工业机械基础与专业知识教学讲义

1、引言 考试题型和分数配比1 理论试卷题 型分数比制图工程材料机构加工工艺电工基础选择题26%10781填空题30%141042名词解释4%22计算题6%6简答题14%410读图题20%2020%30%35%12%3%2 实务试卷题 型制 图机械加工工艺回答问题510简述工作原理10拆画零件图50编制工艺规程2565%35%3 拆画零件图注意点：（1） 视图选择合理，表达准确、完整、清晰。 35%（2） 尺寸、表面粗糙度等装配图中有的必须标注。 10%（3） 技术要求、标题栏如未注圆角、未注粗糙度、零件名称、材料、比例等。 5%第一讲 机械制图 - 零件图1-1 机械制图的基本知识介绍一、 机械

2、制图的有关规定1 机械制图机械图样“工程语言”便于技术管理与交流对图样的内容、格式、尺寸标注和表达方法作了统一规定。2 国家标准：gb/t* - *（84、93、96、2008）3 图纸幅面及格式（gb/t14689-2008）a0（841*11891m2）、a1、a2、a3、a45种。需要时可加长、加宽。4 比例：图样中的图形与其实物相应要素的线性尺寸之比。 （gb/t14690-1993）原值比例：1：1放大比例：2：1、4：1缩小比例：1：2、1：1.5、1：5注意:不论采用何种比例，图形中所标注的尺寸数值必须是实物的实际尺寸。5图线及其应用（gb/t17450-1998）15种6. 尺

3、寸标注:（1）尺寸的组成：尺寸界线、尺寸线、尺寸线终端箭头和尺寸数字等组成。（2）标注尺寸的基本规则：n 机件的实物大小应以图样上所注的尺寸数值为依据，与图形的大小及绘图的准确度无关。n 图样中的尺寸以mm为单位时，不需注明。n 对机件的每一尺寸，一般只标注一次，并应标注在反映该结构最清晰的图形上。n 标注尺寸时，应尽可能使用符号和缩写词。（3）常用符号或缩写词：名 称符号或缩写词名 称符号或缩写词直径45倒角c半径r深度（p129）球直径s沉孔或锪平球半径sr埋头孔厚度t均布eqs正方形锥度(斜度)弧长参考尺寸（ ）（4）尺寸标注示例：p9-p13三、投影基础第一角画法和第三角画法的介绍。p

4、46n gb/t14692-93中规定：我国按第一角画法布置六个基本视图。n 第一角画法和第三角画法的识别符号。 （ 观察者-物体-投影面） （观察者-投影面-物体）四、机件的常用表达方法1视图：主要用于表达机件的外部结构形状。n 基本视图-主、俯、左、右、仰、后视n 向视图-也是基本视图的一种，但配置更加灵活n 局部视图将机件的某一部分结构向基本投影面投影所得到的视图。n 斜视图（包括旋转视图）2剖视图：主要用于表达机件的内部结构形状。n 全剖视图n 半剖视图n 局部剖视图3断面图：主要用于表达机件某一断面的形状。n 移出断面图n 重合断面图注意：当剖切平面通过由回转面形成的孔或凹坑的轴线时

5、，这些结构一律按剖视图绘制。 4局部放大图：用于机件上细小结构的放大。5 简化画法1-2 零件图一、零件图的概述1零件图-表示零件结构形状、尺寸大小及技术要求的图样-制造、检验的依据 装配图-表示机器或部件的各组成部分连接和装配关系的图样。2零件-制造单元 构件-运动单元3零件的分类：n 按零件的作用分一般零件传动零件标准件n 根据结构形状分为轴套类零件盘盖类零件叉架类零件箱体类零件4零件图的内容：一组图形尺寸技术要求标题栏5零件图上主要技术要求：表面粗糙度尺寸的公差（重要）和表面间的几何（形位）公差零件的特殊加工要求，检验和试验说明热处理和表面修饰要求二、零件的视图选择1 主视图的选择：一组

6、视图的核心n 原则：将表示零件信息量最多的那个视图作为主视图。n 考虑方面： 安放位置 投影方向工作位置或安装位置-箱体、支架等。加工位置-轴、盘、套等。结构形状特征2 其他视图的选择l 所选用的视图应具有独立存在的意义和明确的表达重点。l 优先采用基本视图，再采用剖视、断面等；先表达零件的主要部分（较大结构），后表达零件的次要部分（较小结构）。l 合理布置视图位置。三、零件图的尺寸标注1 正确选择尺寸基准l 基准 设计基准工艺基准 定位基准测量基准装配基准工序基准l 基准线-零件上回转面的轴线。基准面-零件的主要装配面、支承面；零件的主要加工面；零件结构中的对称平面。2尺寸标注时应注意：l

