机械基础知识培训教材

机械基础知识培训问答

一．前言

随着现代科学技术的发展和市场经济的深入，企业对操作人员的要求不断提高，为使大家对自己所从事的工种有一个大致的了解，结合本公司的实际状况对机械类技工应知应会公差与配合、焊接工艺、切削加工工艺和螺纹的基础知识等以问答形式编写，以供大家阅读。 二．公差与配合

1么什么叫互换性呢？

答：零件具有可以替换的特性叫互换性。 2．什么叫公差？

答：要使零件具有互换性，必须将制成零件的几何参数控制在产品性能允许变动的范围内，这个允许变动的范围叫做公差。公差的大小是零件质量高低的标志。公差又分尺寸公差和形位公差两大类。 3．什么是尺寸？

答：尺寸是用特定单位表示长度值的数字。尺寸表示的长度还包括直径、半径、宽度、高度、深度、厚度以及中心距等。 4．什么是基本尺寸和极限尺寸？

答：基本尺寸（孔用D、轴用d表示）是设计给定的尺寸，它是根据零件的强度、刚度、结构和工艺等要求确定并进行圆整的尺寸；基本尺寸是极限尺寸的基数。极限尺寸是允许尺寸变动的两个界限，其中较大的一个称为最大极限尺寸（孔用Dmax、轴用dmax表示），较小的一个称为最小极限尺寸（孔用Dmin、轴用dmin表示）。极限尺寸可以大于、小于或等于基本尺寸。

5．什么是尺寸偏差、上偏差和下偏差？

答：尺寸偏差是某一尺寸减去基本尺寸所得的代数差。最大极限尺寸减去基本尺寸所得的代数差为上偏差（孔用ES、轴用es表示），最小极限尺寸减去基本尺寸所得的代数差为下偏差（孔用EI、轴用ei表示），上、下偏差统称极限偏差。 6．什么是尺寸公差？

答：尺寸公差（简称公差孔,用Th、轴用TS表示）是允许尺寸的变动量。公差等于最大极限尺寸与最小极限尺寸之代数差的绝对值，也是上偏差与下偏差之代数差的绝对值。 7．例一内孔尺寸为Φ20-0.05,请问它的基本尺寸、最大极限尺寸、最小极限尺寸、上偏差和下偏差各是多少？

解：Dmax=D＋ES=20+(+0.10)=20.10 Dmin=D＋EI=20+(-0.05)=19.95 Th=ES-EI=(+0.10)-(-0.05)=0.15

答:该尺寸的基本尺寸为20,最大极限尺寸为20.10,最小极限尺寸为19.95,公差为0.15。 8．什么是孔和轴？什么是配合？ 答：孔通常指工件的圆柱形外表面，也包括非圆柱形外表面，轴通常指工件的圆柱形外表面，

也包括非圆柱形外表面。配合是指基本尺寸相同，相互结合的孔和轴公差带之间的关系。

9.什么是公差带？

答：在公差图解中，表示上、下偏差的两条直线之间的那段区域。

+0.10

10．配合共有几种？各自的定义又是什么？

答：配合有过盈配合、间隙配合和过渡配合三种。孔的公差带在轴的公差带之下为过盈配

合，孔的公差带在轴的公差带之上为间隙配合，孔的公差带与轴的公差带相互交叠为过渡配合。

11．什么是基孔制和基轴制？ 答：孔的公差带不变，改变轴的公差带而获得不同配合的方法叫基孔制，轴的公差带不变，

改变孔的公差带而获得不同配合的方法叫基轴制。

三．焊接常识：

1． 焊接是怎样分类的？我公司常用的几种焊接各属于哪类焊接？ 答：焊接分类如下图：

常 用 焊 接 方 法

熔 化 焊压 力 焊

钎 焊

气

焊

电弧焊电渣焊

等离子弧焊

电子束焊

激光焊

铸焊锻焊

电阻焊摩擦焊

压力气焊

冷压焊

超声波焊

高频焊爆炸焊软钎焊硬钎焊

手工电弧焊埋弧自动焊气体保护焊

对焊缝焊点焊

1. 熔化焊是利用某种焊接热源将被焊金属的连接处局部加热到熔化状态,通过冷却结晶过程把被焊接的金属牢固连接起来的焊接方法.

2.压力电阻焊是利用电流通过焊件及接触处所产生电阻热,将焊件局部加热到塑性或熔化状态,然后在压力下形成焊接接头的焊接方法.

3.钎焊是利用熔点比焊件低的钎料作填充金属,适当加热后钎料熔化而将处于固态的焊件连接起来的焊接方法.

