第一章机械零件的精度

中职《机械基础》（多学时）教案绪论0.1机械的组成、机械零件的材料、结构和承载能力[课程名称]机械的组成、机械零件的材料、结构和承载能力[教材版本]栾学钢主编。

机械基础（多学时）。

北京：高等教育出版社，2010栾学钢主编。

机械基础（少学时）。

北京：高等教育出版社，2010[教学目标与要求]一、知识目标1、了解机械的组成2、了解机械零件的材料、结构和承载能力二、能力目标通过了解机械的组成、机械零件的材料、结构和承载能力，掌握机械的组成特点，以及满足使用条件下机械零件的材料、结构、尺寸和形状。

三、素质目标提高学生对机器基本知识的了解，保证设备正常运行，延长使用寿命。

三、教学要求1、了解组成、机械零件的材料、结构和承载能力，掌握机械的组成特点2、了解机械的基本知识，使设备能正常运行，延长使用寿命。

[教学重点]磨擦分类中的边界磨擦与混合磨擦的形成。

磨损种类中的疲劳磨损的形成机理和本科程的学习任务和要求。

[难点分析]机械的材料，失效、的强度定义[教学方法]讲授法、教师与学生互动法。

[学生分析]学生对机械了解得很少，讲课时要注意联系学生所见到的实用机械，分析机器的组成和结构，引起学生的兴趣和爱好，使学生爱上本课程，是讲好本课程的根本目的。

所以，善于理论联系实际，从学生的认知规律出发，是讲好本课程的关键。

【教学资源】1、机械基础网络课程。

北京：高等教育出版社，20102、吴联兴主编。

机械基础练习册。

北京：高等教育出版社，2010[教学安排]教学方法：以讲授为主，穿插互动、提问与设问，最后小结。

2学时（90分钟）[教学过程]一、导入新课以教材中图0－1或洗衣机为例来讲机械的组成。

二、讲授新课（一）机器的组成1．机器的组成如图0－1所示或洗衣机为例来讲机械的组成。

得出无论是哪一种机械，都是由4个组成的，即动力部分、传动部分、执行部分和控制部分。

2．机器的结构零件制造的最小单元。

构件运动的最小单元。

构件可以是一个零件，但更多的是多个零件的组合。

机械精度设计与测量相学一、机械精度设计1.1 机械精度的定义机械精度是指机械零件的尺寸、形状、位置和表面质量等几何特征与设计要求之间的差异程度。

它是反映机械零件质量优劣程度的重要指标。

1.2 机械精度设计的意义机械精度设计是保证产品质量的重要手段，它可以确保产品符合设计要求，达到预期目标。

同时，它还可以降低生产成本，提高生产效率和产品竞争力。

1.3 机械精度设计的方法（1）确定设计要求：根据产品使用环境和功能需求确定零件尺寸、形状、位置和表面质量等几何特征的设计要求。

（2）选择合适材料：根据零件使用环境和功能需求选择合适的材料，并考虑材料加工性能和成本等因素。

（3）制定加工工艺：根据零件几何特征和材料性能制定合适的加工工艺，包括加工方法、设备选择、刀具选择等。

（4）控制加工误差：通过采用合适的加工方法、设备和工艺控制加工误差，包括定位误差、形状误差、尺寸误差和表面质量误差等。

（5）检验零件精度：通过采用合适的测量方法和设备检验零件精度，包括形状精度、位置精度、尺寸精度和表面质量等。

二、机械精度测量2.1 机械精度测量的意义机械精度测量是保证产品质量的重要手段，它可以检验零件是否符合设计要求，发现加工误差并及时纠正，提高产品质量和生产效率。

2.2 机械精度测量的方法（1）选择合适的测量方法：根据不同几何特征和要求选择合适的测量方法，包括直接测量法、间接测量法、光学测量法等。

（2）选择合适的测量设备：根据不同几何特征和要求选择合适的测量设备，包括千分尺、游标卡尺、衡器等。

（3）掌握正确的操作技能：掌握正确的操作技能是保证机械精度测量准确性的关键，包括正确放置测量设备、正确读数、正确调整等。

（4）控制环境条件：机械精度测量受环境条件影响较大，应控制温度、湿度、光线等因素对测量结果的影响。

（5）分析和处理测量数据：通过采用合适的数据处理方法对测量数据进行分析和处理，得出准确的结论和判断。

