 小 端 外 侧 面 与 夹 具 的 挡 销 $ 相 接 触,消 除 最 后 一 个 转 动 不 定度 。
图 ! " # " $’ 立 式 镗 模 工 作 原 理
%— 支 撑 板 $— 挡 销 &— 压 板 !— 推 动 杆 #— 斜 楔
’,%%— 活 塞 (,%$— 气 缸 )— 分 配 阀 *— 顺 序 阀 %+— 浮 动 定 位 锥 套工 件 的 夹 紧 由 气 动 夹 紧 缸 的 活 塞 ’ 完 成 。 气 动 夹 紧 时,转 动 空 气 分 配 阀 ),压 缩
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第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具空 气 进 入 夹 紧 缸 ! 的 无 杆 腔,推 动 活 塞,斜 楔 ",推 杆 # 压 下 压 板 $,从 而 将 工 件 压 紧 。
顺 序 阀 % 是 用 以 保 证 浮 动 定 位 锥 套 能 在 工 件 压 紧 之 后 再 进 行 锁 紧,因 为 工 件 大端 的 镗 孔 位 置 正 好 是 在 锥 套 轴 线 上 。 工 件 被 压 紧 后,气 压 增 高,顶 开 顺 序 阀,使 两 侧两 个 锁 紧 缸 同 时 动 作,对 两 个 浮 动 定 位 锥 套 实 行 锁 紧 。 转 动 分 配 阀 可 使 各 动 作 缸 反向,从 而 松 开 夹 紧 及 锁 紧 。
三,镗 套按 镗 套 在 工 作 中 是 否 随 镗 杆 运 动,可 以 把 镗 套 分 为 固 定 式 和 回 转 式 两 个 大 类,
&’固 定 式 镗 套固 定 式 镗 套 被 固 定 安 装 在 夹 具 导 向 支 架 上,不 能 随 镗 杆 一 起 转 动,所 以,镗 削 过程 中,镗 杆 在 镗 套 中 既 有 轴 向 的 相 对 移 动,又 有 较 高 的 相 对 转 动 。 镗 套 容 易 摩 擦 磨 损而 失 去 引 导 精 度,只 适 用 于 线 速 度 ! ( )’$*+,的 低 速 情 况 下,所 以,固 定 式 镗 套 应 用时 的 孔 径 尺 寸 均 较 小,因 此 其 外 形,结 构 及 应 用 情 况 有 些 像 可 换 钻 套 。 由 于 它 结 构 简单,定 心 精 度 较 高,在 一 般 小 尺 寸 的 镗 孔,扩 孔,铰 孔 中,得 到 广 泛 应 用 。 其 结 构 已 被标 准 化,镗 套 及 其 附 件 的 标 准 代 号 分 别 为,镗 套 -.+/0)#1’&— &%%",镗 套 用 衬 套 -.+
/0)#1’2— &%%",镗 套 螺 钉 -.+/0)#1’$— &%%"。
图 # 3 " 3 2! 为 固 定 镗 套 结 构 。 根 据 镗 套 润 滑 方 式 的 不 同,固 定 镗 套 分 为 4 型,,
型 两 种 型 号,4 型 套 为 无 润 滑 油 槽 式,需 依 靠 镗 杆 上 的 供 油 系 统 或 滴 油 来 润 滑 ；,型 套备 有 油 杯,油 槽 结 构,可 实 现 较 好 的 自 润 滑 。
图 # 3 " 3 2! 固 定 式 镗 套
2’回 转 式 镗 套
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第 五 章 机 床 专 用 夹 具回 转 式 镗 套 在 镗 孔 过 程 中 随 同 镗 杆 一 起 进 行 回 转,所 以 镗 套 内 壁 相 对 于 镗 杆 没有 高 速 的 转 动,从 而 减 少 镗 套 内 壁 的 磨 损,可 长 期 维 持 其 引 导 精 度 。 这 种 结 构 的 镗 杆相 对 夹 具 体 间 的 转 动 环 节 设 置 在 镗 套 的 外 部,并 采 用 专 门 的 高 效,高 精 度 回 转 结 构,
具 有 回 转 精 度 高,回 转 速 度 高,结 构 紧 凑,镗 套 间 隙 小 等 特 点,比 较 适 合 于 高 速 镗 孔,
一 般 应 用 于 孔 径 较 大,线 速 度 大 于 !"#$% & 的 场 合 。
根 据 回 转 支 撑 接 触 形 式 的 不 同,回 转 镗 套 可 分 成 滑 动 式 与 滚 动 式 两 类,图 ’ ( ) (
*+ 为 两 类 回 转 式 镗 套 的 结 构 。 图 ’ ( ) ( *+,为 滑 动 式 回 转 镗 套,其 回 转 结 构 采 用 滑动 轴 承 *,使 镗 套 - 可 以 自 由 回 转,镗 套 内 壁 上 开 有 键 槽,可 由 镗 杆 上 的 键 带 动,而 随镗 杆 一 起 回 转 。 这 种 结 构 径 向 尺 寸 小,结 构 紧 凑,回 转 精 度 很 高,且 内 外 套 间 为 面 接触 形 式,承 载 能 力 强,在 充 分 润 滑 条 件 下,具 有 良 好 的 减 振 性,常 用 于 精 镗 加 工 。
图 ’ ( ) ( *+.,/ 为 滚 动 式 回 转 镗 套,镗 套 与 机 架 间 由 滚 动 轴 承 支 撑 。 所 以,可 采用 各 类 标 准 滚 动 轴 承 来 制 造,使 设 计,制 造,维 修 方 便,允 许 转 速 较 高 。 但 此 类 结 构 径向 尺 寸 较 大,回 转 精 度 受 到 滚 动 轴 承 精 度 影 响,且 由 于 内 外 套 是 滚 动 体 的 点,线 接 触,
接 触 刚 度 差,承 载 能 力 较 低 。
图 ’ ( ) ( *+ 回 转 式 镗 套
,） 滑 动 式 回 转 镗 套,） 滚 动 式 回 转 镗 套 /） 立 式 滚 动 回 转 镗 套
-,0— 镗 套 *— 滑 动 轴 承 #— 镗 模 支 架 ’— 滚 动 轴 承 )— 轴 承 端 盖图 ’ ( ) ( *+/ 结 构 为 立 式 镗 套,常 被 应 用 于 刚 性 主 轴 结 构 的 立 镗 前 引 导 支 撑 。
这 类 引 导 支 撑 的 工 作 条 件 较 差,多 为 立 轴 式 下 镗 套 布 置 结 构,它 经 常 受 切 屑 及 冷 却 液的 冲 刷,且 不 便 于 观 察 与 清 理,容 易 与 镗 杆 发 生 研 磨,所 以 常 设 有 几 重 防 尘 保 护 装 置 。
为 能 承 受 较 大 轴 向 载 荷,镗 套 外 支 撑 常 采 用 圆 锥 滚 子 向 心 推 力 类 轴 承 。
四,镗 杆镗 杆 与 镗 杆 接 头,对 刀 块 等,都 属 于 镗 床 刀 具 系 统,而 镗 杆 结 构 与 镗 床 夹 具 有 着十 分 密 切 的 关 系,它 是 镗 床 夹 具 设 计 的 先 决 条 件 。 镗 杆 结 构,尺 寸 不 确 定,镗 床 夹 具的 设 计 就 无 法 进 行,所 以,常 把 镗 杆 结 构 及 尺 寸 与 镗 床 夹 具 设 计 问 题 一 起 讨 论 。
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第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具
!"镗 杆 导 向 部 常 用 结 构镗 杆 导 向 部 的 外 形 与 镗 套 内 孔 相 对 应,也 为 圆 柱 形 截 面,根 据 镗 杆 与 镗 套 内 孔 的润 滑 和 摩 擦 的 不 同,常 用 镗 杆 导 向 部 结 构 可 分 为 固 定 套 导 向 结 构 和 回 转 套 引 进 结 构 。
若 镗 套 为 固 定 式 镗 套,镗 杆 的 导 向 部 主 要 应 考 虑 解 决 好 润 滑 与 磨 损 问 题 ； 镗 套 为 回 转式 镗 套,镗 杆 主 要 应 考 虑 导 键 的 引 入 与 刀 尖 的 定 向 导 入 问 题 。
图 # $ % $ &’ 为 用 于 固 定 镗 套 的 几 种 常 用 镗 杆 导 向 部 结 构,
图 # $ % $ &’( 为 直 接 在 圆 柱 导 向 面 上 开 出 螺 旋 形 油 槽 的 普 通 结 构 形,这 种 结 构镗 杆 与 镗 套 的 接 触 面 很 大,没 有 能 够 容 纳 碎 屑 的 安 全 空 间 — — — 容 屑 槽,切 屑 容 易 随 螺旋 槽 及 间 隙 进 入 镗 套 内 部 而 发 生,咬 死,现 象 。 所 以,这 种 结 构 的 间 隙 量 一 般 较 大,润滑 条 件 差,故 导 向 精 度 较 低 。
图 # $ % $ &’) 为 直 槽 型,图 * 为 螺 旋 槽 型 导 向 结 构,由 于 圆 柱 面 上 开 出 容 屑 槽,使得 镗 杆 有 一 定 的 容 屑 能 力,减 少 了,咬 死,现 象 。 同 时,镗 杆 与 镗 套 间 接 触 面 积 减 小,
可 有 效 地 提 高 引 导 精 度 。 螺 旋 槽 型 可 以 比 直 槽 型 减 小 切 削 振 动 。
图 # $ % $ &’ 用 于 固 定 镗 套 的 镗 杆 导 向 部 分 的 结 构图 # $ % $ &’+ 为 镶 条 式 结 构,可 以 进 一 步 减 小 镗 杆 与 镗 套 间 的 摩 擦,允 许 的 切 削速 度 更 高,多 应 用 于 镗 杆 导 向 部 直 径 !,%--..。 另 外,采 用 镶 条 结 构 可 使 磨 损 主 要发 生 在 材 质 较 软 的 镶 条 上,镶 条 磨 损 后,可 在 基 底 部 加 衬 垫,并 重 新 修 圆 使 用,所 以 引导 精 度 较 高 。
图 # $ % $ /- 为 用 于 回 转 式 镗 套 的 镗 杆 引 进 结 构 。 其 中 图 # $ % $ /-( 为 自 动 嵌 入平 键 结 构,镗 杆 在 导 向 部 前 端 设 置 浮 动 平 键 （ 见 图 ）,键 底 装 有 压 缩 弹 簧,键 前 部 顶 面带 有 引 入 斜 面,可 应 用 于 内 壁 开 有 键 槽 的 镗 套 。 在 引 入 斜 面 的 作 用 下,镗 杆 可 以 以 任何 方 位 进 入 镗 套 内 。 若 浮 动 平 键 与 键 槽 不 对 位,平 键 被 镗 套 压 入 镗 杆 键 槽 内 ； 在 相 对转 动 过 程 中,若 平 键 与 镗 套 键 槽 对 齐 位 置,平 键 弹 入 键 槽 内,从 而 带 动 镗 套 一 起 回 转 。
图 # $ % $ /-) 镗 杆 具 有 #%0螺 旋 自 动 引 导 楔 形 头 部,而 镗 套 端 部 设 有 尖 头 键,在镗 杆 引 入 镗 套 过 程 中,若 镗 杆 键 槽 与 镗 套 不 对 位,#%0引 导 楔 会 在 尖 头 键 的 相 互 作 用下,拨 转 镗 套,使 二 者 最 终 对 位,保 证 键 和 刀 尖 能 够 准 确 地 导 入 引 刀 槽 中 。
&"镗 杆 直 径确 定 镗 杆 直 径,一 般 在 考 虑 加 工 中 具 有 足 够 的 容 屑 空 间,调 刀 测 量 观 察 空 间 以 及
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第 五 章 机 床 专 用 夹 具清 屑 方 便 的 前 提 下,镗 杆 直 径 应 尽 量 取 得 大 些,以 提 高 镗 杆 的 刚 性,从 而 提 高 镗 孔 精度 。 一 般 情 况 下,镗 杆 直 径 ! 与 镗 孔 直 径 " 有 如 下 关 系,
! !（ "#$ % "#&） "
图 ’ ( ) ( *" 用 于 回 转 镗 套 的 镗 杆 引 进 结 构镗 杆 与 孔 坯 的 间 隔 可 掌 握 以 能 放 进 一 个 刀 方 # 为 基 本 条 件,即,
（ " ( !）
+
!（,%,#)） #
"— — — 工 件 镗 孔 直 径
!— — — 镗 杆 直 径
# - #— — — 镗 刀 杆 （ 刀 方 ） 截 面 尺 寸孔 径 ",杆 径 ! 及 刀 方 尺 寸 # 间 的 关 系,一 般 可 参 照 表 ’ ( ) (,选 取 。
表 ’ ( ) (,",!,# 间 尺 寸 关 系 表
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*#浮 动 接 头浮 动 接 头 又 称 浮 动 卡 头,用 于 机 床 主 轴 与 镗 杆 间 同 轴 度 误 差 较 大 时,为 避 免 机 床主 轴 与 镗 杆 因 不 同 轴 造 成 的 传 动,别 劲,,影 响 正 常 镗 削 ； 通 过 浮 动 接 头 把 镗 杆 与 主 轴间 实 行 浮 动 连 接,使 二 者 按 各 自 的 轴 线 进 行 正 常 的 回 转,互 不 影 响 。
图 ’ ( ) ( *,为 一 种 常 用 浮 动 接 头,镗 杆,与 接 头 + 之 间 留 有 足 够 的 浮 动 间 隙 。
主 轴 的 回 转 运 动 通 过 接 头 的 开 口 销 槽 结 构,经 拨 动 销 * 传 给 镗 杆,从 而 消 除 镗 杆 与 主轴 间 的 同 轴 度 误 差 影 响 。 采 用 浮 动 连 接 结 构,应 注 意 主 轴 与 镗 杆 间 的 同 轴 度 误 差 不能 太 大,以 防 止 同 轴 度 误 差 造 成 的 镗 杆 回 转 的 不 等 速,影 响 镗 孔 切 削 速 度 的 均 匀 性 和镗 孔 表 面 质 量 。
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第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具图 ! " # " $% 浮 动 接 头
%— 镗 杆 &— 接 头 体 $— 拨 动 销第 四 节 铣 床 夹 具一,铣 床 夹 具 的 特 点铣 削 具 有 如 下 特 点,
%’铣 削 是 一 种 冲 击,振 动 很 大 的 切 削 过 程铣 刀 为 多 齿 刀 具,且 每 一 刀 齿 的 切 削 为 周 期 性 的 断 续 切 削,切 削 面 积 和 切 削 力 不断 发 生 变 化,所 以,铣 削 为 一 种 切 削 力 不 稳 定 变 化 的 过 程,并 伴 随 着 强 烈 的 冲 击 和 振动 。
&’铣 削 的 切 削 力 较 大由 于 多 刃 多 刀 切 削 的 高 效 性,使 得 铣 削 被 广 泛 地 用 以 代 替 刨 削,应 用 于 大 批 量 生产 中 对 毛 坯 件 的 粗 加 工 工 序 中,所 以 铣 削 切 削 用 量 较 大,切 削 力 较 大,使 铣 削 成 为 一种 重 负 荷 切 削 。
$’刀 具 需 要 经 常 调 刀 和 换 刀由 于 大 负 荷 切 削,刀 具 材 料 的 磨 损 率 较 大,生 产 中 需 要 经 常 性 地 进 行 调 刀 和 换刀 。
针 对 以 上 铣 削 的 加 工 特 点,铣 床 夹 具 具 有 下 列 特 点,
夹 具 本 身 应 具 有 足 够 的 强 度 及 刚 性,以 适 应 工 件 重 负 荷 切 削 的 装 夹 需 要 ； 夹 具 都
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第 五 章 机 床 专 用 夹 具配 备 有 较 强 大 而 可 靠 的 夹 紧 系 统,以 保 证 夹 紧 有 良 好 的 自 锁 性 和 抗 振 性 ； 夹 具 多 半 设置 有 专 门 的 快 速 对 刀 装 置,以 减 少 调 刀,换 刀 辅 助 时 间,提 高 刀 位 精 度 。
二,铣 床 夹 具 类 型 及 结 构铣 床 夹 具 的 分 类 方 法 很 多,按 其 是 否 配 备 转 位 机 构,分 固 定 式 和 转 位 式 ； 按 转 位分 度 方 式 的 不 同,又 可 分 为 直 线 分 度 式 和 回 转 分 度 式 ； 而 按 照 夹 具 所 配 备 的 机 床 进 给方 式,又 有 直 线 进 给 式,回 转 进 给 式 和 曲 线 靠 模 进 给 式 三 种 类 型 。
!"直 线 进 给 式 铣 床 夹 具
（ !） 单 件 装 夹 铣 床 夹 具图 # $ % $ &’ 为 一 铣 削 套 筒 工 件 上 端 面 通 槽 的 铣 床 夹 具,根 据 工 件 的 外 形 特 点 及加 工 精 度 要 求,夹 具 设 置 长 ( 形 块 及 端 面 组 合 定 位 系 统 。 工 件 以 外 圆 柱 面 在 夹 具 长
( 形 块 ) 上 定 位,消 除 掉 两 个 移 动,两 个 转 动 共 四 个 不 定 度,另 以 下 端 面 在 夹 具 支 撑套 % 上 定 位,消 除 沿 垂 直 方 向 的 移 动 不 定 度,从 而 在 夹 具 中 实 现 五 点 定 位 。
