機(jī)械基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)課程課件

機(jī)械基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)

主要內(nèi)容

4.裝配和配合原則

5.機(jī)械部件的設(shè)計(jì)與故障分析6.材料和加工方法4．裝配和配合原則

4.1概述

4.2基本概念4.3產(chǎn)品裝配的工藝性（原則）4.4裝配尺寸鏈及保證裝配精度的裝配方法4.1概述

裝配是機(jī)器制造中的最后一個(gè)階段；包括裝配、調(diào)整、檢驗(yàn)、試驗(yàn)等工作；裝備質(zhì)量在很大程度上決定機(jī)器的最終質(zhì)量。4.2基本概念任何機(jī)器都是由零件、套件、組件和部件組成裝配單元：機(jī)器中能有效進(jìn)行裝配的獨(dú)立部分零件1零件2零件3零件4零件5零件6零件7零件8零件9零件10零件11零件12零件13零件14零件15零件16零件17零件18零件19組件1組件2組件3部件1部件2套件1套件2套件3套件4機(jī)器套件外圈保持架滾動(dòng)體內(nèi)圈向心滾動(dòng)軸承幾個(gè)例子組件減速器從動(dòng)軸主軸齒輪軸套鍵軸承1軸承2部件減速器軸承蓋從動(dòng)軸主動(dòng)軸箱體上蓋箱體下蓋螺母螺栓圓柱銷機(jī)器總裝：形成最終產(chǎn)品。

電動(dòng)機(jī)減速器工作機(jī)+輔助設(shè)備總裝最終產(chǎn)品汽車多孔閉式噴油器裝配過(guò)程動(dòng)畫圖機(jī)器裝配系統(tǒng)圖

基準(zhǔn)零件零件零件零件零件零件零件組件套件套件部件機(jī)器適用范圍主要用于大批大量生產(chǎn)，指導(dǎo)平行流水裝配。在單件小批量生產(chǎn)中很少使用裝配工藝規(guī)程的制定內(nèi)容1)分析產(chǎn)品圖樣，劃分裝配單元，確定裝配方法2)擬訂裝配順序，劃分裝配工序3)計(jì)算裝配時(shí)間定額4)確定各工序裝配技術(shù)要求、質(zhì)量檢測(cè)方法和檢查工具5)確定裝配時(shí)零、部件的輸送方法及所需要的設(shè)備和工具6)選擇和設(shè)計(jì)裝配過(guò)程中所需的工具、夾具和專用設(shè)備原則1)保證產(chǎn)品裝配質(zhì)量，力求提高質(zhì)量，以延長(zhǎng)產(chǎn)品的使用壽命2)合理安排裝配順序和工序，盡量減少鉗工手工勞動(dòng)量，縮短裝配周期，提高裝配效率3)盡量減少裝配占地面積，提高單位面積的生產(chǎn)率4)盡量減少裝配工作所占的成本步驟1)研究產(chǎn)品的裝配圖及驗(yàn)收技術(shù)條件2)確定裝配方法與組織形式一般分為固定式和移動(dòng)式。3)劃分裝配單元，確定裝配順序總原則：有利于保證裝配精度以及使裝配連接、校正等工作能順利進(jìn)行。一般次序是：先下后上，先內(nèi)后外，先難后易，先重大后輕小，先精密后一般。4)劃分裝配工序5)編制裝配工藝文件清洗刮削平衡螺紋連接過(guò)盈連接校正此外，部件或總裝后的檢驗(yàn)、試運(yùn)轉(zhuǎn)、油漆、包裝等一般也屬于裝配工作。幾個(gè)裝配例子例1：?jiǎn)瘟猩顪锨蜉S承的安裝軸承型號(hào)：SKF6306(1)(2)(3)(4)(5)(6)(8)(9)(7)(10)例2：汽車多孔閉式噴油器裝配過(guò)程圖(1)(2)(3)(4)(5)(6)(8)(7)例3：臥式車床床身裝配例3：發(fā)動(dòng)機(jī)裝配4.3產(chǎn)品裝配的工藝性（裝配原則）目的：機(jī)器結(jié)構(gòu)能保證裝配過(guò)程中使相互聯(lián)接的零部件不用或少用修配和機(jī)械加工，用較少的勞動(dòng)量，花費(fèi)較少的時(shí)間按產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求順利地裝配起來(lái)。

原則：

1）機(jī)器結(jié)構(gòu)應(yīng)能分成獨(dú)立的裝配單元

2）減少裝配的修配和機(jī)械加工

3）機(jī)器結(jié)構(gòu)應(yīng)便于裝配和拆卸1）機(jī)器結(jié)構(gòu)應(yīng)能分成獨(dú)立的裝配單元

單元裝配應(yīng)互不妨礙，盡量平行進(jìn)行裝配作業(yè)，以便組織多廠協(xié)作生產(chǎn)(a)1-操縱箱2—光軸3—聯(lián)軸器4—階梯軸5—箱體轉(zhuǎn)塔車床的兩種結(jié)構(gòu)比較(b)

部件可預(yù)先進(jìn)行調(diào)整，使其以完善的狀態(tài)進(jìn)入總裝，保證總機(jī)的裝配質(zhì)量

結(jié)構(gòu)改進(jìn)盡量只是局部變動(dòng)，不僅使改裝方便，也有利產(chǎn)品的改進(jìn)和換代(a)傳動(dòng)齒輪箱的兩種不同結(jié)構(gòu)

(b)裝配應(yīng)有利于機(jī)器的維護(hù)檢修，運(yùn)輸方便，特別是對(duì)重型機(jī)器的包裝(a)軸的兩種不同結(jié)構(gòu)

(b)(a)(b)軸的兩種結(jié)構(gòu)方案2）減少裝配的修配和機(jī)械加工

(a)主軸箱與床身的不同裝配結(jié)構(gòu)形式(b)盡量減少不必要的配合面。(a)圓錐齒輪兩種不同軸向定位結(jié)構(gòu)(b)在機(jī)器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，盡量采用調(diào)整裝配法代替修配法。(a)(b)車床溜板后壓板的兩種結(jié)構(gòu)裝配時(shí)盡量減少機(jī)械加工，否則不僅影響裝配工作的連續(xù)性，延長(zhǎng)裝配周期，而且在裝配車間增加了機(jī)械加工設(shè)備。(a)(b)兩種不同的軸上油孔結(jié)構(gòu)(a)(b)兩種活塞連接結(jié)構(gòu)

3)機(jī)器結(jié)構(gòu)應(yīng)便于裝配和拆卸

組件的幾個(gè)表面不應(yīng)同時(shí)裝入基準(zhǔn)零件配合孔中，而應(yīng)先后依次裝配(b)(a)軸依次裝配的結(jié)構(gòu)

同時(shí)裝入先裝且直徑小后裝(a)(b)車床車身、油盤及床腿的兩種連接方式同一尺寸面上的過(guò)盈配合其裝配和拆卸都困難(a)(b)(c)(d)注意機(jī)器設(shè)計(jì)過(guò)程中，處理好一些容易被忽視的“小問(wèn)題”。

(b)(a)裝配時(shí)應(yīng)考慮裝配工具與連接件的位置(c)基體和底座的聯(lián)接(a)(b)注意考慮機(jī)器使用過(guò)程中的磨損及其他原因造成的拆卸修問(wèn)題，所有的易損零件都要考慮拆卸方便問(wèn)題。

(a)軸承的結(jié)構(gòu)應(yīng)考慮拆卸問(wèn)題(c)(b)(d)圓錐齒輪的結(jié)構(gòu)(a)(b)(c)銷孔的不同結(jié)構(gòu)4.4裝配尺寸鏈及保證裝配精度的裝配方法1）裝配尺寸鏈：解決零件精度和裝配精度之間的關(guān)系2）保證產(chǎn)品裝配精度的尺寸鏈方法：互換法、選擇法、修配法和調(diào)整法簡(jiǎn)單介紹修配法和調(diào)整法：齒輪與軸的裝配關(guān)系圖5．機(jī)械零部件設(shè)計(jì)5.1概述

5.2舉例

5.2.1圓錐-圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)5.2.2模型模具的設(shè)計(jì)5.3故障分析5.1

概述

機(jī)械設(shè)計(jì)是一個(gè)創(chuàng)造性的工作過(guò)程，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)是保證設(shè)計(jì)質(zhì)量的重要因素。

其一般過(guò)程：計(jì)劃階段方案設(shè)計(jì)階段技術(shù)設(shè)計(jì)階段技術(shù)文件編制階段避免在預(yù)定壽命期內(nèi)失效的要求結(jié)構(gòu)工藝性要求經(jīng)濟(jì)性要求質(zhì)量小的要求可靠性要求

