機(jī)械基本常識教材匯編

1、1機(jī)械(jxi)基本常識簡介 課程基本內(nèi)容 機(jī)械基本知識 機(jī)械設(shè)計常識 機(jī)械零件結(jié)構(gòu)簡介 常見材料介紹 鋼鐵火花的鑒別 金屬熱處理常識 (金屬的硬度介紹) 機(jī)械制造(j xi zh zo)工藝常識 機(jī)械制圖基礎(chǔ)知識 共三十六頁2機(jī)械(jxi)基本知識機(jī)器：包含機(jī)械，電氣，液壓，氣動，潤滑，冷卻，控制，監(jiān)測等系統(tǒng)基本組成要素是機(jī)械零件）通用(tngyng)零件）專用零件）組合體部件 輔助系統(tǒng)（潤滑，顯示，照明等） 原動機(jī)部分 傳動部分 執(zhí)行部分 控制部分 共三十六頁3機(jī)械設(shè)計常識(chngsh)（1）機(jī)械設(shè)計階段一 計劃（設(shè)計任務(wù)書） 機(jī)器的功能 經(jīng)濟(jì)性的估計 制造要求(yoqi)的大致估計 基

2、本使用要求 預(yù)計完成期限二 方案設(shè)計 工作原理簡圖的繪制 機(jī)器運動簡圖的繪制 方案的評價（技術(shù)性，經(jīng)濟(jì)性，可靠性）三 技術(shù)設(shè)計 繪制總體設(shè)計草圖及部件裝配草圖 繪制零件圖，部件裝配圖及總裝圖四 編制技術(shù)文件共三十六頁4機(jī)械設(shè)計常識(chngsh)（2）機(jī)器方案的評價一。使用功能要求二。經(jīng)濟(jì)性要求 費用 先進(jìn)的設(shè)計方法 標(biāo)準(zhǔn)化，通用化零件 新技術(shù)，工藝，結(jié)構(gòu)，材料的應(yīng)用 結(jié)構(gòu)工藝性，用料少，易加工，易裝配 復(fù)雜程度三。勞動保護(hù)要求（EHS） 操作者方便，安全 環(huán)境要求四?？煽啃砸?機(jī)器的可靠度 R：使用時間（壽命(shumng)）內(nèi)和預(yù)定的環(huán)境條件下機(jī)器能正常工作的概率 F：機(jī)器不能正常工作，

3、即機(jī)器由于某種故障而不能完成其預(yù)定的功能 亦即失效的概率 F=1-R 固有可靠性：由設(shè)計，制造階段確定 使用可靠性：由維護(hù)保養(yǎng)條件確定 總費用設(shè)計制造費用使用費用共三十六頁5機(jī)械設(shè)計常識(chngsh)（3）機(jī)器零件的失效形式1.整體斷裂 零件在受拉，壓，彎，剪，扭等外載荷作用時，由于某一危險剖面上的應(yīng)力超過零件的強(qiáng)度極限而發(fā)生的斷裂，或者零件在受變應(yīng)力作用時，危險剖面上發(fā)生的疲勞斷裂。 例：螺栓的斷裂2.過大的殘余變形 作用于零件上的應(yīng)力超過了材料的屈服極限，零件產(chǎn)生殘余變形。 例：機(jī)床上夾持定位零件過大的殘余變形，降低加工精度。3.零件的表面破壞（零件失效的主要原因） 腐蝕，磨損(m sn

4、) 接觸疲勞:受到接觸應(yīng)變力長期作用，表面產(chǎn)生裂紋或微粒脫落4.破壞正常工作條件引起的失效 例：軸承過熱，膠合，磨損 帶傳動發(fā)生打滑 共三十六頁6機(jī)械設(shè)計常識(chngsh)（4）計劃 方案設(shè)計(shj) 技術(shù)設(shè)計(shj)提出任務(wù) 機(jī)器功能分析 明確構(gòu)形要求分析對機(jī)器的要求 提出可能的解決辦法 結(jié)構(gòu)化確定任務(wù)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(jié)構(gòu)形狀尺寸 零件設(shè)計 部件設(shè)計 編制技術(shù)文件 總體設(shè)計 共三十六頁7機(jī)械設(shè)計常識(chngsh)（5）設(shè)計機(jī)械零件的要求一。1 強(qiáng)度 選用強(qiáng)度高的材料，足夠的剖面尺寸，合理的剖面形狀，科學(xué)的熱處理方法