7、零件上同一加工面与其它不加工面之间一般只能有一个联系尺寸。l 重要尺寸尽可能从基准直接注出。l 不要注成封闭尺寸链。l 尺寸标注应符合工艺要求。以使设计基准和工艺基准重合四、举例五、表面粗糙度（gb/t1031-2009）1 表面粗糙度是指零件加工表面上留下的较小间距的峰谷所组成的微观几何形状特征。影响：耐磨性、疲劳强度、耐腐蚀性、配合性质、运动灵活性等。2表面粗糙度评定参数：l 轮廓算术平均偏差（ra） m l 轮廓最大高度（rz） m -轮廓峰顶线与轮廓峰底线之间的距离。3表面粗糙度选用应合理-手册中有推荐值。4表面粗糙度符号： gb/t131-93（新gb/t131-2006） 基本符号

8、，表示用任何方法获得。 表示用去除材料的方法获得。 用不去除材料的方法获得。 5标注示例：用符号和粗糙度数值表示代号a表面粗糙度参数；b第二个或更多表面粗糙度要求；c加工方法、涂层、表面处理等要求，如车、铣等；d-加工纹理和方向符号；e-加工余量（mm）；6ra的常用推荐值：25、12.5、6.3、3.2、1.6、0.8、0.4、0.2六、极限与配合1 互换性：在一批零件中任取一件，不经任何修配，就能装到产品上去，并能达到使用要求的性质。2 基本术语： 以80+ 0.066+ 0.020(it8级)为例 80- 0.030- 0.060l 公称尺寸（基本尺寸）-设计给定的尺寸l 实际尺寸-加工

9、后获得的尺寸l 极限尺寸-允许尺寸变化的二个界限值 上极限尺寸（最大极限尺寸）下极限尺寸（最小极限尺寸）l 极限偏差（简称偏差）-某一尺寸（实际尺寸或极限尺寸）和公称尺寸差值。上极限偏差 es es 下极限偏差 ei ei 可正、负值或零l 尺寸公差-允许尺寸的变动范围，即上极限尺寸和下极限尺寸的差值，或上极限偏差和下极限偏差的差值。只有正值。l 零线-极限与配合图解中，公称尺寸所在一条线。l 公差带-在公差带图中，由代表上、下极限偏差的两条直线所限定的区域。3 配合：公称尺寸相同、相互结合的孔和轴公差带之间的关系。l 间隙配合：孔的公差带在轴的公差带之上。l 过盈配合：孔的公差带在轴的公差带

10、之下。l 过渡配合：孔的公差带与轴的公差带互相重叠。4 标准公差与基本偏差：l 公差带由“公差带大小”和“公差带位置”这两个要素组成。l 公差带大小-标准公差（公差等级）确定it01、it0、it1 it18 共20个等级公差等级：高 低公差数值：小 大l 公差带位置-基本偏差确定基本偏差共有28个，大写为孔，小写为轴。（i、j、l、o、q、w没有）js（js）没有基本偏差，其对称分布于零线二侧。l 孔和轴的公差带代号，由基本偏差代号和标准公差等级代号（数字）组成，两种代号并列、位于公称尺寸之后。如：56h8公称尺寸为56的孔，其公差带代号为h8，h为基本偏差代号、8为标准公差等级。 56f7

11、公称尺寸为56的轴，其公差带代号为f7，f为基本偏差代号、7为标准公差等级。前面讲这些尺寸的上、下极限偏差公差带公差带代号（可以逆向）5 配合制度n 基孔制配合：基本偏差为一定的孔的公差带，与不同基本偏差的轴的公差带形成各种配合的一种制度。“h”表示基准孔-基本偏差为下极限偏差，其值为零。n 基轴制配合：基本偏差为一定的轴的公差带，与不同基本偏差的孔的公差带形成各种配合的一种制度。“h“表示基准轴-基本偏差为上极限偏差，其值为零。如：50h7、50h66 公差和配合的标注：n 在装配图上采用组合式注法，分子为孔的公差带代号，分母为轴的公差带代号。三种标注方法：n 在零件图上三种注法。解释含义：

