《金屬工藝學(xué)》學(xué)習(xí)包

1、金屬工藝學(xué)學(xué)習(xí)包目錄課程的任務(wù)和學(xué)習(xí)方法 2第一章金屬材料的性能 1習(xí)題 2第二章金屬與合金的晶體結(jié)構(gòu)與結(jié)晶 3習(xí)題 5第三章鐵碳合金 6習(xí)題 7第四章鋼的熱處理 8習(xí)題 10第五章鋼鐵材料的表面熱處理習(xí)題 第六章常用工程材料 11習(xí)題 13第七章鑄造成形 14習(xí)題 15第八章鍛壓成形 16習(xí)題 17第九章焊接與膠結(jié)成形 18習(xí)題 21第十章機(jī)械零件材料及毛坯的選擇與質(zhì)量檢驗(yàn) 22習(xí)題 24第十一章金屬切削加工的基礎(chǔ)知識(shí) 25習(xí)題 28第十二章切削加工方法 29習(xí)題 31第十三章機(jī)械加工工藝過(guò)程的基礎(chǔ)知識(shí) 32習(xí)題 34第十四章零件的結(jié)構(gòu)工藝性 35習(xí)題 35第十五章先進(jìn)制造技術(shù)習(xí)題 習(xí)題答案

2、 36課程的任務(wù)和學(xué)習(xí)方法一、本課程的特點(diǎn)1、本課程是一門有關(guān)機(jī)械零件制造方法及其用材的綜合性技術(shù)基礎(chǔ)課。2、本課程實(shí)踐性很強(qiáng)， 學(xué)生應(yīng)積極認(rèn)真地參加生產(chǎn)實(shí)習(xí)和實(shí)踐， 才能更有效地掌握 本門課程的知識(shí)，以便為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)和今后生產(chǎn)實(shí)踐打下較好的基礎(chǔ)。二、本課程的任務(wù)1、了解常用工程材料的種類、性能及改性方法，初步掌握其應(yīng)用范圍和選擇原則。2、掌握主要毛坯成形方法的基本原理和工藝特點(diǎn)， 具有選擇毛坯及工藝分析的初步 能力。3、掌握各種主要加工方法的實(shí)質(zhì)、工藝特點(diǎn)、基本原理和設(shè)備；了解零件的加工工 藝過(guò)程，能制定簡(jiǎn)單的制造工藝過(guò)程。4、了解零件的結(jié)構(gòu)工藝性。三、本課程的學(xué)習(xí)方法1、每章學(xué)習(xí)時(shí)

3、， 首先閱讀自學(xué)指導(dǎo)書(shū)， 了解本章學(xué)習(xí)目標(biāo)中的主要內(nèi)容， 以及重點(diǎn)、 難點(diǎn)所在，而后閱讀教材和自學(xué)指導(dǎo)書(shū)中本章基本內(nèi)容的閱讀指導(dǎo)。閱讀時(shí)要注重對(duì)基 本概念、基本理論的理解，同時(shí)要積極開(kāi)展理論與實(shí)踐的結(jié)合。2、每章閱讀理解后，要結(jié)合復(fù)習(xí)思考題進(jìn)行自檢，看是否初步掌握基本內(nèi)容，并要 及時(shí)完成習(xí)題作業(yè)，以求達(dá)到較牢固的掌握基本內(nèi)容。3、每章學(xué)完后，要閉書(shū)回憶，循序總結(jié)，自測(cè)自驗(yàn)。根據(jù)記憶和熟練周期，階段性 安排復(fù)習(xí)，恢復(fù)和喚起所學(xué)過(guò)的內(nèi)容，以求達(dá)到深入、全面、牢固地掌握所學(xué)內(nèi)容；并 加強(qiáng)實(shí)踐訓(xùn)練，多干、多看、勤思考、多積累。這樣才能夠良好地完成本課程的學(xué)習(xí)任 務(wù)。四、閱讀教材選用和刪減內(nèi)容1、本課程

