数控加工机械基础教案(高一版)Word版

1、绪 论（1教时）A：课题：绪论B：课型：新课C：教学目的与要求1、 了解学习本课程的目的2、 了解本课程的基本内容及其发展史3、 了解金属材料在各行业中的应用D：教学重点与难点：无E：教学过程一、 学习本课程的目的本课程是中等职业学校数控技术专业的一门综合性的基础学科。二、 本课程的基本内容1、 主要内容：包括金属材料、常见热处理、机械传动装置、液压和气压传动装置等。2、 学习本课程的方法理论联系实际、注意观察现实生活中所接触到的机械。F：小结项目一、常用金属材料（27教时）A：课题：金属的性能B：课型：新课C：教学目的与要求1、 掌握金属材料性能（工艺性能、使用性能）的概念、分类2、 掌握力

2、学性能概念及其指标3、掌握载荷的性质、名称、分类4、掌握强度的概念及其种类、应力的概念及符号D、教学重点与难点：1、金属材料的性能是教学重点2、金属材料的强度概念及种类是教学难点 / 131课题一 碳钢A：任务一 认识碳钢B：课型：新课C：教学目的与要求1、掌握碳素钢的概念；2、了解Si、Mn、S、P对钢的性能影响；3、掌握碳素钢的分类方法；4、掌握碳素钢结构钢的牌号及用途。5、掌握优质碳素结构钢的牌号、分类、性能及用途；6、掌握碳素工具钢、铸造钢的牌号、分类、性能及用途。D：教学重点与难点：1、碳素钢的分类是教学重点；2、碳素钢的常存元素对钢的性能影响是教学难点。3、普通碳素结构钢、优质碳素

3、结构钢、碳素工具钢、铸钢的牌号及用途。E：教学过程：碳素钢的概念：含碳量小于2.11%，且不含有特意加入合金元素的铁碳合金，称为碳素钢或碳钢。第一节 常存元素对钢的性能的影响一、硅（有益元素）1、来源：炼钢后期作脱氧剂带入；2、对钢的性能影响：提高钢的强度、硬度；二、锰（有益元素）1、来源：炼钢脱氧剂。2、对钢的性能影响：提高钢的强度与硬度。三、硫（有害元素）1、来源：生铁带入；2、对钢的性能影响：对钢造成热脆性；四、磷（有害元素）1、来源：生铁带入；2、对钢的性能影响，对钢造成冷脆性；第二节 碳素钢的分类一、按钢的含碳量分类：1、低碳钢：C0.25%2、中碳钢：0.25%C0.6%3、高碳钢

4、：C0.6%二、按钢的质量分类：1、普通钢：S0.05%，P0.045%2、优质钢：S0.035%，P0.035%3、高级优质钢：S0.025%，P0.025%三、按钢的用途分类：1、结构钢：主要用于制造各种机械零件和工程构件。C0.7%2、工具钢：主要用于制造各种刀具、模具和量具。其含碳量大于0.70%四、按冶炼时脱氧程度的不同分类1、沸腾钢 2、镇静钢 3、半镇静钢 4、特殊镇静钢第三节 碳素钢的牌号及用途一、普通碳素钢结构钢：1、 牌号：Q屈服点数值，质量等级符号和脱氧方法符号；2、 性能：一般；3、 应用：厂房、桥梁、船舶、铆钉、螺钉、螺母等。4、 例如：Q235-AF：表示屈服点为2

5、35Mpa的A级沸腾钢。二、优质碳素结构钢：1、 牌号：用两位数字表示钢中平均含碳量的万分之几。2、 分类：1）、0825钢，属于低碳钢 性能：强度、硬度较低、塑性、韧性及焊接性良好； 用途：冲压件、焊接结构件及渗碳件 如：深冲器件、压力容器等。2）、3055钢 属于中碳钢 性能：较高的强度和硬度，是塑性和韧性随含碳量的增加而逐步降低。 用途：制作受力较大的机械零件。 如：连杆、曲轴、齿轮等3）、60钢以上 属于高碳钢。性能：有较高的强度、硬度和弹性；用途：制造较高强度、耐磨性和弹性的零件 如：气门弹簧、弹簧垫圈等三、碳素工具钢：1） 牌号：T+数字（平均含碳量的千分数） 如：T12A：表示平

6、均含碳量为1.2%的高级优质碳素工具钢。2） T7T8：钻头、模具等T9T10：丝锥、板牙等T11T13：锉刀、削刀等四、铸造碳钢：1） 牌号：ZG+数字数字第一组数字：屈服点第二组数字：抗拉强度值如：ZG270500，2） 应用：制造形状复杂力学性能要求较高的机械零件。F：小结G：布置作业A：任务二 金属的性能B：课型：新课C：教学目的与要求1、 金属材料的性能包括：使用性能和工艺性能。2、 使用性能：是指金属材料在使用条件下所表现出来的性能，包括物理性能（如密度、熔点、导热性、导电性、热膨胀性、磁性等）。化学性能（如抗腐蚀性、抗氧化性等）。力学性能（如强度、塑性、硬度、冲击韧性及疲劳强度等

