机械制造基础(岳波辉)058971

机械制造基础项目一阶梯轴加工基础工作任务选择加工如图1—1所示阶梯轴工件的设备和加工方法。能力目标1．金属材料的结构，铁碳合金，碳素结构钢；2．金属切削加工基本规律；3．车刀几何角度定义，车刀的材料、结构、类型及选用；4．表面粗糙度；5．车床，车削加工特点与选用；6．游标卡尺的使用。图1-1阶梯轴

模块1识读阶梯轴零件图一、阶梯轴零件的结构图1-1所示阶梯轴为典型的轴类零件，零件的各组成部分是同轴回转体，且轴向尺寸大于径向尺寸，轴上有轴间、退刀槽、倒角。主要加工面为两圆柱面，两端C2倒角。二、阶梯轴零件材料

由图1-1所示零件图可知，该阶梯轴的材料为45钢，45表示优质碳素结构钢的牌号，其平均含碳量为0.45%。三、阶梯轴零件加工技术要求1．表面粗糙度。外圆柱面和两端面的表面粗糙度均为Ra12.5μm。2．（其他）倒角。两处倒角C2。模块2相关基础知识一、金属及合金的晶体结构晶格—晶体中的原子用点表示，原子的中心用假想的直线连接，形成的格子；晶胞—晶格中最基本的几何单元；晶格常数—晶格中的边长；用Å（埃）度量，1Å＝10-8cm金属晶体结构的主要差别是晶格类型和晶格常数的不同。1.常见金属三种晶格类型（a）体心立方晶格（b）面心立方晶格（c）密排六方晶格2．金属的实际晶体结构

（1）多晶体结构（2）晶体缺陷3、金属的结晶金属在固态下一般都是晶体。晶体—原子在空间呈规律性排列；注意：在固态时呈规律性排列，而在液态时金属原子的排列并不规律。金属的结晶就是由液态金属转变为固态金属的过程。纯金属的结晶是在一定温度下进行的，在冷却曲线上出现一段水平段,如图所示。即：时间变化，固体增加，但金属的温度并不下降，这是由于金属结晶时放出热量，致使温度不下降。

纯金属冷却曲线过冷度—理论结晶温度和实际结晶温度不一样，实际结晶温度低一些，这种现象叫过冷，温度差叫过冷度金属结晶过程的基本规律是：晶核不断的形成和长大。晶界—晶粒之间的接触面，晶粒的外形是不规则的，晶粒的内部原子排列的位向也各不相同。金属晶粒的粗细对金属力学性能影响很大结论：同一成分的金属晶粒越细，其强度越高，硬度也越高，塑性、韧性也越好。晶核越多，晶粒越细。4.纯铁的同素异晶转变同素异晶转变—随着温度的改变，固态金属晶格也随之改变的现象。纯铁在1394℃和912℃发生同素异晶转变，如图所示。纯铁的同素异晶转变5.合金的晶体结构

合金—两种或两种以上的金属元素，或金属和非金属元素熔合在一起，构成具有金属特性的物质，称为合金。机械中大量使用合金的原因：（1）合金比纯金属强度、硬度高，且成本低；

（2）可以改变合金的成分和进行不同的热处理在很大的范围内调节其性能。组元—组成合金的元素，称为组元。合金总的稳定化合物也可作组元，例如Fe3C。相—在合金中，凡化学成分和晶格构造相同、并与其他部分有界面分开的均匀组成部分，称为相。例如：钢液是液相。铁碳合金的组织—按显微镜下各相的形态特征，又可分成不同的组织：固溶体、金属化合物，和机械混合物。

（1）固溶体溶剂和溶质—对铁碳合金，一部分碳原子溶入到铁的晶格内，保持铁的晶格，则铁是溶剂，碳是溶质。固溶体—这种溶质的原子进入溶剂晶格，仍保持溶剂晶格类型的金属晶体，称为固溶体。固溶体可分为置换固溶体和间隙固溶体。*置换固溶体—溶质原子代替了一部分溶剂原子，占据了溶济的某些节点。*间隙固溶体—溶质的原子进入溶剂晶格空隙部分，不占据节点的位置。铁碳合金都是间隙固溶体。固溶体强化—形成固溶体时，溶剂的晶格产生不同程度的畸变，这种畸变使塑性