维修钳工

欠定位：实际定位点数不能满足加工要求，少于应有定位点数，称为欠定位。

设计基准— 零件图上所采用的基准为设计基准。 定位误差包括—基准不符误差和基准位移误差。

如果基准重合（设计与定位）就没有基准误差。Δ不符=0 若基准是精加工面或自定心等配合，就无位移误差。Δ位移=0

工艺基准—工艺过程中所采用的基准为工艺基准（有装配基准，测量基准、工序基准及定位基准）

题目分析：

如图示，以A孔定位加工C孔，定位销直径为Φ30 -0.05,试分析定位误差，并

- 0.02 判断能否达到加工要求。 70±0.10

80±0.15 φ30+0.10 A B C

答：图示工序基准孔是B，定位基准孔是A，属基准不符。Δ不符=A、B孔中心

距公差：0.20mm；

Δ位移= Ts + Tn + Xmin=0.10+0.03+0.02=0.15mm

轴公差 孔公差 最小间隙

其定位误差： Δ定位=Δ不符+Δ位移= 0.20 + 0.15 = 0.35

70±0.10

结果表明，一批工件装夹后，以A孔定位加工C孔的变化量为0.35mm，而B、C孔的孔

距公差仅为0.3 ＋ ,故无法达到加工要求。 800.15

基准位移误差计算公式：

回转体=（孔公差+轴公差+间隙min）/2 即Δ位移= （Ts + Tn + Xmin）/2

非回转体=孔公差+轴公差+间隙min 即Δ位移= Ts + Tn + Xmin

工件单向靠紧时=（只有孔的变化影响） Δ位移=（ Ts + Tn）/2 在V型块上定位 Δ位移= Ts/（2Sina/2）=0.707 Ts (P342, а=90˚) 工件的外圆在V型块中定位时不存在间隙，且在水平方向上基准位移误差，Δ位移=0

基准不符误差分析和计算：V型定位 D—S A、

以中心线为设计基准时，定位与设计一致， Δ不符=0 HD B、

以上、下母线为设计基准时，定位与 HD 设计不符，Δ不符=Ts/2

如果存在同轴度误差f，则，Δ不符=Ts/2+f， 对于平面定位： 70±0.10 A、 基准相符时（以A定位加工B） Δ不符=0 X B、 基准不符时，以A定位加工C，A B

设计基准与定位基准间尺寸， 70±0.10 及相对位置在加工尺寸方向上的变化量。

Δ不符=0.20 ，

即设计基准与定位基准间尺寸变化量。

A B C

在尺寸链中，组成环不变，某组成环增大，封闭环随之增大，该组成环称增环（√ ） 封闭环是间接得到的（√）

公式：封闭环最大=增环最大 —减环最小 封闭环最小=增环最小 —减环最大 封闭环公差=各组成环公差之和。

简述合像水平仪的操作方法：

答：把合像水平仪放在工件的被测表面上转动测微螺杆，水准器内的气泡就会左右移动，气泡两端通过棱镜反射到圆形窗口内的两半合像，转动测微螺杆，使两个半像在高度上重合，这时从读数窗内读取测量值。 ——测量机床导轨基准平面的直线度和平面度。 ——相对位置∥和⊥误差等。

精密量仪

合像水平仪——用来测量水平位置或垂直位置微小角度偏差的角值量仪。优点：与普通水平仪相比，读的范围大，易调整，精度高，稳定时间短。原理：气泡两端圆弧通过棱镜反射到目镜形成左右两半合像，当水平时，左右两半重合，不水平时，左右两半不重合。

合像水平仪与框式水平仪相比具有测量范围大，精度高。

自准直光学量仪有（自准直仪、光学平直仪、测微准直望远镜）三种。

在用合像水平仪或自准直光学量仪（如光学平直仪和自准直仪等）测量时，其分段测

量取得的示值读数，反映了各分段的倾斜误差值。它不能直接反映被测表面直线度的线值误差情况，可采用图解法，计算法分析得出。

经纬仪主要用来测量精密机床的水平转台和万能转台的分度精度。精度为2＇＇。 实物基准法（测量方法）——对于中等尺寸表面直线度误差测量（用实物基准法）较好。 光线基准法（直接读出）——较长导轨（直接得到）——头尾作基准。

用测微准直望远镜与可调靶标或平行光管配套测量，光轴为准，靶标中心与光轴位置差

（高度），最大值为直线度误差。

用光学仪器测量垂直度：

A、量具：测微准直望远镜，光学直角器、靶标。

B、 方法：测机床立柱导轨，对水平导轨垂直度。

a) 建立水平的测量基准线（用直角尺校准望远镜轴线）平行于导轨。 b) 调光学直角器，出口射线与靶标等高，入口射线与望远镜等高且垂直。 c) 调靶标中心与望远镜十字线重合——靶标放在立柱靠直角器处。

d) 测量检验：移动靶标至立柱导轨上端，检查靶标中心与望远镜十字线是否重

合，不重合的读数即为直线度误差。

例：简述用自准直仪与五棱镜相配合检测导轨垂直度误差方法。

答：分别测出基准要素和被测要素的直线度误差，然后用图解法或计算法等数据处理方法求垂直度误差。

光学直角器（五棱镜） 45°

模具的结构和制造

★冷冲压加工—材料在常温状态下进行压力整形的加工方法。 ★冷冲模—冲裁、整形、拉深、成形、立体压制模等。

简单模—仅完成一道工序

按动作—连续模、 复合模

级进模、步跳模。 冲孔、落料复合模 ★ 型腔模：具有型腔和型芯。

分：锻模、塑料模、压铸模

（1） 锻模—将坯料加工到一室温度，用锻锤。

（2） 塑料模—把塑料压制成一定形状制件的模具，按成形工艺可分为：直压模、

压注模、注射模三种。

（3） 压铸加工—将溶化成液体的有色金属合金放在压铸机的加料室中，压入模

具制成零件。

冲载模按导向方式分为：敞开模、导板模和导柱模。

★1.敞开模

特点：无导向装置，靠冲床导轨起导向作用，结构简单，制造方便，但精度低。 构造：凸、凹模、卸料板、下模座、固定件。 2.导板模导板作用起导向和卸料作用。 3.导柱模—凸凹模间隙均匀，精度高。