7、）。工艺性能。第一节 金属的力学性能一、力学性能的概念：力学性能是指金属在外力作用下所表现出来的性能。力学性能包括：强度、硬度、塑性、硬度、冲击韧性。二、载荷的概念及分类：1、 金属材料在加工及使用过程中所受的外力称为载荷。2、 分类（按载荷作用性质分） 静载荷：是指大小不变或变化过程缓慢的载荷 。 冲击载荷：在短时间内以较高速度作用于零件上的载荷。交变载荷 ：是指大小、方向或大小和方向随时间发生周期性变化载荷。三、变形的概念及分类金属材料受到载荷作用而产生的几何形式和尺寸的变化称为变形。变形分为：弹性变形和塑性变形两种A：课题：金属的力学性能B：课型：新课C：教学目的与要求：1、掌握拉伸试验

8、的测定方法；2、掌握力伸长曲线的几个阶段，了解屈服点的概念；3、掌握抗拉强度概念、塑性概念及伸长率，断面收缩率的概念；4、掌握硬度概念、硬度测试及表示的方法点。D：教学重点与难点强度、塑性、硬度是教学难点。E：教学过程：一、强度： 概念：金属在静载荷作用下，抵抗塑性变形或断裂的能力称为强度。强度的大小用应力来表示。 根据载荷作用方式不同，强度可分为：抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度和抗扭强度等。一般情况下多以抗拉强度作为判别金属强度高低的指标。1、 力伸长曲线纵坐标表示力F，单位N；横坐标表示伸长量L，单位为mm。bZF0eSL低碳钢的力伸长曲线（1）oe：弹性变形阶段：试样变形完全是弹

9、性的，这种随载荷的存在而产生，随载荷的去除而消失的变形称为弹性变形。Fe为试样能恢复到原始形状和尺寸的最大拉伸力。（2）es：屈服阶段：不能随载荷的去除而消失的变形称为。在载荷不增加或略有减小的情况下，试样还继续伸长的现象叫做屈服。屈服后，材料开始出现明显的塑性变形。Fs称为屈服载荷（3）sb：强化阶段：随塑性变形增大，试样变形抗力也逐渐增加，这种现象称为形变强化。（4）bz：缩颈阶段（局部塑性变形阶段） 当载荷达到最大值Fb后，试样的直径发生局部收缩，称为“缩颈”。工程上使用的金属材料，多数没有明显的屈服现象，有些脆性材料，不但没有屈服现象，而且也不产生“缩颈”。如铸铁等。3、强度指标：（1

10、）屈服点：在拉伸试验过程中，载荷不增加（保持恒定），试样仍能继续伸长时的应力称为屈服点。材料的屈服点或规定残余伸长应力是机械零件设计的主要依据，也是评定金属材料性能的重要指标。（2）抗拉强度材料在拉断前所能承受的最大应力称为抗拉强度，用符号b表示。零件在工作中所承受的应力，不于允许超过抗拉强度，否则会产生断裂。二、塑性：断裂前金属材料产生永久变形的能力称为塑性。塑性由拉伸试验测得的。常用伸长率和断面收率表示。1、 伸长率：试样拉断后，标距的伸长与原始标距的百分比称为伸长率。用表示：计算公式：=(l1-l0)/l0 100%2、 断面收缩率：试样拉断后，缩颈处横截面积的缩减量与原始横截面积的百分

11、比称为断面收缩率。用表示 =(SO-S1)/SO 100%金属材料的伸长率（）和断面收缩率（）数值越大，表示材料的塑性越好。三、硬度：材料抵抗局部变形特别是塑性变形压痕或划痕的能力称为硬度。1、布氏硬度：（1）布氏硬度的测试原理：用一定直径的球体（钢球或硬质合金），以规定的试验力压入试样表面，经规定保持时间后卸除试验力，然后用测量表面压痕直径来计算硬度。 用HBS（HBW）表示。（2）布氏硬度的表示方法：符号HBS之前的数字为硬度值符号后面按以下顺序用数字表示条件：1）球体直径；2）试验力；3）试验力保持的时间（1015不标注）。（3）应用范围：测定灰铸铁、有色金属各种软钢等硬度不是很高的材料

12、。优点：能准确反映出金属材料的平均性能。缺点：操作时间长，压痕测量较费时。2、洛氏硬度（1）测试原理：采用金刚石圆锥体或淬火钢球压头，压入金属表面后，经规定保持时间后即除主试验力，以测量的压痕深度来计算洛氏硬度值。表示符号：HR（2）标尺及其适用范围：每一标尺用一个字母在洛氏硬度符号HR后面加以注明。常用的洛氏硬度标尺是A、B、C三种，其中C标尺应用最为广泛。（3）优缺点：优点：操作简单迅速，能直接从刻度盘上读出硬度值；压痕小，可测成品及较薄工件；测硬度范围大。缺点：数值波动大3、维氏硬度。原理：与布氏硬度试验相同。测量压痕对角线长度，从表中查出。表示：与布氏硬度相同。可测较薄的材料，也可测量

13、表面渗碳、渗透层的硬度，可测定很软到很硬的各种金属材料的硬度、准确。四、 冲击韧性：金属材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力称为冲击韧性。常用一次摆锤冲击弯曲，试验来测定金属材料的冲击韧性。冲击韧度越大，表示材料的冲击韧性越好。五、 疲劳强度a) 疲劳概念：在交变应力作用下，零件所承受的应力低于材料的屈服点，但经过较长时间的工作后产生裂纹或突然发生完全断裂的现象称为金属的疲劳。b) 疲劳破坏的特征 、疲劳断裂时无明显的宏观朔性变形，断裂前没有预兆，而是突然破坏；、引起疲劳断裂的应力很低，常常低于材料的屈服点；、疲劳破坏的宏观断口由两部分组成。F：小结G：布置作业第二节、金属的工艺性能A、课题：金

