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1、机械制造生产过程 机械制造生产过程的组成环节如下: I.原材料的准备 机械工业所用的原材料，主要包括以钢铁为主的金属原材料(如生铁、废铁、铝锭等)、金属结构材料(如棒、板、管、线材、型材等和特种材料(如合金、金属粉末、工程塑料、复合材料、纳米材料等)。 z.毛坯和零件的形成 金属毛坯和零件的形成方法一般有:)铸造:熔炼金属、制造铸型并将熔融金属浇人铸型，凝固后获得一定形状和性能的铸件的成型方法。 tz)焊接:通过加热或加压(或两者并用)，使用(或不用)填充材料，使分离的材料牢固地连接起来，是原子间的结合、不可拆卸的永久性连接。 (3)压力加工:用外力便金属发生塑性变形，从而改变金属坯料形状及组
2、织性能的方法。包括锻造、冲压、拉拨、轧制等。，零件的机械加工 零件的机械加工是指通过刀具与工件的相对运动和相互作用，从毛坯上切去多余的金属(加工余量)，以获得形状、尺寸、加工精度和表面粗糙度都符合婴求的零件的加工过程。常用的加工方法有切创(车、铣、刨、钳工、加工中心等)、照削和特种加工(线切割、电火花成型、激光等)。 a.材料改性与处理 材料改性与处理通常是指对金属材料进行热处理以及电坡、热喷涂等表面保护T艺，用以改变零件的整体;部或表面的金相组织及性能，便其具有符合要求的强韧性、耐磨性、耐腐蚀性等特性。 s.装配与包装 装配是指按图纸所规定的要求和精度等级你准，把琴件组合成组件和部件，再将零
3、件和部件组合成机器的工艺过程，它包括零件的固定、连接，设备的调整、检验和试车等。装配工作是产品制造的最后阶段，在机械制造业中占有很重要的地位。 s.撤运和存储 搬运和存储统称物流，是指如何合理安排生产过程中各种物料(原材料、工件、成品、工具、辅助材料、废品材料等)的流动与中间储存技术，它贯穿于生产的全过程，包括从进料到产品出厂。检m和质2监控 检测和质量监控是保证工艺过程正确实施和产品质量所使用的一切质量保证控制措施，也贯穿子整个机械制造工艺过程。2.2机械工程材料与热处理2.2.1材料的力学性能 材料的力学性能是指材料在外力作用时所反映出来的特性，它是设计零件及选择材料的重要依据。金属材料的
4、力学性能指标有:强度、塑性、硬度、冲击韧性等。 r.强度 强度是指金属材料在静载荷作用下抵抗塑性变形和断裂的能力，单位为MFa。工程中常用的强度指标有屈服强度和抗拉强度。屈服强度是指金属材料刚开始产生塑性变形时的最低应力值，常用。表示;抗拉强度是指金属材料在破坏前所能承受的最大应力值，常用几表示。 2.塑性 塑性是指金属材料在静载荷作用下产生期性变形而不破坏的能力，工程 3.?MR 硬度是指材料表面抵抗更硬物体压人的能力。硬度的测份方法很多，生产中常用的硬度可用布氏硬度机或洛氏硬度机来测量。 (1)布氏硬度:布氏硬度机是用一直径为D的淬火钢球或硬质合金球作为压头.在载荷A的作用下压人被测金属的
5、表面，保待一定时间后卸载，截量金属表面形成的压痕直径d.以压痕的单位面积所承受的平均压力作为被侧金属的布氏硬度值。布氏硬度机测盆梢确、德定，常用于测定退火.正火、调质钢及铸铁、有色金属。布氏硬度机侧量时其压痕较大，故不宜侧试成品或薄片金属的硬度 (2洛氏硬度:洛氏硬度机是用一镶顶角为12W的金刚石圆锥体或1115英寸的淬火钢球为压头，在规定载荷作用下压人被测金属表面，根据压痕的深度直接在硬度指示盘上读出硬度值。烙氏硬度机操作迅速简便、压痕小，可直接测定成品或较薄零件的硬度，且侧试范围大，可用于测量硬质合金、表面硬化钥、悴火工具钢、有色金属、可锻铸铁以及退火、正火、调质钢等。但因压痕较小，准确度
