机械基本常识教材课件.ppt

1、2001.7.41机械基本常识简介2001.7.42机械基本知识2001.7.43机械设计常识（1）2001.7.44机械设计常识（2）总费用设计制造费用使用费用2001.7.45机械设计常识（3）2001.7.46机械设计常识（4）计划计划 方案设计方案设计 技术设计技术设计提出任务 机器功能分析 明确构形要求分析对机器的要求 提出可能的解决办法 结构化确定任务要求 组合几种可能的方案 选择材料，决定尺寸 评价 评价 决策-选定方案 决策-确定结构形状尺寸 零件设计 部件设计 编制技术文件 总体设计 2001.7.47机械设计常识（5）设计机械零件的要求设计机械零件的要求一。一。1 强度强度

2、 选用强度高的材料，足够的剖面尺寸，合理的剖面形状，科学的热处理方法选用强度高的材料，足够的剖面尺寸，合理的剖面形状，科学的热处理方法 2 刚度刚度 工作时产生的弹性变形不超过允许的限度工作时产生的弹性变形不超过允许的限度 3 寿命寿命 发蓝，表面镀层，喷涂漆膜，表面阳极化处理发蓝，表面镀层，喷涂漆膜，表面阳极化处理二。二。结构工艺性结构工艺性 是否易于加工制造，装配是否易于加工制造，装配三。三。经济性经济性四。四。质量小质量小 例：安装缓冲装置降低冲击载荷，安全装置限制最大载荷，零件应力小的部位减少材料，例：安装缓冲装置降低冲击载荷，安全装置限制最大载荷，零件应力小的部位减少材料，冲压件焊接

3、件代替铸锻件，选用强重比高的材料冲压件焊接件代替铸锻件，选用强重比高的材料五。五。可靠性可靠性 2001.7.48机械设计常识（6）机械零件设计一般常识机械零件设计一般常识 （1）避免横截面急剧突变，尽可能采用圆角光滑过渡 （2）合理排列铆钉孔和螺栓孔，避免应力集中 （3）零件表面尽可能少开缺口，必须开则需注意形状 （4）采用对称结构 （5）合理布置焊缝 （6）零件平面尽量无损伤 （7）应力集中部位，加开卸载槽2001.7.49机械零件结构设计举例2001.7.410机械零件结构设计举例2001.7.411机械零件结构设计举例2001.7.412机械零件结构设计举例2001.7.413几个简单

4、机构的例子2001.7.414常见材料的介绍（1）几个相关概念 弹性变形：应力 b s 塑性变形：e K 刚度：=E 延伸率()：应变 脆性断裂：韧性断裂：硬度：2001.7.415常见材料的介绍（2）一。黑色金属 例：铸铁，铸钢，碳素结构钢，合金结构钢，弹簧钢，不锈钢等二。有色金属 例：铜合金，铝合金等2001.7.416常见材料的介绍（3）碳钢的分类碳钢的分类 1。按钢的含碳量 低碳钢 0.25%中碳钢 0.300.55%高碳钢 0.60%2。按钢的质量 普通碳素钢 S 0.055%P 0.045%优质碳素钢 S,P 0.040%高级优质碳素钢 S 0.030%P 0.035%3。按用途

5、碳素结构钢（一般低，中碳钢）制造各种工程构件，机器零件 碳素工具钢 制造各种工具，刀具，量具，模具2001.7.417常见材料的介绍（4）普通碳钢普通碳钢（1）甲类钢 A1A7 牌号越大，屈服强度和抗拉强度越大，延伸率越小（2）乙类钢 B1B7 牌号越大，含碳量越高优质碳钢优质碳钢 例：20Mn 含碳 0.20%含锰 0.71.0%碳素工具钢碳素工具钢 例：T8，T12 含碳分别为 0.80%,1.20%T12A 高级优质碳素工具钢2001.7.418常见材料的介绍（5）合金钢合金钢 （1）合金结构钢 是在碳素结构钢的基础上适当地加入一种或数种合金元素 特点：除了较高的强度或较好的韧性，合金元

