注评-机电设备串讲讲义0101

第一章机器的组成与制造
考试大纲要求
分三层次把握，精讲，串讲，大纲
教材各章知识点分布
〔1〕毛坯消费中铸造、压力加工和焊接的方法、分类及特点
〔2〕零件加工质量评定的主要指标
〔3〕尺寸公差带及其应用
〔4〕间隙配合、过盈配合、过渡配合的应用场合及选用原那么
〔5〕计算轴孔配合公差的方法
〔6〕单件消费、成批消费、大量消费的工艺特征
熟悉的内容
〔1〕按功能分析机器的组成以及各个部分的主要功能
〔2〕钢分类与钢的牌号
〔3〕铸铁的分类与牌号
〔4〕金属材料的工程性能
〔5〕金属材料力学性能的内容；影响黑色金属材料力学性能的主要因素
〔6〕机器的消费过程、工艺过程的含义和内容，以及两者的区别和联络
〔7〕工序、工艺规程的作用
〔8〕金属切削加工方法及特点
〔9〕热处理的方法和特点；退火、正火、淬火与回火的目的
〔10〕装配工作的内容和分类
〔11〕形状位置公差的作用、规定的形位公差工程、相应的代表符号以及形位公差等级〔12〕外表粗糙度及其对机器质量的影响
〔13〕消费本钱、工艺本钱的构成
〔14〕年度工艺本钱和单件工艺本钱，二者与年产量的关系
〔15〕工艺方案的经济分析
理解的内容
〔1〕按构造分析机器的组成
〔2〕机械工程常用材料的分类；材料的选用原那么
〔3〕常用有色金属及其非金属材料
〔4〕常用外表热处理方法
〔5〕消费纲领的内容
第一节机器的组成
一、按照功能分析机器的组成
〔一〕动力部分：它的作用是将其它形式的能量转变为机械能。

一次动力机：将一次能源直接转化为机械能。

二次动力机：将二次能源如电能、液压能等转化为机械能。

〔二〕传动部分：任务是将动力部分提供的机械能以动力和运动的形式，传递给工作部分。

〔三〕工作部分：直接完成机器的预定功能的部分。

工作部分是机器设备区分和分类的根据。

动力部分、传动部分和控制部分都应该根据工作部分的功能要求和动力参数的合理范围进展设计和选择。

〔四〕控制部分：控制系统由控制器和被控对象组成。

给定值发生器、比较器、驱动和执行机构、检测及变换元件。

1.模拟控制与数字控制
2.闭环控制系统和开环控制系统
3.计算机控制系统
二、按照构造分析机器的组成
〔一〕零件：机器的制造单元。

〔二〕构件：机器的运动单元。

〔三〕机构：由假设干构件组合而成，各构件之间具有确定的相对运动。

〔四〕机器：由假设干构件组和而成，可以实现其它能量和机械能的转换。

〔五〕机械：机器和机构的总称。

第二节机械工程常用材料
一、常用的工程材料
根据钢的质量，碳钢分为
二、金属材料的工程性能
三、黑色金属材料力学性能的影响因素
1.含碳量的影响：一般来说，钢的含碳量越高，材料的强度和硬度越高，塑性降低。

2.合金元素的影响：
铬可以进步钢的硬度、耐磨性、冲击韧性和淬透性；
锰可以进步钢的强度和淬透性；
镍可以进步钢的强度、耐热性和耐蚀性；
钨可以进步钢的硬度和韧性。

3.温度的影响：高温下强度和硬度随温度升高而降低，塑性增高。

4.热处理的影响：不同的热处理工艺会使钢的工程性能产生不同程度的变化。

四、材料的选用原那么
〔一〕使用要求
〔二〕工艺要求
〔三〕对经济要求的考虑
第三节机器制造根本过程
一、机器的消费过程和工艺过程
1.工序：
工序是指一个或一组工人，在一个工作地点，对同一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程。