應(yīng)滿足的基本要求應(yīng)保證零件有足夠的強(qiáng)度、剛度、壽命。一、避免在預(yù)定壽命期內(nèi)失效的要求

齒輪輪齒折斷軸承內(nèi)圈破裂齒面接觸疲勞軸瓦磨損輪齒塑性變形軸承外圈塑性變形提高零件強(qiáng)度、剛度和壽命的措施，如：采用高強(qiáng)度的材料合理設(shè)計(jì)零件的截面形狀，增大慣性矩提高零件的制造精度，以減少工作時(shí)的動(dòng)載荷增大零件的截面尺寸或增大慣性矩；縮短支承的跨距或采用多點(diǎn)支承。表面鍍層

表面涂漆

表面陽(yáng)極化

二、結(jié)構(gòu)工藝性要求毛坯選擇合理結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理合理的制造精度和表面粗糙度盡量減小零件的加工量三、經(jīng)濟(jì)性要求在保證質(zhì)量的前提下簡(jiǎn)化零件的結(jié)構(gòu)，降低材料消耗采用無(wú)余量、少余量的毛坯，減少加工工時(shí)采用廉價(jià)而充足的材料代替昂貴材料大型零件采用組合結(jié)構(gòu)而非整體結(jié)構(gòu)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件

四、可靠性要求

零件的失效是隨機(jī)發(fā)生的，原因是零件所受的載荷、環(huán)境溫度、零件本身物理和機(jī)械性能等因素是隨機(jī)變化的。為提高零件可靠性，應(yīng)當(dāng)在工作條件和零件性能兩個(gè)方面使其變化盡可能小。機(jī)械零部件的計(jì)算準(zhǔn)則強(qiáng)度準(zhǔn)則剛度準(zhǔn)則

設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)根據(jù)零部件的失效形式確定設(shè)計(jì)準(zhǔn)則以及相應(yīng)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法。一般來(lái)講，有以下幾種準(zhǔn)則：壽命準(zhǔn)則振動(dòng)穩(wěn)定性準(zhǔn)則可靠性準(zhǔn)則選擇零部件類型和結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計(jì)流程圖

計(jì)算零部件上的載荷確定計(jì)算準(zhǔn)則選擇的材料確定零部件的基本尺寸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)校核計(jì)算畫出零件工作圖畫出部件裝配圖5.2.1圓錐-圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)

適用范圍：在化工、采礦和紡織等重工業(yè)的運(yùn)輸系統(tǒng)中，在原動(dòng)機(jī)與工作機(jī)之間有一個(gè)獨(dú)立的閉式傳動(dòng)裝置，用來(lái)降低轉(zhuǎn)速并相應(yīng)地增大扭矩，這種裝置就是減速器。工作條件：某一化工廠設(shè)備中的輸送裝置要求運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，工作轉(zhuǎn)距變化小，單班工作，每班8小時(shí)，工作壽命為10年（每年工作300天），立軸的速度允許誤差±5%。設(shè)計(jì)過(guò)程及內(nèi)容

1）減速器類型的選擇

2)機(jī)械傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)

3)減速器的結(jié)構(gòu)、潤(rùn)滑及傳動(dòng)設(shè)計(jì)

4)減速器箱體及附件設(shè)計(jì)

1）減速器類型的選擇

圓錐-圓柱蝸輪齒輪減速器

圓錐-圓柱蝸輪齒輪減速器簡(jiǎn)圖2)機(jī)械傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)電動(dòng)機(jī)類型選擇：運(yùn)輸平穩(wěn)，工作轉(zhuǎn)矩變化很小電動(dòng)機(jī)容量的選擇：功率為10kW,輸出功率為9.61kW電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇:1450r/min電動(dòng)機(jī)型號(hào)的確定:YZR-2-160M2電磁制動(dòng)三相異步電機(jī)3)減速器的結(jié)構(gòu)、潤(rùn)滑及傳動(dòng)設(shè)計(jì)齒輪的設(shè)計(jì)：級(jí)別Z1Z2mn(mm)Mt(mm)βαnha齒寬（mm）高級(jí)別2075

3.58．06’34’’20．1大錐齒輪輪轂長(zhǎng)L=50低級(jí)別239544.0404B1=85,B2=80軸類零部件的設(shè)計(jì)：輸出軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)距的確定作用在齒輪上的力初步確定軸的最小直徑

選取軸的材料為45號(hào)鋼，根據(jù)軸的常用材料許用應(yīng)力表得出：dmin=52.1mm

聯(lián)軸器的選用根據(jù)軸的最小直徑，確定聯(lián)軸器的型號(hào)，查標(biāo)準(zhǔn)GB5014-85，選用HL4型性柱銷聯(lián)軸器。軸的結(jié)構(gòu)與裝配

軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)擬定軸上零件的裝配方案根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求滿足軸承的定位要求：初選兩端軸承為單列圓錐滾自軸承30313滿足齒輪的定位要求滿足軸承蓋的定位要求，同時(shí)確定潤(rùn)滑劑軸上零件的周向定位確定采用平鍵連接。查國(guó)標(biāo)GB1095-79和國(guó)標(biāo)GB1096-79確定軸上圓角和倒角尺寸確定軸上圓角和倒角尺寸求軸上的載荷根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，畫出彎矩圖和扭矩圖，找出軸的危險(xiǎn)截面按彎矩合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度

查軸的常用材料及其主要機(jī)械性能表得：故，安全精確校合軸的疲勞強(qiáng)度判斷危險(xiǎn)截面截面IV左側(cè)截面IV右側(cè)畫出繪制軸的工作圖4)減速器箱體及附件設(shè)計(jì)

箱體：采用HT200，鑄造油面指示器：選用游標(biāo)尺M(jìn)16起吊裝置：采用箱蓋吊耳、箱座吊耳放油螺塞：選用外六角油塞及墊片M16×1.5結(jié)構(gòu)部件圖圓錐-圓柱齒輪減速器結(jié)構(gòu)部件圖5.2.2電動(dòng)機(jī)絕緣膠架注塑模的設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)過(guò)程及內(nèi)容

1）擬訂模具結(jié)構(gòu)形式

2)注射機(jī)型號(hào)的確定

3)分型面位置的確定

4)燒注系統(tǒng)形式和燒口的設(shè)計(jì)

5）成型零件的設(shè)計(jì)與加工工藝

1）擬訂模具結(jié)構(gòu)形式

多型腔多分型面模具（三個(gè)分模面，三個(gè)分型面）2)注射機(jī)型號(hào)的確定注射量：95g鎖模力：120T模板大?。?00×5503)分型面位置的確定1)分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處。

2)便于塑件順利脫模，盡量使塑件開(kāi)模時(shí)留在動(dòng)模一邊

3)保證塑件的精度要求。

4)滿足塑件的外觀質(zhì)量要求。

5)便于模具加工制造。

6)對(duì)成型面積的影響。

7)對(duì)排氣效果的影響。

8)對(duì)側(cè)向抽芯的影響。平直分型面，前模（定模）做成平的，膠位全部在后模（動(dòng)模），大簡(jiǎn)化了前模的加工

行位（滑塊）分型面，行位分型面有利于線切割行位以及后模仁和后模鑲件等成型零件。分型面的選擇應(yīng)盡可能使塑件在開(kāi)模后留在后模一邊，這樣有助于后模設(shè)置推出機(jī)構(gòu)動(dòng)作。4)

澆注系統(tǒng)形式和澆口的設(shè)計(jì)A.主流道設(shè)計(jì)

①主流道尺寸主流道一端與主流道是一端與注射機(jī)噴嘴相接觸，另一端與分流道相連的一段帶有錐度的流動(dòng)通道。主流道小端尺寸為3.5～4mm。②主流道襯套的形式燒澆口選擇為標(biāo)準(zhǔn)件，注射機(jī)的噴嘴半徑為20，所以燒澆口半徑取為R21。③主流道襯套固定用定位圈配合將燒澆口固定在模具的面板上。采用標(biāo)準(zhǔn)件，外徑為Φ120mm，內(nèi)徑Φ35mmB.分流道設(shè)計(jì)①主分流道的形狀及尺寸

工程常用梯形截面，通過(guò)計(jì)算求出大型號(hào)(8mm,6mm,5mm)②主分流道長(zhǎng)度將分流道設(shè)計(jì)成直的，總長(zhǎng)140mm。③副分流道的設(shè)計(jì)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取值，單邊錐度2度，最底部直徑6mm，水平方向兩層流道直徑4mm，總長(zhǎng)度38.15mm。④分流道的表面粗糙度

內(nèi)表面粗糙度不要求很低，一般取1.6μm左右。⑤分流道的布置形式采用平衡式C.澆口（進(jìn)料口）的設(shè)計(jì)①澆口的選用采用限制性側(cè)澆口，開(kāi)設(shè)在分型面上。澆口各部分尺寸取的經(jīng)驗(yàn)值。②澆口位置的選擇

