金属材料成形基础机械加工工艺过程的基础知识
机械加工基本知识
机械加工培训教材技术篇Ⅰ机械加工基础知识2011年8月第一部分：机械加工基础知识一、机床(一)机床概论机床是工件加工的工作母机.一个工件或零件从原始的毛胚状态加工成所需的形状和尺寸,都需在机床上完成.从加工的对象来分类,机床可以分为：◆金属加工机床◆木材加工机床◆石材加工机床等等….机械加工的对象大多为金属材料,所以,我们以下涉及的机床只针对金属加工机床.金属加工机床分类:◆锻压机床---通过压力使工件产生塑形变形,例如：压力机、弯板机、剪板机等等;◆特种机床---通过特种办法加工工件,例如：电火花机床、线切割机床、激光切割机床、水压切割机床等等;◆金属切削机床---采用刀具、砂轮等工具,除去工件上多余的材料, 将其加工成所需的形状和尺寸的机床,主要包括:车床:工件与主轴一起旋转,刀具作轴向与径向进给运动.主要用于旋转工件、盘类零件、轴类零件的加工.车床的分类如下：➢根据主轴中心线的方向：卧式车床,立式车床.➢根据车床的大小：仪表车床、小型车床、普通车床、大型车床;➢根据控制方式：普通手动车床、简易数控车床、全功能数控车床➢根据控制轴数：普通手动车床与数控车床X、Z轴、车铣中心X、Z、C轴、复合车铣中心X、Y、Z、C轴➢根据主轴及刀塔数量：单主轴、双主轴、双刀塔车床;铣床:刀具旋转,工件与工作台一起作轴向运动;主要用于方型及箱体零件加工;铣床的分类如下：➢根据主轴中心线的方向：卧式铣床,立式铣床.➢根据控制方式：普通手动铣床、数控铣床➢根据控制轴数：普通铣床X、Y、Z轴、4轴数控铣床X、Y、Z、A轴、5轴数控铣床X、Y、Z、A、B轴➢根据主轴数量:双主轴铣床;镗铣床:刀具旋转,工件与工作台一起作轴向运动;主要用于铣削与镗孔;一般为卧式;镗床分类如下：➢根据镗床大小：台式镗床、大型落地镗铣床;➢根据控制方式：普通手动镗床、坐标镗床、数控镗床➢根据控制轴数：普通镗床X、Y、Z、B轴、带W轴的数控镗床W、X、Y、Z、B轴、带平园盘的数控镗床W、X、Y、Z、B、U轴钻床:钻孔用机床;有台式、摇背钻之分,也有数控钻床;攻丝机床:攻丝用机床;一般钻床也有攻丝功能;加工中心：带刀库及自动换刀系统的数控铣床或镗床;有钻削中心、立式加工中心、卧式加工中心、卧式镗铣加工中心、龙门加工中心、五面体加工中心、落地镗铣加工中心等等;磨床:有外圆磨、内圆磨、平面磨床等专用机床:为加工某个零件的某些部位专门设计的机床;(二)机床的控制轴机床的控制轴是以刀具作为基点,按照右手坐标系来定义的车削以装刀具的刀塔为基点,铣削以装刀具的主轴为基点：➢三个直线轴：X,Y,Z➢三个旋转轴: A,B,C➢其它辅助轴：W,UZ轴轴(1.全功能卧式数控车床➢车外圆包括直线,曲线,台阶,倒角➢车端面➢轴向钻孔➢镗内孔包括直线,曲线,台阶,倒角➢外圆切槽➢内孔切槽➢端面切槽➢外螺纹➢内螺纹➢切断2.全功能立式数控车床所能完成的加工内容同上3.立式加工中心➢铣平面➢铣沟槽➢铣侧面,斜面,台阶面➢铣型腔,铣曲面➢钻孔➢攻丝➢铣内外螺纹➢铣沉孔,扩孔,镗孔➢铰孔➢孔口倒角,侧边倒角4.卧式加工中心所能加工的内容与立式加工中心相同,但因为其工作台可以旋转,控制轴数比立式的X,Y,Z轴多一个旋转轴---B轴,所以更适合箱体类零件的四周加工;卧式加工中心的另一个特点,是双工作台,可以自动交换;卧式加工中心一般按工作台大小方形工作台,作为主要的规格参数,分为：400400500500630630800800100010005.卧镗加工中心卧镗加工中心与卧式加工中心的区别在于多出一个与Z轴平行的W轴,也就是说在主轴里面还有一个“镗杆”可以伸出可以进给,以便镗孔作业,所以卧镗加工中心的镗孔能力比卧式加工中心强;另外,卧镗加工中心一般为大型设备,只有一个工作台;主规格一般按可伸出的镗杆直径来定义,比如：φ110,130,150,200,250mm等等6.落地镗铣床加工中心大型卧式镗铣床,床身与立柱分离,工作台与地面平行,便于大型工件上下;7.龙门立式加工中心,龙门五面体加工中心大型机床,Y轴为主轴在龙门横梁上的移动,Z轴可以是滑枕的上下移动,也有的是整体横梁的上下移动;规格主要按工作台面尺寸来定义,比如：30001500长、宽,30002000,40002000, 60002500,等等如果除了刀具可以自动交换之外,主轴还可以进行立、卧头的交换或转换,则称之为五面体加工中心,即除了工件的底面不能加工之外,其它五个面都可以加工;8.车铣中心在一般的数控车床基础上,加上一个C轴即主轴的分度轴,再加上可以旋转的动力刀头,就可以进行铣削加工,称之为车铣中心;能安装动力刀头的刀塔,不同于一般数控车床所采用的日本式刀塔,我们称之为德国标准的VDI刀塔;VDI刀塔有几个刀位可以装一般的车刀杆,另外几个刀位可以安装动力刀座;动力刀座又分为轴向动力刀座与主轴中心线平行与径向动力刀座与主轴中心线垂直,分别进行轴向与径向铣削;9.