機械行業(yè)工程管理基礎(chǔ)知識

1、機械工程基礎(chǔ)第一篇 工程材料與熱處理基礎(chǔ)第一章 金屬材料的種類與性能1 概述 金屬材料包括：黑色金屬有色金屬 鋼： 碳鋼、合金鋼、特殊性能鋼。 鑄鐵：灰鑄鐵、球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵。 銅及其合金 鋁及其合金 其他：軸承合金、硬質(zhì)合金2 金屬材料的力學性能使用性能物理性能化學性能力學（機械）性能力學（機械）性能 靜載特性： 強度 塑性 硬度 測試方法： 拉伸試驗 硬度試驗 動載特性：沖擊韌性 疲勞強度 測試方法：沖擊試驗 疲勞試驗強度：在外力作用下材料抵抗變形和破壞的能力。硬度：在外力作用下材料抵抗更硬物壓入的能力。塑性：在外力作用下材料產(chǎn)生永久變形而不會破壞的能力。沖擊韌性：材料抵抗沖擊力的能力。

2、疲勞強度：材料在多次交變載荷作用下而不致引起斷裂的最大應力。3 金屬的結(jié)晶和組織金屬在固態(tài)下都是晶體，金屬的機械性能與其組織結(jié)構(gòu)有關(guān)。常見晶胞類型體心立方晶胞面心立方晶胞金屬結(jié)晶過程晶核形成晶核長大純鐵的冷卻曲線鐵碳合金中鐵和碳的結(jié)合方式碳溶入鐵中形成固溶體碳和鐵形成化合物固溶體和化合物形成機械混合物第二章 鐵碳合金1 概述 2 鐵碳合金（一）鐵碳合金的基本組織鐵素體（F）- 碳溶于體心立方晶格Fe中形成的固溶體碳最大溶解度0.0218%（727）20時碳最大溶解度為0.0008%性能：較好的塑性和韌性，強度和硬度較低。奧氏體（A）：碳溶于面心立方晶格Fe中形成的固溶體碳最大溶解度2.11%（

3、1148）； 727時碳最大溶解度為0.77%性能：質(zhì)軟、塑性好，無磁性，變形抗力較低。滲碳體（Fe3C）：鐵與碳的化合物含碳量6.69%；熔點1227性能：硬度高，強度很低，塑性、韌性幾乎為零。 珠光體（P）：鐵素體與滲碳體的機械混合物含碳量0.77%共析反應式 (F+Fe3C)性能：=600800Mpa(純鐵=180280Mpa)2025 (純鐵3050) HBS170230（純鐵HBS5080）萊氏體（, ）： 奧氏體（珠光體）與滲碳體的機械混合物 含碳量4.3%；共晶反應式 (A+Fe3C)性能：硬度高，塑性、韌性差。 （二） 鐵碳合金狀態(tài)圖簡化的鐵碳合金狀態(tài)圖及特性點AW1EW2CW

4、3GW5SW6PW7DW4W1特性點 含碳量 含義 A1538 0 純鐵的熔點W2 E 1148 2.11碳在奧氏體中的最大溶解度 W3 C 1148 4.3 共晶點W4 D 1227 6.69滲碳體的熔點 W5 G 912 0 同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變點W6 S 727 0.77 共析點 W7 P 727 0.0218 碳在鐵素體中的最大溶解度 二、簡化的鐵碳合金狀態(tài)圖及特性線DW1W3W2W4W5W6AECGSPW1特性線 ACD 含義 液相線（液態(tài)合金開始結(jié)晶出奧氏體或滲碳體）W2特性線 AE 含義 固相線（奧氏體結(jié)晶終了線）W3特性線 ECF 含義 固相線（共晶線，Lc AFe3C）W4特性線 E

5、S 含義 碳在奧氏體中溶解度線W5特性線 GS 含義 奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)殍F素體的開始線W6特性線 PSK 含義 共析線，A FFe3C、典型合金的結(jié)晶過程AECGSP JJ9 JJ10 JJ11 JJ12 JJ13 JJ14 JJ15鐵碳合金分類DAECGSP亞共析鋼ZTT11過共析鋼ZTT12共析鋼ZTT2亞共晶白口鐵ZTT13過共晶白口鐵ZTT14共晶白口鐵ZTT6工業(yè)純鐵ZTT33 碳鋼鋼中常存雜質(zhì)對鋼性能的影響常見雜質(zhì)：Si 強化鐵素體 Mn 強化鐵素體、脫硫（MnS） P 冷脆性（使鐵素體脆性增加） S 熱脆性（L FeFeS）、室溫脆性增加（FeS）鋼的分類1、按冶煉方法分：平爐鋼、轉(zhuǎn)爐