★ 连续冲裁模—多工序模具—在两个位置上完成，两个以上冲裁工序。

★ 在装配冷冲模时，导板模通常以（导板）作为装配基准，连续模通常以（凹模）作为

★ ★

装配基准，复合模则以（凹凸模）作为装配基准。

复合冲裁模—在同一位置上完成两个以上工序，如冲垫圈时，同时冲孔落料。 结构特点：有一个既为落料凸模，又为冲孔凹模的凸凹模，还有顶件器。 优点：结构紧凑，生产效率高，冲制精度高。 冲孔 缺点：结构复杂，成本高，周期长。 落料 适应：大批量生产，精度高的冲裁件。

★

确定冲裁模凸、凹刃口尺寸的原则：

落料时，取凹模为基准。冲孔时以凸模为基准。

拉深模的构造

★按结构分类：首次拉深模、复合拉深模、连续拉深模三种。 ★压边作用：预防板料在拉深过程中产生起皱。 ★ 对拉伸凹凸模的园角半径要求： R凹越大，拉伸力越小， R凹过大，产生起皱；

R凹过小，拉伸力增大，寿命小；

R凹最后一次与工件相同，其他次应大。 R凸过小，产生弯曲变形的痕迹，影响质量。 R凸过大，产生起皱。

R凸最后一次等于制件半径。 R凸=（0.7~1.5）R凹。

★拉伸模凸凹模的间隙大，起皱。

拉伸模凸凹模的间隙小，壁厚变薄，产生裂纹。

冲裁模的主要零件加工

机械加工（有间隙落料模）

1先加工凹模，再配凸模，两边间隙0.03mm。 ★○

★压印法加工（适用于无间隙或小间隙冲裁模）凹凸模钳工修锉加工：

1将已加工好凹模（按样板加工）做基准件； ○

2将（留有余量）半精加工凸模用力（用压床、手锤）压上凹模。 ○

3使凸模会（被凹模）挤出多余金属，出现凹模印痕将其锉去。 ○

4要修整多次，直到达到要求尺寸为止。 ○

5对小间隙模具，淬火前用压印法加工到无间隙。淬火后用油石研磨到间隙。 ○

6对于大间隙冲裁模，为了减少维修时间，可以制造一个压印工艺冲头对凹模（或凸模）○

进行压印，然后修锉。

7对多型腔压印（保证位置精度） ○

★特种加工法指电火花和电火花线切割。

★线切割—通过电极丝与工件脉冲电流 产生电火花腐蚀 进行切割。

★特种加工的特征是加工用的工具硬度不必大于加工材料的硬度，工具和工件之间不存在显著的机械切削力。

冷冲模的装配与调试

★控制凸凹模间隙的方法：

1. 光隙法：先装凹模，后装凸模（螺钉不太紧）—适应小间隙冲模。透过凸凹模间隙的光隙大小来判断间隙是否均匀。

2. 镀铜法：适应间隙小于0.1mm冲裁模，凸模镀铜厚度=单边间隙。将其插入凹模装配—不必刮去铜层，因冲裁时自动掉下。

3. 涂层法—与镀铜法相同。凸模涂一层油漆——烘干——厚度=单边间隙。

4. ★试纸法—根据间隙，选用适当厚度纸板，做材料试冲，观察切口是否均匀，一致时，说明间隙均匀，切口部分未被切断或毛刺较大，则该处间隙较大，需调整。 5. 工艺余量法—凸凹模加工，H7/h6配合后，再去磨量得间隙。

6. 垫片法—将厚度等于单边间隙的金属片，放于刃口周围，再合模。

冲裁间隙：

1. 定义—冲裁间隙就是凸模和凹模刃口尺寸之差。

2. 间隙合理时特点：工件上下裂纹重合，★断面上呈现三个环形区域（园角带、光亮带、断裂带），其中，园角带（受弯，弹性变形），光亮带（塑性变形，凹凸模挤压，表面粗糙有斜度，毛刺很小。）

3. ★间隙过小时——材料受挤压作用增大，工件断面出现两个光亮带，端面毛刺增多，但

较小，易去除。

4. 间隙过大时—材料受拉伸作用增大，工件断面光亮带减少，毛刺大而厚，难去除。 5. 凸凹模尺寸确定，★落料件尺寸接近等于凹模尺寸，冲孔件孔径接近等于凸模尺寸。 ★确定凹凸模尺寸原则：

落料时取凹模尺寸为基准，间隙由减少凸模尺寸得到。冲孔时取凸模为基准、间隙由增大凹模尺寸得到。 题：

★当冲裁件断面出现光滑带时，说明凸凹模间隙过小；

★落料件尺寸接近凹模尺寸，冲孔孔径接近于凸模尺寸，因而尺寸精度最高，冲裁力小，寿命长。

★落料尺寸增大，冲孔孔径变小，冲裁力增大，磨损快、寿命短。 ★确定冲裁凸模和凹模刃口尺寸的原则是：落料取凹模为基准。

成型工艺力+辅助工艺力≤冲床吨位。

★冲裁成型工艺力：—使材料分离的力， P=k l t I ≈ K L t δb 抗剪强度 抗拉强度 材料厚度 刃口周长

考虑振动，噪声、磨损等因素增大系数：K=1.5

辅助工艺力—将零件或废料从凸模上卸下来的卸料力。 题：

★冲裁压力中心的成型工艺力与（A、B、C）因素有关 A：刃口周长； B、材料厚度 C、材料抗剪强度

注 塑 模

★双分型面注塑模的特点：在动模板和静模板中间还有一块活动模板，三块模板组成两个互相平行的分型面。

哈夫注塑模用于带环形槽等形状复杂的制件。 ★带侧向抽芯注塑模：

特点：对于带有侧向孔或凹坑的制件，注塑成型面必须先抽出侧孔型芯，才能脱模。 ★带旋转退芯注塑模——（带螺纹零件），机动退出的方法：利用注射机的开模力，通过齿轮、齿条、蜗轮、蜗杆等传动机构，将型芯退出。