下面将我公司所常用的氩焊、气焊、碰焊介绍如下： 1． 氩焊

氩焊隶属于熔化焊下的电弧焊中的气体保护焊，气体保护焊是利用某种气体作为保护介质的一种电弧焊。氩焊又名氩弧焊，它是以氩气为保护气体。氩弧焊使用的电极有两种，一种是与被焊金属成份相近的金属丝，称为熔化极，既作电极又作填充金属。另一种是不熔化的钨极，如果焊缝需要填充金属就另外加金属丝。我公司一般是点焊方式，基本上不须加金属丝。氩气

是一种惰性气体，它可以保护电极和熔化金属不受空气的有害作用。在高温下氩气不与金属起化学反应，也不溶于金属，因此氩气保护作用良好，焊接质量高。但氩弧焊一般只限于在室内进行焊接，因为有风时将破坏保护气流。 2． 气焊

我们通常所叫的气焊严格来讲应该是错误和不专业的。钎焊是利用熔点比焊件低的钎料作填充金属，适当热后钎料熔化而将处于固态的焊件连接起来的一种焊接方法。根据钎料熔点的不同，钎焊可分为软钎焊和硬钎焊两类。软钎焊钎料熔点在4500C以下，接头强度较低，一般抗拉强度不超过70MPa（相当于每平方毫米承受7.1公斤拉力）常用的钎料是锡、铅合金，所以通称锡焊。硬钎焊钎料熔点在 4500C以上，接头强度较高，一般抗拉强度为200MPa（相当于每平方毫米承受20.4公斤拉力）以上。属于这类的钎料有铜基、银基和镍基钎料等。硬钎焊主要用于受力较大的钢铁和铜合金构件的焊接以及工具、刃具的焊接。我公司主要采用其中的铜基和银基钎料焊接。钎焊过程中，一般都需要使用溶剂（也称钎剂）。其作用是清除被焊金属表面的氧化膜及其它杂质，改善钎料流入间隙的性能（即润湿性）；保护钎料及焊件不被氧化，对钎焊质量影响较大。硬钎焊溶剂较多，主要是由硼砂、硼酸、氟化物、氯化物等组成，应根据钎料种类选择使用。 3． 碰焊

我们所使用的碰焊实际上属于压力焊中的电阻焊下的对焊。对焊又分电阻对焊和闪光对焊，我公司的所谓碰焊就是采用这两种对焊方式。 1．电阻对焊 将两个工件装夹在对焊机的电极工装当中，先施加预压力使两工件端面压紧，然后通电，电流通过工件和接触端面时产生电阻热将工件接触迅速加热到塑性状态（对碳钢来说约为1000~12000C），再向工件施加压力并同时断电，使高温端面产生一定的塑性变形而焊接起来。电阻对焊操作简单，接头比较光滑，但焊前应很好地加工和清理端面，否则易造成加热不匀。另外，高温端面易发生氧化夹渣，质量不易保证，一般仅用于断面简单，直径或边长小于20mm和强度要求不太高的工件。我们的灯杆大都先采用这种方式焊接后再用钎焊加固。

2．闪光对焊 将两工件端面稍加清整，夹在电极工装内，通过并使两工件逐渐接触，因两工件表面不平，首先只是某些点接触，强电流通过时这些点即被迅速加热熔化，在电磁力的作用下，液体金属发生爆破，以火花形式从接触处飞出，形成“闪光”，此时应继续送进工件，保持一定闪光时间，待焊件端面全部被加热熔化时，迅速对焊件加压并切断电流。焊件即在压力下产生塑性变形而焊接在一起。闪光对焊常用于重要工件的焊接，可焊相同金属，也可焊异种金属。我们的螺钉就是采用这种对焊焊接到主体上去的。 四．金属切削加工

切削加工是用刀具从毛坯(或型材)上切除多余的材料,以便获得形状、尺寸精度和表面质量等符合要求的零件加工过程。

机加工是通过工人操纵机床来完成

切削加工的。主要方法有车、钻、刨、铣、磨和齿轮加工等。 1． 切削运动与切削用量 1.1.切削运动

机械零件的形状虽然很多,但分析起来不外乎是由几种主要表面组成。即外面、内圆面、平面及成形面。因此，只要能对这几种表面进行加工厂就基本上能完成所有机械零件的加工。

外圆面、内圆面——以某一直线为母线，以圆轨迹作旋转运动所形成的表面。 平面——以一直线为母线，以另一直线为轨迹作平移运动所形成的表面。

成型面——以曲线为母线，以圆或直线为轨迹作旋转或平移运动所形成的表面。 上述各种表面可分别从下图所示的相应加工方法中获得。

由图可知,要对这些表面进行加工,刀具必须有一定的相对运动,即切削运动。切削运动包括主运动（图中Ⅰ）和进给运动（图中Ⅱ）。主运动是切下切削最基本的运动，进给运动是使材料层不断投入切削，从而加工出完整表面所需的运动。

各种切削加工方法都是为了某种表面而发展起来的。因此，也都有其特定的切削运动。切削运 动有旋转的、也有直行的、有连续的、也有间歇的。 车床————工件旋转（主运动）、刀具进给。 钻床————刀具旋转和直线进给。 铣床————刀具旋转（主运动）、工件进给。 刨床————刀具直线运动、工件直线进给

1.2切削用量

切削用量用来表示切削运动中各个量的大小。例如车外圆时，要决定车床主轴的转速，刀具

切入工件的深度和纵向送进快慢。切削用量包括切削速度、进给量和切削深度三个要素。

在单位时间内，工件和刀具沿主运动方向的相对位移。单位是m/min或m/s。若主运动为旋转运动时，其切削速度 υ＝πＤn ( m/min ) 或 υ= ( m/s )

1000*60

1000

b.进给量（ f ）

在主运动一个循环内，刀具和工件之间沿进给方向相对运动的位移，即为进给量。例如在车床工作中，进给量为工件每转一转刀具移动的距离，单位是mm/r. c.切削深度（ ap ）