6、鋼、電爐鋼三類2、 按脫氧方法分：沸騰鋼（F）、鎮(zhèn)靜鋼（Z）、半鎮(zhèn)靜鋼（B）等3、 按質(zhì)量分（依P、S多少分）： 普通鋼S 0.05% P0.045%優(yōu)質(zhì)鋼S 0.035% P0.035% 高級優(yōu)質(zhì)鋼 S 0.020% P0.03%特級優(yōu)質(zhì)鋼S 0.015% P0.025%4、 按用途分 結(jié)構(gòu)鋼：工程結(jié)構(gòu)鋼（如橋梁、船舶、建筑件等） 機械零件用鋼（如齒輪、軸、螺母、彈簧、滾動軸承等） 工具鋼：主要用于制造工具，如刃具、模具、量具等 特殊性能鋼：主要有不銹鋼、耐熱鋼、耐磨鋼、磁鋼等5 按化學成分分 碳素鋼：低碳鋼 C 0.6% 合金鋼：低合金鋼 合金元素總量 10%碳鋼的編號方法與用途1、碳素結(jié)

7、構(gòu)鋼（工程結(jié)構(gòu)、橋梁、船舶、建筑件等）舉例： Q 235 A F 脫氧方式質(zhì)量ABCD屈服強度235MPa 屈舉例：Q1952、 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼（機器零件：齒輪、軸、彈簧、螺母等）舉例：45含碳的萬分值0.45% C舉例：08、60、 203、碳素工具鋼(手用工具或低速刀具：錘、鋸條、剪刀、銼刀等)舉例：T 8 A含碳的千分值0.8% C碳素工具鋼高級優(yōu)質(zhì)鋼舉例：T8 T124 鑄鋼 （鑄造用鋼 含碳0.06%）舉例： ZG 200400 鑄鋼 屈服強度（200MPa） 抗拉強度（400MPa）4 鑄鐵工業(yè)用鑄鐵的成分范圍： C 2.5% 4.0%Si 1.0% 3.5%Mn 0.5% 1.5

8、% P 0.2% S 0.15% 余下為Fe工業(yè)用鑄鐵的組織：F FP 各種形態(tài)的石墨 P灰鑄鐵石墨形態(tài)：片狀特點：力學性能差，消震性好，耐磨性好，切削加工性好，鑄造性能好，價格便宜。舉例： HT 100 灰鑄鐵 最低抗拉強度（MPa）牌號用途HT100低壓零件：如軸承蓋、手輪、支架等。HT200機床床身、低壓氣缸、低速軸瓦等。HT350孕育鑄鐵氣缸、飛輪、齒輪等重要零件。二、球墨鑄鐵石墨形態(tài)：球狀特點：基體利用率高達7090，抗拉強度、塑性、韌性高?？纱驿撛陟o載荷或沖擊不大的條件下工作的凸輪、曲軸等。 牌號 QT 40018最小延伸率最低抗拉強度MPa球墨鑄鐵 牌號用途QT40018泵、閥

9、體、受壓容器、受沖擊零件等。QT50017機器底座、齒輪、支架等。QT8002曲軸、凸輪、齒輪等高強度零件。三、可鍛鑄鐵石墨形態(tài)：團絮狀特點：力學性能比灰鑄鐵好。適宜作薄壁、形狀復雜的小型鑄件，工藝復雜，不能鍛造。 牌號 KT H 40018最低抗拉強度MPa基體組織H：F體Z：P體B：F+P體最小延伸率可鍛鑄鐵 牌號用途KTH3006管道的三通、彎頭、接頭等。KTH37012農(nóng)機的犁刀、犁柱，汽車、拖拉機前后輪殼等。KTZ6502曲軸、凸輪軸、連桿等零件。第三章 鋼的熱處理 31 概述 將固態(tài)金屬或合金采用適當?shù)姆绞竭M行加熱、保溫和冷卻以獲得所需要的組織結(jié)構(gòu)與性能的工藝。碳鋼熱處理方法示意圖

10、 加熱和冷卻時鐵碳合金狀態(tài)圖中各臨界點的位置一般機器零件的加工工藝路線：毛坯加工(鑄造、鍛造、焊接)預先熱處理機械加工最終熱處理(機械加工)32鋼的整體熱處理方法鋼的退火和正火退火和正火工藝曲線示意圖各種退火和正火的加熱溫度范圍退火：將金屬或合金加熱到適當?shù)臏囟?，保持一定時間，然后緩慢 冷卻的熱處理工藝。常用的退火有：完全退火、球化退火、 去應力退火和再結(jié)晶退火。 退火目的：細化晶粒和組織，消除內(nèi)應力，降低硬度便于機械加工（完全退火用于亞共析鋼中的高碳鋼，球化退火用于過共析鋼），為下一道淬火工序作好準備。網(wǎng)狀及球化金相 正火：將金屬或合金加熱到A體化臨界溫度3050，保溫適當?shù)臅r間后，在靜止的

11、空氣中冷卻的熱處理工藝。正火目的：細化晶粒，消除內(nèi)應力，獲得適當?shù)挠捕雀纳魄邢骷庸ば阅埽ǖ吞间摚?，為下一道淬火工序作好準備。二、鋼的淬?將鋼件加熱到Ac3或Ac1以上某一溫度，保溫一定時間，然后較快冷卻，獲得碳在Fe中過飽和的固溶體即馬氏體的熱處理工藝。鋼的回火 將淬硬鋼再加熱到Ac1線以下的某一溫度，保溫一定時間，然后冷卻到室溫的熱處理工藝。碳鋼的淬火加熱溫度范圍淬火目的：提高鋼件的硬度和耐磨性。淬火介質(zhì)：水、油?；鼗馃崽幚砉に嚽€回火目的：減少或消除內(nèi)應力，防止工件變形或開裂。調(diào)整硬度，獲得所需 的機械性能，穩(wěn)定工件尺寸?；鼗鸱N類： 低溫回火 低于250回火 保持淬火鋼高硬度、高耐磨性，