6、素的加入增大了钢的淬透性，有可能 使零件在整个截面上得到均匀一致的良好的综合机械性能，具有高强度的 同时足够的韧性。包括普通低合金钢，易切钢，调质钢，渗碳钢，弹簧钢，滚动轴承钢等。编号原则 碳含量+化学元素+含量 合金元素含量少于1.5%时，只注明元素，不标明含量 例：40Cr 含0.370.45%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%)调质钢：经过调质处理后使用的碳素结构钢和合金结构钢，具有良好的综合机械性能2001.7.419常见材料的介绍（6）（2）合金工具钢 1。按成分 2

7、。按用途 3。按淬火冷却介质 碳素工具钢 刃具钢 水淬钢 合金工具钢 模具钢 油淬钢 量具钢 空硬钢 特殊：高速钢是一种高合金工具钢，含W，Mo，Cr，V等合金元素，总量超过40%具有良好的红硬性，切削温度高达600硬度无明显下降，比低合金工具钢适合更高的切削速度。编号方法：含碳量 1.0%时不标出 1.0%时以千分之几表示（高速钢 1.0%也不标出）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%*量具钢：高硬度（HRC62），耐磨性，热处理变形小，良好加工工艺性 2001.7.42

8、0常见材料的介绍（7）特殊性能钢特殊性能钢 不锈钢，耐热钢，耐磨钢，等 常用不锈钢 1）铬不锈钢：基本含铬量11.7%1Cr13，2Cr13，3Cr13，4Cr13，1Cr17 *CrRMoV 不属不锈钢 2）铬镍不锈钢 粉末冶金粉末冶金：用压制烧结金属粉末来制造零件的工艺 硬质合金：硬度高，热硬性好，耐磨性优良 2001.7.421钢铁火花的鉴别火花介绍火花介绍1）火花束：钢同砂轮接触时所发生的全部火花 包括 根部火花 A 中部火花 B 尾部火花 C 火花由流线，节点，芒线，尾花组成 节点和芒线合称节花 流线 直线流线 碳钢 断线流线 高速钢 波浪流线 灰口铁2）节花及其对应的含碳量 一次花

9、 二根分叉爆裂 含C 0.05%多根分叉爆裂，有极少数二次花 含C 0.2%二次花 三次花ABC流线节花节点芒线2001.7.422金属热处理常识金属热处理金属热处理：通过加热，保温，冷却，使钢的组织结构发生变化，以获得所需性能的一种加工工艺 是一种发挥金属潜能的重要方法 退火 普通热处理 正火 淬火 回火 表面淬火 火焰加热 表面热处理 感应加热（高频，中频，低频）渗碳 化学热处理 氮化 碳氧共渗 2001.7.423金属热处理常识一。退火和正火 机器零件或工模具等工件的加工制造过程中，作为预热处理工序安排在铸造或锻造之后，切削（粗）加工之前，用来消除前一工序带来的某些缺陷。普通铸件，焊接件

10、等作为最终热处理工序。作用：软化钢件以便切削加工 消除残余应力以防钢件变形，开裂 细化晶粒，改善组织，提高钢的机械性能 为最终热处理（淬火，回火）作组织上的准备 亚共析钢加热至Ac3以上3050，保温一定时间随炉冷至今500 以下空冷；过共析碳钢合金工具钢，降低硬度改善切削性能 完全退火 T()等温退火 860880 球化退火 去应力退火 500 Time 正火：与退火明显不同点是正火冷却速度梢快。40/h开炉门空冷炉冷15/h2001.7.424金属热处理常识二。淬火 将钢加热到Ac3或Ac1以上3050，保温后快速冷却，提高硬度，耐磨性。淬透性：钢在淬火后能获得淬硬层深度的一种性质。也就是

11、刚的表面到内部马氏体组织占便宜50%处。淬火介质 淬火的冷却方法 2001.7.425金属热处理常识三。回火 淬火后的钢加热到不超过Ac1临界温度进行保温，而后冷却下来的一种热处理操作。作用：降低脆性，消除或减少内应力，要求及时回火 调整硬度，韧性，塑性 稳定工件尺寸 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稳定性，在100150 下 1050小时，低温长时间回火为尺寸稳定处理或时效处理。低温回火（150250）中温回火（350500）高温回火（500650）一般将淬火+高温回火结合叫做调质处理2001.7.426金属热处理常识四。表面淬火 在扭转和弯曲等交变负荷，冲击负荷