澆口位置的選擇原則：

1)盡量縮短流動(dòng)距離

2)澆口應(yīng)開(kāi)設(shè)在塑件壁厚最大處

3)必須盡量減少熔接痕

4)應(yīng)有利于型腔中氣體排出

5)考慮分子定向影響

6)避免產(chǎn)生噴射和蠕動(dòng)

7)澆口處避免彎曲和受沖擊載荷

8)注意對(duì)外觀質(zhì)量的影響進(jìn)澆點(diǎn)1的分流道開(kāi)在行位上。進(jìn)澆點(diǎn)2的分流道開(kāi)在后模模仁上。D.澆注系統(tǒng)的平衡平衡式模具（從主流道到各個(gè)型腔的分流道的長(zhǎng)度相等，形狀及截面尺寸都相同）。原則：設(shè)計(jì)應(yīng)盡量保證所有的型腔同時(shí)得到均一的充填和成型。E.冷料穴的設(shè)計(jì)

一般開(kāi)設(shè)在主流道對(duì)面的動(dòng)模板上（也即塑料流動(dòng)的轉(zhuǎn)向處），其標(biāo)稱直徑與主分流道大端直徑相同或略大一些，深度約為直徑的1－1.5倍，最終要保證冷料的體積小于冷料穴的體積，常用形式有端部為Z字形和拉料桿形。本模具中的只要將分流道順向延長(zhǎng)一段距離就行了。5）成型零件的設(shè)計(jì)與加工工藝

A.成型零件的設(shè)計(jì)

①前模仁的設(shè)計(jì)②行位1的設(shè)計(jì)③行位2的設(shè)計(jì)④后模仁的設(shè)計(jì)⑤后模仁鑲件的設(shè)計(jì)B.成型零件的加工工藝

①前模仁的設(shè)計(jì)前模仁是一個(gè)平底的長(zhǎng)方形，由于有四個(gè)型腔，因此模仁受的壓力較大，據(jù)經(jīng)驗(yàn)厚度需設(shè)計(jì)厚點(diǎn)，同時(shí)還要考慮到固定前模仁的螺絲孔的位置、運(yùn)水（冷卻水道）的布置、兩個(gè)分流道孔、斜導(dǎo)柱從前模仁穿過(guò)的斜孔以及前模仁固定到前?？蛑械墓潭ㄐ问降?。設(shè)計(jì)前模仁的寬160mm，厚25mm，長(zhǎng)260mm。②行位1的設(shè)計(jì)③行位2的設(shè)計(jì)④后模仁的設(shè)計(jì)⑤后模仁鑲件的設(shè)計(jì)B.成型零件的加工工藝

①材料、開(kāi)料前模仁就是一個(gè)長(zhǎng)方體。其設(shè)計(jì)尺寸為260×160×25，而訂材料時(shí)的尺寸每邊必須大約留3㎜的余量。材料到后進(jìn)行開(kāi)料（用銑床），開(kāi)粗的最終尺寸仍然單邊要留20絲的余量，因?yàn)椴牧蠠崽幚砗髸?huì)有少量變形，余量是留給最后精磨的（平面磨床），達(dá)到尺寸為260.4×160.4×25.4。5.3故障分析1）煉油廠主風(fēng)機(jī)增速箱振動(dòng)故障分析2）滑動(dòng)軸承故障分析

②熱處理前的加工用熱處理將材料的硬度由HRC31～35淬硬到HRC48～52。熱處理前加工一些精度要求不高的地方，包括6個(gè)M10的內(nèi)螺紋，兩條φ6的運(yùn)水，4個(gè)運(yùn)水螺紋牙，4個(gè)斜導(dǎo)柱孔，2個(gè)錐形的分流道孔。斜導(dǎo)柱孔須和前?？蜓b配好后，一起鉆φ20㎜的斜孔，鉆好后把斜導(dǎo)柱配進(jìn)去。③處理后的加工前模仁熱處理后，只要將它精磨到數(shù)，配一下框就行了。將熱處理后的前模仁的四周磨小，再配到前模框中去。1）煉油廠主風(fēng)機(jī)增速箱振動(dòng)故障分析南京煉油廠催化裂化裝置1號(hào)主風(fēng)機(jī)增速箱，傳遞功率1000KW，輸出轉(zhuǎn)速4050r/min，齒輪齒數(shù)分別為95和61，1986年8月，催化裂化裝置在滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，1號(hào)主風(fēng)機(jī)的增速箱振動(dòng)強(qiáng)烈，噪聲很大，嚴(yán)重影響生產(chǎn)的正產(chǎn)進(jìn)行。振動(dòng)分析圖結(jié)論：齒輪齒面發(fā)生嚴(yán)重點(diǎn)蝕、剝落、崩裂等缺陷時(shí)，嚙合過(guò)程中將產(chǎn)生大量與該齒輪轉(zhuǎn)速頻率相同的脈沖，使齒輪運(yùn)行時(shí)振動(dòng)加劇，并在頻譜圖中出現(xiàn)故障齒輪工頻及其各次諧波分量，借此可識(shí)別齒輪的故障2）滑動(dòng)軸承故障分析

某氣體壓縮機(jī)組，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖1-12-1所示，其中電機(jī)轉(zhuǎn)速為1000r/min（17Hz）；壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速4330r/min（約72Hz），額定風(fēng)壓510000Pa，額定風(fēng)量155000Nm3/h。電機(jī)、增速及、壓縮機(jī)均采用滑動(dòng)軸承。結(jié)論：工作中，首先分析異常振動(dòng)的頻率成分，然后在機(jī)組具有這個(gè)特征頻率的全部運(yùn)動(dòng)部件上安排測(cè)點(diǎn)，進(jìn)行測(cè)試、分析，并結(jié)合機(jī)組結(jié)構(gòu)、振幅大小和異常音響等進(jìn)行診斷，由于電機(jī)負(fù)荷側(cè)滑動(dòng)軸承的間隙不當(dāng)，導(dǎo)致了整個(gè)機(jī)組振動(dòng)上升，而在壓縮機(jī)進(jìn)風(fēng)側(cè)軸向位置上，振幅接近報(bào)警限，有針對(duì)性地排除故障之后，機(jī)組全體振動(dòng)下降

6.材料和加工方法6.1概述

6.2材料6.3加工方法6.3.1傳統(tǒng)加工方法6.3.2現(xiàn)代加工方法

材料是人類生產(chǎn)和生活的物質(zhì)基礎(chǔ)，直接反映出人類社會(huì)的文明程度。在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中，材料科學(xué)技術(shù)是基礎(chǔ)。6.1概述

材料工業(yè)工程物質(zhì)結(jié)構(gòu)用途機(jī)械工程材料工建工程材料電工材料金屬材料無(wú)機(jī)材料高分子材料復(fù)合材料結(jié)構(gòu)材料功能材料材料的分類原材料鑄造鍛壓焊接原材料機(jī)械（切削）加工零件機(jī)器熱處理熱處理熱處理裝配一個(gè)完整的零部件一般是由原材料經(jīng)各種加工方法制成毛坯，再加工成零件，最后裝配成為機(jī)器。其過(guò)程可由下表表示。熱加工冷加工機(jī)械產(chǎn)品中常用的工程材料鋼鑄鐵有色金屬及其合金：鋁、銅和鈦等非金屬材料：塑料、橡膠、復(fù)合材料和陶瓷7.2材料鋼

：鐵、碳、合金元素（鉻、鎳、鎢、釩等）和雜質(zhì)（硅、硫、磷等）其中碳量小于2%

成分

牌號(hào)A.中國(guó)B.美國(guó)C.國(guó)際A.中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（推薦性）：GB行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：冶金部YB或YB/Z（2）牌號(hào)命名采用漢語(yǔ)拼音字母、化學(xué)元素符號(hào)及阿拉伯?dāng)?shù)字相結(jié)合的方法表示。（1）凡列入國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的鋼鐵產(chǎn)品，應(yīng)列入產(chǎn)品牌號(hào)和統(tǒng)一數(shù)字代號(hào)，相互對(duì)照并列使用。（3）采用漢語(yǔ)拼音字母來(lái)表示產(chǎn)品名稱、用途、特性和工藝方法時(shí)，一般從代表產(chǎn)品名稱漢字的漢語(yǔ)拼音中選取，原則上取第一個(gè)字母，當(dāng)和另一產(chǎn)品字母重復(fù)時(shí)，改取第二個(gè)字母或第三個(gè)字母，或同時(shí)選取兩個(gè)漢字的漢語(yǔ)拼音的第一個(gè)字母。（4）采用的漢語(yǔ)拼音字母，原則上只取兩個(gè)，一般不超過(guò)兩個(gè)?？倓t：根據(jù)GB/T221-2000《鋼鐵產(chǎn)品牌號(hào)表示方法》和GB/T17616-1998《鋼鐵及合金統(tǒng)一數(shù)字代號(hào)體系》B.美國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：