三、相学3.1 相学的定义相学是研究材料中不同晶体或非晶体间关系的科学，主要研究材料中不同相之间的组成、结构和性质等。

机械零件的加工精度检测与控制随着工业化和现代化的发展，机械零件在各行各业中的应用越来越广泛。

无论是汽车、航空航天，还是电子设备，机械零件的精度都是至关重要的。

因此，对于机械零件的加工精度进行检测与控制变得非常重要。

一、加工精度的概念与重要性机械零件的加工精度简而言之，就是指零件的尺寸、形状、位置、表面质量等参数与设计要求的偏差。

加工精度越高，说明零件与设计要求越接近，表明零件的性能和品质更可靠。

而加工精度不合格，就会导致零件的功能失效甚至设备的故障。

二、加工精度检测方法在机械零件加工过程中，常用的加工精度检测方法有三种：工序检测、最终检测和过程控制。

1. 工序检测工序检测是在零件加工的每个环节中进行的，它旨在及时发现并纠正加工过程中存在的问题。

常见的工序检测方法包括光学投影仪、三坐标测量仪、形状测量仪等。

通过这些工具，操作人员可以及时发现尺寸、形状等方面的问题，并作出相应的调整，保证下一步加工的准确性。

2. 最终检测最终检测是指在机械零件全部加工完成后的一次检测。

通过采用高精度的测量仪器和设备，例如CMM（Coordinate Measuring Machine，三坐标测量仪）等，对零件的尺寸、形状、位置、表面质量等进行全面检测。

如果检测结果不符合要求，相关人员需要返工或者筛选出不合格的零件，以保证产品的质量。

3. 过程控制在机械零件加工的整个过程中，通过控制加工设备的参数和监测加工过程中的数据，可以实现对加工精度的控制。

例如，通过对切削力、切削转速、进给速度等参数的实时监测和控制，可以及时调整加工过程中的问题，提高零件的加工精度。

三、加工精度控制的现状与挑战虽然加工精度检测与控制在现代工业中已经得到广泛应用，但仍面临一些挑战。

1. 多种零件加工不同的机械零件具有不同的形状、材料和制造要求，因此对于不同的零件，需要采用不同的加工精度检测与控制方法。

如何在不同的加工环境中选择合适的检测与控制方法，是一个需要技术人员深入研究的问题。

技术信息机床加工精度机床的生产率和精度是重要的竞争方面。

然而，机床操作条件的快速变化使得提高生产率和精度变得困难。

在零件制造中，越来越小批量的生产必须经济且准确。

在航空航天工业中，粗加工过程需要最大的切削能力，而随后的精加工过程必须以最大的精度执行。

对于铣削高质量模具，粗加工时需要较高的材料去除率，精加工后必须获得优良的表面质量。

同时，为了在可接受的加工时间内实现所需的路径之间的最小距离，需要最大轮廓进给率。

考虑到制造过程中剧烈变化的操作条件，机床的热精度变得越来越重要。

特别是对于需要不断变化加工任务的小批量生产，无法达到热稳定状态。

同时，第一个工件的精度对于生产订单的盈利能力变得非常重要。

钻孔、粗加工和精加工操作之间的不断变化会导致机床热状态的波动。

在粗加工过程中，铣削速率增加到 80% 以上的值，而在精加工过程中达到低于 10% 的值。

越来越高的加速度和进给速率会导致直线进给驱动中的循环滚珠丝杠发热。

机床的热稳定性对于机床制造行业来说，避免工件受热引起的尺寸偏差的解决方案比以往任何时候都更加重要。

主动冷却、对称设计的机器结构和温度测量已经成为普遍做法。

热漂移主要由基于循环滚珠丝杠的进给轴引起。

滚珠丝杠上的温度分布会因进给速率和移动力而迅速变化。

在不带线性编码器的机床上，由此产生的长度变化（通常：20 分钟内 100 µm/m）会导致工件出现严重缺陷。

图1在平均进给速率为 10 m/min 的多道次铣削过程中加热循环滚珠丝杠。

此热成像快照显示温度为 25 °C 至 40 °C。

商羊进给驱动器的位置测量NC 进给轴的位置原则上可以通过滚珠丝杠与旋转编码器的组合来测量，也可以通过线性编码器来 测量。

如果滑块位置由进给丝杠的螺距和旋转编码器（图 2，顶部）确定，则滚珠丝杠必须执行两项任务：作为驱动系统，它必须传递大的力，但作为测量装置，它需要提供高精度值并重现螺距。