图 # $ % $ &’ 铣 床 夹 具 结 构 图
!— 夹 具 体 ’— 对 刀 块 &— 偏 心 轮
#— 定 位 键 %— 支 撑 套 *— 活 动 ( 形 块 )— 固 定 ( 形 块扳 动 手 柄,带 动 夹 紧 偏 心 轮 & 转 动,可 使 活 动 ( 形 块 * 进 行 左 右 移 动,从 而 将 工件 夹 紧 和 松 开 。
为 完 成 快 速 调 刀,夹 具 上 设 置 有 对 刀 块 ’。 利 用 夹 具 底 面 的 定 位 键 # 与 工 作 台 +
形 槽 的 对 定 安 装,可 以 迅 速 确 定 夹 具 体 相 对 机 床 工 作 台 的 位 置 关 系,保 证 ( 形 块 对 称中 心 平 面 相 对 工 作 台 纵 向 导 轨 的 平 行 度 。
这 种 夹 具 每 次 只 能 装 一 件 工 件,生 产 效 率 较 低,多 用 于 一 般 企 业 的 小 批 量 生 产 中 。
（ ’） 多 件 装 夹 铣 床 夹 具
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第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具图 ! " # " $$ 为 一 部 铣 削 轴 端 四 方 头 夹 具 。 夹 具 一 次 可 装 夹 四 个 工 件,并 可 通 过回 转 座 ! 的 %&’转 位,实 现 一 次 装 夹 条 件 下 完 成 四 方 端 头 两 个 方 向 上 的 铣 削 加 工,提高 了 加 工 效 率 。 利 用 工 件 的 外 圆 柱 形 表 面,夹 具 设 置 双 面 ( 形 块 ) 以 实 现 工 件 的 定位,并 利 用 浮 动 压 板 * 和 螺 母 + 将 四 个 工 件 同 时 夹 紧 。 工 件 四 方 尺 寸 由 四 片 三 面 刃铣 刀 的 组 合 距 离 保 证 。 在 铣 完 一 个 方 向 后,松 开 楔 块 #,将 工 件 连 同 回 转 座 一 起 转 过
%&’后 再 行 楔 紧,即 可 进 行 另 一 个 方 向 的 铣 削 。 利 用 这 种 装 夹 及 转 位,大 大 节 省 装 夹和 切 削 时 间,使 生 产 效 率 大 为 提 高 。
图 ! " # " $! 为 一 种 双 工 位 转 台 结 构 。 在 双 工 位 转 台 $ 上 安 装 左,右 两 部 夹 具,
和 !,当 一 部 夹 具 在 进 行 操 作,可 在 另 一 部 夹 具 上 装 卸 工 件,从 而 使 此 工 件 的 装 卸 包 含在 另 一 工 位 工 件 的 切 削 加 工 时 间 中,这 种 专 门 设 置 的 装 卸 工 位,消 除 装 卸 辅 助 时 间,
使 得 切 削 加 工 可 以 连 续 进 行 。 这 种 重 合 原 理 被 广 泛 应 用 于 专 业 化 大 规 模 生 产 中,并由 双 工 位 发 展 到 多 工 位,形 成 连 续 进 给 方 式 的 回 转 夹 具,使 得 设 备 可 以 始 终 维 持 高 速运 转,提 高 生 产 效 率 。
图 !" #" $$ 轴 端 铣 方 头 夹 具
-— 夹 具 体,— 定 位 键 $— 手 柄 !— 回 转 座
#— 楔 块 +— 螺 母 *— 浮 动 压 板 )— ( 形 块图 !" #" $! 双 工 位 转 台 结 构
-— 工 作 台,,!— 夹 具 $— 双 工 位 转 台 #— 铣 刀
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第 五 章 机 床 专 用 夹 具
!"圆 周 进 给 式 铣 床 夹 具圆 周 进 给 式 铣 床 夹 具 一 般 是 指 安 装 在 具 有 回 转 工 作 台 的 转 盘 铣 床 或 鼓 轮 铣 床 上的 夹 具 。 在 通 用 铣 床 上 使 用,夹 具 可 专 门 配 备 回 转 工 作 台 。 通 常,夹 具 可 沿 转 台 的 圆周 设 置 若 干 个 ； 随 着 转 台 相 对 铣 削 头 的 圆 周 进 给,将 各 夹 具 及 工 件 依 次 送 进 切 削 区域,从 而 实 现 不 间 断 地 连 续 作 业 。 这 是 一 种 高 效 率 的 铣 削 送 进 方 式 。
图 # $ % $ &% 为 一 部 回 转 工 作 台 式 专 用 铣 床 。 为 实 现 不 间 断 地 高 速 铣 削,机 床 回转 工 作 台 上 沿 圆 周 设 置 十 二 部 液 动 夹 具 进 行 自 动 夹 紧 。 工 件 拨 叉 以 内 孔 及 其 下 端 面和 拨 叉 外 侧 面 在 夹 具 定 位 销 ! 和 挡 销 # 上 定 位,并 由 液 压 缸 ’ 驱 动 拉 杆 ( 经 快 换 垫 圈
& 将 工 件 夹 紧 。
图 # $ % $ &% 圆 周 进 给 铣 床 夹 具
(— 拉 杆 !— 定 位 销 &— 快 换 垫 圈
#— 挡 销 %— 回 转 工 作 台 ’— 液 压 缸整 个 回 转 工 作 台 分 成 !" 切 削 区 和 #$ 装 卸 区 （ 见 图 # $ % $ &%） 两 大 部 分,并 由 电机 通 过 蜗 杆 减 速 机 构 带 动 实 现 不 停 车 的 连 续 回 转 。 这 样,只 需 在 #$ 区 域 设 置 自 动装 卸 机 构,或 者 专 门 安 排 人 工 进 行 工 件 的 装 卸,即 可 维 持 机 床 高 效 率 的 加 工 。
图 # $ % $ &’ 为 立 式 双 头 回 转 铣 床,用 于 内 燃 机 连 杆 工 件 的 端 面 铣 削 。 夹 具 沿 机床 回 转 工 作 台 的 圆 周 紧 密 排 列,并 由 每 个 夹 具 的 液 压 夹 紧 机 构 和 浮 动 压 板 同 时 夹 紧两 个 工 件 。 机 床 设 置 两 个 动 力 铣 头,可 以 依 次 完 成 每 个 工 件 顶 面 的 粗 铣 和 精 铣 。 此类 大 型 液 动 夹 紧 回 转 工 作 台,还 可 以 根 据 其 他 加 工 需 要,在 回 转 台 周 围 设 置 其 他 动 力
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第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具加 工 工 位,使 双 工 位 变 成 多 工 位 。 这 种 结 构 在 大 规 模 专 业 化 生 产 中 经 常 采 用,生 产 效率 及 自 动 化 程 度 均 较 高 。
!"靠 模 进 给 式 铣 床 夹 具靠 模 进 给 式 铣 床 夹 具 是 指 利 用 与 工 件 共 同 装 夹 在 夹 具 上 的 专 门 靠 模 曲 线 轮 廓,
使 工 件 获 得 相 对 刀 具 的 进 给 运 动,从 而 得 到 与 靠 模 曲 线 相 同 或 相 似 的 工 件 曲 面 轮 廓 。
图 # $ % $ !& 立 式 双 头 回 转 铣 床图 # $ % $ !’ 为 直 线 进 给 式 靠 模 铣 夹 具 。 其 靠 模 ! 和 工 件 ( 共 同 安 装 在 夹 具 上,
滚 子 滑 座 % 与 铣 刀 滑 座 & 固 连 为 一 体,并 借 助 于 重 锤 或 弹 簧 的 拉 力 !,使 滚 子 # 始 终压 紧 在 靠 模 ! 上 。 这 样,当 工 作 台 作 纵 向 直 线 进 给 时,滑 座 及 铣 刀 便 可 获 得 滚 子 沿 靠模 曲 线 轮 廓 的 相 对 运 动 轨 迹,从 而 使 铣 刀 在 工 件 上 仿 出 靠 模 曲 线 来 。
对 于 平 面 凸 轮 这 类 回 转 型 曲 面 工 件,由 于 其 曲 面 轮 廓 的 向 径 是 随 工 件 的 转 角 而发 生 变 化,因 此,常 采 用 圆 周 进 给 式 靠 模 夹 具 。
图 # $ % $ !) 为 圆 周 进 给 式 靠 模 铣 夹 具 。 工 件 ( 和 靠 模 * 安 装 在 回 转 工 作 台 !
上,并 保 持 三 者 间 的 严 格 同 轴 关 系 。 回 转 台 滑 座 # 在 重 锤 或 弹 簧 的 拉 力 ! 作 用 下,使靠 模 与 滚 子 % 始 终 压 紧 。 当 回 转 工 作 台 带 动 工 件 及 靠 模 一 起 回 转 时,靠 模 滚 子 轴 线相 对 回 转 工 作 台 轴 线 间 的 距 离,将 由 于 靠 模 凸 轮 曲 线 的 向 径 变 化 而 随 转 角 发 生 变 化,
从 而 使 铣 刀 & 在 工 件 上 加 工 出 与 靠 模 曲 线 相 似 的 工 件 曲 线 。
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第 五 章 机 床 专 用 夹 具图 ! " # " $% 直 线 进 给 式 靠 模 铣 夹 具
&— 工 件 ’— 铣 刀 $— 靠 模 !— 滚 子 #— 滚 子 滑 座 (— 铣 刀 滑 座图 ! " # " $) 圆 周 进 给 式 靠 模 铣 夹 具
&— 工 件 ’— 靠 模 $— 回 转 工 作 台 !— 滑 座 #— 滚 子 (— 铣 刀在 机 械 加 工 中,经 常 遇 到 各 类 非 圆 曲 线,特 形 曲 面,采 用 靠 模 铣 成 形 工 件 曲 面,是一 种 经 常 采 用 的 工 艺 方 法 。 这 种 方 法 只 需 通 过 一 块 精 密 的 曲 线 模 板,就 可 以 在 普 通设 备 或 专 用 铣 床 上,完 成 特 形 曲 面 轮 廓 的 批 量 生 产 。
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第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具第 六 章 刀 具 材 料刀 具 材 料 一 般 是 指 刀 具 切 削 部 分 的 材 料 。 它 的 性 能 优 劣 是 影 响 加 工 表 面 质 量,
切 削 效 率,刀 具 寿 命 的 重 要 因 素 。 研 究 应 用 新 刀 具 材 料 不 但 能 有 效 地 提 高 生 产 效 率,
加 工 质 量 和 经 济 效 益,而 且 往 往 是 解 决 某 些 难 加 工 材 料 的 工 艺 关 键 。
第 一 节 概 述一,刀 具 材 料 应 具 有 的 性 能金 属 切 削 过 程 中,刀 具 切 削 部 分 在 高 温 下 承 受 着 很 大 切 削 力 与 剧 烈 摩 擦 。 在 断续 切 削 工 作 时,还 伴 随 着 冲 击 与 振 动,引 起 切 削 温 度 的 波 动 。 因 此,刀 具 材 料 应 具 有的 切 削 性 能 是 高 硬 度 和 高 耐 磨 性,足 够 的 强 度 与 韧 性,高 的 耐 热 性 。
一 般 刀 具 材 料 在 室 温 下 都 应 具 有 !"#$% 以 上 的 硬 度 。 材 料 硬 度 越 高 耐 磨 性 越好,但 抗 冲 击 韧 度 相 对 就 降 低 。 所 以 要 求 刀 具 材 料 在 保 持 有 足 够 的 强 度 与 韧 性 条 件下,尽 可 能 有 高 的 硬 度 与 耐 磨 性 。 高 耐 热 性 是 指 在 高 温 下 仍 能 维 持 刀 具 切 削 性 能 的一 种 特 性,通 常 用 高 温 硬 度 值 来 衡 量,也 可 用 刀 具 切 削 时 允 许 的 耐 热 温 度 值 来 衡 量 。
它 是 影 响 刀 具 材 料 切 削 性 能 的 重 要 指 标 。 耐 热 性 越 好 的 材 料 允 许 的 切 削 速 度 越 高 。
刀 具 材 料 还 需 有 较 好 的 工 艺 性 与 经 济 性 。 工 具 钢 应 有 较 好 的 热 处 理 工 艺 性,淬火 变 形 小,淬 透 层 深,脱 碳 层 浅 。 高 硬 度 材 料 需 有 可 磨 削 加 工 性 。 需 焊 接 的 材 料,宜有 较 好 的 导 热 性 与 焊 接 工 艺 性 。 此 外,在 满 足 以 上 性 能 要 求 时,宜 尽 可 能 满 足 资 源 丰富,价 格 低 廉 的 要 求 。
选 择 刀 具 材 料 时,很 难 找 到 各 方 面 的 性 能 都 是 最 佳 的,因 为 材 料 性 能 之 间 有 的 是相 互 制 约 的 。 只 能 根 据 工 艺 需 要 保 证 主 要 需 求 的 性 能 。 如 粗 加 工 锻 件 毛 坯,需 保 持有 较 高 的 强 度 与 韧 性,而 加 工 硬 材 料 需 有 较 高 的 硬 度 等 。
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第 六 章 刀 具 材 料二,刀 具 材 料 类 型当 前 使 用 的 刀 具 材 料 分 四 大 类,工 具 钢 （ 包 括 碳 素 工 具 钢,合 金 工 具 钢,高 速 钢 ）,
硬 质 合 金,陶 瓷,超 硬 刀 具 材 料 。 一 般 机 加 工 使 用 最 多 的 是 高 速 钢 与 硬 质 合 金 。 各 类刀 具 材 料 所 适 应 的 切 削 范 围 如 图 ! " # " $ 所 示 。
工 具 钢 耐 热 性 差,但 抗 弯 强 度 高,价 格 便 宜,焊 接 与 刃 磨 性 能 好,故 广 泛 用 于 中,
低 速 切 削 的 成 形 刀 具,不 宜 高 速 切 削 。 硬 质 合 金 耐 热 性 好,切 削 效 率 高,但 刀 片 强 度,
韧 性 不 及 工 具 钢,焊 接 刃 磨 工 艺 性 也 比 工 具 钢 差,故 多 用 于 制 作 车 刀,铣 刀 及 各 种 高效 切 削 刀 具 。
各 类 刀 具 材 料 的 主 要 性 能 如 表 ! " # " $ 所 示 。
图 !" #" $ 各 类 刀 具 材 料 适 应 的 切 削 范 围表 ! " # " $ 各 类 刀 具 材 料 的 物 理 力 学 性 能
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第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具法 定 计 量 单 位 与 旧 单 位 换 算 关 系 如 下,
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三,刀 体 材 料一 般 刀 体 均 用 普 通 碳 钢 或 合 金 钢 制 作 。 如 焊 接 车,镗 刀 的 刀 柄,钻 头,铰 刀 的 刀体 常 用 6> 钢 或 6-?@ 制 造 。 尺 寸 较 小 的 刀 具 或 切 削 负 荷 较 大 的 刀 具 宜 选 用 合 金 工 具钢 或 整 体 高 速 钢 制 作,如 螺 纹 刀 具,成 形 铣 刀,拉 刀 等 。
机 夹,可 转 位 硬 质 合 金 刀 具,镶 硬 质 合 金 钻 头,可 转 位 铣 刀 等 可 用 合 金 工 具 钢 制作,如 )?@AB 或 3?@!> 等 。
对 于 一 些 尺 寸 较 小 的 精 密 孔 加 工 刀 具,如 小 直 径 镗,铰 刀,为 保 证 刀 体 有 足 够 的刚 度,宜 选 用 整 体 硬 质 合 金 制 作,以 提 高 刀 具 的 切 削 用 量 。
第 二 节 高 速 钢高 速 钢 是 含 有 <,8C,?@,D 等 合 金 元 素 较 多 的 合 金 工 具 钢 。
高 速 钢 是 综 合 性 能 较 好,应 用 范 围 最 广 的 一 种 刀 具 材 料 。 热 处 理 后 硬 度 达,’ E
..FG?,抗 弯 强 度 约 2*23/0,耐 热 性 为,--;左 右,此 外 还 具 有 热 处 理 变 形 小,能 锻 造,
易 磨 出 较 锋 利 的 刃 口 等 优 点 。 高 速 钢 的 使 用 约 占 刀 具 材 料 总 量 的,-H E I-H,特 别是 用 于 制 造 结 构 复 杂 的 成 形 刀 具,孔 加 工 刀 具,例 如 各 类 铣 刀,拉 刀,螺 纹 刀 具,切 齿刀 具 等 。
常 用 高 速 钢 的 牌 号 及 其 物 理 力 学 性 能 如 表 6 1,1 ’。
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第 六 章 刀 具 材 料表 !" #" $ 需 用 高 速 钢 牌 号 物 理 力 学 性 能
!