AISI—美國(guó)鋼鐵學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)

ASTM—美國(guó)材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)

ASME—美國(guó)機(jī)械工程師協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)

SAE—美國(guó)機(jī)動(dòng)車工程師協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)

AMS—美國(guó)宇航材料標(biāo)準(zhǔn)（美國(guó)航空工業(yè)最常用的一種材料規(guī)格，由SAE制定）

API—美國(guó)石油學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)

AWS—美國(guó)焊接協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)

MIL—美國(guó)軍用標(biāo)準(zhǔn)

AFS—美國(guó)鑄工學(xué)會(huì)

QQ—美國(guó)聯(lián)邦政府標(biāo)準(zhǔn)UNS：金屬與合金牌號(hào)統(tǒng)一數(shù)字體系的簡(jiǎn)稱，是由ASTME507和SAE1086等技術(shù)推薦使用的。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：ANSI—美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)C.國(guó)際ISO（2）以化學(xué)成分為主要牌號(hào)表示如：熱處理非合金鋼C45；鐵素體耐熱鋼H1~H7；奧氏體耐熱鋼H10~H18（1）以力學(xué)性能為主要牌號(hào)表示如：結(jié)構(gòu)用非合金鋼S235；工程用非合金鋼E235

分類（1）低合金鋼Me<5%（2）中合金鋼Me=5-10%（3）高合金鋼Me>10%1）碳素鋼2）合金鋼（1）低碳鋼C<0.25%（2）中碳鋼C=0.25-0.6%（3）高碳鋼C>0.6%A.按化學(xué)成分分類B.按質(zhì)量分類

P、S<0.030%1）普通鋼2）優(yōu)質(zhì)鋼3）高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼：S：使合金產(chǎn)生熱裂、熱脆缺陷P：使合金產(chǎn)生冷裂、冷脆缺陷P<0.045%S<0.055%P<0.040%S<0.045%C．按用途分彈簧鋼、軸承鋼、耐熱鋼、耐蝕鋼等。1）結(jié)構(gòu)鋼2）工具鋼

3）特殊性能鋼:1)平爐鋼2)轉(zhuǎn)爐鋼3)電爐鋼D．按冶煉方法工程結(jié)構(gòu)鋼機(jī)械制造用鋼碳素工具鋼合金工具鋼鋼的牌號(hào)及應(yīng)用

如：Q235-D相當(dāng)于1021(ASTM/A29M)E235D(ISO)碳素結(jié)構(gòu)鋼的鋼號(hào)用屈服強(qiáng)度表示1）（普通）碳素結(jié)構(gòu)鋼2)優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼鋼號(hào)用兩位數(shù)字表示，數(shù)字表示含碳量的萬(wàn)分之幾。如：45Mn鋼相當(dāng)于1046(ASTM/A29M)C45E4(ISO)45鋼相當(dāng)于1045(ASTM/A29M)C45E4(ISO)

中國(guó)系列對(duì)比美國(guó)：牌號(hào)1005~1095，共49個(gè)牌號(hào)，含錳量較高碳素鋼，從1513-1572共16個(gè)牌號(hào)。其中：1—碳素鋼，第二位數(shù)字—鋼種或合金元素含量，后兩位數(shù)字—碳含量(以萬(wàn)分之幾計(jì)）對(duì)比國(guó)際：1）非合金鋼2)使用于熱處理的非合金鋼結(jié)構(gòu)用鋼牌號(hào)首部為S,工程用鋼首部為E+數(shù)字（表屈服強(qiáng)度）尾部字母A,B,C,D,E表不同質(zhì)量等級(jí)用字頭C+數(shù)字（表平均含碳量，以萬(wàn)分之幾計(jì)）尾部EX或MX分別代表優(yōu)質(zhì)鋼和高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼如：Q235-D相當(dāng)于1021(ASTM/A29M)E235D(ISO)60Mn鋼相當(dāng)于1561(ASTM/A29M)C60E4(ISO)45鋼相當(dāng)于1045(ASTM/A29M)C45E4(ISO)3）低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼表示方法同普通碳素結(jié)構(gòu)鋼如：Q345A相當(dāng)于Gr.E(ASTM/A588)或K12202(UNS)E355DD(ISO)Q295B相當(dāng)于Gr.F(ASTM/A588)或K11541(UNS)無(wú)(ISO)Q390D相當(dāng)于Gr.E(ASTM/A633)或K12202(UNS)HS390D(ISO)

中國(guó)系列對(duì)比美國(guó)：涉及到ASTM(A242,A441,A529,A572,A588,A606,A607,A618,A633,A656,A690,A707,A715,A808,A812,A841和A871共17個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。還有Type1,Gr42,GrA,Gr1a,65和80等共49個(gè)牌號(hào)，其中有的無(wú)牌號(hào)，僅有化學(xué)成分對(duì)比國(guó)際：同工程用非合金鋼相同，首部為E+數(shù)字（表屈服強(qiáng)度）尾部字母A,B,C,D,E表不同質(zhì)量等級(jí)如：Q345A相當(dāng)于Gr.E(ASTM/A588)或K12202(UNS)E355DD(ISO)Q295B相當(dāng)于Gr.F(ASTM/A588)或K11541(UNS)無(wú)(ISO)Q390D相當(dāng)于Gr.E(ASTM/A633)或K12202(UNS)HS390D(ISO)4）合金結(jié)構(gòu)鋼種類繁多，用量大，應(yīng)用面廣鋼號(hào)的表示方法為：兩為數(shù)字+元素符號(hào)+數(shù)字。如：40CrNiMoA相當(dāng)于4340(ASTM/A29M)36CrNiMo4(ISO)25Cr2Ni4WA相當(dāng)于無(wú)(ASTM/A29M)無(wú)(ISO)15CrMo相當(dāng)于4118(ASTM/A29M)13CrMo4-5(ISO)

中國(guó)系列對(duì)比美國(guó)：牌號(hào)1330~E9310和硼鋼50B44~94B30共90個(gè)牌號(hào)，牌號(hào)的前兩位數(shù)字代表的鋼類符合SAE系統(tǒng)規(guī)定第一位數(shù)字：1—碳素鋼，2—鎳鋼，3—鎳鉻鋼，4—鉬鋼，5—鉻鋼，61—鉻釩鋼，

8—低鎳鉻鋼，92—硅錳鋼，93（94、94，97，98）—鉻鎳鉬鋼第二位數(shù)字：鋼種或合金元素含量鋼號(hào)中的字母：B—含硼鋼，L—含鉛鋼，H—對(duì)淬透性有一定要求的鋼前置字母：C—平爐鋼，B—酸性轉(zhuǎn)爐鋼，E—電爐鋼，TS—試驗(yàn)性鋼對(duì)比國(guó)際：鋼號(hào)的表示方法為：兩為數(shù)字+元素符號(hào)+數(shù)字。(合金含量規(guī)定與我國(guó)略有不同）前兩位數(shù)字碳含量（以萬(wàn)分之幾計(jì)）合金元素含量大于5%直接表出同時(shí)牌號(hào)前冠以X，不大于5%乘上系數(shù)如：40CrNiMoA相當(dāng)于4340(ASTM/A29M)36CrNiMo4(ISO)25Cr2Ni4WA相當(dāng)于無(wú)(ASTM/A29M)無(wú)(ISO)15CrMo相當(dāng)于4118(ASTM/A29M)13CrMo4-5(ISO)5）碳素工具鋼含碳量為0.65-1.35%，可制造低速切削的刀具和普通模具、量具。表示方法：T+阿拉伯?dāng)?shù)字(牌號(hào)從T7—T13)如：T8相當(dāng)于W1A-8(ASTM/A686)或T72301(UNS)C80U(ISO)T8Mn相當(dāng)于W1-C-8(ASTM/A686)或T72301(UNS)C90U(ISO)