复合车铣中心比上述车铣中心功能更强大,可以进行复杂的车削与铣削,相当于数控车床+立卧加工中心,这种复合车铣机床的结构、形式有多种;总之,最终目标就是要尽可能在一次装夹的情况下完成工件原来需要几台机床才能完成的的多种加工;二、机械加工工艺机械技术工作主要分为：设计与工艺设计人员负责设计产品;工艺人员负责如何将产品制造出来;所以简单地说：机械加工工艺就是零件的加工流程、方法、技巧、艺术;有关机械加工工艺的几个概念：1.工艺流程就是工艺人员制作的完成一个零件加工的总的过程和顺序;例如：2.工序是整个工艺流程中的某一个局部的加工工作,比如上述流程中的车削工序、铣削工序等,一个零件的加工工艺可能由多个工序组成;3.工位,工步简单说,工位就是一个工作位置,工步就是一个工作步骤;在一道工序中可能包含了多个工位及工步;比如：一个棒料在车削这道工序中,要分两头加工,即要两次装夹,一次装夹就是一个工位;一个工位又可能由几个工步组成;比如,在装夹一头来加工另一头时,要更换外圆车刀、外圆切槽、钻内孔、镗内孔4把刀来完成加工,也就是4个工步;4．工艺卡是工艺人员就某道工序编制的正式的、详细的加工步骤;包括该道工序分几个工位或工步完成,每一步的切削参数,装夹方式,刀具型号,精度与表面质量控制要求,如何测量及测量工具等等,数控加工还包括加工程序;5. 工艺文件工艺人员编制的工艺流程、工艺卡、加工程序以及设计的刀具、夹具图纸等统称为某零件的工艺文件;三、机械加工精度机械加工的精度即为加工的精密程度,也就是加工后的实际参数与理论参数名义参数的符合程度;在加工中,不可能完全达到理论值,总会有误差,对一批零件加工时,每一个零件的加工误差都不一样,所以对理论参数规定一个公差公共误差,在此范围之内的零件即为合格,反之即为超差;我们用公差的大小作为衡量精度的标准;公差越小,精度越高,加工成本越高,加工难度越大；公差越大,精度越低加工成本越低,加工难度越小;机械加工精度分为：➢尺寸精度➢形状、位置精度➢综合精度(一)尺寸精度单一的尺寸,如长度,直径的公差大小;包括线性尺寸孔与轴与角度尺寸,1.线性尺寸精度➢精度等级国家标准将线性尺寸精度分为20个等级,代号为：每一精度等级的公差大小公差带宽度与基本尺寸相关,国家标准将基本尺寸分成若干段,基本尺寸、精度等级与公差值得对应关系如下：➢公差带两个基本要素：✓公差带大小宽度✓公差带位置ES---代表孔的上极限偏差简称上偏差EI----代表孔的下极限偏差简称下偏差es---代表轴的上极限偏差简称上偏差ei---代表轴的下极限偏差简称下偏差➢孔与轴线性尺寸分为孔尺寸与轴尺寸,这里的孔与轴的概念是广义的：如下图：➢基本偏差的国家标准国家标准除对公差带宽度精度等级作了规范之外,还就公差带位置,按基本偏差进行了规范：➢公差带代号及标注2.角度尺寸精度角度尺寸精度没有专门的标准,而是采用锥度精度标准,共分12级,分别为：AT1、AT2、AT3…….AT12高低(二)形状与位置精度形位公差1.形状精度零件上某一形状的精度,包括：➢直线度：➢平面度：➢园度：➢圆柱度：➢线轮廓度：➢面轮廓度2．位置精度表示零件上2个要素相对位置的精度,包括：➢平行度➢垂直度➢倾斜度➢同轴度➢对称度➢位置度➢园跳动➢全跳动.(三)综合精度是对某个零件,特别是标准件,或某个零件的某一部分的多个要素尺寸,形状,位置的公差进行规范,从而形成该零件的综合精度,比如：齿轮精度,轴承精度,螺纹精度等等;公制螺纹精度：内螺纹：分4,5,6,7,8级小径及中径,基本偏差规定了2个位置：G,H标识：M101-6H外螺纹：分3,4,5,6,7,8,9中径分4,6,8大径,基本偏差规定了4个位置：e,f,g,h标识：M10-5g6g四、加工表面质量加工表面质量主要包括两方面内容：➢表面的几何形状----主要指表面粗糙度➢表面的物理品质---加工硬化程度,冷硬层深度,表面残余应力等等(一)表面粗糙度表面粗糙度表示已加工表面的平滑程度;1.三个指标：➢Ra-----算术平均值------我国一般采用此指标➢Rz-----十点平均值➢Ry-----最大值如下图：RaRzRy2.粗糙度标识方法：3.Ra,Rz,Ry三者的大致关系Ra≈1/4Rz≈1/4Ry4.光洁度我国老标准,粗糙度Ra,日本三角记号之间的关系我国老标准▽我国新标准Ra 日本老三角记号▽25 ▽▽▽4 ▽▽▽5 ▽▽▽6 ▽▽▽▽7 ▽▽▽▽8 ▽▽▽▽▽▽▽▽▽▽▽(二)粗糙度对零件的使用性能的影响➢粗造度影响零件的耐磨性➢粗造度影响配合的稳定性➢粗造度影响零件的疲劳强度➢粗造度影响零件的抗腐蚀性➢粗造度影响零件的密封性(三)主要加工办法能达到的表面粗糙度影响机械加工表面粗糙度的因素很多,主要有如下几种：➢机床加工方法➢加工形态切削参数➢工件材质➢刀具➢切削液以下是主要加工方法所能达到的粗糙度大致范围：车削外圆,端面,镗内孔：切槽：Ra 钻削：—铣平面,沟槽,台阶镗孔：铰孔：—磨削：—滚压：—五、金属材料及热处理(一)金属材料1.