★模具温度过高时，制件不能很快固化，开模时间长，产量低，制件脱模变形。

★模具温度偏低——影响塑料流动性，产生流动剪切力，制件留下冷料头，冷流痕，和注不满等缺陷。

80℃以下模具，只冷不必加热，80℃以上模具采用电加热。

★分型面在制件中间的模具，动静模分型面不应有错型现象，否则会留下飞边（制件上）。 应尽量将动静模型板合起来一同加工型腔部位； 哈夫模中的哈夫也应同时加工型腔。

机械部分

一、力学

1kgf/cm2=9.80665N≈10N 工程单位制

力的分解，是力合成的逆问题。 Fn—园柱齿轮轮齿所受的力，（沿着接触表面公法线），不计摩擦。 （齿轮所受力）Fn F2（径向分力） （园周切向分力）Ft 园周力即为破坏 Ft—切向分力（园周合力），属破坏轮齿的合力 轮齿的力。 设计时要知道此力的大小。 ★作用力与反作用力分别作用在两个物体上。（与力的平衡是作用在同一物体上不同）

例题：（起重机）P34

★ 平面力偶系平衡条件——各力偶矩的代数和等于零。 在力偶系的合成中，如果合力偶矩等于零，力偶矩相等。（转动效果互相抵消），物体保持平衡。

摩擦力的特点：

★摩擦力的方向总是与物体滑动趋势的方向相反。 摩擦角的特点：

★摩擦角的正切等于摩擦系数

tgф= Fmax = Fn =f(摩擦系数)

N N

(与材料和粗糙度、润滑、温度、湿度有关，与面积无关)

★自锁条件：斜面自锁条件是斜面倾角小于等于摩擦角。

螺丝就是绕在园柱体上的斜面； 螺母相当于斜面上的滑块；

加于螺母上的轴向载荷G相当； 导物块重力；

所以螺母的自锁，必须是螺纹升角＜摩擦角Φ

功率 P=F²V

（N²m/s）

(w=1N²m/s 1KW=1KW²m/s=1.36马力) 1马力=3/4KW

p39摩擦力与转矩例题

转矩和功率:

T=9550 P（功率） n(转速)

(转距，N,m)

当机器功率一定时，转矩与转速成反比。

强度－材料在外力作用下抵抗破坏的一种能力。 刚度－物体在外力作用下抵抗变形的能力。 内力－材料内部产生抵抗各种变形的力。 应力－单位截面上的内力叫应力。

1Mpa=106pa 1pa=N/m2 1Mpa=1MN/m2

1㎏f/mm2=9.8MN/m2=9.8Mpa

★ 在弯曲强度计算中，抗弯截面系数W（也叫抗弯截面 模量）是表示与横截面形状和尺寸有关的抵抗弯曲变形 能力的一个几何量。

弯曲强度. 梁的最大弯矩（N.mn）

δmax=Mwmax ≤[S] 材料许用弯曲

W 应力(Mpa)

最大弯曲应力 抗弯截面系数(mm3)

(Mpa) 与截面形状和尺寸有关。

★ 静平衡只能平衡旋转中重心的不平衡，而不能消除不平衡力偶。

★ 简答

平衡精度——指转子经平衡后，允许存在的不平衡量的大小（按规定），表示方法

有两种：

① 剩余不平衡力矩 旋转件重量（g） 旋转件重心偏心距 M=TR=We (g.mn) 剩余不平衡量所在半经（mm）

剩余不平衡量（g）

如果两个旋转件M相同，重量不同，显然重量大的振动小，重量小的振动大。

② 偏心速度（重心振动速度） 偏心距(μm )

偏心速度Ve=e*W 旋转件角速度（W=2πn） (mm/s) 1000 60

标准速度的允许值（标准规定）——根据平衡精度等级而定有：G0.4 G1.2.5,6.3,16.40,100,250,G630,G1600,G4000共十一种 其中G0.4为最高,G4000为最低.

★外图表面光整加工(范围):研磨、超精加工、滚压、珩磨和抛光加工。

★ 研磨原理：A研磨时部分磨粒嵌入研具表面层，部分磨粒悬浮于工件与研具之间； B 利用工件与研具的相对运动，磨粒就在工件表面上切去很薄的一层金属（主要是上道工序留下的粗糙的凸峰）； C此外，研磨还有化学作用，（研磨剂能使被加工表面形成氧化层，而氧化层易于被磨料除去），因而加速了研磨的过程。 ★ 加工中的三种运动（超精加工） A工件低速旋转运动（V=6~30m/min）

B磨条的高速往复振动（振动频率取：500~1500 次/min，振幅：α = 1~3mm） C磨条的轴向进给运动（0.2~1mm/工件每转）

磨粒运动轨迹 a

S 磨条 振动频率

★加工结果：

A三种运动同时进行，使磨粒在工件表面上留下非常浅的痕迹并呈网纹轨迹。 B造成零件表面有良好的储油条件； C经超精研加工后的表面耐磨性较好。

★对工件表面有摩擦抛光作用

分析随着工件表面被逐渐磨平，同时还有极细的切屑形成的氧化物嵌入磨条空隙中，使磨条表面逐渐光滑，因此，此时对工作表面有摩擦抛光作用。

工件磨平后，单位压力低，形成油膜，磨条不再接触工件，停止

★切削液对超精加工的质量影响 分析 ：

A作用：1冲洗切屑和脱落的磨粒；

2并在磨条和工件 之间形成一层润滑油膜； 3以自动控制磨削过程。 B要求：1要有良好的润滑性能； 2要求油性稳定； 3无分解腐蚀作用，（通常用80%煤油和20%的定子油混合剂，在循环系统

不断过滤净化。）

★滚动压加工的作用：

提高了耐磨性和抗疲劳强度，同时提高了表面质量， 分析：

滚压力加工的塑性变形，可使表面层金属晶体结构歪曲，晶拉度为细长紧密，晶界增多，故金属表面得以硬化，也就是表面层产生残余压应力和冷作硬化现象，使表面粗糙度降低，强度和硬度有所提高，从而提高耐磨性和疲劳强度：同时也提高了表面质量。

抛光定义

★ 抛光——抛光是利用机械、化学或电化学的作用，使工件获得光亮，平整表面的加工方法。 抛炮特类

★ 抛光一般去不掉余量，所以不能提高工件的尺寸精度。 ★ 珩磨加工余量：

A镗孔后的珩磨余量0.05~0.08mm B铰孔后的珩磨余量0.02~0.04mm C磨孔后的珩磨余量:0.01~0.02mm 余量较大时可分粗.精两次珩磨

★ 珩磨能减少蜗轮轮齿相邻误差的原理?

