《机械制造基础(第3版)》教学课件 机械制造基础 第八章
机械工程基础课件
三.合金的相结构和组织
1.概念: 通过熔炼、烧结等方法,将一种金属元素与其 它一种或几种元素结合一起形成的具有金属特 性的新物质叫合金。
组成合金的各元素叫组元。
合金中成分相同、结构相同并与其他部分有界 面分开的均匀组成部分称为相;不同相的结合 称组织。相与相之间的转变称为相变。
2.合金的固态结构
一.相图的定义 相图又称状态图、平衡图。它表示在平
象的材料,如高碳钢、铸铁、铜、铝等,可用 σ0.2代替屈服极限,称为名义屈服点。
(二)刚度
1.定义:金属材料在外力作用下抵抗弹性变形 的能力。
2.弹性模数E:是衡量刚度大小的指标,其值 等于在弹性变形范围内,应力与应变的比值。 在相同外力作用下,E越大,则弹性变形越小, 刚度越大。E只与材料的本性有关。
2.类型: ①布氏硬度(HB):HBS、HBW。 ②洛氏硬度(HR):HRC、HRA、HRB。 ③维氏硬度(HV):
3. 硬度实验
4.硬度是一个重要的综合力学性能指标,反 映了材料在小范围内抵抗变形和断裂的能力。
(五)冲击韧性 1.定义:金属材料抵抗冲击载荷作用而不被破坏
的能力。
2.冲击韧性值αk用来衡量冲击韧性的大小。 αk 越大,韧性越好
四.金属的结晶
(一).结晶过程
1.定义:液态金属在冷凝过程中,原子 由无序到有序,金属由液态到固态及过冷度
实际结晶温度低于熔点,称为过冷,其差值为 过冷度。 冷却速度越大,过冷度也越大。
3.结晶过程 结晶过程=晶核形成+晶核成长 晶核来源:自发形核、外来形核
2.晶体结构的基本概念
晶格 结点 晶胞 晶格常数,单位是Å (埃,10-10m或0.1nm) 晶面、晶向
3.常见晶体结构类型:
机械制造基础第八章焊接PPT课件
焊接的本质是使焊件达到原子间的结合。
4
一、焊接的实质
特点: 1.与铆接相比,工艺简单省金属,密封性好; 2.性能可靠质量保,焊接接头力学性能高、较高的 强度,承载能力能可以达到与工件材质相等的水 平。 3.易于控制效率高,易于机械化、自动化 。 4.由小拼大异材焊,并能将不同材质连接成整体, 制造双金属结构等。
重要工件可另选方法。
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5、焊接应力与变形
1)焊接应力 (1)焊接应力的产生 焊接过程是一个不均匀的加热过程。 焊件各部位在热胀冷缩和塑性变形的影响下
产生内应力、变形或裂纹。 (2)焊接时内应力存在规律: 加热膨胀受阻(受压:“—”) 冷却收缩又阻(受拉:“+”)
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5、焊接应力与变形
(3)防止产生应力的措施 选塑性材,合理布置焊缝; 正确焊序,焊前预热,降温差; 焊后退火等工艺措施。
7
(一)电弧焊
电弧焊属于熔化焊,电弧是熔化的能 源。
8
1、焊接电弧
电弧的实质是电极与工件之间的气体介质产 生强烈持久的放电现象,气体放电的一种特殊形 式。
电弧放电过程是将电能转换成热能,伴有强 烈的弧光。
产生电弧的电极可以是金属丝、钨极、碳棒。 电弧的构造根据其物理特征,沿长度方向分为: 阴极区、阳极区和弧柱区三部分
E 50 1 5 药皮为低氢钠型,宜直流反接 焊条适用于全位置焊接 熔敷金属抗拉强度最小值(Kgf/mm2)
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6、焊条电弧焊
2)焊条药皮 药皮的主要作用: 一是,利用渣、气对焊焊熔池起机械保护作用; 二是,进行物、化反应除杂质,补有益元素,保
证焊缝的成分和力学性能; 三是,改善工艺性能,能稳定燃烧、飞溅少、焊
机械制造基础第三版电子课件模块八金属切削加工的基础知识
2.进给速度vf 进给速度是指在单位时间内,刀具在进给运动方向上相对于工件的位移量。
3.背吃刀量ap 背吃刀量一般指工件上待加工表面和已加工表面间的垂直距离。
二、知识链接 (一)金属切削加工 金属切削加工就是利用金属切削机床,使用金属切削刀具对金属材料进行切削
加工,切除工件上的多余金属,使之成为具有一定几何形状、尺寸精度、几何精 度和表面质量的工件。
一、任务实施 (一)任务引入
已知工件材料为调质45 钢,Rm=0.735 GPa,如图8-19