12、50h7/f7配合制度、配合性质、h7 、f7 公称尺寸为50的孔与轴属基孔制的间隙配合，h7为孔的公差带代号、f7为轴的公差带代号。七、几何（形位）公差1 形状误差：零件表面的实际形状对理想形状的变动量。形状公差。位置误差：零件表面、轴心线之间实际位置对其理想位置的变动量。位置公差位置误差有基准概念，理想位置由基准确定。2 形位公差代号：由项目符号、框格和指引线、公差数值、基准代号的字母等组成。形位公差项目及符号：p1403 形位公差的标注：l 由带箭头的指引线及框格表示 （被测要素）l 箭头指向，并垂直于被测要素轮廓线或延长线。 l 基准符号： （基准要素）l 当被测要素或基准要素为轴线、

13、球心或中心平面时，指引线箭头或基准符号与该要素的尺寸对齐。l 公差值后面符号的含义：只许中间向材料内凹下（-）只许中间向材料外凸出（+）l 几种常见特例： 4 图例讲解：八、零件图示例讲解看零件图步骤1 看标题栏：名称、材料、比例、视图画法标注等。2 看视图，分析结构形状：哪些视图、哪些剖视图、哪些断面图等；想象零件空间形状。3 分析尺寸、形位公差等技术要求：4 综合考虑举例：轴、盘类、叉架、箱体第二讲 机械制图装配图一、装配图的概述1 装配图是表达机器或部件的各组成部分连接和装配关系的图样。2 装配图的作用：l 设计时画出零件图的依据。l 机器或部件装配的依据。l 指导生产的重要技术文件。3

14、 装配图的内容：a. 一组图形：用于表示机器或部件的构造、工作原理、零件间的连接关系、装配次序及主要零件的结构形状等。b. 一组尺寸：用于表达装配体的规格或性能，以及装配、安装、检验、运输等所需要的尺寸。l 外形尺寸-长、宽、高。l 重要部位的配合代号或相对位置尺寸。l 安装尺寸。l 性能（或规格）尺寸。l 其他重要尺寸。c. 技术要求：用文字或代号说明装配体在装配、检验、调试时需达到的技术条件及使用规范等。d. 标题栏：说明部件（或机器）名称、比例、图号、重量等。明细栏：说明机器（或部件）上各个零件的名称、序号、数量、材料、图号、备注等。二、装配图的表达方法（和零件图有相同点，也有侧重点）1

15、 装配图的规定画法l 两相邻零件的接触面和配合面规定只能画一条线，但当基本尺寸不相同时，不论间隙大小，必须画出两条线。l 两相邻零件的剖面线倾斜方向应相反，或方向一致但间隔不等；在各视图上，同一零件的剖面线倾斜方向和间隔应保持一致。l 对于紧固件以及实心的轴、销、键、手柄、连杆、球等零件，若剖切平面通过其基本轴线时，这些零件均按不剖绘制。2 装配图的特殊画法：l 结合面剖切或拆卸画法l 假想画法l 夸大画法l 简化画法l 展开画法三、装配图的视图选择l 主视图的选择-工作位置，投影方向l 其他视图的选择四、装配图上的零、部件序号1 序号不等于图号（零件）；每个零（部）件可只编写一个序号；2 零

16、部件序号应沿统一方向依次排列整齐；3 序号有规定画法；4 装配图中某些部件看作一个整体，只编写一个序号。五、看装配图 1概括了解 标题栏明细表视图表达方案2分析装配关系和工作原理 装配关系（传动关系）工作原理3 分析零件结构形状4 看懂技术要求六、由装配图拆画零件图第三讲 工程材料及热处理常用工程材料：金属材料（钢铁材料、非铁材料）、高分子材料、陶瓷材料和复合材料3-1 金属材料的主要性能一、金属材料的主要性能力学性能（即金属材料受外力作用时所反映出来的性能）、物理性能、化学性能和工艺性能四种； （前3个称为使用性能）二、金属材料的力学性能常用：弹性、塑性、刚度、强度、硬度、冲击韧度（冲击韧性