答:珩磨蜗杆的磨粒是连续的切削刃,当珩磨蜗杆对蜗轮轮齿切削时,蜗轮上只有高起的齿与珩磨蜗杆接触,低下的齿便不接触，结果必将高起的齿珩低,最后趋向各点全部接触,即减小了蜗轮齿的相邻误差。

珩磨方法：自由珩磨法和改变制动力矩珩磨法。

★ 用改变制动力矩珩磨法，珩磨蜗轮后，为什么蜗轮能获得较高的精度（0级）？

答：改变制动力矩的珩磨法，它可改变蜗轮在旋转时的摩擦阻力，当磨损量小的轮齿（凸出）旋到与珩磨蜗杆接触时，使蜗轮的摩擦力矩增大，珩磨蜗杆与蜗轮的接触压力增大，于是珩磨量增加；反之则珩磨量减小。这个方法针对蜗轮的误差，有方向性的进行变量珩磨，故珩磨后可获得较高精度。

大型精密设备装配工艺：

★ 装配工艺——装配是按规定的技术要求，将零件或部件进行配合和连接，使之成为半

★ ★ ★

成品或成品的工艺过程（它包括装配，调整，检验和试验等工作） 装配方法——互换装配法，选配装配法，修配装配法和调整装配法。

修配装配法——是在装配时修去零件上预留修配量，以达到装配精度的方法。（如车床主轴与尾座轴线的等高调整）

优点：能获得很高的装配精度，而零件的制造公差可以放宽。（成批生产应用较多） 缺点，增加修配工作，劳动量大，不便于流水作业，工人技术水平要求高。

环形导轨刮削工艺过程：

① 刮削时，先以精度较好的上导轨为基准，显示剂涂于下导轨上，上下导轨回转对研： ② 根据下导轨显示出的不均匀接触区域及硬点进行刮削（注意：V形两锥面的刮削量应不等—因为斜角不对称），直至两锥面在园周上与上导轨（凸）均匀接触。 ③ 再以下导轨为基准来刮削上导轨，接触点要求20点/25³25mm。

④ 请洗擦干后，用氧化铬抛光剂涂在导轨上，转动工作台，对上下导轨抛光，细化粗糙度。 环形园导轨采用上下导轨对刮的方法，能提高导轨精度的原理？ 答：①以上导轨为基准对下导轨进行刮削时，由于上导轨有定位表面作回转基准（轴与套筒部分）具有较好定心作用，上导轨总是由圆周上凸出的圆弧面与下导轨相接触。 ② 对于下导轨来说，圆周各处接触机会是均匀的，其刮削精度由回转基准定位表面（轴与套已先刮好了）的精度决定的，而不会受上导轨误差影响。 ③ 当下导轨刮削到显视均匀后，其圆度比上导轨要高，（其道理如同研磨外圆的研磨套，内孔虽不很圆，但可使被研磨的外圆获得理想的圆度一样。） 判断环形圆导轨圆度质量的原则？ 答：①必要条件：上下导轨都着色均匀（曲线相符）； ②充分条件：三个位置上对研后全部接触均匀。 （平面几何三点定圆的原理）— 以小角度正反转对研（120°、240°、360°三个位置）。 大型机床蜗杆蜗条副的修复工艺：

原理：蜗杆蜗条副磨损后，侧隙过大，需要修理时，通常采用更换蜗杆，而刮削蜗条的方法修复。（修理方法见笔记P54） 大型机床蜗杆蜗条副长期使用磨损，啮合侧隙大，工作台移动产生爬行的机理？ 答：如右图：

① 运动开始时，蜗杆的齿面B与 D A 工作条 蜗条齿面A接触，工作台被推动。 ② 工作台由静止变为移动的瞬间， 由于运动件的惯性作用，使工作 螺条 台的移动速度高于蜗杆的推动速度， 于是蜗杆的C面将与蜗条的D面 发生接触或发生碰撞。

③ 因此，必须经过一个短时间后， C B 螺杆 蜗杆B面才能再次与蜗条A面接触，并推动工作台移动。

在这一短期的间隙内（上述②、③点之间）工作台因失去推力，并受到导轨付的摩

擦阻力而处于停止状态，当工作台再次向箭头方向移动时，上述现象又重复发生，

★

如此循环，工作台便产生时动时停的爬行，再加上传动件和蜗杆的扭转弹性变形，爬行现象会进一步加重。

蜗杆蜗条的侧隙越大，工作台的移动速度越低，则爬行速度（现象）越严重。 采用成组加工新工艺是提高生产效率的重要途径。

成组加工原理— ①成组加工是根据零件的结构形状特征和加工工艺特征，按一定的相似程度将零件分类编组；②针对成组的零件制定统一的加工方案；③以实现生产过程合理化，达到提高生产率，稳定质量及降低成本的目的。 成组加工分类法、用国际奥匹兹分类法，或机械工业部JCBM编码法（二者基本相同）。 奥匹兹分类法采用九位数字编码、前五位是基本编码，后四位是辅助代码。

分组方法： A、特征数据法— 选对加工影响大的代码为分组依据，不考虑影响不大的代码。

（例：铣床上铣一批零件的键槽时，零件的分组代码可选定零件的类别、外形要素、零件的基本尺寸和材料等对加工影响大的代码作为分组依据。）

B、码域法— 根据零件结构特征，设备加工范围和负荷以及工艺装备等条件，预先

制定分组代码的区域。凡零件各码位上的编码，落在注码域的便划为同一零件组。

在成组加工过程中，当变换加工对象时，由于结构和工艺相似，只需对夹具和刀具适当的调整，便可继续加工，节约了准备和修结时间。

现代机械系统（以判断、选择为主）25个

机电一体化 — 机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进了电子技术，并将机械装置和电子设备以及软件等有机结合起来构成系统的总称。

所有机械系统中较多是对温度、位移、速度、力、时间、光、声、电等的控制。 位移、速度、加速度控制—— 数控车床对刀的位移速度和移动距离、对精度高的还要对加速度进行控制。（如对电梯运行时，位移速度、加速度同时进行控制，确保安全、准确、舒适）