4、采用中國(guó)機(jī)械工業(yè)教育協(xié)會(huì)組編，劉會(huì)霞主編的金屬工藝學(xué)教材。2、教材中帶的第五章鋼鐵材料的表面熱處理、第十五章先進(jìn)制造技術(shù)為加寬內(nèi)容， 為非必讀內(nèi)容，讀者可根據(jù)需要學(xué)習(xí)，但不計(jì)入規(guī)定學(xué)時(shí)內(nèi)和考試范圍。第 1 章 金屬材料的性能、學(xué)習(xí)目標(biāo)1、清楚金屬材料的性能包括哪些內(nèi)容。2、掌握金屬材料的力學(xué)性能各項(xiàng)指標(biāo)的概念，符號(hào)及表示方法，應(yīng)用條件和范圍3、了解金屬材料的物理、化學(xué)性能及應(yīng)用。二、基本內(nèi)容1、金屬材料的性能1）使用性能 包括：力學(xué)性能、物理性能、化學(xué)性能。2）工藝性能 包括：鑄造性能、鍛造性能、焊接性能、切削加工性能和熱處理性能。2、載荷的概念1）靜載荷：大小不變或變動(dòng)很慢的載荷。2）沖擊載

5、荷：突然增加或消失的載荷。3）疲勞載荷：周期性的動(dòng)載荷。3、金屬材料的力學(xué)性能各項(xiàng)指標(biāo)的概念 符號(hào)及表示方法 應(yīng)用條件和范圍1）強(qiáng)度 概念：金屬材料在載荷作用下抵抗塑性變形或斷裂的能力。符號(hào)表示：屈服強(qiáng)度C s材料產(chǎn)生屈服時(shí)的最小應(yīng)力。單位為 Mpa。 抗拉強(qiáng)度cb 材料拉斷前所承受的最大應(yīng)力。單位為 Mpa。應(yīng)用條件和范圍：設(shè)計(jì)機(jī)械零件和選材的主要依據(jù)。2）塑性 概念：金屬材料在載荷作用下產(chǎn)生塑性變形而不斷裂的能力。符號(hào)表示：斷后伸長(zhǎng)率 S 試樣拉斷后，標(biāo)距長(zhǎng)度的相對(duì)伸長(zhǎng)率。斷面收縮率書(shū)一一試樣拉斷后，試樣截面積的相對(duì)收縮率。應(yīng)用條件和范圍：材料進(jìn)行壓力加工時(shí)選材的主要依據(jù)。3）硬度 概念：

6、材料表面局部體積內(nèi)抵抗另一物體壓入時(shí)變形的能力。 符號(hào)表示：布氏硬度 HB洛氏硬度 HR 應(yīng)用條件和范圍：布氏硬度主要用于測(cè)量灰鑄鐵、有色金屬以及經(jīng)過(guò)退火、正火和調(diào)質(zhì)的鋼材等材料。HBS適于測(cè)量硬度值小于450的材料，HBW適于測(cè)量硬度 值小于 650的材料。洛氏硬度計(jì)可測(cè)定軟的金屬材料， 也可測(cè)定硬的金屬材料。 HRA 主要用于測(cè)量硬質(zhì)合金、表面淬火鋼；HRB主要用于測(cè)量軟鋼、退火鋼、銅合金等； HRC 主要用于測(cè)量一般淬火鋼。4）沖擊韌度概念：金屬材料抵抗沖擊載荷載荷作用而不破壞的能力。 符號(hào)表示：沖擊吸收功 Ak 。沖擊韌度 ak。 應(yīng)用條件和范圍：沖擊韌度值一般只作為選材時(shí)的參考，不能

7、作為計(jì)算依據(jù)。材料的多次沖擊抗力主要取決于塑性；沖擊能量地時(shí)，主要取決于強(qiáng)度。5）疲勞強(qiáng)度 概念：金屬材料在多次重復(fù)交變載荷作用下而不發(fā)生斷裂的最大應(yīng)力。符號(hào)表示：疲勞強(qiáng)度S -1應(yīng)用條件和范圍：黑色金屬循環(huán)周次 10的7次方，有色金屬和某些高強(qiáng)鋼循環(huán) 周次 10的 8次方。三、本章重點(diǎn) 金屬材料的力學(xué)性能各項(xiàng)指標(biāo)的概念，符號(hào)及表示方法，應(yīng)用條件和范圍。四、習(xí)題一、填空題1、金屬的性能包括（ ）性能和（ ） 性能。2、材料的工藝性能包括（ ）、（ ）、 （ ） 、 （ ） 和（ ）。3、填寫下列力學(xué)性能指標(biāo)的符號(hào)：屈服點(diǎn)（）、洛氏硬度A標(biāo)尺（）、抗拉強(qiáng) 度（ ）、斷后伸長(zhǎng)率 （ ） 。二、判斷

