【導(dǎo)讀】本門課程的知識(shí)，以便為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)和今后生產(chǎn)實(shí)踐打下較好的基礎(chǔ)。藝過(guò)程，能制定簡(jiǎn)單的制造工藝過(guò)程。及時(shí)完成習(xí)題作業(yè)，以求達(dá)到較牢固的掌握基本內(nèi)容。為非必讀內(nèi)容，讀者可根據(jù)需要學(xué)習(xí)，但不計(jì)入規(guī)定學(xué)時(shí)內(nèi)和考試范圍?？估瓘?qiáng)度σb——材料拉斷前所承受的最大應(yīng)力。HBS適于測(cè)量硬度值小于450的材料，HBW適于測(cè)量硬。金等；HRC主要用于測(cè)量一般淬火鋼。應(yīng)用條件和范圍：沖擊韌度值一般只作為選材時(shí)的參考，不能作為計(jì)算依據(jù)。材料的多次沖擊抗力主要取決于塑性；沖擊能量地時(shí)，主要取決于強(qiáng)度。周次10的8次方。

　　

【正文】 B 不需要 C 必須 四、名詞解釋 碳當(dāng)量 五 、簡(jiǎn)答題 焊芯的作用是什么 ？ 其化學(xué)成分有何特點(diǎn)？ 焊條藥皮有哪些作用 ？ 下圖中手工電弧焊焊件結(jié)構(gòu)工藝性不好，說(shuō)明原因，畫出正確圖形。 第 10 章 機(jī)械 零件 材料及毛坯的選擇 一、學(xué)習(xí)目標(biāo) 了解 機(jī)械 零件 失效的主要形式和原因 。 了解 機(jī)械 零件 材料 選擇 的一般 原則 。 掌握 典型 零件 選材及工藝路線 。 掌握 常用毛坯加工方法的特點(diǎn)及應(yīng)用 。 掌握典型零件毛坯的選擇。 二、基本內(nèi)容 機(jī)械 零件 的失效 1）： 零件 失效的主要形式： 過(guò)量變形失效、斷裂失效、表面損傷失效、裂紋失效。 23 2） 零件 失效的原因 ： 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理、材料選取不當(dāng)、加工工藝問(wèn)題、適用維護(hù)不當(dāng)。 機(jī)械 零件 材料 選擇 的一般 原則 在滿足使用性能要求的前提下， 盡量選用工藝性能和經(jīng)濟(jì)性良好的材料。 典型 零件 選材及工藝路線 1） 齒輪類 零件 選材及工藝路線 ： 常用齒輪材料：重要用途中載齒輪用中碳鋼或中碳合金鋼鍛制；高速耐沖擊重載齒輪用低碳鋼或低碳合金鋼鍛制；低速無(wú)沖擊輕載精度底齒輪用鑄鐵制造；直徑大形狀復(fù)雜齒輪用鑄鋼制造。 汽車、拖拉機(jī)齒輪 選材及工藝路線 ：材料 20CrMnTi；工藝路線為：下料→鍛造→正火→切削加工→滲碳（孔防滲）淬火、低溫回火→噴丸→校正花鍵孔→ 精磨齒 機(jī)床齒輪 選材及工藝路線 ：材料 40Cr 或 45；工藝路線為：下料→鍛造→正火→粗切削加工→調(diào)質(zhì)→半精 加工→高頻淬火、低溫回火→磨削 2） 軸類 零件 選材及工藝路線 ： 常用材料：重要用途 軸一般 用中碳鋼或中碳合金鋼鍛制；高速 大功率內(nèi)燃機(jī)曲軸 用合金 調(diào)質(zhì) 鋼鍛制； 中、小型內(nèi)燃機(jī)曲軸用 球墨鑄鐵或 45剛。 