牌 号 中 化 学 元 素 后 面 数 字 表 示 含 量 大 致 百 分 比,未 注 者 约 在 %&左 右 。
一,通 用 型 高 速 钢这 类 高 速 钢 应 用 最 为 广 泛,约 占 高 速 钢 总 量 的 ’(&。 碳 的 质 量 分 数 为 )*’& +
)*,&,按 钨,钼 质 量 分 数 的 不 同,分 为 钨 系,钨 钼 系 。 主 要 牌 号 有 以 下 三 种,
%*-%./0!1（ %." !" %） 钨 系 高 速 钢
%." !" % 高 速 钢 具 有 较 好 的 综 合 性 能 。 因 含 钒 量 少,刃 磨 工 艺 性 好 。 淬 火 时 过热 倾 向 小,热 处 理 控 制 较 容 易 。 缺 点 是 碳 化 物 分 布 不 均 匀,不 宜 作 大 截 面 的 刀 具 。 热塑 性 较 差 。 又 因 钨 价 高,国 内 使 用 逐 渐 减 少,国 外 已 很 少 采 用 。
$*-#23(/0!1$（ #" (" !" $） 钨 钼 系 高 速 钢
#" ( " ! " $ 高 速 钢 是 国 内 外 普 遍 应 用 的 牌 号 。 因 一 份 23 可 代 替 两 份 -,这 就能 减 少 钢 中 的 合 金 元 素,降 低 钢 中 碳 化 物 的 数 量 及 分 布 的 不 均 匀 性,有 利 于 提 高 热 塑性,抗 弯 强 度 与 韧 度 。 加 入 4& + (&的 钼,可 改 善 刃 磨 工 艺 性 。 因 此 # " ( " ! " $ 的高 温 塑 性 及 韧 性 胜 过 %," ! " %,故 可 用 于 制 造 热 轧 刀 具 如 扭 槽 麻 花 钻 等 。 主 要 缺 点是 淬 火 温 度 范 围 窄,脱 碳 过 热 敏 感 性 大 。
4*-,234/0!1（," 4" !" %） 钨 钼 系 高 速 钢
," 4 " ! " % 高 速 钢 是 根 据 我 国 资 源 研 制 的 牌 号 。 其 抗 弯 强 度 与 韧 性 均 比 # " (
" !" $ 好 。 高 温 热 塑 性 好,而 且 淬 火 过 热,脱 碳 敏 感 性 小,有 良 好 的 切 削 性 能 。
二,高 性 能 高 速 钢高 性 能 高 速 钢 是 指 在 通 用 型 高 速 钢 中 增 加 碳,钒,添 加 钴 或 铝 等 合 金 元 素 的 新 钢
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第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具种 。 其 常 温 硬 度 可 达 !"# "$%&’,耐 磨 性 与 耐 热 性 有 显 著 的 提 高,能 用 于 不 锈 钢,耐热 钢 和 高 强 度 钢 的 加 工 。
表 ()!)* 列 出 各 类 高 性 能 高 速 钢 的 典 型 牌 号 。
高 碳 高 速 钢 的 含 碳 量 提 高,使 钢 中 的 合 金 元 素 能 全 部 形 成 碳 化 物,从 而 提 高 钢 的硬 度 与 耐 磨 性,但 其 强 度 与 韧 性 略 有 下 降,目 前 已 很 少 使 用 。
高 钒 高 速 钢 是 将 钢 中 的 钒 增 加 到 +,# -,。 由 于 碳 化 钒 的 硬 度 较 高,可 达 到
*.$$%/,比 普 通 刚 玉 高,所 以 一 方 面 增 加 了 钢 的 耐 磨 性,同 时 也 增 加 了 此 钢 种 的 刃 磨难 度 。
钴 高 速 钢 的 典 型 牌 号 是 0*123’(/’2.（ 1(*） 。 在 钢 中 加 入 了 钴,可 提 高 高 速 钢的 高 温 硬 度 和 抗 氧 化 能 力,因 此 能 适 用 于 较 高 的 切 削 速 度 。 钴 在 钢 中 能 促 进 钢 在 回火 时 从 马 氏 体 中 析 出 钨,钼 的 碳 化 物,提 高 回 火 硬 度 。 钴 的 热 导 率 较 高,对 提 高 刀 具的 切 削 性 能 是 有 利 的 。 钢 中 加 入 钴 尚 可 降 低 摩 擦 系 数,改 善 其 磨 削 加 工 性 。
铝 高 速 钢 是 我 国 独 创 的 超 硬 高 速 钢 。 典 型 的 牌 号 是 0!12-’4(/*56（ -$6） 。 铝 不是 碳 化 物 的 形 成 元 素,但 它 能 提 高 0,12 等 元 素 在 钢 中 的 溶 解 度,并 可 阻 止 晶 粒 长大 。 因 此 铝 高 速 钢 可 提 高 高 温 硬 度,热 塑 性 与 韧 性 。 铝 高 速 钢 在 切 削 温 度 的 作 用 下,
刀 具 表 面 可 形 成 氧 化 铝 薄 膜,减 轻 了 与 切 屑 的 粘 结 。 -$6 高 速 钢 的 力 学 性 能 与 切 削 性能 可 与 美 国 1(* 超 硬 高 速 钢 相 当,其 价 格 较 低 廉,铝 高 速 钢 的 热 处 理 工 艺 要 求 较 高 。
三,粉 末 冶 金 高 速 钢粉 末 冶 金 高 速 钢 是 通 过 高 压 惰 性 气 体 或 高 压 水 雾 化 高 速 钢 水 而 得 到 的 细 小 的 高速 钢 粉 末,然 后 压 制 或 热 压 成 形,再 经 烧 结 而 成 的 高 速 钢 。 粉 末 冶 金 高 速 钢 在 *$ 世纪 !$ 年 代 由 瑞 典 首 先 研 制 成 功,"$ 年 代 国 产 的 粉 末 冶 金 高 速 钢 就 开 始 应 用 。 由 于 其使 用 性 能 好,故 应 用 日 益 增 加 。
粉 末 冶 金 高 速 钢 与 熔 炼 高 速 钢 比 较 有 如 下 优 点,
6） 由 于 可 获 得 细 小 均 匀 的 结 晶 组 织 （ 碳 化 物 晶 粒 * # -
!
7）,完 全 避 免 了 碳 化 物 的偏 析,从 而 提 高 了 钢 的 硬 度 与 强 度,能 达 到 !38-#"$%&’，
!99
*8"+#+8(+:;<。
*） 由 于 物 理 力 学 性 能 各 向 同 性,可 减 少 热 处 理 变 形 与 应 力,因 此 可 用 于 制 造 精 密刀 具 。
+） 由 于 钢 中 的 碳 化 物 细 小 均 匀,使 磨 削 加 工 性 得 到 显 著 改 善 。 含 钒 量 多 者,改 善程 度 就 更 显 著 。 这 一 独 特 的 优 点,使 得 粉 末 冶 金 高 速 钢 能 用 于 制 造 新 型 的,增 加 合 金元 素 的,加 入 大 量 碳 化 物 的 超 硬 高 速 钢,而 不 降 低 其 刃 磨 工 艺 性 。 这 是 熔 炼 高 速 钢 无法 比 拟 的 。
(） 粉 末 冶 金 高 速 钢 提 高 了 材 料 的 利 用 率 。
粉 末 冶 金 高 速 钢 目 前 应 用 尚 少 的 原 因 是 成 本 较 高,其 价 格 相 当 于 硬 质 合 金 。 因此 主 要 使 用 范 围 是 制 造 成 形 复 杂 刀 具,如 精 密 螺 纹 车 刀,拉 刀,切 齿 刀 具 等,以 及 加 工
·+$3·
第 六 章 刀 具 材 料高 强 度 钢,镍 基 合 金,钛 合 金 等 难 加 工 材 料 用 的 刨 刀,钻 头,铣 刀 等 刀 具 。
四,高 速 钢 刀 具 的 表 面 涂 层高 速 钢 刀 具 的 表 面 涂 层 是 采 用 物 理 气 相 沉 积 （ !"#） 方 法,在 刀 具 表 面 涂 覆 $%& 等硬 膜,以 提 高 刀 具 性 能 的 新 工 艺 。 这 种 工 艺 要 求 在 高 真 空,’(()环 境 下 进 行,气 化 的钛 离 子 与 氮 反 应,在 阳 极 刀 具 表 面 上 生 成 $%&,一 般 厚 度 只 有 *
!
+。 对 刀 具 的 尺 寸 精度 影 响 不 大 。
涂 层 的 高 速 钢 是 一 种 复 合 材 料,基 体 是 强 度,韧 性 较 好 的 高 速 钢,而 表 层 是 高 硬度,高 耐 磨 的 材 料 。 $%& 有 较 高 的 热 稳 定 性,与 钢 的 摩 擦 系 数 较 低,而 且 与 高 速 钢 涂 层结 合 牢 固 。 表 面 硬 度 可 达 **((,",呈 金 黄 色 。
涂 层 高 速 钢 刀 具 的 切 削 力,切 削 温 度 约 下 降 *’-,切 削 速 度,进 给 量 约 可 提 高 一倍 左 右,刀 具 寿 命 显 著 提 高 。 即 使 刀 具 重 磨 后 其 性 能 仍 优 于 普 通 高 速 钢 。 目 前 已 在钻 头,丝 锥,成 形 铣 刀,切 齿 刀 具 上 广 泛 应 用 。
除 $%& 涂 层 外,新 开 发 的 $%.&,$%/0& 涂 层 在 切 削 不 锈 钢,铸 铁 时 性 能 更 好 。
第 三 节 硬 质 合 金一,硬 质 合 金 的 组 成 与 性 能硬 质 合 金 是 由 硬 度 和 熔 点 很 高 的 碳 化 物 （ 称 硬 质 相 ） 和 金 属 （ 称 粘 结 相 ） 通 过 粉 末冶 金 工 艺 制 成 的 。 硬 质 合 金 刀 具 中 常 用 的 碳 化 物 有 1.,$%.,$2.,&3,等 。 常 用 的 粘结 剂 是,4,碳 化 钛 基 的 粘 结 剂 是 54,&%。
硬 质 合 金 的 物 理 力 学 性 能 取 决 于 合 金 的 成 分,粉 末 颗 粒 的 粗 细 以 及 合 金 的 烧 结工 艺 。 含 高 硬 度,高 溶 点 的 硬 质 相 愈 多,合 金 的 硬 度 与 高 温 硬 度 愈 高 。 含 粘 结 剂 愈多,强 度 也 就 愈 高 。 合 金 中 加 入 $2.,&3,有 利 于 细 化 晶 粒,提 高 合 金 的 耐 热 性 。 常 用的 硬 质 合 金 牌 号 中 含 有 大 量 的 1.,$%.,因 此 硬 度,耐 磨 性,耐 热 性 均 高 于 工 具 钢 。 常温 硬 度 达 67879,:/,耐 热 性 达 6((8 ;((()。 切 削 钢 时,切 削 速 度 可 达 **(+<+%= 左右 。 在 合 金 中 加 入 熔 点 更 高 的 $2.,&3.,可 使 耐 热 性 提 高 到 ;(((8;;((),切 削 钢 时,
切 削 速 度 可 进 一 步 提 高 到 *((8>((+<+%=。
表 9?@?> 列 出 了 常 用 硬 质 合 金 牌 号,性 能 。 除 标 准 牌 号 外,各 硬 质 合 金 厂 均 开发 丁 许 多 新 牌 号,使 用 性 能 很 好,可 参 阅 各 厂 产 品 样 本 。
二,普 通 硬 质 合 金 分 类,牌 号 与 使 用 性 能硬 质 合 金 按 其 化 学 成 分 与 使 用 性 能 分 为 四 类,钨 钴 类 （ 1,A,4）,钨 钛 钴 类 （ 1.
·9(7·
第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具
! "#$! $%）,添 加 稀 有 金 属 碳 化 物 类 （ &$! "#$! "’$（ ()$） ! $%） 及 碳 化 钛 基 类 （ "#$!
&$! (#! *%） 。 最 常 用 的 国 产 牌 号,性 能 及 对 应 的 新 国 标 牌 号 见 表 +,-,.。
表 +,-,,常 用 硬 质 合 金 牌 号 与 性 能注,/— 硬 质 合 金 0— 钴 "— 钛 1— 细 颗 粒 合 金 $— 粗 颗 粒 合 金 2— 含 "’$（ ()$） 的 /0 类 合 金
&— 通 用 合 金 (— 不 合 钴,用 镍 作 粘 结 剂 的 合 金
34/0 类 合 金 （ 056789—,8 标 准 中 ; 类 ）
/0 类 合 金 抗 弯 强 度 与 韧 性 比 /" 类 高,可 减 少 切 削 时 的 崩 刃,但 耐 热 性 比 /" 类差,因 此 主 要 用 于 加 工 铸 铁,有 色 金 属 与 非 金 属 材 料 。 在 加 工 脆 性 材 料 时 切 屑 呈 崩 碎状,能 承 受 对 刀 具 冲 击 。 /0 类 合 金 导 热 性 较 好,有 利 于 降 低 切 削 温 度 。 此 外,/0 类合 金 磨 削 加 工 性 好,可 以 刃 磨 出 较 锋 利 的 刃 口,故 也 适 合 加 工 有 色 金 属 及 纤 维 层 压 材料 。
合 金 中 含 钴 量 愈 高,韧 性 愈 好,适 于 粗 加 工,钴 量 少 的 用 于 精 加 工 。
64/" 类 合 金 （ 056789—,8 标 准 中 < 类 ）
/" 类 合 金 有 较 高 的 硬 度,特 别 是 有 较 高 的 耐 热 性,较 好 的 抗 粘 结,抗 氧 化 能 力 。
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第 六 章 刀 具 材 料它 主 要 用 于 加 工 以 钢 为 代 表 的 塑 性 材 料 。 加 工 钢 时 塑 性 变 形 大,摩 擦 剧 烈,切 削 温 度较 高 。 !" 类 合 金 磨 损 慢,刀 具 寿 命 高 。 合 金 中 含 "#$ 量 较 多 者,含 $% 量 就 少,耐 磨性,耐 热 性 就 更 好,适 合 精 加 工 。 但 "#$ 量 增 多 时,合 金 导 热 性 变 差,焊 接 与 刃 磨 时 容易 产 生 裂 纹 。 含 "#$ 量 较 少 者,则 适 合 粗 加 工 。
&’!( 类 合 金 （ )*+,-.— /- 标 准 中 0 类 ）
!( 类 合 金 加 入 了 适 量 稀 有 难 溶 金 属 碳 化 物,以 提 高 合 金 的 性 能 。 其 中 效 果 显 著的 是 加 入 "1$ 或 23$,一 般,质 量 分 数 在 45左 右 。
"1$ 或 23$ 在 合 金 中 主 要 作 用 是 提 高 合 金 的 高 温 硬 度 与 高 温 强 度 。 在 !) 类 合金 中 加 入 61$,可 使 /,,$ 时 强 度 提 高 约,’7.8,’+,)91。 在 !" 类 合 金 中 加 入 "1$,可使 高 温 硬 度 提 高 约,,87,,:;。
由 于 "1$ 与 23$ 与 钢 的 粘 结 温 度 较 高,从 而 减 缓 合 金 成 分 向 钢 中 扩 散,延 长 刀 具寿 命 。
"1$ 或 23$ 还 可 提 高 合 金 的 常 温 硬 度,提 高 !" 类 合 金 抗 弯 强 度 与 冲 击 韧 性,特别 是 提 高 合 金 的 抗 疲 劳 强 度 。 能 阻 止 ($ 晶 粒 在 烧 结 过 程 中 的 长 大,有 助 于 细 化 晶粒,提 高 合 金 的 耐 磨 性 。
"1$ 在 合 金 中 的 质 量 分 数 达 7+5 87.5时,可 增 加 抵 抗 周 期 性 温 度 变 化 的 能 力,
防 止 产 生 裂 纹,并 提 高 抗 塑 性 变 形 的 能 力 。 这 类 合 金 能 适 应 断 续 切 削 及 铣 削,不 易 发生 崩 刃 。
此 外,"1$ 或 23$ 可 改 善 合 金 的 焊 接,刃 磨 工 艺 性,提 高 合 金 的 使 用 性 能 。
4’!2 类 合 金 （ )*+,-.— /- 标 准 中 9,7 类 ）
!2 类 合 金 是 碳 化 钛 基 类,它 以 "#$ 为 主 要 成 分,2#,0% 作 粘 结 金 属 。 适 合 高 速 精加 工 合 金 钢,淬 硬 钢 等 。
"#$ 基 合 金 的 主 要 特 点 是 硬 度 非 常 高,达 <,8 <.:=>,有 较 好 的 耐 磨 性 。 特 别 是
"#$ 与 钢 的 粘 结 温 度 高,使 抗 月 牙 洼 磨 损 能 力 强 。 有 较 好 的 耐 热 性 与 抗 氧 化 能 力,在
7,,,87&,,?高 温 下 仍 能 进 行 切 削 。 切 削 速 度 可 达 &,,8 4,,@A@#B。 此 外,该 合 金 的化 学 稳 定 性 好,与 工 件 材 料 亲 和 力 小,能 减 少 与 工 件 摩 擦,不 易 产 生 积 屑 瘤 。
"#$ 基 合 金 的 主 要 缺 点 是 抗 塑 性 变 形 能 力 差,抗 崩 刃 性 差 。
三,细 晶 粒,超 细 晶 粒 合 金普 通 硬 质 合 金 中 ($ 粒 度 为 几 个 微 米,细 晶 粒 合 金 平 均 粒 度 在 7’.