所示为工件加工尺寸(其中Δ、y 分别为入切、超切长度)。
要求加工后达到h11 级精度,表面粗糙度Ra 值为3.2 μm。
半精车直径余量为1.5 mm,使用CA6140 型普通车床,请 选择粗车与半精车的刀具几何参数。
尺寸,也称切削宽度,单位为mm。
(4)切削层公称横截面积AD:简称切削面积,其单位为mm2。
课题二 刀具切削部分的几何参数 任务 标注刀具切削部分的几何角度
任务说明 ◎ 通过学习,能够正确标注正交平面参考系中刀具的角度。 技能点 ◎ 能够正确标注正交平面参考系中刀具的角度。 知识点 ◎ 刀具切削部分的组成。 ◎ 刀具的标注角度。 ◎ 刀具参考坐标系。
刀尖角εr ——主切削刃与副切削刃在基面上的投影间的夹角。 楔角βo ——在正交平面中测量的前面与后面的夹角。
(四)刀具的工作角度
如图8-11 所示为刀具工作参考系与基准平面, 工作参考系为在考虑进给运动所生成的合成运动速
度方向情况下的参考系。其中vc 为主切削速度,ve 为合成切削速度,pre 为工作参考系基面,poe 为工 作参考系正交平面,pse 为工作参考系切削平面。
(二)分析及解决问题 1.确定刀具类型与材料 粗车、半精车车刀材料选用YT15。刀具寿命为T=60 min。选择刀杆材料为 45 钢,刀杆尺寸为16 mm×25 mm(按机床中心高选取),刀片厚度为6 mm。
机械制造技术基础第3版ppt课件
五、切削温度对工件、刀具和切削过程的影响
1.切削温度对工件材料强度和切削力的影响 2.对刀具材料的影响 3.对工件尺寸精度的影响 4.利用切削温度自动控制切削速度或进给量 5.利用切削温度与切削力控制刀具磨损
第六节 刀具磨损与刀具寿命
一、刀具磨损的形态及其原因 1.前刀面磨损
图2-38 刀具的磨损形态
三、△m>0的制造过程
在△m>0的制造过程中,通过材料逐渐累加成
形,这一工艺方法的长处是可以成形任意复杂形状 的零件,而无需刀、夹具等生产准备活动。这一工 艺又称RP技术(Rapid Prototyping)。快速制造出 来的原型可作为设计评估、投标或展示的样件。RP 技术与快速精铸技术(Quick Casting)及快速模具 制造技术(Rapid Tooling)等相结合,又可以为小 批量或大批量生产服务,因而RP技术已成为加速新 产品开发及实现并行工程的有效技术。一些工业发 达国家(如美、日等)已经全面应用这一技术来提
图1-10 a)磨外圆 b)磨内孔 c) 1—拨盘 2—拨销 3—尾架 4—工件 5—鸡心夹头 6—头架
八、特种加工
1.电火花加工 (请点击链接) 2.电解加工 3.激光加工 4.超声波加工
1. 电火花加工
电火花加工是利用工具电极和工件电极间 瞬时火花放电所产生的高温,熔蚀工件材料来 成形工件的。电火花加工在专用的电火花加工 机床上进行,如图所示。
3)背吃刀量(切削深度)
αp
2.切削要素
图2-2 切削用量与切削层数
(2)切削层几何参数
1) 切削宽度αw 2)切削厚度αc 3)切削面积Ac
二、刀具角度 1.刀具切削部分的组成
图2-3 车刀的组成
2.刀具角度的参考平面
机械制造基础
机械制造基础铸造.锻压.焊接复习资料铸造一、概念1、铸造:铸造是将熔融金属浇注、压射或吸入铸型型腔,冷却凝固后获得一定形状和性能的零件或毛坯的金属成形工艺。
2、合金的流动性:是指液态合金本身的流动能力。
3、比热容:是单位质量物体改变单位温度时吸收或释放的能量。
4、液体收缩:指液态金属由浇注温度冷却到凝固开始温度(液相线温度)之间的收缩。
5、凝固收缩:指从凝固开始温度到凝固终了温度(固相线温度)之间的收缩。
6、固态收缩:指合金从凝固终了温度冷却到室温之间的收缩。
7、缩孔:在铸件凝固过程中,由于合金的液态收缩和凝固收缩,使铸件的最后凝固部位出现孔洞,面积较大而集中的孔洞称为缩孔。
8、缩松:在铸件凝固过程中,由于合金的液态收缩和凝固收缩,使铸件的最后凝固部位出现孔洞,细小而分散的孔洞称为缩松。
9、顺序凝固原则:顺序凝固原则就是在铸件上可能出现缩孔的厚大部位通过安放冒口等工艺措施,使铸件远离冒口的部位先凝固,然后是靠近冒口的部位凝固,最后才是冒口本身凝固。
10、热应力:温度改变时,物体由于外在约束以及内部各部分之间的相互约束,使其不能完全自由胀缩而产生的应力。
11、机械应力:铸件收缩受到铸型、型芯及浇注系统的机械阻碍而产生的应力。
