机器设备的组成与制造

机器设备的组成与制造第一页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日1.大部分是理工科知识；一、课程特色

2.记忆性知识相对较多；3.内容丰富全面。第二页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日二、课程总体框架第三页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日三、课程介绍情境1：重要，介绍机器生产的工艺过程，毛坯生产，加工质量等基础知识。情境2：重要，介绍机器设备的机械传动、液压传动知识。情境3：次重要，机电设备中变压器、交流、直流电动机的必要基础知识。内容晦涩难懂。情境4：重要，内容上相对比较简单，以记忆为主，主要是介绍了常见的一些金属加工机床。

第四页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日情境5：次重点，介绍数控机床及工业机器人。难点在于数控机床的伺服驱动系统，其他的内容相对简单。情境6：重点，介绍了多种机器设备，内容较也比较零碎，所以本章学习起来也较为困难。情境7：重点，和前面的知识相联系，这部分内容更偏重于财经类知识，所以对资评的学生来说理解起来并不是很困难。第五页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日情境8：重要，机器设备寿命估算，涉及到一些力学的知识，所以学习起来较为困难，学习方法是掌握教材例题，记住教材公式并能带入数值计算即可。情境9：次重要，设备故障诊断。情境10：次重要，机器设备质量检验及试验。第六页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日四、学习方法1.调节心态。机电这门课程相对来说要难学一些，学习中要保持平和的心态。2.熟能生巧。机电评估基础内容全面，考核并不是很深，所以只要熟悉教材，顺利通过考试的几率就很大。3.趁热打铁。复习的时候一定要强化复习，比如在复习完传动比相关的知识点时，就需要做一些练习予以巩固。题目可以是教材中的例题，也可以是老师发的练习题。总之，学习的时候就需要掌握，而不是停留在“看看”上。4.难得糊涂。对于教材中的表述，有些内容不必过于深究，记住即可，教材中给出的都是一些通用的知识，可能和特例不符合，所以此时就需要“装糊涂”。第七页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日情境1：机器的组成与制造

导学：本章是全书总述，介绍了机器的组成、工程材料、机械制造过程、加工质量、生产工艺过程、技术经济分析等内容，难度不大，记忆性的知识点较多，比较零碎。第八页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日本章重点、考点1.机器的组成部分及其功能；2.常用工程材料分类及其牌号；3.机械制造加工方法及特点；4.零件的加工质量评定；5.机械制造的技术经济分析。第九页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日单元1：机器的组成一、按照功能分析机器的组成

各种机器的构造不同，功能也不同。第十页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日第十一页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日第十二页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日第十三页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日第十四页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日第十五页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日第十六页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日

外界输入能量履行机器功能把动力或能量传递给工作部分开关、正反转、反馈等。思考：按功能机器由哪几部分组成？第十七页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日

（一）动力部分原动机及其相应的配套装置。它的作用是将其它形式的能量转变为机械能。

一次动力机：将一次能源直接转化为机械能，例如水轮机、内燃机等。

二次动力机：将二次能源如电能、液压能等转化为机械能，如电动机等。常用的动力机有电动机、内燃机等。第十八页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日第十九页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日

（二）传动部分在动力部分和执行部分之间的中间装置，任务是将动力部分提供的机械能以动力和运动的形式，传递给工作部分。

1.传动分为机械传动、流体传动、电力传动和磁力传动。

第二十页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日第二十一页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日第二十二页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日第二十三页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日第二十四页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日第二十五页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日第二十六页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日2.按照传动比变化的情况分为定传动比传动和变传动比传动。汽车变速箱第二十七页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日第二十八页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日传动分类说明传动举例定传动比传动输入与输出转速对应适用于工作机工况固定，或其工况与动力机工况对应变化的场合带、链、摩擦轮传动，齿轮、蜗杆变传

动比

有级

调速一个输入转速对应若干个输出转速适用于动力机工况固定而工作机有若干种工况的场合，或用来扩大动力机的调速范围齿轮变速箱、塔轮传动

无级

调速一个输入转速对应于某一范围内无限多个输出转速适用于工作机工况极多或最佳工况不明确的情况

各种机械无级调速器、液力耦合器及变矩器、电磁滑差离合器、流体粘性传动按周

期性输出角速度是输入角速度的周期性函数用来实现函数传动及改善某些机构的动力特性非圆齿轮、凸轮、连杆机构、组合机构第二十九页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日第三十页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日第三十一页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日

