机械加工基础知识

...wd......wd......wd...第一章金属材料根基知识第一节、常用材料比重和合金元素符号材料名称比重(克/厘米²)材料名称比重(克/厘米²)灰口铸铁可锻铸铁钢材铸钢低碳钢(含碳0.1%)中碳钢(含碳0.4%)高碳钢(含碳1%)高速钢(含钨9%)高速钢(含钨18%)不锈钢(含铬13%)紫铜黄铜铝合金锡基轴承合金铅基轴承合金铁Fe铜Cu铝Al钛Ti锌Zn铅pb铍Be稀土RE钨W钴Co钽Ta6.8~7.27.2~7.47.857.87.857.827.818.38.77.758.898.4~8.852.67~2.857.34~7.759.33~10.677.878.92.74.517.1411.341.8519.38.916.6YG类硬质合金(钨钴)YT类硬质合金(钨钛钴)汞Hg锰Mn铬Cr钒V钼Mo铌Nb银Ag金Au铂Pt钾k钠Na钙Ca硼B硅Si镁Mg镍Ni锡Sn锑Sb磷P硫S碳C氮N氧O氢H14.4~14.99.5~12.413.67.437.196.1110.208.5710.519.3221.450.860.971.552.342.331.748.97.296.681.832.072.25第二节、钢铁材料一、铸铁即生铁。它是指含碳量为2.11—6.69%的铁碳合金。依照室温组织的不同，可将铸铁分为如下三类：亚共晶铸铁——含碳量＜4.3%；共晶铸铁——含碳量4.3%；过共晶铸铁——含碳量＞4.3%。╭灰口铸铁(HT)、球墨铸铁(QT)、可锻铸铁〔KT〕按主要性能和使用特性分为：1、铸铁〈抗磨铸铁(KmT〉、耐蚀铸铁(ST)代号用汉语拼音带抗拉强度表示。╰耐热铸铁(RT)二、钢1、碳素构造钢碳素构造钢的含碳量小于0.38%，而以小于0.25%的最为常用，即以低碳钢为主。这类钢尽管硫、磷等有害杂质的含量较高，但性能仍能满足一般工程构造、建筑构造及一些机件的使用要求，且价格低廉，因此在国民经济各个部门得到广泛应用。可供焊接、铆接及栓接构件之用，广泛应用于桥梁、船舶、建筑工程中制作各种静负荷的金属构造件、不需热处理的一般机械零件和普通焊接件，是一种用途非常广泛的工程用钢。依据GB700-88国标规定，碳素构造钢牌号以屈服点“屈〞字的汉语拼音首位字母Q和后面三位数字来表示，如Q215、Q235、Q255等，每个牌号的数字均表示该钢种在厚度小于16mm时的最低屈服点〔MPa〕。在钢的牌号尾部，可用A、B、C、D表示钢的质量等级。其中A为普通级，B、C、D表示硫、磷含量较低的优等级别。在牌号的最后还可用符号标志其冶炼时的脱氧程度，如对未完全脱氧的沸腾钢标以符号“F〞，而对已完全脱氧的镇静钢则表以“Z〞或不标符号。低合金高强度构造钢是含少量合金元素〔一般含合金总量小于3%〕的普通合金钢，它强度较高，加工和焊接工艺性较好，生产本钱接近碳素钢，如Q295(12Mn)、Q345(16Mn)。2、优质碳素构造钢硫、磷含量较低〔≤0.035%〕，依据GB699-1999，优质碳素构造钢的牌号用两位数字表示，即是钢中平均含碳量的万分数。对于沸腾钢则在尾部增加符号F,如08F，15F等。半镇静钢注“b〞，镇静钢一般不注。当钢中锰含量〔质量分数〕小于0.7%时，称为普通含锰量优质碳素钢；当锰含量在0.7%—1.2%之间时称为较高含锰量优质碳素钢，在尾部标以“Mn〞，锰的含量增多，可以提高钢的淬透性。因此，比普通锰含量钢强度较高，韧性和塑性稍低，硬度和耐磨性提高。根据优质碳素钢含碳量的不同，分为低碳钢、中碳钢、高碳钢：低碳钢的含碳量〔质量分数〕≤0.25%，由于含碳量低，因而强度低，硬度低，但塑性、韧性高，可锻性和焊接性好，冷塑性变形能力高。一般不采用热处理，还可作为渗碳钢，用于制造外表渗碳处理的中小机械零件和要求不高的模具。中碳钢的含碳量为0.3%—0.6%，强度、硬度较高，塑性、韧性稍低，热锻、热压性能良好，冷作变形能力较好，切削性能较佳，但焊接性较差，主要用于制造较大负载的机械零件。由于含碳量较高，可采用热处理强化，多属于调质钢〔40、45、50钢是最常用的中碳调质钢〕。高碳钢的含碳量在0.6%以上，焊接性能低。因为碳含量高，所以水淬常产生裂纹，一般采用水淬油冷双液淬火，而小尺寸截面零件一般采用油淬为佳。主要应用于耐磨零件及弹簧。合金构造钢是在碳素构造钢的根基上参加适量的一种或几种合金元素而形成的，它比碳素构造钢的综合性能要好，如20Mn2、35SiMn、40Cr、20CrMnTi等。3、工具钢工具钢分为碳素工具钢、高速工具钢、合金工具钢碳素工具钢含碳量在0.65%—1.35%范围内的优质高碳钢，代号用T表示碳素工具钢，后面数字表示含碳量的千分之几〔如T10、T12A〕等。这类钢由于耐热性能很差〔200~250℃〕，允许的切削速度很低，一般仅适用于尺寸较小、低速的手动切削工具及形状较简单的模具和量具。合金工具钢是指含铬、钨、硅、锰、钼、钒等合金元素的低合金钢。合金工具钢有较高的耐热性(300～400℃)，可以允许在较高的切削速度下工作；耐磨性较好，因此可用于截面积较大，要求热处理变形较小，对耐磨性及韧性有一定要求的低速切削工具，如板牙、手用丝锥、铰刀、拉刀等。常用的有：9SiCr、CrWMn等。高速工具钢高速工具钢也叫高速钢，是一种参加了较多钨(W)、钼(Mo)、铬(Cr)、钒(V)等合金元素的高合金工具钢，含碳量在0.7%—1.65%之间，合金元素在10%—20%范围内，较明显的提高了钢的硬度、淬透性、耐磨性及热硬性，在500℃～600℃温度时，仍具有高的硬度，铸造钴基合金在700℃～850℃时的硬度仍无显著变化。高速钢代号表示方法：含碳量≥1.00%时不予标出，＜1.00%时，数字为千分之几，后面是元素符号，数字是平均含量的百分之几，平均合金含量＜1.5%钢号中仅标明元素，平均合金含量≥1.5%，2.5%、3.5%……23.5%时，相应写成2、3、4……24，如W18Cr4V表示含碳量大于1.00%，含钨18%，含铬4%，含钒小于1.5%。高速钢具有优良的综合性能，是应用较多的一种刀具材料。按用途不同可分为：通用型高速钢和高性能高速钢。通用型高速钢的碳(C)含量0.7%～0.9%，是中等热稳定性高速钢，具有一定的硬度〔63～66HRC〕和耐磨性，高的韧性和强度，良好的塑性和磨削性，广泛用于制造各种复杂刀具，切削硬度在250～280HBW以下的大局部构造钢和铸铁。高性能高速钢是指在通用型高速钢的成分中再增加一些含碳量、含钒量，有时添加钴、铝等合金元素以提高耐热性和耐磨性的钢种，其热稳定性高，加热到630℃～650℃时仍保持60HRC的硬度，具有更好的力学性能，寿命约为通用型高速钢的1.5～3倍。按制造方法不同可分为：熔炼高速钢和粉末冶金高速钢。粉末冶金高速钢是用细小的高速钢粉末〔直径0.1～0.6mm的球形〕在高温〔≈1100℃〕，高压〔≈100MPa〕下直接压制而成的，完全防止了碳化物偏析。粉末冶金高速钢和熔炼高速钢相比，强度比一般高速钢提高一倍，韧性提高1.5～2倍。硬度提高0.5～1HRC。适合做插齿刀、铣刀等受冲击大的刀具。按化学成分〔主要按含钨量〕：含钨12%～18%的钨高速钢〔有W18Cr4V——做钻头、铣刀等；W12Cr4V4Mo——做车刀，刨刀；9W18Cr4V2等〕；含钨6%～8%的钨钼高速钢：有W6Mo5Cr4V2〔耐温高，价格低〕；含钨2%和不含钨的钼高速钢。4、硬质合金硬质合金是以难溶的金属碳化物〔碳化钨WC、碳化钛TiC〕为根基，以金属粘结剂〔如钴Co〕为粘合剂，混合压制成型后烧结而成。硬质合金可分为碳化钨基和碳〔氮〕化钛基两大类。我国最常用的碳化钨基硬质合金有：钨钴类〔如YG3X、YG6、YG8等〕和钨钛钴类〔如YT30、YT15、YT5等〕，近年来，新牌号的硬质合金得到了快速开展。硬质合金也是用的叫普遍的一种刀具材料。