機械基本常識教材匯編

1、1機械基本常識簡介2機械基本知識3機械設計常識（1）4機械設計常識（2）總費用設計制造費用使用費用5機械設計常識（3）6機械設計常識（4）計劃計劃 方案設計方案設計 技術設計技術設計提出任務 機器功能分析 明確構形要求分析對機器的要求 提出可能的解決辦法 結構化確定任務要求 組合幾種可能的方案 選擇材料，決定尺寸 評價 評價 決策-選定方案 決策-確定結構形狀尺寸 零件設計 部件設計 編制技術文件 總體設計 7機械設計常識（5）設計機械零件的要求設計機械零件的要求一。一。1 強度強度 選用強度高的材料，足夠的剖面尺寸，合理的剖面形狀，科學的熱處理方法選用強度高的材料，足夠的剖面尺寸，合理的剖面

2、形狀，科學的熱處理方法 2 剛度剛度 工作時產(chǎn)生的彈性變形不超過允許的限度工作時產(chǎn)生的彈性變形不超過允許的限度 3 壽命壽命 發(fā)藍，表面鍍層，噴涂漆膜，表面陽極化處理發(fā)藍，表面鍍層，噴涂漆膜，表面陽極化處理二。二。結構工藝性結構工藝性 是否易于加工制造，裝配是否易于加工制造，裝配三。三。 經(jīng)濟性經(jīng)濟性四。四。 質(zhì)量小質(zhì)量小 例：安裝緩沖裝置降低沖擊載荷，安全裝置限制最大載荷，零件應力小的部位減少材料，例：安裝緩沖裝置降低沖擊載荷，安全裝置限制最大載荷，零件應力小的部位減少材料， 沖壓件焊接件代替鑄鍛件，選用強重比高的材料沖壓件焊接件代替鑄鍛件，選用強重比高的材料五。五?？煽啃钥煽啃?8機械設計

3、常識（6）機械零件設計一般常識機械零件設計一般常識 （1）避免橫截面急劇突變，盡可能采用圓角光滑過渡 （2）合理排列鉚釘孔和螺栓孔，避免應力集中 （3）零件表面盡可能少開缺口，必須開則需注意形狀 （4）采用對稱結構 （5）合理布置焊縫 （6）零件平面盡量無損傷 （7）應力集中部位，加開卸載槽9機械零件結構設計舉例10機械零件結構設計舉例11機械零件結構設計舉例12機械零件結構設計舉例13常見材料的介紹（1） 幾個相關概念 彈性變形： 應力 b s 塑性變形： e K 剛度： =E 延伸率( )： 應變 脆性斷裂： 韌性斷裂： 硬度： 14常見材料的介紹（2） 一。黑色金屬 例：鑄鐵，鑄鋼，碳素

4、結構鋼，合金結構鋼，彈簧鋼，不銹鋼等二。有色金屬 例：銅合金，鋁合金等15常見材料的介紹（3） 碳鋼的分類碳鋼的分類 1。按鋼的含碳量 低碳鋼 0.25% 中碳鋼 0.300.55% 高碳鋼 0.60% 2。按鋼的質(zhì)量 普通碳素鋼 S 0.055% P 0.045% 優(yōu)質(zhì)碳素鋼 S,P 0.040% 高級優(yōu)質(zhì)碳素鋼 S 0.030% P 0.035% 3。按用途 碳素結構鋼（一般低，中碳鋼） 制造各種工程構件，機器零件 碳素工具鋼 制造各種工具，刀具，量具，模具16常見材料的介紹（4）普通碳鋼普通碳鋼（1）甲類鋼 A1A7 牌號越大，屈服強度和抗拉強度越大，延伸率越小 （2）乙類鋼 B1B7

5、牌號越大，含碳量越高優(yōu)質(zhì)碳鋼優(yōu)質(zhì)碳鋼 例：20Mn 含碳 0.20% 含錳 0.71.0%碳素工具鋼碳素工具鋼 例：T8，T12 含碳分別為 0.80%,1.20% T12A 高級優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼17常見材料的介紹（5） 合金鋼合金鋼 （1）合金結構鋼 是在碳素結構鋼的基礎上適當?shù)丶尤胍环N或數(shù)種合金元素 特點：除了較高的強度或較好的韌性，合金元素的加入增大了鋼的淬透性，有可能 使零件在整個截面上得到均勻一致的良好的綜合機械性能，具有高強度的 同時足夠的韌性。 包括普通低合金鋼，易切鋼，調(diào)質(zhì)鋼，滲碳鋼，彈簧鋼，滾動軸承鋼等。 編號原則 碳含量+化學元素+含量 合金元素含量少于1.5%時，只注明元素