但是，位置控制回路仅包括旋转编码器。

第一篇机械精度设计与检测学习指导第一章绪论1.1 内容1.1.1 基本内容本章的学习目的：了解机械精度设计与检测课程的研究对象、内容、学习方法和特点。

掌握相关名词术语的定义、分类和概念，例如互换性、公差、检测和标准，以及相互之间的关系。

基本内容：机械产品的互换性、公差、检测、标准化、标准和优先数系的定义，适用范围及相关标准规定；检测的基本概念。

1.1.2 学习重点1. 机械精度设计的研究对象（1）互换性互换性是产品所具有的一种能力，国家标准GB/T 20000.1-2002《标准化工作指南第1部分：标准化和相关活动的通用词汇》给出互换性的定义是“广义地说，互换性是指一种产品、过程或服务代替另一种产品、过程或服务，能满足同样要求的能力。

”产品我们将之分成硬件产品和软件产品。

硬件产品是指看得见，摸得到的实物，机械产品即属于这一范畴。

软件产品是指过程或服务，属于思维、管理范畴，例如：商店、宾馆等的服务；软件程序；法律和法规等能够感知到，但用手接触不到。

机械产品的互换性具体是指“同一规格的零部件，按相同的技术要求制造，彼此能够相互替代使用，而且效果相同的性能”。

互换性的作用在制造、设计和使用与维修方面都具有很多优点和长处。

所以，互换性是机械产品现代化生产所遵循的加工原则。

互换性分为：完全互换性，即零部件在装配或更换时，不挑、不选、不修、不调既能达到的性能要求；不完全互换性，是指零部件按一定条件进行装配或更换，主要方法有分组装配法、调整装配法等。

（2）公差公差是指几何量的允许变动量。

机械零件的公差主要包括：尺寸公差、几何公差和表面粗糙度。

公差是机械精度设计的重要指标，是零件加工后产品是否合格的重要评价标准。

公差设计时，要全面考虑到产品的装配精度、加工工艺与定位、加工精度和检测方法等。

公差要求应正确地在图纸上表达。

公差是机械产品互换性的保证。

公差设计的原则是在满足产品的性能要求下，取大不取小，以获得最大的经济利益。

机械零件的几何精度与公差分析在机械制造领域，几何精度与公差是非常重要的概念。

几何精度是指零件在制造过程中所要求达到的几何形状和相对位置的精度，而公差则是指零件所允许的最大偏差范围。

本文将通过几个案例和分析，探讨几何精度与公差的关系，以及其在机械设计和制造中的应用。

在机械制造中，几何精度和公差是相辅相成的概念。

几何精度的高低直接影响着零件的质量和性能，而公差则是制定零件和装配尺寸的重要依据。

几何精度包括平面度、圆度、直线度、圆柱度等，而公差包括零件尺寸公差、形位公差、位置公差等。

以一个简单的轴加工为例，几何精度与公差的分析可以让我们更好地理解其应用。

假设我们有一个要求直径为50mm的轴零件，根据设计图纸的要求，我们可以设定公差为±0.01mm。

这意味着我们在制造过程中可以允许零件直径在49.99mm 到50.01mm之间波动。

在实际的制造过程中，我们可以采取不同的加工方法和工艺控制来满足几何精度和公差的要求。

例如，我们可以使用精密磨床来加工零件的外径，以保证直径的精确度。

同时，我们还需要控制加工过程中的温度、刀具磨损等因素，以确保零件的公差在允许范围内。

除了机械制造过程中的加工控制外，几何精度和公差的分析还可以应用于零件的装配过程。

在装配过程中，我们需要考虑不同零件之间的配合关系，以及零件的相对位置和定位要求。

通过对几何精度和公差的分析，我们可以确定零件的最佳配合方式，以确保装配后的整体性能和可靠性。

几何精度和公差的分析还可以帮助我们优化机械设计。

在设计过程中，我们需要考虑零件的功能和使用要求，并结合几何精度和公差的要求进行设计。

例如，在设计一台精密仪器时，我们可能需要采用更严格的几何精度和公差要求，以确保仪器的测量精度和稳定性。

此外，几何精度和公差的分析也可以用于机械故障的排查和分析。

当机械设备出现故障时，我们可以通过对几何精度和公差的分析来确定可能的故障原因，并采取相应的维修和保养措施。