14、属的工艺性能B、课型：新课C、教学目的与要求：1、掌握工艺性能的概念，包括的四方面的内容。2、掌握铸造性能、锻造性能、焊接性能和切削加工性能的要领及主要指标。D、教学重点与难点1、金属的工艺性能概念及包括的四方面内容是教学重点。2、掌握铸造性能的流动性、收缩性是教学的难点。E、教学过程工艺性能是指金属材料对不同加工工艺方法的应能力。一、铸造性能：金属（材料）及合金在铸造工艺中获得优良铸件的能力称为铸造性能。1、流动性：熔融金属的流动能力称为流动性。主要受金属化学成份和浇注温度等的影响。2、收缩性：铸件在凝固和冷却过程中，其体积和尺寸减小的现象称为引缩性。二、锻造性能：用锻压成形方法获得优良锻件

15、的难易程度称为锻造性能。三、焊接性能：大量接性能是旨金属材料对焊接加工的适应性。四、切削加性能：切削加工（性能）金属材料的难易程度称为切削加工性能。铁碳合金一、铁碳合金的分类（1） 钢：C2.11%的铁碳合金（2） 铸铁：2.11%C的铁碳合金二、铁碳合金的成分与性能的关系。含碳量越高，钢的强度和硬度越高，而塑性和韧性越低。课题二 合金钢A：任务一：认识合金结构钢任务二：认识合金工具钢任务三：了解特殊性能钢B：课型：新课C：教学目的与要求：1、 掌握合金钢的概念、合金元素在钢中的主要作用；2、掌握合金钢的分类和牌号。D、教学重点与难点E、教学过程： 合金钢定义：合金钢就是在碳钢的基础上，改善钢

16、的性能，在冶炼时有目的地加入一种或数种合金元素的钢。第一节 合金钢的分类和牌号一、合金钢的分类：合金钢的分类常用下面的两种分类。1、 提用途分类：合金结构钢；合金工具钢；特殊性能钢。2、 按合金元素总含量分类：低合金钢：5% 中合金钢：5%10% 高合金钢：10%合金结构钢的牌号：合金结构钢的牌号采用两位数字十元素，符号（或汉字）十数字表示。如：40Cr钢：表示平均含碳量为0.4，含铬约为1的合金结构钢。60Si2Mn：表示平均含碳量为0.6，含硅约为2，含锰为1的合金结构钢合金工具钢的牌号： A、含碳量小于1时，用一位数字表示含碳量的千分数。如：9 SiCr：表示平均含碳量为0.9，含硅约为

17、1，含铬约为1的合金工具钢。 B、含碳量大于1时，在钢牌号前不用数字表示含碳量。如：Cr12MoV：表示平均含碳量大于1，含铬约为12，含钼约为1，含钒约为1的合金工具钢。特殊性能钢：A、不锈钢：2Cr13 C=0.2% Cr=13%C=0.03%0.10% 用O，如：Ocr18Ni9C0.03%时，用OO 如：OOCr30Mo2B、专用钢：钢前用汉语拼音字母：如：GCr15 GCr15SiMnF：小结G：布置作业 第二节 合金结构钢一、低合金结构钢：1、 低合金高强度结构钢：性能：塑性、韧性、耐蚀性和焊接性均比同含碳素的碳钢高。应用：桥梁、船舶、车辆、锅炉、压力容器起重和线等。牌号：Q295

18、 各种容器、储油罐、低压锅炉造船；Q345 锅炉、车辆等；Q390 起重机等；Q420 高压容器、重型机械等。2、 低合金耐钢：车辆、塔架3、 低合金专业用钢二、合金渗碳钢20CrMnT：应用：制造变速齿轮、传动轴；热处理：渗碳后淬火、低温回火。三、合金调质钢：40Cr ：应用：制造齿轮、连杆、主轴；热处理：调质四、合金弹簧钢：60Si2Mn：应用：制造弹簧；热处理：淬火、中温回火五、滚动轴承钢： GCr15 GCr15SiMn应用：制造滚动轴承；热处理：淬火、低温回火。F：小结G：作业 第三节 合金工具钢合金工具钢分为合金刃具钢、合金模具钢和合金量具钢。一、合金刃具钢 合金刃具钢主要用来制造

19、车刀、铣刀、钻头等金属切削刀具。1、 低合金刃具钢 低合金刃具钢是在碳素工具钢的基础上加入少量合金元素的钢。如：9 SiCr：制造丝锥、板牙、铰刀等。CrWMn：制造长铰刀、拉刀等。低合金刃具钢的预备热处理是球化退火，最终热处理是淬火后低温回火。2、 高速钢高速钢是一种具有高热硬性。高耐磨性的高合金工具钢。高速钢（HSS）的热硬性可达600度，又称为锋钢。牌号：W18Cr4V，W6Mo5Cr4V2应用：制造切削速度较高的刀具（如车刀、铣刀、钻头等）和形状复杂的成形刀具。热处理：淬火、低温回火。二、合金模具钢1、 冷作模具钢2、 热作模具钢三、合金量具钢第四节 特殊性能钢一、不锈钢1、 常用不锈