切削过程中，在工件上将出现待加工表面、加工表面和已加工表面，如上图所示。待加工表面和已加工表面的垂直距离即为切削深度，单位是mm。 1．3刀具材料与车刀的几何形状 2.刀具材料

刀具材料主要是指刀具切削部分的材料。刀具能否胜任切削工作，不仅取决于刀具的几何角度，还决定于刀具材料的性能。因此，刀具材料也是直接影响生产率、加工质量和成本的因素之一。

2． 1刀具材料的基本要求

在金属切削过程中，刀具除在高温下进行切削加工外，还要承受较大的压力、摩擦、冲

击和振动等，因此刀具材料应具备以下基本要求：

1． 硬度必须高于工件材料的硬度，一般要求在HRC60以上。 2． 有足够的强度和韧性，以承受切削力、冲击和振动。 3． 有较好的耐磨性，以抵抗切削过程中的磨损。

4． 有较高的热硬性，即在高温时仍保持刀具的切削能力而不软化。 5． 常用的刀具材料

a. 碳素工具钢：是一种优质高碳钢。淬火后回火硬度达HRC63~65，刃中锋利，价格便宜。但淬透性差，易变形及开裂，且热硬性低（约为2000C ）目前只用来做一些尺寸小的手动和低速切削工具，如锉刀、手锯条、丝锥等。常用牌号有T8、T8A、T10、T10A、T12、T12A等。

b. 合金工具钢：是在碳素工具钢中加入适当的合金元素（Cr、Si、Mn、W、V等）因而与碳素 工 具钢相比，淬透性好，热处理变形小，由于含有较硬的碳化物（Cr、W、V碳化物）硬度为HRC63~66，耐磨性也有所提高。因此可用于制造面积较大，要求热处理变形小和耐磨性较好的低速或手动工具。如铰刀、板牙等。常用的牌号有9SiCr、CrWMn等。

c. 高速钢：是一种含W、Cr、V等合金元素的合金工具钢。淬火后回火硬度为HRC63-70，热硬

b.进给量（ f ）

在主运动一个循环内，刀具和工件之间沿进给方向相对运动的位移，即为进给量。例如在车床工作中，进给量为工件每转一转刀具移动的距离，单位是mm/r.

c.切削深度（ ap ）

切削过程中，在工件上将出现待加工表面、加工表面和已加工表面，如上图所示。待加工表面和已加工表面的垂直距离即为切削深度，单位是mm。

1．3刀具材料与车刀的几何形状

2.刀具材料

刀具材料主要是指刀具切削部分的材料。刀具能否胜任切削工作，不仅取决于刀具的几何角度，还决定于刀具材料的性能。因此，刀具材料也是直接影响生产率、加工质量和成本的因素之一。

2． 1刀具材料的基本要求

在金属切削过程中，刀具除在高温下进行切削加工外，还要承受较大的压力、摩擦、冲

击和振动等，因此刀具材料应具备以下基本要求：

1． 硬度必须高于工件材料的硬度，一般要求在HRC60以上。

2． 有足够的强度和韧性，以承受切削力、冲击和振动。

3． 有较好的耐磨性，以抵抗切削过程中的磨损。

4． 有较高的热硬性，即在高温时仍保持刀具的切削能力而不软化。

5． 常用的刀具材料

a. 碳素工具钢：是一种优质高碳钢。淬火后回火硬度达HRC63~65，刃中锋利，价格便宜。但淬透性差，易变形及开裂，且热硬性低（约为2000C ）目前只用来做一些尺寸小的手动和低速切削工具，如锉刀、手锯条、丝锥等。常用牌号有T8、T8A、T10、T10A、T12、T12A等。

b. 合金工具钢：是在碳素工具钢中加入适当的合金元素（Cr、Si、Mn、W、V等）因而与碳素 工 具钢相比，淬透性好，热处理变形小，由于含有较硬的碳化物（Cr、W、V碳化物）硬度为HRC63~66，耐磨性也有所提高。因此可用于制造面积较大，要求热处理变形小和耐磨性较好的低速或手动工具。如铰刀、板牙等。常用的牌号有9SiCr、CrWMn等。

c. 高速钢：是一种含W、Cr、V等合金元素的合金工具钢。淬火后回火硬度为HRC63-70，热硬

性可达5600C 。强度、韧性和工艺性能均较好，磨出的切削刃比较锋利。高速钢适合制造各

种刀具，特别适合于制造形状复杂的刀具。如钻头、丝锥、铰刀、成形刀具、铣刀等。W18Cr4V

是国内使用最为普遍的刀具材料。

d. 硬质合金：是用高硬度的难熔金属碳化物（WC、TiC等）和金属粘结剂（Co、Mo等）粉末，经过高温烧结而成的粉末冶金制品。硬质合金硬度很高（HRC70~80），耐磨性也很好，耐热性为8000C~10000C 。因此，切削速度可比高速钢高4~10倍。但它的脆性大，抗弯强度低、抗振动、冲击能力以及工艺性也较差，一般都制成各种型式的刀片，焊接或机械夹固在车刀、刨刀、端面铣刀的刀体上。常用的硬质合金有两大类：