机械系统的控制结构由三部分构成：传感器、运算单元、执行机构。

传感器是测量元件，它以被测量数作为输入信号，并把它们变换成便于后面使用的输出信号。

压力传感器—— 由弹性元件和电感或电容组成电气或压力变换器。 厚度测量元件：电容式、超声波式、射线式。

射线式—— 射线经过物体后的衰减与物体的厚度有关（测量板材）。 数字测量元件：适用于数字技术和计算机应用发展。

测量元件主要有：编码器、光电码盘、光栅、感应同步器和磁尺等。

精钻叉口 钻孔 粗铣叉口孔口

铰孔

铣孔口端面

按钮 铣圆引面 装卸工位 增补内容：

自准直仪中像的偏移量由反射镜转角所决定，与反射镜到物镜的距离无关。 自准直仪测微鼓轮每格数值为1＇＇，范围0～10＇，测量距离0～9m。

测微准直望远镜中，通过调焦透镜的调整可使物镜前的目标聚焦在十字线平板上，形成倒像。

连续冲裁模特点：连续冲裁，生产率高，操作方便，安全，但精度不高。 结构：除凹凸模、卸料板、导板和导柱外还有料板

凸凹模间隙，制件时调整（间隙小，弯曲力大，壁厚变薄；间隙大，回弹变形也大，影响精度。） 电火花 电火花腐蚀 脉冲 高温10000℃ 溶化入液。

成组加工工艺特点：（2001年高级技师题） 1） 加工零件批量大大增加，使工艺落后的中小批量生产方或能采用高效先进设备，如专用组合数控加工中心等，生产率提高，产品质量稳定。若用通用机床也可充分发挥主要功用和特点。

2） 成组加工采用分类编码法划分零件组，因此，便于应用计算机辅助制造系统，便于实现计算机控制，为数控机床进一步发展和广泛应用创造条件。

3）成组加工从根本上改变了多品种小批量生产的传统生产技术准备工作，只需按其分类编码并入相同编码的零件组内，便可投入生产，因而降低工艺复杂程度，改变加工中刀具夹具的调整繁复的传统操作过程。

现代机械系统的概念：

一切能够转换机械能的部件或它们的组合，均可统称为机器或机构。 能够自成体系或按一定秩序工作的机器，机构都可称为机械系统。 整体是机械系统（如工业机器人），部分也是机械系统（子系统），子系统的控

制形成式可以是液压系统，气动系统，数控系统，连续系统或离散系统，也可以是电力拖动系统。

√当电子技术在自动控制中日益突出，以至于大部分现代机械系统已离不开电器

控制设备时，就出现了机电一体化系统（计算机在机械系统中的控制）。

原理：

a、 编码器—— 是一种直接编码或测量元件，它可以直接将被测转角或位移转换成相应的代码指示其绝对值。优点：无紧松误差，断电不丢失信息。 b、光电码盘—— 是一种光电式转角或位移的测量元件，在圆盘上刻有节距相等的幅射状窄缝，通过对两组检测窄缝的信号进行逻辑处理即可辨别出轴的转动方向。优点：精度高、寿命长、速度高、方便。 运算单元：

是控制系统的核心单元，不同系统就不同，可分为以下几种： 1）继电器组成的运算单元。

① 组成：中间继电器，时间继电器，有记忆功能的保持继电器等。 ② 缺点：动作过渡时间长，不能用于精度较高场合，接点接触不良，可靠性差，寿命较短，一般为100万次。

2）计算机。

① 组成—— 微型计算机同现代控制理论、伺服技术等结合在一起，组成了计算机控制机械系统。

执行机构—— 将电能或液压能转换成机械能的动力传动装置。

常用的执行元件有：直流伺服电机、交流伺服电机、直流力矩电动机、步进电动机（用于数字控制系统）、液压马达、液压缸、气动马达、气动缸等。 步进电动机。

① 特点：控制信号是幅值恒定的电脉冲，而不是幅值变化的连续信号。 ② 功能：每级一个电脉冲，电动机前进一步，即转一个角度，输出转角的大小与输入脉冲的个数成正比。

按电脉冲的个数与脉冲的频率来控制电机的转角和转速。 ③ 优点：

所以，步进电机的输入、输出特性，在规定负载能力范围内不会因电源电压的波动和负载的变化而变化。

④ 应用：用于计算机控制的机械系统— 采用开环控制，既能作速度控制，更适合于作位置控制。

⑤ 缺点：效果低，只适用于伺服系统或进给系统，很少被用作主轴传动。 在机械系统的控制中，用计算机作为运算单元进行控制特点：

① 灵活性好； ② 实现性好； ③ 存储能力强；

a、 利用存储功能可内存多种数据和表格，以便采用查表的方法解决名种非线性函数误差补偿，单值和双值函数的运算等问题。

b、不仅可采集现场的信息，还可保存过去的信息，便于掌握参数变动规律。

④ 逻辑运算能力强； ⑤ 精度高； ⑥ 稳定性好； ⑦ 可靠性高；

⑧ 具有自诊断能力； ⑨ 便于扩充； ⑩ 抗干扰能力强；

⑾多功能：除完成控制功能外，还可以实现显示，打印，通信，科学计算

和管理等功能。

几种常见的机械系统控制微机：

1、几种控制系统：有可编程控制器、单回路调节器、微机型测控系统、分

散或计算机测控系统、单片微机处理控制器等，不同类型可交叉复盖。 2、可编程序控制器PLC。

① 定义：一种专为在工业环境下应用而设计的数字运算、操作的电子系统。

它采用一种可编程序的存储器，在其内部存储执行逻辑运算，顺序控制、定时、计数和算术运算与操作指令。通过数字式或的模拟式的输入、输出来控制各种类型的机械设备或生产过程。

工业机器人是一种有记忆装置包括固定程序控制装置的通用机械，具备有可伸缩、弯曲、上下移动的手臂、平臂端部可回转能夹持或吸附物体，可自动地替代人进行操作。

工业机床或人的组成： 由执行系统、行进系统、驱动系统、控制系统、检测系统、感觉系统和智能系统

组成。其中，驱动系统是动力源，有液压、电动、气动和机械几类。由电动力和传动部分组成。

工业机器人（Robot）又称工业机械人是七十年代发展起来的。 工业机器人的主要技术参数：

1、提取重量：微型 ：10N以下； 小型：10～50N； 中型：50～300N； 大型：300～500N； 重型：500N以上。 2、自由度数：一般为3～5个。

3、生标形式：直角、圆柱、球和关节。 4、运动行程：有直线和回转运动。 5、运动速度

6、位置精度：定位精度为±0.02～±5mm；采用定位挡块可达到±5mm或更高；采用行程开关或电液伺服装置为±1mm；采用步进电机可达±0.02。 7、驱动方式：液压、电动、气动、机械及其参数。 8、控制方式：点位、连续（按运动轨迹）。