20、钢 铬不锈钢常用不锈钢的牌号有1 Cr13、2 Cr13、3 Cr13、4 Cr。含碳量较低的钢1 Cr13、2 Cr13用于制造耐腐蚀、受冲击载荷的零件。如汽轮机叶片、水压机阀门等零件。含碳量较高的钢3 Cr13、3 Cr13 Mo 、7Cr13等用于制造弹簧、轴承、医疗器械等 铬镍不锈钢 铬镍不锈钢常用牌号有0 Cr19 Ni9、1 Cr18 Ni9等，通称为188型不锈钢。二、耐热钢1、 抗氧化钢2、 热强钢三、耐磨钢F：小结G：作业 课题三 铸铁A：任务一：认识各类铸铁任务二：了解铸铁的加工性能B：课型：新课C：教学目的与要求：掌握铸铁的分类，灰口铸铁的应用牌号、应用。硬质合金的牌号、

21、应用。D、教学重点与难点：铸铁的分类，灰口铸铁的应用，牌号是教学重点E：教学过程：铸铁是含碳量大于2.11的铁碳合金。根据铸铁中石墨形态的不同，铸铁又可分为 1、白口铸铁 碳以渗碳体的形态存在于铸铁中； 2、灰口铸铁 石墨以片状存在于铸铁中； 3、可锻铸铁 石墨以团絮状存在于铸铁中； 4、球墨铸铁 石墨以球状存在于铸铁中； 5、蠕墨铸铁 石墨以蠕虫状存在于铸铁中；一、灰口铸铁的牌号及用途 灰口铸铁的牌号由“灰铁”汉语拼音字母字头“HT”及后面的一组数字组成，数字表示最低抗拉强度。如：HT200：用于制造承受较大负荷的零件，如机床的床身、立柱、汽车缸体、缸盖、轮毂、联轴器等。二、灰口铸铁的热处理

22、1、 去应力退火2、 表面淬火3、 消除铸件白口，降低硬度的退火三、可锻铸铁、球墨铸铁的牌号及用途1、 可锻铸铁的牌号及用途可锻铸铁俗称为玛铁、马钢。可锻铸铁牌号由三个字母及两组数字组成。前两个字母“KT”是“可铁”两字的汉语拼音的第一个字母，第三个字母代表可锻铸铁的类别。后面两组数字分别代表最低抗拉强度和伸长率的数值。例如：KTH30006：表示黑心可锻铸铁，其最低抗拉强度为300MPA，最低伸长率为6。应用：管道配件，低压阀门等。2、 球墨铸铁的牌号及用途球墨铸铁的牌号是由“球铁”两字汉语拼音的第一个字母“QT”，及两组数字组成。两组数字分别代表最低抗拉强度和伸长率的数值。例如：QT400

23、18：表示球墨铸铁，起最低抗拉强度为400MPA，最低伸长率为18。应用：汽车轮毂、离合器壳、拨叉等。3、 球墨铸铁的热处理退火、正火、调质。等温淬火。课题四 有色金属 & 课题五 硬质合金A：课题：有色金属B：课型：新课C：教学目的与要求：了解铜及铜合金、铝及铝合金的分类、牌号、用途D、教学重点与难点：铜及铜合金、铝及铝合金的牌号、应用是教学难点。E：教学过程：通常把铁及其合金（钢铁）称为黑色金属。黑色金属以外的金属称为有色金属。一、铜及铜合金纯铜呈紫红色，又称为紫铜。常用的铜合金可分为：黄铜、青铜和白铜。1、 黄铜黄铜是以锌为主加元素的铜合金，黄铜可分为：普通黄铜和特殊黄铜。 普通黄铜 普

24、通黄铜牌号：用“H”数字表示。其中“H”表示普通黄铜的黄字汉语拼音字母的字头，数字表示平均含铜量的百分数。例如：H90： 特殊黄铜在普通黄铜中加入其他合金元素所组成的合金，称为特殊黄铜。加入的合金元素有锡、硅、锰、铅和铝等，分别称为锡黄铜、硅黄铜、锰黄铜、铅黄铜、铝黄铜等。锡提高黄铜的强度和在海水中的抗蚀性，又称海军黄铜。特殊黄铜的代号由“H”住加元素符号（除锌外）铜的百分数主加元素含量的百分数组成。例如：HPb591：二、铝及铝合金1纯铝纯铝是一种银白色金属。特性：（1）质轻、密度小 （2）导电、导热性好（3）抗大气腐蚀性好 （4）塑性好、强度、硬度低 分类：高纯度铝、工业纯铝2铝合金形变铝

25、合金：按其主要性能和用途，分为防锈铝（代号LF）、硬铝（代号LY）、超硬铝（代号LC）和锻铝（代号LD）。铸造铝合金：用数字表示合金类别，1为铝硅系，2为铝铜系，3为铝镁系，4为铝锌系。三、轴承合金常用的轴承合金有锡基轴承合金（锡基巴氏合金）、铅基轴承合金（铅基巴氏合金）、铝基轴承合金。四、硬质合金 常用的硬质合金分三类：1、钨钴类硬质合金 “YG”加数字表示，数字表示钴的百分含量。例如：YG8，2、钨钴钛类硬质合金 “YT” 加数字表示，数字表示碳化钛的百分含量。例如：YT5。3、通用硬质合金 “YW”加顺序号表示。例如：YW1、YW2。项目二、常见热处理（6教时）课题 常见热处理A：任务一

26、：了解常见热处理B：课型：新课C：教学目的与要求：掌握各类热处理的概念、分类、目的、用途。D：教学重点与难点：同CE：教学过程概论：1、 热处理：热处理是将固态金属或合金采用适当的方式进行加热、保温和冷却以获得所需要的组织结构与性能的工艺。2、 热处理的目的：、提高零件的使用性能；、充分发挥钢材的潜力；、延长零件的使用寿面；、改善工件的工艺性能，提高加工质量，减小刀具的磨损。3、 钢的热处理方法：退火、正火、淬火、回火及表面热处理等五种。第一节 钢的退火与正火A：课题：钢的退火与正火B：课型：新课C：教学目的与要求：1、 掌握退火、正火的概念、目的；2、 掌握退火的分类及应用D、教学重点与难点