另外因为它硬度高，耐磨性好，常做冷精锻凹模，寿命可以到达几十万件甚至上百万件。但是硬质合金的韧性比工具钢差得多,根本上不能承受拉应力，因此在做凹模时,给硬质合金模芯加上预应力圈，让硬质合金模芯内外表处于压应力状态，这样在工作时可以抵消拉应力。硬质合金的性能特点：硬度比高速钢高很多。〔到达HRA88～91或HRC76～79，比高速钢HRC63～66高〕。抗弯强度只相当高速钢的1/2～1/3。(高速钢3000～4000MPa，硬质合金1000多MPa)韧性比高速钢低得多〔高速钢抗拉强度1500～2400MPa，硬质合金＜800MPa〕。热物理性能：硬质合金的热导率是高速钢的2～3倍。耐热性比高速钢高很多。硬质合金在800～1000℃时尚可进展切削，在高温下有良好的抗塑性变形的能力。抗粘结性高于高速钢，抗粘结磨损能力强。〔高速钢粘结温度575℃，钨钴类粘结温度625～750℃，钨钛钴类775～850℃〕。化学稳定性：氧化温度高于高速钢。第三节、金属材料的力学性能金属材料的主要力学性能有：强度、塑性、硬度、韧性、疲劳强度等。1、强度：强度是金属材料在力的作用下，抵抗塑性变形和断裂的能力，强度有多种判据，工程上以屈服点和抗拉强度最为常用。(1)、屈服点它是指拉伸试样产生屈服现象时的应力。它可按下式计算：FsFs——试样发生屈服时所承受的最大载荷，(N)；σs=──(MPa)AoAo——试样原始截面积，(mm)²(2)、抗拉强度指金属材料在拉断前所承受的最大应力，以σb表示。它可以下式表示：FbFb——试样在拉断前所承受的最大载荷，(N)；σb=──〔MPa〕Ao由于机器零件或构件工作时，通常不允许发生塑性变形，因此多以屈服点σs作为强度设计的依据。对于脆性材料，因断裂前根本不发生塑性形变，故无屈服点可言，在强度计算时，则以σb为依据。常用钢材的力学性能材料名称牌号材料的状态力学性能抗剪强度τ/MPa抗拉强度σb/MPa屈服点σS/MPa伸长率E10〔%〕弹性模量E/103MPa普通碳素钢Q195、(A0)未经退火的255~373314~46118618~22Q195F、(A1)255~314314~39228~33Q215、(A2)265~333333~41221626~31Q235、(A3)304~373432~46125321~25Q255、(A4)333~412481~51125519~23Q275、(A5)392~490569~60827515~19优质碳素钢05已退火的1962252805F206~294255~3733208F216~304275~3831773208255~353324~4411963218610F216~333275~4121863010255~333294~4322062919415F245~363314~4512815265~373333~4712252619820F275~383333~4712252619620275~392353~5002452520625314~432392~5392752419830353~471441~5882942219735392~511490~6373142019740412~530511~6573331820945432~549539~6863531620050432~569539~7163731421660539≥6864021320470588≥745422112062、塑性：塑性是指金属材料产生塑性变形而不被破坏的能力，通常以伸长率δ来表示：ι1—ι0ι0——试样原始标距长度，mm；δ=──—─×100%式中：ι0ι1试样拉断后的标距长度，mm。伸长率的数值与试样尺寸有关，因而试验时应对所选定的试样尺寸做出规定，以便进展比拟。如ι0=10d0时，用δ10表示或δ表示；ι0=5d0时，用δ5表示。金属材料的塑性也可用断面收缩率ψ表示：Ao–A1Ao——试样的原始截面积，mm²ψ=───×100%AoA1——试样拉断后，断口处截面积，mm²δ和ψ值愈大，材料的塑性愈好。良好的塑性不仅是金属材料进展轧制、锻造、冲压、焊接的必要条件，而且在使用时万一超载，由于产生塑性变形，能够防止突然断裂。3、硬度金属材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕的能力称为硬度。硬度是衡量金属软硬的判据。硬度直接影响到材料的耐磨性及切削加工性。〔1〕布氏硬度〔HB〕以直径为D的淬火钢球或硬质合金球为压头，在载荷F的静压力下，将压头压入被测材料的外表，停留假设干秒后，卸去载荷，然后采用带刻度的专用放大镜测出压痕直径d，并依据d的数值从专门的硬度表格中查出相应的HB值。布氏硬度通常用于HB值小于450的材料，如灰铸铁，非铁合金或较软的钢材，将钢球压头测出的硬度值标以HBS，而将硬质合金球测出的硬度值标以HBW。〔2〕洛氏硬度〔HR〕在特定的压头上以一定压力压入被测材料，根据压痕深度来度量材料的硬度，称为洛氏硬度。HRC是用1471N(150kg/f)载荷，将顶角为120°的金刚石圆锥形压头压入金属外表测得的洛氏硬度值。主要用于测定淬火钢及较硬的金属材料。第二章机械加工常识第一节、机械制图一、常用尺寸标注1、中心孔：中心孔有60°、75°、90°三种，其中60°最常用。60°中心孔又有A、B、C、R四种型号，如图示：2、中心孔的使用参数：dA、B、C型孔C型孔选择中心孔的参照数据A及B型孔C型孔D最大LL1ad1L2最小原料端部最小直径D0轴状原料最大直径D0工件的最大重量〔公斤〕≈0.5—111.20.2——2＞2~3.5—0.7—222.30.3——3.5＞3.5~4—1—2.52.52.90.4——4＞4~7—1.5—444.60.6——6.5＞7~10152—555.80.8——8＞10~181202.5—666.80.8——10＞18~302003M37.57.58.513.20.812＞30~505004M4101011.21.24.3115＞50~808005M512.512.5141.55.31.220＞80~12010006M6151516.81.86.41.525＞120~18015008M820202228.4230＞180~220200012M12303032.52.513342＞220~260300016M16383840.52.517450＞260~300500020M20454548321560＞300~360700024M24585862425570＞360100003、简化标注和缩写词：4、外表光洁度：5、常用锥度：第二节、螺纹一、螺纹的根本要素1、普通螺纹内外螺纹总是成对使用的，决定内外螺纹能否配合，以及配合的松紧程度，主要取决于牙型角α、螺距P和中径D2〔d2〕三个根本要素的精度。牙型角α是螺纹轴向剖面上的相邻两牙侧之间的夹角。普通螺纹的牙型角为α=60°。中径D2〔d2〕是一个假想圆柱的直径，该圆柱的母线通过螺纹牙厚与牙槽宽相等的地方。螺距P是相邻两牙在中径线上对应两点之间的轴向距离。普通螺纹其原始牙型呈等边三角形，牙型角60°，其高度为H，根本牙型上的大径削平H/8，小径处削平H/4。普通螺纹分为粗牙和细牙两种。粗牙普通螺纹用字母“M〞及“公称直径〞表示，如M8、M16等。细牙普通螺纹用字母“M〞及“公称直径×螺距〞表示，如M10×1、M20×1.5等。当螺纹为左旋时，在螺纹代号之后加“LH〞，如M16LH，M20×1.5LH等。2、梯形螺纹梯形螺纹是使用最多的传动螺纹，这是由于梯形螺纹具有加工比拟容易、强度适中、传动性能可靠的特性。国家标准GB/T5796.1～4-1986规定了一般用途的梯形螺纹的牙型、尺寸和公差，但不适用于精细的机床丝杠。我国机床行业有专门的机床丝杠精度标准。梯形螺纹的原始牙型角是30°，在顶部和底部对称削平后得到根本牙型，其牙顶和牙底的宽度均为0.366P。