12、热裂:是在凝固后期高温下形成的,主要是由于收缩受到机械阻碍作用而产生的。
13、冷裂:是在较低温度下形成的,常出现在铸件受拉伸部位,特别是有应力集中的地方。
二、填空题。
1、在液态金属成形的过程中,液态金属的充型及收缩是影响成形工艺及铸件质量的两个最基本的因素。
2、铸造组织的晶粒比较粗大,内部常有缩孔、缩松、气孔、砂眼等组织缺陷。
3、液态金属注入铸型以后,从浇注温度冷却到室温要经历液态收缩、凝固收缩和固态收缩三个互相联系的收缩阶段。
4、热裂是在凝固后期高温下形成的,主要是由于收缩收到机械阻碍作用而产生的。
5、冷裂是在较低温度下形成的,常出现在铸件受拉伸部位,特别是有应力集中的地方。
机械制造技术基础教学课件PPT金属切削加工的基础
1.2.5 刀具材料
刀具材料的基本性能
高的硬度
刀具材料要比工件材料硬度高,常温硬度在HRC60以上。
高的耐热性
刀具材料在高温下保持硬度、耐磨性、强度和韧性的能力。
☆ 曲面:是以曲线为母线作旋转或平移所形成的表面;如螺 旋桨、汽车外型面等,成型主要方法有:铣削、成形磨削、数 控铣削、电火花加工、激光加工等
1.1.2 切削运动
概念:刀具与工件间的相对运动,以切除多余的金属 分类:
主运动:切除切屑所需的基本运动。 3个特点:速度最快;消耗功率最大;唯一性。
进给运动:使金属层不断投入被切削的运动。 3个特点:速度较慢;消耗功率较小;可以为一个或多 个。
高合金工具钢(高速钢)
通用型高速钢、高性能高速钢 熔炼高速钢和粉末高速钢
例题:下图为外圆车削示意图,在图上标注:
1 主运动、进给运动和背吃刀量;
2 已加工表面、加工(过渡)表面和待加工表面;
3 基面、主剖面和切削平面;
4 刀具角度0=15、0=6、Kr=55、Kr=45、s=-10 。
待加工待表加面工表面
主运动
主运动
加工加表 工表面面
已已加加工工表面 表面
基面
基面
切削平面
第1章 金属切削加工的基础知识
金属切削加工实例
第1章 金属切削加工的基础知识
内容
切削加工运动分析及切削要素 金属切削刀具 切削过程中的物理现象 工件材料的切削加工性 切削液
1.1 切削加工的运动分析及切削要素
工程材料及机械制造基础 第八章铸铁
第二阶段 石墨化
铸铁的显微组织
铸铁类型
完全进行 F+C 部分进行 F+P+C 未进行 P+C 灰口铸铁
部分进行 未进行
ILMTAM
未进行 未进行
Ld’+P+C Ld’
麻口铸铁 白口铸铁
14 14
华东交通大学 先进材料激光制造技术研究所 Institute of Laser Manufacture Technology for Advanced Materials, ECJTU
碳、硅含量对铸铁石墨化的影 响
麻口 铸 铁
C 白口铸铁
灰口铸铁
Si
华东交通大学 先进材料激光制造技术研究所 Institute of Laser Manufacture Technology for Advanced Materials, ECJTU
15 15
碳、硅量控制范围:2.5~4.0%C,1.0~3.0%Si。 Al、Cu、Ni、Co等元素对石墨化有促进作用。
P’
ILMTAM
华东交通大学 先进材料激光制造技术研究所 Institute of Laser Manufacture Technology for Advanced Materials, ECJTU
13 13
铸铁的石墨化程度与其组织之间的关系
(以共晶铸铁为例)
石墨化进行程度
第一阶段 石墨化
完全进行
二次结晶(1154℃→738℃)
共析石墨化
台车式石墨化退火炉
三次结晶( 738 ℃→室温)
ILMTAM
华东交通大学 先进材料激光制造技术研究所 Institute of Laser Manufacture Technology for Advanced Materials, ECJTU
《机械制造基础(第3版)》教学课件 机械制造基础 第二章
第二章 铸造
砂型铸造的工艺过程如图1-2-1所示。它主要包括:制造模样和型 芯盒,制备型砂和芯砂,造型、造芯,砂型和型芯的烘干,合箱,金属的熔 炼及浇注,落砂、清理、检验等。
图1-2-1 砂型铸造的工艺过程
第二章 铸造
铸造是毛坯成形的主要工艺方法之一,在机械制造中占有很重要的地 位。按质量计算,在一般机械设备中铸件约占40%~90%;在农业机械中占 40%~70%;在金属切削机床中占70%~80%;在重型机械、矿山机械中占 85%以上。铸造能得到如此广泛的应用,是因为它具有一系列优点:
第一节 砂型制造
(4)可塑性 造型时,型(芯)砂在外力作用下能塑制成形,而当去除 外力并取出模样(或打开型芯盒)后,仍能保持清晰轮廓形状的能力,称 为可塑性。可塑性好,则容易变形,易于制造形状复杂的砂(芯)型,起模 也容易。型(芯)砂随含水量和粘结剂含量的提高,可塑性得到提高;而 砂粒的颗粒越粗,形状越圆整,可塑性越差。
图1-2-2 砂型铸型的组成
第一节 砂型制造
二、型砂和芯砂
砂型铸造的铸型是由型砂和芯砂制成的。型(芯)砂是由原砂、粘结剂、 水和附和物按一定比例配合,以制成符合造型、造芯要求的混合料,如图12-3所示。
Hale Waihona Puke 图1-2-3 型砂和芯砂的组成示意图
第一节 砂型制造
铸型在浇注、凝固过程中要承受金属熔液的冲刷、静压力和高温的 作用,并要排除大量气体,型芯还要承受铸件凝固时的收缩压力等,因而为 获得优质铸件,型砂和芯砂应满足如下的性能要求:
机械制造多媒体课件(1-88)-鞠鲁粤
大楼的波音757飞机起飞重量104t,波音
767飞机起飞重量156t 。它们的飞行速度 大约是每小时1000km。从速度比这小得 多的汽车相撞事故,可以想象这次大型客 机撞击大楼的冲击力有多么的巨大。
教学视频:世界贸易中心大楼倒塌
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但据幸存者描述,飞机的撞击使大楼虽然晃动了近1m,但整
工程材料部分主要包含了以下内容:
1.1 概 述 1.1.1 金属材料的发展 1.1.2 非金属材料及复合材料 的发展 1.1.3 新材料的发展趋势 1.2 金属材料简介 1.2.1 金属材料的种类 1.2.2 金属材料的性能 1.3 晶体的结构 1.3.1 晶体与非晶体 1.3.2 实际金属的晶体结构 1.4 金属的结晶 1.4.1 结晶的概念 1.4.2 金属结晶过程 1.4.3 铸态晶粒的大小 1.4.4 金属的同素异构 1.5 二元合金的晶体结构
激光加热表面淬火最佳的原始组织是调质组织,淬火后零件变
形极小,表面质量很高,特别适用于拐角、沟槽、盲孔底部及深孔 内壁的热处理,而这些部位是其他表面淬火方法极难做到的。
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第二辑:铸造成形(1)
铸造成形(1)部分主要包含了以下内容:
2.1 概 述 2.2 铸件形成理论基础 2.2.1 金属的充型 2.2.2 合金的收缩 2.3 造型方法 2.3.1 手工造型 2.3.2 机器造型 2.3.3 造型生产线 2.4 铸造工艺分析 2.4.1 浇注位臵和分型面的确定 2.4.2 浇注系统的确定 2.4.3 型芯的形式 2.4.4 主要工艺参数的确定 2.4.5 铸造工艺图的制定
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1、教材介绍
《机械制造基础》是为适应金属工艺学理论与实践教学而 精心编写的一本较为成功的教材。从1998年5月第一版问世以 来,受到全国许多高校同仁的厚爱,使用量已达5万多册,十 多所高校采用为授课教材,数十所高校将其作为教学参考书。
机械制造基础第三版电子课件模块三钢的热处理
2.共析钢的过冷奥氏体等温转变产物 (1)珠光体型转变
在 A1 ~ 550 ℃温度范围内,过冷奥氏体等温分解为铁素体和渗碳体的片层状 混合物——珠光体,即奥氏体向珠光体转变。
将奥氏体化的钢迅速冷却到 A1 以下某一温度保温,使奥氏体在此温度发生组 织转变,称为等温转变,如图3-5中的曲线2所示。连续冷却转变是将奥氏体化的 钢从高温冷却到室温,使奥氏体在连续冷却条件下发生组织转变,如图 3-5中的 曲线1所示。
1.共析钢过冷奥氏体等温转变图
过冷奥氏体等温转变图是用试验方法建立的, 由于其形状类似英文字母“C”,故又称为 C曲线。
一、任务实施 (一)任务引入
制造T12 钢(wC=1.2%)手用丝锥,成品要求硬度达到60HRC 以上,加工工
艺路线为:轧制→球化退火→机械加工→热处理(二)→机械加工。试写出热处 理(二)工序的具体内容及其作用。
(二)分析及解决问题 热处理(二)为淬火加低温回火。 1.淬火 (1)工艺 将钢加热到760 ~ 780 ℃(Ac1 以上30 ~ 50 ℃),保温一定时间,然后先 在水中冷却至接近Ms 点的温度,再放入油中冷却。