概述工业中所用的材料总体分为：➢非金属材料：工程塑料,石墨……..等等➢金属材料黑色金属材料：如钢,铁等有色金属材料：铝,铜,镁及其合金等在机械工程中,钢铁应用最为广泛,钢与铁都是以铁元素Fe为基体,以碳C为主要添加元素的合金,统称为铁碳合金;➢钢：含碳量＜%的铁碳合金称为“钢”➢铁：含碳量≥%的铁碳合金称为“铁”2.钢的分类➢按用途分类✓结构钢：一般工程及机械零件用钢✓工具钢：工刃具、模具、量具用钢✓特殊用途钢：不锈钢,耐热钢等等➢按化学成分分类✓碳素钢---低碳钢≤%C,中碳钢,高碳钢＞%C✓合金钢---除Fe,C元素之外,还含有其他元素,如Si,Mo,Ni等✓锰钢,Cr钢等➢按品质分类含P,S杂质的多少✓普通钢✓优质钢✓高级优质钢3.铁的分类➢生铁：即含碳量≥%的铁碳合金➢铁合金：锰铁合金,铬铁合金等➢铸铁：生铁中添加了1-3%硅Si元素,铸铁又分为：✓灰口铸铁：HT250--------------数字表示抗拉强度✓球墨铸铁: QT400-17--------抗拉强度—延伸率4.金属材料的性能金属材料的性能分为：使用性能与工艺性能;➢使用性能✓物理性能：比重,熔点,导电性,导热性,磁性等等✓化学性能：耐腐蚀性,抗氧化性等✓机械性能：须重点掌握的性能;✧抗拉强度---在拉断或压破时所承受的最大应力,N/mm✧屈服强度✧延伸率---拉伸断裂时的总伸长与原长之比✧断面收缩率---拉伸断裂后,断面的最大缩小面积与原面积之比✧抗冲击韧性：抗冲击能力✧硬度：抵抗更硬物体压入其表面的能力,根据不同的测量方法,有如下几种表示方法：布氏硬度：HB×××洛氏硬度：HRA,HRB,HRC维氏硬度：HV➢工艺性能----指材料的加工性能,比如：✓铸造性能✓焊接性能✓冷弯性能✓冲压性能✓锻造性能✓切削性能(二)金属材料热处理1.热处理的概念➢热处理是将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度,并在此温度中保持一定时间后,又以不同速度冷却的一种工艺;➢热处理是机械制造中的重要工艺之一,与其它加工工艺相比,热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分,而是通过改变工件内部的显微组织,或改变工件表面的化学成分,赋予或改善工件的使用性能;其特点是改善工件的内在质量,而这一般不是肉眼所能看到的;2.热处理的目的为使金属工件具有所需要的使用性能机械性能、物理性能和化学性能,除合理选用材料和各种成形工艺外,通过热处理工艺往往可以达到提高这些性能的目的;3.热处理的对象钢铁是机械工业中应用最广的材料,钢铁显微组织复杂,可以通过热处理予以控制,所以钢铁的热处理是金属热处理的主要内容;另外,铝、铜、镁、钛等及其合金也都可以通过热处理改变其机械、物理和化学性能,以获得不同的使用性能;4.热处理过程热处理工艺一般包括加热、保温、冷却三个过程,有时只有加热和冷却两个过程;这些过程互相衔接,不可间断;➢加热是热处理的重要工序之一：金属热处理的加热方法很多,最早是采用木炭和煤作为热源,进而应用液体和气体燃料;电的应用使加热易于控制,且无环境污染;利用这些热源可以直接加热,也可以通过熔融的盐或金属,以至浮动粒子进行间接加热;金属加热时,工件暴露在空气中,常常发生氧化、脱碳即钢铁零件表面碳含量降低,这对于热处理后零件的表面性能有很不利的影响;因而金属通常应在可控气氛或保护气氛中、熔融盐中和真空中加热,也可用涂料或包装方法进行保护加热;加热温度是热处理工艺的重要工艺参数之一,选择和控制加热温度,是保证热处理质量的主要问题;加热温度随被处理的金属材料和热处理的目的不同而异,但一般都是加热到相变温度以上,以获得高温组织;➢保温：当金属工件表面达到要求的加热温度时,还须在此温度保持一定时间,使内外温度一致,使显微组织转变完全;采用高能密度加热和表面热处理时,加热速度极快,一般就没有保温时间,而化学热处理的保温时间往往较长;➢冷却也是热处理工艺过程中不可缺少的一环：冷却方法因工艺不同而不同,主要是控制冷却速度;一般退火的冷却速度最慢,正火的冷却速度较快,淬火的冷却速度更快;但还因钢种不同而有不同的要求,例如空硬钢就可以用正火一样的冷却速度进行淬硬;5.