12、降低淬火內(nèi)應力，消除不穩(wěn)定因素。用于高碳的刃具、量具和冷沖模（T7T13）。 中溫回火 350500回火 獲得高的彈性極限和較好的韌性。用于彈簧等彈性零件（5565號鋼）。 高溫回火 500650回火 獲得綜合力學性能。用于連桿、齒輪、軸類等重要結(jié)構(gòu)零件。淬火高溫回火的復合熱處理工藝稱為調(diào)質(zhì)。33的表面熱處理表面淬火感應加熱淬火工藝特點：淬硬層深度宜于控制。生產(chǎn)率高，適用于大批量生產(chǎn)。 設(shè)備較貴，不宜于加工形狀復雜、尺寸過大的零件?；鹧婕訜岽慊鸸に囂攸c：淬硬層深度不宜控制。成本低廉，操作簡單，適于單件 小批生產(chǎn)大型零件及修配工作。激光表面淬火化學熱處理將工件置于特定的化學活性介質(zhì)中加熱、保溫，

13、使一種或幾種元素滲入工件表面，使表面和心部具有不同的化學成分、組織和力學性能或特殊的物理、化學性能的熱處理工藝。常用化學熱處理有：滲碳、滲氮、碳氮共滲（氰化）、滲鉻、滲鋁等。 合金鋼41概述42合金元素在鋼中的作用1、提高鋼的強度 強化鐵素體 形成合金碳化物 細化晶粒 2、提高鋼的淬透性 提高鋼的淬透性 淬火臨界速度減小 3、滿足材料的特殊性能42 合金鋼分類、編號方法及應用 合金鋼 結(jié)構(gòu)鋼 含碳以0.01為單位（滾動軸承鋼除外） 工具鋼和特殊性能鋼 含碳以0.1為單位（1%不標） C0.25% 低合金結(jié)構(gòu)鋼，合金滲碳鋼 0.30.5%C 合金調(diào)質(zhì)鋼 0.50.7%C 合金彈簧鋼 0.951.

14、1%C 滾動軸承鋼 C0.8%C 工具鋼，量具鋼，冷模具鋼低合金結(jié)構(gòu)鋼 合金元素1%不標） 含鉻以0.1為單位 不銹鋼 馬氏體不銹鋼 制作汽輪機葉片、閥體等。 典型牌號：1Cr13 2Cr13 鐵素體不銹鋼 制作化工設(shè)備容器、管道。典型牌號：1Cr17 奧氏體不銹鋼 制作耐酸容器設(shè)備，抗磁儀表，耐腐蝕性好。 典型牌號：0Cr18Ni9 0Cr18Ni9Ti 耐熱鋼 高溫耐氧化15CrMo 鍋爐材料1Cr13Mo 汽輪機葉片馬氏體不銹鋼 制作耐蝕耐磨工具、醫(yī)療工具等。 典型牌號：3Cr13 4Cr13熱模具鋼 熱鍛模材料 典型牌號：5CrMoMn工具鋼 、量具鋼 、冷模具鋼CrWMn 冷沖模、拉

15、絲模。9SiCr 復雜低速刀具，絲錐、鉸刀等。W18Cr4W 機械加工切削刀具，車刀、銑刀等。 有色金屬5-1 概述52 銅及銅合金純銅純銅性能特點：良好的導電、導熱性及抗大氣腐蝕性。塑性好，強度低。牌號：T1、T2、T3、T4（數(shù)字愈大，純度愈低）用途：電工導體及配制各種銅合金黃銅黃銅（以銅鋅為主要合金元素的銅合金）性能特點：良好的抗腐蝕性和工藝性能牌號：H68、HSn701、ZH62、HPb592 用途：彈殼、機械、鐘表及電氣零件，散熱器等。普通黃銅 牌號 H 70 含銅70余下為鋅特殊黃銅 牌號 H Pb591 含銅59含鉛1余下為鋅 三、青銅 青銅（除銅鋅、銅鎳為主要合金元素的銅合金）

16、性能特點：良好的抗腐蝕性、耐磨性，良好的強度和彈性以及工藝性能。牌號：QSn70.2、QBe2、ZQSn101、ZQPb30W3用途：彈簧、軸承、齒輪等。 牌號 QSn70.2 含錫7其他元素0.2余下為銅錫青銅 牌號 QBe2 含鈹2余下為銅鈹青銅 四、白銅白銅（以銅鎳為主要合金元素的銅合金）性能特點：良好的抗腐蝕性、耐磨性和耐熱性，良好的塑性及一定的強度，電阻率較高。牌號：B19、BMn430.5用途：船舶、化工零件，熱電偶等。53 鋁及鋁合金純鋁性能特點：導電、導熱性好（僅次于銀和銅），抗大氣腐蝕性良好。塑性好，強度低，加工工藝性好。牌號：L1、L2、L3L6（數(shù)字愈大，純度愈低）用途：