中國(guó)系列對(duì)比美國(guó)：牌號(hào)W1-A~W5共5個(gè)牌號(hào)對(duì)比國(guó)際：1999年標(biāo)準(zhǔn)定為冷作非合金工具鋼，牌號(hào)表示方法同EN標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)前綴為C,后綴為U，中間數(shù)字為平均碳含量（以千分之幾計(jì)）如：T8相當(dāng)于W1A-8(ASTM/A686)或T72301(UNS)C80U(ISO)T8Mn相當(dāng)于W1-C-8(ASTM/A686)或T72301(UNS)C90U(ISO)(一般不標(biāo)出碳含量）其他同合金結(jié)構(gòu)鋼其中：含鉻量低于1%的低鉻合金工具鋼，在鉻含量前加0（千分之幾）高速工具牌號(hào)前加C,表示平均含碳量高于通用牌號(hào)合金工具鋼在模具鋼方面應(yīng)用較多（沖壓模、拉拔模、熱鍛模和熱擠壓模等)。高速工具鋼在金屬切削刀具方面應(yīng)用較多6）合金工具鋼和高速工具鋼中國(guó)系列如：Cr12相當(dāng)于D3(ASTM/A681)或T30403(UNS)X210Cr12(ISO)W18Cr4V相當(dāng)于T1(ASTM/A600)或T12001(UNS)HS18-0-1(ISO)CW6Mo5Cr4V2相當(dāng)于M2(高碳）或T11302(UNS)HS6-5-2C(ISO)對(duì)比美國(guó)：合金工具鋼(共58個(gè)牌號(hào))H10~H43—熱作模具鋼；A2~A10—空冷硬化冷作工具鋼；D2~D7—高碳高鉻冷做工具鋼；O1~O7—油淬冷作工具鋼；S1~S7—耐沖擊工具鋼；P1~P21—低碳型工具鋼；F1、F2—碳鎢合金工具鋼；L2~L6特殊用途工具鋼；6G~6FF—其他工具鋼。高速工具鋼（共29個(gè)牌號(hào)）T1~T15—鎢系高速工具鋼；M1~M62—鉬系高速工具鋼；M50、M52—中間型高速工具鋼對(duì)比國(guó)際：合金工具鋼牌號(hào)表示方法同合金結(jié)構(gòu)鋼，(含碳量超過(guò)1.00%時(shí)用三位數(shù)字表示），合金元素超過(guò)5%時(shí)，按高合金鋼牌號(hào)表示高速工具鋼牌號(hào)前綴字母為HS，后綴數(shù)字分別表示W(wǎng)、Mo、V、Co等元素含量如：Cr12相當(dāng)于D3(ASTM/A681)或T30403(UNS)X210Cr12(ISO)W18Cr4V相當(dāng)于T1(ASTM/A600)或T12001(UNS)HS18-0-1(ISO)CW6Mo5Cr4V2相當(dāng)于M2(高碳）或T11302(UNS)HS6-5-2C(ISO)牌號(hào)表示方法：Y+數(shù)字如：Y40Mn相當(dāng)于1141(ASTM/A29M)或T72301(UNS)44SMn28(ISO)7）易切削用鋼

中國(guó)系列對(duì)比美國(guó)：牌號(hào)1108~1151，1211~1215和12L13~12L15共計(jì)23個(gè)牌號(hào)其中，11—硫系，12—硫磷系，12L—鉛硫復(fù)合系對(duì)比國(guó)際：牌號(hào)表示方法同合金結(jié)構(gòu)鋼按熱處理分—非熱處理、表面硬化用和直接淬火按化學(xué)成分—硫易切削鋼、硫錳易切削鋼和加鉛易切削鋼如：Y40Mn相當(dāng)于1141(ASTM/A29M)或T72301(UNS)44SMn28(ISO)8）不銹鋼和耐熱鋼

不銹鋼：具有較強(qiáng)抵抗腐蝕能力。其含碳量低，主加合金元素為Cr和Ni。

耐熱鋼：高溫下具有良好的抗氧化性和熱強(qiáng)性鋼，適于高溫工況。牌號(hào)表示方法：

碳含量表示方法：大于0.10%時(shí)以數(shù)字表示；小于0.10%時(shí)以0表示；

0.01~0.03%時(shí)以03表示；小于0.01%時(shí)以01表示。

合金含量表示同合金結(jié)構(gòu)鋼如：0Cr18Ni9相當(dāng)于304(ASTM/A276)或S30400(UNS)X5CrNi18-9(ISO)2Cr25Ni12相當(dāng)于310(ASTM/A276)或S31000(UNS)X15CrNiSi25-21(ISO)

中國(guó)系列對(duì)比美國(guó)：按金相組織分為奧氏體（含高氮）型、鐵素體型、奧氏體型、馬氏體型和沉淀硬化性牌號(hào)***（如201，384和430等），XM-**(如XM-26)和**-**（如26-3-3）總計(jì)125個(gè)對(duì)比國(guó)際：牌號(hào)表示方法同EN標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)頭冠以字母X，隨后用數(shù)字表示含碳量，1、2、3、4、5、6和7分別表示含碳量不大于0.02%、0.03%、0.04%、0.07%、0.08%和0.04~0.08%之間，后面按合金元素排出合金元素符號(hào)，最后用組合數(shù)字標(biāo)出合金元素的含量如：0Cr18Ni9相當(dāng)于304(ASTM/A276)或S30400(UNS)X5CrNi18-9(ISO)2Cr25Ni12相當(dāng)于310(ASTM/A276)或S31000(UNS)X15CrNiSi25-21(ISO)8）軸承鋼分高碳鉻軸承鋼、滲碳軸承鋼、高碳鉻軸承鋼和高溫軸承鋼等四大類牌號(hào)表示方法（以高碳鉻軸承鋼為例）：G+Cr含量數(shù)字（以千分之幾計(jì)）+其它（同合金結(jié)構(gòu)鋼）(碳含量不注明）如：GCr15SiMn相當(dāng)于Cr1(ASTM/A485)100CrMnSi6-4(ISO)

GCr18Mo相當(dāng)于52100Mod.3(ASTM/A535)100CrMo7(ISO)

中國(guó)系列對(duì)比美國(guó)：牌號(hào)有52100，5195，K19526，1070M和5160共5個(gè)牌號(hào)，無(wú)規(guī)律對(duì)比國(guó)際：相當(dāng)于整體淬火軸承鋼牌號(hào)前部均標(biāo)注三位數(shù)字100，其后表示與合金結(jié)構(gòu)鋼同如：GCr15SiMn相當(dāng)于Cr1(ASTM/A485)100CrMnSi6-4(ISO)GCr18Mo相當(dāng)于52100Mod.3(ASTM/A535)100CrMo7(ISO)8）鑄鋼牌號(hào)表示方法：以ZG開(kāi)頭為表示以屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度力學(xué)性能為主：（一般工程用鑄造碳鋼，焊接結(jié)構(gòu)用碳素鑄鋼，低合金鑄鋼）如：ZG200-400相當(dāng)于Grade415-205(ASTM/A27M)或J03000(UNS)200-400W(ISO)

ZG230-450H相當(dāng)于無(wú)(ASTM/535)230-450W(ISO)ZGD270-480相當(dāng)于550-270(ASTM/A148)無(wú)(ISO)以化學(xué)成分為主：（中高強(qiáng)度不銹鑄鋼，一般用途腐蝕鑄鋼，一般用途耐熱鑄鋼，高錳鑄鋼如：ZG03Cr19Ni11Mo3N相當(dāng)于CF-3MN(ASTM/A743M)GX2CrNiMoN19-11-3(ISO)

中國(guó)系列對(duì)比美國(guó)：牌號(hào)組成高強(qiáng)度鑄鋼—力學(xué)性能抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度（屈服點(diǎn)）的最低值；一般工程用鑄鋼—除力學(xué)性能值表示外，還有用字母加數(shù)字表示；不銹、耐熱鑄鋼—字母和數(shù)字的組合表示牌號(hào)，其中，C和H分別表示低于和高于650度使用的不銹鑄鋼和耐熱鋼，牌號(hào)中第二字母表示鎳元素的含量對(duì)比國(guó)際：普通工程用鑄鋼和工程與結(jié)構(gòu)用高強(qiáng)度鑄鋼—兩組數(shù)字組合表示，它是鑄鋼件應(yīng)滿足的力學(xué)性能。前者表屈服強(qiáng)度最低值，后者表抗拉強(qiáng)度最低值。承壓鑄鋼（含不銹、耐熱和低溫用鑄鋼）—采用前綴字母C加數(shù)字和后綴字母組成。其中后綴字母H表耐熱鑄鋼，L表低溫用鑄鋼。

如：ZG200-400相當(dāng)于Grade415-205(ASTM/A27M)或J03000(UNS)200-400W(ISO)ZG10Cr13相當(dāng)于CA-3(ASTM/A743M)C39CH(ISO)鑄鐵成分鑄鐵是含碳量大于2%的鐵碳合金，還含有Si、Mn和其他一些雜質(zhì)元素。

牌號(hào)A.中國(guó)B.美國(guó)C.國(guó)際分類按碳存在形式

白口鑄鐵:斷口呈白亮色，碳以滲碳體形式存在

灰口鑄鐵:斷口呈暗灰色，碳以游離的石墨形式存在麻口鑄鐵：斷口呈黑白相間的麻點(diǎn)，碳以滲碳體和游離石墨形式存在

按石墨存在形式

灰鑄鐵：片狀

球墨鑄鐵：球狀

可鍛鑄鐵：團(tuán)絮狀

蠕墨鑄鐵：蠕蟲狀鐵的牌號(hào)及應(yīng)用

中國(guó)系列如：HT200相當(dāng)于No.30A(ASTM/A48)或F12101(UNS)200(ISO)HT350相當(dāng)于No.50A(ASTM/A48)或F13501(UNS)350(ISO)牌號(hào)用HT+抗拉強(qiáng)度最低值表示1）灰鑄鐵