CAD技术的发展概况（P141）

机械CAD的基本概念—— CAD技术的一个分支。

1、是计算机技术在机械设计领域的具体应用——有机械设计的特性和属性。

2、是利用计算机辅助人们进行产品设计，通过人机交互的形式进行信息交流，直至完成整个设计作业。——计算机是设计行为中的先进手段和工具。 3、机械CAD属综合技术——涉及计算机及科学与工程。

硬件系统：

① 计算机主机—— 中央处理器（CPU），主存储器（内存），输入输出接口组成。

② 输入设备—— 键盘，光 ，图形输入板，鼠标，扫描仪等（ 符点、图形等）；扫描仪用于输入图形图像，配上相应软件可以输入工程图。

支撑软件—— 由图形支撑软件，通用方法，程序库各种标准零件设计库及工程据

库存及其管理系统组成。在机械设计中，涉及公差配合的检索、标准零件选用，标准图案调用，均可通过建立相应的工程数据库管理系统进行。

应用软件—— 指专为某一领域开发的CAD应用软件，如微机上广泛应用的

AutoCAD软件——作为应用软件是用它来作图，修改或输出；作为支撑软件是利

用系统提供二次开发工具。

CAD的几何建模定义——是把真实三维物体的几何形状用一套合适的数据结构来描述，供计算机识别和处理的信息处理模型。

线框模型：以构成物体的顶点坐标和连接顶点的边来描述物体。

应用——线框模型可方便地生成物体工程较长，不能作消隐处理（因此线框模型描述的三维形体呈多义性——视觉上可以是方孔，也可以是凸点的不同理解。 CAM技术

① 狭义CAM：指计算机辅助编制数控机床加工指令。 ② 广义CAM：指应用计算机进行制造信息处理的全过程。

它包括：计算机辅助生产前的准备工作——工艺过程规划、工装清单、数控编程、

车间作业计划编制、生产过程控制、质量监控等。

CAM系统应用中中型工厂：

CAD/CAM系统与单个数控机床或若干台机床以一定控制网络相互连接，刀具轨迹可以经CAM后再经过处理直接送入数控机床进行加工。（通常把这种直接地数控信息传送给数控装置的方式称为DNC（Direet Numericed Control） 按刀具的运动方式分类：

点到点加工——孔加工（point），只考虑点的位置精度，轨迹不限。 CAM系统从用途上分类：

①二轴到二轴半切削加工——车削和铣削（二轴半加切深——二维加工）；②三轴以上的切削加工——用于曲面加工； ③电火花加工EDN（包括二轴以上）； ④线切割加工（W

⑤板金加工（rication）包括冲裁（punch），排样优化（Nese），以及分段总裁 ； ⑥等离子加工（plaome）以及激光加工（LA CAD/CAM技术

定义——CAD/CAM是计算机辅助设计和计算机辅助制造（Computer Aided De

sign and Computer Aided manufactur）的缩写，是一项利用计算机协助人们完成产品设计与制造的技术。

（把CAD/CAM写成CAD/CAM意味着设计和制造过程的自动化和信

息的集成化）。

意义——CAD/CAM技术是现代制造技术的核心技术之一。（制造技术是工业发

展的基础），它的应用促使制造业的信息革命。它对国民经济的发展，科学技术和工业的发展有着重大贡献和深远影响。

机电一体化产品的特点：

① 机电一体化产品可以用最简单的机械结构来实现高精度的复杂运动。 ② 机电一体化产品具有“柔性”，而传统机电产品往往是刚性的。 ③ 机电一体化产品更便于实现生产过程的自动化。 ④ 机电一体化产品还可以节约人力、物力和原材料等。 机电一体化产品的分类（按功能分）

① 数控机械类：主要产品为数控机床、机器人、发动机控制系统和自动洗衣机，其特点：执行机构是机械装置。

② 电子设备类：特点是执行机构是电子装置。主要产品为电火花加工机床、线切割加工机、超声波缝纫机和激光测量仪等。

③ 机电结合类：主要产品为：自动控伤机、形状识别装置和CT扫描渗断仪、自动售货机等。其特点是：执行机构是机构和电子装置的有机结合。

④ 电液伺服类：主要产品为机电液一体化的伺服装置。其特点：执行机构是液压驱动的机械装置、控制机构是接点电信号的液压伺服阀。

⑤ 信息控制类：主要产品为电报机、传真机、磁盘存储器、磁带录音机、录机机、复印机和办公自动化设备等。其特点：执行机构的动作完全由所接收的信息类控制。

机电一体化技术——多种相关技术的综合（实现智能化和多功能）。 其相关技术指： 1、传感器技术。①作用：是机电一体化产品的探测装置，它将所测得的各种参

量转换为统一规格（1～5V，或4～20mA）的电信号输入到信息处理系统中，并由此产生出相应的控制信号，以决定执行机构的运动形式和动作幅度。

为了抗干扰和增加可靠性，应使重视光传感器和非接触型检测技术的应用。

传感器技术是非常重要的相关技术。

信息处理系统是由输入决定输出的中央控制器，信号处理技术主要是软件技术。

步进电机（转角、距离）运动步数——由脉冲数来决定，运动方向——由脉冲相序

来决定。

步进电动机的特点：

A、 输出转角与输入脉冲严格成比例，且在时间上与输入脉冲同步，即转子速度是随输入信号的脉冲频率而变化的。（惯量） B、 转子的转动误差小，启动、停止时间短，（一般在信号输入后几毫秒，

就使电机达到同步速度，信号切断后，电机就立即停止转动）。 C、 输出转角精度高，存在相邻误差，但无累积误差。

D、 改变脉冲频率时，电机的转速随之变化，因而实现平滑的无级调速，

调整范围宽。

E、 借助于控制线路，可获得正反转及间歇运动等操作功能。

交流伺服电动机的特点： 对转速和转向的反应速度灵敏，启动转矩大，当控制信号消除时，能立即停止

转动和具有线性特征以保证运动平稳。

结构：为二相绕组互成90°角。 实现停止的方法： 转子的（鼠 式）或环型转子采用具有高电阻的钻合金制造，当转子电阻足够大

时，就实现立即停止的性能（电阻足够大时，产生电磁转矩——是与转子方向相反而起到制动作用）。

电液伺服阀：将微弱的电信号转变为大功率的液压能（放大上千、上万倍）。 特点：体种小，惯性小和精度高等效果。 应用：带钢轨轧机组，机械制造，机械加工中的数控系统中，其中双级电液