17、電線、電纜、器皿及配制各種鋁合金形變鋁合金 類別 牌號代號 性 能 應用舉例防銹鋁合金LF（LF2）焊接性、抗腐蝕性好油箱、油管、殼體等硬鋁LY（LY2）硬度和強度高鋁型材、沖壓件、鉚釘?shù)瘸蹭XLC（LC4）強度最高的鋁合金飛機大梁等受力構(gòu)件鍛鋁LD（LD2）鍛造性能和機械性能良好復雜鋁鍛件鑄造鋁合金性能特點：良好鑄造工藝性能牌號：ZL102用途：形狀復雜、受力不大的電機、儀表外殼，發(fā)動機氣缸等。現(xiàn)代材料及發(fā)展61 概述62高分子材料塑料塑料（合成樹脂添加劑）通用塑料（聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、酚醛塑料） 特點：價格低、產(chǎn)量大、用途廣。工程塑料（聚甲醛、尼龍、聚碳酸脂、ABS、聚砜）

18、 特點：強度、韌性較好，但工作溫度低，老化現(xiàn)象不可避免。工程上常用作罩殼、齒輪、耐蝕件。制作方法 熱塑性塑料 擠出成形適于絲材、帶材、管材、板材、薄膜等加工。注射成形適于齒輪、杯狀等不連續(xù)零件的成形。吹塑成形適于空心小口徑制品。真空成形適于罩、蓋、箱殼等敞口的薄壁制品。 熱固性塑料 壓制成形合成橡膠 橡膠特點及應用：橡膠具有優(yōu)良的伸縮性和積聚能力，良好的耐磨性、隔音性和阻尼性。在工程上作為密封材料、減震材料、絕緣材料和彈性材料。63功能材料磁性材料形狀記憶合金三、粉末冶金材料硬質(zhì)合金：TiC、WC、VC等粉末Co燒結(jié)而成材料選用71 概述72材料選用原則材料的使用性能 鋼 含碳量與性能的關(guān)系示

19、意圖 鑄鐵：機械性能與石墨形態(tài)有關(guān)，一般抗拉強度較低，塑性較差。但承壓、耐磨、幾乎不具有缺口敏感性。 銅和鋁合金：良好的抗腐蝕性，良好的塑性和一定的強度。鋁合金具有較高的比強度。 工程塑料：良好的抗腐蝕性，絕緣性，強度、韌性較好，但工作溫度低，老化現(xiàn)象不可避免。材料的工藝性能材料的工藝性能鋼：具有良好的鍛壓性能，特別是低碳鋼還有良好的焊接性能。鋼的鑄造性能較差。合金鋼有較好的熱處理性能。鑄鐵：具有優(yōu)良的鑄造性能和切削加工性能，不能鍛造，可焊性很差。銅和鋁合金：具有良好的工藝性能。工程塑料：具有良好的工藝性能。材料的經(jīng)濟性能我國金屬材料的相對價格73材料選用實例螺絲刀齒輪耐磨性要求高，沖擊韌性一

20、般的機床變速齒輪。典型材料：45、40Cr、42SiMn ；典型熱處理：調(diào)質(zhì)表面淬火低溫回火齒面硬度要求不高的軟齒面，機床中低速、低載荷下工作的齒輪。典型材料：45、40Cr、35SiMn ；典型熱處理：調(diào)質(zhì)或正火高速重載齒輪（汽車變速箱齒輪）。典型材料：20CrMnTi、20CrMnMo ；典型熱處理：滲碳淬火低溫回火受力不大的儀表齒輪。典型材料：工程塑料、尼龍、銅合金3、支架4、電風扇葉片5、彈簧第二篇 成型工藝基礎(chǔ)金屬液態(tài)成型91 概述鑄造是指熔煉金屬、制造鑄型，并將熔融金屬澆入鑄型，凝固后獲得一定形狀和性能鑄件的成形方法。根據(jù)鑄型材料的不同分為砂型鑄造和特種鑄造。鑄造生產(chǎn)的特點：鑄件幾

21、何形狀復雜鑄造生產(chǎn)適應性廣鑄造生產(chǎn)成本低鑄件大小不限鑄件機械性能較差92 鑄造工藝基礎(chǔ)93 砂型鑄造砂型鑄造過程鑄件的砂型鑄造過程 制造模樣和芯盒 制造型砂和芯砂 造型 造芯 合箱 融化金屬 澆注 落砂基本造型方法： 整模造型 分模造型 挖砂造型和假箱造型 活塊造型 三箱造型 刮板造型 影響砂型鑄造件質(zhì)量的因素 型砂和芯砂 合金的鑄造性能 型砂和芯砂質(zhì)量與鑄件質(zhì)量的關(guān)系 合金鑄造性能與鑄件質(zhì)量的關(guān)系 合金鑄造性能與鑄件壁的關(guān)系 1、型砂和芯砂質(zhì)量與鑄件質(zhì)量的關(guān)系： 強度 砂眼 透氣性 氣孔 耐火性 粘砂 退讓性 內(nèi)應力、裂紋2、鑄造性能合金在鑄造生產(chǎn)中所表現(xiàn)出來的工藝性能。3、合金鑄造性能與鑄