12、作用下工作的机械零件表面层承受着比心部更高的 应力，在有摩擦的场合，表面层还不断的被磨损，因此对零件的表面层提出了强化的要 求，使它的表面具有高的强度，硬度，耐磨性和疲劳极限，而心部仍保持足够的塑性 和韧性。通过快速加热和立即淬火冷却相结合的方法来实现。表面淬火用钢的含碳量0.400.50%为宜 高频淬火 中频淬火 工频淬火 一般淬硬层深度为半径的1/10左右可得到强度，韧性和耐疲劳性的最好配合。2001.7.427金属热处理常识火焰加热表面淬火火焰加热表面淬火 乙炔氧或煤气氧的混合气体燃烧的火焰，喷射在零件表面上，快速加热达到淬火 温度立即喷水冷却，达到预期的硬度和淬硬层深度 淬硬层深度一般

13、为避免26mm。烧嘴喷水管加热层淬硬层2001.7.428金属热处理常识五。化学热处理 将工件置于一定介质中加热和保温，使介质中的活性原子渗入工件表层，以改变 表层的化学成分和组织，从而使工件表面具有特殊的机械或物理化学性能的一种 热处理工艺。与表面淬火的比较：进行处理的条件：基本程序：2001.7.429机械制造工艺常识一。生产过程 在机械制造厂制造机器，由原材料进厂到制成品之间各个相互关联的劳动和运输过程 的总和二。工艺过程 机器的生产过程中，有一部分是与原材料转变为成品直接有关的过程，这部分生产过程称为工艺过程，以文件形式规定下来的工艺过程称为工艺规程 例：1）铸造，锻造，冲压或焊接工艺

14、过程 2）将铸锻毛坯或钢材经机械加工方法直接改变它们的形状，尺寸，表面质量，使其成为合格零件的过程，称为机械加工工艺过程 3）热处理工艺过程 4）装配工艺过程2001.7.430机械制造工艺常识例：阶梯轴的机加工工艺 1）车东西两端面，钻中心孔 2）车外圆，工槽及倒角 3）铣键槽 4）去毛刺 5）磨外圆 6）检查2001.7.431机械制造工艺常识基准基准一。设计基准：二。工艺基准：包括 工序基准，定位基准，测量基准，装配基准装夹装夹 工件从定位到夹紧称为装夹 直接装夹 找正装夹 夹具装夹2001.7.432机械制造工艺常识机械加工工艺规程机械加工工艺规程 根据产品图纸，生产计划，加工设备，等

15、 1）分析被加工零件，例：方头销小孔加工 2）选择毛坯 3）拟定工艺过程：选择定位基准，选择零件表面的加工方法，安排加工顺序和组合工 序等 4）工序设计：选择机床和工艺设备，确定加工余量，计算工序尺寸及其公差，确定切 削用量及计算工时配额 5）编制工艺文件 例：工艺过程卡片 工序卡片2001.7.433机械制造工艺常识工艺过程的组成工艺过程的组成 划分为一系列工序，工序又分为若干个安装，工位，工步，走刀 1）工序 一个（或一组）工人在一台机床（或一个工作地点）对一个（或同时几个）工件进行加工所连续完成的那一部分工艺过程 2）安装 在某一个工序中，有时需要对零件进行多次装夹加工，每装夹一次所完成

16、的那一部分工艺过程 3）工位 工件在机床或夹具上，一次装夹中每一个位置所完成的那一部分工艺过程 4）工步 在加工表面，切削刀具，转速，进给量都不变的情况下完成的那一部分工艺过程称为一个工步 复合工步：5）走刀 同一刀具在同一切削用量下对同一表面进行多次切削，这样刀具对工件的每一次切削就称为 一次走刀 例：阶梯轴的切削 2001.7.434机械制造工艺常识机加工精度机加工精度 1）尺寸精度：2）形状精度：3）位置精度：机器的装配工艺机器的装配工艺 组装，部装，总装 装配尺寸链 保证装配精度的工艺方法 装配工艺规程的制定2001.7.435机械制图常识制图基本步骤1）形体分析2）选择主视图3）选比例，定图幅4）布置视图5）绘制底稿制图基本要求1）视图结构清晰2）标注尺寸完整3）技术要求详细2001.7.436机械制图常识内容内容：一。三视图1）第一视角2）第三视角二。几种常见结构的画法三。尺寸的标注1）设计基准2）工艺基准3）尺寸链四。其他1）表面粗糙度2）公差与配合3）形位公差4）热处理与表面处理