具有根本牙型的内、外螺纹配合后是没有间隙的。梯形螺纹用“Tr〞表示。单线螺纹用“公称直径×螺距〞表示，多线螺纹用“公称直径×导程〔螺距〕〞表示。当螺纹为左旋时，需在尺寸规格之后加注“LH〞，右旋不注出。为了保证梯形螺纹的灵活性，必须使配合后的内、外螺纹在大径间和小径间留有一定的间隙，因此分别在内、外螺纹的根本牙型的牙底处留有一个保证间隙ac,这样就得到了另外一个牙型，它就是梯形螺纹的设计牙型：内螺纹的大径要比根本牙型大，外螺纹的小径要比根本牙型小，都加一个间隙，其余各直径的尺寸没有变化，只是在内、外螺纹的牙底和外螺纹的牙顶都制有圆弧。因此车制梯形螺纹的时候，刀尖的宽度如表：3030°梯形螺纹车刀的刀尖宽度尺寸螺距刀尖宽度螺距刀尖宽度螺距刀尖宽度234560.5980.9641.3301.5621.9288101216202.6603.2924.1245.3206.784243240488.24811.17614.10417.0323、英制螺纹英制螺纹的牙型角为55°，其公称直径按英寸〔in〕，标以“″〞，例如：3/8″〔英制螺纹，公称直径3/8英寸，每英寸16扣〕。4、管螺纹4.1.牙型角55°管螺纹分别有：eq\o\ac(○,1)圆柱内螺纹与圆锥外螺纹的配合〔使用在低压静载的场合，如水、煤气管的连接〕；eq\o\ac(○,2)圆锥内螺纹与圆锥外螺纹的配合〔适用于高压、动载等受力复杂的场合〕；eq\o\ac(○,3)圆柱内螺纹和圆柱外螺纹的配合〔也叫做55°非密封管螺纹〕不具有密封性，只做连接使用。螺纹的尺寸代号是以管子通径的规格作为管螺纹的尺寸规格，图例：公称尺寸1/2″的右旋圆锥外螺纹标记为ZG1/2″，其基准平面上的大径尺寸为φ20.955，每英寸14扣。4.2.牙型角60°管螺纹牙型角为60°的密封管螺纹，内、外螺纹可以组成两种配合：锥/锥和柱/锥，这两种配合的螺纹副本身都具有密封性。适用于管子、阀门、管接头、旋塞及其他管路附件。为确保螺纹连接的密封性，应在螺纹副内添加适宜的密封介质。牙型60°密封管螺纹的牙型，其原始三角形为60°的等边三角形。圆锥螺纹的锥度比为1：16，其牙型角的角平分线垂直于螺纹轴线。二、螺纹联结1、螺钉〔螺栓〕联结的种类有半圆头螺钉、圆柱头螺钉、沉头螺钉：一般不用螺母，直接拧入工件的螺纹孔内，适用于受力不大及一些轻小零件的联结。小六角头铰制孔用螺栓：螺栓杆部与工件通孔配合良好，起紧固与定位作用，能承受侧向力，一般用于不必打销钉而又有定位要求的联结。双头螺栓联结：装配时一端拧入固定零件的螺孔中，再把被联结件用螺母夹紧。这种联结，适用于被连接件厚度较大或经常需要拆卸的地方。六角头螺栓联结：使用时不需螺母，通过零件的孔，拧入另一零件的螺纹孔中。使用于不经常拆卸的地方。螺钉头有小六角，内六角和方形等。其它螺钉：如T型螺钉、地脚螺栓等。2、螺纹紧固件的机械性能和常用材料在螺栓的头部，常有数字，这些数字表示螺栓的机械性能等级。螺栓、螺钉和螺柱的机械性能用小数的形式表示：如4.8、5.6、8.8、10.9等等。性能等级小数点前的数字代表材料公称抗拉强度σb的1/100，小数点后的数字代表材料的屈服强度(σs)或非比例伸长应力〔σ0.2〕与公称抗拉强度(σb)之比的10倍(10σb/σb)。简称：屈强比，〔3.6~6.8级为σs，8.8~12.9级为σ0.2〕。推荐材料：3.6级：低碳钢；4.6~6.8级：低碳钢或中碳钢；8.8、9.8级：低碳合金钢，中碳钢经淬火并回火；10.9级：中碳钢，低、中碳合金钢，合金钢，淬火并回火；12.9级：合金钢淬火并回火。3、螺栓的产品等级：六角头螺栓产品等级分为A、B、C三级。其中A级最准确，C级精度最差。A级用于承载较大，要求精度高或受冲击、振动载荷的场所。标记例如：螺纹规格d=M12、公称长度ι=80mm、性能等级为8.8级、外表氧化、A级六角头螺栓的标记为：GB/T5782M12×80A级粗牙全螺纹六角头螺栓：M12、长度80、性能等级8.8级：GB/T5783M12×80B级粗牙六角头螺栓〔细杆〕：M12、长度80、性能等级8.8级：GB/T5784M12×80C级六角头螺栓：M12、长度80、性能等级为4.8级的标记为：GB/T5780M12×80C级全螺纹六角头螺栓：M12×80的4.8级螺栓标记为：GB/T5781M12×80第三节、钢的热处理常识钢的热处理种类分为整体热处理和外表热处理两大类。常用的整体热处理有退火，正火、淬火和回火；外表热处理可分为外表淬火与化学热处理两类。1、退火退火就是将金属或合金的工件加热到适当温度〔高于或低于临界温度，临界温度即使材料发生组织转变的温度〕，保持一定的时间，然后缓慢冷却〔即随炉加热，保温，冷却或者埋入导热性较差的介质中〕的热处理工艺。退火工艺的特点是保温时间长，冷却缓慢，可获得平衡状态的组织。钢退火的主要目的是为了细化组织，提高性能，降低硬度，以便于切削加工；消除内应力；提高韧性，稳定尺寸。使钢的组织与成分均匀化；也可为以后的热处理工艺作组织准备，根据退火的目的不同，退火有完全退火、球化退火、消除应力退火等几种。1.1.完全退火：亚共析钢完全退火奥氏体化温度一般选为Ac3+(30-50°C)，缓慢冷却。适用于含碳量0.83%以下的铸、锻、焊件。目的在于使晶粒细化，消除或减少组织的不均匀性，改善切削加工性〔降低硬度〕，提高塑性和韧性，消除内应力。1.2.消除内应力退火：一般在稍高于再结晶温度下〔钢铁材料550-650°C〕缓冷300°C后空冷。目的在于消除铸造和焊接过程中产生的内应力，防止零件在使用过程中变形。2、正火将钢件加热到临界温度以上30-50℃,保温适当时间后，在静止的空气中冷却的热处理工艺称为正火。正火的主要目的是细化组织，改善钢的性能，获得接近平衡状态的组织。正火与退火工艺相比，其主要区别是正火的冷却速度稍快，所以正炽热处理的生产周期短。它得到的晶粒比退火更细，增加了强度和韧性，减少内应力，改善低碳钢的切削性能。故退火与正火同样能到达零件性能要求时，尽可能选用正火。大局部中、低碳钢的坯料一般都采用正炽热处理。一般合金钢坯料常采用退火，假设用正火，由于冷却速度较快，使其正火后硬度较高，不利于切削加工。正火主要用于不再进展淬火或调质的构造零件。3、淬火将钢件加热到临界点〔AC3+30-50°C〕以上某一温度〔45号钢淬火温度为840-860℃,碳素工具钢的淬火温度为760～780℃〕,保持一定的时间，然后以适当速度冷却以获得马氏体或贝氏体组织的热处理工艺称为淬火。淬火与退火、正火处理在工艺上的主要区别是冷却速度快，目的是为了获得马氏体组织。也就是说要获得马氏体组织，钢的冷却速度必须大于钢的临界速度。所谓临界速度就是获得马氏体组织的最小冷却速度。钢的种类不同，临界冷却速度不同，一般碳钢的临界冷却速度要比合金钢大。所以碳钢加热后要在水中冷却，而合金钢在油中冷却。冷却速度小于临界冷却速度得不到马氏体组织，但冷却速度过快，会使钢中内应力增大，引起钢件的变形，甚至开裂。马氏体组织是钢经淬火后获得的不平衡组织，它的硬度高，但塑性、韧性差。马氏体的硬度随钢的含碳量提高而增高。所以高碳钢、碳素工具钢淬火后的硬度要比低、中碳钢淬火后的硬度高。同样马氏体的塑性与韧性也与钢的含碳量有关，含碳量低，马氏体的塑性，韧性就较好。4、回火钢件淬硬后，再加热到临界温度以下的某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺称为回火。淬火后的钢件一般不能直接使用，必须进展回火后才能使用。因为淬火钢的硬度高、脆性大，直接使用常发生脆断。通过回火可以消除或减少内应力、降低脆性，提高韧性；另一方面可以调整淬火钢的力学性能，到达钢的使用性能。根据回火温度的不同，回火可分为低温回火、中温回火和高温回火三种。