17、）、疲劳强度和断裂韧度等八种1 弹性：金属材料受外力作用时产生变形，当外力去除后能恢复其原来形状的性能。弹性变形弹性变形阶段-外力和变形量成正比。2 塑性：金属材料在外力作用下，产生永久变形而不致于破坏的性能。 塑性变形塑性变形阶段-外力和变形量不成正比。金属材料的塑性常用断后伸长率来表示，也可用断面收缩率。3 刚度：金属材料在受力时抵抗弹性变形的能力。弹性模量：在弹性范围内，应力与应变的比值。l 弹性模量大，刚度也越大。l 弹性模量的大小主要决定于金属材料本身，与热处理无关，即热处理不能改变材料的刚度。l 相同材料，截面形状和尺寸影响刚度。4 强度：金属材料在外力作用下抵抗塑性变形和断裂的能

18、力。可分为：抗拉、抗压、抗剪等强度5 硬度：金属材料抵抗更硬的物体压入其内的能力。常用硬度指标有：l 布氏硬度（hbs/hbw）：硬度较低的材料，如铸铁、非铁金属、低合金钢等。l 洛氏硬度（hr）：用于硬度很高、淬火材料等。6 冲击韧度：金属材料抵抗冲击载荷作用下断裂的能力。7 疲劳强度：金属材料在无数次重复或交变载荷作用下而不致于断裂的最大应力。 疲劳破坏8 断裂韧性：反映材料抵抗裂放失稳扩张能力的性能指标。三、金属材料物理性能密度、熔点、热膨胀性、导电性、导热性等。四、材料的化学性能材料在室温或高温时抵抗各种化学反应的能力。如：耐酸性、耐碱性、抗氧化性等。五、材料的工艺性能指材料在加工制造

19、过程中所表现出的特性，衡量对材料加工的难易程度。如：热处理性能、铸造性能、压力加工性能、焊接性能、切削加工性能等。3-2 铁碳合金相图一、晶体与合金（p174）二、铁碳合金的基本组织1 在液态时，铁和碳无限互溶。2 在固态时，几种基本组织：结合方式-固溶体、化合物（fe3c）、机械混合物（固+fe3c）l 铁素体 f表示固溶体l 奥氏体 a表示固溶体l 渗碳体 fe3c表示化合物l 珠光体 p表示机械混合物l 莱氏体 ld表示机械混合物三、铁碳合金相图（铁碳合金状态图）1 铁碳合金相图是表示铁碳合金的成分、温度和组织结构之间关系的图形。2 主要线和点的含义l 点：特性点l 线：fe-c合金内部

20、组织发生转变时的界线 转变线 3-3 钢的热处理一、概述1 钢的热处理：将钢在固态下加热到一定的温度，进行必要的保温，并以适当的速度冷却到室温的工艺方法获得所需要的组织与性能2 热处理工艺的基本过程：加热、保温和冷却。3 影响热处理的主要因素：温度、时间。4 热处理只改变金属材料的组织和性能，而不改变其形状和大小。5 热处理的主要方法：p182二、钢在加热时的组织转变1 三条线：a1、ac1、ar1; a3、ac3、ar3 acm、accm、arcm2 加热时，共析钢、亚共析钢、过共析钢组织转变。三、钢在冷却时的组织转变1 影响奥化体组织转变的因素：冷却方式和冷却速度。2 钢热处理时两种冷却方

21、式：l 连续冷却l 等温冷却3 共析钢过冷奥化体等温转变时产物：l 高温转变产物 723-550-珠光体型组织 723-650之间 珠光体 650-600之间 索氏体 600-550之间 屈氏体l 中温转变产物 550-230-贝氏体型组织 550-350之间 上贝氏体 350-230之间 下贝氏体l 低温转变产物 马氏体四、钢的热处理1 退火：将钢件加热到适当温度（ac1附近），保温一定时间后，随炉或埋在导热性较差的介质中缓慢冷却的热处理工艺。l 退火目的： 降低硬度细化晶粒、改善组织、提高力学性能消除内应力提高钢的塑性和韧性l 退火工艺种类：3种（完全退火、球化退火、去应力退火）2 正火：

22、将钢件加热到一定温度（ac3或accm）后，保温，取出在空气中冷却的热处理工艺。l 正火和退火的主要差别：冷却速度。同样钢件，在正火后强度和硬度较退火的为高，且与含c量有关。l 低碳钢-正火中、高碳钢-退火l 正火和退火的选择：切削加工性； 零件的结构形状； 经济性（成本）3 淬火：将钢加热到一定温度，经过保温，后在冷却介质中迅速冷却，以获得高硬度组织的一种热处理工艺。l 目的：提高钢件的硬度和耐磨性。l 淬火的加热温度根据淬火的钢材而定。l 淬火时常用冷却介质： 水-一般碳钢 油-合金钢 盐液 碱液l 常用淬火方法（单液淬火、双液淬火、分级淬火和等温淬火等）l 淬透性淬火钢件获得淬透层深度的