6、，不標明含量 例：40Cr 含0.370.45% C, 0.81.1% Cr 60Si2Mn 含0.570.65% C, 1.52.0%Si, 0.60.9%Mn 20Cr2Ni4A (S0.02%, P 0.03%) 調(diào)質(zhì)鋼：經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理后使用的碳素結構鋼和合金結構鋼，具有良好的綜合機械性能18常見材料的介紹（6）（2）合金工具鋼 1。按成分 2。按用途 3。按淬火冷卻介質(zhì) 碳素工具鋼 刃具鋼 水淬鋼 合金工具鋼 模具鋼 油淬鋼 量具鋼 空硬鋼 特殊：高速鋼是一種高合金工具鋼，含W，Mo，Cr，V等合金元素，總量超過40% 具有良好的紅硬性，切削溫度高達600硬度無明顯下降， 比低合金工具鋼

7、適合更高的切削速度。 編號方法：含碳量 1.0% 時不標出 1.0% 時以千分之幾表示（高速鋼 1.0% 也不標出） 例：CrMn C 1.0% Cr,Mn 1.5% 9SiCr C 0.90% Si,Cr 1.5% W18Cr4V C 0.70.8% W 18% Cr 4% V 1.5% *量具鋼：高硬度（ HRC62），耐磨性，熱處理變形小，良好加工工藝性 19常見材料的介紹（7）特殊性能鋼特殊性能鋼 不銹鋼，耐熱鋼，耐磨鋼，等 常用不銹鋼 1）鉻不銹鋼：基本含鉻量11.7% 1Cr13，2Cr13，3Cr13，4Cr13，1Cr17 * CrRMoV 不屬不銹鋼 2）鉻鎳不銹鋼 粉末冶金

8、粉末冶金：用壓制燒結金屬粉末來制造零件的工藝 硬質(zhì)合金：硬度高，熱硬性好，耐磨性優(yōu)良 20鋼鐵火花的鑒別火花介紹火花介紹1）火花束：鋼同砂輪接觸時所發(fā)生的全部火花 包括 根部火花 A 中部火花 B 尾部火花 C 火花由流線，節(jié)點，芒線，尾花組成 節(jié)點和芒線合稱節(jié)花 流線 直線流線 碳鋼 斷線流線 高速鋼 波浪流線 灰口鐵2）節(jié)花及其對應的含碳量 一次花 二根分叉爆裂 含C 0.05% 多根分叉爆裂，有極少數(shù)二次花 含C 0.2% 二次花 三次花ABC流線節(jié)花節(jié)點芒線21金屬熱處理常識金屬熱處理金屬熱處理： 通過加熱，保溫，冷卻，使鋼的組織結構發(fā)生變化，以獲得所需性能的一種加工工藝 是一種發(fā)揮金

9、屬潛能的重要方法 退火 普通熱處理 正火 淬火 回火 表面淬火 火焰加熱 表面熱處理 感應加熱（高頻，中頻，低頻） 滲碳 化學熱處理 氮化 碳氧共滲 22金屬熱處理常識一。退火和正火 機器零件或工模具等工件的加工制造過程中，作為預熱處理工序安排在鑄造或鍛造之后， 切削（粗）加工之前，用來消除前一工序帶來的某些缺陷。普通鑄件，焊接件等作為最終熱處理工序。 作用： 軟化鋼件以便切削加工 消除殘余應力以防鋼件變形，開裂 細化晶粒，改善組織，提高鋼的機械性能 為最終熱處理（淬火，回火）作組織上的準備 亞共析鋼加熱至Ac3以上3050，保溫一定時間隨爐冷至今500 以下空冷； 過共析碳鋼合金工具鋼，降低

10、硬度改善切削性能 完全退火 T() 等溫退火 860880 球化退火 去應力退火 500 Time 正火：與退火明顯不同點是正火冷卻速度梢快。 40 /h開爐門空冷爐冷15 /h23金屬熱處理常識二。淬火 將鋼加熱到Ac3或Ac1以上3050，保溫后快速冷卻，提高硬度，耐磨性。 淬透性：鋼在淬火后能獲得淬硬層深度的一種性質(zhì)。 也就是剛的表面到內(nèi)部馬氏體組織占便宜50%處。 淬火介質(zhì) 淬火的冷卻方法 24金屬熱處理常識三。回火 淬火后的鋼加熱到不超過Ac1臨界溫度進行保溫，而后冷卻下來的一種熱處理操作。 作用： 降低脆性，消除或減少內(nèi)應力，要求及時回火 調(diào)整硬度，韌性，塑性 穩(wěn)定工件尺寸 以利切