伺服阀用的最广。

数控机床

数控机床的分类：

1）按机床的运动方式分：

数控机床可分为两大类：点位控制数控机床和轮廓控制数控机床。

① 点位控制：—— 点位控制机床是数字控制装置，只能控制刀具从一个

位置精确地移动到另一个位置，在移动过程中不作任何加工，这类数控机床有数控钻床、数控镗床和数控冲床。

② 轮廓控制：—— 轮廓控制又称连续轨迹控制，它是一种能同时对两个

或两个以上的生标轴进行控制，加工时不仅控制刀具的起点和终点，而且要控制整个加工过程的走刀路线和速度。 2）按控制方式分：

数控机床分为开环控制、半闭环控制和全闭环控制。 ① 开环控制：也就是由步进电机直接驱动。

这类机床的特点是无位置检测元件，其位移定位精度低。

② 全闭环控制：这类机床的特点是带有直线光栅作为位置检测元件，位置

检测系统直接检测工作台位移，并将产生的误差反馈后进行补偿，实现高精度定位。

数控机床的生标系统：

数控机床的生标系统采用右手法则，直角笛卡尔坐标系统。基本生标轴为X、Y、Z直角坐标，相对于每个生标轴的旋转运动为A、B、C。

+Y +Y

+Z +B

+X +C

+X（水平平行三个于切削方向） +Z +A（平行于主轴）

三轴作为平等于机床主轴的坐标轴，如果机床有一系列主轴，则选尽可能垂直于工装夹具的主要轴为主轴。其正方向定义为从工件到刀具夹持的方向。

+ +Y +X +Z Z —

X轴作为水平的，平等于工件装夹平面的轴，它平行于主要的切削方向，且以此方向为正向，Y轴的运动方向则根据X和Z轴铵右手法则确定。

旋转坐标轴A、B和C相应地在X、Y、Z坐标轴正方向上，按右旋螺纹前进的方向来确定。

数控钻床的主要特点是：点位控制、坐标精度高、编程前应认真研究加工艺、确定加工方案、零件装夹形式，其步骤为确定加工基准（编程基准）；选择加工刀具，确定加工路线。

P108程序代码及功能及功能、辅助功能、M代码、或见书P377—P383。 数控钻床操作注意事项：

a、 选好基准点，基准点一般应与设计基准重合，以免造成基准不符误差。 b、 为提高铰孔，攻螺纹精度，防止重复位移告成误差，在钻、铰、攻螺

纹的编程时应在钻完孔后，更换刀具（铰刀、丝锥），进行铰（或攻螺纹）后，再移位加工。 数控车床的主要特点：

1）高柔性（可变）：在更换产品品种时，只需调换存在计算机内的加工程

序，调刀具数据和装夹工件即可。

2）高精度：数控车床的脉冲当量一般可达到0.001mm，高精度数控车床可

达到0.0001mm，能确保工作的加工精度和批生产产品尺寸的同一性。 3）高效率：能有效地减少工作加工所需的机动时间和辅助时间，比普车床

可提高生产效率3～5倍，对于复杂工件生产效率可提高十几倍甚至几十倍。

4）大大地减轻操作者的劳动强度。

CNC车床种类：

按刀架位置分： 1） 水平刀架； 2） 垂直刀架；

由于刀具从工件上方开始切削，因而刀屑可以直接落下到床身底部，排屑效果最好。

3） 倾斜刀架：是目前小型数控车床中最为广泛采用的一种，它排屑容易，操作方便。

4） 梳齿状刀架； 按功能分：

5） 高效率车床； 6） 高精度车床：主要用于加工类似VTR的磁鼓、磁盘的合金钻，基 本需要镜面加工，并且形状、尺寸精度都要求很高的零部件，可以代替后续的磨削加工。

按综合自动的程度分： 7） 车削加工中心；

8） FMC车床：实际上这是一个由数控车床、机器人等构成的一个柔性加工单位。主要是实现工件的搬运，装卸自动化和加工调整装备的自动化。

数控车床的组成：

① 主机部分：数控车床的主体是做控车床的机械部分；它包括：主轴箱、床身、刀架、尾座、进给机构。

② 控制部分：是数控车床的核心，一般由一台车床专用计算机控制。 ③ 驱动装置：是数控车床的执行机构的驱动部件，包括主轴电机、进给

伺服电机等。

④ 辅助装置：辅助配套部件：液压、气动、冷却、排屑装置。

Z- Z+

刀具A

25 Φ80 35 X+ X-

刀具B

X0 Z0 程序原点

数控编程：

1、程序原点和坐标值。数控车床是回转体加工机床，一般只有二个坐标轴（X轴、Z轴）如上图，Z轴是数控车床的回转轴线，并规定远离工件的方向为正。X轴是与Z轴相垂直平面上刀具运动的方向，远离工件的方向为正，一般坐标

原点选在工件图像的端面上。

X轴的值为直径尺寸，Z轴的值为长度尺寸。 上图中，刀具A的位置为：X50.0, Z35.0 刀具B的位置为：X80.0, Z-25.0 编程规则：

① 绝对值编程：是根据设定的编程原点计算出绝对值坐标尺寸进行编程，即先要指定编程原点的位置，再用X、Z进行编程。

② 增量值编程：是后一个位置的坐标相对于前一个位置坐标值增加量的一种编程方法。采用这种方法编程时，用V、W代替X、Z进行编程。X（V），Z（W）的正负由行程方向确定，行程方向与机床坐标方向相同为正，反之为负。

小数点编程： 数控编程时，既可以使用小数点编程，也可以使用脉冲数编程。采用小数点

编程时，要特别注意小数点的输入。例如：X60.0在输入时，忘记输入小数点，刀具移到距离不是60mm，而是0.06mm，使用脉冲数编程时，X60.0应表示为X60000，因为脉冲当量是0.001。