5、2 剛度 工作時產(chǎn)生的彈性變形不超過允許的限度 3 壽命 發(fā)藍(lán)，表面鍍層，噴涂漆膜，表面陽極化處理二。結(jié)構(gòu)工藝性 是否易于加工(ji gng)制造，裝配三。 經(jīng)濟(jì)性四。 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(yīng)力小的部位減少材料， 沖壓件焊接件代替鑄鍛件，選用強(qiáng)重比高的材料五?？煽啃?共三十六頁8機(jī)械設(shè)計常識(chngsh)（6）機(jī)械零件設(shè)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(yīng)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(duchn)結(jié)構(gòu) （5）合理布置焊縫 （6）零件平面盡量無損

6、傷 （7）應(yīng)力集中部位，加開卸載槽共三十六頁9機(jī)械零件結(jié)構(gòu)設(shè)計舉例(j l)共三十六頁10機(jī)械零件結(jié)構(gòu)設(shè)計舉例(j l)共三十六頁11機(jī)械零件結(jié)構(gòu)設(shè)計舉例(j l)共三十六頁12機(jī)械零件結(jié)構(gòu)設(shè)計舉例(j l)共三十六頁13常見材料(cilio)的介紹（1） 幾個相關(guān)(xinggun)概念 彈性變形： 應(yīng)力 b s 塑性變形： e K 剛度： =E 延伸率( )： 應(yīng)變 脆性斷裂： 韌性斷裂： 硬度： 共三十六頁14常見材料(cilio)的介紹（2） 一。黑色金屬 例：鑄鐵(zhti)，鑄鋼，碳素結(jié)構(gòu)鋼，合金結(jié)構(gòu)鋼，彈簧鋼，不銹鋼等二。有色金屬 例：銅合金，鋁合金等共三十六頁15常見材料(cil

7、io)的介紹（3） 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(goj)優(yōu)質(zhì)碳素鋼 S 0.030% P 0.035% 3。按用途 碳素結(jié)構(gòu)鋼（一般低，中碳鋼） 制造各種工程構(gòu)件，機(jī)器零件 碳素工具鋼 制造各種工具，刀具，量具，模具共三十六頁16常見(chn jin)材料的介紹（4）普通碳鋼（1）甲類鋼 A1A7 牌號越大，屈服(qf)強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度越大，延伸率越小 （2）乙類鋼 B1B7 牌號越大，含碳量越高優(yōu)質(zhì)碳鋼 例：20Mn 含碳

8、 0.20% 含錳 0.71.0%碳素工具鋼 例：T8，T12 含碳分別為 0.80%,1.20% T12A 高級優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼共三十六頁17常見(chn jin)材料的介紹（5） 合金鋼 （1）合金結(jié)構(gòu)鋼 是在碳素結(jié)構(gòu)鋼的基礎(chǔ)上適當(dāng)?shù)丶尤胍环N或數(shù)種合金元素 特點：除了較高的強(qiáng)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(jī)械性能，具有高強(qiáng)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(xué)元素+含量 合金元素含量少于1.5%時，只注明元素，不標(biāo)明含量 例：40Cr 含0.370.4

9、5% 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(chl)后使用的碳素結(jié)構(gòu)鋼和合金結(jié)構(gòu)鋼，具有良好的綜合機(jī)械性能共三十六頁18常見材料(cilio)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(jyu)良好的紅硬性，切削溫度高達(dá)600硬度無明顯下降， 比低合金工具鋼

10、適合更高的切削速度。 編號方法：含碳量 1.0% 時不標(biāo)出 1.0% 時以千分之幾表示（高速鋼 1.0% 也不標(biāo)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 共三十六頁19常見材料(cilio)的介紹（7）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

11、銹鋼 粉末冶金：用壓制燒結(jié)金屬粉末來制造零件(ln jin)的工藝 硬質(zhì)合金：硬度高，熱硬性好，耐磨性優(yōu)良 共三十六頁20鋼鐵(gngti)火花的鑒別火花介紹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(ji din)，芒線，尾花組成 節(jié)點(ji din)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(yīng)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)點芒線共三十六頁21金屬(jnsh)熱處理常識金屬熱處理： 通過加

