工業(yè)設(shè)計(jì)資料集2機(jī)電能基礎(chǔ)知識(shí)、材料及加工工藝

一、金屬材料及熱處理

1.理解強(qiáng)度、塑性、硬度的概念。

2.了解工程用金屬材料的分類，能正確識(shí)讀常用金屬材料的牌號(hào)。

2.1金屬材料分類及牌號(hào)的識(shí)讀：

2.1.1黑色金屬：

（1）定義：通常把以鐵及以鐵碳為主的合金（鋼鐵）稱為黑色金屬。

（2）鑄鐵：灰鑄鐵HT抗拉強(qiáng)度（σb）200（MPa）、可鍛鑄鐵KT（H黑心、Z珠光體）抗拉強(qiáng)度（σb）300-伸長(zhǎng)率06、球墨鑄鐵QT抗拉強(qiáng)度（σb）400-伸長(zhǎng)率18。

（3）碳鋼：

按含碳量分：低、中、高碳鋼。

按質(zhì)量分：普通、優(yōu)質(zhì)、高級(jí)優(yōu)質(zhì)。

按用途分：

普通：Q235A：一般工程用，屈服強(qiáng)度Q數(shù)值235等級(jí)A。

優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼：45鋼：機(jī)械零件用，中碳鋼，含碳量0.45%）；

碳素工具鋼：T12：工具鋼，用于刃具、量具、模具用鋼，含碳量1.2%。

鑄造碳鋼：鑄鋼ZG屈服強(qiáng)度不低于270-抗拉強(qiáng)度不低于500。

（4）合金鋼：

按用途分：

合金結(jié)構(gòu)鋼：40Cr：合金結(jié)構(gòu)鋼，含碳量0.40%，合金含量小于1.5%不標(biāo)。

合金工具鋼：9SiCr：合金工具鋼，含碳量0.9%，Si、Cr含量小于1.5%；

高速鋼（鋒鋼）W18Cr4V：含碳量0.7-0.8%，鎢含量18%，Cr含量4%，V含量小于1.5%。

2.1.2有色金屬

（1）有色的定義：除黑色金屬以外的金屬材料，統(tǒng)稱為有色金屬。

（2）了解鋁及鋁合金。

（2）了解銅及銅合金。

3、了解退火、正火、淬火、回火、調(diào)質(zhì)、時(shí)效處理的目的、方法及應(yīng)用。

重點(diǎn)放在應(yīng)用上。

（1）退火：消除鑄件、焊接件、冷作件毛坯的應(yīng)力。

（2）時(shí)效處理：長(zhǎng)時(shí)間退火，消除毛坯的應(yīng)力。

（3）正火：消除鍛件毛坯的鍛造應(yīng)力。調(diào)整硬度，便于加工。

（4）調(diào)質(zhì)：淬火+回火，綜合機(jī)械性能。一般安排在粗加工后、精加工前。

（5）回火：消除淬火應(yīng)力。溫度越高，鋼的強(qiáng)度、硬度下降，而塑性、韌性提高。

4.了解金屬表面處理的一般方法。

（1）表面淬火

（2）（表層）化學(xué)處理：電鍍

物理處理：防銹漆因在金屬表面外處理，不在此列。

二、金屬切削和刀具的一般知識(shí)

1.了解金屬切削運(yùn)動(dòng)及其特點(diǎn)，掌握切削用量三要素選用原則，會(huì)簡(jiǎn)單計(jì)算。

1.1切削運(yùn)動(dòng)：

（1）主運(yùn)動(dòng)Vc：

（2）進(jìn)給運(yùn)動(dòng)Vf：

（3）關(guān)系：一般主運(yùn)動(dòng)一個(gè)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)一個(gè)或多個(gè)。

1.2切削時(shí)工件上形成的表面:

（1）待加工表面

（2）過渡表面：正在切削的表面。

（3）已加工表面

1.3切削用量

（1）切削速度Vc：Vc=(PI*d*n)/1000(m/min或m/s)

鉆頭，切削刃d變化，Vc變化

（2）進(jìn)給量f：車工：mm/r；銑工：

（3）背吃刀具ap（mm）

2.了解常用刀具材料及其適用范圍。

2.1（車）刀具的結(jié)構(gòu)形式：整體式、焊接式、機(jī)夾重磨式、機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀片式。