1. 钨钴类（YG）：由WC和Co 组成。钨钴类硬质合金韧性较好，但是切削韧性材料时耐

磨性较差，因此它适合于加工铸铁、黄铜等脆性材料。常用牌号有YG3、YG6、YG8。其中

数字表示Co的百分率，Co的含量少时较脆性较耐磨。

2. 钨钛钴类（YT）：由WC、TiC和Co组成。它硬度比钨钴类高 ，耐热性好，并且在切削

韧性材料时较耐磨，但韧性较小，故适合加工钢件。常用牌号有YT5、YT15、YT30等。其

中数字表示TiC的百分率，TiC 的含量越多、韧性越小，耐磨性和耐热性越高。

除上面介绍的刀具材料外，还有些新型高生产率、高性能的刀具材料，如陶瓷刀具材料、

高性能高速钢、新型硬质合金、人造金刚石和立方氮化硼等。

3．刀具的结构及几何形状

3．1．刀具切削部分的组成：刀具由刀头和刀体组成。刀头是刀具的切削部分，它包括有前刀面、后刀面（主、副）、切削刃（主、副）和刀尖等。如下图所示。

车刀钻头

前刀面：切削沿着它流出的表面。

主后刀面：切削时与工件的加工表面相对的表面。

副后刀面：切削时与工件的已加工表面相对的表面。

主切削刃：前刀面与主后刀面的交线，担负主要切削任务。

副切削刃：前刀面与副后刀面的交线，起辅助切削任务。

刀尖：主切削刃与副切削刃的交点。为增加刀尖强度，常将刀尖磨成圆角或直线，形成过渡刃。

3．2.切削部分的坐标平面

为了确定上述各刀面和各刀刃的空间位置，研究刀具的几何角度，首先要规定三个互相垂直的坐标平面，如下图所示。

a. 基面：通过主切削刃上某一点，与该点切削速度方向垂直的平面。

b. 切削平面：通过主切削刃上某一点，与该点加工表面相切的平面，它包含切削速度。

c. 主剖面：通过切削刃上某一点，与主切削刃在基面上的投影垂直的平面。

3． 3车刀部分的主要角度

3．3．1.在主剖面内测量角度

a. 前角A ,前角有三种情况：基

面在前刀面之上为正前角,基面在前刀面之下为负前角；基面与前刀面重合前角为0。合理地增

大前角，使主刀刃锋利，切削轻快省力。但前角过大将会削弱刀刃和刀头的强度，减少散热体

积，降低刀具耐用度，甚至造成崩刃。因此切削塑性材料取较大前角，切削脆性材料应取较小

b.后角B 之间的磨擦；但是后角过大会削弱刀刃和刀头的强度，减少散热体积，降低刀具耐用度，甚至

造成崩刃。因此，当加工塑性材料和精加工时后角取大些。通常硬质合金的后角可在6~120之

3．3．2.在基面内测量的角度

a.主偏角C 径向力减小，有利于消除振动。但刀具磨损加快，散热性能下降。因此，加工细长轴时取

000。

b.副偏角D 件已加工面的磨擦，但副偏角过大会影响表面粗糙度。因此副偏角在粗加工时可取大些；在

精加工时应取小些。通常在5~100之间选取。

3．3．3.在切削平面内测量的角度

刃倾角E 刃倾角有三种情况：刀尖是主切削刃的最低点为负

刃倾角；刀尖是主切削刃的最高点为正刃倾角；主切削刃与基面平行时刃倾角为0。刃倾角

的主要作用是控制切削流出方向、主切削刃强度和散热体积。当其为正时切屑流向工件待加

工表面，主切削刃强度差，散热条件差：当刃倾角为负时，切屑流向工件的已加工表面，主

切削刃强度高、散热条件较好；刃倾角为0时切屑从垂直于主切削刃方向流出。因此，粗加

工时常用负刃倾角；精加工时应选用正刃倾角或0。硬质合金脆性大，刃倾角应小些，通常

4． 金属切削过程

4．1切屑的种类

切削过程实际上是切屑形成的过程。当刀具切入塑性金属时，被切削层的材料将发生弹性变

形和塑性变形，最后破裂而形成切屑，沿着刀具的前刀面流出。由于工件材料的性能、刀具

4．2切削刀

4．2．1主切削力

垂直于水平面的分力。在切削过程中当主切削力增大超过机床本身动力时，便会出现“闷车”