工艺过程最根本的组成单位。

同时，在消费管理上，工序又是制定定额、计算劳动量、装备工人、核算消费才能、安排消费作业方案、进展质量检验和班组经济核算的根本单位。

2.工艺规程：一个零件往往可以采用不同的加工方法或不同的加工过程进展加工。

工程技术人员可以从几个不同的方案中选择在详细消费条件下最合理的一个，并编制工艺文件，用表格或文字形式确定下来，作为组织消费、指导消费、编制消费方案的根据。

二、毛坯消费
铸造、压力加工和焊接是获得毛坯的主要手段。

〔一〕铸造：将熔化的液体金属浇铸到与零件形状相似的铸型型腔中，冷却凝固后，获得毛坯。

铸铁特别是灰口铸铁使用最普遍。

铸造的主要步骤：
1.制备具有和零件形状相适应空腔的铸型；
2.制备成分、温度合格的液态金属；
3.将液态金属浇入铸型空腔内；
4.凝固后取出铸件并清理铸件的外表和内腔。

〔二〕压力加工：压力加工的主要消费方法有锻造和冲压。

1.锻造：
①自由锻：自由锻精度低、消费率不高，适用于单件、小批、形状简单的零件。

②模锻：模锻精度高、可以锻造形状比较复杂的零件，加工余量小，消费率高，但需要锻模，只适用于消费大批量中小型零件。

2.冲压：冲压主要应用于加工塑性良好的板材或其它薄壁的型材。

比较而言，锻造需要对毛坯加热，然后再施加外力使之变形；而冲压那么在常温下进展。

〔三〕焊接
1.熔焊：焊接接头处加热至熔化状态，凝固后连接成一个整体。

如气焊、电弧焊、电渣焊、等
离子焊。

2.压焊：接头处加压，使之严密接触，连接成一个整体。

如摩擦焊、电阻焊。

3.钎焊：被焊金属不熔化，利用熔点较低金属作为钎料熔化后将焊件连接起来。

如铜导线的焊接。

电阻焊不属于熔焊，而是压焊的一种；压焊时不一定要加热，但一定要加压。

三、切削加工
利用刀具或特种加工，切去多余金属层，从而获得几何形状、尺寸精度和外表粗糙度都符合要求的零件的加工方法。

四、热处理
〔一〕普通热处理
1.除了合金化以外，热处理方法是改变金属材料性能的主要途径。

2.热处理和其他加工工序不同，它的目的不是改变零件的形状和尺寸，而只是改变其内部组织和性能。

它是保证零件内在质量的重要工序。

3.正火和退火的区别是冷却速度不同：正火冷速较大，强度和硬度也较高。

正火比退火消费周期短，设备利用率高，比较经济。

4.假设零件尺寸较大或形状较复杂，正火可能会产生较大的内应力和变形，甚至开裂。

5.淬火和回火必须配合使用，单独进展任何一个操作都是没有意义的。

〔二〕外表热处理
1.外表淬火：目前消费中广为应用的是感应加热外表淬火和火焰加热外表淬火。

2.化学热处理：目前消费中最常用的是渗碳、渗氮和碳氮共渗。

五、装配
包括安装、调整、检验、试验、油漆及包装等。

1.组件装配：两个或更多零件连接组合成为组件。

2.部件装配：将组件、零件连接组合成为独立部件。

3.总装配：将部件、组件、零件连接组合成为整台机器。

第四节零件加工质量
从几何方面看，零件加工质量主要指标包括加工精度和外表粗糙度两项。

一、加工精度：实际参数与理想参数的符合程度。

误差：实际与理想的偏离。

公差：允许的误差范围。

零件的加工精度包括如下三个方面：
〔一〕尺寸精度
尺寸精度指零件外表本身的尺寸和外表间互相的间隔尺寸的精度。

根本尺寸：根据使用要求，通过强度、刚度计算或构造方面考虑确定的尺寸。

极限尺寸：允许尺寸变化的极限值，较大者称为最大极限尺寸，较小者称为最小极限尺寸。

尺寸偏向：最大极限尺寸减去根本尺寸称为上偏向，最小极限尺寸减去根本尺寸称为下偏向。