（三）工作部分直接完成机器的预定功能的部分，如车床的刀架；车辆的车厢；飞机的客、货舱等。

工作部分是机器设备区分和分类的依据；不同机器，其动力部分和传动部分可能相同，而工作部分不同。因此，动力部分、传动部分和控制部分都应该根据工作部分的功能要求和动力参数的合理范围进行设计和选择。第三十二页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日

（四）控制部分

在工业加热炉中，被控变量是炉温，而操纵变量是送入的煤气量。通过热电偶检查加热炉的温度并将它转换为电信号，送到比较器与预先设定的温度值进行比较，再把差值放大后驱动执行机构，调节煤气阀门的开度，从而实现控制炉温的目的。第三十三页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日第三十四页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日第三十五页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日

控制系统由控制器和被控对象组成。

控制器要完成被控参数的调节，应有四个基本部件：给定值发生器、比较器、驱动和执行机构、检测变换元件。

门禁控制器遥控器第三十六页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日控制分类1.模拟控制与数字控制

模拟量，即时间上和数值上都连续变化的物理量，例如温度、压力、流量、电压、电流等；

数字量，即在时间上或数值上不连续变化的物理量，例如数字逻辑电路中的开关信号和计算机中的数在一个系统中，如果各环节间所有的信号都是模拟量，这个系统就称为模拟控制系统或模拟控制器；如果各环节间有一个或多个信号为数字信号，则该系统称为数字控制系统或数字控制器。所有的计算机控制系统都是数字控制系统。

第三十七页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日2.闭环控制系统和开环控制系统

闭环控制系统：系统通过测量元件对被控对象的被控参数（如温度、压力、流量、转速、位移等）进行测量，再将其反馈到输入端，与输入的给定值进行比较，然后形成误差信号。反馈就是将输出量返回，并与输入量进行比较的过程。比较的结果成为偏差。自动控制过程就是测偏和纠偏的过程。从信息的传递关系来看，构成了一个闭合回路，所以，称为闭环控制系统。由于被控变量的信息要送回到自动控制装置，所以也称之为反馈控制系统。（空调）开环控制系统：输出量不影响系统的控制作用，即系统的输出端与输入端之间，没有反馈通道。与闭环控制系统不同，它不需要被控对象的反馈信号，控制器直接根据给定值控制被控对象工作。开环控制系统不能自动消除被控参数与给定值之间的误差。其控制功能显然要比闭环控制系统差。（暖气）第三十八页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日

3.计算机控制系统

控制器是控制系统的关键，它决定了控制系统的控制性能和应用范围。如果控制系统中的控制器功能由计算机来实现，就构成了计算机控制系统。在一般的模拟控制系统中，控制规律是由硬件产生的，要改变规律就要改变硬件电路。而在计算机控制系统中，控制规律由软件实现，要改变控制规律只要修改程序就可以了。第三十九页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日二、按照结构分析机器的组成

零件是机器的制造单元，如螺丝钉、齿轮等构件机器的运动单元（运动整体），可以是一个零件，也可以是几个零件的刚性组合。如曲轴、连杆等。机构由若干构件组合而成，各构件之间具有确定的相对运动。机器由若干构件组合而成，各构件之间具有确定的相对运动，能够实现其它能量和机械能的转换。机械机器和机构的总称。第四十页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日第四十一页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日第四十二页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日第四十三页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日第四十四页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日第四十五页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日第四十六页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日例题1.下列机械传动中，（）传动不属于啮合传动。A.带传动B.蜗杆传动C.链传动D.螺旋传动带传动属于摩擦传动，而不属于啮合传动。A第四十七页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日2.以下关于机器组成部件的说法中，不正确的有（）。A.内燃机的凸轮轴是一种专用零件B.构件可以是一个零件C.机构由多个零件通过刚性组合构成D.机构的作用之一是变换运动方式E.机械是机器的同义词专用零件是某种机器中特有的零件，如内燃机的凸轮轴等，所以选项A正确；构件可以是一个零件，也可以是几个零件的刚性组合，所以选项B正确；机构是由多个构件组合而成的，各构件之间具有确定的相对运动，它在机器中起到传递运动或变换运动方式的作用，所以选项C不正确，选项D正确；通常用“机械”一词作为机器与机构的统称，所以选项E不正确。CE第四十八页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日第二节机械工程常用材料

一、机械工程常用材料的分类（一）按照材料的组成分类

第四十九页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日第五十页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日（二）按照材料的应用分类第五十一页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日