4.1.低温回火淬火钢件在250℃以下的回火称为低温回火。低温回火主要是消除内应力，降低钢的脆性，一般很少降低钢的硬度，即低温回火后可保持钢件的高硬度。如钳工实习时用的锯条、锉刀等一些要求使用条件下有高硬度的钢件，都是淬火后经低温回火处理。4.2.中温回火淬火钢件在250℃～500℃之间的回火称为中温回火。淬火钢件经中温回火后可获得良好的弹性，因此弹簧、压簧、汽车中的板弹簧等，常采用淬火后的中温回火处理。4.3.高温回火淬火钢件在高于500℃的回火称为高温回火。淬火钢件经高温淬火后，具有良好综合力学性能〔既有一定的强度、硬度，又有一定的塑性、韧性〕。所以一般中碳钢和中碳合金钢常采用淬火后的高温回火处理。轴类零件应用最多。淬火+高温回火称为调质处理。5、外表热处理仅对工件表层进展热处理以改变组织和性能的工艺称外表热处理。5.1.外表淬火仅对钢件表层进展淬火的工艺称为外表淬火。其热处理的特点是用快速加热的方法把钢件外表迅速加热到淬火温度〔这时钢件的心部温度较低〕，然后快速冷却，使钢件的一定深度表层淬硬，心部仍保持其原来状态。这样就提高钢件外表硬度和耐磨性，心部仍具有较好的综合力学性能〔一般外表淬火前进展了调质处理〕。例如齿轮工作时外表接触应力大，摩擦利害，要求表层高硬度，而齿轮心部通过轴传递动力〔包括冲击力〕。所以中碳钢制造的齿轮是调质处理后，再经外表淬火。外表淬火由于采用的快速加热方法不同有：火焰加热外表淬火、感应加热外表淬火。感应加热外表淬火又由于电源频率不同有高频淬火、中频淬火。5.2.化学热处理将金属或合金工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外表，以改变工件外表的化学成分、组织和性能的热处理工艺称为化学热处理。化学热处理的过程也是加热→保温→冷却的三个阶段，其不同的是在一定介质中保温。根据渗入元素不同，化学热处理有渗低碳合金钢〔如20，20Cr钢〕；气体渗碳时的渗碳剂为煤油或乙醇；渗碳温度为900-950℃,煤油或乙醇在该温度下裂解出活性碳原子[C]，[C]就渗入低碳钢件的表层，然后向内部扩散，形成一定厚度的渗碳层。5.2.1.氮化：分为强化氮化和抗蚀氮化。强化氮化是为了提高零件外表的硬度、耐磨性和疲劳强度，并具有一定的耐蚀性。5.2.2.渗碳：目的是使低碳钢的外表含碳量增高到0.8-1.2%，经过适当的热处理后，外表得到高硬度、高耐磨及高抗拉强度的性能，心部保持高塑性和韧性。5.2.3.碳氮共渗：也叫氰化。是同时向钢的外表渗碳和渗氮的过程。氰化处理不仅比渗碳处理有较高的硬度和耐磨性，而且兼有一定耐蚀和抗疲劳的能力，比单独渗碳或单独氮化所需时间短。6、时效钢的力学和物理性能随时间而变化的现象称为时效。时效是合金的显微组织不发生明显变化而改变其性能的过程。钢的时效有两种：热时效和形变时效。6.1.热时效：时效与回火有类似的作用，这种方法操作简便，效果也很好，但是消耗时间太长。时效的目的是使淬火后的工件进一步消除内应力，稳定工件尺寸。常用来处理要求形状不再发生变形的精细工件，例如精细轴承、精细丝杠、床身、箱体等。低温时效实际就是低温补充回火。6.1.1.高温时效：加热略低于高温回火的温度〔＜500~680℃〕，保温后缓冷到300℃以下出炉。6.1.2.低温时效：将工件加热到100~150℃，保温较长时间〔约5~20h〕6.2.形变时效处理：钢件在冷变形后随时间延长而令其性能发生变化的过程称为形变时效，亦称为机械时效。钢的形变时效处理为：冷变形后，在室温下需保持15～16天或更长时间，待其性能变化，假设是在200～350°C时效处理，仅几分钟即可。7、热处理常用加热设备热处理中常用的加热设备主要有加热炉、测温仪表、冷却设备和硬度计等。其中加热炉有很多种，常用电阻炉和盐浴炉。7.1.电阻炉电阻炉是利用电流通过电热元件〔如金属电阻丝，SiC棒等〕产生的热量来加热工件。根据其加热的温度不同，可分为高温电阻炉、中温电阻炉和低温电阻炉等。又根据形状不同分为箱式电阻炉和井式电阻炉等多种。这种炉子的构造简单，操作容易，价格较低，主要用于中、小型零件的退火、正火、淬火、回火等热处理。其主要缺点是加热易氧化、脱碳，是一种周期性作业炉，生产率低。7.2.盐溶炉盐浴炉是用熔融盐作为加热介质〔即工件放入熔融的盐中加热〕的加热炉。使用较多的是电极式盐浴炉和外热式盐浴炉。盐浴炉常用的盐为氯化钡、氯化钠、硝酸钾和硝酸钠。由于工件加热是在熔融盐中进展，与空气隔开，工件的氧化、脱碳少，加热质量高，且加热速度快而均匀。盐浴炉常用于小型零件及工、模具的淬火和回火。第四节钳工工作一、钳工概述钳工工作主要以手工方法，利用各种工具和常用设备对金属进展加工。钳工的特点是加工灵活、方便，能够加工形状复杂、质量要求较高的零件。工具简单，制造刃磨方便，材料来源充足，本钱低。缺点是劳动强度大，生产率低，对个人技术水平要求较高。钳工工作台二、钳工工作钳工的根本操作技能包括：划线、錾削、锯割、锉削、钻孔、扩孔、锪孔、铰孔、攻螺纹、套螺纹、矫正、弯曲成型、刮削、研磨、装配等。1、划线：1.1.划线的作用a、确定工件加工外表的加工余量和位置；b、检查毛坯的形状、尺寸是否符合图纸要求；c、合理分配各加工面的余量；d、在毛坯误差不太大时，可依靠划线的借料法予以补救，使零件加工外表仍符合要求。1.2.划线的种类a、平面划线：在工件的一个外表上划线的方法称为平面划线。b、立体划线：在工件的几个外表上划线的方法称为立体划线。1.3.划线工具a、基准工具：划线平板、划线方箱、直角铁b、测量工具：游标高度尺、钢尺、直角尺、万能角度尺c、绘划工具：划针、划规、划卡、划针盘、样冲d、夹持工具：V形铁、千斤顶1.4.划线基准的类型a、以两个相互垂直的平面〔或线〕为基准。b、以一个平面与一个对称平面为基准。c、以两个相互垂直的中心平面为基准。1.5.划线基准的选择1.5.1.划线前零件图样分析根据图纸要求划出零件的加工界限称划线。图样是划线的依据，划线前必须对图样进展仔细的分析，才能正确定正正确的划线工艺。图样分析方法和步骤如下：a、看标题栏通过分析图样的标题栏了解零件的名称，比列，材料等，初步了解零件的用途，性质及大致的大小等。b、分析视图分析视图是对图样进展分析的关键，其目的是要搞清各视图之间的投影配置关系，明确各视图的表达重点。c、分析形态根据对各视图的分析，想象出来零件的形状，明确组成零件的各根本简单形状之间的连接关系以及一些细小构造，在脑子里想像形成一个完整的零件构造。d、分析尺寸结合对零件视图和零件的形态分析，找出零件长，宽，高三个方向上的尺寸基准零件形体的定影，定位尺寸及尺寸偏差。e、了解技术要求根据图内、图外的文字和符号了解零件的外表粗糙度，公差，热处理理等方面的要求。f、零件加工工艺的分析根据以上零件图样的分析，初步确定零件的根本加工。1.5.2.划线基准确实定a、划线基准划线时零件上用来确定其他点，线面位置的点，线，面称为划线基准。b、划线基准确实定划线时基准确实定应遵循以下几点：1〕根据划线的类型确定基准的数字，在保证划线正常进展的情况下尽量减少基准的数字2〕划线时可选划线基准尽量与设计基准想一致，以减少由于基准不重合产生基准不重合误差，同时也能方便划线尺寸确实定。3〕在毛坯上划线时应以已加工外表为划线基准。4〕确定划线基准时还应考虑零件按量的合理性，当零件的设计基准而不利于零件的放置时，为了保证划线的安全顺利进展，一般选择较大和平直的而作为划线的基准。5〕划线基准确实定在保证划线质量的同时还要考虑划线效率的提高。1.6.划线尺寸的计算划线尺寸的计算是根据图样要求和划线内容计算出所需划线内容的坐标尺寸。1.7.划线前的准备工作1、工件的清理及检查2、工件的涂色3、在工件孔中心装配中心块1.8.划线步骤研究图纸，确定划线基准，详细了解需要划线的部位，这些部位的作用和需求以及有关的加工工艺。初步检查毛坯的误差情况，去除不合格毛坯；清理零件的冒口、型砂、氧化皮、飞边、毛刺和污物。工件外表涂色〔淡金水〕正确安放工件和选用划线工具。划线6、详细检查划线的精度以及线条有无漏划7、在线条上打样冲眼。1.9.划线的本卷须知〔1〕看懂图样，了解零件的作用，分析零件的加工顺序和加工方法；〔2〕工件夹持或支承要稳妥，以防滑倒或移动；〔3〕在一次支承中应将要划出的平行线全部划全，以免再次支承补划，造成误差；〔4〕正确使用划线工具，划出的线条要准确、清晰；〔5〕划线完成后，要反复核对尺寸，才能进展机械加工。