27、：同上E、教学过程一、退火1、 概念：将钢加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢冷却（一般随炉冷却）的热处理工艺称为退火。2、 退火的主要目的是：1） 降低钢的硬度，提高塑性，以利于切削加工及冷变形加工；2） 细化晶粒，均匀钢的组织及成分，改善钢的性能或为以后的热处理作组织上的准备；3） 消除钢中的残余内应力，以防止变形帮开裂。3、 退火的方法：1） 完全退火：应用：中碳钢及低、中碳合金结构钢的锻件、铸件、热轧型材等。1） 球化退火：应用：适用于共析钢及过共析钢。如碳素工具钢，合金工具钢、轴承钢等。2） 去应力退火 应用：消除塑性变形、焊接、切削加工、铸造等形成的残余内应力。二、正火1、 概念

28、：将钢加热到Ac3或Accm以上30-500C，保温适当的时间，在空气中冷却的工艺方法。正火退火的目的基本相同。正火主要用于如下场合：1、 善低碳钢和低碳合金钢的切削加工性；2、正火可细化晶粒；3、消除过共析钢中的网状渗碳体，改善钢的力学性能，并为球化退火作组织准备；4代替中碳钢和低碳合金结构钢的退火。F：小结G：布置作业第二节 钢的淬火A：课题：钢的淬火B：课型：新课C：教学目的与要求1、 掌握钢的淬火的定义，加热温度，淬火冷却方便，淬火方法；2、 了解钢的淬透性和淬硬性、淬火缺陷。D、教学重点与难点：同1E、教学过程：概念：将钢加热到Ac3或Ac1以上某一温度，保温一定时间，然后以适当速度

29、冷却，获得马氏体或下马贝氏组织的热处理工艺称为淬火；目的：主要获得马氏体，提高钢的强度和硬度。一、淬火加热温度：二、淬火冷却介质：油、水、盐水、碱水等。三、淬火方法：1、 单液淬火法：碳钢一般用水作冷却介质；合金钢用油作冷却介质。2、 双介质淬火：如，先水后油；先水后空气。3、 马氏体分液淬火；4、 贝氏体等温淬火。E、 钢的淬氏性和淬硬性F、 淬火缺陷：氧化与脱碳、过热和过烧、变形与开裂、硬度不定F：小结G：布置作业：第三节 钢的回火A：课题：钢的回火B：课型：新课C：教学目的与要求1、 掌握回火的概念、目的；2、 掌握淬火钢回火时组织与性能的变化；3、 重点掌握回火的分类及应用，调质；D：

30、教学重点与难点：钢的回火分类及应用是教学重点与难点。E：教学过程：1、 回火的概念：将钢淬火后，再加热到Ac1点以下的某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺称为回火。2、 回火目的：消除内应力；获得所需要的力学性能；稳定组织和尺寸。回火时的基本趋势是：随着回火温度的升高，钢的强度、硬度下降，而塑性、韧性提高。一、 回火的分类及应用。1） 低温回火： T1=1500C2500C组织：回火马氏体；性能：具有高硬度，高耐磨性和一定的韧性；应用：刀具、量具、冷冲压模具等中温回火：T1=3500C5000C组织：回火托氏体；应用：刀具、量具、冷冲压模具等性能：具有高的弹性极限、屈服点；应用：

31、弹性零件。高温回火：T1=500C6500C组织：回火索氏体；性能：综合力学性能；应用：受力结构体。 调质：生产中常把淬火及高温回火的复合热处理工艺称为调质。F：小结G：布置作业：第四节 钢的表面热处理A：课题：钢的表面热处理B：课型：新课C：教学目的与要求：1、掌握钢的表面热处理概念、两种方法；2、掌握钢的渗碳的原理及热处理方法；3、掌握零件的热处理分析；D、教学重点与难点：零件的热处理分析E、教学过程：概述：在机械设备中，有许多零件（如齿轮、活塞销、曲轴等）是在冲击载荷及表面摩擦条件下工作的。这类零件表面必须具有高硬度和耐磨性，而心部要有足够的塑性和韧性。这类零件要进行表面热处理常用的表面

32、热处理方法有：表面淬火及化学热处理。一、 表面淬火 对工件表面进行淬火的工艺称为表面淬火。2、 火焰加热表面淬火3、 感应加热表面淬火二、化学热处理钢的渗碳：渗碳件必须用低碳钢或低碳合金钢制造。渗碳件进行热处理，常用淬火后低温回火。第五节 选用热处理A、任务二：选用热处理B、课型：新课C、教学目的与要求：了解热处理的应用D、教学重点与难点热处理的应用E、教学过程一、零件的热处理分析热处理的工序位置1、 预备热处理（包括退火、正火、调质等）2、 最终热处理（包括淬火、回火及表面热处理等）二、典型零件的热处理分析1、 车床主轴2、 齿轮F：小结G：布置作业：项目三 机械传动装置及零部件数控机床的组