热处理种类热处理工艺大体可分为三大类：➢整体热处理整体热处理是对工件整体加热,然后以适当的速度冷却,以改变其整体机械性能的热处理工艺;钢铁整体热处理大致有退火、正火、淬火和回火四种基本工艺;✧退火：是将工件加热到适当温度,根据材料和工件尺寸采用不同的保温时间,然后进行缓慢冷却,目的是使金属内部组织达到或接近平衡状态,获得良好的工艺性能和使用性能,或者为进一步淬火作组织准备;✧正火：是将工件加热到适宜的温度后在空气中冷却,正火的效果同退火相似,只是得到的组织更细,常用于改善材料的切削性能,也有时用于对一些要求不高的零件作为最终热处理;✧淬火：是将工件加热保温后,在水、油或其它无机盐、有机水溶液等淬冷介质中快速冷却;淬火后钢件变硬,但同时变脆;✧回火：为了降低淬火后钢件的脆性,将淬火后的钢件在高于室温而低于650℃的某一适当温度进行长时间的保温,再进行冷却,这种工艺称为回火;✧调质：退火、正火、淬火、回火是整体热处理中的“四把火”,其中的淬火与回火关系密切,常常配合使用,缺一不可; “四把火”随着加热温度和冷却方式的不同,又演变出不同的热处理工艺;为了获得一定的强度和韧性,把淬火和高温回火结合起来的工艺,称为调质;✧时效处理：某些合金淬火形成过饱和固溶体后,将其置于室温或稍高的适当温度下保持较长时间,以提高合金的硬度、强度或电性磁性等;这样的热处理工艺称为时效处理;将工件置于室外保持较长时间半年以上,从而消除内应力,称为自然时效处理➢表面热处理表面热处理只加热工件表层,以改变其表层力学性能的热处理工艺;为了只加热工件表层而不使过多的热量传入工件内部,使用的热源须具有高的能量密度,即在单位面积的工件上给予较大的热能,使工件表层或局部能短时或瞬时达到高温;表面热处理的主要方法有火焰淬火和感应加热热处理,常用的热源有氧乙炔或氧丙烷等火焰、感应电流、激光和电子束等;➢化学热处理化学热处理是通过改变工件表层化学成分、组织和性能的金属热处理工艺;化学热处理与表面热处理不同之处是后者改变了工件表层的化学成分;化学热处理是将工件放在含碳、氮或其它合金元素的介质气体、液体、固体中加热,保温较长时间,从而使工件表层渗入碳、氮、硼和铬等元素;渗入元素后,有时还要进行其它热处理工艺如淬火及回火;化学热处理的主要方法有：✧渗碳✧渗氮✧渗金属六、机械制图与识别详见机械制图相关教材;基本要求：➢能熟练手工绘制简单的零件图或零件的局部图,最好能用AUTOCAD绘制简单的机械制图;➢能熟练识别复杂的机械图样,包括手工与CAD绘制的图纸;➢掌握机械制图的基本标准、规范及规定,包括：✧及格式：绘制机械图样时,优先采用5种规定的图纸基本幅面,分别是：A0、A1、A2、A3、A4;在图纸上,图框线必须用粗实线画出,其格式分为不留装订边和留有装订边两种,但同一产品的图样只能采用一种格式;标题栏的文字方向应为看图方向,标题栏的外框为粗实线,里边是细实线,其右边线和底边线应与图框线重合✧绘图比例：比例是图中图形与实物相应要素的线性尺寸之比;为了能从图样上得到实物大小的真实感,应尽量采用原值比例1:1,当机件过大或过小时,可选用表规定的缩小或放大比例绘制,但尺寸标注时必须注实际尺寸;一般来说,绘制同一机件的各个视图应采用相同的比例,并在标题栏中填写;当某个视图需要采用不同比例时,可在视图名称的下方或右侧标注比例✧字体：图样中书写的字体必须做到：字体工整、笔画清楚、间隔均匀、排列整齐;汉字汉字应写成长,并应采用国家正式公布推行的简化字;汉字的高度不应小于,其字宽一般为字高的2/3;长仿宋体的书写要领是：横平竖直,注意起落,结构匀称,填满方格.数字和字母数字和字母有直体和斜体两种;一般采用斜体,斜体字字头向右倾斜,与水平线约成75°角;在同一图样上,只允许选用一种形式的字体;✧8种线型：粗实线、细实线、波浪线、双折线、虚线、粗点划线、细点划线、双点划线;✧图样种类、、,此外还有布置图、示意图等✧各种视图---三视图、剖视图、剖面图断面图、向视图、局部视图、局部放大图,等等;✧尺寸标注✧粗造度、公差标注✧有关、齿轮、花键和弹簧等结构或零件的简化画法✧投影法●投影的三要素：光线或投影线观察者----物体----投影面;●投影的方法：中心投影法与平行投影法,平行投影法又分为：正投影法垂直投影与斜投影法;机械制图采用正投影法;●投影的方位：第一视角投影法又成欧洲方法法或E法与第三视角投影法又称美国方法或A 法如下图所示,将空间分为8个角：第一视角投影法就是将物体放在第1象角内,使物体置于观察者与投影面之间,即保持：人-----物体----投影面的位置关系,按照正投影垂直投影的方式从而得到投影视图的方法;下图为第一视角的示意图,下图为物体在第一视角内的投影方式及得到的三视图：第三视角投影法就是将物体放在第3象角内,使投影面置于观察者与物体之间,即保持：人-----投影面----物体的位置关系,按照正投影垂直投影的方式从而得到投影视图的方法;很明显,这时是将投影面假想成透明的面来处理的,否则就看不到物体了;如下图：●各个主要国家与地区采用的投影法：采用第一视角投影法的国家与地区：中国,法国,德国,俄罗斯,国际标准ISO采用第三视角投影法的国家与地区：美国,英国,日本,台湾●投影法的识别机械制图采用何种投影法第一或第三视角,有两种方式来辨别：机械图纸的右上角有标注：第一视角法第三视角法图纸上的各视图方位：第一视角法：主视图在正面,下面是俯视图,左视图在主视图的右边;第三视角法：顶视图在上面,前视图在下面,左视图在主视图的左边;两种视角法的各视图详细关系如下图：。
《机械制造工艺》基础知识点