22、件質(zhì)量的關(guān)系 流動性 冷隔、澆不足；鐵碳合金流動性與含碳量關(guān)系 收縮 縮孔、縮松4、合金鑄造性能與鑄件壁的關(guān)系壁厚大于最小壁厚壁厚均勻壁的連接94 特種鑄造特種鑄造方法： 金屬型鑄造 壓力鑄造 低壓鑄造 離心鑄造 熔模鑄造 95 各種鑄造方法的經(jīng)濟性比較 比較項目砂型鑄造 金屬型鑄造 壓力鑄造 熔模鑄造 離心鑄造小批量適應性 最好 良好 不好 良好 不好大批量適應性 良好 良好 最好 良好 良好模樣鑄型成本 最低 中等 最高 較高 中等機械加工余量 最大 較大 最小 較小 內(nèi)孔大 金屬利用率 較差 較好 較差 較差 較好切削加工費用 中等 較小 最小 較小 中等 設(shè)備費用 較高 較低 較高 較

23、高 中等 應用舉例各種鑄件 鋁活塞、水暖器材、一般有色金屬鑄件 喇叭、電器、儀表、照相機零件 刀具、葉片、自行車零件、機床零件 各種鐵管、套筒、輥、滑動軸承等鍛壓成型鍛壓是利用金屬的塑性，在外力作用下使金屬改變形狀、尺寸和性能，獲得鍛壓件的方法。它包括鍛造和沖壓工藝。101 概述102 金屬的塑性變形及可鍛性鍛壓性能冷塑性變形對金屬性能的影響加工硬化變形金屬在加熱時的性能變化再結(jié)晶熱塑性變形對金屬性能的影響鍛壓生產(chǎn)特點1、鍛壓性能：金屬鍛壓加工難易程度的工藝性能稱為鍛壓性能。它的優(yōu)劣以金屬的塑性和變形抗力來綜合評定。2、熱塑性變形對金屬性能的影響提高材料的致密性和力學性能形成纖維組織3、鍛壓生

24、產(chǎn)特點鍛壓件機械性能好。鍛壓件要求原材料有較好的塑性。鍛件適于作受沖擊、重載的重要零件，形狀不能太復雜。沖壓件是以板料為原材料的零件。103 鍛造自由鍛造自由鍛是使金屬坯料在上下砧之間受到?jīng)_擊或壓力而產(chǎn)生變形，以制造鍛件的方法?；竟ば颍虹叴帧伍L、沖孔等。設(shè)備：空氣錘、蒸汽錘、水壓機等。工藝特點：鍛件的形狀和尺寸主要靠鍛工的操作技能來保證，鍛件精度差、形狀簡單，生產(chǎn)率低。但工具簡單，適應性強。應用：單件和小批量生產(chǎn)的鍛件，也是大型鍛件的唯一生產(chǎn)方法。二、模鍛模鍛是使金屬坯料在鍛模模鏜內(nèi)受壓變形而獲得鍛件的方法。按所用設(shè)備不同，有錘上模鍛、摩擦壓力機模鍛、曲柄壓力機模鍛和平鍛機模鍛等。錘上模鍛

25、設(shè)備：蒸汽空氣模鍛錘鍛模結(jié)構(gòu)工藝特點：鍛件尺寸精確，加工余量小，切削加工省時，生產(chǎn)率高?？梢藻懗鐾庑屋^為復雜的鍛件。應用：適于在大批大量生產(chǎn)中制造重量在150Kg以下的鍛件，特別對形狀復雜的鍛件具有較好的經(jīng)濟性。104 板料沖壓板料沖壓是利用沖模使板料產(chǎn)生分離或變形的加工方法，通常是在冷態(tài)下進行的，所以又叫冷沖壓。設(shè)備：剪床 沖床基本工序：分離工序 變形工序工藝特點：可以沖壓出形狀復雜、重量輕、互換性好、強度和剛度較高的零件。工藝過程簡單、便于機械化和自動化，生產(chǎn)率很高。應用：大批量生產(chǎn)汽車、飛機、農(nóng)業(yè)機械、鐘表、電器、儀表等零件以及家庭用具。一、分離工序剪切落料和沖孔二、變形工序拉深彎曲翻邊

26、壓筋收口脹型1、拉深系數(shù) m ，m0.50.8。m愈小，變形程度愈大。 d：拉深后直徑 D：拉深前直徑第十一章 焊接111概述通過加熱或加壓，或兩者并用，并且用或不用填充材料，使焊件達到原子結(jié)合的一種加工方法稱為焊接。焊接方法分類 熔化焊 壓力焊 釬焊焊接特點及應用：與鉚接、螺紋等連接方法比較，具有氣密性好、生產(chǎn)率高、省材等優(yōu)點。廣泛用于船舶、橋梁、壓力容器、導線連接加工。一、熔化焊 熔化焊是把兩被焊金屬的接頭處加熱至熔化狀態(tài)，冷卻凝固后實現(xiàn)焊接的方法。如：電弧焊、氣焊、等離子弧焊、電子束焊、激光焊等。二、壓力焊 壓力焊是對兩被焊金屬的接頭處加壓并加熱，或加壓不加熱，并最終在壓力下，使彼此焊接