现象。因此，主切削力是设计夹具的依据，也是计算刀杆、刀头强度和选择切削用量的依据。

4．2．2径向力

是垂直于进刀方向的分力。在切削过程中，作用在工件上的径向力有把工件顶弯的趋势。

4．2．3轴向力

是作用于进给方向的分力。

4．2．4影响切削力的因素

切削力的大小随着工件材料、加工条件不同而变化，其主要影响因素有：

a. 大。

b. 切削深度和进给量增加时切下的金属愈多，切削力愈大。

c. 前角与后角对切削力影响最大，前角愈大，切屑变形小，容易流出，所以

切削力减小。后角愈大，刀具后刀面与工件的磨擦减小，所以切削力也减小。改变主偏角

的大小，可以改变轴向力的比例，减小工件的弯曲变形等。

4.3切削热

在切削过程中，由于绝大部分的切削力都转变成热能，所以有大量的热产生，这种热叫切削热。

其来源主要有三个方面：一是切屑变形所产生的热；二是切屑与前刀面磨擦所产生的热；三是

工件与后刀面之间的磨擦所产生的热。

5． 刀具刃磨实例

因本公司属小五金加工，切削加工工艺比较简单，所以对刀具角度的要求也不高；下面就我们使用较多的钻头列举几个实例供大家参考（此例仅为个人之经验）。

标准麻花钻自定心扩孔钻薄板钻斜坡钻

五．板料冲压知识

板料冲压是利用冲模使板料分离或变形的加工方法。这种加工方法通常是在冷状态下进行的，所以又叫冷冲压。只有当板厚迢过8~10mm时才采用热冲压。

5．1．板料冲压的特点是：

1．可冲压形状复杂的零件，废料较少。

2．产品具有足够高的精度和较低的粗糙度、互换性能好。

3．能获得重量轻、材料消耗少、强度和刚度较高的零件。

4．操作简单，生产效率高，故成本较低。但冲模成本较高，所以只有在大批量生产的条件下才能显示其加工方法的优越性。

板料冲压所用的原材料，特别是冲压空杯状和钩环状等成品时，必须有足够的塑性。常用的金属材料有低碳钢、高塑性合金钢、铜、铝、镁及其合金等。另外还有非金属材料如石棉板、硬橡胶、绝缘纸、青壳纸和纤维板等。

5．2．冲压设备

1．剪床（俗称剪板机）：剪床的用途是把板料剪成一定宽度的条料，以供下一步冲压工序用。 常见的剪床有斜刃剪床和平刃剪床。

2．冲床（又称曲柄压力机）：除剪切工作外，冲压工作主要在冲床上进行。冲床按床身结构的不

同可分为开式冲床和闭式冲床两类。单柱冲床即为开式冲床之一种。本公司所用的冲床95%是单柱开式冲床。开式冲床的吨位为6.3~ 200吨,闭式冲床为100~3150吨。

5．3．板料冲压的基本工序

板料冲压的基本工序可分为分离工序和变形工序两大类。

5．3． 压的毛坯。

冲孔是为了冲击中间废料，周边为所需的材料。为了减小切断面粗糙度，凸模与凹模刃口必须锋利，二者之间的间隙要均匀一致，单边间隙一般取坯料的5~10%。在落料前应考虑工件合理地排列在板料上而使废料最少。为了获得较光洁的切口断面以及减少毛刺和歪曲，应该用有搭边排样法。

整时坯料的余量以切屑形成被去除。

Ⅳ Ⅴ

Ⅵ 5．3．2使坯料的一部分相对于另一部分产生位移而不破坏的工序。如弯曲、拉深、成形和翻边等。

Ⅰ受压，外层受拉。为防止外层拉裂，弯曲最小半径（冲头圆角半径）不能太小，一般Rmin=（0.25~1）T , T为坯料厚度。弯曲时还应注意板料的纤维组织方向，落料排样时应尽可能使弯曲线与坯料纤维方向垂直，若弯曲线与纤维方向一致，则容易产生破裂，此时可用增大最小弯曲半径来避免。当弯曲完毕，凸模回程时工件所弯角度由于材料弹性变形的恢复而略有增加，称为回弹现象。一般回弹角约为0~100，因此在设计弯曲模具时应考虑到它的影响。 Ⅱ各个小单元体之间产生了相互作用的内应力，径向为拉应力，切向为压应力。在这两个方向力的共同作用下，凸缘部分的材料产生塑性变形，径向伸长，切向压缩，且不断被拉入凹模中变为筒壁，最后得到开口的空心件。 A．起皱：拉伸时坯料的凸缘区出现波纹状的皱褶称为起皱，起皱是一种受压失稳现象。 起皱产生的原因：凸缘部分是拉伸过程中的主要变形区，而该变形区受最大的切向压应力作用，其主要变形是切向压缩变形。当切向压应力较大而坯料的相对厚度T/D（T为料厚、D为坯料直径）又较小时，凸缘部分的料厚与切向应力之间失去了应有的比例关系，从而在凸缘的整个周围产生波浪形的连续弯曲，这就是拉伸时的起皱现象。通常起皱首先从凸缘的外缘发生，因为这里的切向压应力最大。出现轻微起皱时凸缘区的板料仍有可能全部拉入凹模内，但起皱部位的波峰在凸模与凹模之间受到强烈的挤压，从而在拉伸件的侧壁靠上部位将出现条状的挤光痕迹和明显波纹。起皱严重时，拉伸便无法顺利进行，这时起皱部位相当于板厚增加了许多，因而不能在凸模与凹模之间顺利通过，并使径向拉应力急剧增大，继续拉伸时将会在危险断面处拉破。

（1）影响起皱的主要因素：一为坯料相对厚度T/D，坯料的相对厚度越小，拉伸变形区抵抗失稳能力越差，因此就越容易起皱，反之就越不容易起皱。二为拉伸系数m。根据拉伸系数m=d/D可知，拉伸系数越小，拉伸变形程度越大，拉伸变形区内金属的硬化程度也越高，因而切向压应力相应增大。另一方面，拉伸系数越小，凸缘变形区的宽度相对越大，其抵抗失稳的能力就越小，因而越容易起皱。三是拉伸模工作部分的几何形状与参数，凸模和凹械模圆角及凸、凹模之间的间隙过大时坯料容易起皱。