8、題1、塑性變形隨載荷的去除而消失。 （ ）2、 當(dāng)布氏硬度試驗(yàn)條件相同時(shí)，壓痕直徑愈小，金屬的硬度愈低。（ ）三、選擇題1、做疲勞實(shí)驗(yàn)時(shí)，試樣承受的載荷是（ ）A 靜載荷 B 沖擊載荷 C 循環(huán)載荷2、金屬的 （ ） 愈好，則其鍛造性能愈好。A 強(qiáng)度 B 塑性 C 硬度四、名詞解釋強(qiáng)度 硬度 塑性 沖擊韌性 疲勞強(qiáng)度五、簡(jiǎn)答題1、為什么疲勞斷裂對(duì)機(jī)械零件危害最大？如何提高零件的疲勞強(qiáng)度？第 2 章 金屬與合金的晶體結(jié)構(gòu)與結(jié)晶一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1、了解晶格、晶胞、實(shí)際金屬的多晶體結(jié)構(gòu)、結(jié)晶等概念。2、掌握金屬晶體的三種常見(jiàn)晶格類型：面心立方、體心立方和密排六方晶格。3、掌握實(shí)際金屬點(diǎn)、線、面缺陷與金屬

9、力學(xué)性能的關(guān)系。4、掌握純金屬結(jié)晶過(guò)程，過(guò)冷度與晶粒大小對(duì)力學(xué)性能的影響，細(xì)化晶粒的措 施。5、掌握合金的基本概念，了解固溶體和金屬間化合物的概念。6、了解二元合金相圖的建立，了解合金結(jié)晶的過(guò)程。二、基本內(nèi)容1、金屬的晶體結(jié)構(gòu)的基本知識(shí)1）晶格、晶胞的概念： 晶格一：用來(lái)描述原子在晶體中排列形式的假想的空間格架。 晶胞：晶格中能代表晶體結(jié)構(gòu)特征的最小組成幾何單元。2）金屬晶體結(jié)構(gòu)常見(jiàn)的三種晶格類型：體心立方晶格、面心立方晶格和密排六 方晶格。3）金屬的實(shí)際晶體結(jié)構(gòu)：實(shí)際金屬的晶體結(jié)構(gòu)是多晶體結(jié)構(gòu)；實(shí)際金屬的晶體 結(jié)構(gòu)內(nèi)部存在晶體缺陷。晶體缺陷包括：點(diǎn)缺陷、線缺陷、面缺陷。點(diǎn)缺陷即空位、 間隙原

10、子和置換原子；線缺陷即位錯(cuò)；面缺陷即晶界和亞晶界。晶體缺陷會(huì)使金屬 內(nèi)部晶格發(fā)生晶格畸變，產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力；金屬的性能發(fā)生變化，強(qiáng)度、硬度增加。晶體缺陷是強(qiáng)化金屬的手段之一2、金屬的結(jié)晶：1）純金屬的結(jié)晶過(guò)程。 結(jié)晶的概念：凝固時(shí)原子在物質(zhì)內(nèi)部做有規(guī)則排列。 過(guò)冷度：金屬實(shí)際結(jié)晶溫度低于理論結(jié)晶溫度的差值。 結(jié)晶過(guò)程：液態(tài)金屬結(jié)晶是不斷生成晶核和晶核不斷長(zhǎng)大，直至完全結(jié)晶成固 態(tài)的過(guò)程。2）金屬結(jié)晶后的晶粒大小。 晶粒大小對(duì)金屬力學(xué)性能的影響：細(xì)晶粒金屬具有較高的強(qiáng)度和韌性。 細(xì)化晶粒的措施：增大形核率，抑制長(zhǎng)大速率。常用方法有：增加過(guò)冷度；變 質(zhì)處理；振動(dòng)等。3、合金的晶體結(jié)構(gòu)1）合金的基本概念：