《机械制造工艺》基础知识点材料成型机理：人为地将零件的加工过程分为热加工和冷加工两个阶段，而且是以冷去初加工和热变形加工为主。
从加工成型机理分类，加工工艺分为去除加工、结合加工和变形加工。
机械加工工艺过程：是机械产品生产过程的一部分，是直接生产过程。
其原意是指采用金属切削刀具或磨具来加工工件，使之达到所要求的形状、尺寸、表面粗糙度和力学物理性能，成为合格零件的成产过程。
六点定位原理：采用6个按一定规则布置的约束点来限制工件的6个自由度，实现完全定位。
从设计和工艺两个方面来分析，基准可分为设计基准和工艺基准两大类。
设计基准：设计者在设计零件时，根据零件在装配结构中的装配关系和零件本身解构要素之间的互相位置关系，确定标注尺寸的起始位置，这些起始位置可以是点、线或面，称之为设计基准。
工序：一个（或一组）工人在一个工作地点对一个（或同时对几个）工件连续完成的那一部分工艺过程。
工艺基准：零件在加工工艺过程中所用的基准称为工艺基准。
工艺基准又可进一步分为：工序基准、定位基准、测量基准和装配基准。
工序基准：在工序图上用来确定本工序所加工表面加工后的尺寸、形状和位置的基准。
定位基准：在加工时用于工件定位的基准。
可以分为粗基准和精基准，又可分为固有基准和附加基准。
零件的加工质量包含零件的机械加工精度和加工表面质量两个方面。
机械加工精度：是指零件加工后的实际几何参数与理论几何参数的符合程度。
机械加工误差：是指零件加工后的实际几何参数与理论几何参数的偏离程度。
零件的加工精度包含3方面的内容：尺寸精度、形状精度和位置精度。
误差的敏感方向：加工精度影响最大的那个方向（即通过切削刃的加工表面的法向）。
加工原理误差：是指采用了近似的成形运动或近似的切削刃轮廓进行加工而产生的误差。
影响机床误差的因素：导轨导向误差、主轴回转误差和传动链的传动误差。
主轴回转误差：是指主轴实际回转轴线对其理想回转轴线的漂移。
主轴回转轴线的运动误差可以分为分解为径向圆跳动、轴向圆跳动和倾角摆动三种基本形式。
工程材料及机械制造基础
工程材料及机械制造基础工程材料及机械制造基础随着工业化进程的加快，机械制造产业成为了产业结构调整和经济转型的重要部分。
而机械制造又离不开工程材料的选用和应用，因此，熟悉工程材料及机械制造基础知识，对机械制造从业者至关重要。
一、工程材料1. 金属材料金属材料是指以金属元素或其合金为主要成分和基体组成的材料。
金属材料具有导电性好、热导率高、强度高、耐磨损、耐腐蚀等特点，因此在机械制造中被广泛应用。
常用金属材料有钢、铜、铝、镁、锌等。
2. 非金属材料非金属材料是指一类不含金属或含金属量较低的材料。
常用的有陶瓷材料、高分子材料和复合材料。
其中，陶瓷材料通常用于高温炉具和电子产品；高分子材料适用于制作塑料制品、橡胶制品和纺织品等；复合材料在航空、航天、汽车等领域有广泛应用。
二、机械制造基础1. 机械制造方法常见的机械制造方法有车、铣、钻、刨、磨、冲压、焊接、锻造等。
各种机械制造方法的应用根据具体工艺之间的关系进行设计和选择。
2. 机械制造技术机械制造技术是指制造加工过程中使用的各种技术和方法，包括材料加工技术、生产加工技术、制造技术等。
其中，材料加工技术包括金属材料的锻造、挤压、模锻等方法，非金属材料的成型、压缩、挤压、拉伸等方法；生产加工技术包括车床加工、铣床加工、磨床加工等；制造技术则包括设计、加工、质量控制等。
3. 机械制造质量控制机械制造质量控制是保证机械制造品质的关键要素。
质量控制主要通过检测、检验等方式实现。
检测是检查组件、零件尺寸、外形、材料、硬度等，以记录分析；检验是通过材料检验、件检验、总体检验等方式，按照规定质量要求，分析原因，以实现优质机械制造。
三、结语工程材料和机械制造基础是机械制造产业不可或缺的组成部分，掌握了这些基础知识，能够实现从材料的选择、到机械制造过程中的技术选择、生产、质量控制，以及最终出厂的检查等各个环节的全掌控。
因此，各个从业者在实践中深入理解和应用这些知识，是非常必要的。
材料成型技术基础
材料成型技术基础材料成型技术是指将原材料通过一定的加工方式，制造成为具有特定形状、尺寸和性能的产品的过程。
材料成型技术是现代工业制造的基础，它在各个领域都有着广泛的应用，如汽车、机械、电子、建筑等。
本文将对材料成型技术的基础知识进行介绍。
1. 基本概念材料成型技术包括各种加工方式，如锻造、铸造、挤压、拉伸、滚压、剪切、锯切等。
这些加工方式都是通过对原材料的物理和化学变化，使其得到所需的形状和性能，从而实现产品的制造。
2. 锻造锻造是一种通过对金属材料进行加热和压制，使其改变形状和性能的加工方式。
锻造可以分为自由锻造和模锻造两种。
自由锻造是指将金属材料加热至一定温度后，用锤头或压力机对其进行压制，从而使其改变形状和性能。
模锻造是指将金属材料放入特定的模具中进行加热和压制，从而使其得到所需的形状和性能。