（2）控制起皱的措施：为了防止起皱最常用的方法是在拉伸模具上设置压料装置，使坯料凸缘区夹在凹模平面与压料圈之间通过。 B．拉裂

(1)拉裂产生的原因：在拉伸过程中，由于凸缘变形区应力应变很不均匀，靠近外边缘处坯料压应力大于拉应力，其压应变为最大主应变，坯料有所增厚；而靠近凹模孔口的坯料拉应力大于压应力，其拉应力为最大主应变，坯料有所变薄。因而当凸缘区转化为筒壁后，拉伸件的壁厚就不均匀，口部增大，底部减小，壁部与底部圆角相切处变薄最严重。变薄最严重的部位成为拉伸时的危险断面，当筒壁的最大拉应力超过了该危险断面

材料的抗拉强度时，便会产生拉裂。另外，当凸缘区起皱时，坯料难以或不能通过凸、凹模间隙，使得筒壁拉应力急剧增大，也会导致拉裂。 (2)控制拉裂的措施

生产实际中常用适当加大凸、凹模圆角半径、降低拉伸力、增加拉伸次数、在压料圈底部和凹模上涂润滑剂等方法来避免拉裂的产生。

Ⅲ.成型 ：是利用局部变形使坯料或半成品改变形状的工序。它包括翻孔、翻边、扩口、缩口、起

伏、卷缘、胀形、旋压、整形和校平等工序。

5．4．冲压模具的分类

序。简单模结构简单，制造方便，但生产率低，所以只适合中、小批量的生产。连续模是冲床在一次冲程内，在模具不同部位上同时完成数道冲压工序的模具。连续模生产率高，适合大批量、形状较简单、尺寸不大、精度要求不高的冲压件的生产。复合模是在冲床的一次冲程内，在模具的同一部位上同时完成数道工序的模具。它的最大特点是模中有一个凸凹模，凸凹模的外形是落料凸模，内形是拉深凹模。复合模具有较高的生产率，适合生产批量大，精度高的冲压件生产。 6．本公司常用螺纹知识 Ⅰ． 螺纹的概述：

螺纹主要有连接、紧固及传动作用，因制造方便，通用性强而广泛采用。公称直径、牙型、导程（螺距）、头数、旋向等五大要素。国际上各国的螺纹标准除英、美外基本上是统一的，所以螺纹根据标准主要分为：公制及英制两大体系。我们公司所用的螺丝主要是国标普通三角螺纹和英制惠氏螺纹;下面将这两种螺纹作个简单的介绍。 Ⅱ. 普通三角螺纹：

国标普通螺纹标准有粗牙和细牙之分。国标普通三角螺纹牙形角为600，单位为mm。螺纹代号用“M”表示。我公司常用的是细牙的国标普通三角螺纹。

如：M10*1—L—6H

注解：第一个英文字母表示牙形代号，后面一组数字表示公称直径。乘号后面的数字表示螺距；当螺纹为粗牙时，乘号及螺距不需标注。“L”代表左旋螺纹，右旋时不需标注。杠号后面的数字加字母表示螺纹公差等级。

普通三角螺纹攻牙前底孔直径的计算方法：p

P>1时，d=D－（1.04~1.06）P D为公称尺寸。 Ⅲ. 英制螺纹：

英制惠氏螺纹也有粗牙和细牙之分。英制惠氏螺纹牙形为三角形,螺纹牙形角为550，单位为in。我公司常用的是细牙的英制惠氏螺纹螺纹。

如：1/4－20

注解：前一组分数表示公称直径。杠号后面的数字表示每英牙数；当螺纹为粗牙时，每英寸牙数不需标注。“L”代表左旋螺纹，右旋时不需标注。 惠氏螺纹攻牙前底孔直径的计算方法：

加工铸铁及青铜时，d=25（D－1/n）

加工钢及紫铜时， d=25（D－1/n）+(0.1~0.2) 注:D为公称尺寸,n为每英寸牙数。

6． 识图的基本常识 6．1零件的投影

我们生产中所用的图纸是通过零件在三个方向的正投影所绘制出来的，如下图所示：

直线和点在三个投影面中的投影

D,CEP,B

N,MC,MB

PL

D,N

俯视方向

J,I

D

N

C,B

M

L,AJHG

A

左视图

J

Q

主视图

R

K

GH,R

I

俯视图

L

左视方向

F,R

如上图可知，将零件正投影到三个互相垂直的平面后，通过将右边和下边的面旋转900使三个面处于同一平面后，可得到右边所示的视图。这就是通常所说的三视图。它们分别是主视图、左视图和俯视图，其对应长度关系是：“长对正、高平齐、宽相等。”要熟练识图必须先理解点、直线及平面在三视图中的投影原理及特性。 6．1．1直线在三投影面的投影

空间直线由于对三投影面的相对位置不同，其三面投影也不同，一般可分为三种：一般位置直线、投影面平行线 、投影面垂直线。

1．一般位置直线 与三个投影面上均处于倾斜位置的直线称为一般位置直线，如上图中的直线JG。它的投影特性是在三个投影面上的投均为倾斜的线且线长小于实长。

2．投影面平行线 平行于一个投影面同时倾斜于其余两个投影面的直线称为投影面平行线，如上图中的直线LJ，IH，GQ等。这类线的投影特性是在所平行的投影面上的投影是一条斜线，反映实长，其余两个投影面上的投影是横平线或竖直线且小于实长。