（一）黑色金属：指钢和以铁为主的合金。1.分类

二、常用的机械工程材料

第五十二页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日黑

色

金

属碳

素

钢含碳量低碳钢：含碳量＜0.25%中碳钢：含碳量0.25～0.6%高碳钢：含碳量＞0.6%硫磷含量普通碳素钢：S

含量低于0.055%，P含量低于0.045%优质碳素钢：S、P含量均低于0.040%高级优质碳素钢：S

的含量低于0.030%，P的含量低于0.035%用途碳素结构钢:用于制造各种工程构件和机器零件，属于低碳和中碳钢。碳素工具钢，用于制造各种刀具、工具、量具、模具等，属于高碳钢合

金

钢用途合金结构钢（普通低合金钢、易削钢、弹簧钢、轴承钢等）合金工具钢（刃具钢、模具钢、量具钢等）特殊性能钢（不锈钢、耐热钢、耐磨钢等）合金元素含量低合金钢：合金元素含量＜5%中合金钢：合金元素含量5～10%高合金钢：合金元素含量＞10%铸铁C＞2.11%灰口铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁、可锻铸铁第五十三页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日注意:铸铁分为灰口铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁、可锻铸铁。灰口铸铁：脆性大，成本低，铸造性、减振性能好，可制成形状复杂的零件。球墨铸铁：含球状石墨，球墨铸铁特点是强度、塑性、韧性比灰口铸铁好，具有较高的延展性和耐磨性，减振性、耐磨性、切削性能、铸造性均优于钢。第五十四页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日2.牌号材料举例方法普通碳素结构钢

Q235AFQ+屈服极限+质量等级+脱氧方法屈服极限为235Mpa、质量等级为A、沸腾钢优质碳素结构钢4545Mn万分之含碳量45钢，含碳量为0.45%；45Mn，钢中含锰较多，在0.7%～1.2%碳素工具钢T8T8AT+千分之含碳量。含碳量较高（0.65%～1.35%）T8A，高级优质碳素工具钢第五十五页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日合金结构钢12CrNi3万分之含碳量+合金元素符号+合金元素百分含量（1.5%以下不注）含碳量为0.12%；Cr含量小于1.5%，Ni的含量为3%合金工具钢9CrSi千分之含碳量（≥1%不注）+合金元素符号+合金元素百分含量（1.5%以下不注）表示含碳量为0.9%；Cr、Si的含量均小于1.5%滚动轴承钢GGr13G+Cr+铬含量的千分之几滚动轴承钢都是高级优质钢，但是不加“A”表示铬的含量为1.3%灰口铸铁HT150HT+抗拉极限表示抗拉强度为150MPa球墨铸铁QT500—7QT+最低抗拉极限+—+最小伸长率最低抗拉强度为500MPa，最小伸长率为7%第五十六页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日（二）有色金属

指非铁金属及其合金。

铜合金。可以分为黄铜、锡青铜、铝青铜、铍青铜以及白铜。其中，黄铜为铜锌合金。

此外，还有铝合金、钛合金等。（三）非金属材料包括工程塑料、橡胶、人工合成矿物及复合材料。

第五十七页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日特点说明工程材料密度小，耐蚀性好，绝缘，加工性好。机械强度差，特别是刚性差，耐热性低，一般为100°C以下。散热性差，易老化，易燃。如：聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯和聚酰胺（尼龙）、有机玻璃、ABS塑料、塑料袋橡胶弹性好，绝缘性好，耐磨损，耐化学腐蚀，耐放射性。常用的橡胶材料有天然橡胶、合成橡胶和特种合成橡胶。主要用于弹性材料、密封材料、减振材料、传动材料。自行车内胎矿石