!
@ 左 右 。 超细 晶 粒 合 金 粒 度 在,’+87
!
@ 之 间,其 中 绝 大 多 数 在,’.
!
@ 以 下 。
细 晶 粒 合 金 中 由 于 硬 质 相 和 粘 结 相 高 度 分 散,增 加 了 粘 结 面 积,提 高 了 粘 结 强度 。 因 此,其 硬 度 与 强 度 都 比 同 样 成 分 的 合 金 高,硬 度 约 提 高 7’,8 +:=>,抗 弯 强 度约 提 高,’C8,’/)91,而 且 高 温 硬 度 也 能 提 高 一 些 。 可 减 少 中 低 速 切 削 时 产 生 的 崩 刃现 象 。
·C,<·
第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具生 产 超 细 晶 粒 合 金,除 必 须 使 用 细 的 !" 粉 末 外,还 应 添 加 微 量 抑 制 剂,以 控 制晶 粒 长 大 。 并 采 用 先 进 烧 结 工 艺,成 本 较 高 。
超 细 晶 粒 合 金 的 使 用 场 合 是,
#） 高 硬 度,高 强 度 的 难 加 工 材 料 ；
$） 难 加 工 材 料 的 间 断 切 削,如 铣 削 等 ；
%） 有 低 速 切 削 刃 的 刀 具,如 切 断 刀,小 钻 头,成 形 刀 等 ；
&） 要 求 有 较 大 前 角,较 大 后 角,较 小 刀 尖 圆 弧 半 径 的,能 进 行 薄 层 切 削 的 精 密 刀具 。 如 铰 刀,拉 刀 等 刀 具 。
四,涂 层 硬 质 合 金涂 层 硬 质 合 金 是 ’( 年 代 出 现 的 新 型 刀 具 材 料 。 采 用 化 学 气 相 沉 积 （ ")*） 工 艺,
在 硬 质 合 金 表 面 涂 覆 一 层 或 多 层 （ +,#%
!
-） 难 溶 金 属 碳 化 物 。 涂 层 合 金 有 较 好 的 综合 性 能,基 体 强 度 韧 性 较 好,表 面 耐 磨,耐 高 温 。 但 涂 层 硬 质 合 金 刃 口 锋 利 程 度 与 抗崩 刃 性 不 及 普 通 合 金,因 此,多 用 于 普 通 钢 材 的 精 加 工 或 半 精 加 工 。 涂 层 材 料 主 要有,,/",./0,12
$
3
%
及 其 复 合 材 料 。 它 们 的 性 能 如 表 &4’4& 所 示 。
表 &4’4& 几 种 涂 层 材 料 的 性 能
./" 涂 层 具 有 很 高 的 硬 度 与 耐 磨 性,抗 氧 化 性 也 好,切 削 时 能 产 生 氧 化 钛 薄 膜,降低 摩 擦 系 数,减 少 刀 具 磨 损 。 一 般 切 削 速 度 可 提 高 &(5左 右 。,/" 与 钢 的 粘 结 温 度高,表 面 晶 粒 较 细,切 削 时 很 少 产 生 积 屑 瘤,适 合 于 精 车 。,/" 涂 层 的 缺 点 是 线 膨 胀 系数 与 基 体 差 别 较 大,与 基 体 间 形 成 脆 弱 的 脱 碳 层,降 低 了 刀 具 的 抗 弯 强 度 。 因 此,在重 切 削,加 工 硬 材 料 或 带 夹 杂 物 的 工 件 时,涂 层 易 崩 裂 。
./0 涂 层 在 高 温 时 能 形 成 氧 化 膜,与 铁 基 材 料 摩 擦 系 数 较 小,抗 粘 结 性 能 好,能 有效 的 降 低 切 削 温 度 。,/0 涂 层 刀 片 抗 月 牙 洼 及 后 刀 面 磨 损 能 力 比,/" 涂 层 刀 片 强 。
适 合 切 削 钢 与 易 粘 刀 的 材 料,加 工 表 面 粗 糙 度 较 小,刀 具 寿 命 较 高 。 此 外,/0 涂 层 抗热 振 性 能 也 较 好 。 缺 点 是 与 基 体 结 合 强 度 不 及,/" 涂 层,而 且 涂 层 厚 时 易 剥 落 。
·6(7·
第 六 章 刀 具 材 料
!"#$ !"% 复 合 涂 层,第 一 层 涂 !"#,与 基 体 粘 结 牢 固 不 易 脱 落 。 第 二 层 涂 !"%,减少 表 面 层 与 工 件 的 摩 擦 。
!"#$ &’
(
)
*
复 合 涂 层,第 一 层 涂 !"#,与 基 体 粘 结 牢 固 不 易 脱 落 。 第 二 层 涂
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(
)
*
,使 表 面 层 具 有 良 好 的 化 学 稳 定 性 与 抗 氧 化 性 能 。 这 种 复 合 涂 层 能 象 陶 瓷 刀 那样 高 速 切 削,耐 用 度 比 !"#,!"% 涂 层 刀 片 高,同 时 又 能 避 免 陶 瓷 刀 的 脆 性,易 崩 刃 的 缺点 。
目 前 单 涂 层 刀 片 已 很 少 应 用,大 多 采 用 !"#$ !"% 复 合 涂 层 或 !"#$ &’
(
)
*
$ !"% 三复 合 涂 层 。
五,钢 结 硬 质 合 金钢 结 硬 质 合 金 是 由 +#,!"# 作 硬 质 相,高 速 钢 作 粘 结 相,通 过 粉 末 冶 金 工 艺 制 成 。
它 可 以 锻 造,切 削 加 工,热 处 理 与 焊 接 。 淬 火 后 硬 度 高 于 高 性 能 高 速 钢,强 度,韧 性 胜过 硬 质 合 金 。 钢 结 硬 质 合 金 可 用 于 制 造 模 具,拉 刀,铣 刀 等 形 状 复 杂 的 工 具 或 刀 具 。
第 四 节 陶 瓷一,陶 瓷 刀 具 的 特 点陶 瓷 刀 具 是 以 氧 化 铝 （ &’
(
)
*
） 或 以 氮 化 硅 （,"
*
%
-
） 为 基 体 再 添 加 少 量 金 属,在 高 温下 烧 结 而 成 的 一 种 刀 具 材 料 。 主 要 特 点 是,
.） 有 高 硬 度 与 耐 磨 性,常 温 硬 度 达 /,0 /123&,超 过 硬 质 合 金,因 此 可 用 于 切 削
4523# 以 上 的 硬 材 料 。
(） 有 高 的 耐 热 性,,(556下 硬 度 为 7523&,强 度,韧 性 降 低 较 少 。
*） 有 高 的 化 学 稳 定 性 。 在 高 温 下 仍 有 较 好 的 抗 氧 化,抗 粘 结 性 能,因 此 刀 具 的 热磨 损 较 少 。
-） 有 较 低 的 摩 擦 系 数,切 屑 不 易 粘 刀,不 易 产 生 积 屑 瘤 。
1） 强 度 与 韧 性 低 。 强 度 只 有 硬 质 合 金 的,8(。 因 此 陶 瓷 刀 具 切 削 时 需 要 选 择 合适 的 几 何 参 数 与 切 削 用 量,避 免 承 受 冲 击 载 荷,以 防 崩 刃 与 破 损 。
4） 热 导 率 低,仅 为 硬 质 合 金 的,8( 0,81,热 胀 系 数 比 硬 质 合 金 高,59 0 *59,这就 使 陶 瓷 刀 抗 热 冲 击 性 能 较 差 。 故 陶 瓷 刀 切 削 时 不 宜 有 较 大 的 温 度 波 动,一 般 不 加切 削 液 。
陶 瓷 刀 具 一 般 适 用 于 在 高 速 下 精 细 加 工 硬 材 料,如 在 !
:; (55<8<"= 条 件 下 车 淬火 钢 。 但 近 年 来 发 展 的 新 型 陶 瓷 刀 也 能 半 精 或 粗 加 工 多 种 难 加 工 材 料,有 的 还 可 用
·75/·
第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具于 铣,刨 等 断 续 切 削 。
二,陶 瓷 刀 具 的 种 类 与 应 用 特 点
!" 年 代 使 用 的 是 纯 氧 化 铝 陶 瓷,由 于 抗 弯 强 度 低 于 #!$%&,使 用 范 围 很 有 限 。 ’"
年 代 使 用 了 热 压 工 艺,可 使 抗 弯 强 度 提 高 到 !" ( ’"$%&。 )" 年 代 开 始 使 用 氧 化 铝 添加 碳 化 钛 混 合 陶 瓷,*" 年 代 开 始 使 用 氮 化 硅 基 陶 瓷,抗 弯 强 度 可 达 到 )" ( *!$%&。 至此 陶 瓷 刀 的 应 用 有 了 较 大 的 发 展 。 近 几 年 来 陶 瓷 刀 具 在 开 发 与 性 能 改 进 方 面 取 得 很大 成 就,抗 弯 强 度 已 可 达 到 +"(,""$%&。 因 此,新 型 陶 瓷 刀 具 是 很 有 前 途 的 一 种 刀 具材 料 。
,-氧 化 铝 — 碳 化 物 系 陶 瓷这 类 陶 瓷 是 将 一 定 量 的 碳 化 物 （ 一 般 多 用,/0） 添 加 到 12
3
4
5
中,并 采 用 热 压 工 艺制 成,称 混 合 陶 瓷 或 组 合 陶 瓷 。,/0 的 质 量 分 数 达 5"6左 右 时 即 可 有 效 地 提 高 陶 瓷的 密 度,强 度 与 韧 性,改 善 耐 磨 性 及 抗 热 振 性,使 刀 片 不 易 产 生 热 裂 纹,不 易 破 损 。
混 合 陶 瓷 适 合 在 中 等 切 削 速 度 下 切 削 难 加 工 材 料,如 冷 硬 铸 铁,淬 硬 钢 等 。 在 切削 ’"( ’3780 的 淬 火 工 具 钢 时,可 选 用 的 切 削 用 量 为,!
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氧 化 铝 一 碳 化 物 系 陶 瓷 中 添 加 @/,0A,B 等 作 为 粘 结 金 属,可 提 高 氧 化 铝 与 碳 化物 的 结 合 强 度 。 可 用 于 加 工 高 强 度 的 调 质 钢,镍 基 或 钴 基 合 金 及 非 金 属 材 料 。 由 于抗 热 振 性 能 提 高,也 可 用 于 断 续 切 削 条 件 下 的 铣 削 或 刨 削 。
3-氮 化 硅 基 陶 瓷氮 化 硅 基 陶 瓷 是 将 硅 粉 经 氮 化,球 磨 后 添 加 助 烧 剂 置 于 模 腔 内 热 压 烧 结 而 成 。
主 要 性 能 特 点 是,
,） 硬 度 高,达 到,*""(,+""7C,耐 磨 性 好 。
3） 耐 热 性,抗 氧 化 性 好,达,3""(,5""D。
5） 氮 化 硅 与 碳 和 金 属 元 素 化 学 反 应 较 小,摩 擦 系 数 也 较 低 。 实 践 证 明 用 于 切 削钢,铜,铝 均 不 粘 屑,不 易 产 生 积 屑 瘤,从 而 提 高 了 加 工 表 面 质 量 。
氮 化 硅 基 陶 瓷 最 大 特 点 是 能 进 行 高 速 切 削,车 削 灰 铸 铁,球 墨 铸 铁,可 锻 铸 铁 等材 料 效 果 更 为 明 显 。 切 削 速 度 可 提 高 到 !""( ’"";<;/?。 只 要 机 床 条 件 许 可,还 可 进一 步 提 高 速 度 。 由 于 抗 热 冲 击 性 能 优 于 其 他 陶 瓷 刀 具,在 切 削 与 刃 磨 时 都 不 易 发 生崩 刃 现 象 。
氮 化 硅 陶 瓷 适 宜 于 精 车,半 精 车,精 铣 或 半 精 铣 。 可 用 于 精 车 铝 合 金,达 到 以 车代 磨 。 还 可 用 于 车 削 !,( !#780 镍 基 合 金,高 锰 钢 等 难 加 工 材 料 。
·+"+·
第 六 章 刀 具 材 料第 五 节 超 硬 刀 具 材 料超 硬 刀 具 材 料 指 金 刚 石 与 立 方 氮 化 硼 。
一,金 刚 石金 刚 石 是 碳 的 同 素 异 形 体,是 目 前 最 硬 的 物 质,显 微 硬 度 达 !""""#$。
金 刚 石 刀 具 有 三 类,
!%天 然 单 晶 金 刚 石 刀 具主 要 用 于 有 色 金 属 及 非 金 属 的 精 密 加 工 。 单 晶 金 刚 石 结 晶 界 面 有 一 定 的 方 向,
不 同 的 晶 面 上 硬 度 与 耐 磨 性 有 较 大 的 差 异,刃 磨 时 需 选 定 某 一 平 面,否 则 影 响 刃 磨 与使 用 质 量 。
&%人 造 聚 晶 金 刚 石人 造 金 刚 石 是 通 过 合 金 触 媒 的 作 用,在 高 温 高 压 下 由 石 墨 转 化 而 成 。 我 国 !’’(
年 成 功 获 得 第 一 颗 人 造 金 刚 石 。 聚 晶 金 刚 石 是 将 人 造 金 刚 石 微 晶 在 高 温 高 压 下 再 烧结 而 成,可 制 成 所 需 形 状 尺 寸,镶 嵌 在 刀 杆 上 使 用 。 由 于 抗 冲 击 强 度 提 高,可 选 用 较大 切 削 用 量 。 聚 晶 金 刚 石 结 晶 界 面 无 固 定 方 向,可 自 由 刃 磨 。
(%复 合 金 刚 石 刀 片它 是 在 硬 质 合 金 基 体 上 烧 结 一 层 约 "%)** 厚 的 聚 晶 金 刚 石 。 复 合 金 刚 石 刀 片 强度 较 好,允 许 切 削 断 面 较 大,也 能 间 断 切 削,可 多 次 重 磨 使 用 。
金 刚 石 刀 具 的 主 要 优 点 是,
!） 有 极 高 的 硬 度 与 耐 磨 性,可 加 工 +),-"#./ 的 材 料 。
&） 有 很 好 的 导 热 性,较 低 的 热 膨 胀 系 数 。 因 此,切 削 加 工 时 不 会 产 生 很 大 的 热 变形 。 有 利 于 精 密 加 工 。
(） 刃 面 粗 糙 度 较 小,刃 口 非 常 锋 利 。 因 此,能 胜 任 薄 层 切 削,用 于 超 精 密 加 工 。
聚 晶 金 刚 石 主 要 用 于 刃 磨 硬 质 合 金 刀 具,切 割 大 理 石 等 石 材 制 品 。
金 刚 石 刀 具 主 要 用 于 有 色 金 属 如 铝 硅 合 金 的 精 加 工,超 精 加 工,高 硬 度 的 非 金 属材 料 如 压 缩 木 材,陶 瓷,刚 玉,玻 璃 等 的 精 加 工,以 及 难 加 工 的 复 合 材 料 的 加 工 。 金 刚石 耐 热 温 度 只 有 -"",0""1,其 工 作 温 度 不 能 过 高 。 又 易 与 碳 亲 合,故 不 宜 加 工 含 碳的 黑 色 金 属 。
二,立 方 氮 化 硼 （ /23）
立 方 氮 化 硼 是 由 六 方 氮 化 硼 （ 白 石 墨 ） 在 高 温 高 压 下 转 化 而 成 的 。 是 -" 年 代 发
·"!’·
第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具展 起 来 的 新 型 刀 具 材 料 。
立 方 氮 化 硼 刀 具 的 主 要 优 点 是,
!） 有 很 高 的 硬 度 与 耐 磨 性,达 到 "#$$ % &#$$’(,仅 次 于 金 刚 石 。
)） 有 很 高 的 热 稳 定 性,!"$$*时 不 发 生 氧 化,与 大 多 数 金 属,铁 系 材 料 都 不 起 化学 作 用 。 因 此 能 高 速 切 削 高 硬 度 的 钢 铁 材 料 及 耐 热 合 金,刀 具 的 粘 结 与 扩 散 磨 损 较小 。
"） 有 较 好 的 导 热 性,与 钢 铁 的 摩 擦 系 数 较 小 。
&） 抗 弯 强 度 与 断 裂 韧 性 介 于 陶 瓷 与 硬 质 合 金 之 间 。
由 于 +,- 材 料 的 一 系 列 的 优 点,使 它 能 对 淬 硬 钢,冷 硬 铸 铁 进 行 粗 加 工 与 半 精 加工 。 同 时 还 能 高 速 切 削 高 温 合 金,热 喷 涂 材 料 等 难 加 工 材 料 。
+,- 也 可 与 硬 质 合 金 热 压 成 复 合 刀 片,复 合 刀 片 的 抗 弯 强 度 可 达 !.&/012,能 经多 次 重 磨 使 用 。