11、削加工 特例：量具等精密工件，保持淬火后的高硬度及尺寸穩(wěn)定性，在100150 下 1050小時，低溫長時間回火為尺寸穩(wěn)定處理或時效處理。 低溫回火（150250） 中溫回火（350500） 高溫回火（500650） 一般將淬火+高溫回火結合叫做調(diào)質(zhì)處理25金屬熱處理常識四。表面淬火 在扭轉(zhuǎn)和彎曲等交變負荷，沖擊負荷作用下工作的機械零件表面層承受著比心部更高的 應力，在有摩擦的場合，表面層還不斷的被磨損，因此對零件的表面層提出了強化的要 求，使它的表面具有高的強度，硬度，耐磨性和疲勞極限，而心部仍保持足夠的塑性 和韌性。 通過快速加熱和立即淬火冷卻相結合的方法來實現(xiàn)。 表面淬火用鋼的含碳量0.4

12、00.50%為宜 高頻淬火 中頻淬火 工頻淬火 一般淬硬層深度為半徑的1/10左右可得到強度，韌性和耐疲勞性的最好配合。 26金屬熱處理常識火焰加熱表面淬火火焰加熱表面淬火 乙炔氧或煤氣氧的混合氣體燃燒的火焰，噴射在零件表面上，快速加熱達到淬火 溫度立即噴水冷卻，達到預期的硬度和淬硬層深度 淬硬層深度一般為避免26mm。燒嘴噴水管加熱層淬硬層27金屬熱處理常識五。化學熱處理 將工件置于一定介質(zhì)中加熱和保溫，使介質(zhì)中的活性原子滲入工件表層，以改變 表層的化學成分和組織，從而使工件表面具有特殊的機械或物理化學性能的一種 熱處理工藝。 與表面淬火的比較： 進行處理的條件： 基本程序： 28機械制造工

13、藝常識一。生產(chǎn)過程 在機械制造廠制造機器，由原材料進廠到制成品之間各個相互關聯(lián)的勞動和運輸過程 的總和二。工藝過程 機器的生產(chǎn)過程中，有一部分是與原材料轉(zhuǎn)變?yōu)槌善分苯佑嘘P的過程，這部分生產(chǎn)過程稱為工藝過程，以文件形式規(guī)定下來的工藝過程稱為工藝規(guī)程 例：1）鑄造，鍛造，沖壓或焊接工藝過程 2）將鑄鍛毛坯或鋼材經(jīng)機械加工方法直接改變它們的形狀，尺寸，表面質(zhì)量，使其成為合格零件的過程，稱為機械加工工藝過程 3）熱處理工藝過程 4）裝配工藝過程29機械制造工藝常識例：階梯軸的機加工工藝 1）車東西兩端面，鉆中心孔 2）車外圓，工槽及倒角 3）銑鍵槽 4）去毛刺 5）磨外圓 6）檢查30機械制造工藝常識

14、基準基準一。設計基準：二。工藝基準： 包括 工序基準，定位基準，測量基準，裝配基準裝夾裝夾 工件從定位到夾緊稱為裝夾 直接裝夾 找正裝夾 夾具裝夾31機械制造工藝常識機械加工工藝規(guī)程機械加工工藝規(guī)程 根據(jù)產(chǎn)品圖紙，生產(chǎn)計劃，加工設備，等 1）分析被加工零件，例：方頭銷小孔加工 2）選擇毛坯 3）擬定工藝過程：選擇定位基準，選擇零件表面的加工方法，安排加工順序和組合工 序等 4）工序設計：選擇機床和工藝設備，確定加工余量，計算工序尺寸及其公差，確定切 削用量及計算工時配額 5）編制工藝文件 例：工藝過程卡片 工序卡片32機械制造工藝常識工藝過程的組成工藝過程的組成 劃分為一系列工序，工序又分為若

15、干個安裝，工位，工步，走刀 1）工序 一個（或一組）工人在一臺機床（或一個工作地點）對一個（或同時幾個）工件進行加工所連續(xù)完成的那一部分工藝過程 2）安裝 在某一個工序中，有時需要對零件進行多次裝夾加工，每裝夾一次所完成的那一部分工藝過程 3）工位 工件在機床或夾具上，一次裝夾中每一個位置所完成的那一部分工藝過程 4）工步 在加工表面，切削刀具，轉(zhuǎn)速，進給量都不變的情況下完成的那一部分工藝過程稱為一個工步 復合工步： 5）走刀 同一刀具在同一切削用量下對同一表面進行多次切削，這樣刀具對工件的每一次切削就稱為 一次走刀 例：階梯軸的切削 33機械制造工藝常識機加工精度機加工精度 1）尺寸精度： 2）形狀精度