1.10.应用分度头划线〔1〕分度头规格分度头的主要规格是以主轴中心到底面高度来表示的。〔2〕分度头构造与传动系统分度头的构造图传动系统图〔3〕分度盘与分度叉一般分度头备有两块分度盘。分度盘两面都有许多圈孔，各圈孔数均不等，但同一孔圈上孔距是相等的。第一块分度盘的正面各圈孔数分别为24、25、28、30、34、37；反面为38、39、41、42、43，第二块分度盘正面各圈孔数分别为46、47、49、51、53、534；反面分别为57、58、59、62、66。分度叉的夹角大小可以松开螺钉进展调整，在调节时，应注意使分度叉间的孔数比需要的孔数多一孔作为基准孔零件来计算〔4〕几种常用的分度方法A、直接分度法。直接分度是将蜗杆与蜗轮脱开，利用主轴前端的刻度环进展，但分度后必须锁紧主轴，以防切削振动。B、简单分度法。简单分度是利用分度盘进展的，分度时首选用分度盘锁紧螺钉，将分度盘固定，手柄转数N手可用下式确定：N手＝40〔分度蜗轮齿数/Z〔工作所需等分数〕简单分度时，分度盘固定不动。此时将分度盘上的定位销拔出，调整孔数为7的倍数的孔圈上，即28、42、49均可。假设选用42孔数，即1/7=6/42。所以，分度时，手柄转过一转后，再沿孔数为42的孔圈上转过6个孔间距。为了防止每次数孔的烦琐及确保手柄转过的孔数可靠，可调整分度盘上的两块分形夹之间的夹角，使之等于欲分的孔间距数，这样依次进展分度时就可以准确无误。C、差动分度法。当用简单分度法不能满足工件所需等份时，可利用差动分度。差动分度可到达任意等分。2、矫正与弯形1〕矫正概述矫正是指消除金属材料或工件的弯曲、不直和翘曲等缺陷的加工方法。2〕常使用的矫正工具〔1〕平板、铁砧和台虎钻〔2〕锤子〔3〕抽条和拍板〔4〕螺旋压力工具3〕矫正方法〔1〕条料和角钢的矫正扭转法矫正条料伸长法矫正条料矫正扭曲角钢内、外弯角钢矫正〔2〕棒类、轴类工件或型材的矫正〔3〕板料的矫正4〕弯曲成型弯形方法木锤弯形板料金属线材弯曲弯圆弧形工件弯多直角工件3、铆接用铆钉连接两个或两个以上工件的操作叫做铆接。1〕铆接种类按使用要求分类〔1〕活动铆接〔2〕固定铆接按用途分类〔1〕稳固铆接〔2〕严密铆接〔3〕稳固紧密铆接按铆接方法分类〔1〕冷铆〔2〕热铆〔3〕混合铆2〕铆接工具3〕铆钉直径、长度及钉孔直径确实定铆钉直径等于板厚的1.8倍〔1〕半圆头铆钉杆长度L=δ+〔1.25～1.5〕d〔2〕沉头铆钉杆长度L=δ+〔0.8～1.2〕d铆接时，钉孔直径的大小，应按连接要求的不同而有所变化。4〕铆接方法半圆头铆钉铆接过程4、錾削用手锤打击錾子对金属进展切削加工的操作方法称为錾削。錾削的作用就是錾掉或錾断金属，使其到达要求的形状和尺寸。錾削主要用于不便于机械加工的场合，如去除凸缘、毛刺、分割薄板料、凿油槽等。这种方法目前应用较少。1)錾子〔1〕切削局部的几何角度錾子由切削局部、斜面、柄部和头部四局部组成，柄部一般做成八棱形，头部近似为球面形，其长度约170mm左右，直径18～24mm。錾子的切削局部包括两个外表〔前刀面和后刀面〕和一条切削刃〔锋口〕。切削局部要求较高硬度〔大于工件材料的硬度〕，且前刀面和后刀面之间形成一定楔角β。楔角大小应根据材料的硬度及切削量大小来选择。楔角大，切削局部强度大，但切削阻力大。在保证足够强度下，尽量取小的楔角，一般取楔角β=60°。2〕錾子的种类及用途根据加工需要，主要有三种：扁錾它的切削局部扁平，用于錾削大平面、薄板料、清理毛刺等。狭錾它的切削刃较窄，用于錾槽和分割曲线板料。油槽錾它的刀刃很短，并呈圆弧状，用于錾削轴瓦和机床平面上的油槽等。2〕手锤手锤由锤头和锤柄组成锤头。一般由碳素工具钢制成，并经过热处理淬硬。锤柄一般由坚硬的木材制成，且粗细和强度应该当，应和锤头的大小相称。手锤的规格通常以锤头的质量来表示，有0.25kg、0.5kg、0.75kg、1kg等几种。为了防止手锤在操作过程中脱落伤人，木柄装入锤孔后必须打入楔子。3〕錾平面较窄的平面可用平錾进展，每次厚度为0.5～2mm。对于宽平面，应先用窄錾开槽，再用平錾錾平。4〕錾油槽錾油槽，要选与油槽同宽的油槽錾錾削，使油槽錾得深浅均匀，外表平滑。5〕錾断錾断薄板和小直径棒料可以在虎钳上进展，如图〔ａ〕所示。对于较长或较大的板材，可在铁砧上錾断。6〕錾削操作起錾时，錾子尽可能向右斜45°左右。从工件边缘尖角处开场，并使錾子从尖角处向下倾斜30°左右，轻打錾子，可较容易切入材料。起錾后按正常方法錾削。当錾削到工件尽头时，要防止工件材料边缘崩裂，脆性材料尤其需要注意。因此，錾到尽头10mm左右时，必须调头錾去其余局部。錾削时，操作者的步位和姿势应便于用力。身体的重心偏于右腿，挥锤要自然，眼睛要正视錾刃，而不是看錾子的头部，正确姿势姿势如图。5、锯割用手锯锯断金属材料或在工件上锯出沟槽的操作称为锯削。主要作用有：〔1〕分割各种材料或半成品；〔2〕锯掉工件上的多余局部；〔3〕在工件上锯槽。1〕锯弓锯弓是用来夹持和拉紧锯条的工具。有固定式和可调式两种。固定式锯弓的弓架是整体的，只能装一种长度规格的锯条。可调式锯弓的弓架分成前后前段，由于前段在后段套内可以伸宿，因此可以安装几种长度规格的锯条，故目前广泛使用的是可调式。2〕锯条〔1〕锯条的材料与构造锯条是用碳素工具钢〔如T10或T12〕或合金工具钢，并经热处理制成。锯条的规格以锯条两端安装孔间的距离来表示〔长度有150～400mm〕。常用的锯条是长399mm、宽12mm、厚0.8mm。锯条的切削局部由许多锯齿组成，每个齿相当于一把錾子起切割作用。常用锯条的前角γ为0、后角α为40～50°、楔角β为45～50°。锯条的锯齿按一定形状左右错开，排列成一定形状称为锯路。锯路有穿插、波浪等不同排列形状。锯路的作用是使锯缩宽度大于锯条背部的厚度，防止锯割时锯条卡在锯缝中，并减少锯条与锯缝的摩擦阻力，使排屑顺利，锯割省力。锯齿的粗细是按锯条上每25.4mm长度内齿数表示的。14～18齿为粗齿，24齿为中齿齿为细齿。锯齿的粗细也可按齿距t的大小来划分：粗齿的齿距t=1.6mm，中齿的齿距t=1.2mm，细齿的齿距t=0.8mm。〔2〕锯条粗细的选择锯条的粗细应根据加工材料的硬度、厚薄来选择。锯割软的材料〔如铜、铝合金等〕或厚材料时，应选用粗齿锯条，因为锯屑较多，要求较大的容屑空间。锯割硬材料〔如合金钢等〕或薄板、薄管时、应选用细齿锯条，因为材料硬，锯齿不易切人，锯屑量少，不需要大的容屑空间；锯薄材料时，锯齿易被工件勾住而崩断，需要同时工作的齿数多，使锯齿承受的力量减少。锯割中等硬度材料〔如普通钢、铸铁等〕和中等硬度的工件时，一般选用中齿锯条。〔3〕锯条的安装手锯是向前推时进展切割，在向后返回时不起切削作用，因此安装锯条时应锯齿向前；锯条的松紧要适当，太紧失去了应有的弹性，锯条容易崩断；太松会使锯条扭曲，锯缝歪斜，锯条也容易崩断。3〕锯割姿势起锯角α以15°左右为宜。为了起锯的位置正确和平稳，可用左手大母指挡住锯条来定位。起锯时压力要小，往返行程要短，速度要慢，这样可使起锯平稳。锯割时握锯要自然舒展，右手握柄，左手扶弓。推锯时右手施力，左手压力不要太大，主要是协助右手扶正锯弓；返回时右手稍微把锯弓往上抬，不加力、不切削，把锯条返回即可，否则易造成过早锯齿磨损，减少使用寿命。