11、 合金：一種金屬元素與其它金屬元素和非金屬元素，經(jīng)熔煉、燒結(jié)或其他方法 結(jié)合成具有金屬特性的物質(zhì)。組元：組成合金的最基本的獨(dú)立物質(zhì)?？梢允墙饘?、非金屬元素或穩(wěn)定化合物 相：合金中具有同一聚集狀態(tài)，同一種結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的均勻組成部分。組織：用肉眼或借助顯微鏡觀察到材料晶粒內(nèi)部組成相的數(shù)量、形態(tài)、大小和 分布狀態(tài)。2）合金的組織： 固溶體：合金由液態(tài)結(jié)晶成固態(tài)時(shí)，一組元溶解在另一組元中，形成均勻的固 相。占主要地位的元素叫溶劑，被溶解的元素叫溶質(zhì)。固溶體的晶格類型保持溶劑 的晶格類型。由于溶質(zhì)原子的融入，容劑晶格發(fā)生畸變，使塑性變形阻力增加，導(dǎo) 致金屬的強(qiáng)度、硬度提高，塑性、韌性有所下降，這種現(xiàn)象稱為

12、固溶強(qiáng)化。金屬間化合物：合金組員間發(fā)生相互作用而形成的具有金屬特性的新相，它的 晶格類型和性能不同于任一組元。金屬間化合物具有高熔點(diǎn)、高硬度、脆性大的特 點(diǎn)，在合金中主要作為強(qiáng)化相，用以提高材料的強(qiáng)度、硬度和耐磨性，但塑性、韌 性有所降低。機(jī)械混合物：兩種或兩種以上的相按一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)組合成的物質(zhì)。通過(guò)調(diào)整固 溶體中容質(zhì)含量和金屬間化合物數(shù)量、大小、形態(tài)和分布狀況，可以改變合金的力學(xué)性能。3）合金的結(jié)晶：二元合金相圖的建立：相圖是表示在極其緩慢冷卻條件下合金系中各種合金狀 態(tài)與溫度、成分之間的關(guān)系的簡(jiǎn)明圖解。它是通過(guò)實(shí)驗(yàn)方法建立。二元合金相圖的分析：相圖橫坐標(biāo)表示二元合金成分分?jǐn)?shù)，縱坐標(biāo)表示溫度

13、； 特性點(diǎn)：純金屬熔點(diǎn)；特性線：液相線、固相線。二元合金結(jié)晶過(guò)程：液相線以上 溫度，合金為液相到達(dá)液相線，合金開(kāi)始結(jié)晶液相線、固相線之間，合金 液相、固相共存到達(dá)固相線及一下，合金為固相。三、本章重點(diǎn)1、金屬的晶體結(jié)構(gòu)。2、合金的晶體結(jié)構(gòu)。四、習(xí)題一、填空題1、晶體與非晶體的根本區(qū)別在于（ ）。2、金屬晶格常見(jiàn)的基本類型有（ ）、（ ）、（ ）三種。3、實(shí)際金屬的晶體缺陷有（ ）、（ ）、（ ）三種。4、金屬的晶粒愈細(xì)小，其強(qiáng)度（ ），塑性、韌性（ ）。二、判斷題1、無(wú)論是純金屬，還是合金，其結(jié)晶過(guò)程都是恒溫過(guò)程。 （ ）2、金屬結(jié)晶的過(guò)程是晶核形成和晶核長(zhǎng)大的過(guò)程。 （ ）3、一種金屬元素與

14、其它金屬元素或非金屬元素，經(jīng)熔煉、燒結(jié)或其他方法結(jié)合 成的物質(zhì)叫合金。（ ）三、選擇題1、一般來(lái)說(shuō)，細(xì)晶粒金屬具有（ ）強(qiáng)度和韌性。A 較高的 B較低的C中等的2、實(shí)際金屬的結(jié)晶溫度一般都（）理論結(jié)晶溫度。A 高于 B低于C等于四、名詞解釋晶體 晶體缺陷結(jié)晶合金固溶體金屬間化合物五、簡(jiǎn)答題1、實(shí)際金屬中存在的晶體缺陷對(duì)金屬的力學(xué)性能有何影響？2、為什么希望得到細(xì)小晶粒組織？如何細(xì)化晶粒？第 3 章 鐵碳合金一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1、熟悉鐵碳合金的基本組織的特點(diǎn)。2、熟悉鐵碳相圖中的相、特性點(diǎn)和特性線。3、熟悉典型鐵碳合金結(jié)晶過(guò)程和組織轉(zhuǎn)變。4、掌握含碳量對(duì)鐵碳合金組織轉(zhuǎn)變和力學(xué)性能的影響。二、基本內(nèi)容1