12、熱(ji r)，保溫，冷卻，使鋼的組織結(jié)構(gòu)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(yīng)加熱（高頻，中頻，低頻） 滲碳 化學(xué)熱處理 氮化 碳氧共滲 共三十六頁22金屬(jnsh)熱處理常識一。退火和正火 機(jī)器零件或工模具等工件的加工制造過程中，作為預(yù)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(yīng)力以防鋼件變形，開裂 細(xì)化晶粒，改善組織，提高鋼的機(jī)械性能 為最終熱處理（淬火，回火）作

13、組織上的準(zhǔn)備 亞共析鋼加熱至Ac3以上(yshng)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，降低硬度改善切削性能 完全退火 T() 等溫退火 860880 球化退火 去應(yīng)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 /h共三十六頁23金屬(jnsh)熱處理常識二。淬火 將鋼加熱到Ac3或Ac1以上3050，保溫后快速(kui s)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 共三十六頁24金屬(jnsh)熱

14、處理常識三?；鼗?淬火后的鋼加熱到不超過Ac1臨界溫度進(jìn)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(yīng)力，要求及時回火 調(diào)整(tiozhng)硬度，韌性，塑性 穩(wěn)定工件尺寸 以利切削加工 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(jié)合叫做調(diào)質(zhì)處理共三十六頁25金屬(jnsh)熱處理常識四。表面淬火 在扭轉(zhuǎn)和彎曲等交變負(fù)荷，沖擊負(fù)荷作用下工作的機(jī)械零件表面層承受著比心部更高的 應(yīng)力，在有

15、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(qiáng)化的要 求，使它的表面具有高的強(qiáng)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(jié)合的方法來實現(xiàn)。 表面淬火用鋼的含碳量0.400.50%為宜 高頻淬火 中頻淬火 工頻(n pn)淬火 一般淬硬層深度為半徑的1/10左右可得到強(qiáng)度，韌性和耐疲勞性的最好配合。 共三十六頁26金屬(jnsh)熱處理常識火焰加熱表面淬火 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(dá)到淬火 溫度立即噴水冷卻，達(dá)到預(yù)期的硬度和淬硬層深度 淬硬層深度一般(ybn)為避免26mm。燒嘴噴水管加熱層淬硬層

16、共三十六頁27金屬(jnsh)熱處理常識五。化學(xué)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(xué)成分和組織，從而使工件表面(biomin)具有特殊的機(jī)械或物理化學(xué)性能的一種 熱處理工藝。 與表面淬火的比較： 進(jìn)行處理的條件： 基本程序： 共三十六頁28機(jī)械制造工藝(gngy)常識一。生產(chǎn)過程 在機(jī)械制造廠制造機(jī)器，由原材料進(jìn)廠到制成品之間各個相互關(guān)聯(lián)的勞動和運輸過程 的總和二。工藝過程 機(jī)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(guān)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

17、程 2）將鑄鍛毛坯或鋼材經(jīng)機(jī)械加工方法(fngf)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(jī)械加工工藝過程 3）熱處理工藝過程 4）裝配工藝過程共三十六頁29機(jī)械制造工藝(gngy)常識例：階梯軸的機(jī)加工工藝(gngy) 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）檢查共三十六頁30機(jī)械制造(j xi zh zo)工藝常識基準(zhǔn)一。設(shè)計基準(zhǔn)：二。工藝(gngy)基準(zhǔn)： 包括 工序基準(zhǔn)，定位基準(zhǔn)，測量基準(zhǔn)，裝配基準(zhǔn)裝夾 工件從定位到夾緊稱為裝夾 直接裝夾 找正裝夾 夾具裝夾共三十六頁31機(jī)械制造(j xi zh zo)工藝常識

18、機(jī)械加工工藝規(guī)程 根據(jù)產(chǎn)品圖紙，生產(chǎn)計劃，加工設(shè)備，等 1）分析被加工零件(ln jin)，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(zhǔn)，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(shè)計：選擇機(jī)床和工藝設(shè)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 工序卡片共三十六頁32機(jī)械制造工藝(gngy)常識工藝過程的組成 劃分為一系列工序，工序又分為若干個安裝，工位，工步，走刀 1）工序 一個（或一組）工人在一臺機(jī)床（或一個工作地點）對一個（或同時幾個）工件進(jìn)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(jìn)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(jī)床或夾具上，一次裝夾中每一個位置(wi zhi)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(jìn)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(fù)合工步： 5）走刀 同一刀具在同一切削用量下對同一表面進(jìn)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 共三十六頁33機(jī)械制造(j xi zh zo