应 指 出 的 是,加 工 一 般 材 料 大 量 使 用 的 还 是 高 速 钢 与 硬 质 合 金 。 只 有 对 高 硬 度的 材 料 或 超 精 加 工 时 使 用 超 硬 材 料 才 有 较 好 的 经 济 效 益 。
第 六 节 新 型 刀 具 材 料 的 发 展 方 向研 制 发 展 新 型 刀 具 材 料 目 的 在 于 改 善 现 有 刀 具 材 料 性 能,使 其 具 有 更 广 泛 的 应用 范 围 ； 满 足 新 的 难 加 工 材 料 切 削 加 工 要 求 。 近 年 来 刀 具 材 料 发 展 与 应 用 的 主 要 方向 是 发 展 高 性 能 的 新 型 材 料,提 高 刀 具 材 料 的 使 用 性 能,增 加 刃 口 的 可 靠 性,延 长 刀具 使 用 寿 命 ； 大 幅 度 地 提 高 切 削 效 率,满 足 各 种 难 加 工 材 料 的 切 削 要 求 。 具 体 方 向是,
!） 开 发 加 入 增 强 纤 维 须 的 陶 瓷 材 料,进 一 步 提 高 陶 瓷 刀 具 材 料 的 性 能 。 与 铁 金属 相 容 的 增 强 纤 维 须 可 以 使 陶 瓷 刀 片 韧 性 提 高,实 现 直 接 压 制 成 形 带 有 正 前 角 及 断屑 槽 的 陶 瓷 刀 片 。 使 陶 瓷 刀 片 能 更 好 地 控 制 切 屑,大 幅 度 地 提 高 切 削 用 量 。
)） 改 进 碳 化 钛,氮 化 钛 基 硬 质 合 金 材 料,提 高 其 韧 性 及 刃 口 的 可 靠 性,使 其 能 用于 半 精 加 工 或 粗 加 工 。
"） 开 发 应 用 新 的 涂 层 材 料 。 目 前 涂 层 硬 质 合 金 已 普 遍 用 于 车,铣 刀 具 。 新 的 涂层 材 料 用 更 韧 的 基 体 与 更 硬 的 刃 口 组 合,采 用 更 细 颗 粒 和 改 进 涂 层 与 基 体 的 粘 合 性,
以 提 高 刀 具 的 可 靠 性 。 此 外,也 需 扩 大 34+,34-,34+-,3456- 等 多 层 高 速 钢 涂 层 刀 具的 应 用 。
&） 进 一 步 改 进 粉 末 冶 金 高 速 钢 的 制 造 工 艺,扩 大 其 应 用 范 围,开 发 挤 压 复 合 材料 。 如 用 挤 压 复 合 材 料 制 成 的 整 体 立 铣 刀 （ 7289:4; +<=<84>?） 由 两 层 组 成,外 层 是 分 布
·!!@·
第 六 章 刀 具 材 料于 钢 母 体 中 的 !"#氮 化 硅,内 心 是 高 速 钢 。 它 的 生 产 率 是 传 统 高 速 钢 立 铣 刀 的 三 倍 。
特 别 适 合 加 工 硬 度 达 $"%&’ 的 淬 硬 钢 和 钛 合 金 。 铣 键 槽 特 别 有 效 。
!） 推 广 应 用 金 刚 石 涂 层 刀 具,扩 大 超 硬 刀 具 材 料 在 机 械 制 造 业 中 应 用 。 人 们 期望 在 硬 质 合 金 基 体 上 加 一 层 金 刚 石 薄 膜,能 获 得 金 刚 石 的 抗 磨 性,同 时 又 具 有 最 佳 刀具 形 状 和 高 的 抗 振 性 能,这 样 就 能 在 非 铁 金 属 加 工 中 兼 备 高 速 切 削 能 力 和 最 佳 的 刀具 形 状 。
·()*·
第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具第 七 章 各 种 切 削 刀 具第 一 节 车 刀一,车 刀 的 类 型车 刀 是 指 在 车 床 上 使 用 的 刀 具 。 按 加 工 表 面 特 征 来 分 类 。 有 外 圆 车 刀,车 槽 车刀,螺 纹 车 刀,内 孔 车 刀 等 。 图 ! " # " $ 为 常 用 车 刀 的 型 式,图 注 括 号 内 的 数 字 表 示型 式 的 代 号 。
图 ! " # " $ 车 刀 的 型 式 与 用 途
$— !%&端 面 车 刀 （ ’(） (— )’&外 圆 车 刀 （ ’*） +— 外 螺 纹 车 刀 （ $*）
!— #’&外 圆 车 刀 （ $!） %— 成 形 车 刀 *— )’&左 切 外 圆 车 刀 （ ’*,）
#— 切 断 车 刀 （ ’#） 车 槽 车 刀 （ ’!） -— 内 孔 车 槽 车 刀 （ $+） )— 内 螺 纹 车 刀 （ $(）
$’— )%&内 孔 车 刀 （ ’)） $$— #%&内 孔 车 刀 （ ’-）
·+$)·
第 七 章 各 种 切 削 刀 具车 刀 按 结 构 分 类,有 整 体 式,焊 接 式,机 夹 式 和 可 转 位 式 四 种 型 式,如 图 ! " # " $
所 示 。 它 们 的 特 点 与 用 途 见 表 ! " # " %。
表 ! " # " % 车 刀 结 构 类 型,特 点 与 用 途名 称 简 图 特 点 适 用 场 合整 体 式 图 ! " # " $& 用 整 体 高 速 钢 制 造,刃 口 可 磨 得 较 锋 利 小 型 车 床 或 加 工 有 色 金 属焊 接 式 图 ! " # " $’
焊 接 硬 质 合 金 或 高 速 钢 刀 片,结 构 紧凑,使 用 灵 活各 类 车 刀 特 别 是 小 刀 具机 夹 式 图 ! " # " $(
避 免 了 焊 接 产 生 的 应 力,裂 纹 等 缺 陷,
刀 杆 利 用 率 高 。 刀 片 可 集 中 刃 磨 获 得所 需 参 数 。 使 用 灵 活 方 便外 圆,端 面,镗 孔,割 断,螺纹 车 刀 等可 转 位 式 图 ! " # " $)
避 免 了 焊 接 刀 的 缺 点,刀 片 可 快 换 转位 。 生 产 率 高 。 断 屑 稳 定 。 可 使 用 涂层 刀 片大 中 型 车 床 加 工 外 圆,端面,镗 孔 。 特 别 适 用 于 自 动线,数 控 机 床图 ! " # " $ 车 刀 的 结 构 类 型
&） 整 体 式 ’） 焊 接 式 (） 机 夹 式 )） 可 转 位 式二,焊 接 车 刀焊 接 车 刀 是 由 刀 片 和 刀 柄 通 过 镶 焊 连 接 成 一 体 的 车 刀 。 一 般 刀 片 选 用 硬 质 合金,刀 柄 用 !* 钢 。
选 用 焊 接 车 刀 时 应 具 备 的 原 始 资 料 是,被 加 工 零 件 的 材 料,工 序 图,使 用 机 床 的型 号,规 格 。
选 购 焊 接 车 刀 时,应 考 虑 车 刀 型 式,刀 片 材 料 与 型 号,刀 柄 材 料,外 形 尺 寸 及 刀 具
·!%+·
第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具几 何 参 数 等 。 对 大 刃 倾 角 或 特 殊 几 何 形 状 的 车 刀,用 户 在 重 磨 时 尚 需 计 算 刃 磨 工 艺参 数,以 便 刃 磨 时 按 其 调 整 机 床 。
（ 一 ） 硬 质 合 金 焊 接 刀 片 的 选 择选 择 硬 质 合 金 焊 接 刀 片 除 材 料 牌 号 外 还 应 合 理 选 择 型 号 。 刀 片 型 式 和 尺 寸 由 一个 字 母 和 三 位 数 字 组 成 。 字 母 和 第 一 位 数 字 代 表 刀 片 的 型 式,后 两 位 数 字 表 示 刀 片的 主 要 尺 寸 。 例 如,
刀 片 形 状 相 同,有 不 同 尺 寸 规 格 时,数 字 后 加 字 母 !。 用 于 左 切 刀 （ 图 " # $ # % 中
&） 的 型 式,再 加 标 字 母 ’。
国 家 标 准 ()*+""—,*,()*+"*—,* 中 规 定 了 常 用 的 刀 片 形 状 。 选 择 刀 片 形 状 主要 依 据 是 车 刀 的 用 途 及 主,副 偏 角 的 大 小 。 图 " # $ # - 表 示 了 常 用 型 号 的 刀 片 形 状 。
图 "# $# - 常 用 焊 接 刀 片 型 式其 适 用 场 合 如 下,
!% 型 直 头,弯 头 外 圆,内 孔,宽 刃 车 刀
!+ 型 端 面 车 刀,内 孔 车 刀 （ 盲 孔 ）
!- 型,/0偏 刀,端 面 车 刀
!" 型 直 头 外 圆,端 面 车 刀,内 孔 车 刀
!* 型 直 头 外 圆 车 刀,内 孔 车 刀 （ 通 孔 ）
!& 型 内 孔 车 刀 （ 通 孔 ）
)% 型 燕 尾 槽 刨 刀
·*%.·
第 七 章 各 种 切 削 刀 具
!" 型 圆 弧 成 形 车 刀
#$ 型 螺 纹 车 刀
#% 型 切 断,车 槽 车 刀 等
#& 型 带 轮 车 槽 刀
’$ 型 直 头 外 圆 车 刀,内 孔 车 刀选 择 刀 片 尺 寸 时,主 要 考 虑 的 是 刀 片 长 度,一 般 为 切 削 宽 度 的 （ $() * "） 倍 。 车 槽车 刀 的 刃 宽 不 应 大 于 工 件 槽 宽 。 切 断 车 刀 的 宽 度 ! 可 按 如 下 经 验 式 估 算 。
! +,-)
!
" （,/ $）
式 中 "— — — 被 切 工 件 直 径 。
（ 二 ） 刀 槽 参 数 的 选 择选 择 刀 槽 的 形 式 应 根 据 车 刀 型 式 与 刀 片 型 式 。 — 常 用 槽 形 与 使 用 特 点 如 表 & /,
/ " 所 示 。
表 & /,/ " 刀 片 槽 型 与 使 用 特 点简 图名 称 开 口 槽 半 封 闭 槽 封 闭 槽 坎 入 槽 0 形 槽特 点焊 接 面 最 小刀 片 应 力 小制 造 简 单夹 持 牢 固焊 接 面 大易 产 生 应 力夹 持 牢 固焊 接 应 力 大易 辛 生 裂 纹增 加 焊 接 面,
提 高 结 合 强 度用 途外 圆 车 刀弯 头 车 刀车 槽 车 刀
1,2外 圆 车 刀内 孔 车 刀螺 纹 车 刀底 面 较 小 的 刀 片,
如 车 槽 车 刀 等配 用 刀 片
3$ #% #&
!$ !"
3" 3% 3&
34 3) !% ’$
#$ 3$ #%
图 & /,/ & 所 示 为 不 磨 断 屑 槽 的 车 刀,常 取 刀 槽 前 角
!56
+
!5
7 42,以 减 少 前 面重 磨 面 积,提 高 刀 片 利 用 率 。 图 & /,/ & 所 示 为 圆 弧 卷 屑 槽,由 于 卷 屑 槽 使 前 角 加 大了
!8
角,故 应 取
!56
+
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（,/ "）
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#
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（,/ %）
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第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具式 中 !
!"
— — — 全 圆 弧 断 屑 槽 宽 度 ；
"
!"
— — — 全 圆 弧 断 屑 槽 圆 弧 半 径 。
图 #$ %$ # 车 刀 前 角 与 刀 槽 前 角
&） 平 面 形 前 面 ’） 圆 弧 卷 屑 槽 前 面
（ 三 ） 车 刀 型 式 及 尺 寸 的 选 择车 刀 型 式 分 直 头 与 弯 头 两 大 类 。 直 头 车 刀 如 图 # $ % $ ( 中 的 ),#,*,%,弯 头 车 刀如 图 # $ % $ ( 中 的 (,+、,。 直 头 车 刀 简 单,便 于 制 造 。 弯 头 车 刀 通 用 性 广,既 能 车 外圆 又 能 车 端 面,最 典 型 的 是 #*-弯 头 车 刀 。
普 通 车 刀 外 形 尺 寸 主 要 是 高 度,宽 度 和 长 度 。 刀 柄 截 面 形 状 为 矩 形 或 方 形,一 般选 用 矩 形,高 度,按 机 床 中 心 高 选 择,如 表 # $ % $ ) 所 示 。 当 刀 柄 高 度 尺 寸 受 到 限 制时,可 加 宽 为 方 形,以 提 高 其 刚 性 。 刀 柄 的 长 度 一 般 为 其 高 度 的,倍 。 切 断 车 刀 工 作部 分 的 长 度 需 大 于 工 件 的 半 径 。
表 # $ % $ ) 常 用 车 刀 刀 柄 截 面 尺 寸机 床 中 心 高 /00 (*1 (213 +11 +,13 )11 )*13 #11
方 刀 柄 断 面 #
+
/00
+
(,
+
+1
+
+*
+
)1
+
矩 形 刀 断 面 $ 4 #/004 00 (+4 +1 (,4 +* +14 )1 +*4 #1
内 孔 车 刀 用 的 刀 柄,其 工 作 部 分 截 形 一 般 作 成 圆 形,长 度 需 大 于 工 件 孔 深 。
螺 纹 车 刀 或 成 形 车 刀,因 工 作 切 削 刃 较 长,可 选 用 特 殊 的 弹 性 刀 柄,以 防 切 削 时扎 刀 。
·%(5·
第 七 章 各 种 切 削 刀 具三,机 夹 车 刀机 夹 车 刀 指 用 机 械 方 法 定 位,夹 紧 刀 片,通 过 刀 片 体 外 刃 磨 与 安 装 倾 斜 后,综 合形 成 刀 具 角 度 的 车 刀 。 使 用 中 刃 口 磨 损 后 需 进 行 重 磨 。 机 夹 车 刀 可 用 于 加 工 外 圆,
端 面,内 孔,特 别 在 车 槽 车 刀,螺 纹 车 刀,刨 刀 方 面 应 用 较 为 广 泛 。 机 夹 切 断 车 刀,螺纹 车 刀 的 结 构 与 尺 寸 详 见 国 标 !"#$%&’— (% 至 !"#$%&&— (%。
机 夹 车 刀 的 优 点 在 于 避 免 焊 接 引 起 的 缺 陷,刀 柄 能 多 次 使 用,刀 具 几 何 参 数 设 计选 用 灵 活 。 如 采 用 集 中 刃 磨 对 提 高 刀 具 质 量,方 便 管 理,降 低 刀 具 费 用 等 方 面 都 有利 。 例 如 刨 刀 要 求 大 刃 倾 角,小 后 角,选 用 机 夹 式 效 果 较 好 。
目 前 可 选 购 的 机 夹 车 刀,刨 刀 种 类 较 多 。 它 们 的 选 用 特 点 首 先 是 要 根 据 刀 具 结构 来 合 理 选 择 重 磨 刀 面 ； 其 次 是 刀 片 进 行 体 外 刃 磨 的 角 度 需 按 刀 片 安 装 与 重 磨 结 构进 行 计 算 。 这 些 特 点 在 焊 接 车 刀 与 可 转 位 车 刀 中 都 是 没 有 的 。 所 以,机 夹 车 刀 的 使用 技 术 更 为 复 杂 。
机 夹 车 刀 结 构 特 点 如 下,
（ 一 ） 刀 片 夹 紧 方 式图 ) * + * & 所 示 几 种 典 型 的 机 夹 外 圆 车 刀 。 其 中 图,为 上 压 式,利 用 螺 钉,压 板将 刀 片 压 紧 在 刀 槽 中,压 板 上 可 装 挡 屑 块 以 控 制 断 屑 。 图 - 为 立 装 刀 片 斜 楔 侧 压 式,
它 适 合 重 切 削 。 图,为 靠 切 削 力 夹 紧 的 自 锁 式,它 是 利 用 切 削 合 力 将 刀 片 夹 紧 在 #/
’$ 的 斜 槽 中 。 这 种 结 构 简 单,使 用 方 便 。 但 要 求 刀 槽 与 刀 片 配 合 紧 密,切 削 时 无 冲 击振 动 。 切 削 力 夹 紧 形 式 也 可 附 加 一 些 简 单 的 夹 紧 元 件,如 图 0 中 的 削 扁 楔 销 等,这 些结 构 可 适 当 降 低 对 刀 槽 制 造 精 度 的 要 求 。 图 1,2 所 示 为 利 用 刀 柄 上 开 的 弹 性 槽 夹 紧刀 片,使 刀 片 装 卸 调 整 方 便 。