對(duì)比美國(guó)牌號(hào)用字母符號(hào)和數(shù)字組合而成，有No.20……No.60(A,B,C,S)共36個(gè)牌號(hào)，其中后綴最后字母表示試樣直徑標(biāo)稱尺寸

對(duì)比國(guó)際兩種表示方法一：以最低抗拉強(qiáng)度值表示，如100二：以H+布氏硬度為表示，如H175牌號(hào)組織

用途舉例HT100F+G片

蓋、外罩、油盤、手輪、支架、底板、鑲導(dǎo)軌的機(jī)床底座等對(duì)強(qiáng)度無(wú)要求的零件HT150F+P+G片底座、床身、與HT200相配的溜板、工作臺(tái)；泵殼、容器、法蘭盤;工作壓力不太大的管件HT200F+P+G片要求高的強(qiáng)度和一定耐蝕能力的泵殼、容器、塔器、法蘭、硝化塔、機(jī)床床身、立柱、平尺、劃線平板、汽缸、齒輪、活塞、剎車輪、聯(lián)軸器盤、水平儀框架、壓力為80Mpa以下的油缸、泵體、閥門HT250P+G片HT300P細(xì)+G細(xì)片床身導(dǎo)軌、車床、沖床等受力較大的床身、機(jī)座、主軸箱、卡盤、齒輪、高壓油缸、水缸、泵體、閥門、襯套、凸輪、大型發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸、氣缸體、氣缸蓋；冷鐓模、冷沖模HT350P細(xì)+G細(xì)片

各種牌號(hào)灰鑄鐵的應(yīng)用列表2）球墨鑄鐵

中國(guó)系列如：QT400-18相當(dāng)于60-40-18(ASTM/A536)或F32800(UNS)400-18(ISO)QT700-2相當(dāng)于100-70-03(ASTM/A48)或F34800(UNS)700-2(ISO)牌號(hào)：用QT+抗拉強(qiáng)度最低值+斷后伸長(zhǎng)率最低值（%）表示

對(duì)比美國(guó)有普通球墨鑄鐵和特殊用途球墨鑄鐵兩類，從60-40-18到120-90-02共8個(gè)牌號(hào)，牌號(hào)均是三組數(shù)字組合而成。第一組數(shù)字為代號(hào)，第二組數(shù)字為抗拉強(qiáng)度最低值，第三組數(shù)字為斷后伸長(zhǎng)率最低數(shù)（%）

對(duì)比國(guó)際兩組數(shù)字組合而成，前者表示抗拉強(qiáng)度最低值，后者表示斷后伸長(zhǎng)率最低數(shù)（%）

牌號(hào)組織

用途舉例QT400—17F+G球汽車、拖拉機(jī)底盤類零件，輪轂、驅(qū)動(dòng)橋殼、差速器殼、撥叉、中低壓閥門、管道。QT420—10F+G球QT500—05F+P+G球機(jī)座、傳動(dòng)軸、機(jī)車護(hù)瓦等。QT600—02P+G球曲軸、凸輪軸、連桿、齒輪、搖臂、活塞環(huán)、軸套、汽缸套、機(jī)床蝸輪、蝸桿等QT700—02P+G球QT800—02P+G球QT1200—01B下+G球汽車后橋螺旋錐齒輪、大減速器齒輪、曲軸、凸輪等

各種牌號(hào)球墨鑄鐵的應(yīng)用列表3）可鍛鑄鐵

中國(guó)系列如：KTH350-10相當(dāng)于32510(ASTM/A47M)或F22200(UNS)B35-10(ISO)KTZ450-06相當(dāng)于310M6(ASTM/A220M)或F23131(UNS)P45-06(ISO)KTB380-12相當(dāng)于無(wú)(ASTM/A220M)或無(wú)(UNS)W38-12(ISO)牌號(hào)：前綴字母KTH、KTZ、KTB(黑心、珠光體、白心可鍛鑄鐵）+

抗拉強(qiáng)度最低值+斷后伸長(zhǎng)率最低值（%）對(duì)比美國(guó)黑心可鍛鑄鐵：ASTM/A47M標(biāo)準(zhǔn)中用數(shù)字組合表示，有22010、32510和35510三個(gè)牌號(hào)珠光體可鍛鑄鐵：ASTM/A220M標(biāo)準(zhǔn)中數(shù)字和字母組合表示，有280M10~620M1

共八個(gè)牌號(hào)，其中第一組數(shù)字表示抗拉強(qiáng)度最低值，第二組數(shù)字表示斷后伸長(zhǎng)率最低值（%）白心可鍛鑄鐵：無(wú)對(duì)比國(guó)際前綴字母B、P、W(黑心、珠光體、白心鑄鐵）+抗拉強(qiáng)度最低值+斷后伸長(zhǎng)率最低值（%）如：KTH350-10相當(dāng)于32510(ASTM/A47M)或F22200(UNS)B35-10(ISO)KTZ450-06相當(dāng)于310M6(ASTM/A220M)或F23131(UNS)P45-06(ISO)KTB380-12相當(dāng)于無(wú)(ASTM/A220M)或無(wú)(UNS)W38-12(ISO)

牌號(hào)組織

用途舉例KTH300—06F+G團(tuán)三通、管件、中壓閥門KTH330—08F+G團(tuán)

輸電線路件、汽車、拖拉機(jī)的前后輪殼、差速器殼、轉(zhuǎn)向節(jié)殼、制動(dòng)器；農(nóng)機(jī)件及冷暖器接頭等。KTH350—10F+G團(tuán)KTH370—12F+G團(tuán)KTZ450—06P+G團(tuán)

曲軸、凸輪軸、連桿、齒輪、搖臂、活塞環(huán)、軸套、犁片、耙片、閘、萬(wàn)向接頭、棘輪、扳手、傳動(dòng)鏈條、礦車輪KTZ550—04P+G團(tuán)KTZ650—02P+G團(tuán)KTZ700—02P+G團(tuán)

各種牌號(hào)可鍛鑄鐵的應(yīng)用列表5）耐熱鑄鐵前綴字母B、P、W(黑心、珠光體、白心鑄鐵）+抗拉強(qiáng)度最低值+斷后伸長(zhǎng)率最低值（%）

中國(guó)系列如：RTCr16相當(dāng)于無(wú)(ASTM)或(UNS)無(wú)(ISO)RQTSi4Mo相當(dāng)于無(wú)(ASTM)或(UNS)無(wú)(ISO)牌號(hào)：字母RT(或RQT)+

合金元素+數(shù)字（質(zhì)量百分?jǐn)?shù)）對(duì)比美國(guó)對(duì)比國(guó)際牌號(hào)：無(wú)牌號(hào)：無(wú)5）耐蝕鑄鐵前綴字母B、P、W(黑心、珠光體、白心鑄鐵）+抗拉強(qiáng)度最低值+斷后伸長(zhǎng)率最低值（%）

中國(guó)系列如：STSi15RE相當(dāng)于1型(ASTM/A518M)無(wú)(ISO)牌號(hào)：字母ST+

合金元素+數(shù)字（質(zhì)量百分?jǐn)?shù)）+RE(殘留元素控制）對(duì)比美國(guó)牌號(hào)：1型、2型和3型共三個(gè)型號(hào)對(duì)比國(guó)際牌號(hào)：無(wú)5）中錳抗磨球墨鑄鐵

中國(guó)系列共三個(gè)牌號(hào)：MQTMn6相當(dāng)于無(wú)(ASTM)或(UNS)無(wú)(ISO)MQTMn7相當(dāng)于無(wú)(ASTM)或(UNS)無(wú)(ISO)MQTMn8相當(dāng)于無(wú)(ASTM)或(UNS)無(wú)(ISO)牌號(hào)：MQT+Mn+數(shù)字（MN元素質(zhì)量百分?jǐn)?shù)）對(duì)比美國(guó)對(duì)比國(guó)際牌號(hào)：無(wú)牌號(hào)：無(wú)5）抗磨白口球墨鑄鐵

中國(guó)系列如：KmTBNi4Cr2-DT相當(dāng)于IBNi-Cr-LC(ASTM/A532M)或F45000(UNS)無(wú)(ISO)牌號(hào)：KmTB+

合金元素+數(shù)字（MN元素質(zhì)量百分?jǐn)?shù)）+DT或GT其中：DT和GT分別表示低碳和高碳對(duì)比美國(guó)牌號(hào)：比較復(fù)雜，大體上是，級(jí)別（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）+字母（A、B、C、D)+元素+含量對(duì)比國(guó)際牌號(hào)：無(wú)5）奧氏體鑄鐵