3. 铸造铸造是一种通过将液态金属材料倒入特定的模具中，使其冷却固化后得到所需的形状和性能的加工方式。
铸造可以分为压力铸造和重力铸造两种。
压力铸造是指将液态金属材料通过高压喷射进入模具中，从而得到所需的形状和性能。
重力铸造是指将液态金属材料倒入模具中，通过重力作用使其冷却固化，从而得到所需的形状和性能。
4. 挤压挤压是一种通过将金属材料通过模具中的小孔挤出，从而得到所需的形状和性能的加工方式。
挤压可以分为冷挤压和热挤压两种。
冷挤压是指将金属材料在室温下通过模具中的小孔挤出，从而得到所需的形状和性能。
热挤压是指将金属材料加热至一定温度后，通过模具中的小孔挤出，从而得到所需的形状和性能。
5. 拉伸拉伸是一种通过将金属材料拉伸，使其改变形状和性能的加工方式。
拉伸可以分为冷拉伸和热拉伸两种。
冷拉伸是指将金属材料在室温下拉伸，从而得到所需的形状和性能。
热拉伸是指将金属材料加热至一定温度后，拉伸，从而得到所需的形状和性能。
6. 滚压滚压是一种通过将金属材料通过辊轮的滚动，使其改变形状和性能的加工方式。
滚压可以分为冷滚压和热滚压两种。
材料成型技术基础知识点总结
材料成型技术基础知识点总结第一章铸造铸造是一种制造零件的方法，它将液态金属填充到型腔中，待其凝固冷却后，获得所需形状和尺寸的毛坯或零件。
填充铸型的过程称为充型，而液态合金充满型腔，形成轮廓清晰、形状和尺寸符合要求的优质铸件的能力被称为充型能力。
影响充型能力的因素包括金属液本身的流动能力（合金流动性）、浇注条件（浇注温度、充型压力）以及铸型条件（铸型蓄热能力、铸型温度、铸型中的气体、铸件结构）。
流动性是熔融金属的流动能力，是液态金属固有的属性。
影响合金流动性的因素包括合金种类（与合金的熔点、导热率、合金液的粘度等物理性能有关）、化学成份（纯金属和共晶成分的合金流动性最好）以及杂质和含气量（杂质增加粘度，流动性下降；含气量少，流动性好）。
金属的凝固方式包括逐层凝固方式、体积凝固方式或称“糊状凝固方式”以及中间凝固方式。
收缩是液态合金在凝固和冷却过程中，体积和尺寸减小的现象。
收缩能使铸件产生缩孔、缩松、裂纹、变形和内应力等缺陷。
合金的收缩可分为三个阶段：液态收缩、凝固收缩和固态收缩。
液态收缩和凝固收缩通常以体积收缩率表示，是铸件产生缩孔、缩松缺陷的基本原因。
合金的固态收缩通常用线收缩率来表示，是铸件产生内应力、裂纹和变形等缺陷的主要原因。
影响收缩的因素包括化学成分（碳素钢随含碳量增加，凝固收缩增加，而固态收缩略减）、浇注温度（浇注温度愈高，过热度愈大，合金的液态收缩增加）、铸件结构（铸型中的铸件冷却时，因形状和尺寸不同，各部分的冷却速度不同，结果对铸件收缩产生阻碍）以及铸型和型芯对铸件的收缩也产生机械阻力。
缩孔和缩松是铸件凝固结束后常常在某些部位出现孔洞，按照孔洞的大小和分布可分为缩孔和缩松。
缩孔的形成主要出现在金属在恒温或很窄温度范围内结晶，铸件壁呈逐层凝固方式的条件下。
缩松的形成主要出现在呈糊状凝固方式的合金中或断面较大的铸件壁中，是被树枝状晶体分隔开的液体区难以得到补缩所致。
合金的液态收缩和凝固收缩越大，浇注温度越高，铸件的壁越厚，缩孔的容积就越大。
机械加工工艺过程的基础知识
>1000
>5000
>50000
各种生产类型的特征和要求：
单件、小批生产 机床设备 夹具 刀具和量具 毛坯 成批生产 大批大量生产 通用（万能）的设 通用和部分专用设 广泛使用高效专用 备 备 设备 通用夹具 广泛使用专用夹具 广泛使用高效专用 夹具
一般刀具和通用量 部分的采用专用刀 广泛采用高效率专 具 具和量具 用刀具和量具 木模手工造型和自 部分的采用机器造 机器造型、压力铸 由锻造 型和模锻 造、模锻、滚锻等
1 2
⑵ 工艺基准： 在工艺过程中所依据的基准。 定位基准：在加工过程中，用作工件定位的基准。
装配基准： 装配时，用来确定零件、部件在产品中 的相对位置所依据的基准。 测量基准：测量工件被加工表面尺寸和相 互位置所依据的基准。
2. 定位基准的选择 1) 工件的六点定位原理
xoy： x y yoz： x z xoz：y
一、生产过程和工艺过程
1. 生产过程
由原材料制成各种零件，并装配成机器的全过程。
包括：原材料的运输、保管，生产准备、毛坯制造、 机械加工、装配、检验、试车、油漆、包装等。
2. 工艺过程
在生产过程中，直接改变原材料的（毛坯）的形状、 尺寸、性能，使之变为成品的过程。
工艺过程具体可分为：
铸造、压力加工、焊接、机械加工、热处理、特种加工、 电镀、涂覆、装配等工艺过程。 3. 机械加工工艺过程的组成 1) 工序 一个（一组）工人，在同一工作地点（同一 机床），对一个（一组）零件所连续完成的 那部分工艺过程。
2) 专用夹具 为某一特定零件的特定工序专门设计和制造的夹具。
所以：定位精度高，生产率高，适用于大批量生产。
3) 其它夹具 可调夹具；组合夹具；随行夹具等。
机械制造工艺基础知识培训