27、起來的方法。如：電阻焊、超聲波焊、摩擦焊、爆炸焊等。三、釬焊 釬焊采用比焊接材料（母材）熔點低的金屬作釬料，將焊件和釬料加熱到高于釬料熔點、低于母材熔點的溫度，利用液態(tài)釬料潤濕母材，填充接頭間隙并與母材相互擴散實現(xiàn)連接。112焊接過程與金屬的可焊性金屬材料的焊接性是指在一定焊接工藝條件下，獲得焊接接頭的難易程度。113熔化焊一、手工電弧焊用手工操作焊條進行焊接的電弧焊方法稱為手工電弧焊。 1、各種位置焊 2、焊條 3、工藝特點及應用：設(shè)備簡單，操作方便、靈活。適用于厚度2mm以上金屬材料的焊接。二、埋弧自動焊埋弧自動焊是電弧在焊劑層下燃燒，利用機械自動控制焊絲送進和電弧移動的焊接方法。工藝特點

28、及應用：焊接質(zhì)量好，生產(chǎn)率高，工人勞動條件得到改善。適于平焊位置長的直線焊縫和較大直徑的環(huán)形焊縫。三、氣焊氣焊是利用氣體火焰作為熱源來熔化母材和填充金屬的一種焊接方法。工藝特點及應用：與電弧焊相比，熱源溫度較低，熱量分散，生產(chǎn)率低。但設(shè)備簡單、廉價、操作方便。主要用于厚度為0.52mm的薄鋼板、黃銅、鋁合金等的焊接。四、氬弧焊氬弧焊是以氬氣作為電弧介質(zhì)并保護電弧和焊接區(qū)的電弧焊。工藝特點及應用：氬氣保護電極和熔池金屬不被氧化，焊縫質(zhì)量好，能進行各種空間位置的焊接。但氬氣價格昂貴，焊接成本高。通常用于易氧化的不銹鋼，鋁、銅、鎂、鈦及其合金的焊接。114壓力焊一、電阻焊電阻焊是利用強大的電流流過焊

29、件及其接觸部分時所產(chǎn)生的電阻熱，來加熱焊件并在壓力下實現(xiàn)連接的一種焊接方法。電阻焊工藝特點及應用：生產(chǎn)率高，焊接變形小，不需另加焊接材料，操作簡便，宜于實現(xiàn)機械化。點焊廣泛用于汽車、車廂等薄壁結(jié)構(gòu)，對焊主要用于刀具、管子、鏈條、鋼軌等的焊接。分類：點焊、對焊和縫焊二、摩擦焊115釬焊軟釬焊：釬料熔點 450 的釬焊。工藝特點及應用釬焊工藝特點及應用：工件加熱溫度低，變形小。能焊接性能差異很大的異種金屬，對工件厚度也沒有嚴格控制。生產(chǎn)率高，設(shè)備簡單，投資少。但釬焊接頭強度較低，焊前清整要求嚴格，而且釬料價格較貴。 主要用于制造精密儀表、電氣零部件、異種金屬構(gòu)件以及某些復雜薄板結(jié)構(gòu)。第十二章 毛坯

30、成形方式的選擇121概述毛坯選用原則：毛坯的使用性能毛坯的工藝性能毛坯加工的經(jīng)濟性能 一、毛坯的使用性能 鑄件機械性能較差，鑄鐵件承壓、減震、耐磨性好。 鍛壓件機械性能好，受沖擊、重載的重要零件均應采用鍛件。 焊接可進行同種或異種金屬的連接，氣密性好。毛坯的工藝性能 鑄造生產(chǎn)可鑄造幾何形狀復雜的空心鑄件，要求鑄造材料有良好的流動性。 鍛件形狀不能太復雜，鍛壓件要求原材料有較好的塑性和較低的變形抗力。 沖壓件是以板料為原材料的零件。 焊接件要求材料可焊性好。三、毛坯加工的經(jīng)濟性能 鑄件大小不限，適應性廣。特別是砂型鑄造，鑄造生產(chǎn)成本低。 自由鍛生產(chǎn)率較低，加工精度較低。模鍛生產(chǎn)有較高的生產(chǎn)率，模

31、鍛件精度較高，在大批量生產(chǎn)中有很好的經(jīng)濟性。 焊接與鉚接、螺紋等連接方法比較，具有生產(chǎn)率高、省材等優(yōu)點。各種焊接特點各異，廣泛用于船舶、橋梁、壓力容器、導線連接加工。鑄造生產(chǎn)成本比較： 比較項目砂型鑄造 金屬型鑄造 壓力鑄造 熔模鑄造 離心鑄造小批量適應性 最好 良好 不好 良好 不好大批量適應性 良好 良好 最好 良好 良好模樣鑄型成本 最低 中等 最高 較高 中等機械加工余量 最大 較大 最小 較小 內(nèi)孔大 金屬利用率 較差 較好 較差 較差 較好切削加工費用 中等 較小 最小 較小 中等 設(shè)備費用 較高 較低 較高 較高 中等 應用舉例各種鑄件 鋁活塞、水暖器材、一般有色金屬鑄件 喇叭、