15、、鐵碳合金基本組織1）純鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變：汗e : 1394o C以上固態(tài)鐵，體心立方晶格。Fe : 1394o C為12o C固態(tài)鐵，面心立方晶格，。aFe : 912 o C以下固態(tài)鐵，體心立方晶格。2）鐵碳合金基本組織：鐵素體：碳溶于a-Fe中所形成的間隙固溶體，用符號(hào)F表示。力學(xué)性能：塑性、 韌性較好，強(qiáng)度、硬度低。奧氏體：碳溶于丫-Fe中所形成的間隙固溶體，用符號(hào) A表示。力學(xué)性能：有良 好塑性，強(qiáng)度、硬度較低。滲碳體：是鐵和碳組成的具有復(fù)雜晶格結(jié)構(gòu)的間隙化合物，用符號(hào)Fe3C表示。力學(xué)性能：塑性、韌性幾乎為零，硬度很高。珠光體：是鐵素體和滲碳體的機(jī)械混合物，用符號(hào) P 表示。力學(xué)性

16、能：介于鐵 素體和滲碳體之間，即綜合性能良好。萊氏體:1148o CT27o C時(shí)為奧氏體和滲碳體的機(jī)械混合物，用符號(hào)Ld表示；727 o C及以下時(shí)為珠光體和滲碳體的機(jī)械混合物，用符號(hào) Ld表示。力學(xué)性能：與滲碳 體相似，即硬度高、塑性差。2、鐵碳合金相圖1）相圖分析：鐵碳合金相圖中的相：液相、S鐵素體、鐵素體、奧氏體和滲碳體。 鐵碳合金相圖中的特性點(diǎn)： C、E、P、S。鐵碳合金相圖中的特性線：ECF線、ES線、PSK線、GS線。2）典型鐵碳合金結(jié)晶過(guò)程和組織轉(zhuǎn)變：工業(yè)純鐵：含碳量w 0.0218%，室溫平衡組織F。亞共析鋼：含碳量 0.0218%0.77%2.11%,室溫平衡組織F+F&C

17、u。亞共晶白口鑄鐵：含碳量2.11%4.3%,室溫平衡組織P+ FesCn + Ld 共晶白口鑄鐵：含碳量 4.3%，室溫平衡組織 Ld。過(guò)共晶白口鑄鐵：含碳量4.3% 0.6%時(shí)， 焊接性差。2）碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的焊接：低碳鋼的焊接 : 沒(méi)有淬硬傾向，冷裂傾向小， ，焊接性良好，焊前不需要預(yù)熱。手工電弧焊一般選用E4303（結(jié)422）和E4315（結(jié)427）焊條。中碳鋼的焊接 : 淬硬傾向和冷裂傾向較大， 焊前必需預(yù)熱。 手工電弧焊一般選用E5015 （ 結(jié) 507） 焊條低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的焊接：淬硬傾向和冷裂傾向較小，焊接性較好，強(qiáng)度級(jí) 別低的焊前不需要預(yù)熱，強(qiáng)度級(jí)別高的焊

18、前需要預(yù)熱。手工電弧焊一般按同強(qiáng)度級(jí) 別選用焊條。5、焊接結(jié)構(gòu)工藝性1）焊接接頭設(shè)計(jì)：接頭形式有對(duì)接、搭接、角接、 T 形接四種。薄板焊接有各種卷邊接頭形式。2）焊縫布置： 焊縫布置盡可能分散、應(yīng)避開(kāi)應(yīng)力集中部位、布置應(yīng)盡可能對(duì)稱、應(yīng)便于操作、 應(yīng)盡量減少焊縫長(zhǎng)度和數(shù)量、應(yīng)盡量避開(kāi)機(jī)械加工表面。3）坡口形式設(shè)計(jì)：電弧焊常用的基本坡口形式有 I 形坡口、 V 形坡口、 X 形坡 口、U形坡口等四種。三、本章重點(diǎn)1、常用焊接方法的過(guò)程、特點(diǎn)和應(yīng)用。2、結(jié)構(gòu)鋼焊條的選用。四、習(xí)題一、填空題1、焊接的實(shí)質(zhì)是被連接的焊件形成（ ）間的結(jié)合。2、按焊接過(guò)程特點(diǎn)，可將焊接分為（ ）、（ ）、（ ）三種焊接方