马氏体的硬度主要取决于马氏体中的碳含量。马氏体的碳含量越高,其硬度 也越高,但当钢中碳含量大于0.6% 时,淬火钢的硬度增加很慢,如图3-9 所示 为碳含量与淬火硬度的关系。
课题 二 钢的退火与正火 任务 丝锥的预先热处理
任务说明 ◎ 确定丝锥的预先热处理工艺,并说明其作用。 技能点 ◎ 退火与正火的合理选用。 知识点 ◎ 各种退火的工艺特点及合理选用。 ◎ 正火的工艺特点及合理选用。
机械制造基础第八章
②轴向窜动。
(a)工件端面与轴线不垂直 图 8-5
(b)螺距周期误差
主轴的纯轴向窜动
第8章 机械加工的零件质量 章
8.2影响加工精度的因素 8.2影响加工精度的因素 8.2.4机床的几何误差 8.2.4机床的几何误差
教学重点 1.掌握误差的测量和调整的方法。 2.掌握刀具、夹具的误差。 3 .了解工件的内应力。 教学难点 1.理解机械加工表面质量。 2.了解影响机械加工表面质量的因素。 课时安排 6学时
主要概念
1.主轴回转误差 2.导轨误差 3.传动链误差 4.制造误差 5.磨损误差
第8章 机械加工的零件质量 章
第8章 机械加工的零件质量 章
8.2影响加工精度的因素 8.2影响加工精度的因素 8.2.3测量误差 8.2.3测量误差
测量误差通常由下述原因产生。 1.测量工具本身误差的影响 测量工具误差主要是由示值误差、 示值稳定性、 回程误差和灵敏度等方面综合起来 的极限误差。所用的测量工具不同,测量误差的变动范围不同,所以必须根据零件被测 尺寸的公差值选择适当精度的计量器具。 2.测量环境的影响 温度、湿度、气压、振动、电磁场等环境因素的变化会引起测量误差,其中以温度 的影响最大,因此规定测量的标准温度为 20℃。例如钢轴在加工完毕后,工件表面温 度可达 60℃,如果立即测量,由于材料热膨胀的原因,直径尺寸比温度为 20℃时增大。 即使在常温条件下,车间内的温度也不是固定的,其变动范围可达 3~40℃,对于精密 测量要在恒温室内进行,以消除温度变化引起的误差。 3.人为误差的影响 如测量时读数的误差,测量过程中因用力不当引起的量具、量仪变形等,都会引起 测量误差。
电子课件机械制造工艺学第三版模块一机械制造基础知识
通过重力作用进行浇注, 将熔融金属浇入金属铸型内获得铸件的方法称为金属 型铸造。
任务2 认识常见金属切削机床及刀具
任务实施 五、磨床与砂轮 1. 外圆磨床 (1) 外圆磨床的结构
任务2 认识常见金属切削机床及刀具
任务实施 (2) 主运动和进给运动
1) 主运动。磨削外圆时为砂轮的回转运动, 磨削内圆时为内圆磨头的磨具(砂轮) 的回转运动。
2) 进给运动 ①工件的圆周进给运动, 即头架主轴的回转运动。 ②工作台的纵向进给运动, 由液压传动实现。 ③砂轮架的横向进给运动, 为步进运动, 即每当工作台一个纵向往复运动终了, 由机械传动机构使砂轮架横向移动一个位移量(控制背吃刀量)。
任务1 认识常见金属切削机床的型号
相关知识 7.机床的重大改进顺序号 当机床的结构、性能有更高的要求,并需按新产品重新设计、试制和鉴定时,才 按改进的先后顺序选用A、B、C……等汉语拼音字母(但“I、O”两个字母不得 选用)表示加在型号基本部分的尾部,以区别原机床型号。
8.其他特性代号及其表示方法
1. 常用的钻床有哪几类? 各适用于什么场合? 2. 滚齿机和插齿机相比有哪些不同的用途? 3. 分别指出车床、刨床、钻床、镗床、铣床和磨床的主运动。
任Байду номын сангаас3 选择零件毛坯
学习目标 1. 熟悉毛坯的生产方法。 2. 能够正确选择零件毛坯。
任务描述 如图所示零件是汽车变速器的拨叉, 材料采用HT200, 批量生产, 试选择该零
任务2 认识常见金属切削机床及刀具
任务实施 2. 拉床的运动
拉床的运动只有拉刀的直线运动(主运动), 径向进给由刀齿的齿升量保证。 3. 拉床的用途
4. 拉削常用的刀具
机械制造基础ppt课件
屈服强度 拉伸试样产生屈服现象时的应力。
符号、单位
s
Fs A0
(MPa)
屈服时最大载荷 试样原始截面积
单位横截 面上内力
无明显屈服现象的金属材料,以试样产生0.2%塑性变 形时的应力,作为该材料的可编屈辑课服件P点PT ,用 r 0 .2 表示。 9
强度
判据
抗拉强度 金属材料在拉断前所能承 受的最大应力,以 b 表示。