3．投影面垂直线 垂直于一个投影面，同时以平行于其余两个投影面的直线称为投影面垂直线，如图中的直线CD、MN、FR等。这类线的投影特性是在所垂直的投影面上的投影聚成一点，其余两投影面上的投影是横平线或竖直线且反映实长。 6．1．2平面在三个投影面的投影

空间平面由于对三个投影面的相对位置不同，一般可分为三种：一般位置平面、投影面垂直面投影面平行面。

1．一般位置平面 对三个投影面均处于倾斜位置的平面，如上图中的LPQGJ平面。它的投影特性是：在三个投影面上的投影均是与原形相类似的面形，但不反映实形。

2．投影面垂直面 垂直于一个投影面对其余二投影面均处于倾斜位置的平面称为投影面垂直面，如上图中的平面ABPL、JGHI、EFND。这类线的投影特性是：一、在与平面垂直的投影面上，其投影积聚成一条斜线；二、在另外两个投影面上的投影仍为平面，其形状与原形相似，但小于实形；

3．投影面平行面 平行于一个投影面，对其余二投影面均处于垂直位置的平面称为投影面平行面，如上图中的平面CDNM、EFRHCQ、ALJIK。这类线的投影特性是一、在与平面平行的投影面上的投影为面形，且反映实形。二、在另外两个投影面上的投影积聚成横平线或竖直线。

6．2截交线、相贯线、过渡线

零件是由一些基本几何体组成的，但由于结构的需要，对某些几何体要切去一部分，某些几何体需要彼此相交在一起。这样零件表面就会产生各种交线。这些交线大致可分为截交线、相贯线和过渡线三种。 6．2．1平面立体的截交线

由直线平面围成的立体称为平面立体。平面立体上相邻表面的交线称为棱线。常见的平面立体有棱柱和棱锥两种。棱柱的侧棱彼此平行；棱锥的侧棱相交于一点。平行于棱锥体底机面切断后剩下的部分称为棱台。

1．平面立体的切断 基本几何体被平面切断后称为截断体。用来切断几何体的平面称为截平面，截平面与几何体截交时产生的表面交线称为截交线，由截交线所围杨的平面称为截面。

正五棱柱截断在三投影面上的截交线

a.截平面与上下底面平行,截面为正五边形.

b.截平面截断五条棱,截面为五边形.

c.截平面截断六条棱,截面为六边形.

d.截平面截断四条棱,截面为四边形.

e.截平面截断三条棱,截面为三边形.

f.截平面与侧棱平行,截面为矩形.

由上图可知，平面体的截面一定是一个封闭的多边形，截面的各顶点一定是截平面与棱柱或棱锥被截各棱的交点。这就是说立体被截几条棱，那么截面就是几边形。因此，求平面立体的截交线，其实质就是求截平面与平面立体上被截各交点，然后依次连接而得。

例 已知正五棱柱被正垂面P截断，求截面的三面投影，如下图。

分析：下五棱柱各侧棱都被正垂面P截断，其截面必为一个封闭的五边形，其顶点就是各侧棱与截平面的交点。

作图方法如下图：

B

2．圆柱体的截交线

平面截切圆柱可得的截交线有三种，如下表所示。

截面位置立 体 图

平 行 轴 线垂 直 轴 线倾 斜 轴 线

投影 图

说明

截平面平行于轴线,截交线是平行轴线的两条直线.两直线的距离为切平面与圆周两交点的距离.

截平面垂直于轴线,交截线为圆.

截平面倾斜于轴线,截交线为椭圆.其大小与截切平面的倾斜面度有关.

在实际应用中，往往比上述的单一截切要复杂，但作图的基本方法不变，如下图。

3．圆体的开槽和打孔。球体被任意的平面切割后其截交线都是圆。通常取平面平行于某一投影面，此时截交线在该投影面上的投影是圆且反映实形（若该圆倾斜于投影面则投影为椭圆），另两投影面上的投影积聚成直线，该线段长度等于圆的直径，随着截平面对球的截切位置不同，直线段的长度也就不同，也就是圆的直径不同。如下图所示。

4．圆柱体与圆柱体正交的相贯线

两圆柱体的轴线垂直相交这种情况在零件上是经常出现的。两相交几何体的表面交线称为相贯线，由于圆柱体的直径变化，它们的相贯线形态也就变化。现就常见的几种情况简介如下。 Ⅰ.等径圆柱外相贯线

:

Ⅱ.等径圆柱内相贯线

:

Ⅲ.不等径圆柱外相贯线

:

Ⅳ.不等径圆柱内相贯线

:

5.过渡线

铸造或锻造而成的零件,在两表面的相交处都是圆角,所以两表面的交线轮廓不很明显,这种表面的交线称为过渡.过渡线与表面交线的画法相同,只是其两端不与轮廓线接触,如下图

.