機(jī)床主軸 選材及工藝路線 ：材料 40Cr 或 45；工藝路線為：下料→鍛造→正火→粗切削加工→調(diào)質(zhì)→半精加工（花鍵除外）→局部淬火、回火（錐孔及外錐體）→粗 磨 （外圓、外錐體、錐空）→銑花鍵→花鍵高頻淬火、回火→精磨削 球墨鑄鐵曲軸 工藝路線 ：鑄造→高溫正火→高溫回火→機(jī)械加工→ 軸頸表面 淬火 、自熱回火 →磨削 常用毛坯加工方法的 特點(diǎn)及應(yīng)用 1）毛坯的種類： 機(jī)械零件常用毛坯種類有鑄件、鍛件、焊接件、沖壓件和型材等。 2）常用毛坯加工方法的特點(diǎn)及應(yīng)用：常用毛坯加工方法有鑄造、鍛壓、沖壓、焊接、型材等。其特點(diǎn)及應(yīng)用見表 101。 3）毛坯選擇的原則： 在滿足使用性能要求的前提下，盡量降低生產(chǎn)成本和提高生產(chǎn)效率。 4）典型機(jī)械零件毛坯的選擇： 軸桿類零件： 承受彎矩、傳遞扭矩、要求具有高的力學(xué)性能的軸桿類零件，多 24 采用鍛件；結(jié)構(gòu)復(fù)雜、受力不大的凸輪軸、曲軸等，可采用球墨鑄鐵鑄造； 承受彎矩和 傳遞扭矩 很小 、力學(xué)性能 要求不高的 軸桿類零件，多采用 型 材 ； 某些情況可采用鑄 焊、鍛 焊結(jié)合方式制造。 盤套類零件：重要用途的齒輪，選用鍛件；直徑較大、形狀復(fù)雜的齒輪，可用碳鋼或球墨鑄鐵鑄造；低速輕載、不受沖擊的齒輪，可用灰鑄鐵鑄造。 機(jī)架、箱體類零件：箱體類零件 大多選用鑄鐵鑄造； 承載較大的箱體可用鑄鋼；要求重量輕、散熱好的箱體，可采用鋁合金鑄造；單件小批生產(chǎn)時(shí)，可采用鋼材焊接而成。 三、本章重點(diǎn) 典型 零件 選材 。 常用毛坯加工方法的特點(diǎn)及應(yīng)用 。 典型零件毛坯的選擇 。 四、習(xí)題 一、填空題 零件失效的主要形式有（ ）失效，（ ）失效，（ ）失效，（ ）失效四種類型 。 機(jī)械零件常用毛坯種類 有（ ）、（ ）、（ ） 、（ ）、（ ） 。 二、判斷題 齒輪類零件、軸類零件最好用鍛鋼制作 。（ ） 箱體類零件單件小批生產(chǎn)時(shí)，可采用鋼材焊接而成 。（ ） 三、選擇題 選擇下列零件材料：箱蓋 （ ） ， 齒輪軸（ ），螺栓（ ） 。 A 45 B Q235 C HT200 選擇下列零件毛坯類型：箱體（ ）， 受沖擊 齒輪（ ），墊圈（ ） 。 A 鑄件 B 鍛 件 C 沖壓件 四、簡(jiǎn)答題 簡(jiǎn)述汽車齒輪的選材與工藝路線。 簡(jiǎn)述 C616 機(jī)床主軸的選材與工藝路線。 第 11 章 金屬切削加工的基礎(chǔ)知識(shí) 25 一、學(xué)習(xí)目標(biāo) 掌握切削運(yùn)動(dòng)和切削要素 。 掌握 金屬切削刀具材料 。 熟悉車刀切削部分的幾何參數(shù) 。 熟悉金屬切削過(guò)程中的物理現(xiàn)象。 了解工件的切削加工性，了解影響已加工表面質(zhì)量的因素 。 掌握切削液、刀具幾何角度及切削用量的合理選擇。 二、基本內(nèi)容 切削運(yùn)動(dòng)和切削要素 1） 切削運(yùn)動(dòng)： 切削運(yùn)動(dòng)：為了切除工件上多余 的金屬，刀具與工件之間所作的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。按切削運(yùn)動(dòng)在切削過(guò)程中起的作用不同，可分為主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。 