定疲劳极限(疲劳强度)? 10 7
可编辑课件PPT
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金属材料的物理、化学及工艺 性能
物理性能
密度、熔点、热膨胀性、导热性、导电 性和磁性等。
化学性能
主性、耐碱性和抗
氧化性等。
可编辑课件PPT
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金属材料的物理、化学及工艺 性能
工艺性能
内涵:硬度是衡量金属软硬的判据。
测定方法:在硬度计上测定。
布氏硬度法
洛氏硬度法
维氏硬度法
可编辑课件PPT
12
布氏硬度(HB)
d
测试原理:
(1)以直径为D 的淬火钢球或硬质合金球,在载荷F
的静压力下,压入被测材料的表面; (2)停留若干秒后,卸去载荷;
(3)测出压痕直径d,并根可编据辑课d件的PPT 数值查出HB值。 13
可编辑课件PPT
24
第二章 铁碳合金
定义: 合金——以一种金属为基础加入其它金属 或非金属,经过熔合而得到的具有金属 特性的材料,称为合金。 铁碳合金——以铁、碳为主要组成的合金。 如钢和铸铁都是以铁为基础的铁碳合金, 其中铁的含量占95%以上。
可编辑课件PPT
25
第二章 铁碳合金
主要内容: 纯铁的晶体结构及其同素异晶转变 铁碳合金的基本组织 铁碳合金状态图 工业用钢简介 零件选材原则
机械制造基础
• 碳/碳复合材料构件制造技术
碳/碳复合材料(C/C)的最显著的优点是 耐高温(1800~2000℃)和低密度(约 1.9g/cm3)。美、法、俄等研制的C/C复 合材料部件有:燃烧室喷嘴、加力燃烧室 喷管、涡轮和导向叶片、整体涡轮盘、涡 轮外环等。美国将整体涡轮盘在1760℃进 行了地面超转试验。C/C构件的关键制造技 术包括碳纤维预制体的设计与制备、C/C的 致密化技术和C/C防氧化涂层的设计与制造
KI值的大小决定于裂纹尺寸(2a)和外加应 力场σ,它们之间的关系由下式表示:
KI=Yσ a
式中:Y为与裂纹形状、加载方式和试样几 何尺寸有关的无量纲系数
σ为外加应力场,单位为MPa; a为裂纹长度的一半,单位为mm
由上式可见,随应力的增大,KI不断增大, 当KI增大到某一定值时,这可使裂纹前沿 的内应力大到足以使材料分离,从而导致
以SiC长纤维增强的Ti基复合材料 (TiMMC)具有比强度高、比刚度高,使 用温度高及疲劳和蠕变性能好的优点。例 如德国研制的SCS-6 SiC/IMI834复合材料 的抗拉强度高达2200MPa,刚度达 220GPa,而且具有极为优异的热稳定性, 在700℃温度暴露2000h后,力学性能不 降低。主要应用于未来发动机中的构件
它所测定的硬度值比布氏、洛氏硬度精确, 压入深度浅,适于测定经表面处理零件的 表面层的硬度,改变负荷可测定从极软到 极硬的各种材料的硬度,但测定过程比较 麻烦
图1.1-4为维氏硬度测试示 意图
在用规定的压力P将金刚石 压头压入被测试件表面并 保持一定时间后卸去载荷, 测量压痕投影的两对角线 的平均长度d,据此计算出 压痕的表面积S,最后求出 压痕表面积上平均压力 (P/S),以此作为被测材 料的维氏硬度值
机械制造基础教案
教学计划:理论(56学时)实训(8学时)总计(64学时)第一章:机械制造技术概论(4学时)教学重点:机械加工工艺过程及其组成第二章:金属切削的基本知识(20学时)2.1工件(1学时)2。
2工件的基准与定位(2学时)2.3 金属切削刀具(4学时)课内实训一:刀具角度刃磨及测量(4学时)2.4 金属切削机床(2学时)2.5 金属切削过程中的基本规律(4学时)2.6 金属切削过程基本规律的应用(3学时)教学重点:刀具相关知识以及金属切削规律第三章:机械加工方法与装备(10学时)课内实训参观工厂(2学时)3.1车削加工(2学时)3。
2铣削加工(2学时)3.3钻削、铰削与镗削加工(2学时)3.4磨削加工1学时3.5齿形加工1学时教学重点:各种加工方法的用途以及方法第四章:机械加工工艺规程设计(12学时)4。
1制订机械加工工艺规程的步骤和方法(2学时)4.2零件图的审查(1学时)4。
3毛坯的确定(1学时)4。
4定位基准的选择(2学时)4。
5工艺路线的拟订(2学时)4。
6确定加工余量(1学时)4.7工序尺寸及其公差的确定(1学时)4。