6、较差，故须在零件的不同部位侧量数点，取其平均值。 a卜冲击韧度 冲击韧度是指金属材料在冲击载荷的作用下抵抗断裂破坏的能力。通常悄况下，我们常采用一次冲击弯曲试验来侧定材料在冲击中吸收的功A.，单位了/、，然后根据相同试验条件下材料n*值的大小来评定冲击韧度的好坏。一般将A。值低的材料称为脆性材料，A.值高的材料称为韧性材料。2.2.2材料分类常用的机械工程材料可分为金属材料，非金属材料和复合材料二金属材料，色金.:器黑霜瞿茎。，可。，;有色金麟:栩、树及其合金饥械工程 材料卜金城材料陶瓷材料:陶瓷，玻km等高分子材料;塑料橡胶等艾合材料纤维增强复台材料:玻瑞钢、碳纤续树脂复介材料等层状复仓材料
7、:双层或多尼复合材料夹层结构复合材料等侧位发合材料:wc俊质合金11具等全脱陶侥.1. 1.金属材料 金属材料来源丰富，并具有优良的使用性能和加工性能，是机械工程中应用最广泛的材料，常用以制造机械设备、工具、模具及工程结构等。钢铁是应用最普遍的金属材料，它主要包括碳钢、合金钢和铸铁。破钢和铸铁均为铁碳合金，在冶炼中人为地加入合金元家就成为合金俐或合金铸铁。 (1)钢:工业上将含02小于2.1194的铁碳合金称为钢。下面以举例的方法介绍常用的碳钢牌号。 .优质碳索结构钢如45钢)，用于制作轴、杆、齿轮、连杆等，具有较好的综合力学性能:优质破素工具铭，如T8明，用于制作手钳、要子、锤、螺丝刀等;T
8、10钢甲用子制作手银锯条;T12俐.用于制作锉刀、刮刀。 合金俐的力学性能高于碳素结构钢，在制造机攘零件、工具、模具及特殊性能工件方面得到广泛应用。 合金结构俐(如40Cr)，用于制造齿轮、轴、连杆螺栓、曲轴等。 、合金弹赞钢(如605i2M司，用于制造汽车、拖位机减震弹簧等。 .轴承钢如GCr15、用于制造轴承内外套圈及滚动体等. 量具、刃具钢(如9Sicr，用于制造丝雄、板牙、冷冲模、铰刀等. .高速工具钢(如W18Cr4V，用于制造齿轮铣刀、钻头、车刀等。 .冷作棋具W如Cr12)，用于IN造冷冲模具。 .热作模其钢(如SCrmnmo)，用于制造中小型热姐模。 .不锈钢、耐蚀和耐热钢(如
9、1Cr13，1Cr18Ni9Ti).用于制造耐腐蚀、耐高沮机器零件等。 (2)铸铁:工业上将含WR大于 2.1196以上的铁合金称为0铁，它是主要由铁、碳和硅组成的合金的总称。 常用的铸铁是灰口铸铁，牌号有HT200, HT300等，主耍用来制造机床床身、齿轮箱、刀架等。由于铸铁具有良好的铸造性能、切削加工性能、减振性、减摩性、低缺口敏感性等，并且成本低，因此在机械工业中得到广泛应用。 2非金月材料 工程非金属材料具有耐蚀性、绝缘性、绝热性和优异的成形性能，面且质轻价廉，因此发展迅猛、应用广泛。如工程塑料，己广泛用于轻工产品、机械俐造产品、现代工程机械，如家用电路外壳、齿轮、轴承、阂门、叶片、
10、汽丰零件等。而陶瓷材料作为结构材料，具有强度高、耐热性好的特点，广泛应用于发动机、艘气轮机;作为耐磨拐材料.则可用作新型的陶瓷刀具材料，能极大提高刀具 3淬火 将钢加热到较高温度保泥一定时间，然后在水或油中快速冷却的热处理方法称为淬火。通过淬火，材料的内部组织发生了变化，零件的硬度和耐磨性提高，但塑性、韧性下降，并产生内应力。因此，为了改善零件的性能，消除内应力，防止零件变形开裂，淬火后的零件必须及时回火。 A.回火 将淬火钢加热到某一温度保温一定时间，再冷却的热处理方法称为回火，回火可以在空中、水中或油中冷却。回火与淬火属于强硬化处理。主要作用是降低淬火组织脆性和内应力.调整和稳定淬火后的硬