中國(guó)系列無(wú)確定近似牌號(hào)對(duì)比美國(guó)牌號(hào)：分奧氏體灰鑄鐵和奧氏體球墨鑄鐵兩種。前者有1型-6型共八個(gè)牌號(hào)，后者有D2-D5B型共九個(gè)牌號(hào)如：Type1(ASTM/A436)相當(dāng)于L-NiCuCr-15-6-2(ISO)TypeD-2B(ASTM/A439)相當(dāng)于S-NiCr-20-3(ISO)TypeD-5(ASTM/A430)相當(dāng)于S-Ni-35(ISO)對(duì)比國(guó)際牌號(hào)：前綴字母L或S(分別表示奧氏體灰鑄鐵和奧氏體球墨鑄鐵）+合金元素+數(shù)字（質(zhì)量百分?jǐn)?shù)）非鐵金屬及其合金統(tǒng)稱為有色金屬材料（與黑色金屬材料如鋼相對(duì)應(yīng)）

有色金屬和合金非鐵金屬及其合金統(tǒng)稱為有色金屬材料（與黑色金屬材料如鋼相對(duì)應(yīng)）主要分類鋁及合金：工業(yè)中僅次于鋼，廣泛用于航空航天。銅及合金：塑性、導(dǎo)熱性好，廣泛用于電力、電工部門鈦及合金：重量輕、比強(qiáng)度高、耐高溫、耐腐蝕，廣泛用于航空、造船及化工

高分子材料以高分子化合物為主要組成，分子量很大雖然很大，都是由一種或幾種簡(jiǎn)單的低分子化合物通過(guò)共價(jià)鍵重復(fù)連接而成的。主要分類按性能及用途：塑料、橡膠、纖維、膠粘劑和涂料按聚合物反應(yīng)類型：加聚物和縮聚物按聚合物的熱行為：熱塑性塑料和熱固性塑料按主鏈上化學(xué)組成：碳鏈聚合物、雜鏈聚合物和元素有機(jī)聚合物

陶瓷材料一種用天然硅酸鹽（粘土和石英）或人工合成物（氮化物、氧化物、碳化物、硅化物、硼化物）為原料，經(jīng)粉碎、配制、成型和高溫?zé)贫傻臒o(wú)機(jī)非金屬材料。主要分類按原料來(lái)源：普通陶瓷和特種陶瓷按用途：日用陶瓷和工業(yè)陶瓷（工程陶瓷和功能陶瓷）按化學(xué)組成：氮化物陶瓷、氧化物陶瓷、碳化物陶瓷按性能：高強(qiáng)度陶瓷、高溫陶瓷、耐酸陶瓷

有兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料，通過(guò)不同的工藝方法人工合成的，各組分間有明顯界面性能優(yōu)于各組分材料的多相材料。

復(fù)合材料主要分類按基體材料：非金屬?gòu)?fù)合材料和金屬?gòu)?fù)合材料按增強(qiáng)材料：纖維增強(qiáng)復(fù)合材料、粒子增強(qiáng)復(fù)合材料和疊層復(fù)合材料

功能材料利用物質(zhì)的各種物理和化學(xué)特性及其對(duì)外界環(huán)境的敏感反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)各種信息處理和能量轉(zhuǎn)化的材料。主要分類：按材料類別：金屬功能材料、無(wú)機(jī)非金屬功能材料（即陶瓷功能材料）有機(jī)高分子功能材料和功能復(fù)合材料按材料使用狀態(tài)：多晶、單晶、非晶、微粉、纖維和薄膜功能材料按材料使用特性：機(jī)械功能材料、熱學(xué)材料、電學(xué)材料、磁學(xué)材料6.3加工方法6.3.1傳統(tǒng)加工方法（1）熱加工方法鑄造鍛壓焊接鑄造

優(yōu)點(diǎn)：

a)

可形成復(fù)雜的鑄件

b)應(yīng)用廣泛，機(jī)械制造業(yè)中，很多零件毛坯都可以通過(guò)鑄造獲得

c)

大小不受限制

d)設(shè)備投資少，造型材料廉價(jià)，成本較低

缺點(diǎn)：由于生產(chǎn)過(guò)程復(fù)雜，影響質(zhì)量的因素多，材料組織常出現(xiàn)晶粒粗大、組織疏松、縮孔、氣孔、夾渣等缺陷，所以鑄件力學(xué)性能和可靠性較同種材料的鍛壓件差。多用于受力不大的場(chǎng)合

定義：鑄造是熔煉金屬、制造鑄型、并將熔融金屬澆入鑄型、凝固后獲一定形狀和性能鑄件的成型方法。主要分類砂型鑄造零件圖鑄造工藝圖鑄型型芯芯盒芯砂型砂模型熔化合箱落砂、清理檢驗(yàn)鑄件澆注冷卻凝固砂型鑄造工藝過(guò)程流程圖(a)手工造型(b)機(jī)器造型

適用于單件、小批量生產(chǎn)1)生產(chǎn)效率高2)鑄型質(zhì)量好（緊實(shí)度高而均勻、型腔輪廓清晰）3)設(shè)備和工藝裝備費(fèi)用高，生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間較長(zhǎng)4）適用于中、小型鑄件的成批、大批量生產(chǎn)。砂型鑄造的分類及應(yīng)用镕模鑄造

定義：在易熔模樣表面包覆若干層耐火材料，待其硬化干燥后，將模樣熔去制成中空型殼，經(jīng)澆注而獲得鑄件的一種成形工藝方法。

1）鑄件的精度和表面質(zhì)量較高2）合金種類不受限制，尤其適用于高熔點(diǎn)及難加工的高合金鋼。

3）可鑄出形狀較復(fù)雜的鑄件

4）生產(chǎn)批量不受限制，單件、成批、大量生產(chǎn)均可適用。

5）工藝過(guò)程較復(fù)雜，生產(chǎn)周期長(zhǎng)

6）原材料價(jià)格貴；鑄件不能太大、太長(zhǎng)，否則熔模易變形，喪失原有精度。

特點(diǎn)母模壓型蠟?zāi)＝M結(jié)殼脫蠟單個(gè)蠟?zāi)１簾凉沧㈣T造過(guò)程應(yīng)用：它最適合25kg以下的高熔點(diǎn)、難以切削加工合金鑄件的成批大量生產(chǎn)。永久型鑄造(金屬型鑄造）壓力鑄造

鍛壓

優(yōu)點(diǎn)：

消除錠料的某些鑄造缺陷（如氣孔、縮松等），并能細(xì)化金屬的鑄態(tài)組織，具有較高的力學(xué)性能，對(duì)于承受沖擊或交變應(yīng)力的重要零件，應(yīng)優(yōu)先采用鍛件毛坯。

缺點(diǎn)：

不能加工脆性材料其復(fù)雜形狀的毛坯或零件

定義：對(duì)毛坯施加外力使其產(chǎn)生塑性變形改變其尺寸，形狀并改善其性能，用以制造機(jī)械零件，工件或毛坯的成形方法，是鍛造與沖壓的總稱。

模型鍛造軋制擠壓拉拔自由鍛造板料沖壓分類

自由鍛造定義：只用簡(jiǎn)單的通用性工具，或在鍛造設(shè)備的上、下站間直接使坯料變形而獲得所需幾何形狀內(nèi)部質(zhì)量的鍛件的鍛造過(guò)程。

特點(diǎn)1）鍛造靈活性大2）所用工具為通用的簡(jiǎn)單工具3）鍛造同樣鍛件所需鍛造設(shè)備的噸位比模型鍛造要小得多4）對(duì)設(shè)備的精度要求也低，生產(chǎn)周期短5）生產(chǎn)效率不如模鍛6）鍛件形狀簡(jiǎn)單，尺寸精度低，表面粗糙7）不易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化壓力機(jī)水壓機(jī)油壓機(jī)鍛錘空氣錘蒸汽—空氣錘65~750Kg630Kg~5T落下部分總重量=活塞+錘頭+錘桿滑塊運(yùn)動(dòng)到下始點(diǎn)時(shí)所產(chǎn)生的最大壓力鍛錘噸位=壓力機(jī)噸位=自由鍛造設(shè)備模型鍛造定義：將金屬坯料放在具有一定形狀的模鍛模膛內(nèi)受壓、變形，獲得鍛件的方法。特點(diǎn)1）鍛件形狀和精度由模膛保證2）鍛件尺寸精確，表面光潔3）可鍛出形狀復(fù)雜的鍛件，而且敷料少4）所用鍛模價(jià)格較高，只適用于成批和大量生產(chǎn)5）需要用力較大的專用設(shè)備模型鍛造設(shè)備焊接