机械制造工艺基础知识培训机械制造工艺是制造业中非常重要的一部分，它涉及到了金属材料的加工和制造过程。
以下是机械制造工艺的一些基础知识培训：1. 金属材料的性质和加工特点在机械制造工艺中，材料的选择对成品的质量和性能起着决定性的作用。
学习者需要了解不同金属材料的性质和加工特点，包括各种金属的硬度、韧性、热处理特性等。
同时还需要了解不同金属材料的加工性能，比如铸造、锻造、切削加工等。
2. 基本的机械加工工艺学习者需要了解基本的机械加工工艺，包括铣削、车削、钻削、磨削等加工方法。
他们需要了解每种加工方法的原理和特点，掌握使用不同机械加工设备的技能。
3. 量测和质量控制在机械制造工艺中，量测和质量控制是非常重要的环节。
学习者需要了解各种量测工具的使用方法，掌握测量和质量控制的基本技能。
4. 机械制造工艺的自动化和智能化技术随着科技的发展，机械制造工艺已经越来越向自动化和智能化方向发展。
学习者需要了解最新的自动化和智能化技术，比如数控加工、机器人应用等，掌握这些技术的基本原理和操作方法。
以上是机械制造工艺基础知识培训的一些内容，通过这些培训，学习者可以掌握基本的机械制造工艺知识和技能，为将来从事制造业工作打下良好的基础。
机械制造工艺基础知识培训5. 制造工程图纸的阅读和理解工程图纸是机械制造工艺中必不可少的工具，学习者需要掌握图纸的阅读和理解能力。
他们需要了解不同的标记和符号的含义，掌握图纸尺寸、公差、符号等基本知识，以便能够准确理解和解释工程图纸。
6. 安全生产知识在机械制造工艺中，安全生产意识是非常重要的。
学习者需要了解机械制造工艺中常见的安全事故和事故原因，掌握安全操作规程和紧急处理措施，以确保自身和他人的安全。
此外，还需要了解相关法律法规和标准，以遵守和执行相关安全管理制度。
7. 制造工艺的流程和管理学习者需要了解制造工艺的整体流程，包括原材料采购、加工制造、质量控制、包装和运输等各个环节。
他们需要了解现代制造企业的管理理念和方法，包括精益生产、供应链管理等，以提高生产效率和降低成本。
《金属工艺学》工程材料及机械制造基础(材料)
耗的功。
冲击韧性（材料抵抗冲击力的能力）
ak =AK/F (J/cm2)
其中： AK——冲断试样所需的冲击功（单位为J）
F——试样断口处截面积（单位为cm2）
失效 性能
断 裂 塑性变形 磨 损 σb ,ak δ ,σS HB,HRC
作业：
P11,(1),(2),(3),(4),(5)
（二）疲劳强度 Fatigue Strength
疲劳破坏的特点： （1）构件受力小于σs； （2）构件在经受一定次数的循环力后，突然发生断
裂，预先并无明显的塑性变形。
疲劳实验 疲劳强度：材料在一定次数循环作用后，而不发 生断裂的最大应力，常用σ-1表示。
产生疲劳的原因：材料内部或表面缺陷→应 力集中→形成裂纹→裂纹扩展→失稳→断裂
金属、低碳低合金结构钢，太薄、 太硬的材料不适用。
洛氏硬度（Rockwell Hardness）
洛氏硬度名称
使用的压头
载荷kg 应用范围
HRA HRB HRC
120°金刚石圆锥压头 60
70～85
1.588mm钢球
100 25～100
120°金刚石圆锥压头 150 25～65
HR
100
h 0.002
失效 性能
断 裂 塑性变形 磨 损 σb ,ak δ ,σS HB,HRC
二、物理性能和化学性能
如：比重、熔点、耐腐蚀性等。
三、工艺性能
（材料适应成型加工工艺的能力，反 映对材料成型加工的难易程度） 铸造性能 压力加工性能 焊接性能 切削加工性能 热处理工艺性能
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
三、确定加工余量
加工余量：为了得到一个合格的零件，必须从毛坯上切去 的那层金属。
毛坯尺寸与零件图的相应设计尺寸之差 — 加工总余量 相邻两道工序的工序尺寸之差 — 工序余量
总余量 =工序余量之和
目的：为了切除上一道工序所留下来的加工误差和表面缺陷，
为了保证产品质量、提高生产效率和经济效益，须根据 具体生产条件拟定合理的工艺过程，用图表（或 文字）的 形式写成文件 — 工艺规程。
一、对加工零件进行工艺分析
1. 检查零件的图纸是否完整正确； 2. 审查零件材料的选择是否恰当； 3. 审查零件的结构工艺性； 4. 分析零件的技术要求；
二、选择毛坯
定位基准：在加工过程中，用作工件定位的基准。
装配基准：装配时，用来确定零件、部件在产品中 的相对位置所依据的基准。
测量基准：测量工件被加工表面尺寸和相 互位置所依据的基准。
2. 定位基准的选择
1) 工件的六点定位原理
xxyoooyzz：：：xyx
y
z
z
z zz
o
yy
xx x
注意：
y
⑴ 定位支承点限制工件自由度时，必须使支承点 与工件定位基准面始终紧密贴紧。
二、生产纲领和生产类型
1. 生产纲领
生产纲领 — 产品的年产量。
N Q C (1 a% b%)