主要有刚玉和石英复合材料力学性能好，并且具有某种特殊的热、电光、磁性。由基体材料和增强材料组成。基体是强度高、韧性好的材料；增强材料是高强度、高弹性模量的材料。汽车轮胎，实际上就是一种复合材料。通俗：钢筋混泥土。第五十八页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日（一）力学性能是结构件选材的主要依据。其中包括强度、刚度、塑性、韧性、硬度等（三度两性）。三、金属材料的工程性能第五十九页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日强度主要有比例极限、弹性极限、屈服极限及强度极限。（把握“极限”两个字）刚度反映了材料抵抗弹性变形的能力。主要是弹性模量，数值上等于产生单位应变所需要的应力。（举例：橡胶的刚度就很差，因为非常容易变形）塑性衡量材料延展性性能的指标，包括伸长率和断面收缩率。（黄金的塑形好，可以制成很薄的金箔）韧性衡量材料承受冲击载荷的能力。韧性是材料破坏所需要的功主要指标是冲击韧度，代表材料缺口处单位面积上所消耗的冲击功。硬度表明材料表面在一个小体积范围内抵抗弹性变形、塑性变形或破裂的能力。常采用压痕深度或压痕单位表面积所承受的载荷作为硬度值高低的指标。布式、洛式和维式硬度。第六十页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日黑色金属材料力学性能的影响因素。1.含碳量的影响：钢的含碳量越高，材料的强度和硬度越高，塑性降低。2.合金元素的影响：铬可以提高钢的硬度、耐磨性、冲击韧性和淬透性；锰可以提高钢的强度和淬透性；镍可以提高钢的强度、耐热性和耐蚀性；钨可以提高钢的硬度和韧性。3.温度的影响：高温下强度和硬度随温度升高而降低，塑性增高。4.热处理的影响：不同的热处理工艺会使钢的工程性能产生不同程度的变化。第六十一页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日（二）材料的工艺性能材料的工艺性能主要指铸造性、可锻性、可焊性以及切削加工性等（能否容易被加工的性能）（三）在机械工程行业中，物理化学性能不是主要参数，但是在某些情况下，也必须考虑。材料的物理性能，主要包括密度、熔点、热膨胀性、导热性、导电性及磁性等。材料的化学性能，主要包括耐腐蚀性、抗氧化性、以及热化学稳定性等。第六十二页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日四、材料的选用原则（一）使用要求考虑的主要因素是零件的工作和受载情况、对零件尺寸和重量的限制以及零件的重要程度。若零件的尺寸取决于强度，且尺寸和重量又受到某些限制时，应选用强度较高的材料。若零件的尺寸取决于接触强度，应选用可以进行表面强化处理的材料，如调质钢、渗碳钢、渗氮钢等。若零件的尺寸取决于刚度，则应选用弹性小的材料。滑动摩擦下工作的零件，为减小阻力应选用减摩性能好的材料。高温下工作的零件，应选用耐热材料。腐蚀介质中工作的零件应选用耐腐蚀材料。采取适当的热处理工艺，可以充分发挥材料的潜力。

第六十三页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日（二）工艺要求主要涉及到工艺方法、生产条件以及毛坯的制取方法。

（三）对经济要求的考虑不应片面选用优质材料。在满足使用和工艺要求前提下，应选用普通材料和价格低廉的材料，以降低生产成本。第六十四页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日1.对于优质碳素钢，其硫（S）、磷（P）含量均低于（A）。A.0.035%

B.0.40%C.0.35%D.0.040%答案解析：优质的碳素钢，S、P的含量均小于0.035%练习题：第六十五页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日2.下列金属材料的工程性能中，属于工艺性能的是（C）A.抗疲劳性B.耐热性C.可锻性D.耐磨性材料的工艺性能主要指可铸造性、可锻性、可焊性以及可切屑加工性。第六十六页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日3.金属材料的塑性指标主要有（BC）A.弹性极限B.断面收缩率C.伸长率塑性指标是衡量材料延展性性能的指标，包括伸长率和断面收缩率。第六十七页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日4.某黑色金属材料的牌号为QT500-7，这表示该材料（BCD）。A.是普通碳素结构钢B.最小伸长率为7%C.最低抗拉强度为500MpaD.是球墨铸E.屈服极限为500MpaQT表示的是球墨铸铁、500表示最低抗拉强度为500MPa，最小伸长率为7%。注意，这里很容易和普通碳素结构钢混淆，普通碳素结构钢是用Q表示，后面跟的数字是“屈服极限数值”。第六十八页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日第三节机器制造基本过程一、机器的生产过程和工艺过程