32、電器、儀表、照相機零件 刀具、葉片、自行車零件、機床零件 各種鐵管、套筒、輥、滑動軸承等122毛坯的分類及成型特點123毛坯的選擇齒輪 支架 葫蘆吊鉤 電風扇葉片 硬質(zhì)合金車刀 防盜門第三篇 機械加工基礎(chǔ)第十三章 切削加工基礎(chǔ)131概述切削加工是利用刀具從毛坯或工件上切除多余材料，以獲得合格零件的加工過程。各種切削加工方法加工質(zhì)量的概念 加工精度 表面質(zhì)量一、加工精度 指零件在加工之后，其尺寸、形狀、位置等參數(shù)的實際數(shù)值與它的理想數(shù)值相符合的程度。 尺寸精度 尺寸公差 公差帶代號 配合 公差與配合的標注形狀和位置精度1、尺寸公差尺寸精度用標準公差等級來確定，分20級。用IT表示，從IT01、I

33、T0、IT1IT18，數(shù)字愈大表示公差等級愈低。 尺寸公差術(shù)語： 基本尺寸 極限尺寸 極限偏差 尺寸公差 零線 基本偏差2.公差帶代號:孔、軸公差帶代號用基本偏差代號與標準公差等級代號組成。如：孔公差帶代號H8、F8、K7等 軸公差帶代號h7、f7、p6等3、配合配合是基本尺寸相同的，相互結(jié)合的孔和軸公差帶之間的關(guān)系。有間隙配合、過盈配合和過渡配合三類?；境叽?基本尺寸 0基準孔基準軸4、形狀和位置精度二、表面質(zhì)量在機械加工中，由于切削刀痕、表面撕裂、振動和摩擦等原因在被加工表面上所產(chǎn)生的一種微觀幾何形狀誤差，以表面粗糙度表示。主要評定參數(shù)有：輪廓算術(shù)平均偏差Ra，微觀不平度十點高度Rz等。

34、Ra=n：取樣長度內(nèi)所測點的數(shù)目132切削加工基本知識切削運動和切削用量1、切削運動：主運動切下切屑所需的基本運動，只有一個。通常主運動的速度比進給運動的速度快，消耗功率也較多。進給運動使切削層不斷投入到切削運動中的運動，可以有一個或幾個。2、切削用量：切削速度進給量背吃刀量3、切削運動方式： 車削刨削銑削鉆削磨削切削速度切削速度V：主運動的線速度。主運動為旋轉(zhuǎn)運動時 V=（m/s）D：工件待加工表面或刀具的最大直徑（mm）n：每分鐘主運動轉(zhuǎn)速（r/min）主運動為往復直線運動時 V（m/s）L：往復運動的行程長度（mm）n：主運動每分鐘往復運動的次數(shù)（str/min）進給量進給量f：主運動一

35、個循環(huán)或單位時間內(nèi)刀具與工件之間沿進給方向的相對位移。單位：mm/r、mm/min、mm/s、mm/str等。背吃刀量背吃刀量a：又稱吃刀深度，為已加工表面與待加工表面的垂直距離。單位：mm。切削刀具的基本知識刀具材料必須具備的性能：高硬度、足夠的強度和硬度、高耐磨性、高熱硬性、良好的工藝性和經(jīng)濟性。車刀幾何形狀。常用刀具材料的主要性能和用途種 類 常用牌號硬 度 HRA抗彎強度 (GPa)熱硬性 工藝性能用 途優(yōu)質(zhì)碳素 工具鋼T8A T13A61 642.16200可冷熱加工成形，刃磨性好用于手動工具，如銼刀、鋸條合 金工具鋼9SiGrCrWMn61 642.35250 300可冷熱加工成形

36、，刃磨性好，熱處理變形小用于低速成形刀具，如絲錐、鉸刀 高速鋼W18Cr4VW6Mo5Cr4V283 86964.41550 600可冷熱加工成形，刃磨性好，熱處理變形小用于中速及形狀復雜刀具，如鉆頭硬質(zhì)合金YG8,YG3YT5,YT3089 931.08 2.16800 1000 粉末冶金成形，多鑲片使用，性較脆用于高速切削刀具，如車刀、銑刀金屬切削過程切屑形成過程 塑性材料切屑類型 脆性材料切屑類型 切削力切削熱金屬切削機床的傳動機構(gòu)第十四章 切削加工工藝14-1 車削加工車削加工車床的組成車床的傳動系統(tǒng)車床常用附件車床的加工范圍其他車床車削加工特點車床常用附件三爪裝夾四爪裝夾頂尖裝夾花盤