11、度.使钢件保持较高的综合力学性能并突出某些特性。钢回火后的性能主要取决于回火的加热沮度，而不是冷却速度。据此回火可分为: (1)低a回火:回火加热a度150一2500，硬度大于或等于55HRCo经过低温回火能降低淬火钢的内应力和脆性，突出的特性有高硬度、高耐磨性能。低益回火常用于办具、量具、模具、滚动轴承及表面淬火等工件。 (2)中1a回火:回火加热a度350一500，硬度可达到35一50HRC,经过中温回火能进一步降低淬火钢的内应力，突出的特性有高弹性性能，广泛应用于各种弹簧类型的工件和构件。 (3)高5回火(调质):回火加热沮度500一650，硬度可达到20一35HRC。经过高沮回火能消除
12、淬火钢的大部分内应力.突出的特性有较高的强度和韧性，即具有高的综合力学性能。对于重要的机械零件和构件，如轴、齿轮、连杆等均需经过调质处理。 5甲表面淬火 表面悴火是指快速加热钢件使其表层达到淬火温度，当热谧还未传至中心，立即快速冷却，使表层硬而心部韧的工艺。常用的表面淬火方法有高频感应加热和火焰加热表面淬火。 (1)高频感应加热:常用的电流频率为200 0-300kHz.生产效率很高，热处理的质量好，适用于形状简单工件的大批量生产。 (2)火焰加热表面碎火:此方法简便，但热处理质量差，只适用于单件或小批量生产及需要局部表面淬火的零件。 6卜化学热处理 化学热处理是将工件放置于需渗入的活性介质中
13、，经加热和保温，使介质中活性元素渗人工件表面，从而改变工件表面的成分和组织，以提高需要的力学性能的热处理方法。化学热处理有渗碳、渗氮(氮化)、碳氮共渗、渗其他元素(如渗铬、渗翻、渗硅)等口 渗碳适用于低碳钥和低碳合金钢。渗碳后表面强硬性高，但心部仍保留较好的韧性。适用于有冲击载荷作用下的受本擦的工件，如加、20Cr,20CrmnTi钢。渗氮不适用于碳银，只适用于如38CrMaAl等能形成氮化物的合金钢。碳氮共渗，它可综合渗碳、渗抓两者优点。 ，.喷丸表面强化 喷丸表面强化的主要原理是利用大量高速的徽细弹丸强烈冲击金属零件表面.使之产生塑性形变的表面强化层，形变硬化层可达0.5一1.5mm并留有
14、残余压应力，从而使表面性能得到改兽和提高，尤其是提高疲劳聋度和抗应力腐蚀性能。 组成机械严品的琴件级然多神多样，但都刃以衬城是由外目、内扎、半回和成形面等组成.只要能加工山这些表面，就能够加工出任何形状的零件。而这些荃本衷面在切彻加工时都是由刀具和工件之间的相对运动(即切削运动)组合来形成的。切削运动是形成工件表面最基本的相对运动，报据其作用，它可分为主运动和进给运动两类。 r.主运动 主运动是直接切除工件上的切削层，使之转变为切屑的基本运动。通常，它的速度最高.所消耗的功率最大。在切别加工中，主运动可以是旋转运动也可能是往复直线运动，但只能有一个。如车削时工伴的旋转运动、磨削时砂轮的旋转运动、牛头刨削时刨刀的住复直线运动等，都是主运动. 2进绪坛动 进给运动是不断地把切削层投人切削，以逐渐切出整个工件衷面的运动。在切削运动中它的速度较低，所消耗的功率很小。在切削加工中，可能有一个或一个以上的进给运动。通常，进给运动在主运动为旋转运动时是连续的书在机械格栅 喷泉设备 加药装置