（一）机器的生产过程把原材料转变为产品的全部过程。生产服务技术准备毛坯制造零件加工产品装配原材料和半成品供应、运输和保管、产品的包装和发运等产品设计、工艺设计、专用工装的设计与制造、各种生产资料的准备以及生产组织方面的工作铸造、锻造、冲压、切割下料、焊接等机械加工、焊接、热处理、其他表面处理等部件总装/调试/检验/油漆等第六十九页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日毛坯制造铸件锻件冲压件焊接件棒材…缸体、曲轴连杆、活塞变速箱壳体…机械加工、热处理部件装配、调试发动机变速器转向盘驱动桥…涂装其他企业标准件协作件电器系统轮胎其他零部件车架驾驶室车身…冲压铆接注塑…钢板铝板…涂装总装检验试验调整汽车教材P12发动机的制造过程第七十页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日第七十一页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日德国大众汽车装配车间第七十二页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日第七十三页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日第七十四页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日第七十五页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日（二）机器的制造工艺过程按照一定顺序改变生产对象的形状、尺寸、相对位置或性质等，使其成为成品或半成品的过程。包括毛坯制造、机械加工、热处理以及装配等过程。第七十六页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日二、毛坯生产毛坯：供进一步加工用的生产对象。铸造、压力加工、焊接是获得毛坯的主要手段。（一）铸造将熔化的液体金属浇铸到与机械零件形状相似的铸型型腔中，冷却凝固后，获得毛坯（或零件）。第七十七页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日第七十八页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日第七十九页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日第八十页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日常用的铸造合金是铸铁、铸钢和铸造有色金属。其中，铸铁特别是灰口铸铁使用最普遍。最常用的方法是砂型铸造。铸造的主要步骤：1.制备具有和零件形状相适应空腔的铸型；2.制备成分、温度合格的液态金属；3.将液态金属浇入铸型空腔内；4.凝固后取出铸件并清理铸件的表面和内腔。注意：一般铸件精度低，加工余量大，其力学性能特别是抗冲击性能较差。第八十一页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日（二）压力加工利用外力使金属材料产生永久变形，制成所需尺寸和形状毛坯或零件的加工方法。压力加工的主要生产方法有锻造和冲压。第八十二页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日锻造自由锻方法：加热坯料放在平砧之间特点：自由锻精度低、生产率不高，适用于单件、小批量、形状简单的零件。（菜刀，镰刀等）模锻方法：加热坯料放在锻模模膛内；特点：模锻精度高、可以锻造形状比较复杂的零件，加工余量小，生产率高，但需要锻模，只适用于生产大批量中小型零件。（制作月饼可以看成是模锻的一种）冲压方法：利用冲模对板料（包括带材、管材、型材）加压，使之产生分离或变形。特点：冲压主要应用于加工塑性良好的板材或其它薄壁的型材。冲压可以冲制出形状复杂、尺寸精度较高的零件，

一般不经机械加工即可使用。（铁皮脸盆）第八十三页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日手工自由锻第八十四页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日第八十五页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日第八十六页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日第八十七页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日说明：1.钢的始锻温度一般在1200℃，终锻温度为800℃。2.锻造需要对毛坯加热，然后再施加外力使之变形；而冲压则在常温下进行。第八十八页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日（三）焊接熔焊方法：焊接接头处加热至熔化状态，凝固后连接成一个整体。举例：气焊、电弧焊、电渣焊、等离子焊。压焊方法：接头处加热（或者不加热），但一定要加压，使之紧密接触，连接成一个整体。举例：摩擦焊、电阻焊。钎焊方法：被焊金属不熔化，利用熔点较低金属作为钎料熔化后将焊件连接起来。举例：铜导线的焊接第八十九页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日手工电弧焊气焊第九十页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日第九十一页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日优点：可以以小拼大，气密性好，生产周期短，不需要重型和专业设备，可以生产出较好强度和刚度，质量轻，材料利用率高的毛坯。缺点：抗振性差，易变性。第九十二页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日利用刀具从金属材料（毛坯）上切去多余的金属层，从而获得几何形状、尺寸精度和表面粗糙度都符合要求的零件加工方法。主要分为钳工、机工以及特种加工。（一）钳工：使用手持工具加工。（二）机工：使用机床加工。（三）特种加工：直接利用电能、声能、光能、化学能或与机械能组合等形式将坯料或工件上多余的材料去除的加工方法。三、切削加工第九十三页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日第九十四页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日第九十五页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日第九十六页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日第九十七页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日第九十八页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日钢的热处理是指在固态下对钢进行不同的加热、保温、冷却来改变钢的内部组织，从而得到所需组织和性能的一种工艺方法。在机械制造中，所有重要的工具和零件都要进行热处理，而且有的零件在整个工艺过程中要处理二次以上。除了合金化以外，热处理方法是改变金属材料性能的主要途径。热处理和其他加工工序不同，它的目的不是改变零件的形状和尺寸，而只是改变内部组织和性能。它是保证零件内在质量的重要工序。四、热处理第九十九页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日第一百页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日（一）普通热处理退火把钢加热到一定温度，保温一定时间，然后缓慢冷却（随炉冷、坑冷、砂冷、灰冷）的热处理工艺叫退火。正火把钢加热到相变温度以上30－50度，保温一定时间，然后空冷的热处理工艺。淬火把钢加热到相变温度以上的某一温度，然后快速冷至室温（油冷或水冷），从而提高钢的硬度和耐磨性。回火将淬火后的工件加热至低于相变点某一温度，保持一段时间，然后冷却，使组织成为较稳定的状态，叫回火。目的是使经过铸造、锻轧、焊接或切削加工的材料或工件软化，改善塑性和韧性(1)降低硬度，改善切削加工性；