6．3剖视图和剖面及其规定画法。

零件的外部形状用基本视图和辅助视图表达，零件的内部结构形状和某些断面则用剖视和剖面来表达。

6．3．1剖视图

在基本视图中，零件内部看不见的结构形状用虚线表示，如下图，如果零件的内部结构形状复杂，图上的虚线就会很多，这就可能出现前后轮廓线重叠，造成层次不清和虚线交错的现象，从而影响图形清晰，增大看图难度。为避免上述现象，故采用剖视的方法来表达零件的内部结构形状。

一般视图

虚线表示

剖视图

1．剖视的意义 剖视就是假想用剖切面在零件的适当部位外剖切开，把处于观察者和剖切面之间的部分移去，将剩余部分向投影面投影，这种方法称为剖视，所得的图形为剖图。如上图右图。

2．剖面符号 剖视图中的剖面符号不仅用来表示零件的实心和空心之别，同时还表示该零件的材料类别。常用材料的剖面符号如下表所示。

木材

线圈绕组元件木质胶合板

非金属材料型砂、填砂、粉末冶金、砂轮、硬质合金等。

玻璃及供观察用的其它透明材料

钢筋混凝土

砖

液体

6．3．2剖视图的种类

剖视图分全剖视图、半剖视图和局部剖视图三种。 1．全剖视图 用剖切平面完全将零件剖开后所得的剖视图称为全剖视图。全剖视图主要用于内形复杂外形简单的零件。为了表达各种不同情况的内部结构形状，可以采用不同形式的剖切平面（剖切方法）来得到全剖视图。

Ⅰ.单一剖切平面 用一个剖切平面将零件完全剖开后所得到的图形,如下图所示

:

Ⅱ.两相交的剖切平面 用两相交的剖切平面(交线垂直于某一基本投影面)剖开的方法称为旋转剖,如下图所示

:

旋转剖主要用于轮盘灯零件的形状表达,也可用于非加转体零件的形状表达,但一定要有一个旋转中心轴。采用旋转剖时应该注意以下几点：

1）先假想按剖切位置剖开零件，然后将被倾斜剖切平面剖开的结构及其有关部分旋转到与选定的投影面平行后再进行投影。

2）必须标出剖切位置线和投影方向及字母。标注字母时，在剖切位置线起迄和转折处用相同大写字母标注，在对应剖视图上方标注“X—X”字样。

3）在剖切平面后的其它结构要素仍按原投影不变。

Ⅲ.几个平行的剖切平面 .阶梯剖主要用于零件的

内部结构层次排列的形状表达.

Ⅳ. 当零件上倾斜部分的内形在基本投影面上不能反映实形时,可以用与基本投影面不平行的剖切平面剖切,再投影到与剖切平面相平行的投影面上,这种方法称为倾斜剖,如下图所示:

向

采用倾斜剖切平面的剖切方法主要用于零件有倾斜结构的内形表达,作倾斜剖时应该注意以下几点: 1)应配置在箭头所指的方向,并与基本视图保持对应的投影关系.如上图中“B—B”剖视图的。

2)为合理利用图纸和方便画图,允许将“B—B”剖视图转正（旋转角度不得大于900）或置于其它适

合位置，此时需标明“X—X旋转”字样，如上图所示。

3）采用倾斜剖切方法的剖视图必须标注三项内容，如上图所示。

Ⅴ. 当零件的内部结构形状比较复杂,用旋转剖或阶梯剖仍不能完全表达清楚时,可

以采用上述几种剖切平面的组合来剖切零件, 采用复合剖切方法所画的剖视图必须标注三项内容。当采用连续几个旋转剖的复合剖时一般应采用展开画出，这时在对应剖视图上方应标注“X—X展开”字样，如下图所示。

展开

2．半剖视图

当零件具有对称平面时，可以在垂直于对称平面的投影面上，以点划线为界，半画成剖视，一半画成视图，这种组合的图形称为半剖视图。如下图所示：

半剖视图主要用于对称零件且内外形状均需表达，或零件局部形状不对称，且不对称部分已在其它视图表达清楚时，也可以用半剖视表达，画半剖视图时应注意以下几点：

1）半剖视图的半个剖视和半个视图之间一定要以细点划线为界。当分界线上出现轮廓线时不能作半剖。

2）零件的内部结构已经在半剖视图中表达清楚，它在半个视图中的虚线不必画出。

3．局部剖视图

用剖切平面剖开零件的一部分，以显示这部分的内部形状，并以波浪线表示剖切范围，这样的图形称为局部剖视图。局部剖视主要用于既要表达内部形状、以要表达外部形状的零件，对于不宜作半剖视图的对称零件也可作局部剖视图。画局部剖视图时应注意以下几点：

1）局部剖视图一般都配置在原来的视图上，剖视与视图之间以波浪线界。

2）波浪线是表示零件实体的断裂。所以波浪线不能空穿孔、槽而过，也不能超出图形轮廓线之外，

不能与图上轮廓线重合。

3）当被剖切的结构是加转体时，允许将该结构的中心轴线作为局部剖视与视图的分界线。

4）同一视图上局部剖视的数量不宜过多，以免图形过于破碎，反而不清晰。

示例如下：

6．3．3剖面图

剖面主要用于表达零件的断面形状。假想用剖切面将零件的某处切断，只画出其断面的真实形状，并画上剖面符号的图形称为剖面图。剖面分为移出剖面和重合剖面。如下图所示：

移出剖面重合剖面

完