23、能力。淬硬性钢在理想条件下进行淬火硬化所能达到的最高硬度的能力。4 回火：将淬火钢件重新加热到某一温度（ac1以下），保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺。l 目的： 消除淬火时因冷却过快而产生的内应力。 降低脆性，使它具有一定的韧性。 回火总是伴随着淬火之后进行。l 回火种类：硬度 低温回火 150-250-各种量具、刃具等。由高 中温回火 350-500-弹簧等。到低 高温回火 500-650-齿轮、曲轴。l 调质：淬火+高温加火。5 表面淬火：利用快速加热的方法使钢件的表面奥氏体化，在热量来不及传到工件心部之前就进行快速冷却的热处理方法。l 表面淬火的目的：获得高硬度表面层和有利的残

24、余应力分布。l 常用感应加热表面淬火（高频、中频和工频）、火焰加热表面淬火两种。6 化学热处理：将钢件置于一定温度的活性介质中保温，使一种或几种元素渗入它的表层，以改变钢件表层的化学成分、组织和性能的热处理工艺。l 由分解、吸收和扩散三个基本过程。l 种类：渗碳、渗氮和多元共渗等7 常见淬火缺陷： 过热与过烧 变形与开裂 氧化与脱碳 硬度不足与软点3-4 工业用钢一、钢的分类和应用1 当含碳量2.11%时-铸铁当含碳量2.11%时-碳钢，一般含碳量1.5%2. 钢的分类:l 我国长期使用的分类方法按化学成分分 碳素钢（低、中、高）合金钢（低、中、高） 按用途分 结构钢工具钢特殊性能钢 普通质量

25、钢按品质分 优质钢高级优质钢特级优质钢 读的顺序： 品质化学成分用途l 新的钢分类方法（gb/t 133041991） 普通非合金钢 非合金钢 优质非合金钢 特殊质量非合金钢 普通低合金钢 钢 低合金钢 优质低合金钢 特殊质量低合金钢 合金钢 优质合金钢 特殊质量合金钢二、工业用钢1 碳素钢（非合金钢）：l 含碳量1.5%，其中含有si、mn、s、p；l 含碳量愈多，硬度愈高，塑性愈低；l 可分为 低碳钢 含c0.25% 中碳钢 含c = 0.25%-0.6% 高碳钢 含c0.6%l 硫(s)-引起热脆磷(p)-引起冷脆 因此，钢中的硫和磷含量必须严格控制。1）普通碳素结构钢 甲类(a)-保证

26、力学性能-不热处理。 乙类（b）-保证化学成份-要热处理。 q 235a f 沸腾钢 质量为a级 钢材屈服点 屈服点235mpa2）优质碳素结构钢机械性能和化学成份都保证。 钢号表示：用二位数字，平均含碳量万分之几。 15钢-优质碳素结构钢，含碳量0.15% 45钢-优质碳素结构钢，含碳量0.45%用途见书上p1983） 碳素工具钢：用t表示，后一位(或二位)数字表示含c量千分之几。当高级优质时,在数字后加“a”。如:t8-碳素工具钢，含c量0.8%t12a-高级优质碳素工具钢，含c量1.2%4） 铸造碳钢： zg 310-570 最低抗拉强度570mpa 最低屈服点310mpa 铸造碳钢2合

27、金钢：l 在碳钢中，有目的地加入某些合金元素-合金钢 cr、mo、w 、v 、ti等 -强化铁素体，细化晶粒，提高钢的强度。l 合金钢一般可根据加入的合金元素而命名。1）低合金高强度结构钢使用时一般不进行热处理 牌号表示：同普通碳素结构钢，如q295、q345等。 2）机械结构用合金钢牌号：含碳量以万分之几计，合金元素含量以百分之几计，滚动轴承钢除外，如 40cr-含c量0.4%，含cr1.5%合金结构钢 12cr2ni4a-含c量0.12%，含铬2%，含镍4%的高级优质合金钢 （合金元素含量1.5%时，在钢号中不标出其含量）合金渗碳钢wc在0.15%-0.25%之间，经过渗碳、淬火和低温回火