生产纲领
备品 每台产品中该零件的数量
产品的年产量
废品率
2. 生产类型
1) 单件生产 单个的制造某一种零件，很少重复、甚至不重复生产。 如：大型机械、试制品、修配件等。 2) 成批生产 成批的制造某一相同的零件，每隔一定时间又重复生产。
3. 机械加工工艺过程的组成
1) 工序
一个（一组）工人，在同一工作地点（同一 机床），对一个（一组）零件所连续完成的 那部分工艺过程。
2) 安装 工件在一次装夹中所完成的那部分工艺过程。
3) 工步 加工表面、刀具、进给量、转速不变的条件下，所连 续完成的那部分工艺过程。
单件、小批量生产：
大批量生产：
从而提高工件的加工精度、减小表面粗糙度。
① 与生产类型有关
余量的大小
② 与生产方法有关 ③ 与零件的形状和尺寸有关 ④ 与工序有关
粗车：3~5mm
加工外圆面： 精车：1~1.6mm 粗磨：0.3~0.5mm
磨削 精磨：0.1mm以下
确定加工余量的方法： 1) 估算法
仅适用单件、小批量生产。
2) 查表法bFra bibliotekaa
x
y
z
A
b yz
a
xyz
a
A
③ 欠定位
只限制： x y z
C
④ 过定位
b a
夹具中用两个或两个以上 的支承点
重复限制工件的某一个自由度。
A
2）定位基准的选择 （1） 粗基准的选择 粗基准 — 没有经过切削加工就被用作定位基准的表面。
① 保证各重要加工表面都有足够的加工余量 ② 保证加工表面与非加工表面之间的相互位置精度 ⑴ 选取非加工表面为粗基准；
2) 夹紧机构及装置 夹具上工件定位后，将其夹紧以承受切削力等作用的机 构或装置。 3) 导向及对刀元件 夹具上用来对刀和引导刀具进入正确加工位置的元件。 4) 联接元件 夹具上用来确定夹具和机床正确位置的元件。 5) 其它元件及装置 分度机构、导向键、平衡块等。 6) 夹具体
是夹具的基准零件。
§3 工件工艺规程的制定
所以：定位精度不易保证，生产率低，仅适用于单件小 批量生产。
2. 利用专用夹具安装法
工件安装在为其加工专门设 计和制造的夹具上中。
所以：定位精度高，生产率高， 适用于大批量生产。
二、夹具简介
夹具是加工工件时，为完成某道工序，用来正确迅速安装工 件的装置。
1. 夹具的种类 1) 通用夹具 已标准化的夹具。 如：三爪卡盘、四爪卡盘、平口虎钳等。
所以：定位精度不易保证，生产率低，仅适用于单件小
批量生产。
2) 专用夹具
为某一特定零件的特定工序专门设计和制造的夹具。
所以：定位精度高，生产率高，适用于大批量生产。
3) 其它夹具 可调夹具；组合夹具；随行夹具等。
2. 夹具的组成
钻套 挡铁
夹紧机构 工件
V形块
夹具体
1) 定位元件及装置 夹具上用来确定工件正确位置的元件及装置。
小批生产： 中批生产： 大批生产： 3) 大量生产
在大多数工作地点，经常重复地进行一 种零件某一工序的生产。
生产类型的划分：
各种生产类型的特征和要求：
§2 工件的安装和夹具
定位 + 夹紧 = 安装
一、工件的安装
1. 直接安装法
工件直接安装在机床工作台或通用夹具上。
找正比较费时，定位精度的高低主要取决于所有工具 或仪表的精度，以及工人的技术水平。
适用一般的加工生产。应用最广泛。
3) 计算法
适用大批量生产和自动机床及数控机床加工。
四、定位基准的选择
1. 基准的概念及分类； 1) 基准
在产品的设计、制造和装配过程中，在零件图、工艺图 和装配图上作为依据的点、线、面。
2) 基准的分类 ⑴ 设计基准：在零件图上（设计图样上）所使用的基准。
1 2
⑵ 工艺基准： 在工艺过程中所依据的基准。
一、生产过程和工艺过程
1. 生产过程
由原材料制成各种零件，并装配成机器的全过程。
包括：原材料的运输、保管，生产准备、毛坯制造、 机械加工、装配、检验、试车、油漆、包装等。
2. 工艺过程
在生产过程中，直接改变原材料的（毛坯）的形状、 尺寸、性能，使之变为成品的过程。
工艺过程具体可分为：
铸造、压力加工、焊接、机械加工、热处理、特种加工、 电镀、涂覆、装配等工艺过程。
② 一个支承点只限制工件的一个自由度，工件的同 一自由度只能有一个支承点限制。
⑶ 夹紧 定位
2）定位现象分析
① 完全定位
工件在夹具中六个自由度都被限制，工件具有唯一确定 的位置。
a x y z
b x z
cy
C
bc
B
a
A
② 不完全定位
工件在夹具中被限制的自由度数 C
少于六个，仍能保证加工质量。
第八章 机械加工工艺过程的基础知识
§1 机械加工工艺过程的基本概念 §2 工件的安装和夹具 §3 工件工艺规程的制定 §4 典型零件工艺过程
第八章 机械加工工艺过程的基础知识
§1 机械加工工艺过程的基本概念
工艺是指制造产品的技巧、方法和程序。机械制造过程中， 凡是直接改变零件形状、尺寸、相对位置和性能等，使其成 为成品或半成品的过程，称为机械制造工艺过程。它通常包 括零件的制造与机器的装配两部分。