（ 二 ） 刀 面 重 磨 数 量 与 类 型只 磨 后 面,不 磨 前 面 的 机 夹 刀 称 定 前 角 结 构,如 图 ) * + * &,,0。 只 磨 前 面,不 磨后 面 的 机 夹 车 刀 称 定 后 角 结 构,如 图 ) * + * &-,2。 定 前 角 结 构 由 于 前 面 不 需 磨 出 断屑 槽,因 此 重 磨 简 单,一 般 平 装 刀 片 的 外 圆,内 孔,螺 纹,车 槽 车 刀 等 均 可 采 用 这 种 结构 。 刀 片 能 从 前 面 伸 出 调 节,多 次 重 磨 使 用 。 前 面 不 磨 的 优 点 是 通 过 刀 片 倾 斜 安 装可 获 得 大 前 角,大 刃 倾 角,而 不 影 响 刀 片 的 强 度 。 如 需 断 屑,可 在 前 面 上 装 置 可 调 节的 断 屑 块,效 果 也 很 好 。
定 后 角 结 构 只 磨 前 面,试 用 于 立 装 刀 片 的 结 构 。 刀 片 立 装 的 优 点 是 可 增 大 刀 片的 承 载 能 力,还 可 减 少 前 面 的 重 磨 面 积 。 这 种 结 构 适 合 于 重 切 削,刨,铣 等 有 冲 击 工作 的 刀 具 。 刀 片 沿 后 面 伸 出 调 节,也 可 经 多 次 重 磨 使 用 。
机 夹 车 刀 一 般 需 重 磨 两 个 面,但 也 可 选 用 重 磨 三 个 面 的 车 刀 （ 图 ) * + * &.）,甚 至只 磨 一 个 刀 面 的 车 刀 （ 图 ) * + * &0,2） 。
重 磨 三 个 面 的 车 刀 所 有 角 度 都 是 通 过 刃 磨 得 到 的,变 化 几 何 角 度 灵 活 方 便,刀 槽
·(#%·
第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具不 需 倾 斜,设 计 制 造 简 单,但 由 于 刃 磨 带 来 的 热 裂 缺 陷 可 能 性 较 大,一 般 使 用 较 少 。
只 磨 一 个 刀 面 的 车 刀,重 磨 工 作 量 最 小,便 于 实 现 机 械 化 刃 磨 。 但 不 磨 刀 面 的 倾斜 角 度 必 须 通 过 刀 片 的 安 装 来 形 成 。 因 此,这 种 机 夹 车 刀 设 计 制 造 较 复 杂 。 同 时 刃倾 角 与 倾 斜 安 装 形 成 的 后 角 有 关,不 能 随 意 变 化 。
四,可 转 位 车 刀如 图 ! " # " $ 所 示,可 转 位 车 刀 由 刀 片,刀 垫,刀 柄 及 杠 杆,螺 钉 等 元 件 组 成 。
刀 片 上 压 制 出 断 屑 槽,周 边 经 过 精 磨,刃 口 磨 钝 后 可 方 便 的 转 位 换 刃,不 需 重 磨 。
图 ! " # " % 机 夹 车 刀 的 结 构 形 式
&） 上 压 式 机 夹 车 刀 ’） 切 削 力 自 锁 车 刀 (） 弹 性 夹 紧 式 割 刀
)） 侧 压 立 装 式 重 切 车 刀 *） 削 扁 销 机 夹 螺 纹 车 刀 +） 弹 性 夹 紧 式 机 夹 刨 刀图 ! " # " $ 可 转 位 车 刀 的 组 成
,— 刀 片 -— 刀 垫,— 卡 簧 !— 杠 杆 %— 弹 簧 $— 螺 钉 #— 刀 柄
·/,/·
第 七 章 各 种 切 削 刀 具可 转 位 刀 具 是 国 家 重 点 推 广 的 项 目 之 一 。 因 为 它 与 焊 接 车 刀 比 较 有 一 系 列 的 优 点,
!） 避 免 焊 接,刃 磨 引 起 的 热 应 力,提 高 刀 具 耐 磨 及 抗 破 损 能 力 ；
"） 可 使 用 涂 层 刀 片,有 合 理 槽 形 与 几 何 参 数,断 屑 效 果 好,能 选 用 较 高 切 削 用 量,
提 高 生 产 率 ；
#） 刀 片 转 位,更 换 方 便,缩 短 了 辅 助 时 间 ；
$） 刀 具 已 标 准 化,能 实 现 一 刀 多 用,减 少 储 备 量,简 化 刀 具 管 理 等 工 作 。
可 转 位 刀 具 尚 不 能 完 全 取 代 焊 接 与 机 夹 刀 具,因 为 在 刃 形,几 何 参 数 方 面 还 受 刀具 结 构 与 工 艺 的 限 制 。 例 如 尺 寸 小 的 刀 具 常 用 整 体 或 焊 接 式 ； 大 刃 倾 角 刨 刀,可 转 位结 构 也 难 以 满 足 要 求,选 用 机 夹 式 效 果 较 好 。
（ 一 ） 可 转 位 车 刀 刀 片
!%刀 片 形 状,代 号 及 其 选 择可 转 位 车 刀 刀 片 形 状,尺 寸,精 度,结 构 等 在 国 标 &’"()*— +) 至 &’"(+!—,) 中已 有 详 细 规 定 。 共 用 !( 个 代 号 表 示,其 标 注 示 例 如 图 $-)-) 所 示 。 图 中,
号 位 ! 表 示 刀 片 形 状 。 常 用 的 刀 片 形 状 及 其 使 用 特 点 如 下,
正 三 角 形 （,） 多 用 于 刀 尖 角 小 于,(/的 外 圆,端 面 车 刀 。 但 刀 尖 强 度 差,只 宜 用 较小 的 切 削 用 量 。
正 方 形 （ 0） 刀 尖 角 等 于,(/,通 用 性 广,可 用 于 外 圆,端 面,内 孔,倒 角 车 刀 。
有 副 偏 角 的 三 边 形 （ 1） 刀 尖 角 等 于 +"/,多 用 于 偏 头 车 刀 。
凸 三 边 形 （ 2） 刀 尖 角 等 于 +(/,刀 尖 强 度,寿 命 比 正 三 角 形 刀 片 好 。 应 用 面 较 广,
除 工 艺 系 统 较 差 者 均 宜 采 用 。
棱 形 刀 片 （ 3,4） 适 合 用 于 仿 形,数 控 车 床 刀 具 。
圆 刀 片 （ 5） 适 合 用 于 加 工 成 形 曲 面 或 精 车 刀 具 。
号 位 " 表 示 刀 片 后 角 。 其 中 6 型 刀 片 后 角 (/,使 用 最 广 。
号 位 # 表 示 刀 片 尺 寸 公 差 等 级,共 有 !! 种,其 中 7 为 普 通 级,8 为 中 等,其 余 9、
1,&,… 均 属 精 密 级 。
号 位 $ 表 示 刀 片 结 构 类 型 。 其 中
9— — — 带 孔 无 屑 槽 型,用 于 不 需 断 屑 的 场 合 。
6— — — 无 孔 平 面 型,用 于 不 需 断 屑 的 上 压 式 。
5— — — 无 孔 单 面 槽 型,用 于 需 断 屑 的 上 压 式 。
8— — — 带 孔 单 面 槽 型,一 般 均 使 用 此 类,用 途 最 广 。
&— — — 带 孔 双 面 槽 型,可 正 反 使 用,提 高 刀 片 利 用 率 。
号 位,,* 表 示 切 削 刃 长 度 与 刀 片 厚 度 。 它 们 可 由 刀 柄 尺 寸 标 准 选 择 。 刀 片 廓 形的 基 本 参 数 用 内 切 圆 直 径 ! 表 示 。 ! 的 尺 寸 系 列 是,,%:*,*%#:、,%:",!"%),!:%+):、
!,%(:,""%"":,":%$;;。 切 削 刃 长 度 可 由 内 切 圆 直 径 与 刀 尖 角 计 算 得 到 。
号 位 ) 表 示 刀 尖 圆 弧 半 径,由 刀 具 几 何 参 数 选 定 。
·(",·
第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具号 位 ! 表 示 刃 口 形 式,
"— 锐 刃,#— 钝 圆 刃,$— 倒 棱 刃,%— 钝 圆 加 倒 棱 刃 。
号 位 & 表 示 切 削 方 向,
’— 右 切,(— 左 切,)— 左,右 均 能 切 。
·*+&·
第 七 章 各 种 切 削 刀 具号 位 !" 表 示 断 屑 槽 型 与 槽 宽 。
刀 片 标 记 方 法 举 例,#$%&!’"(!) * +,代 表 正 方 形,零 后 角,普 通 级 精 度,带 孔 单 面
+形 槽 型 刀 片,刃 长 !’-./’00,厚 度 (-1’00,刀 尖 圆 弧 半 径 !-)00,断 屑 槽 宽,00。
)2 刀 片 断 屑 槽 型 与 应 用 特 点国 标 中 推 荐 的 刀 片 槽 型 主 要 有 !( 种,如 图,* /* / 中 号 位 !" 所 示 。 这 些 槽 型 中可 按 结 构 特 点 或 槽 型 截 面 形 状 分 为 以 下 几 类,
（ !） 按 结 构 特 点 可 分 为 两 大 类
!
开 口 式 断 屑 槽 如 图 中 3,4,5,6,7 等 。 断 屑 槽 一 边 或 两 边 开 通,保 证 主 切 削 刃获 得 大 前 角,切 削 力 小 。 但 刀 尖 强 度 低,断 屑 范 围 窄,多 用 于 切 削 用 量 变 化 不 大 的 情 况 。
开 口 式 断 屑 槽 有 左 切,右 切 两 种,两 者 不 能 通 用 。
"
封 闭 式 断 屑 槽 如 图 中 +,&,8,9 等,断 屑 槽 不 开 通,左,右,切 削 刃 角 度 相 同,
可 以 通 用,刀 尖 强 度 好,适 应 性 较 广 。 但 切 削 力 较 大,要 求 机 床 有 较 大 功 率 与 刚 性 。
（ )） 按 截 面 形 状 及 几 何 角 度 特 点 可 分 为 三 大 类
!
正 前 角 零 刃 倾 角 槽 型 如 图 中 3,4,6,+,&,8 等 。 此 类 属 常 用 简 单 槽 型,刃倾 角 为 ":,切 削 刃 上 各 点 前 角 相 同 。
"
正 前 角 正 刃 倾 角 槽 型 如 图 中 ;。 由 于 刀 片 作 出 正 刃 倾 角,使 切 削 背 向 力 减 少 。
#
变 截 面 槽 型 如 图 中 %,<,= 等 。 这 类 槽 型 纵,横 截 面 均 为 圆 弧,切 削 刃 各 点 槽深,槽 宽,刃 倾 角 都 不 同 。 使 得 切 削 力 不 大,断 屑 稳 定,切 屑 不 易 飞 溅,适 用 范 围 较 广 。
常 用 断 屑 槽 特 点 与 适 用 场 合 见 表,* /*,。
表,* /*,常 用 断 屑 槽 特 点 与 适 用 场 合槽 型 分 类 与 名 称槽 型代 号刀 片 角 度
!>?">? #@? $?
特 点 及 适 用 场 合开 式断 屑槽直 槽 3
外 斜 槽 4
内 斜 槽 6
直 通 槽 5
外 斜 通 槽 7
平 面 型 直 槽 A
变 截 面 槽 %
正 刃 倾 角 型 ;
切 口 圆 窝 槽 B
)":
!(:
!":
)":
—
":
":
(:
—
由刀片形状决定槽 宽 前,后 相 等 。 用 于 切 削 用 量 变 化 不 大 的 外 圆车 削 与 内 孔 车 削槽 前 宽 后 窄 。 切 屑 易 折 断 。 宜 用 于 中 等 切 深槽 前 窄 后 宽,断 屑 范 围 宽,能 用 于 半 精 和 精 加 工适 用 范 围 广 。 能 用 于,’:弯 头 车 刀,进 行 大 用 量 切 削具 有 4,5 型 特 点,断 屑 效 果 好前 面 呈 折 线 。 用 于 加 工 铸 铁 等 脆 性 材 料,排 屑 好断 屑 范 围 广,粗,精 加 工,余 量 不 均 匀 都 能 适 用加 大 刃 倾 角,径 向 力 小 。 用 于 系 统 刚 性 差 的 情 况刃 口 均 匀 分 布 半 球 面 小 圆 窝 。 用 于 钻 头 镗 孔 刀,
断 屑 好
·))C·
第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具槽 型 分 类 与 名 称槽 型代 号刀 片 角 度
!!" !" ##" $"
特 点 及 适 用 场 合封 闭式 断屑 槽一 级 断 屑 槽 $ %&’
二 级 断 屑 槽 (
三 级 断 屑 槽 )
%*’
平 面 型 槽 + %,’
小 圆 窝 槽 - —
单 凹 弧 变截 面 槽
,%&’
双 凹 弧 变截 面 槽
/ *0’
0’
0’
—
0’1 %0’
变 值
2 0’
变 值由刀片形状决定应 用 面 广,适 用 外 圆,端 面,内 孔 刀 粗 车断 屑 范 围 比 $ 型 宽,用 于 切 深 变 化 较 大 的 仿 形 车断 屑 范 围 最 宽,粗,精 加 工 均 适 用 。 要 求 系 统 刚性 好,功 率 大无 反 屑 面 。 用 于 铸 铁 等 脆 性 材 料 加 工,排 屑 好小 凹 坑 槽,用 于 精 加 工具 有 双 重 前 角 变 刃 倾 角 。 断 屑 范 围 广,适 用 于 零度 或 正 刃 倾 角 车 刀一 条 刀 刃 有 两 段 参 数 相 同 圆 弧,用 于 精 加 工 半 精加 工,断 屑 稳 定
（ 二 ） 可 转 位 车 刀 的 选 用
%3可 转 位 车 刀 几 何 角 度 的 选 择如 图 45657 所 示,可 转 位 车 刀 的 几 何 角 度 是 由 刀 片 角 度 与 刀 槽 角 度 综 合 形 成 的 。
图 45 65 7 可 转 位 车 刀 几 何 角 度 的 形 成
8） 刀 片 角 度 9） 力 槽 角 度,） 车 刀 角 度刀 片 角 度 是 以 刀 片 底 面 为 基 准 度 量 的,安 装 到 车 刀 上 相 当 于 法 平 面 系 角 度 。 刀片 的 独 立 角 度 有,刀 片 法 前 角
!!"
,刀 片 法 后 角
"!"
,刀 片 刃 倾 角
##"
,刀 片 刀 尖 角
$"
。
常 用 的 刀 片
"!"; 0’、
##"; 0’。
刀 槽 角 度 以 刀 柄 底 面 为 基 面 底 量,相 当 于 正 交 平 面 参 考 系 角 度 。 刀 槽 的 独 立 角
·<*=·
第 七 章 各 种 切 削 刀 具度 有,刀 槽 前 角
!!"
,刀 槽 刃 倾 角
"#"
,刀 槽 主 偏 角
#$"
,刀 槽 刀 尖 角
$%"
。 通 常 刀 柄 设 计成
$%"
&
$$
，
#$"
& !
$
。
选 用 可 转 位 车 刀 时 需 按 选 定 的 刀 片 角 度 及 刀 槽 角 度 来 验 算 刀 具 几 何 参 数 的 合 理性 。 验 算 公 式 如 下,
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（ ) * 6）
例 如 选 用 的 刀 片 参 数 为,
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"#%
& 12、
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& 712、
$%
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选 用 的 刀 槽 参 数 为,
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& * -2、
"#"
& 12、
#$"
& 612、
$%"
& -12
则 刀 具 的 几 何 角 度 为,
#$
& 612、
"#
& 12、
!!!
* -2、
%!!
-2、
#
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$!
812、
%
.
!!
72/7.