8工艺过程经济分析(1学时)4.9计算机辅助工艺规程设计(1学时)教学重点:工艺路线的拟定第五章典型零件的加工(6学时)5。
1 轴类零件的加工(2学时)5。
2 盘、套类零件工艺设计(1学时)5。
3箱体零件加工工艺(1学时)课内实训简单零件的工艺规程设计(2学时)教学重点:加工路线的设计第6章机床夹具及其设计方法(4学时)6。
1机床夹具概述(0.5学时)6.2车床夹具(0。
5学时)6.3铣床夹具(0。
5学时)6。
4钻床夹具(0.5学时)6。
5镗床夹具(0.5学时)6。
6专用夹具设计方法(0.5学时)6.7专用夹具设计实例(0.5学时)6。
8组合夹具简介(0.5学时)教学重点:各种夹具的设计特点第七章:机械加工质量分析与控制(6学时)7。
1机械加工质量概述(0。
5学时)7.2工艺系统的几何误差对加工精度的影响(1学时)7。
机械基础 第三版 教案 模块八 液压传动
流量:单位时间内流过通流截面的液体的体积。
平均流速:单位时间内单位面积上流过通流截面的液体体积。
3.液体流动连续性原理液体在密封管道内作恒定流动时,设液体不可压缩,则单位时间内流过任意截面的质量相等。
液压传动的原理、特点,联想到四两拨千斤;通过管路将液压元件组成一个系统,让学生考虑到不同的元件有不同的分工,教学过程教学方法与手段教学过程教学方法与手段泄)。
4.压力继电器5.流量控制阀6.液压辅助元件四、思政元素从液压阀中密封的重要性,介绍港珠澳跨海大大桥的建设及大国工匠管延安的事迹。
每个大工程背后,都有一批执著、坚守、一丝不苟、精益求精的大国工匠,托起了一个个响一、方向控制回路1换向回路(1)电磁换向阀组成的换向回路电磁换向阀组成的投向回路⑵液动换向阀组成的换向回路2,锁紧回路图&42液压锁紧回路二、压力控制回路1.调压回路功能:调定或限制液压系统最高压力⑴单级调压回路⑵多级调压回路2.减压回路功能:使系统某一支路的压力低于系统的调定的工作压力。
⑴单向减压回路⑵二级减压回路3.增压回路4.卸荷问路卸荷回路是在执行元件不需保压时,不启停液压泵而达到卸荷的目的。
(1)换向阀中位机能的卸荷回路⑵溢流阀的卸荷回路三、速度控制回路三、重点难点教学重点1掌握简单的液压控制回路教学难点1.试读分析液压回路四、思政元素液压控制回路的多样化,联想到解决事情的手段的多样化五、教学设计教学过程教学方法与手段环节1:课前准备1.学生课前PPT预习讲授2.学习通预习习题的发布二、教学内容典型控制回路02三、速度控制回路速度控制回路用于控制执行元件的运动速度。
速度控制回路包括调节执行元件工作行程的调速回路和快速运动回路。
1.调速[1]路⑴节流调速回路节流调速回路是将节流阀串联在液压泵与液压缸之间,控制进入液压缸的流量。
①进油节流调速回路②出油节流调速回路③旁油节流调速回路。
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第二节 车 刀
图1-8-5 机械夹固式车刀 a)机夹重磨车刀 b)机夹可转位车刀 1—刀柄 2—垫块 3—刀体 4—夹紧元件 5—挡屑块 6—调节螺钉
第二节 车 刀
机夹式车刀与焊接式车刀相比较,具有以下特点: 1)刀片不经过高温焊接,避免了因焊接应力引起硬度下降和产生裂纹等缺陷, 提高了刀具寿命。 2)因刀具寿命长,使用的时间较长,换刀次数减少,可以提高生产率。 3)刀柄可以重复使用,节省了制造刀柄的材料。
6—刀架
7—尾座
第一节 卧 式 车 床
(1)床身 床身是用于支撑和连接车床上各部件,并带有精确导轨的基础零件。 溜板箱和尾座可沿导轨左右移动。床身由床脚支撑,并用地脚螺栓固定在地 基上,或用可调垫铁定位在平整的水泥或水磨石地面上。 (2)主轴箱 主轴箱是装有主轴和变速机构的箱形部件。其速度变换是通过 调整变速手柄位置,改变变速机构的齿轮啮合关系实现的。主轴为空心件,可 装入棒料;其前端有锥孔,可插入顶尖;还有供安装卡盘或花盘用的相应结构 和装置。 (3)进给箱 进给箱是装有进给变换机构的箱形部件。内有变速机构,主轴通 过变换齿轮箱把运动传递给它。
(2)进给量f 工件每转一圈时,车刀沿进给运动方向移动的距离。
(3)背吃刀量ap 在通过切削刃基点㊀并垂直于工作平面㊁的方向上测量的 吃刀量(图1-8-1)。
图1-8-1 车削的运动和切削用量
车削加工一般分为粗车和精车。粗车的切削用量见表1-8-1,精车的切削用量 见表1-8-2。
表1-8-1 粗车的切削用量