主運(yùn)動(dòng)：切下切屑所必需的最基本的運(yùn)動(dòng)， 也是切削加工中速度最高、消耗功率最多的運(yùn)動(dòng)。切削加工中只有一個(gè)主運(yùn)動(dòng)。 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)： 是使工件切削層不斷投入切削而加工出完整表面的運(yùn)動(dòng)。切削加工中可以有一個(gè)主運(yùn)動(dòng)，也可以有幾個(gè)主運(yùn)動(dòng)。 2） 切削要素： 切削用量要素：切削速度、進(jìn)給量、背吃刀量。 切削層平面尺寸要素：切削層厚度、切削層寬度、切削層截面面積。 金屬切削刀具： 1） 刀具常用材料： 碳素工具鋼：用于制造簡(jiǎn)單手工刀 具。 常用鋼牌號(hào)有 T10A、 T12A。 量具刃具鋼：用于制造形狀復(fù)雜手工刀具。 常用鋼牌號(hào)有 CrWMn、 9SiCr。 高速鋼：用于制造形狀復(fù)雜機(jī)動(dòng)刀具。 常用鋼牌號(hào)有 W18Cr4V、 W6Mo5Cr4V2。 硬質(zhì)合金：多制成各種形狀刀片，機(jī)動(dòng)加工各種金屬材料。 常用鋼牌號(hào)有 YGYG YG YT YT1 YT30。 2） 車刀切削部分的幾何參數(shù)： 外圓車刀切削部分的組成：前刀面、主后刀面、副后刀面、主切削刃、副切削刃、刀尖。 3）車刀標(biāo)注角度參考系： 26 基面 Pr：過(guò)切削刃上任一點(diǎn) 的水 平面。 切削平面 Ps：通過(guò)切 削刃上任一點(diǎn)與切削刃相切，垂直于 基面 的平面。 正交平面 Po：通過(guò)切削刃上任一點(diǎn)，并同時(shí)與垂直于基面和切削平面的平面。 3） 車刀正交平面參考系內(nèi)的標(biāo)注角度： 主偏角 κ r： 基面內(nèi)主切削刃與進(jìn)給方向的夾角。其主要作用是影響背向力的大小和刀具壽命。 副偏角κ r39。： 基 平面內(nèi)副切削刃與進(jìn)給反方向的夾角。其主要作用是影響 工件以加工表面粗糙度。 前角γ。： 正交平面內(nèi)前刀面與基面之間的夾角。 其主要作用是 使刃口鋒利 。 后角 α 。： 正交平面內(nèi)后刀面與切削平面之間的夾角。 其主要作用是 減少主后刀面與工件過(guò)渡表面之間的摩擦 。 刃傾角 λ s： 切 削平面內(nèi)主切削刃與基面間的夾角。其主要作用是 控制切屑流向 金屬切削過(guò)程中的物理現(xiàn)象 1） 金屬切削過(guò)程的實(shí)質(zhì)： 就是通過(guò)刀具把金屬層變?yōu)榍行嫉倪^(guò)程，其實(shí)質(zhì)是一個(gè)擠壓變形的過(guò)程，塑性金屬在切削過(guò)程中一般要經(jīng)歷彈性變形、塑性變形、擠裂破壞和切離四個(gè)階段。 2） 切削變形區(qū)： 第 Ⅰ 變形區(qū)：又稱基本變形區(qū)。切削力、切削熱主要來(lái)自這個(gè)區(qū)域。 第 Ⅱ 變形區(qū)： 是切屑于前刀面間的摩擦 變形區(qū)。 該區(qū)域?qū)Ψe屑瘤的形成和前刀面磨損有直接影響。 第 Ⅲ 變形區(qū)： 是工件已加工表面與刀具后刀面的摩擦 區(qū)。 該區(qū)域?qū)?