數(shù)控加工機械基礎(chǔ)學(xué)習(xí)教案

1、數(shù)控加工機械數(shù)控加工機械(jxi)基礎(chǔ)基礎(chǔ)第一頁，共36頁。第1頁/共36頁第二頁，共36頁。一、碳鋼的分類(fn li)第2頁/共36頁第三頁，共36頁。二、碳素結(jié)構(gòu)鋼牌號表示方法：由代表屈服點的字母Q、屈服點數(shù)值、質(zhì)量等級符號、脫氧(tu yng)方法符號四部分順序組成。質(zhì)量等級有：A、B、C、D脫氧(tu yng)方法有：F（沸騰鋼）、b（半鎮(zhèn)靜鋼）、Z（鎮(zhèn)靜鋼）、TZ（特殊鎮(zhèn)靜鋼）。通常Z和TZ可省略。例如：Q235AF第3頁/共36頁第四頁，共36頁。1.普通碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼牌號、性能(xngnng)特點及用途見下表第4頁/共36頁第五頁，共36頁。2.優(yōu)質(zhì)(yuzh)碳素結(jié)構(gòu)鋼

2、第5頁/共36頁第六頁，共36頁。2.優(yōu)質(zhì)(yuzh)碳素結(jié)構(gòu)鋼牌號表示法：用兩位數(shù)字表示鋼平均含碳量的萬分數(shù)，如40鋼。含錳量較高（WMn=0.71.2）的鋼，在兩位數(shù)字后面寫“Mn”，如 60Mn鋼。脫氧方法表示法同碳素結(jié)構(gòu)鋼。高級(goj)優(yōu)質(zhì)鋼，在牌號后面加“A”；特級優(yōu)質(zhì)鋼，在牌號后面加“E”。第6頁/共36頁第七頁，共36頁。2.優(yōu)質(zhì)(yuzh)碳素結(jié)構(gòu)鋼 優(yōu)質(zhì)(yuzh)碳素結(jié)構(gòu)鋼牌號、性能特點及用途見表（每種牌號的具體數(shù)值可查資料，這里僅按性能、用途類似的歸納作介紹）第7頁/共36頁第八頁，共36頁。3、碳素工具鋼牌號表示法：用“碳”的漢語拼音字首“T加數(shù)字（表示鋼的平均Wc的

3、千分數(shù)）表示，例如，T8A。這類鋼Wc0.651.35，一般均需熱處理后使用(shyng)，主要制作低速切削刃具,以及對熱處理變形要求低的一般模具、低精度量具等。 碳素工具鋼牌號、性能特點及用途見表第8頁/共36頁第九頁，共36頁。第9頁/共36頁第十頁，共36頁。第10頁/共36頁第十一頁，共36頁。第11頁/共36頁第十二頁，共36頁。調(diào)的散熱片。第12頁/共36頁第十三頁，共36頁。熱膨脹的因素。第13頁/共36頁第十四頁，共36頁。第14頁/共36頁第十五頁，共36頁。等；無（順）磁性材料可用做要求避免磁場干擾的零件。第15頁/共36頁第十六頁，共36頁。第16頁/共36頁第十七頁，共

4、36頁。力學(xué)性能又稱為機械性能，是指材料在力作用下所顯示的性能，主要有強度、塑性、硬度、韌性和疲勞強度等。(1)強度強度是指金屬抵抗永久變形（塑性變形）和斷裂的能力。常用的強度判據(jù)是屈服點（舊稱屈服強度、屈服極限）和抗拉強度。測定強度判據(jù)的方法(fngf)是拉伸試驗。第17頁/共36頁第十八頁，共36頁。拉伸曲線：拉伸力（F）和伸長(shn chn)量（l-lo）的關(guān)系曲線。第18頁/共36頁第十九頁，共36頁。材料受外力作用后，導(dǎo)致材料內(nèi)部之間產(chǎn)生的相互作用力稱為內(nèi)力，其大小和外力相等(xingdng)、方向相反。單位面積上的內(nèi)力稱為應(yīng)力，用符號表示。1）彈性極限試樣產(chǎn)生完全彈性變形時所能承

5、受的最大應(yīng)力。式中Fe 試樣(sh yn)產(chǎn)生完全彈性變形時所能承受的最大拉伸力，單位N。 Ao試樣(sh yn)原始橫截面積，單位mm2oeeAFMPa第19頁/共36頁第二十頁，共36頁。2）屈服點定義：是指試樣在試驗過程中力不增加(zngji)還能繼續(xù)伸長時的應(yīng)力。式中 Fs 試樣產(chǎn)生屈服現(xiàn)象時的拉伸力，單位(dnwi)N。Ao試樣原始橫截面積，單位(dnwi)mm2條件屈服強度NoImageossAFMPaor0.2rAF2 . 0MPa第20頁/共36頁第二十一頁，共36頁。3）抗拉強度定義：是指試樣(sh yn)拉斷前所能承受的最大拉應(yīng)力。式中 Fb 試樣拉斷前所能承受的最大拉伸力

6、，單位N。Ao試樣原始橫截面積，單位mm2屈強比（s/b）工程上用的材料，除要求有較高的抗拉強度，還希望有一定的屈強比（s/b） 。屈強比越小，零件可靠性越高，使用中超載(chozi)不會立即斷裂。但屈強比太小，則材料強度的有效利用率降低。NoImageobbAFMPa第21頁/共36頁第二十二頁，共36頁。2、塑性指斷裂前材料發(fā)生不可逆永久變形的能力(nngl)。塑性判據(jù)是斷后伸長率和斷面收縮率。1）斷后伸長率斷后伸長率是指試樣拉斷后的伸長與原始標(biāo)距的百分比。NoImage100%lllook第22頁/共36頁第二十三頁，共36頁。2、塑性指斷裂前材料發(fā)生不可逆永久變形的能力(nngl)。塑