79 可 转 位 车 刀 类 型 与 夹 紧 结 构 的 选 择可 转 位 车 刀 形 式 有 外 圆 车 刀,端 面 车 刀,内 径 车 刀 和 螺 纹 车 刀 等 。 其 选 用 方 法 与焊 接 车 刀 相 似 。 图 + * ) * 6 列 举 几 种 形 式 的 适 用 场 合 。
刀 片 的 夹 紧 结 构 很 多,表 + * ) *,为 各 种 夹 紧 结 构 的 特 点表 + * ) *,可 转 位 车 刀 类 型 与 夹 紧 结 构 特 点名 称 结 构 示 意 图 定 位 面 夹 紧 件 主 要 特 点杠 杆 式杠 销 式斜 楔 式上 压 楔块 式上 压 式偏 心 式拉 垫 式图 + * ) * /13
图 + * ) * /1:
图 + * ) * /14
图 + * ) * /1;
图 + * ) * /1<
图 + * ) * /1=
底 面 周 边杠 杆 螺 钉 定 位 精 度 高,调 节 余 量 大,夹 紧 可 靠,拆 卸 方 便杠 销 螺 钉杠 销 比 杠 杆 制 造 简 单,调 节 余 量 小,装 卸 刀 片不 如 杠 杆 方 便楔 块 螺 钉定 位 准 确 。 刀 片 尺 寸 变 化 较 大 时 可 夹 紧 。 定位 精 度 不 高带 斜 度 楔 形压 板 螺 钉定 位 准 确 。 夹 紧 可 靠,刀 片 尺 寸 有 变 动 时 仍 可夹 紧压 板 螺 钉 元 件 小,夹 紧 可 靠,装 卸 容 易,排 屑 受 一 定 影 响偏 心 螺 钉 元 件 小,结 构 紧 凑,调 节 余 量 小,要 求 制 造 精 度 高拉 垫 螺 钉夹 紧 可 靠,允 许 刀 片 尺 寸 有 较 大 变 动 。 刀 头 刚性 弱 不 宜 用 于 粗 加 工压 孔 式 图 + * ) * /1" 底 面 锥 孔 沉 头 螺 钉 结 构 紧 凑,简 单,夹 紧 可 靠,刀 头 尺 寸 可 做 得 较 小
·+76·
第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具
!" 可 转 位 车 刀 形 式 尺 寸 的 选 择图 # $ % $ & 可 转 位 车 刀 的 适 用 举 例可 转 位 车 刀 形 式 尺 寸 已 标 准 化 了,可 参 照 国 标 ’()*+!#!","-— &! 及 ’()*,#-&%—
&! 或 有 关 生 产 工 厂 的 样 本 选 购 。 标 准 中 推 荐 了 多 种 结 构,形 式 尺 寸,及 选 配 刀 片 的 类型 。 选 用 者 可 按 其 用 途 选 择 结 构 类 型,按 机 床 中 心 高 或 刀 架 尺 寸 选 择 相 应 的 尺 寸 规格 。
·+-&·
第 七 章 各 种 切 削 刀 具第 二 节 钻 头一,钻 头 的 类 型 和 用 途钻 头 是 最 常 用 的 孔 加 工 刀 具 。 主 要 用 于 无 孔 材 料 （ 原 先 没 有 孔 限 ） 上 钻 孔,或 在原 已 有 孔 眼 的 基 础 上 把 孔 扩 大 。
国 家 标 准 中 规 定 的 常 用 麻 花 钻 的 类 型 和 用 途 见 表 ! " # " $。 麻 花 钻 直 径 公 差 见表 ! " # " #。
表 ! " # " $ 高 速 钢 麻 花 钻 的 类 型 和 用 途标 准 代 号 品 种直 径 范 围
（ %%）
简 图 用 途
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粗 直 柄小 麻 花钻
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在 自 动 机 床 上 可 用 同 一种 规 格 的 弹 簧 夹 头 装 夹不 同 直 径 的 麻 花 钻 钻 微孔
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直 柄 小麻 花 钻
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在 台 钻 床 或 车 床 上 用 钻夹 装 夹 麻 花 钻 钻 孔,可 用钻 模
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直 柄 长麻 花 钻
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在 自 动 机 床,六 角 车 床 或手 动 工 具 上 钻 浅 孔 或 打中 心 孔
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直 柄 麻花 钻
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直 柄 麻 花 钻 的 基 本 品 种适 用 在 各 种 机 床 上,用 钻模 或 不 用 钻 模 钻 孔直 柄 左旋 麻 花钻
0,0,
在 主 轴 左 旋 的 自 动 机 床上 钻 孔 用
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第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具标 准 代 号 品 种直 径 范 围
（ !!）
简 图 用 途
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直 柄 长麻 花 钻
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在 各 种 机 床 上 用 钻 模 钻孔 或 不 用 钻 模 钻 较 深 孔
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锥 柄 麻 花 钻 的 基 本 品 种,
适 用 在 各 种 机 床 上 不 用钻 模 钻 孔
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锥 柄 长麻 花 钻
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在 各 种 机 床 上 用 钻 模 钻孔 或 不 用 钻 模 钻 较 深 孔
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锥 柄 加长 麻 花钻
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在 各 种 机 床 上 用 钻 模 钻较 深 孔 或 不 用 钻 模 钻 深孔
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方 斜 柄麻 花 钻
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在 手 板 钻 具 上 钻 轨 道 上的 孔
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接 长 杆直 柄 麻花 钻用 一 般 直 柄 麻 花 钻 钻 削不 到 的 箱 体 零 件 上 的 较浅 孔
—
接 长 杆锥 柄 麻花 钻用 一 般 锥 柄 麻 花 钻 钻 削不 到 的 箱 体 零 件 上 的 较浅 孔
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第 七 章 各 种 切 削 刀 具表 正 ! " # " # 麻 花 钻 直 径 公 差 （ $$）
钻 头 直 径偏 差上 偏 差 下 偏 差公 差
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二,高 速 钢 麻 花 钻 的 修 磨
（ 一 ） 麻 花 钻 的 结 构 要 素 和 几 何 参 数麻 花 钻 的 结 构 要 素 和 几 何 参 数 见 图 ! " # " -&。
麻 花 钻 工 作 部 由 切 削 部 和 导 向 部 组 成 。 切 削 部 也 称 钻 尖,它 是 麻 花 钻 刃 磨 的 端部,包 括 切 削 刃,前 面,后 面 及 横 刃 等 。 导 向 部 的 作 用 是 当 切 削 部 切 入 孔 后 起 引 导 作用,又 是 重 磨 的 储 备 部 分 。 为 了 减 少 导 向 部 与 孔 壁 的 摩 擦,在 国 家 标 准 中,规 定 直 径大 于 &’#($$ 的 麻 花 钻 在 导 向 部 上 制 有 两 条 窄 的 刃 带,还 规 定 直 径 大 于 -$$ 的 麻 花钻,直 径 自 钻 尖 向 柄 部 方 向 减 小,每 -&&$$ 长 度 上 为 &’-$$,以 形 成 副 偏 角 。
（ 二 ） 麻 花 钻 的 修 磨
-’修 磨 横 刃修 磨 横 刃 是 把 横 刃 修 短 和 增 大 横 刃 的 前 角 值 （ 图 ! " # " --） 。 目 的 是 减 少 钻 削 轴向 力 和 加 强 定 心 作 用 。 如 工 件 材 料 较 软,横 刃 可 修 磨 得 短 些,如 工 件 材 料 较 硬,则 横刃 应 少 修 磨 些 。
修 磨 横 刃 是 最 主 要 的 一 种 修 磨 方 式,一 般 直 径 大 于 ($$ 以 上 的 钻 头 均 修 磨 横刃 。
/’修 磨 前 面修 磨 前 面 是 修 磨 外 缘 处 的 前 面,以 减 小 前 角 （ 图 ! " # " -/） 。 目 的 是 在 加 工 硬 材料 时 可 增 加 主 切 削 刃 外 面 部 分 的 强 度,避 免 崩 刃 。 加 工 黄 铜 时,可 避 免 钻 头,梗 入,工件 。
*’修 磨 分 屑 槽修 磨 分 屑 槽 是 在 主 后 面 上 修 磨 出 错 开 的 屑 槽 。 目 的 是 加 工 钢 材 时,能 使 原 来 较
·./0·
第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具宽 的 切 屑 分 成 几 条 窄 切 屑,达 到 顺 利 排 屑 的 目 的 。
图 ! " # " $% 麻 花 钻 的 结 构 要 素 和 几 何 参 数图 ! " # " $$ 修 磨 横 刃分 屑 槽 各 部 尺 寸 参 见 表 ! " # " &。
!’修 磨 顶 角
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第 七 章 各 种 切 削 刀 具图 ! " # " $% 修 磨 前 面修 磨 顶 角 是 主 切 削 刃 磨 成 双 重 顶 角,以 增 加 刀 刃 长 度 和 刀 尖 角
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（ 图 ! " # "
$’） 。 目 的 是 在 钻 削 铸 铁 时 改 善 散 热 条 件,使 主 切 削 刃 与 棱 刃 交 角 处 抗 磨 性 好,提 高钻 头 耐 用 度 。 一 般 %!
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表 ! " # ",分 屑 槽 钻 头 的 几 何 参 数麻 花 钻直 径
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分 屑 槽 深 度,%” 应 大 于 进 给 量 。
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横 刃,&” 修 磨 时 应 注 意 对 称 。
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若 有 二 条 槽 时,则 槽 距 也 应 为 $&//。
·&’2·
第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具图 ! " # " $% 修 磨 顶 角图 ! " # " $! 修 磨 刃 带
&’修 磨 刃 带修 磨 刃 带 是 在 刃 带 前 端 磨 出 后 角
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（ 图 ! " # " $!） 。 目 的 是 在 钻 削 一 些 较 软 的材 料 和 精 加 工 件 时,减 少 刃 带 与 孔 壁 的 摩 擦,降 低 工 件 的 表 面 粗 糙 度 。
（ 三 ） 群 钻群 钻 是 一 种 先 进 钻 头,它 的 最 大 特 色 是 磨 出 月 牙 槽,形 戒 凹 圆 弧 刃 。 这 种 弧 刃 有很 多 优 点,
$） 能 够 分 屑,断 屑 ；
)） 切 削 省 力 ；
%） 有 利 于 提 高 走 刀 量 和 降 低 表 面 粗 糙 度 。
下 面 选 择 一 些 有 代 表 性 的 群 钻,供 选 用 时 参 考 （ 表 ! " # " *） 至 表 ! " # " $)。
表 ! " # " * 基 本 型 群 切 削 部 的 几 何 参 数
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第 七 章 各 种 切 削 刀 具钻 头 直 径钻尖高圆弧半径外刃长槽距槽宽横刃长槽深槽数外刃顶角内刃顶角横刃斜角内刃前角内角斜角外刃后角圆弧后角
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注,参 数 值 按 直 径 范 围 的 中 间 值 决 定,允 许 偏 差 为 3 。
"+本 表 图 形 系 直 径 !’ ( 0$&& 的 中 型 标 准 群 钻 。
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表 0 1 ) 1 !$ 铸 铁 群 切 削 部 的 几 何 参 数 表钻 头 直 径尖高圆弧半径横刃长总外刃长分外刃长分刃顶角第二顶角内刃顶角横刃斜角内刃前角内刃斜角外刃后角圆弧后角
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第 七 章 各 种 切 削 刀 具表 ! " # " $% 黄 铜 群 钻 切 削 部 的 几 何 参 数麻 花 钻 直 径钻头高圆弧半径横刃长外刃长修磨长度外刃顶角内刃顶角横刃斜角外 刃侧 前角内刃前角内刃斜角外刃后角圆弧后角
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指 外 缘 点 侧 前 角,便 于 观 察 控 制 。
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三,中 心 钻 的 类 型 和 用 途中 心 钻 是 加 工 中 心 孔 的 刀 具 。 根 据 不 同 情 况 可 选 用 表 ! " # " $,所 示 的 各 种 类型 的 中 心 钻 和 中 心 锪 钻 。
表 ! " # " $,中 心 孔 刀 具 的 类 型标 准 号 名 称 简 图尺 寸 范 围
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（ 6 型 ）
不 带 护 锥 的 中 心 钻 ( 7 (-* + $(
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第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具标 准 号 名 称 简 图尺 寸 范 围
（ !!）
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带 护 锥 的 中 心 钻 ! * +,+%
"#++-.( ’- $%/锥 柄 锥 面 锪 钻 ! * 0%,.+1)
在 轴 上 加 工 ! * +,+%!! 的 中 心 孔 时,一 般 采 用 不 带 护 锥 的 2 型 中 心 钻 钻 出 。
对 于 工 序 长,精 度 高 的 工 件,为 了 避 免 $%/定 心 锥 在 加 工 搬 运 过 程 中 被 碰 坏,一 般 采 用带 护 锥 的 # 型 中 心 钻 。
大 尺 寸 的 中 心 孔 （ ! 3 $1.!!） 可 用 钻 头 和 $%/锥 柄 锥 面 锪 钻 先 后 分 两 次 钻 出 。
第 三 节 铰 刀一,铰 刀 的 类 型 和 用 途为 了 提 高 未 淬 火 零 件 孔 的 精 度 和 降 低 表 面 粗 糙 度,可 采 用 铰 削 加 工 来 达 到 。 铰削 工 件 的 孔 径 大 于 +%!! 时,须 经 过 镗 孔 或 扩 孔 预 加 工,预 加 工 孔 的 表 面 粗 糙 度 值 不高 于 "#$1.。 常 用 铰 刀 的 类 型 和 用 途 见 表 - ( & ( +-。 修 理 拖 拉 机 用 汽 门 座 铰 刀 见 表
- ( & ( +)。
表 - ( & ( +- 常 用 铰 刀 的 类 型 和 用 途标 准 代 号 品 种直 径范 围
（ !!）
简 图 用 途
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手 用铰 刀
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在 单 件 成 小 批 生 产 加 工和 装 配 工 作 中 使 用
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第 七 章 各 种 切 削 刀 具标 准 代 号 品 种直 径范 围
（ !!）
简 图 用 途
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直 柄机 用 铰刀
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成 批 生 产 条 件 下 在 机 床上 使 用
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锥 柄机 用 铰刀
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成 批 生 产 条 件 下 在 机 床上 使 用
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带 刃倾 角 锥柄 机 用铰 刀
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成 批 生 产 条 件 下 在 机 床上 铰 余 量 较 大 的 通 孔
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套 式机 用 铰刀
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成 批 生 产 条 件 下 把 铰 刀套 在 专 用 的 $/%* 锥 度 心轴 上 铰 较 大 直 径 的 孔
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装 配 工 作 中 铰 削,配 较 长
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第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具标 准 代 号 品 种直 径范 围
（ !!）
简 图 用 途
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锥 柄机 用 $(
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装 配 工 作 中 在 机 床 上 铰削,配 较 大 直 径 圆 锥 销 的锥 度 孔
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直 柄莫 氏 圆锥 铰 刀莫 氏
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锥 柄莫 氏 圆锥 铰 刀莫 氏
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号成 批 生 产 条 件 下 在 机 床上 铰 莫 氏 圆 锥 孔
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- + -*
铰 削 圆 锥 管 螺 纹 $($- 锥度 孔
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可 调节 手 用铰 刀
-/) + )’ 修 配 时 铰 削 工 件 上 通 孔汽 门座 铰 刀
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铰 削 汽 车,拖 拉 机 气 缸 体的 汽 门 座
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第 七 章 各 种 切 削 刀 具表 ! " # " $% 修 理 拖 拉 机 用 汽 门 座 铰 刀
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第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具
·!"!·
第 七 章 各 种 切 削 刀 具
·!"#·
第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具二,铰 刀 的 精 度 等 级 和 公 差按 照 国 家 标 准 生 产 的 手 用 铰 刀 和 高 速 钢 机 用 铰 刀,其 直 径 偏 差 分 为 三 种 精 度 等级,即 !",!#,!$ 级,分 别 用 于 铰 削 !",!#,!$ 级 精 度 的 孔 。 若 须 加 工 精 度 高 的 孔,用
·%&$·
第 七 章 各 种 切 削 刀 具户 可 把 铰 刀 自 行 研 磨 到 所 需 尺 寸 。 各 级 精 度 铰 刀 的 直 径 偏 差 见 表 !" #" $%。
表 !" #" $% 铰 刀 直 径 偏 差 （ &&）
铰 刀直 径精 度 等 级
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第 四 节 铣 刀一,铣 刀 的 类 型 和 用 途表 !" #" $# 常 用 铣 刀 的 类 型 和 用 途标 准 号 品 种 简 图 用 途
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直 柄 立铣 刀
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锥 柄 立铣 刀用 于 铣 削 平 面 和 台 阶 。
该 铣 刀 分 细 齿 和 粗 齿 两种,细 齿 用 于 半 精 铣 平 面和 台 阶 ； 粗 齿 用 于 粗 铣 平面 和 台 阶
23$$$!— (,套 式 立 铣 刀 用 于 半 精 铣 平 面
·1!)·
第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具标 准 号 品 种 简 图 用 途
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镶 齿 套式 面 铣 刀用 于 铣 切 较 宽 的 平 面 。
刀 齿 磨 损 后,可 以 调 节 径向 伸 出 量 。
!"###’— &’ 圆 柱 形 铣 刀用 于 铣 削 平 面 。 圆 柱 形铣 刀 分 细 齿 和 粗 齿 两 种,
细 齿 用 于 半 精 铣 平 面,粗齿 用 于 粗 铣 平 面
!"###(— &’
!"###&— &’
三 面 刃铣 刀用 于 加 工 凹 槽 和 台 阶 。
该 铣 刀 分 直 齿 和 错 齿 两种,直 齿 用 于 半 精 铣 凹 槽和 台 阶,错 齿 用 于 粗 齿 槽和 台 阶
!"##$&— &’
镶 齿 三面 刃 铣 刀用 于 加 工 凹 槽 和 台 阶 。
铣 刀 宽 度 可 以 调 整 。
!"##$)— &’
!"##$#— &’
!"*#$)— &’
锯 片 铣 刀用 于 铣 削 窄 而 深 的 槽 或锯 断 工 作 。 分 细 齿,中 齿和 粗 齿 三 种,细 齿 适 用 于铣 削 黑 色 金 属,粗 齿 适 用于 铣 削 轻 金 属
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尖 齿 槽铣 刀用 于 加 工 +% 级 轴 槽
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直 柄 键槽 铣 刀
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锥 柄 键槽 铣 刀用 于 加 工 圆 头 封 闭 或 半封 闭 式 的 键 槽,键 槽 铣 刀在 圆 周 上 及 端 面 上 都 有切 削 刃,工 作 时 它 能 垂 直进 给 及 沿 轴 向 进 给
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半 圆 键槽 铣 刀用 于 铣 削 半 圆 键 槽
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第 七 章 各 种 切 削 刀 具标 准 号 品 种 简 图 用 途
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* 形 槽铣 刀用 于 加 工 * 形 槽
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燕 尾 槽铣 刀用 于 加 工 燕 尾 槽
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单 角 铣刀用 于 铣 切 角 度 槽
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不 对 称双 角 铣 刀用 于 加 工 各 种 刀 具 的 刃沟
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对 称 双角 铣 刀用 于 加 工 有 螺 旋 沟 的 尖齿 及 铲 齿 铣 刀 的 刃 沟
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凸 半 圆铣 刀用 于 铣 削 半 圆 槽
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凹 半 圆铣 刀用 于 铣 削 凸 半 圆 形 的 工件
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第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具标 准 号 品 种 简 图 用 途
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齿 轮 铣刀直 齿 锥齿 轮 铣 刀主 要 用 于 加 工 精 度 较 低 的直 齿 圆 柱 齿 轮,有 时 也 用于 加 工 斜 齿 圆 柱 齿 轮,齿条 以 及 有 空 刀 槽 的 人 字 齿轮 。 刀 号 选 用 见 表 $( ’(
#’
用 于 加 工 精 度 较 低 的 直 齿圆 锥 齿 轮 。 为 与 齿 轮 铣 刀区 别,在 铣 刀 端 面 上 标 有
“
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” 标 记 。 刀 号 选 用 见 表
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链 轮 铣刀用 于 加 工 套 筒 滚 子 链 链轮二,常 用 铣 刀 的 规 格 和 尺 寸表 $ ( ’ ( )& 直 柄 立 铣 刀 （ **）
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第 七 章 各 种 切 削 刀 具表 !" #" $% 莫 氏 锥 柄 立 铣 刀 （ &&）
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第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具表 !" #" $% 直 齿 三 面 刃 铣 刀 （ &&）
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表 !" #" $$ 镶 齿 三 面 刃 铣 刀 （ &&）
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右 左
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第 七 章 各 种 切 削 刀 具
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齿 数粗 齿 细 齿
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第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具
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齿 数粗 齿
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第 七 章 各 种 切 削 刀 具
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表 (,),%" 链 轮 铣 刀 （ //）
链 条 节 距 链 条 套 筒 直 径 铣 刀 号 铣 刀 外 径 铣 刀 孔 径
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注,一 套 铣 刀 由 五 把 组 成,各 号 铣 刀 加 工 链 轮 齿 数 范 围 如 下,
! 号 铣 刀 ) - * 齿
% 号 铣 刀 0 - !! 齿
’ 号 铣 刀 !% - !) 齿
( 号 铣 刀 !* - ’( 齿
& 号 铣 刀
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第 七 章 各 种 切 削 刀 具表 ! " # " $# 齿 轮 铣 刀 刀 号 选 用 表铣 刀 号 % %
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注,直 齿 锥 齿 轮 的 假 想 齿 数 可 按 下 式 计 算,
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012
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式 中 !.— — — 假 想 齿 数 ；
!— — — 实 际 齿 数 ；
!