2.2刀具常用材料：

（1）硬質(zhì)合金：耐溫800度以上，不能使用冷卻液。常用的有YT（鋼件：YT5、YT15、YT30）、YW（YW1、YW2）、YG（鑄鐵件、有色金屬件：YG3、YG6、YG8）三種。

（2）高速鋼：耐溫550度以上，需要使用冷卻液。

2.3刀具鈍化：

（1）磨損：刀具后刀面和前刀面磨損。

（2）崩刃：切削刃的脆性破裂。

（3）卷刃：切削刃的塑性變形。

3.了解常用刀具的主要角度及其作用。

（1）前角：增大，切削變形減小，切削熱少，切削溫度低。

（2）后角：增大，后刀面摩擦少，（工件）切削熱少，切削刃強(qiáng)度低，影響刀尖散熱。

（3）主偏角：減小，切削刃增加，散熱改善，切削溫度低。

（4）副編角：增大，副后刀面摩擦少，加工殘余面積大，粗糙度降低。

（5）刃傾角：影響刀頭強(qiáng)度和排屑方向。

（6）車刀安裝對(duì)刀具角度的影響：刀尖與工件軸線不等高情況；刀桿軸線與工件旋轉(zhuǎn)軸線不垂直度影響。

4.了解切削液的常用種類及適用范圍。

4.1切削液的常用種類：

（1）水基類：水溶液：冷卻好，潤(rùn)滑差；乳化液：冷卻中，潤(rùn)滑中。

（2）油基類：切削油：冷卻差，潤(rùn)滑好。

5.了解常用金屬材料的可切削性。

（1）主要指標(biāo)：相對(duì)加工性；與刀具耐用度、切削熱、已加工表面質(zhì)量、切屑控制和斷屑情況、切削力有關(guān)。

（2）影響因素：強(qiáng)度、硬度、塑性、導(dǎo)熱性等

（3）改善方法：適當(dāng)?shù)臒崽幚恚m當(dāng)調(diào)整材料化學(xué)成份。

6.了解切削過程中的物理現(xiàn)象，如切屑形成過程及切屑類型、積屑瘤形成機(jī)理及控制、切削力、切削熱及刀具磨損等。

6.1切削類型：帶狀（塑性材料如鋼件）、擠裂、單元、崩碎（脆性材料如鑄鐵）切屑。

6.2積屑瘤：

產(chǎn)生條件：中等切削速度，塑性材料。

對(duì)加工影響：保護(hù)刀具、增大前角、影響表面質(zhì)量和尺寸精度（積屑瘤不穩(wěn)定）

控制措施：提高或降低速度。

6.3切削力：

（1）主切削力Fc（消耗機(jī)床功率95%）；背向力Fp（又稱徑向力，它使工件彎曲變形進(jìn)而引起振動(dòng)，對(duì)加工精度和表面粗糙度影響最大）；進(jìn)給力Ff（消耗機(jī)床功率5%）。

（2）影響因素：材料的強(qiáng)度、硬度、塑性、韌性；刀具的幾何角度（主偏角、前角影響最大）；切削用量（吃刀量、進(jìn)給量影響最大，切削速度影響不大）

6.4切削熱

（1）切削熱來源：切削層金屬變形（主要）；切屑與刀具前刀面之間摩擦；切屑與刀具后刀面之間摩擦。

（2）切削熱傳出：切屑（50-80%）；工件（10-40%）；刀具（3-9%）；周圍介質(zhì)（1%）

（3）影響切削熱因素：

a切削用量因素：切削速度影響最大；通過增加背吃刀量、降低速度來提高效率。

b材料因素：強(qiáng)度、硬度影響；一般來說，合金鋼比結(jié)構(gòu)鋼工件溫度高；

c導(dǎo)熱性影響：有色金屬工件溫度低；

d切屑影響：鑄鐵工件溫度低但刀尖溫度高（粒狀或崩碎狀切屑影響）。

e常用切削液影響：水溶液好，乳化液次，切削油更次。

7.遵守職業(yè)道德和職業(yè)規(guī)范，樹立安全生產(chǎn)、節(jié)能環(huán)保和產(chǎn)品質(zhì)量等職業(yè)意識(shí)。