在锯削过程中锯齿崩落后，应将邻近几个齿都磨成圆弧，才可继续使用，否则会连续崩齿直至锯条报废。6、锉削用锉刀对工件外表进展切削加工，使工件到达零件图样所要求的形状、尺寸和外表粗糙度的加工方法称为锉削。锉削可以加工工件的内外平面、曲面、沟槽和各种复杂形状的外表，是钳工的主要操作方法之一。6.1.锉刀:〔1〕锉刀种类：钳工中常用的有钳工锉、异形锉和整形锉，材料：T12或T13。a、钳工锉：按断面形状不同分为五种，即平锉、方锉、圆锉、三角锉、半圆锉。b、整形锉：用于修整工件上的细小部位。c、特种锉：用于加工特种外表，种类较多如棱形锉。〔2〕锉刀的粗细确定与选择使用锉刀纹号齿型加工余量/mm尺寸精度/mm外表粗糙度Ra/μm适用对象1粗0.5～10.2～0.5100～25粗加工或加工有色金属2中0.2～0.50.05～0.212.5～6.3加工半精加工3细0.05～0.20.01～0.056.3～3.2精加工或加工硬金属4油光0.025～0.050.005～0.013.2～1.6精加工时修光外表6.2.操作方法〔1〕锉刀握法：大锉刀可有三种握法，中型一种，小型两种。〔2〕锉削的姿势与操作方法：锉削时要充分利用锉刀的全长，用全部锉齿进展工作。开场时身体要向前倾斜10º左右，右肘尽可能收缩到前方。最初三分之一行程时，身体逐渐前倾到15º左右，使左膝稍弯曲；其次三分之一行程，右肘向前推进。同时身体也逐渐前倾到18º左右；最后三分之一行程，用右手腕将锉刀推进，身体恢复到起始位置姿势。锉削时为了锉出平直的外表，必须正确掌握锉削力的平衡，使锉刀平稳。锉削时的力量有水平推力和垂直压力两种，推动主要由右手控制，其大小必须大于切削阻力，才能锉去切屑；压力是由两手控制的，其作用是使锉齿深入金属外表。由于锉刀两端伸出工件的长度随时都在变化，因此两手的压力大小必须随着变化，保持力矩平衡，使两手再锉削过程中始终保持水平。锉削时有两个力，一个是推力，一个是压力，其中推力由右手控制，压力由两手控制，而且，在锉削中，要保证锉刀前后两端所受的力矩相等，即随着锉刀的推进左手所加的压力由大变小，右手的压力由小变大，否则锉刀不稳易摆动。顺向锉法：锉刀沿着工件外表横向或纵向移动，锉削平面可得到正直的锉痕，比拟整齐美观。适用于锉削小平面和最后修光工件。穿插锉法：是以穿插的两方向顺序对工件进展锉削。由于锉痕是穿插的，容易判断锉削外表的不平程度，因而也容易把外表锉平。穿插锉法去屑较快，适用于平面的粗锉。推锉法。两手对称地握住锉刀，用两大拇指推锉刀进展锉削。这种方法适用于较窄外表且已经锉平、加工余量很小的情况下，来修正尺寸和减小外表粗糙度。外圆弧面锉削。锉刀要同时完成两个运动：锉刀的前推运动和绕圆弧面中心的转动。前推是完成锉削，转动是保证锉出圆弧形状。常用的外圆弧面锉削方法有两种：滚锉法、横锉法。滚锉法是使锉刀顺着圆弧面锉削，此法用于精锉外圆弧面；内圆弧面锉削。锉刀要同时完成三个运动：锉刀的前推运动、锉刀的左右移动和锉刀自身的转动。否则，锉不好内圆弧面。通孔的锉削根据通孔的形状、工件材料、加工余量、加工精度和外表粗糙度来选择所需的锉刀。〔3〕注意问题锉刀只在推进时加工进展切削，返回时，不加力、不切削，把锉刀返回即可，否则易造成锉刀过早磨损；锉削时利用锉刀的有效长度进展切削加工，不能只用局部某一段，否则局部磨损过重，造成寿命降低。3)锉刀的正确使用和保养(1)新锉刀要先使用一面，用钝后再使用另一面。(2)在粗锉时，应充分使用锉刀的有效全长，这样既可提高锉削效率，又可防止锉齿局部磨损。(3)锉刀上不可沾油或沾水。(4)不可锉毛坯件的硬皮及已经淬硬的工件。(5)铸件外表如有硬皮，应该先用砂轮磨去或用旧锉刀和锉刀的有齿侧边锉去硬皮，然后再进展正常的锉削加工。(6)锉屑嵌入齿缝时，必须及时用钢丝刷沿着锉齿的纹路进展去除。(7)锉刀使用完毕后必须清刷干净，以免生锈。(8)无论在使用过程中或放人工具箱时，不可与其他工具或工件堆放在一起，以免损坏锉齿。〔9〕不可用锉刀代替其他工具敲打或撬物。7〕锉削质量检查检查垂直度用直角尺采用透光法检查。应先选择基准面，然后对其他各面进展检查。检查直线度用钢尺和直角尺以透光法来检查。检查外表粗糙度一般用眼睛观察即可。如要求准确，可用外表粗糙度样板对照检查。7、钻孔、扩孔和铰孔：7.1.钻孔用钻头在实体材料上加工孔叫钻孔。在钻床上钻孔时，一般情况下，钻头应同时完成两个运动；主运动，即钻头绕轴线的旋转运动〔切削运动〕；辅助运动，即钻头沿着轴线方向对着工件的直线运动〔进给运动〕，钻孔时，主要由于钻头构造上存在的缺点，影响加工质量，加工精度一般在IT10级以下，外表粗糙度为Ra12.5μm左右、属粗加工。〔1〕钻头：钻头是钻孔用的主要刀具，用高速钢制造，工作局部热处理淬硬至ＨＲＣ６２～６５。它由柄部、颈部及工作局部组成，有直柄和锥柄两种，直柄传递扭矩力较小；锥柄顶部是扁尾，起传递扭矩作用。它有两个前刀面，两个后刀面，两个副切削刃，一个横刃，一个顶角。麻花钻切削局部几个要素：螺旋角—通常所说的螺旋角是指螺旋槽上最外缘的螺旋线展开成直线与钻头轴线之间的夹角。在不同半径处，螺旋角的大小是不相等的，螺旋角的大小直接影响前角的大小。螺旋槽起容纳参加切削液和排除切屑的作用。普通麻花钻的螺旋角一般在18°～32°。锋角：锋角是两主切削刃在与它们平行的平面上的投影夹角。它的大小影响前角、切削厚度、切削宽度、切屑流出方向、切削力、光洁度和孔的扩张量，以及外缘转点的散热条件。锋角加大，可加大前角，加大切削厚度，使切削扭矩有所降低，并使排屑较有利，因此，适宜于钻塑性大、强度大的材料；锋角小，切削刃长度增大，切削宽度大，切削厚度减小，使单位长度负荷降低，且外缘点的刀尖角加大，散热体积加大，可减轻切削刃的磨损，同时使轴向力减小，对钻头纵向稳定性有利，适宜于钻脆性大、耐磨性材料。普通麻花钻的锋角2φ=118°±2°。前角：切削刃上任一点的基面与前面的夹角，称为这一点的前角。普通麻花钻的前角在外缘处最大，自外缘向中心逐渐减小，靠近钻心处为负前角。前角的大小与螺旋角、主偏角、刃倾角有关。前角的大小决定切削难易程度和切屑在前面的摩擦情况，前角越大，切削越省力，但刃口强度降低；前角越小，刃口强度增加，也加大了切削力。后角：切削刃上任一点的后角是刀具的后面与切削平面之间的夹角。后角加大，可以减小刀具后面与工件的摩擦，便于切削液流到切削区，有利于冷却，改善磨损，并使切削刃锋利，容易切入工件。后角过大，则削弱了切削刃的强度，热量不易散出，并促使扎刀和振动的产生。因此，应根据不同材料和切削用量及钻头直径来定后角的大小，一般是8°～12°。横刃斜角：在钻头的端面投影图中，横刃和主切削刃的锐角是横刃斜角。后角加大时横刃斜角就要减小，横刃变长。横刃越大，定心作用越好。麻花钻的横刃斜角是47°～55°。横刃：是两个主后面的交线。横刃的长短影响着轴向力的大小和刃口的强度。横刃长=0.18d。〔2〕钻孔操作a、钻孔前一般先划线，确定孔的中心，在孔中心先用冲头打出较大中心眼。b、钻孔时应先钻一个浅坑，以判断是否对中。c、在钻削过程中，特别钻深孔时，要经常退出钻头以排出切屑和进展冷却，否则可能使切屑堵塞或钻头过热磨损甚至折断，并影响加工质量。d、钻通孔时，当孔将被钻透时，进刀量要减小，防止钻头在钻穿时的瞬间抖动，出现“啃刀〞现象，影响加工质量，损伤钻头，甚至发生事故。e、钻削大于φ30mm的孔应分两次站，第一次先钻第一个直径较小的孔〔为加工孔径的0.5～0.7〕；第二次用钻头将孔扩大到所要求的直径。f、钻削时的冷却润滑：钻削钢件时常用机油或乳化液；钻削铝件时常用乳化液或煤油；〔3〕切削用量钻钢件15-18米/分钟加冷却液钻灰铸铁16-20米/分钟，不用冷却液；钻不锈钢9——11米/分钟，加冷却液。