车削铸铁件 车削钢:高速 车削钢:低速
表1-8-2 精车的切削用量
ap/mm 0.1~0.15 0.3~0.5 0.05~0.10
f/(mm/r) 0.05~0.2 0.05~0.2 0.05~0.2
vc/(m/min) 60~70 100~120 3~5
第一节 卧 式 车 床
主要用车刀在工件上加工回转表面的机床称为车床。其种类很多,常用的有 卧式车床、转塔车床、立式车床、多刀自动和半自动车床、仪表车床、数控 车床等。 下面以常用的C6136型卧式车床为例进行介绍。 一、C6136型卧式车床的型号 为了便于使用和管理,根据GB/T 15375—2008《金属切削机床 型 号编制方法》,对机床的类型和规格进行编号。这种编号称为型号。 按GB/T 15375—2008的规定,C6136型号的含义如下:
第二节 车 刀
二、机械夹固式车刀
机械夹固式车刀简称机夹式车刀,根据使用情况不同可分为机夹重磨车刀和 机夹可转位车刀,如图1-8-5所示。 机夹重磨车刀是采用普通刀片,用机械夹固的方法夹持在刀杆上使用的车刀, 如图1-8-5a所示。这种刀具当切削刃磨钝后,只要把刀片重磨一下,适当调整 位置仍可继续使用。 机夹可转位车刀又称机夹不重磨车刀,它是采用机械夹固的方法,将可转位刀 片夹紧并固定在刀体上的一种车刀,如图1-8-5b所示。它是一种高效率的刀 具,刀片上有多个切削刃,当一个切削刃用钝后,不需重磨,只要将刀片转一个 位置,便可继续使用
车削铸铁 车削钢
ap/mm 2~5 2~5
用硬质合金车刀时 f/(mm/r) 0.15~0.04 0.15~0.04
vc/(m/min) 30~50 40~60
ap/mm 1.5~3 1.5~3
用高速钢车刀时 f/(mm/r) 0.15~0.4 0.15~0.4
vc/(m/min) 12~24 12~42
第二节 车 刀
车刀是金属切削加工中应用最为广泛的刀具之一,通常由刀体和切削部分组 成。 按照使用要求不同,车刀可以有不同的结构和不同的种类。根据刀体的连接 固定方式,车刀主要分为焊接式和机械夹固式两类。
第二节 车 刀
一、焊接式车刀
图1-8-4 焊接式车刀的种类 1—切断刀 2—左偏刀 3—右偏刀 4—弯头车刀 5—直头车刀
第一节 卧 式 车 床
图1-8-3 刀架的组成 1—中滑板 2—方刀架 3—转盘4—小滑板 5—床鞍
改变箱内变速机构的齿轮啮合关系,可使光杠、丝杠获得不同的旋转 速度。
第一节 卧 式 车 床
(4)溜板箱 溜板箱是装有操纵车床进给运动机构的箱形部件。它将光杠的 旋转运动传给刀架,使刀架作纵向或横向进给的直线运动;操纵开合螺母可由 旋转的丝杠直接带动溜板,完成螺纹加工工作。 (5)刀架部件 刀架是多层结构,分为中滑板、小滑板、转盘、方刀架等部分 (图1-8-3),可使刀具作纵向、横向和斜向运动。方刀架用以夹持刀具。 (6)尾座 尾座主要用于配合主轴箱支承工件或安装加工工具。当安装钻头 等刀具时,可进行孔加工组成
图1-8-2所示为C6136型卧式车床的外形图及传动框图,其主要构成部分如下:
第一节 卧 式 车 床
1—变速箱
图1-8-2 C6136型卧式车床外形图及传动框图 a)车床外形图 b)车床传动框图
2—变速手柄 3—进给箱 4—交换齿轮箱 5—主轴箱 8—丝杠 9—光杠 10—床身 11—溜板箱
6—成形车刀 7—宽刃精车刀 8—外螺纹车刀 9—端面车刀 10—内螺纹车刀 11—内槽车刀 12—通孔车刀 13—不通孔车刀
第二节 车 刀
这种车刀是将硬质合金刀片用焊接的方法固定在刀体上。它的优点是结构简 单、紧凑,刚性好,抗振性能好,使用灵活,制造方便等;缺点是由于焊接应力 的影响,刀具材料的使用性能受到影响,有的甚至会产生裂纹。根据工件加工 表面及用途不同,焊接式车刀又可分为外圆车刀、内孔车刀、端面车刀、切 断刀、螺纹车刀等,如图1-8-4所示。
机械制造基础
第八章 车削加工
在车床上用车刀对工件进行切削加工的过程称为车削加工。它所用的设备是 车床,所用的刀具主要是车刀,还可用钻头、铰刀、丝锥、滚花刀等。
车外圆时,工件的旋转运动为主运动,车刀的纵向走刀运动和横向吃刀运动为 进给运动(图1-8-1)。其切削用量是:
(1)切削速度vc 切削刃上选定点相对于工件主运动的线速度。其数值按 vc=πdn/(1000×60)计算,其中d一般用待加工表面的直径dw代替(图1-8-1)。