7、性判據(jù)是斷后伸長率和斷面收縮率。2）斷后收縮率斷后收縮率是指試樣拉斷后，縮頸處橫截面積的最大縮減量與原始橫截面積的百分比。NoImage100%AAAkko第23頁/共36頁第二十四頁，共36頁。硬度是材料抵抗局部變形，特別(tbi)是塑性變形、壓痕或劃痕的能力它衡量材料軟硬的判據(jù)。 目前最常用的硬度試驗法是布氏硬度試驗法、洛氏硬度試驗法和維氏硬度試驗法。第24頁/共36頁第二十五頁，共36頁。1）布氏硬度壓AFHBWHBS)(kgf/mm2式中A壓壓痕球形表面積，mm2 壓頭直徑(zhjng)，mm2 壓痕平均直徑(zhjng)，mm。）（22dDDDFHBWHBS2)(kgf/mm2 (試

8、驗(shyn)力F單位用kgf)（可從資源中心下載拉伸試驗視頻資料(zlio)演示）第25頁/共36頁第二十六頁，共36頁。1）布氏硬度布氏硬度的表示(biosh)方法： 140HBS101000030 500HBW57500一般在零件圖或工藝文件上標(biāo)柱材料要求的布氏硬度值時，不規(guī)定試驗條件，只標(biāo)出要求的硬度范圍和硬度符號，例如200230HBS。HBS用于測試硬度值小于450的材料；HBW用于測量硬度值在450650范圍的材料。布氏硬度主要用來測定鑄鐵、有色金屬、以及退火、正火和調(diào)質(zhì)處理的鋼材的硬度，如半成品和原材料。第26頁/共36頁第二十七頁，共36頁。2）洛氏硬度002. 0hCHR式

9、中，C為常數(shù)，壓頭(y tu)是金剛石圓錐時，C100；壓頭(y tu)為淬火鋼球時,C130。第27頁/共36頁第二十八頁，共36頁。2）洛氏硬度以淬火、低溫回火以淬火、低溫回火(hu hu)GCr15鋼為例，測量鋼為例，測量HRC值（從資源中心下載）值（從資源中心下載）第28頁/共36頁第二十九頁，共36頁。2）洛氏硬度洛氏硬度無單位，需標(biāo)明硬度標(biāo)尺符號，在符號前面寫出硬度值，如60HRC、80HRA、90HRB。洛氏硬度各標(biāo)尺之間沒有對應(yīng)關(guān)系，不能直接比較硬度值的高低。洛氏硬度試驗操作簡單、迅速、壓痕小，主要用于測試熱處理后硬度較高的成品零件及較薄的工件，對于組織和硬度不均勻的材料(ci

10、lio)，硬度值波動較大，準(zhǔn)確性不如布氏硬度值。第29頁/共36頁第三十頁，共36頁。3）維氏硬度2189. 0102. 0dFAFHVoKgf/mm2式中 F試驗力，N Ao壓痕面積(min j)，mm2 d壓痕對角線的算術(shù)平均值，mm。以淬火、低溫回火以淬火、低溫回火T8A鋼為例，測量鋼為例，測量(cling)HV值值（從資源中心下載相關(guān)視頻資料）（從資源中心下載相關(guān)視頻資料）第30頁/共36頁第三十一頁，共36頁。3）維氏硬度維氏硬度值一般不標(biāo)單位(dnwi)，在符號HV前寫出硬度值。維氏硬度試驗因試驗力小（常用49.03N），壓痕淺，輪廓清晰，數(shù)值準(zhǔn)確，試驗力選擇范圍大（49.0398

11、0.7N），所以可測量從很軟到很硬材料的硬度，維氏硬度值之間能直接進行比較。維氏硬度常用來測試薄片材料、金屬鍍層及零件表面硬化層的硬度，但試驗麻煩，不宜用于成批生產(chǎn)的常規(guī)檢驗。第31頁/共36頁第三十二頁，共36頁。特別說明：各種硬度試驗法測得的硬度值不能進行直接比較(bjio)，必須通過硬度換算表換算成一種硬度值后，方能比較(bjio)硬度高低。第32頁/共36頁第三十三頁，共36頁。1）韌性(rn xn)韌性是指金屬在斷裂前吸收變形能量的能力,可用來衡量金屬材料抵抗沖擊(chngj)載荷能力。韌性的判據(jù)通過沖擊(chngj)試驗來測定。（注：可從資源中心下載相關(guān)視頻資料）40Cr鋼沖擊吸收功測定試驗鋼沖擊吸收功測定試驗第33頁/共36頁第三十四頁，共36頁。5.疲勞強度循環(huán)應(yīng)力：應(yīng)力的大小和方向隨時間作周期性的變化。零件在循環(huán)應(yīng)力作用下，常在遠小于該材料的b，甚至(shnzh)小于S強度的情況下發(fā)生斷裂的現(xiàn)象稱為金屬的疲勞，金屬疲勞的判據(jù)是疲勞強度。第34頁/共36頁第三十五頁，共36頁。 試驗證明，當(dāng)?shù)陀谀骋粩?shù)值時