〔4〕走刀量〔毫米/转〕钻头越大走刀量可以越大，材料越硬走刀量越小。直径10以下的钻头每转0.1—0.2毫米直径10—20的每转0.2—0.3毫米直径20—30的每转0.5—0.6毫米〔5〕钻孔时，选择转速和进给量的方法为：A、用小钻头钻孔时，转速可快些，进给量要小些；B、用大钻头钻孔时，转速要慢些，进给量适当大些；C、钻硬材料时，转速要慢些，进给量要小些；钻软材料时，转速要快些，进给量要大些；用小钻头钻硬材料时可以适当地减慢速度。D、钻孔时手进给的压力是根据钻头的工作情况，以目测和感觉进展控制，应注意掌握。〔6〕钻头的刃磨钻头的后刀面接触砂轮进展刃磨，右手绕钻头的轴线作微量的转动。左手作上下少量的摆动，这样钻头的轴心与砂轮圆柱面母线的夹角等于钻头顶角2ф的一半，可同时磨出顶角、后角、横刃斜角，磨好一面再磨另一面，刃磨时，要随时检查角度的正确性与称性。为防止发热退火，需用水冷却。群钻的修磨为改善标准麻花钻的切削性能和满足不同的钻削要求，应对麻花钻的切削局部进展修磨，以改良标准麻花钻的缺点。〔7〕废品产生的原因和防止废品形式废品产生原因防止方法孔径大(1)钻头两切削刃长度不等，(1)正确刃磨钻头。角度不对称。(2)重新装夹钻头，消除摆动(2)钻头产生摆动孔呈多角形(1)钻头后角太大。(1)正确刃磨钻头，减小后角(2)钻头两切削刃长度不等，(2)正确刃磨钻头，检测两切削刃长角度不对称度相等。孔歪斜(1)工件外表与钻头轴线不垂直。(1)正确装夹工件。(2)进给量太大钻头弯曲。(2)选择适宜进给量。(3)钻头横刃太长，定心不好(3)磨短横刃孔壁粗糙(1)钻头不锋利。(1)刃磨钻头，保持切削刃锋利。(2)后角太大。(2)减小后角。(3)进给量太大。(3)减少进给量。(4)冷却缺乏，切削液润滑性能差(4)选择润滑性能好的切削液钻孔位偏移(1)划线或样冲眼中心不准。(1)检查划线尺寸和样冲眼位置。(2)工件装夹不准。(2)工件要装稳夹紧。(3)钻头横刃太长，定心不准(3)磨短横刃〔8〕钻头损坏原因与预防损坏形式损坏原因预防方法钻头工作局部折断(1)用钝钻头钻孔。(1)把钻头磨锋利。(2)进给量太大。(2)正确选择进给量。(3)切屑塞住钻头螺旋槽未及时排出(3)钻头应及时退出，排出切屑。(4)孔快钻通时，进给量突然增大。(4)孔快钻通时，减少进给量。(5)工件松动。(5)将工件装稳紧固。(6)钻孔产生歪斜，仍继续工作(6)纠正钻头位置，减少进给量切削刃迅速磨损(1)切削速度过高，切削液不充分。(1)降低切削速度，充分冷却。(2)钻头刃磨角度与工件硬度不适应(2)根据工件硬度选择钻头刃磨角度7.3.铰孔铰孔是用铰刀从工件壁上切除微量金属层，以提高孔的尺寸精度和外表质量的加工方法。是孔的精加工方法之一，其加工精度可达IT6～IT7级，外表粗糙度Ra=0.4～0.8μm。7.3.1铰刀的种类及构造铰刀是多刃切削刀具，有6～12个切削刃和较小顶角。铰孔时导向性好。铰刀刀齿的齿槽很宽，铰刀的横截面大，因此刚性好。铰孔时因为余量很小，每个切削刃上的负荷著小于扩孔钻，且切削刃的前角γ0=0°，所以铰削过程实际上是修刮过程。特别是手工铰孔时，切削速度很低，不会受到切削热和振动的影响，因此使孔加工的质量较高。铰孔按使用方法分为手用铰刀和机用铰刀两种。铰刀的工作局部有切削局部和修光局部所组成。7.3.2.铰削用量和切削液的选择(1)铰削余量的选择铰削余量应根据铰孔精度、外表粗糙度、孔径大小、材料硬度和铰刀类型来决定。铰削余量的选择不宜太大或太小。Φ30以下的孔，一般0.2～0.3㎜，30～50的孔约0.5㎜，50～100的孔约0.8㎜。(2)切削速度和进给量铰铸铁切削速度≤10m／min，进给量为0．8mm／r左右。铰钢料切削速度≤8m／min，进给量为0．4mm／r左右。加工材料切削液钢(1)10％～20％乳化液。(2)铰孔要求高时，采用30％菜油加70％肥皂水。(3)铰孔要求更高时，可采用茶油、柴油、猪油等铸铁(1)煤油(但会引起孔径缩小，最大收缩量0.02～0.04mm)。(2)低浓度乳化液(也可不用)铝煤油铜乳化液7.3.3.铰孔本卷须知(1)手铰过程中，两手用力要平衡，旋转铰刀的速度要均匀，铰刀不得偏摆。(2)工件要夹正，对薄壁零件的夹紧力不要过大。(3)铰刀不能反转，退出时也要顺转，否则会卡在孔壁和切削刃之间，而使孔壁划伤或切削刃崩裂。(4)假设铰刀被卡住，不能猛力扳转铰刀，以防损坏铰刀。(5)机铰时，要注意机床主轴、铰刀和工件上的孔三者间的同轴度误差是否符合要求。7.3.4.废品产生原因与预防废品形式废品产生原因防止方法外表粗糙度达不到要求(1)铰刀不锋利或有缺口。(1)刃磨或更换铰刀。(2)铰孔余量太大或太小。(2)选用合理的铰孔余量。(3)切削速度太高。(3)选用适宜的切削速度。(4)切削刃上粘有切屑。(4)用油石将切屑磨去。(5)铰刀退出时反转，手铰时铰刀(5)铰刀退出时应顺转，手铰时铰刀应旋转旋转不稳。平稳。(6)切削液不充分或选择不当(6)正确选择切削液，并供给充足孔成多边形(1)铰削余量太大，铰刀不锋利。(1)减少铰削余量，刃磨或更换铰刀。(2)铰削前钻孔不圆。(2)保证钻孔质量。(3)钻床主轴、铰刀偏摆太大(3)调整钻床主轴旋转精度，正确装夹铰刀孔径扩大(1)铰刀与孔轴心线不重合。(1)钻孔后立即铰孔。(2)进给量和铰削余量太大。(2)减少进给量和铰削余量。(3)切削速度太高，使铰刀温度上(3)降低切削速度，用切削液充分冷却升，直径增大孔径缩小(1)铰刀磨损后尺寸变小。(1)调节铰刀尺寸或更换新铰刀。(2)铰刀磨钝。(2)用油石刃磨铰刀。(3)铰铸铁时加煤油(3)不加煤油7.3.5.铰刀损坏原因与预防损坏形式产生原因预防方法过早磨损(1)刃磨时未及时冷却，使切削刃退火。(1)刃磨时应及时冷却。(2)切削刃外表粗糙度值大，切削刃易磨损(2)用油石刃磨切削刃。(3)切削液不充分或选择不当。(3)正确选择切削液，并供给充足(4)工件材料过硬(4)选用硬质合金铰刀崩刃(1)前角和后角太大。(1)适当减小铰刀前角和后角。(2)机铰时，铰刀偏摆过大。(2)正确装夹铰刀。(3)铰刀退出时反转，切屑卡在切削刃与孔(3)铰刀退出时应顺转。壁之间(4)刃磨时切削刃有裂纹(4)更换新的铰刀折断(1)铰削用量太大。(1)正确选择铰削用量。(2)铰刀被卡住，仍继续用力。(2)应退出铰刀，去除切屑后再铰(3)铰刀轴心线与孔轴心线有倾斜(3)两手用力一定要均匀，防止铰刀倾斜8、攻螺纹套螺纹工件圆柱外表上的螺纹称为外螺纹；工件圆柱孔内侧面上的螺纹为内螺纹。常用的三角形螺纹工件，其螺纹除采用机械加工外，还可以攻螺纹和套螺纹等钳工加工方法获得。攻螺纹〔攻丝〕是用丝锥加工出内螺纹；套螺纹〔套丝〕是用板牙在圆杆上加工出外螺纹。8.1.攻螺纹〔攻丝〕8.1.1丝锥丝锥是加工内螺纹的刀具。分手用和机用两种，有粗牙和细牙之分；一般选用合金工具钢9SiGr制成，并经热处理制成。按牙型又可分为普通螺纹丝锥、圆柱管螺纹丝锥、圆锥螺纹丝锥等。通常M6～M24的丝锥一套为两支，称头锥、二锥；M6以下及M24以上一套有三支、即头锥、二锥和三锥。每个丝锥都有工作局部和柄部组成。工作局部是由切削局部和校准局部组成，切削局部起主要切削作用，校准局部用来修光和校准已切出的螺纹。丝锥的轴向有几条〔一般是三条或四条〕容屑槽有直槽和螺旋槽两种，相应地形成几瓣刀刃〔切削刃〕和前角。一般丝锥都制成直槽，有些专用丝锥制成左旋槽，用来加工通孔，切屑向下排出，也有些制成右旋槽，用来加工不通孔，切屑向上排出。切削局部〔即不完整的牙齿局部〕是切削螺纹的重要局部，常磨成圆锥形，以便使切削负荷分配在几个刀齿上。头锥的锥角小些，有5～7个牙；二锥的锥角大些，有3～4个牙。校准局部具有完整的牙齿，用于修光螺纹和引导丝锥沿轴向运动。柄部有方头，其作用是与铰扛相配合并传递扭矩。8.1.2.