工件已加工表面的變形強(qiáng)化和殘余應(yīng)力及后刀面的 磨損有很大影響。 3）積屑瘤： 產(chǎn)生條件：切削塑性金屬；切削速度在 5— 60m/min。 對(duì)切削加工的影響：粗加工時(shí)有好處，保護(hù)刀刃，增大前角。精加工時(shí)不利，影響表面質(zhì)量和尺寸精度，因此精加工時(shí)避免產(chǎn)生積屑瘤，故常采用高速（ v100m/min）或低速（ v5m/min）精加工。 4）切削力： 總切削力 F：三個(gè)變形區(qū)的變形抗力和切屑、工件與刀具間的摩擦力的合力。通常將總切削力分解成三個(gè)相互垂直的奮力：主切削力 Fc、進(jìn)給力 Ff（軸向力）、 27 背向力 Fp（徑向力）。 影響因素：有工件材料、刀具角度和切削用量。增大刀具 前角，減小切削深度，施加切削液，均可使切削力減小。增大主偏角，可明顯減小背向力，減小工件彎曲變形和振動(dòng)。 5）切削熱： 切削熱的產(chǎn)生：有切削變形功和摩擦功形成。 切削熱的傳出：在切削過(guò)程中有切屑、工件和周圍介質(zhì)傳出。減少切削熱不利影響的措施主要有：合理選擇切削用量和刀具角度，合理施加切削液。 切削加工質(zhì)量與切削效率 1）影響材料切削加工性的主要因素： 材料的強(qiáng)度和硬度愈高；塑性、韌性愈大；導(dǎo)熱系數(shù)愈小，材料的切削加工性愈差。 2）已加工表面質(zhì)量： 表面粗糙度：減小進(jìn)給量、主偏角、副偏角，增加刀尖圓弧半徑 等，可降低殘留面積高度，從而減小表面粗糙度。選擇合適切削速度，避免產(chǎn)生積屑瘤，可明顯降低表面粗糙度。增大前角、減小切削厚度、增加切削速度、選用潤(rùn)滑性能良好的潤(rùn)滑液， 可有效或降低鱗刺的產(chǎn)生。提高工藝系統(tǒng)剛度、采取消振隔振措施，減少振動(dòng)對(duì)表面粗糙度的影響。 表面加工硬化：增大前角和切削速度、采用有效的潤(rùn)滑措施，可大大減輕表面加工硬化現(xiàn)象。 表面殘余應(yīng)力：采用時(shí)效處理可有效消除表面殘余應(yīng)力。 3）切削液： 切削液 作用： 有冷卻作用、潤(rùn)滑作用、清洗作用、防銹作用。 切削液 種類和選用： 水溶液： 水加入少量防銹劑和潤(rùn)滑 劑。 一般用于普通磨削和其他精加工。 乳化液： 乳化油與水稀釋而成。 低濃度乳化液主要用于磨削、粗車、鉆孔。高濃度乳化液主要用于精車、攻絲、鉸孔、插齒等。 切削油： 礦物油，少數(shù)采用動(dòng)植物油。普通車削、攻絲用機(jī)油；精車有色金屬和鑄鐵用煤油；加工螺紋用植物油；在礦物油中加入油性劑和極壓添加劑，用于精 28 銑、鉸孔、功絲和齒輪加工等。 4）刀具幾何角度的選擇： 前角的選擇：工件材料的強(qiáng)度和硬度較低時(shí)，取較大前角；反之，取較小前角；加工塑性材料，取較大前角；加工脆性材料，取較小前角；硬質(zhì)合金刀具加工特別硬的材料時(shí)，應(yīng)取負(fù)前角。 高速鋼刀具取較大前角；硬質(zhì)合金刀具取較小前角；工藝系統(tǒng)剛性較差時(shí)，取較大前角。 后角的選擇：精加工或斷續(xù)切削時(shí)取較大后角；粗加工時(shí)取較小后角；工件材料的強(qiáng)度和硬度較高時(shí)，取較小后角；工件材料的塑性和韌性較大時(shí)，取較大后角；工藝系統(tǒng)剛性較差時(shí)，取較小后角。 主偏