37、裝夾車削加工特點易保證軸、盤、套等類工件的各表面位置精度適用于有色金屬零件的精加工經(jīng)濟精度IT11IT7，最高達IT6。表面粗糙度Ra值為12.50.8。14-2 銑、刨、拉、鉆、鏜、磨加工銑削加工刨削加工拉削加工鉆削加工鏜削加工磨削加工一、銑削加工立銑加工臥銑加工銑削的加工范圍數(shù)控銑床加工銑削加工特點銑削加工特點： 銑刀是多齒刀具，銑削時有幾個刀齒同時進行切削，生產(chǎn)率較高。在大批量生產(chǎn)中，除狹長平面外，銑削是各種平面的主要加工方法。 銑削加工經(jīng)濟精度IT9IT8，最高達IT6。表面粗糙度Ra值為6.31.6，也可達Ra0.8。二、刨削加工牛頭刨加工插床加工刨削的加工范圍刨削加工特點刨削加工特

38、點： 刨削是單刃刀具，刨削回程時不進行切削，刨刀切入時有較大的沖擊力和換向時產(chǎn)生的慣性力，限制了切削速度的提高，但在狹長平面的加工中生產(chǎn)率高于銑削。刨削設(shè)備簡單、通用，常適用于單件、小批生產(chǎn)及修配加工。在不通孔的鍵槽加工中，插削是唯一的加工方法。刨削加工經(jīng)濟精度IT9IT8，最高達IT6。表面粗糙度Ra值為6.31.6，也可達Ra0.8。三、拉削加工拉削加工拉刀拉削加工的范圍拉削加工特點拉削加工特點：拉床只有一個主運動，結(jié)構(gòu)簡單，工作平穩(wěn)，操作方便?？杉庸じ鞣N截面的通孔，也可以加工平面和溝槽，生產(chǎn)率極高。但刀具制作復雜，成本較高，適于大批量生產(chǎn)。鉆削加工臺鉆加工立式鉆床加工搖臂鉆床加工麻花鉆結(jié)

39、構(gòu)鉆床主要工作：鉆孔 擴孔 鉸孔 攻絲鉆削加工特點：適于加工尺寸較小，精度較低的孔。五、鏜削加工鏜床結(jié)構(gòu)及運動可調(diào)鏜刀鏜孔鏜床的加工范圍鏜削加工特點鏜削加工特點：適于加工箱體零件上的同軸孔，互相平行或互相垂直的孔系，以及尺寸較大的零件上的孔除鏜孔外，在鏜床上還可以進行鉆孔、擴孔、鉸孔、加工端面、外圓柱面和內(nèi)、外螺紋等。鏜削加工精度可達IT6，表面粗糙度Ra值最高為1.60.8。六、磨削加工磨削加工砂輪平面磨床加工外圓磨床加工無心磨床加工磨削加工特點磨削加工特點：磨削余量一般為0.10.3mm，加工精度高（一般可達IT56），表面粗糙度小（Ra0.80.2）。可加工特硬材料及淬火工件。磨削速度高

40、，切削熱很大，為避免工件燒傷、退火，切削時應進行充分的冷卻。14-3 常見表面的加工方法外圓面加工外圓面加工方案：車削 磨削孔加工孔加工方案：鉆床鏜床車床鏜孔車床鉆、擴、鉸孔磨床拉床平面加工平面加工方案：銑削刨削拉削磨削車削和鏜削成形面加工 車削 銑削 插削 刨削 拉削 磨削14-4 典型零件的工藝過程傳動軸 1、零件分析：1、工藝結(jié)構(gòu)2、表面質(zhì)量技術(shù)性能 方案一：下料鍛造粗車（端面、中心孔、外圓）精車銑鍵槽檢驗磨外圓熱處理（調(diào)質(zhì)220250HBS）去毛刺檢驗 方案二：下料鍛造銑鍵槽粗車（端面、中心孔、外圓）熱處理（調(diào)質(zhì)220250HBS）研頂尖孔精車檢驗磨外圓去毛刺檢驗 方案三：下料鍛造粗車

41、（端面、中心孔、外圓）銑鍵槽熱處理（調(diào)質(zhì)220250HBS）研頂尖孔精車銑鍵槽檢驗磨外圓去毛刺檢驗 方案四：下料鍛造熱處理（調(diào)質(zhì)220250HBS）粗車（端面、中心孔、外圓）精車銑鍵槽檢驗磨外圓去毛刺檢驗 方案五：下料鍛造粗車（端面、中心孔、外圓）熱處理（調(diào)質(zhì)220250HBS）研頂尖孔精車銑鍵槽檢驗磨外圓去毛刺檢驗支架零件 零件分析：1、工藝結(jié)構(gòu)2、表面質(zhì)量技術(shù)性能方案一 砂型鑄造正火刨底面鏜床（端面、軸承孔）鉆床鉆、锪底孔方案二 砂型鑄造退火刨底面鏜床（端面、軸承孔、鉆、锪底孔）方案三 砂型鑄造退火銑底面鏜床（端面、軸承孔、鉆、锪底孔）方案四 砂型鑄造退火銑底面車（端面、軸承孔、鉆、锪底孔）方案五 砂型鑄造退火刨底面車（端面、軸承孔）鉆床鉆、锪底孔第十五章 現(xiàn)代制造工藝技術(shù)15-1 概述15-2特種加工（電火花加工、超聲波加工）15-3激光加工15-4快速原型制造第十六章 機械制造自動化概論16-1 概述各種自動化的經(jīng)濟性 生產(chǎn)率與自動化程