優(yōu)點(diǎn)：

a)節(jié)省材料，減輕質(zhì)量

b)簡(jiǎn)化復(fù)雜的大型零件的制造

c)適用性好

d)滿足特殊連接要求

e)降低勞動(dòng)強(qiáng)度，改善勞動(dòng)條件

缺點(diǎn)：

零件焊接接頭組織不均勻；焊接過(guò)程造成結(jié)構(gòu)應(yīng)力和變形；產(chǎn)生裂紋

定義：通過(guò)加熱或加壓或兩者并用，并且用或不用填充材料，使焊件達(dá)到原子結(jié)合的一種加工方法。應(yīng)用范圍

a)制造金屬結(jié)構(gòu)件，如橋梁、船舶、壓力容器、化工設(shè)備、機(jī)動(dòng)車輛、發(fā)電機(jī)

b)制造機(jī)器零件和工具，如機(jī)床機(jī)架和床身、大型齒輪和飛輪、各種切削刀具

c)修復(fù)分類

焊接方法熔焊壓焊釬焊電弧焊氣電焊電渣焊電阻焊摩擦焊擴(kuò)散焊超聲焊硬釬焊軟釬焊高能束焊化學(xué)熱焊高頻焊爆炸焊埋弧焊焊條電弧焊二氧化碳焊氬弧焊電子束焊激光焊等離子焊鋁熱焊氣焊縫焊點(diǎn)焊對(duì)焊感應(yīng)釬焊鹽浴釬焊真空釬焊火焰釬焊爐中釬焊浸漬釬焊洛鐵釬焊常用金屬材料的焊接A碳鋼的焊接1.低碳鋼的焊接低碳鋼：C<0.25%CE<0.4%焊接性良好。2.中碳鋼的焊接中碳鋼：C<0.25~0.60%焊接性:由良好到較差。CE=0.4%~0.60%問(wèn)題焊縫區(qū)易產(chǎn)生熱裂紋熱影響區(qū)易產(chǎn)生冷裂紋措施焊前預(yù)熱（150~250℃），焊后緩冷選用低氫型焊條焊件開(kāi)坡口，且采用細(xì)焊條、小電流、多層焊B.高碳鋼的焊接高碳鋼：C>0.60%焊接性差。CE>0.60%問(wèn)題焊縫區(qū)易產(chǎn)生熱裂紋熱影響區(qū)易產(chǎn)生冷裂紋措施焊前預(yù)熱（250~350℃），焊后緩冷。選用低氫型焊條。焊件開(kāi)坡口，且采用細(xì)焊條、小電流、多層焊。避免選用高碳鋼作為焊接結(jié)構(gòu)件。合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接合金結(jié)構(gòu)鋼機(jī)械制造用結(jié)構(gòu)鋼普通低合金結(jié)構(gòu)鋼（調(diào)質(zhì)鋼、滲碳鋼）（壓力容器、鍋爐、橋梁、車輛、船舶等結(jié)構(gòu)）普通低合金結(jié)構(gòu)鋼：低強(qiáng)度普通低合金結(jié)構(gòu)鋼：高強(qiáng)度普通低合金結(jié)構(gòu)鋼：σs<400MPaCE<0.4%σs>400MPaCE<0.4%~0.5%焊接性良好焊接性較差措施：焊前預(yù)熱（150~250℃），焊后緩冷；選用低氫型焊條；焊件開(kāi)坡口，且采用細(xì)焊條、小電流、多層焊。（2）切削加工方法車削加工銑削加工磨削加工鉆、鏜、刨、插、拉削加工車削加工CA6140車床示意圖主要用來(lái)加工回轉(zhuǎn)面，在各種加工方法中所占比重最大，一般在機(jī)加工車間約占機(jī)床總數(shù)的50%車刀的結(jié)構(gòu)及工作方式車刀的結(jié)構(gòu)動(dòng)畫加工過(guò)程中的車刀動(dòng)畫臥式車床所能加工的典型表面刀具的各種加工方式90度外圓車刀車外圓（動(dòng)畫）車斷面（動(dòng)畫）車斷刀車外圓（動(dòng)畫）車削的工藝特點(diǎn)1)易于保證各表面的位置精度2)加工過(guò)程平穩(wěn)3)適合有色金屬零件的精加工鋼鐵：粗車半精車精車磨削有色金屬：粗車半精車精車精細(xì)車4)刀具簡(jiǎn)單銑削加工臥式升降臺(tái)銑床示意圖是加工中切削效率很高的一種加工方法?？杉庸て矫?、臺(tái)階面、溝槽面、分齒零件，螺旋形表面等各種曲面。銑刀的結(jié)構(gòu)整體式圓柱立銑刀螺紋銑刀整體式成型銑刀鑲片式銑刀銑削加工的典型表面銑刀片安裝（動(dòng)畫）銑平面（動(dòng)畫）銑槽（動(dòng)畫）銑槽（動(dòng)畫）銑削的工藝特點(diǎn)1)生產(chǎn)效率高2)切削過(guò)程不平穩(wěn)3)刀齒冷卻條件好4)加工范圍廣磨削加工利用磨料制成的諸如砂輪、砂袋、油石之類的磨具，從工件表面上切去細(xì)微切屑的一種加工過(guò)程，是一種精加工方式磨削—切削、刻滑、滑擦三個(gè)作用的綜合。A.外圓磨削1)縱磨法

2)橫磨法

3)深磨法

磨削加工方式B.內(nèi)圓磨削三爪卡盤砂輪工件內(nèi)圓磨與外圓磨相比較：內(nèi)圓磨與鉸孔和拉孔相比較：①可以加工淬硬工件的孔②不僅能保證孔本身的尺寸精度和表面質(zhì)量，還可以提高孔的位置精度和形狀精度③生產(chǎn)率低比鉸孔低，比拉孔更低磨孔一般僅用于淬硬工件孔的精加工。①砂輪直徑比外圓磨削砂輪小的多②要求使用高速電動(dòng)機(jī)和高壽命的高速軸承④生產(chǎn)效率低③采用懸臂式單支撐，工藝系統(tǒng)剛性差C.平面磨削周磨：多用于加工質(zhì)量要求較高的工件。端磨：多用于加工質(zhì)量要求不高的工件，或代替銑削作為精磨前的預(yù)加工。D.成形面磨削平面磨削（動(dòng)畫）外圓磨削（動(dòng)畫）1)精度高、表面粗糙度低；2)磨削溫度高；800℃~1000℃3)砂輪具有自銳性；4)徑向分力Fy較大。5)可加工鑄鐵、碳鋼、合金鋼等一般結(jié)構(gòu)材料，也能加工高硬度的淬硬鋼、硬質(zhì)合金、陶瓷、玻璃等難切削材料磨削的工藝特點(diǎn)6)不適宜塑性較大的有色金屬。其它加工鉆頭鉆銷鉆床拉銷拉齒（動(dòng)畫）滾齒（動(dòng)畫）小結(jié)：零件表面加工方法的選擇A.外圓面的加工加工方法：車、磨、研磨技術(shù)要求：尺寸精度：本身的尺寸精度（直徑、長(zhǎng)度等）；形狀精度：圓度、圓柱度等；位置精度：同軸度、垂直度等；表面質(zhì)量：序號(hào)加工方法尺寸公差等級(jí)表面粗糙度（Ra）um適用范圍1粗車IT13~IT1150~12.5適用各種金屬（未淬硬）、非金屬材料2粗車—半精車IT10~IT96.3~3.23粗車—半精車—精車IT8~IT71.6~0.84粗車—半精車—磨削IT7~IT60.8~0.4適用于淬火鋼、未淬火鋼、鑄鐵等5粗車—半精車—粗磨—精磨IT6~IT50.4~0.26粗車—半精車—粗磨—精磨—研磨IT5~IT30.1~0.0087粗車—半精車—精車—精細(xì)車—研磨IT13~IT1150~12.5有色金屬B.內(nèi)圓面（孔）的加工加工方法：鉆、擴(kuò)、鉸、車、鏜、拉、銑、磨、珩磨技術(shù)要求：尺寸精度：本身的尺寸精度（直徑、長(zhǎng)度等）；形狀精度：圓度、圓柱度等；位置精度：同軸度、垂直度等；表面質(zhì)量：①在實(shí)體材料上加工孔：鉆②零件上已鑄出、鍛出孔：直接擴(kuò)孔、鏜孔；直徑大于100mm的孔——鏜孔序號(hào)加工方法尺寸公差等級(jí)表面粗糙度（Ra）um適用范圍1鉆IT13~IT1150~12.5適用各種實(shí)體工件2鉆—擴(kuò)IT96.3~3.230鋼、鑄鐵、有色金屬3鉆—鏜304鉆—鉸IT83.2~1.620鋼、鑄鐵、有色金屬5鉆—擴(kuò)—鉸鉆—粗鏜—精鏜鉆—（擴(kuò)）—拉206鉆—粗鉸—精鉸IT70.8~0.41