液压基本回路

顺序回路：

 顺序阀属于压力控制阀；  顺序阀有一个单独的进油口。

同步回路：

有两个或两个以上液压缸，同受不同的负载时，缸的速度会改变，为使速度不变，可负载不同使滑阀移动而控制节流口大小，控制速度。 闭锁回路：

为实现液压缸在任何位置能锁住，在液压缸的进出油路各串一个单向阀。（换向阀必须是卸荷阀才有用）

速度控制回路——进口节流，出口节流，渗路节流。

进口节流：

左图用于无起步冲击，

便于压力控制和负载变化的系统。

ε ▲

出口节流

用于负载变化大，要求运动 平稳的系统。

ε ▲

旁路节流：

用于对运动平衡稳性要求低，主运动功率大的系统

▲ W

异步电动机正、反转控制：

原理：使用两个接触器KM，KM2分别控制电机主触头，以改变电源相序而实现反向。

异步电动机的起动（全压起动，起动电流4～7倍）。是三角减压启动。

电流仅为Δ1/3；

电压降为1/ 3 = 0.57 = 220/380；（380 220） 转矩为全压的1/3；

只适应轻载或空载起动。

接触器（组成：电磁块和触头两部分）

作用：欠压保护—— 电压降低，磁块释放，自动断路，电机停。

关压保护—— 临时停止，又受电时，由于自锁触点已断开，控制电器不会自动接通。可远距离操作（自动控制）。

热继电器：

原理：利用电流的热效应而使触头动作的电感。 作用：对异步电动机过载保护。 轴、axle , shaft , spool , rod , rouer 。

计算题

△右图加工A，求定位误差。

解：Δ定位= Δ不符+Δ位移 A-0.3

= 0+Ts/28*α/2 = 0.2÷（28：450）=0.14

同轴度误差：f = 0.2mm -0.20 90° Δ定位= Δ位移+ f=0.14+0.2=0.34mm φ50° 0.1 与A-0.3相比，不可加工。

△ 冲裁压力中心： X2 工艺力合力中心（与模柄重合 A — 平衡、稳定、减磨损）； 对复杂件： Y2 X3 ① 任选直角坐标； Y 1 YA ② 分若干段（圆弧、直线）； Y3 ③ 按公式求 XA

XA=（L1X1+L2X2+„„LnXn）/（L1+ L2+„„Ln）

YA= （L1 Y 1+ L2Y2+„„LnYn）/（L1 + L2+„„Ln） △ 用百分表和检验棒，检验车床溜板移动在水平面内的直线度误差，溜板最大行

程为1500mm，每格500mm测一读数，依次为：

第一次：18、0、22、21、20 （格）； 第二次：18、19、20、18、16 （格）。 试用图解法确定两次直线度误差，比较结果并分析原因。 解： 用图解法测得两次直线度误差值均为0.03mm。

第一、二次读数不同是由于溜板，尾座分别与床身导轨配合有间隙，产

生横向位移。 22 21 δ1 百 20 分 19 表格 18 直曲线

数 17 16 500 1000 1500 2000 （导轨长 mm）

实操答辩：

侧刃定距连续冲裁模

1、主要结构及工作原理：

① 此模为级进模。有五个要冲的孔，切边及落料，在三个工位由各凸凹模实现，尾三位五刃，卸料极在冲裁时起卸料及导向（相当于导极）的作用，各凹模中的余料从模孔中落下；

② 上、下模导向部分为A向图2个8处——导柱孔； ③ 进料口与出料口宽度不同，A向图虚线部分，定位槽极定位，靠测刃定距，测刃的冲裁长度为一个步距，冲孔凸模（1、2）及侧刃凸模同时冲裁，完成第一工位；

④ 条料推进一个步距，冲第二排孔及切边，此时第一排孔处于空位； ⑤ 待第二排孔冲好后（同时切边），条料再推进一个工位，第一排孔的位置到达落料模口，第二排处于空位，第三排待冲的孔到达第一工位，两个工位同时冲裁，落料。

2、冷冲模的装配要点：

① 以下模固定板底面为基准，安装凹模（下模），加等高垫块，安装导向板，螺丝不太紧；

② 将凸模插入卸料板及凹模相应孔中，调校间隙，锁紧螺栓，拆除凸模，打 制安定位销；

③ 级进模一般先装下模，在通常情况下，以结构复杂的模先装，先装下模的以下模底面为基准，先装上模的以上模底面为基准；以导向板为基准时，上、下模可分别安装，以凹凸复合 为基准等。 ④ 完成装配后，调整间隙，试冲。

3、常用的间隙调整方法有哪几种？ ① 透光法； ② 镀铜法； ③ 涂漆法；

④ 切低法； ⑤ 垫片法； ⑥ 测量法。 4、冷冲装配后试冲要注意哪些？

① 材料的规格：材质、厚度、条料宽度要符合图纸要求； ② 进行必要的设备润滑；

③ 连续试冲100～150个合格的产品。

5、造成冲载模光亮带宽窄不均匀的原因？如何调整？

① 间隙不均匀。间隙小，光亮带宽；间隙大，光亮带窄。 ② 根据情况分析，可采用重装，调整拆再磨（间隙差别大时），相差较小时，用金钢锉铣削，油石抛光的办法； ③ 间隙大，可用局部热压，镶块的办法。

问答：

简述机械加工中箱体划线中需注意的问题。 答：①划线前仔细检查毛坯质量，不能选择有较大误差和过多缺陷且无法补救的毛坯；

②看懂图纸要求，明确工件加次序，按照工艺要求找出本划线工序，所应划出线的，不再把所有的加工线全部划在工件上去，以免所划的线被加掉而重划；

③大多数箱体的内壁不需加工，而且内壁与箱体内机件的间隙纹丝很小，所以划划时应特别注意找正箱体内壁，以保证划线和加工后箱体能够顺利进行装配；

④应选择箱体上待加工的孔和面最多的面作为箱体的第一划线位置，以便减少翻转次数，保证划线质量，提高划线的效率； ⑤准确地找出箱体十字找正线，为以后的加工工序提供可靠的校正依据，十字找正线最好与箱体的主轴轴线或对称中心线重合；

⑥第一次划出箱体十字找正线，经过加工，已完全涂掉，应重新找出十字找正线，这样可以消除加工误差，保证划线精度。