铰扛铰杠是用来夹持丝锥进展攻丝加工的工具，可分为普通铰杠和丁字铰杠，每种铰杠又可分为固定式和活络式两种，攻制M5以下的螺孔，多使用固定式。活络式铰杠旋转手柄即可调节方孔的大小，规格以柄长表示，常用于夹持M6～M24的丝锥。铰扛长度应根据丝锥尺寸大小进展选择，以便控制攻螺纹时的扭矩，防止丝锥因施力不当而扭断。8.1.3攻螺纹前钻底孔直径和深度1、底孔直径确实定丝锥在攻螺纹的过程中，切削刃主要是切削金属，但还有挤压金属的作用，因而造成金属凸起并向牙尖流动的现象，所以攻螺纹前，钻削的孔径〔即底孔〕应大于螺纹内径,否则就会将丝锥扎住或挤断。螺纹底孔大小要根据工件材料的塑性和螺孔的大小来决定，底孔的直径可查手册或按下面的经历公式计算，用螺纹的公称直径(d)直接减螺距(p)：脆性材料〔铸铁、青铜等〕：钻孔直径dz=d–(1.04~1.06)p塑性材料〔钢、紫铜等〕：钻孔直径dz=d–p2、钻孔深度确实定攻盲孔〔不通孔〕的螺纹时，因丝锥不能攻到底，所以孔的深度要大于螺纹的长度，盲孔的深度可按下面的公式计算：孔的深度=所需螺纹的深度+-.7d3、孔口倒角攻螺纹前要在钻孔的孔口进展倒角，以利于丝锥的定位和切入。倒角的深度大于螺纹的螺距。8.1.4攻螺纹的操作要点1、攻螺纹前，应先在底孔孔口处倒角，其直径略大于螺纹大径。2、工件装夹要正，比拟容易判断丝锥是否歪斜，防止螺纹攻歪。3、根据工件上螺纹孔的规格，正确选择丝锥，先头锥后二锥，不可颠倒使用。4、开场攻丝时，尽量把丝锥放正，然后用手压住丝锥，给一个轴向力，同时旋转铰杠，使丝锥进入。当丝锥进入1~2圈以后，要检查丝锥是否与孔端面垂直〔可目测或直角尺在互相垂直的两个方向检查〕。一般攻削3~4圈螺纹后，丝锥的方向就可根本确定。如果开场丝孔攻的不正，可将丝锥旋出，用二锥加以纠正，然后再用头锥攻削。当切削局部已切入工件后，每转1～2圈应反转1/4圈，以便切屑断落；尤其是攻不通孔螺纹孔时，要及时退出丝锥排屑。同时不能再施加压力〔即只转动不加压〕，以免丝锥崩牙或攻出的螺纹齿较瘦。5、攻钢件上的内螺纹，要加机油润滑，可使螺纹光洁、省力和延长丝锥使用寿命；攻铸铁上的内螺纹可不加润滑剂，或者加煤油；攻铝及铝合金、紫铜上的内螺纹，可加乳化液。6、不要用嘴吹切屑，以防切屑飞入眼内。8.1.5.产生废品的原因及预防废品形式产生废品原因防止方法螺纹烂牙(1)螺纹底孔直径太小丝锥不易切入。(1)选择适宜的底孔直径。(2)交替使用头、二锥时，未先用手将丝锥旋入，(2)先用手将丝锥旋入，再用铰杠造成头、二锥不重合。攻削。(3)对塑性好的材料，未加切削液，或攻螺纹时，(3)加切削液，并多倒转丝锥排屑。丝锥不经常倒转排屑。(4)丝锥磨钝或铰杠掌握不稳；螺纹歪斜过多，(4)换新丝锥，或磨丝锥前面，双强行校正手用力要均衡，防止铰杠歪斜。螺纹形状(1)攻螺纹前底孔直径太大。(1)选择适宜的底孔直径。(2)丝锥磨钝。(2)换新丝锥，或修磨丝锥。螺孔垂直(1)攻螺纹时丝锥位置未校正。(1)要多检查校正。(2)机攻时，丝锥与螺孔不同轴。(2)保持丝锥与螺孔的同轴度。螺纹滑牙(1)丝锥到底仍继续转动丝杠。(1)丝锥到底应停顿转动丝杠。(2)在强度低的材料上攻小螺纹时，已切出螺纹，(2)已切出螺纹时，应停顿加压，仍继续加压。攻完退出时应取下铰杠。8.2.套螺纹〔套丝〕套螺纹是用板牙在圆柱或圆锥等外表加工出外螺纹的方法。8.2.1.圆板牙圆板牙是加工外螺纹的刀具，用合金工具钢9SiGr经热处理淬硬制成，由切削局部、定径局部、排屑孔〔一般有三、四个〕组成。排屑孔的两端有６０°的锥度，起着主要的切削导向作用。定径局部起修光作用。板牙的外圆有一条深槽和４个锥坑，锥坑用于定位和紧固板牙，当板牙的定径局部磨损后，可用片状砂轮沿槽将板牙切割开，借助调紧螺钉将板牙直径缩小。8.2.2.板牙架板牙架是用来夹持板牙、传递扭矩的工具。不同外径的板牙应选用不同的板牙架。8.2.3.套螺纹前圆杆直径确实定与攻螺纹一样，套螺纹时有切削作用，也有挤压金属的作用。圆杆外径太大，板牙难以套入；太小，套出的螺纹牙形不完整。圆杆直径应稍小于螺纹的公称尺寸，圆杆直径可查表或按经历公式计算：圆杆直径=螺纹外径d-(0.13～0.2)螺距p套螺纹前圆杆端部应倒角，使板牙容易对准工件中心，同时也容易切入。倒角长度应大于一个螺距，斜角为15°～30°。8.2.4.套螺纹的操作要点和本卷须知1、套螺纹前要检查圆杆端部～60°的锥角，圆杆直径应稍小于螺纹大径的尺寸，以便板牙切入，且螺纹端部不出现锋口。2、起套要从前后、左右两个方向观察与检查，及时进展垂直度的找正。这是保证套螺纹质量的重要操作步骤。由于板牙切削局部圆锥角较大，起套的导向性较差，容易产生板牙端面与圆杆轴心线不垂直的情况，造成烂牙〔乱扣〕，甚至不能继续切削。3、板牙端面应与圆杆垂直，操作时用力要均匀。开场转动板牙时，要稍加压力；套入三四扣后，可只是转动不加压，并经常反转，以便断屑。4、每次套螺纹前应将板牙排屑槽内及螺纹内的切屑去除干净；5、套螺纹时切削扭矩很大，易损坏圆杆的已加工面，所以应使用硬木制的V型槽衬垫或用厚铜板作保护片来夹持工件。6、工件伸出钳口的长度，在不影响螺纹要求长度的前提下，应尽量短。7、在钢制圆杆上套螺纹时要加机油润滑，使切削省力，保证螺纹质量。8.2.5.产生废品的原因及预防废品形式产生废品原因防止方法螺纹烂牙(1)套螺纹时，圆杆直径太大，起套困难。(1)选择适宜的圆杆直径。(2)板牙歪斜太多，强行校正。(2)要多检查校正。(3)未进展润滑，板牙未经常倒转断屑(3)加切削液，并多倒转丝锥断屑螺纹形状不完整(1)套螺纹时，圆杆直径太小。(1)选择适宜的圆杆直径。(2)圆板牙的直径调节太大(2)正确调节圆板牙的直径套螺纹时螺纹歪斜(1)板牙端面与圆杆不垂直。(1)保持板牙端面与圆杆垂直。(2)两手用力不均匀，板牙歪斜(2)两手用力均匀，保持平衡9、刮削用刮刀在工件已加工外表上刮去一层很薄金属的操作称为刮削。刮削时刮刀对工件既有切削作用，又有压光作用。刮削是精加工的一种方法。通过刮削后的工件外表，不仅能获得很高的形位精度、尺寸精度，而且能使工件的外表组织严密和小的外表粗糙度，还能形成比拟均匀的微浅坑，创造良好的存油条件，减少摩擦阻力。所以刮削常用于零件上互相配合的重要滑动面，如机床异轨面、滑动轴承等，并且在机械制造、工具、量具制造或修理中占有重要地位。但刮削的缺点是生产率低，劳动强度大。9.1.刮削工具及显示剂〔1〕刮刀刮刀是刮削工作中的重要工具，要求刀头局部有足够的硬度和刃口锋利。常用T10A、T12A和GCr15钢制成，也可在刮刀头部焊上硬质合金，以刮削硬金属。刮刀可分为平面刮刀和曲面刮刀两种。平面刮刀用于刮削平面，可分为粗刮刀、细刮刀和精乱刀三种；曲面刮刀用来刮削曲面，曲面刮刀有多种形状，常用三角刮刀。曲面刮刀〔2〕校准工具校准工具的用途是：一是用来与刮削外表磨合，以接触点子多少和疏密程度来显示刮削平面的平面度，提供刮削依据；二是用来检验刮削外表的精度与准确性。刮削平面的校准工具有：校准平板、校正尺和角度直尺三种。校准平板校准直尺角度直尺〔3〕显示剂显示剂是用来显示被刮削外表误差大小的。它放在校准工具外表与刮削外表之间，当校准工具与刮削外表合在一起对研后，凸起局部就被显示出来。这种刮削时所用的辅助涂料称为显示剂。常用的显示剂有红丹粉〔加机油和牛油调和〕和兰油〔普鲁士蓝加蓖麻油调成〕。9.2.平面刮削平面刮削有手刮法和挺刮法两种。其刮削步骤为：〔1〕粗刮用粗刮刀在刮削平面上均匀地铲去一层金属，以很快除去刀痕，锈斑或过多的余量。当工件外表研点为4～6点/25×25，并且有一定细刮余量时为止。〔2〕细刮用细刮刀在经粗刮的外表上刮去稀疏的大块高研点，进一步改善不平现象。细刮时要朝一个方向刮，第二遍刮削时要用45°或65°的穿插刮网纹。当平均研点为10～14点/25