33、成：（1）动力装置（原动机部分）：机械动力的来源。（电动机、内燃机（例如汽车发动机）、空气压缩机）备注：发动机是指的机械的动力源。目前的发动机还可以包括电力，蒸汽轮机（船舶）等。内燃机是通过使燃料（汽油或柴油等）在机器内部燃烧，并将其放出的热能直接转换为动力的热力发动机。（2）工作装置（执行部分）：直接完成具体工作任务的部分。（汽车车轮、缝纫机机机头、机床主轴）（3）传动装置（传动部分）：用以完成运动和动力传递和转换。（连杆机构、凸轮机构、带传动、螺旋传动、齿轮传动等）。（4）控制系统（操从或控制部分）采用机械、电子、电气、光波等。课题一 主轴传动装置及零部件章节名称任务一 认识数控车床主轴零

34、部件授课形式讲授课时2年级高一教学目的了解轴的种类和应用特点、轴的材料、轴的结构及工艺性教学重点轴的种类和应用特点、轴的材料教学难点轴的结构及工艺性辅助手段课外作业配套习题课后体会任务一 认识数控车床主轴零部件之一轴一、常用轴的种类和应用特点轴是组成机器中的最基本的和主要的零件，一切作旋转运动的传动零件，都必须安装在轴上才能实现旋转和传递动力。按照轴的轴线形状不同，可以把轴分为曲轴和直轴两大类。曲轴可以将旋转运动改变为往复直线运动或者作相反的运动转换。直轴在生产中应用最为广泛，直轴按照其外形不同，可分为光轴和阶梯轴两种。此外，还可以有一些特殊用途的轴，如凸轮轴(凸轮与轴连成一体的轴)，挠性钢丝

35、软轴(由几层紧贴在一起的钢丝层构成的软轴，它可以把扭矩和旋转运动灵活地传到任何位置)等。一般常用的是直轴。根据轴的所受载荷不同，可将轴分为心轴、转轴和传动轴三类。a一曲轴 b一光铀 c阶梯轴1心轴及其应用特点 心轴的应用特点是用来支承转动的零件，只受弯曲作用而不传递动力。车辆用的转动心轴；支承滑轮用的固定心轴。2转轴及其应用特点 转轴的应用特点是既支承转动零件又传递动力，转轴本身是转动的，同时承受弯曲和扭转两种作用。3传动轴及其应用特点 传动轴的应用特点是只传送动力，只受扭转作用而不受弯曲作用， 或者弯曲作用很小。桥式起重机传动轴，可以认为只受扭转作用的传动轴。二、轴的材料及热处理轴的材料选用

36、原则，要根据使用条件来选择，应具有足够的强度，疲劳强度，刚度和耐磨性，对应力集中的敏感性小。轴的材料一般多用中碳钢，如35，45，50等优质中碳钢，其中以45钢应用最广，因为这类钢材价格便宜，对应力集中的敏感性较好，采用适当的热处理方法(调质、正火、淬火)可以改善和提高机械性能，而且还有良好的切削性能。轴的材料有时用合金钢，如20Cr、40Cr等，用这类材料制成轴，具有承受载荷较大，强度较高，重量较轻及耐磨性较好等特点。轴的材料还可以用球墨铸铁，它以吸振性、耐磨性和切削加工性能都很好，对应力集中不敏感，强度也能满足要求，可代替钢制造外形复杂的曲轴和凸轮轴，但铸件的品质不易控制，可靠性较差。三常

37、用轴的结构1轴的主要组成部分轴颈 与轴承配合的轴段。轴颈的直径应符合轴承的内径系列轴头 支撑传动零件的轴段。轴头直径必须与相配合零件的轮毂内径一致并符合轴的标准直径系列。轴身 连接轴颈和轴头的轴段。轴肩和轴环 阶梯轴上截面变化之处。2轴的结构对于轴的结构，最简单的是光轴，但实际使用中轴上总是需要安装一些零件，所以往往要做成阶梯轴，而各阶梯都有它一定的作用和目的，使轴的结构和各个部位，都具有合理的形状和尺寸。在考虑轴的结构时，应满足三个方面的要求，即：安装在轴上的零件，要牢固而可靠地相对固定；轴的结构应便于加工和尽量减少应力集中：轴上的零件要便于安装和拆卸。(1)轴上零件的轴向固定这种固定的作用

38、和目的是为了保证零件在轴上有确定的轴向位置。防止零件作轴向移动，并能承受翰向力。一般采用的方法是，利用轴肩、轴环、轴套、圆螺母和轴端挡圈也称为压板等零件，作为轴上零件的轴向固定用。轴肩或轴环固定这是一种常用的轴向固定方法，它具有结构简单，定位可靠和能够承受较大轴向力等优点。用轴端挡圈、轴套和圆螺母等固定轴端挡圈只适用于轴端零件的固定，而且是受轴向力不大的部位。但它可以承受振动和冲击载荷为了防止轴端挡圈和螺钉的松动，应采用带有锁紧装置的固定形式，对于无轴肩的，可采用锥形轴端和轴端挡圈联合使用来固定零件。圆螺母固定零件：一般在无法采用轴套，或嫌轴套太长而选用的，这种方法通常用在轴的中部或端部。用圆