(2)消除残余应力，稳定尺寸，减少变形与裂纹倾向；

(a)消除工件淬火时产生的残留应力，防止变形和开裂；

(b)调整工件的硬度、强度、塑性和韧性，达到使用性能要求；

(c)稳定组织与尺寸，保证精度；

(d)改善和提高加工性能。

第一百零一页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日第一百零二页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日注：相变温度:物质从一种状态转变成另一种状态的温度。比如从固态转变到液态的温度。退火与正火的比较：共同点：是主要用于铸、锻、焊毛坯的预备热处理，以改善毛坯机械加工性能，去除内应力，为最终热处理作准备，也可用于性能要求不高的机械零件的最终热处理。不同点：是冷却速度不同：正火冷速较大，强度和硬度也较高。正火比退火生产周期短，设备利用率高，比较经济。注意：若零件尺寸较大或形状较复杂，正火可能会产生较大的内应力和变形，甚至开裂。

第一百零三页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日第一百零四页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日回火与淬火的关系：淬火后，钢的硬度虽高，但脆性过大，组织不稳定，不宜直接使用。经过回火硬度下降，但韧性有较大改善。回火的目的是降低淬火钢的脆性，减少或消除内应力，防止工件变形和开裂。使不稳定的组织趋于稳定，以保持工件的形状尺寸精度，并获得所要求的组织和性能。注意：淬火和回火必须配合使用，单独进行任何一个操作都是没有意义的。第一百零五页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日（二）表面热处理表面淬火在不改变钢的化学成分及心部组织的情况下，利用快速加热将表面层进行淬火，以强化零件表面的热处理方法。目前生产中广为应用的是感应加热表面淬火和火焰加热表面淬火化学热处理将钢件置于一定温度的特定介质中保温，使介质中的活性原子渗入钢件表层，从而改变表层的化学成分和组织来改变其性能的一种热处理工艺。化学热处理的方法有：渗碳、渗氮、碳氮共渗、渗铬、渗铝、渗硼等。目前生产中最常用的是渗碳、渗氮和碳氮共渗。注意：与表面淬火相比，化学热处理不仅改变表层组织，而且还改变其化学成分，因此能更有效的改变表层性能。采用渗碳的多为低碳钢或低合金钢经氮化处理的制品具有优异的耐磨性、耐疲劳性、耐蚀性及耐高温的特性。第一百零六页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日五、装配包括安装、调整、检验、试验、油漆及包装等。第一百零七页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日1.下列关于压力加工的叙述中，正确的是（）。A.采用压力加工方法制造的毛坯力学性能不好B.模锻加工需要模具而冲压加工不需要模具C.模锻适用于大批量生产而冲压只适用于小批量生产D.模锻适用于加工多种形状的金属原材料而冲压适用于板料、条料加工练习题由于获得的毛坯是塑性变形的结果，因而力学性能好，所以选项Ａ不正确；自由锻不需要模具，而模锻和冲压均需要模具。D第一百零八页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日2.下列关于热处理工艺的说法中，错误的是（）A.热处理是保证金属零件内在质量的重要工序B.热处理方法是改变金属材料性能的唯一方法C.有的金属零件在整个工艺过程中要进行两次以上热处理D.渗氮也是一种热处理工艺金属材料的合金化，热处理工艺均可以改变金属材料性能。B第一百零九页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日3.下列毛坯加工方法中，（）方法生产的制件通常不需要机械加工即可使用。A.铸造B.自由锻造C.模锻D.冲压冲压可以冲制出形状复杂、尺寸精度较高的薄壁件、空心件等。其冲压精度高，一般不需要机械加工即可使用。因为模锻需要对材料进行加热，所以制造出来后，为了消除内应力，改善零件的性能，通常需要进行热处理。D第一百一十页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日4.在机器生产的过程中，产品的调试在（）中进行。A.生产技术准备过程B.生产服务过程C.产品的营销过程D.产品的装配过程产品的装配分为组件装配、部件装配和总装配，通常包括安装、调整、检验、试验、油漆及包装等。D第一百一十一页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日零件加工精度一、加工精度：经过加工的零件，其实际几何参数（尺寸、形状和位置）与理想几何参数相符合的程度。误差：实际与理想的偏离。公差：允许的误差范围。加工精度和加工误差在评定零件几何参数中的作用是等同的.第一百一十二页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日零件的加工精度包括三个方面：(一)尺寸精度尺寸精度指零件表面本身的尺寸（如圆柱面的直径）和表面间相互的距离尺寸（如各孔之间的距离）的精度。第一百一十三页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日基本尺寸：根据使用要求，通过强度、刚度计算或结构方面考虑确定的尺寸。极限尺寸：允许尺寸变化的极限值，较大者称为最大极限尺寸、较小者称为最小极限尺寸。第一百一十四页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日尺寸偏差：某一尺寸减去其基本尺寸所得的代数差。最大极限尺寸减去基本尺寸称为上偏差，最小极限尺寸减去基本尺寸称为下偏差。第一百一十五页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日尺寸公差：尺寸允许的变动量。公差数值越小，尺寸精度越高；反之亦然。公差带：代表上下偏差的两条直线所限定的区域称为公差带，也是最大极限尺寸和最小极限尺寸所限定的区域。第一百一十六页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日上偏差＝最大极限尺寸－基本尺寸下偏差＝最小极限尺寸－基本尺寸尺寸公差＝上偏差－下偏差＝最大极限尺寸－最小极限尺寸【注意】偏差可以是正值，可以是负值，也可以是0，公差一定是正值。第一百一十七页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日例：外圆面的尺寸为