28、处理。合金调质钢wc在0.25%-0.50%之间，调质处理后，具有良好的综合力学性能。合金弹簧钢wc在0.45%-0.70%之间，经过淬火及中温回火处理。滚动轴承钢wc在0.95%-1.15%，wcr在0.4%-1.65%，即高碳低铬，如gcr15。 3）合金工具钢（量具刃具钢、模具钢）和高速工具钢 4）特殊性能钢不锈钢、耐热钢、耐磨钢等三、金属零件的选择1选材时主要考虑：零件的使用性能、材料的工艺性能、生产成本。2选材的主要依据：根据零件的工作条件和失效形式，确定所选材料的力学性能。3-5 工程铸铁一、铸铁的概述1铸铁是含c量大于2.11%(通常为2.8-3.5%)的铁碳合金。2.根据碳的存

29、在形式，铸铁可分为: c的两种形态：l 白口铸铁-碳以fe3c的形式存在化合状态渗碳体l 灰铸铁-碳以片状石墨形式存在l 可锻铸铁-碳以团絮状石墨形式存在 自由状态石墨l 球墨铸铁-碳以球状石墨形式存在l 蠕墨铸铁碳以蠕虫状石墨形式存在还有：稀土球墨铸铁、合金铸铁等二、铸铁的石墨化1石墨化：铸铁中碳以石墨状态析出的过程。2影响铸铁石墨化过程的因素：l 化学成份：c、si、p、s c、 si -促进石墨化。 s-阻碍石墨化。 mn-阻碍石墨化，但强度不如s p-影响不大。l 冷却速度： 冷却愈慢，愈有利于石墨化的进行。三、灰铸铁1 灰铸铁中的碳大部分或全部以片状石墨形态存在。2 灰铸铁的性能：6

30、点（p207）3 应用：机床床身、导轨、箱体、机架等。4 牌号表示：ht200（旧ht20-40） ht灰铸铁 200最低抗拉强度（mpa）5 热处理：消除应力退火、软化退火、表面淬火。 注：热处理不能从根本上消除片状石墨的有害作用。四、可锻铸铁（又名马铁）1 碳以团絮状石墨形态存在。2 可分为黑心可锻铸铁和珠光体可锻铸铁两类。3 牌号表示： kt（kth）300-06（旧kt（kth）30-6） kth黑心可锻铸铁 300最低抗拉强度mpa 06最低断后伸长率五、球墨铸铁：1 碳以球状石墨的形态存在。2 球墨铸铁的性能取决于基体类型、球状石墨的大小及分布。3 球墨铸铁的力学性能比灰口铸铁和可

31、锻铸铁都高。4 牌号：qt400-17（旧qt40-17） qt球墨铸铁400最低抗拉强度（mpa） 17最低断后伸长率5 热处理： 退火正火调质或等温淬火3-6 非铁金属与粉末冶金材料非铁金属：指除钢铁材料以外其他金属的总称-也称有色金属一、铝及其合金1 工业纯铝：2 铝合金：在纯铝中加入一定量的硅、铜、镁、锰等合金元素。l 变形铝合金-塑性较高，适用于压力加工。防锈铝、硬铝、超硬铝、锻铝。l 铸造铝合金：共晶组织、熔点低、塑性差，适用于铸造。二、铜及其合金1 纯铜（紫铜）-t1、t2、t32 铜合金：黄铜、青铜、白铜。 (cu + zn) qsn4-3三、滑动轴承合金制造滑动轴承中轴瓦或内

32、衬的合金。四、粉末冶金材料1.粉末冶金是一种利用金属粉末（或金属与非金属粉末的混合物）作原料，经压制成形和烧结而制成金属材料或零件的加工方法。2工艺过程：制取粉末、混料、压制成形、烧结和后处理等几个工序。3硬质合金：（详见第6讲）3-7 非金属材料（了解组成、种类）第四讲 热加工4-1 铸 造一、概述1铸造：就是把熔化的金属或合金浇入与零件几何形状相适应的铸型腔中，经冷却凝固获得一定形状和性能的零件或毛坯的成形方法。液态成形技术 铸造毛坯或零件铸件2铸造分类：l 砂型铸造用型砂紧实成铸型的铸造方法，占80%。l 特种铸造熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、离心铸造等。3 特点：l 成形方便且适应性