19、法。3、焊接接頭中性能最差的部位是（ ）區(qū)和（ ）區(qū)。4、酸性焊條常應(yīng)用于（ ）焊接結(jié)構(gòu)；堿性焊條常應(yīng)用于（ ）焊接結(jié)構(gòu)。二、判斷題1、鋼中的碳和合金元素對(duì)鋼的焊接性的影響是不同的，合金元素的影響最大。 （）2、焊接熱裂紋的產(chǎn)生主要跟硫、磷等雜質(zhì)太多有關(guān)。 （ ）3、焊接冷裂紋的產(chǎn)生主要跟含氫量的多少有關(guān)。 （ ）三、選擇題1、下列材料中，（ ）的焊接性能最好，（ ）的焊接性能最差。 。A 20 B T10A C 452、在手工電弧焊中，低碳鋼的焊接一般選用（）焊條，中碳鋼的焊接一般選A H08ABE4315(結(jié) 427)C E5015(結(jié) 507)3、低碳鋼焊前般（,）預(yù)熱,低溫焊厚板時(shí)（）

20、預(yù)熱；中碳鋼焊前（熱。A曲需要B不需要C必須用（）焊條四、名詞解釋）預(yù)五、簡(jiǎn)答題1、焊芯的作用是什么？其化學(xué)成分有何特點(diǎn)？2、焊條藥皮有哪些作用？3、下圖中手工電弧焊焊件結(jié)構(gòu)工藝性不好，說(shuō)明原因，畫(huà)出正確圖形第10章機(jī)械零件材料及毛坯的選擇一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1、了解機(jī)械零件失效的主要形式和原因。2、了解機(jī)械零件材料選擇的一般原則。3、掌握典型零件選材及工藝路線。4、掌握常用毛坯加工方法的特點(diǎn)及應(yīng)用。5、掌握典型零件毛坯的選擇。二、基本內(nèi)容1、機(jī)械零件的失效1）：零件失效的主要形式：過(guò)量變形失效、斷裂失效、表面損傷失效、裂紋失效 2）零件失效的原因： 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理、材料選取不當(dāng)、加工工藝問(wèn)題、適用維

21、護(hù)不當(dāng)。 2、機(jī)械零件材料選擇的一般原則 在滿足使用性能要求的前提下，盡量選用工藝性能和經(jīng)濟(jì)性良好的材料。3、典型零件選材及工藝路線1）齒輪類零件選材及工藝路線： 常用齒輪材料：重要用途中載齒輪用中碳鋼或中碳合金鋼鍛制；高速耐沖擊重 載齒輪用低碳鋼或低碳合金鋼鍛制；低速無(wú)沖擊輕載精度底齒輪用鑄鐵制造；直徑 大形狀復(fù)雜齒輪用鑄鋼制造。汽車、拖拉機(jī)齒輪選材及工藝路線：材料 20CrMnT；工藝路線為：下料一鍛造 一正火一切削加工一滲碳（孔防滲）淬火、低溫回火一噴丸一校正花鍵孔一精磨齒 機(jī)床齒輪選材及工藝路線：材料 40Cr或45;工藝路線為：下料一鍛造一正火 -粗切削加工一調(diào)質(zhì)一半精加工一高頻淬火

22、、低溫回火一磨削2）軸類零件選材及工藝路線： 常用材料：重要用途軸一般用中碳鋼或中碳合金鋼鍛制；高速大功率內(nèi)燃機(jī)曲軸用合金調(diào)質(zhì)鋼鍛制；中、小型內(nèi)燃機(jī)曲軸用球墨鑄鐵或45剛。機(jī)床主軸選材及工藝路線：材料 40Cr 或 45；工藝路線為：下料-鍛造-正火 -粗切削加工-調(diào)質(zhì)-半精加工（花鍵除外）-局部淬火、回火（錐孔及外錐體） -粗磨（外圓、外錐體、錐空）-銑花鍵-花鍵高頻淬火、回火-精磨削 球墨鑄鐵曲軸工藝路線：鑄造-高溫正火-高溫回火-機(jī)械加工-軸頸表面淬 火、自熱回火-磨削4、常用毛坯加工方法的特點(diǎn)及應(yīng)用1）毛坯的種類： 機(jī)械零件常用毛坯種類有鑄件、鍛件、焊接件、沖壓件和型材等。2）常用毛坯