基本尺寸为为50mm，上偏差为-0.03mm，下偏差为-0.06mm。计算：最大极限尺寸、最小极限尺寸和尺寸公差。最大极限尺寸=50-0.03=49.97mm，最小极限尺寸=50-0.06=49.94mm尺寸公差=最大极限尺寸-最小极限尺寸=上偏差-下偏差=0.03mm第一百一十八页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日国家标准规定：尺寸公差由IT01、IT00、IT1—IT18共有20个等级IT01精度最高、IT18精度最低。精度越高，加工越困难，成本越高。IT6～IT5：在一般机器制造中用得较少，它主要用于一些精密零件、精密机器和精密仪器中的零件。IT7～IT6：在机床和一般较精密的机器制造中用得最普遍。如车床的主轴与轴承、动力机中的活塞与气缸等。IT9～IT8：在机器制造中属中等精度。如用于重型机床、蒸汽机的次要部分；农业机械、重型机械的较重要部IT10～IT13：用于机车车辆、农业机械等机器的不重要部分。IT12～IT18：用于非配合尺寸的公差。第一百一十九页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日（二）形状精度

形状精度：是指加工后零件表面实际测得的形状和理想形状的符合程度。理想形状是指几何意义上绝对正确的圆、直线、平面、圆柱面以及其他成形表面等。第一百二十页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日（三）位置精度

位置精度：指加工后零件有关要素相互之间的实际位置和理想位置的符合程度。理想位置是指几何意义上绝对的平行、垂直、同轴和绝对准确的角度关系等。第一百二十一页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日第一百二十二页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日第一百二十三页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日【注意】一个完全确定的形位公差带（形状和位置）由“公差带形状”、“公差带大小”、“公差带方向”和“公差带位置”四个要素确定。形位公差是指实际被测要素的允许变动量。形位公差带是限制实际要素变动的区域。形位公差特征项目一共14种。其中：形状公差4种，即直线度、平面度、圆度、圆柱度。（针对自身而言）位置公差8种，即平行度、垂直度、倾斜度，对称度、同轴度、位置度，圆跳动和全跳动。（相对的位置，即要有参照物）形状或位置公差2种：线轮廓度和面轮廓度。第一百二十四页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日第一百二十五页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日第一百二十六页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日形位公差项目及符号除圆度、圆柱度外，各种形位公差均分为12级，最高为1级，最低为12级。圆度和圆柱度增加了0级，为最高级。第一百二十七页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日表面粗糙度是指加工表面上具有较小间距的峰谷所组成的微观几何形状特性。表面粗糙度对机器零件的配合性质、耐磨性、工作精度、抗腐蚀性均有较大影响。