33、强（形状、尺寸、材料）l 生产成本低l 铸件的力学性能不及锻件二、砂型铸造1砂型铸造的工艺过程： 零件（样品、图样）并非所有零件都存在造型和造芯两工序。 模样（木模） 混砂 芯盒 造型 造芯 砂型 型芯合箱 型腔 浇入金属 铸件过程：制模型（模样、芯盖）、备制造型材料、造型、造芯、烘干、合箱、浇注、铸件的清理及检查等。2造型（芯）的材料：l 主要有型砂、芯砂、结合剂和涂料等。 粘土和砂l 对型砂和芯砂的要求 可塑性强度耐火性透气性退让性l 型（芯）砂的配制是根据铸件的材料（铸钢、铸铁、有色金属）、铸件的复杂程度和铸件的技术要求而定。l 涂料：用于砂型和型芯的表面涂刷3模样和芯盒：l 模样砂型芯

34、盒型芯l 一般模样和芯盒由木材制造，大批量时多用金属制造。l 制作模样和芯盒时应考虑：选好分型面合理拨模斜度合适的加工余量和铸造圆角型芯头的选用4 造型：l 用造型材料及模样、芯盒等工艺装备制造砂型和型芯的过程称为造型和造芯。l 手工造型方法 整模造型 分模造型 挖砂造型 三箱造型 需了解特点及应用。 活块造型l 机器造型l 浇注系统把金属液体导入铸型的通道称为浇注系统。5 型芯制造及合箱l 型芯做好后还须烘干和上涂料。l 烘干的目的：提高型芯的透气性能和强度。l 上涂料的目的：提高型芯的表面耐火性。l 合箱：把砂箱、型芯装配起来，成为一个完整铸型的工序。三、铸铁的熔炼、浇注和清理1金属的铸造

35、性能：是指金属在熔化、填充铸型和冷凝过程中所表现出来的一系列工艺性能。 铸造性能主要有 流动性 收缩 偏析 吸气性 氧化性2铸铁的熔炼l 铸铁常用冲天炉进行熔化l 冲天炉内原料 金属炉料-铁料 燃料-焦碳 熔剂-造渣-石灰石3浇注及铸件清理l 浇注：将液体金属注入铸型的过程。l 浇注应在一定的温度范围按规定的速度进行。l 铸件的出箱温度不得高于500l 铸件出箱后，必须进行清理。四、常见的铸件缺陷及产生原因1孔眼类缺陷：气孔、缩孔、缩松、砂眼、渣孔等。2裂纹类缺陷：热裂、冷裂3表面缺陷：粘砂、夹砂、冷隔4铸形缺陷：尺寸及重量不合格5铸件成份：五、特种铸造及铸造工艺新技术（理解大致方法）4-2

36、锻 压一、概述1锻压是利用外力使金属材料产生塑性变形，以制成毛坯或零件的成形加工方法。2锻压是锻造和冲压的总称。3锻压的特点：l 能改善金属的内部组织，提高力学性能。l 较高的生产率l 能节省金属和减少切削加工时间l 锻压加工的适应性很强l 锻压成形困难，对材料的适应性差。固态的塑性流动4 锻造的分类：l 按金属变形时的温度分 热锻-加热到再结晶温度以上 温锻-加热到再结晶温度以下 冷锻-常温下l 按设备和工具分 自由锻造 胎模锻造 模型锻造 特种锻造二、压力加工原理1塑性变形：l 变形：金属在外力作用下，所引起的尺寸和形状的变化。l 变形过程：弹性变形塑性变形断裂l 塑性变形的实质：晶格晶粒

37、间的滑移和错位。2决定金属塑性变形能力的因素-影响锻造性能的因素。 化学成分 组织结构 变形温度温度越高，塑性越好 变形速度三、锻造工艺1 锻造的工艺过程：备料、加热、锻造成形、冷却、热处理、整形、检验等 基本工序2 加热：（加热温度和速度）l 目的：提高金属材料的塑性，降低变形抗力，防止破裂，以便锻造。l 不同成分的金属材料，有不同的锻造温度范围。l 不同的金属材料和尺寸规格，有不同的加热速度。3 自由锻造：l 自由锻造是金属坯料在上下两个砧铁之间产生变形，而在水平的各个方向是自由流动不受限制的锻造方法。l 基本工序镦粗、延伸（拨长）、冲孔、切割、弯曲4 模型锻造：l 把金属坯粒放在锻模内施