23、加工方法的特點(diǎn)及應(yīng)用：常用毛坯加工方法有鑄造、鍛壓、沖壓、 焊接、型材等。其特點(diǎn)及應(yīng)用見(jiàn)表 10-1 。3）毛坯選擇的原則： 在滿足使用性能要求的前提下，盡量降低生產(chǎn)成本和提高生產(chǎn)效率。4）典型機(jī)械零件毛坯的選擇： 軸桿類零件：承受彎矩、傳遞扭矩、要求具有高的力學(xué)性能的軸桿類零件，多 采用鍛件；結(jié)構(gòu)復(fù)雜、受力不大的凸輪軸、曲軸等，可采用球墨鑄鐵鑄造；承受彎 矩和傳遞扭矩很小、力學(xué)性能要求不高的軸桿類零件，多采用型材；某些情況可采 用鑄- 焊、鍛- 焊結(jié)合方式制造。盤套類零件：重要用途的齒輪，選用鍛件；直徑較大、形狀復(fù)雜的齒輪，可用 碳鋼或球墨鑄鐵鑄造；低速輕載、不受沖擊的齒輪，可用灰鑄鐵鑄造。

24、機(jī)架、箱體類零件：箱體類零件大多選用鑄鐵鑄造；承載較大的箱體可用鑄鋼； 要求重量輕、散熱好的箱體，可采用鋁合金鑄造；單件小批生產(chǎn)時(shí)，可采用鋼材焊 接而成。三、本章重點(diǎn)1、典型零件選材。2、常用毛坯加工方法的特點(diǎn)及應(yīng)用。3、典型零件毛坯的選擇。四、習(xí)題一、填空題1、零件失效的主要形式有（ ）失效，（ ）失效，（ ）失效，（ ）失效四種類 型。2、機(jī)械零件常用毛坯種類有（ ）、（ ）、（ ）、（ ）、（ ）。二、判斷題1、齒輪類零件、軸類零件最好用鍛鋼制作。 （ ）2、箱體類零件單件小批生產(chǎn)時(shí)，可采用鋼材焊接而成。 （ ）三、選擇題1、選擇下列零件材料：箱蓋（ ），齒輪軸（ ），螺栓（ ）。A 4

25、5 B Q235 C HT2002、選擇下列零件毛坯類型：箱體（ ），受沖擊齒輪（ ），墊圈（ ）。A 鑄件 B 鍛件 C 沖壓件四、簡(jiǎn)答題1、簡(jiǎn)述汽車齒輪的選材與工藝路線。2、簡(jiǎn)述C616機(jī)床主軸的選材與工藝路線。第 11 章 金屬切削加工的基礎(chǔ)知識(shí)一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1、掌握切削運(yùn)動(dòng)和切削要素。2、掌握金屬切削刀具材料。3、熟悉車刀切削部分的幾何參數(shù)。4、熟悉金屬切削過(guò)程中的物理現(xiàn)象。5、了解工件的切削加工性，了解影響已加工表面質(zhì)量的因素。6、掌握切削液、刀具幾何角度及切削用量的合理選擇。二、基本內(nèi)容1、切削運(yùn)動(dòng)和切削要素1）切削運(yùn)動(dòng)：切削運(yùn)動(dòng)：為了切除工件上多余的金屬，刀具與工件之間所作的相對(duì)運(yùn)

26、動(dòng)。按 切削運(yùn)動(dòng)在切削過(guò)程中起的作用不同，可分為主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。主運(yùn)動(dòng)：切下切屑所必需的最基本的運(yùn)動(dòng)，也是切削加工中速度最高、消耗功 率最多的運(yùn)動(dòng)。切削加工中只有一個(gè)主運(yùn)動(dòng)。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：是使工件切削層不斷投入切削而加工出完整表面的運(yùn)動(dòng)。切削加工 中可以有一個(gè)主運(yùn)動(dòng)，也可以有幾個(gè)主運(yùn)動(dòng)。2）切削要素：切削用量要素：切削速度、進(jìn)給量、背吃刀量。 切削層平面尺寸要素：切削層厚度、切削層寬度、切削層截面面積。2、金屬切削刀具：1）刀具常用材料： 碳素工具鋼：用于制造簡(jiǎn)單手工刀具。常用鋼牌號(hào)有 T10A、 T12A。 量具刃具鋼：用于制造形狀復(fù)雜手工刀具。常用鋼牌號(hào)有 CrWMn、 9SiCr。 高速鋼