二、表面粗糙度Ra第一百二十八页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日1）表面粗糙度影响零件的耐磨性。表面越粗糙，配合表面间的有效接触面积越小，压强越大，磨损就越快。2）表面粗糙度影响配合性质的稳定性。对间隙配合来说，表面越粗糙，就越易磨损，使工作过程中间隙逐渐增大；对过盈配合来说，由于装配时将微观凸峰挤平，减小了实际有效过盈，降低了联结强度。3）表面粗糙度影响零件的抗腐蚀性。粗糙的表面，易使腐蚀性气体或液体通过表面的微观凹谷渗入到金属内层，造成表面腐蚀。4）表面粗糙度影响零件的密封性。粗糙的表面之间无法严密地贴合，气体或液体通过接触面间的缝隙渗漏。第一百二十九页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日评定表面粗糙度的标准有六种。目前我国主要采用轮廓算术平均偏差Ra,

在一定测量长度L范围内，轮廓上各点至中线距离绝对值的平均算术偏差，单位为μm（微米）。Ra

值越小，被测表面越光滑，零件的质量越高；反之，Ra越大，表面越粗糙。通常，尺寸公差、表面形状公差小时，表面粗糙度参数数值也小，但并没有严格的函数关系。第一百三十页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日三、配合（一）配合：以轴和孔的配合为例，基本尺寸相同，互相配合的轴与孔公差带之间的关系。第一百三十一页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日根据使用要求的不同，配合有三种类型。间隙配合孔的公差带在轴的公差带之上，任取加工合格的孔和轴配合一定产生间隙，包括最小间隙为零的配合。过盈配合孔的公差带在轴的公差带之下，任取加工合格的孔和一对轴配合一定产生过盈，包括最小过盈为零的配合。过渡配合孔的公差带与轴的公差带交叠，任取加工合格的孔和轴配合可能产生间隙也可能产生过盈的配合。第一百三十二页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日第一百三十三页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日第一百三十四页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日不论是计算间隙还是过盈，一律是用孔的尺寸减去轴的尺寸。差值为正时是间隙，反之是过盈。第一百三十五页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日第一百三十六页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日第一百三十七页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日第一百三十八页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日第一百三十九页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日练习第一百四十页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日（二）配合的选择以轴和孔为例，二者之间的配合要求有三种情况。1.轴和孔配合后有相对运动（转动或移动）的要求，应选用间隙配合。用作导向或往复运动的间隙配合，其间隙大小取决于导向精度要求、往复运动频率以及速度等因素。2.轴和孔靠配合面传递载荷时，应选用过盈配合。过盈的大小取决于最小过盈量能否承受所要传递的最大力矩。载荷增大或承受冲击载荷时，过盈量应该增大，但最大过盈应以零件承受的内应力不超过其屈服极限为准。3.轴和孔配合后要求有定位精度，而且经常拆卸的，主要选用过渡配合，但也可以根据情况选用间隙不大的间隙配合或过盈不大的过盈配合。第一百四十一页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日例题评定零件加工质量时，应考虑的因素包括（）。A.零件的尺寸偏差B.零件的形位偏差C.零件的表面粗糙度D.零件材料的强度、硬度E.零件的配合ABCD零件表面的尺寸、形状和互相位置以及表面粗糙度反映了零件的几何特性；材料的强度、硬度、弹性、刚度等反映了零件的物理机械特征。在评定零件的加工质量时，应当全面考虑这些因素。第一百四十二页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日1.4生产纲领和生产类型生产纲领是企业每年生产合格产品的产量，体现企业的生产规模。生产类型主要有单件生产、成批生产和大量生产。第一百四十三页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日生产类型含义适用情况单件生产单个或少量地制造相同产品。很少重复或完全不重复重型机械或新产品试制都属于单件生产。成批生产成批地制造相同的产品，并且按一定的周期重复地进行生产。一般机床生产属于成批生产。一次投入或产出的同一产品（或零件）的数量称为生产批量。大量生产连续不断地生产数量很多的相同产品。汽车、轴承以及自行车生产一般属于大量生产。第一百四十四页，共一百五十七页，编辑于2023年，星期日生产类型同类零件的年产量（件）重型（30kg以上）中型（4kg－30kg）轻型（4kg以下）单件生