— — — 节 锥 角 。
第 五 节 丝 锥一,丝 锥 的 类 型 和 用 途丝 锥 是 加 工 内 螺 纹 时 用 得 最 为 广 泛 的 螺 纹 刀 具,根 据 使 用 的 目 的 不 同 有 各 种 不同 性 能 的 丝 锥 。 常 用 丝 锥 的 类 型 和 用 途,见 表 ! " # " $-。
·$,-·
第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具二,丝 锥 的 选 择
（ 一 ） 丝 锥 各 部 分 名 称丝 锥 各 部 分 名 称 见 图 !" #" $%。
（ 二 ） 等 径 和 不 等 径 成 组 丝 锥所 谓 成 组 丝 锥,就 是 把 切 削 负 荷 分 配 在 一 组 丝 锥 上,按 成 组 丝 锥 切 削 负 荷 的 分 配图 形 （ 见 图 !" #" $&） 分 为 等 径 成 组 丝 锥 和 不 等 径 成 组 丝 锥 。
所 谓 等 径 成 组 丝 锥,即 在 一 组 丝 锥 中,各 支 丝 锥 的 大 径,中 径,小 径 均 相 等,仅 切削 锥 角 和 切 削 锥 长 度 不 等 。
所 谓 不 等 径 成 组 丝 锥,即 在 一 组 丝 锥 中,各 支 丝 锥 的 大 径,中 径,小 径,切 削 锥 角和 切 削 锥 长 度 均 不 相 等,只 有 精 锥 才 能 切 出 完 整 的 牙 型 。 不 等 径 成 组 丝 锥,在 第 一,
第 二 粗 锥 柄 部 分 别 切 制 一 条,二 条 圆 环 或 以 顺 序 号 标 志 以 示 区 别 。
通 常,螺 距 !
!
’(%)) 的 丝 锥 采 用 等 径 设 计,按 需 要 也 可 以 采 用 不 等 径 设 计,!
* ’(%)) 的 丝 锥 采 用 不 等 径 设 计 。
表 !" #" ’+ 常 用 丝 维 的 类 型 和 用 途标 准 号 品 种直 径 范 围
（ ))）
简 图 用 途
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粗 柄 机 用 和 手用 丝 锥
$0 #(%
粗 柄 带 颈 机 用和 手 用 丝 锥
.0 $1
细 柄 机 用 和 手用 丝 锥
.0 $11
这 是 最 普 通 的 一 种 丝 锥,
可 用 于 各 方 面 。 在 齿 尖强 度 上 比 螺 旋 槽 丝 锥 优越,适 合 于 不 容 易 发 生 堵屑 的 条 件 下 应 用机 用 丝 锥 通 常 是 指 高 速钢 磨 牙 丝 锥,分 2$,2’、
2,三 种 公 差 带 。 手 用 丝锥 是 指 碳 素 工 具 钢 或 合金 工 具 钢 的 滚 牙 （ 或 切牙 ） 丝 锥,公 差 带 为 2!
螺 尖 丝 锥用 于 在 碳 素 钢,合 金 钢,
有 色 金 属 等 制 件 上 对 通孔 的 攻 丝,切 屑 呈 螺 旋 状向 前 排 出
·.%+·
第 七 章 各 种 切 削 刀 具标 准 号 品 种直 径 范 围
（ !!）
简 图 用 途
"#$%&’— ($
螺 旋 槽 丝 锥 $) $$
通 常 用 于 韧 性 金 属 制 件上 对 盲 孔 或 断 续 表 面 孔的 攻 丝 。 切 屑 呈 螺 旋 状向 柄 部 方 向 排 出,加 工 碳钢,合 金 结 构 钢 选 用 $&*
) $%*螺 旋 角,加 工 不 锈钢,轻 合 金 选 用 +&* ) +%*
螺 旋 角挤 压 丝 锥适 用 于 延 伸 性 大 的 低 碳钢,低 碳 合 金 钢,不 锈 钢和 铝,镁,锌,铜 及 其 合 金等 有 色 金 属 制 件 上 的 螺孔 成 形跳 牙 丝 锥用 于 材 质 表 面 易 形 成 加工 硬 化 层 的 不 锈 钢,耐 热合 金 钢 等,以 及 易 于 产 生粘 着 的 难 加 工 材 质 制 件上 的 攻 丝
,#-./%&0%
— (’
接 柄 用 螺 母 丝锥
’) 0+
按 需 要 焊 接 成 直 柄 或 弯柄 螺 母 丝 锥,丝 锥 用 碳 素工 具 钢 或 合 金 工 具 钢 制造,公 差 带 为 1+
"#2’3— ($ 短 柄 螺 母 丝 锥 0) %0
可 在 钻 床 和 攻 丝 机 上 使用,也 可 焊 上 长 柄 或 弯 柄作 长 柄 螺 母 丝 锥 或 弯 柄螺 母 丝 锥 使 用
.#$+’’— ($ 长 柄 螺 母 丝 锥 $) %0 用 于 钻 床 或 立 式 攻 丝 机
"#4%3(— 32 弯 柄 螺 母 丝 锥 %) 0+ 用 于 自 动 螺 母 攻 丝 机
·+%2·
第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具标 准 号 品 种直 径 范 围
（ !!）
简 图 用 途
"#$%&’— &(
米 制 锥 螺 纹 丝 ) * $+ 用 于 加 工 米 制 锥 度 螺 纹锥 管 螺 纹 丝 锥 $,’- *,- 用 于 加 工 锥 度 管 螺 纹管 接 头 用 锥 管螺 纹 丝 锥
$,/- *,-
主 要 用 于 加 工 材 料 为 可锻 铸 铁 的 管 接 头圆 管 螺 纹 丝 锥 $,’- *,- 用 于 加 工 圆 柱 管 螺 纹钻 头 丝 锥 0 * $)
前 端 用 钻 头 钻 出 螺 纹 底孔,接 着 攻 螺 纹,效 率 高 。
主 要 用 于 在 厚 度 小 于 !
的 板 上 或 壳 壁 上 加 工 通孔 螺 纹图 / 1 & 1 $% 丝 锥 各 部 分 名 称
"— 丝 锥 总 长 #— 工 作 部 长 度 #
$
— 切 削 锥 部 长 度 !— 丝 锥 大 径
!
.
— 丝 锥 中 径 !
$
— 丝 锥 小 径
!
— 牙 形 角
"2
— 前 角
#2
— 后 角
$
3
— 切 削 锥 角 $— 后 面 铲 背 量 !
+
— 芯 部 直 径 %— 刃 瓣 宽 度
&— 方 头 厚 度 ’— 方 头 长 度
·%%(·
第 七 章 各 种 切 削 刀 具图 ! " # " $% 成 组 丝 锥 切 削 负 荷 分 配 方 式
&） 等 径 ’） 不 等 径一 般 情 况 下,加 工 直 径 ( ) ((** 的 通 孔 或 不 通 孔 螺 纹,采 用 两 支 一 组 的 丝 锥,加工 直 径 (! ) +(** 的 通 孔 或 不 通 孔 螺 纹,采 用 三 支 一 组 的 丝 锥 。 在 螺 距 !
!
(,+**
时,加 工 不 通 孔 螺 纹,建 议 采 用 两 支 丝 锥,而 加 工 通 孔 螺 纹,可 以 采 用 单 支 丝 锥 。
（ 三 ） 丝 锥 切 削 锥 部 长 度 的 选 择丝 锥 切 削 作 用 是 由 切 削 锥 部 进 行 的 。 切 削 锥 部 的 锋 利 性,耐 磨 性 会 影 响 攻 出 螺纹 精 度 和 表 面 粗 糙 度 。 使 用 时,选 择 切 削 锥 长 度 极 为 重 要 。 一 般 情 况 下,通 孔 或 者 是盲 孔,只 要 底 孔 有 足 够 的 空 间,切 削 锥 部 较 长 者 性 能 较 好 。 盲 孔 若 攻 到 根 部 时,则 需要 选 用 成 套 丝 锥 或 者 用 底 锥 进 行 攻 丝 。 各 种 丝 锥 的 标 准 切 削 锥 部 长 度 和 切 削 锥 角 见表 ! " ( " -.。
表 ! " # " -,各 种 丝 锥 的 切 削 部 长 度 和 切 削 锥 角丝 锥 种 类 切 削 锥 长 度 切 削 锥 角成 组 （ 等 径 ） 初 锥 / 牙 !0-.1
机 用 和 手 用 丝 锥 中 锥 ! 牙 /0-.1
底 锥 ( 牙 $#0
成 组 （ 不 等 径 ） 第 一 粗 锥 % 牙 %0
机 用 和 手 用 丝 锥 第 二 粗 锥 ! 牙 /0-.1
精 锥 ( 牙 $#0
螺 母 丝 锥 螺 距 !
!
$2+ 螺 纹 部 分 长 度 的 (3-
螺 距 ! 4 $2+ 螺 纹 部 分 长 度 的 -3!
螺 旋 槽 丝 锥 (2+ 牙 $(0-.1
螺 尖 丝 锥 ! 牙 /0-.1
米 制 锥 螺 纹 丝 锥 - 牙
（ 四 ） 丝 锥 螺 纹 公 差 选 择国 家 标 准 567%/— /- 适 用 于 加 工 普 通 螺 纹 （ 按 56$7( ) $7-— /$,56$7% ) $7#—
/$） 用 的 丝 锥 螺 纹 公 差 。 丝 锥 螺 纹 公 差 带 共 分 四 级,8$,8(,8- 和 8!,其 中 8$,8(,8-
适 用 于 磨 牙 丝 锥,8! 适 用 于 滚 牙 （ 或 切 牙 ） 丝 锥 。 一 般 情 况 下,各 种 公 差 带 的 丝 锥 所
·%+7·
第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具能 加 工 的 内 螺 纹 公 差 带 如 表 !" #" $% 所 示 。 由 于 影 响 攻 丝 尺 寸 的 因 素 很 多,诸 如 工件 材 料 性 质,机 床 条 件,丝 锥 装 卡 方 法,切 削 速 度,润 滑 冷 却 液 种 类 等 。 因 此,表 ! " #
" $% 所 列 各 种 公 差 带 的 丝 锥 所 能 加 工 的 内 螺 纹 公 差 带 等 级,只 能 做 为 选 择 丝 锥 时 的参 考,使 用 者 可 按 加 工 条 件 根 据 生 辛 经 验 或 通 过 试 验,在 标 准 所 列 范 围 内 选 用 最 适 当的 丝 锥 。
表 !" #" $% 丝 锥 公 差 带 选 择丝 锥 公 差 带 代 号 适 用 于 内 螺 纹 公 差 带 等 级
&% !&,’&
&( ’),*&
&$ *),#&,#)
&! *&,#&
第 六 节 滚 刀一,滚 刀 的 类 型 和 用 途滚 刀 是 按 展 成 原 理 工 作 的 切 齿 刀 具,由 于 滚 刀 加 工 齿 轮 的 精 度 和 生 产 率 都 较 高,
所 以 广 泛 应 用 于 加 工 齿 轮,蜗 轮 和 花 键 轴 等,见 表 !" #" $(。
表 !" #" $( 常 用 滚 刀 的 类 型 和 用 途标 准 号 品 种 规 格 用 途
+,*-.$—,’
齿 轮 滚 刀 /%0 %- 适 用 于 滚 切 压 力 角 (-1的 直 齿 成 斜 齿 渐 开 线 圆 柱 齿 轮磨 前 齿 轮 滚 刀 用 于 滚 切 磨 齿 前 的 渐 开 线 圆 柱 齿 轮 齿 形
2,!%-$—,’
剃 前 齿 轮 滚 刀 /%0,用 于 滚 切 剃 前 的 渐 开 线 圆 柱 齿 轮 齿 形杆 式 蜗 轮 滚 刀 /(0 * 用 于 加 工 压 力 角 为 (-1的 蜗 轮孔 式 蜗 轮 滚 刀 /’0,用 于 加 工 压 力 角 为 (-1的 蜗 轮链 轮 滚 刀 适 用 于 滚 切 套 筒 滚 子 链 链 轮矩 形 齿 花 键滚 刀
3 级 滚 刀 用 于 精 加 工 外 径 定 心 的 矩 形 齿 花 键 轴
,级 滚 刀 用 于 粗 加 工 外 径 定 心 并 键 侧 留 有 磨 量 的 矩 形齿 花 键 轴
·#’4·
第 七 章 各 种 切 削 刀 具二,常 用 滚 刀 的 规 格 和 尺 寸表 ! " # " $$ %%,%,&,’ 级 齿 轮 滚 刀 （ ((）
模 数 系 列
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·0.2·
第 四 篇 机 械 加 工 机 床 夹 具 与 刀 具注,!" 滚 刀 作 成 单 头,右 旋 ； 容 屑 槽 为 平 行 于 轴 线 的 直 槽
#" 键 槽 的 尺 寸 和 偏 差 按 $% &!’#— (),铣 刀 和 铣 刀 刀 杆 的 互 换 尺 寸,
表 * +,+ ’* 杆 式 蜗 轮 滚 刀 （ --）
模 数 压 力 角一 头 二 头节 径 螺 纹 升 角 节 径 螺 纹 升 角柄 部莫 氏 锥 度
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234*
表 * +,+ ’) 孔 式 蜗 轮 滚 刀 （ --）
模 数 压 力 角一 头 二 头节 径 螺 纹 升 角 节 径 螺 纹 升 角孔 径
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表 * +,+ ’& 链 轮 滚 刀 （ --）
链 条 节 距 链 条 滚 子 直 径 滚 刀 外 径 滚 刀 总 长 滚 刀 孔 径
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·1)1·
第 七 章 各 种 切 削 刀 具