39、螺母的优点是装拆方便，固定可靠，能承受较大的轴向力。缺点是要在轴上切制螺纹，而且螺纹的大径要比套装零件的孔径小，所以一般都切制细牙螺纹。为了防止圆螺母的松脱，常采用双螺母或加止退垫圈来防松。轴套(也称套筒)用来作为轴向固定零件，一般用在两个零件的间距较小的场合，主要是依靠位置己定的零件来固定。利用轴套定位，可以减少轴的直径的变化，在轴上也不需要开槽、钻孔或切制螺纹等，所以可使轴的结构简化，避免削弱轴的强度。其它一些轴向固定形式对受轴向力不大的或是为了防止零件偶然沿轴向窜动的场合，可用圆锥销固定、紧定螺钉固定和弹性挡圈固定等形式。（2)轴上零件的周向固定这种固定的作用和目的，是为了保证零件传递扭

40、矩和防止零件与轴产生相对的转动。在使用时，大多数是采用键或过盈配合等固定形式。用键作周向固定1、采用键联接作为轴上零件的周向固定应用最广，平键、半圆键、楔键和花键等都有应用。用平键作周向固定，制造简单、装拆方便和对中性好，可用于较高精度、较高转速及受冲击或变载荷作用下的固定联接。应用平键联接时，为了加工方便，对于在同一轴上轴径相差不大轴段的键槽，应尽可能采用同一规格的键槽尺寸，并且要安排在同一加工直线上，用过盈配合作周向固定2、用过盈配合作周向固定常用于轴与轮毂之间的联接，与孔之间产生压力，工作时依靠此压力所产生的摩擦力来传递扭矩这种联接，结构简单，对轴的削弱少，对中性好，但配合面的加工精度要

41、求也较高。过盈配合的装配，如过盈量不大，一般可用压入法；当过盈量较大时，常用温差法装配。为了装配方便，轴与孔的接口处的倒角尺寸，均有一定的要求。3轴的结构设计应满足的基本要求： (1)轴的受力合理，有利于提高轴的强度与刚度，有利于节约材料减轻重量。 (2)保证轴上零件定位准确，固定可靠。 (3)轴上零件便于装拆和调整。 (4)具有良好的制造工艺性。三、轴的结构工艺性轴的结构工艺性指所设计的轴是否便于加工和装配，轴的结构在设计中应注意以下几个问题。l、轴的形状力求简单，以便于加工和检验，轴上的台阶数不宜过多。2、轴肩处的过渡圆角半径 r应小于零件孔的圆角半径或倒角 C：3、需经磨削加工的表面，在

42、轴肩处应设置砂轮越程槽。4、轴上若要车螺纹，在螺纹尾部留有退刀槽。5、轴端应有倒角，必要时为了便于加工定位，轴的两端应设中心孔。图1415凹切圆角或过渡肩环四、提高轴的疲劳强度的措施1改进轴的结构，降低应力集中，由于轴上的应力集中源，往往是轴产生疲劳破坏的部位，改善轴的抗疲劳强度的常用方法有：(1)增大圆角半径，如因轴肩定位要求的限制，轴上不允许采用较大圆角时，可以改用凹切圆角或过渡肩环的办法。(2)采用增大配合直径、轴上开减载槽和毂端开减载槽等方法，以降低零件过盈配合边缘处的应力集中。2提高轴的表面质量采用的方法：减小轴表面的粗糙度数值，降低刀痕造成的应力集中，即使是自由表面也不容忽视：对轴

43、表面进行滚压、喷丸等冷加工：采用高频淬火、渗碳淬火和氮化等热处理强化轴的表层。章节名称轴承的功用和类型授课形式讲授课时1年级高一教学目的了解轴承的功用和类型、以及各自的使用场合，特点教学重点了解轴承使用场合，特点教学难点轴承的功用、特点辅助手段课外作业配套习题课后体会任务一 认识数控车床主轴零部件之二轴承一、轴承功用轴承是机器中用来支承轴和轴上零件的重要零部件它能保证轴的旋转精度减小转动时轴与支承间的摩擦和磨损。二、轴承的类型和特点 滑动轴承根据工作时，摩擦性质不同，轴承可分为滚动轴承 向心轴承按所受载荷方向不同，可分为 推力轴承和向心推力轴承滚动轴承具有摩擦力矩小，易起动，载荷，转速及工作温

44、度的适用范围较广，轴向尺寸小，润滑维修方便等优点，滚动轴承已标准化，在机械中应用非常广泛。 滑动轴承结构简单，易于制造，可以剖分，便于安装，对于大直径和很小直径的滑动轴承，价格便宜。在高速、重载、高精度和结构要求剖分的场合，显示出比滚动轴承更大的优越性。因而，在汽轮机、离心式压缩机、内燃机、大型电机中多采用滑动轴承。另外，在低速而带有冲击的机器中，如水泥搅拌机，破碎机等也常采用滑动轴承。滑动轴承的缺点是：润滑的建立和维护要求较高，润滑不良会使滑动轴承迅速失效，且轴向尺寸较大。章节名称 TOPIC 1 滚动轴承的类型和代号授课形式讲授课时2年级高一教学目的知道滚动轴承的构造、工作的条件和方式，以

45、及滚动轴承的类型代号教学重点工作的条件和方式，以及滚动轴承的类型代号教学难点类型代号辅助手段实物模型课外作业配套习题课后体会一、滚动轴承的构造滚动轴承一般由外圈、内圈、滚动体和保持架组成。1、内圈装配在轴颈上，外圈安装在轴承座孔内。多数情况下，内圈随轴旋转，外圈不转动。当内外圈之间相对旋转时，滚动体沿着套圈上的滚道滚动，使相对运动表面间为滚动摩擦。2、保持架的作用是将滚动体均匀隔开，减少滚动体之间的摩擦和磨损。3、滚动体是滚动轴承形成滚动摩擦不可缺少的核心元件。二、滚动轴承的类型和特性 GBT27293规定，滚动轴承的类型共有11种，表112列出了滚动轴承的类型、特性及应用。三、滚动轴承的代号