27、：用于制造形狀復(fù)雜機(jī)動(dòng)刀具。常用鋼牌號(hào)有 W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2。硬質(zhì)合金： 多制成各種形狀刀片， 機(jī)動(dòng)加工各種金屬材料。 常用鋼牌號(hào)有 YG3、YG5、YG8、YT5、YT15、YT30。2）車刀切削部分的幾何參數(shù)： 外圓車刀切削部分的組成：前刀面、主后刀面、副后刀面、主切削刃、副切削刃、刀尖。3）車刀標(biāo)注角度參考系：基面Pr：過(guò)切削刃上任一點(diǎn)的水平面。切削平面Ps：通過(guò)切削刃上任一點(diǎn)與切削刃相切，垂直于基面的平面。正交平面Po：通過(guò)切削刃上任一點(diǎn)，并同時(shí)與垂直于基面和切削平面的平面。3）車刀正交平面參考系內(nèi)的標(biāo)注角度：主偏角莎：基面內(nèi)主切削刃與進(jìn)給方向的夾角。其主要作用是影響

28、背向力的大 小和刀具壽命。副偏角K：基平面內(nèi)副切削刃與進(jìn)給反方向的夾角。其主要作用是影響工件以 加工表面粗糙度。前角Y。：正交平面內(nèi)前刀面與基面之間的夾角。其主要作用是使刃口鋒利。后角a。：正交平面內(nèi)后刀面與切削平面之間的夾角。其主要作用是減少主后刀 面與工件過(guò)渡表面之間的摩擦。刃傾角As：切削平面內(nèi)主切削刃與基面間的夾角。其主要作用是控制切屑流向4、金屬切削過(guò)程中的物理現(xiàn)象1）金屬切削過(guò)程的實(shí)質(zhì)： 就是通過(guò)刀具把金屬層變?yōu)榍行嫉倪^(guò)程，其實(shí)質(zhì)是一個(gè)擠壓變形的過(guò)程，塑性金屬在切削過(guò)程中一般要經(jīng)歷彈性變形、塑性變形、擠裂破壞和切離四個(gè)階段。2）切削變形區(qū)：第I變形區(qū)：又稱基本變形區(qū)。切削力、切削熱

29、主要來(lái)自這個(gè)區(qū)域。第U變形區(qū)：是切屑于前刀面間的摩擦變形區(qū)。該區(qū)域?qū)Ψe屑瘤的形成和前刀 面磨損有直接影響。第川變形區(qū)：是工件已加工表面與刀具后刀面的摩擦區(qū)。該區(qū)域?qū)ぜ鸭庸?表面的變形強(qiáng)化和殘余應(yīng)力及后刀面的磨損有很大影響。3）積屑瘤：產(chǎn)生條件：切削塑性金屬；切削速度在 560m/min 。對(duì)切削加工的影響：粗加工時(shí)有好處，保護(hù)刀刃，增大前角。精加工時(shí)不利， 影響表面質(zhì)量和尺寸精度， 因此精加工時(shí)避免產(chǎn)生積屑瘤， 故常采用高速 （ v100m/min ）或低速（ v5m/min ）精加工。4）切削力：總切削力F:三個(gè)變形區(qū)的變形抗力和切屑、工件與刀具間的摩擦力的合力。 通常將總切削力分解成三個(gè)相互垂直的奮力：主切削力Fc、進(jìn)給力Ff （軸向力）、背向力Fp （徑向力）。影響因素：有工件材料、刀具角度和切削用量。增大刀具前角，減小切削深度， 施加切削液，均可使切削力減小。增大主偏角，可明顯減小背向力，減小工件彎曲 變形和振動(dòng)。5）切削熱：切削熱的產(chǎn)生：有切削變形功和摩擦功形成。 切削熱的傳出：在切削過(guò)程中有切屑、工件和周圍介質(zhì)傳出。減少切削熱不利 影響的措施主要有：合理選擇切削用量和刀具角度，合理施加切削液。5、切削加工質(zhì)量與切削效率1