公差带：代表上下偏向的两条直线所限定的区域称为公差带，也是最大极限尺寸和最小极限尺寸所限定的区域。

尺寸公差带由“公差带大小〞和“公差带位置〞两个要素确定。

上偏向＝最大极限尺寸－根本尺寸
下偏向＝最小极限尺寸－根本尺寸
尺寸公差＝上偏向－下偏向
尺寸公差＝最大极限尺寸－最小极限尺寸
公差一定是正值
国家标准规定：尺寸公差由 IT01 — IT18 共有 20 个等级
IT01 精度最高、IT18 精度最低
〔二〕形状精度
零件的形状精度是指加工后零件外表实际测得的形状和理想形状的符合程度。

〔三〕位置精度
位置精度是指加工后零件有关要素互相之间的实际位置和理想位置的符合程度。

形位公差特征工程一共14种。

其中，
形状公差4种，即直线度、平面度、圆度、圆柱度。

位置公差8种，即平行度、垂直度、倾斜度，对称度、同轴度、位置度，圆跳动和全跳动。

平行度、垂直度、倾斜度为定向位置公差；
对称度、同轴度、位置度为定位位置公差；
圆跳动和全跳动属于跳动公差。

形状或位置公差2种：线轮廓度和面轮廓度。

除圆度、圆柱度外，各种形位公差均分为 12 级，最高为 1 级，最低为 12 级。

圆度和圆柱度增加了 0 级，为最高级。

一个完全确定的形位公差带由“公差带形状〞、“公差带大小〞、“公差带方向〞和“公差带位置〞四个要素确定。

二、外表粗糙度Ra
目前我国主要采用轮廓算术平均偏向Ra,单位为 m。

外表粗糙度对机器零件的配合性质、耐磨性、工作精度、耐腐蚀性等有较大影响。

三、配合
〔一〕配合的根本概念：以轴和孔的配合为例，根本尺寸一样，互相配合的轴与孔公差带之间的关系称为配合。

间隙配合：孔的公差带在轴的公差带之上，任取加工合格的孔和轴配合一定产生间隙，包括最小间隙为零的配合。

过盈配合：孔的公差带在轴的公差带之下，任取加工合格的孔和一对轴配合一定产生过盈，包括最小过盈为零的配合。

过渡配合：孔的公差带与轴的公差带交叠，任取加工合格的孔和轴配合可能产生间隙也可能产生过盈的配合。

不管是计算间隙还是过盈，一律是用孔的尺寸减去轴的尺寸。

0.025－0.015＝0.01
0－0.030＝－0.030
〔二〕配合的选择
以轴和孔为例，二者之间的配合要求有三种情况。

1.轴和孔配合后有相对运动〔转动或挪动〕的要求，应选用间隙配合。

2.轴和孔靠配合面传递载荷时，应选用过盈配合。

3.轴和孔配合后要求有定位精度，而且经常拆卸的，主要选用过渡配合。

第五节消费纲领和消费类型
消费纲领：也叫年产量，是每年消费的合格产品的数量，
不同消费类型的工艺特征：
1.单件消费：单个或少量地制造一样产品，很少重复或完全不重复。

重型机械或新产品试制都属于单件消费。

2.成批消费：成批地制造一样的产品，并且按一定的周期重复地进展消费。

一般机床消费属于成批消费。

一次投入或产出的同一产品〔或零件〕的数量称为消费批量。

3.大量消费：连续不断地消费数量很多的一样产品。

汽车、轴承以及自行车消费一般属于大量消费。

第六节机器制造工艺过程的技术经济分析
零件消费本钱：包括工艺本钱和非工艺本钱。

工艺本钱：与工艺方案有关的费用总和，包括可变费用和不变费用。

年度工艺本钱C n＝D·Q＋B
单件工艺本钱
工艺方案的经济分析
1.根本投资相近或使用现有设备
临界产量为：
2.两种不同投资方案之差，需要几年才能从工艺本钱的差价中回收
本章重点
1.机械工程材料〔分类、牌号、性能、选用〕；
2.钢铁的热处理；
3.零件加工质量。