46、1滚动轴承的代号滚动轴承的类型很多，而各类轴承又有不同的结构，尺寸、精度和技术要求等，为了便于组织生产和使用，GBT 27393规定用字母加数字来表示轴承代号。 轴承代号由基本代号，前置代号和后置代号构成，其排列如下：前置代号后置代号基本代号 1）基本代号 基本代号表示轴承的基本类型、结构和尺寸，是轴承代号的基础，基本代号由类型代号、尺寸系列代号、内径代号构成，并按此顺序排列。类型代号用阿拉伯数字或大写拉丁字母表示，尺寸系列代号和内径代号用数字表示。类型代号（见表152）尺寸系列代号尺寸系列代号由轴承的宽（高）度系列代号和直径系列代号组成。向心轴承和推力轴承尺寸系列代号如表153所列。内径代号

47、 表示轴承公称内径的内径代号如表154所列。 2前置、后置代号前置、后置代号是轴承在结构形状、尺寸、公差、技术要求等有改变时，在其基本代号左右添加的补充代号。其排列如表前置代号：用字母表示。代号及其含义按表所示。后置代号：用字母（或加数字）表示。其顺序为： 内部结构代号（查表）内部结构代号表示内部结构改变，如接触角（滚动体与外圈滚道接触点的法线与轴承径向平面之间的夹角称为接触角。如表中所示）的大小等。其含义随不同类型、结构而异。表154滚动轴承内径代号轴承公称内径（mm）内径代号示例10到171000深沟球轴承6200d=10mm12011502170320到480（22、28、32除外）公称

48、内径除以5的商数，商数为个位数，需在商数左边加“0”，如08调心滚子轴承23208d=40mm表155 前置、后置代号的排列轴承代号前置代号基本代号后置代号内径代号代 号尺寸系列类型代号12345678成套轴承分部件内部结构密封与防尘圈变形保持架及其材料轴承材料公差等级游隙配置其它表156 前置代号代号含义示例L 可分离轴承的可分离内圈或外圈LNU207LN207R不带可分离内圈或外圈的轴承RNU207（滚针轴承仅适用于NA型）RNA6904K滚子和保持架组件K81107WS 推力圆柱滚子轴承轴圈WS81107GS推力圆柱滚子轴承座圈GS81107密封、防尘与外部形状变化代号（查表）密封、防尘

49、与外部形状变化代号表示轴承是否带防尘、密封、止动槽、止动环，内孔有无锥度等。保持架结构，材料改变及轴承材料改变的代号按JB2974的规定。公差等级代号公差等级代号以P0、P6、P6X、P5、P4、P2分别代表公差等级符合标准规定的0级（代号中省略不表示）、6级、6X级、5级、4级、2级公差等级依上述次序，由低到高。其中0级为普通级，应用最广，价格也最便宜。章节名称滚动轴承的组合设计授课形式讲授课时2班级高一年级教学目的掌握轴承的轴向固定方式，了解轴的支承结构形式，熟悉滚动轴承的配合。教学重点轴向固定方式教学难点轴向固定方式辅助手段课外作业配套习题课后体会为了保证轴承的正常工作，除了要正确选择轴

50、承的类型和型号外，还应解决轴承的固定、装拆、调整、配合、密封等问题，即正确地进行轴承的组合设计。一、轴承的轴向固定 机器中的轴是靠轴承来支承的，为了保证轴在工作中不产生窜动，轴承内外圈的轴向位置就必须固定。轴承的轴向固定方式很多。 1内圈的轴向固定 (1)用轴肩固定。适用于承受较大的单向轴向载荷。 (2)用弹性挡圈和轴肩固定。它的结构简单，轴向尺寸小，挡圈只能承受不大的轴向载荷。适用于轴向载荷不大、转速不高的轴承。 (3)用轴肩和轴端挡圈固定。适用于轴端切制螺纹有困难、且轴向载荷较大的轴承。 (4)用轴肩和锁紧螺母固定。适用于两个方向有较大的轴向力和高转速的轴承。2外圈的轴向固定 (1)用轴承

51、盖上的凸缘固定。适用于两端轴承的固定，可在高转速下承受大的轴向载荷。 (2)用弹性挡圈和机座凸台固定。它的轴向尺寸小，适用于轴向载荷不大的轴系。(3)用轴承盖和机座凸台固定。适用于高转速并承受很大轴向载荷的轴承。二、滚动轴承的配合 滚动轴承的周向固定是通过选择适当的配合来实现的。由于滚动轴承是标准件，所以内圈与轴的配合采用基孔制，外圈与座孔的配合是基轴制。滚动轴承的配合不宜选得过紧或过松。如配合过紧，则会使轴承的内部间隙减小甚至完全消除，结果使滚动体的转动不灵活甚至被卡死。反之，如配合过松，则会影响轴的旋转精度和降低轴承的承载能力。选择滚动轴承配合的一般原则是：转动圈(一般为内圈)的配合选紧些，固定圈(一般为外圈)的配合选松些；载荷大、转速高、振动厉害和工作温度高时，配合应选得紧些；经常拆卸的轴承，配合应选得松些。对一般机械，轴与内圈的配合常选用 n6、 m6、 k6和 js6等，外圈与座孔的配合选用J7、J6、H7和G7等。三、滚动轴承的装拆由于滚动轴承的配合