38、加压力使其产生塑性变形。l 模锻零件存在飞边。l 模锻的优、缺点：5 胎模锻造l 过程：自由锻造胎模内锻造l 胎模锻造零件不存在飞边l 胎模锻造优、缺点：四、锻造用设备五、板料冲压1板料冲压是利用冲模使金属板料发生分离或变形的加工成形方法。2冲压设备：剪床和冲床3冲压基本工序：l 分离工序使坯料的一部分与另一部分相互分离的工序。 剪切是使坯料沿不封闭轮廓分离 冲裁是使坯料沿封闭轮廓分离 落料 冲孔l 变形工序使坯料的一部分相对另一部分产生位移而不分离的工序。有弯曲、拉深、成形、翻边、胀形、缩口等4-3 焊接与胶接一、焊接概述：1 焊接：就是通过加热或加压或两者兼施的方法使两个分离的物体借助于原

39、子间扩散或结合，使其连接成一个整体的工艺过程。l 加热、加压或两者兼顾l 可以用也可不用填充材料2 焊接的分类：l 熔焊-在焊接过程中，将焊件接头加热至熔化状态，不加压力完成焊接的方法。 如：电弧焊、气焊、电渣焊等。l 压焊-在焊接过程中，必须对焊件施加压力（加热或不加热），以完成焊接的方法。如：锻焊、电阻焊（接触焊）、摩擦焊、冷压焊、爆炸焊等 部分加热或熔化 不加热l 钎焊（见后）3 焊接的特点：l 可以节省材料和制造工时，接头密封性好、力学性能高。l 可以小拼大，以大化小。l 可以制造双金属结构。l 生产效率高，易实现机械化和自动化。l 接头组织、性能变化，同时存在应力和变形。二、焊条电弧

40、焊：1 焊接过程：l 利用电弧的热量加热并且迅速熔化金属而完成焊接的方法-电弧焊l 过程：空气电离（受热、光、电场作用）l 焊接电弧构造：tt273.15阳极区：2600k 42% 阴极区：2400k 38%弧柱：6000-8000k 20%l 焊接电源极性选用-使用直流焊机时正接：焊件接正，焊条接负。反接：焊件接负，焊条接正。2 焊条电弧焊工艺：主要包括焊接接头、焊缝空间位置和焊接参数。l 焊接接头 对接接头-应用最广 搭接接头 t形接头 角接接头根据焊件的厚度可以开坡口。l 焊缝空间位置：平焊、立焊、横焊、仰焊l 焊接参数： 焊条直径-由工件厚度，接头形式来选择。 焊接电流 焊接速度3焊条

41、电弧焊设备： 直流弧焊机 交流弧焊机 焊接整流器l 弧焊设备应达到要求 要有较高的空载电压 短路电流不应太大 焊接过程电弧要稳定 焊接电流可以调节4焊条：l 焊条由焊芯和药皮组成。l 焊芯作用：传导电流、引燃电弧，同时熔化后作为焊缝的填充金属。l 焊条直径用焊芯直径表示，常用1.5、2.0、2.5、3.2等l 药皮作用：稳定电弧燃烧；防止焊缝金属氧化；补充燃损的金属元素等。l 药皮有酸性和碱性二大类，其中包含：稳弧剂、造气剂、造渣剂、脱氧剂、合金剂、稳渣剂和粘结剂等。l 电焊条型号和牌号：型号：国家标准中焊条代号，gb/t5117-1995牌号：焊条行业统一的焊条代号。如：j422-焊条牌号

42、型号：e4303其中j表示结构钢焊条，42表示焊缝抗拉强度最小值420mpa，2表示药皮种类和电源种类。三、埋弧焊、电渣焊、气体保护焊1 埋弧焊：是一种电弧在颗粒状焊剂层下燃烧的自动电弧焊方法。l 和手工电弧焊区别：引弧、维持电弧燃烧、送丝、电弧的移动以及焊接结束时填满弧坑等动作都是利用机械进行的。l 优缺点：2 电渣焊：是利用电流通过液态熔渣产生电阻热使电极（焊丝或板极）和工件熔化而形成焊缝的一种熔焊方法。非电弧焊。l 焊接过程：l 焊缝必须处于垂直位置l 特点：3 气体保护焊：是用特殊的焊炬，不断送入某种气种，使电弧和熔池与周围的空气隔离，从而保证获得优质焊接接头的焊接方法。l 优缺点：l 常用保护气体：氩气和二氧化碳，即氩弧焊和二氧化碳气体