【文档说明】工程材料与机械制造基础总复习.pptx，共(77)页，930.812 KB，由精品优选上传

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总复习2023/7/4◼教学目的：使学生基本掌握钢铁材料的主要用途及其材料改性的基本途经；了解材料成形加工和切削加工的基本工艺方法及使用的主要设备，获得工程材料和机械制造工艺的基本知识，建立机械制造生产过程的基本概念，为学习机械制造相关后续课程及将来从事工程技术工作打下必要的基础。◼

课程任务：（1）通过材料部分的学习，应使学生：①能基本掌握材料的成分、组织、性能三者之间的关系；②了解改善材料的组织和性能的基本途径——热处理工艺；③了解常用金属材料的分类、牌号、性能、特点及其应用,使学生初步具有选材的能力。（2）通过毛坯制造工艺的学习，应使学生对毛坯加工工艺及其使用的主要

设备有一个较全面的了解，从而初步具备选择毛坯加工方法的能力。（3）通过切削加工技术基础的学习，应使学生了解金属切削加工的基本原理，常用加工方法的工艺特点及其应用，对机械加工工艺过程有一个初步的了解，初步具有编制简单典型零件工艺规程的能力。教学目的：◼能基本掌握材料的成分、组织、性能

三者之间的关系。◼了解改善金属材料的组织和性能的基本途径——热处理工艺。◼了解常用金属材料的分类、牌号、性能、特点及其应用。总之：金属材料及热处理篇是研究材料的成分、组织、性能、热处理工艺、应用五者之间关系的，使学生初步具有选材的能力。第一篇金属材料本篇主要内容◼第一章金属材料的主要性能◼第二章铁

碳合金◼第三章钢的热处理◼第四章工业用钢◼第五章金属材料选材的基本原则第一章金属材料的主要性能使用性能——指材料在使用过程中所表现的性能，主要包括力学性能、物理性能和化学性能。工艺性能——指在制造机械零件的过程中，材料适应各种冷、热加工工艺和热处理工艺的性能。包括铸造性能、锻

造性能、冲压性能、焊接性能、切削加工性能和热处理工艺性能等。一、金属材料的力学性能◼材料在外力作用下所表现出来的特性，包括五大力学性能指标：强度静载荷作用下塑性硬度动载荷作用下冲击韧度疲劳强度掌握概念、变化规律、选用场合。二、金属材料的物理

性能◼材料的物理性能包括：密度、熔点、导电性、导磁性、导热性及热膨胀性等。◼零件用途不同，对其物理性能的要求也是不同的。三、金属材料的化学性能◼材料在常温或高温时抵抗各种化学作用的能力，称为化学性能。◼主要包括：耐腐蚀性、高温抗氧化性等。材料抵抗各种介质侵蚀的能力。材料在高温迅

速氧化后，能在表面形成一层连续而致密并与母体结合牢靠的膜，从而阻止进一步氧化的特性。四、金属材料的工艺性能◼材料的工艺性能就是指金属材料能够适应加工工艺要求的能力。◼材料的工艺性能是其力学性能、物理性能和化学性能的综合。工艺性能的好坏，直接影响到制造零件的工艺方法和质量以及制造成本。◼

材料的工艺性能主要包括铸造性、可锻性、焊接性、切削加工性等。（1）铸造性◼铸造性是指浇注铸件时，材料能充满比较复杂的铸型并获得优质铸件的能力。◼对金属材料而言，评价铸造性能好坏的主要指标有流动性、收缩率、偏析倾向等。◼流动性好、收缩率小

、偏析倾向小的材料其铸造性也好。一般来说，共晶成份的合金铸造性好。(2)可锻性◼可锻性是指材料是否易于进行压力加工的性能。◼可锻性好坏主要以材料的塑性和变形抗力来衡量。◼一般来说，钢的可锻性较好，而铸铁

不能进行任何压力加工。（3）焊接性◼焊接性是指材料是否易于焊接在一起并能保证焊缝质量的性能，一般用焊接处出现各种缺陷（如裂纹及冷脆性）的倾向来衡量。◼低碳钢、低合金结构钢具有优良的焊接性，铝合金等有色金属焊接性较差，而铸铁的焊接性最差。（4）切削加工性◼切削加工性是指材料是否易于切削加工的性能。

◼它与材料种类、成分、硬度、韧性、导热性及内部组织状态等许多因素有关。◼有利切削的材料硬度为160~230HB。◼切削加工性好的材料，切削容易，刀具磨损小，加工表面光洁。以上四个工艺性能在后面的讲课中详细讲述，要求随各章节内容重点复习。第二章铁碳合金金属材料成分不同，性能不同；但即使材

料成分相同，但经过不同的加工工艺和热处理工艺，也会具有不同的性能——为什么？因为内部组织结构不同或被改变了。因此要掌握金属材料的性能变化规律，首要的就必须研究金属材料内部的组织结构变化规律。本章重点掌握材料成分—组织—性能三者之间的相互规律。第一节金属的晶体构造与结晶一、金属的晶体结构晶

体与非晶体一切固态物质按其内部结构可分为：晶体——原子按一定的次序作有规则的排序。如：金刚石、石墨和一切固态金属及其合金都属于晶体。非晶体——内部原子呈不规则的排列。如：普通玻璃、松香、石蜡等。晶体结构

不同，其性能往往相差很大。二、金属的结晶过程◼凝固——金属由液态变成固态的过程。◼结晶——金属由液态凝固成固态晶体的过程。亦即原子由不规则排列过渡到规则有序排列的过程。实验表明：（1）纯金属的结晶是在一个恒定温度下进行的（此恒

定温度称为结晶温度），即是个恒温过程。过冷——实际结晶温度低于理论结晶温度的现象。过冷度△T——实际结晶温度T1与理论结晶温度T0之差，即：△T＝T0－T1。冷速↑→∆T↑→晶粒细化特定金属的过冷度不是一个定值，它随冷却速度的变化而变化，冷却速度越大，过冷度△T越大，金属

的实际结晶温度也就越低，并使晶粒细化，（2）合金的结晶过程（共晶合金除外）是个非恒温过程。合金的结晶过程是在一个温度范围内进行的，即有一个开始结晶温度和结晶终了温度。冷却曲线上有个斜线。（3）液态金属的结晶过程包含两个步骤：晶核的形成和晶核的长大。因此：实际金属的晶体结构是由许多大小、外形

和晶格排列方向均不相同的晶粒所组成的——多晶体结构。（4）晶粒大小对金属力学性能的影响结晶过程中形成的晶核数量愈多或晶核长大的速度愈慢，则得到的晶粒愈细，强度、塑性和韧性愈好。金属的强度、塑性和韧性随晶粒的细化而提高，称为细晶强化。（

5）细化晶粒的方法①增加过冷度（提高冷却速度）②进行变质处理（加入难熔质点）③附加振动（机械振动、超声波振动、电磁振动）三、金属的同素异构转变◼纯铁的冷却曲线：◼同素异构转变——金属在固态下，其晶格形式随温度发生改变的现象。◼同素异构转

变过程也包括晶核的形成与长大；转变时也放出潜能，因而也是在恒温下进行的；也有过冷现象等。◼正是由于纯铁能够发生同素异构转变，生产中才可能对钢和铸铁进行热处理，以改变其组织和性能。第二节铁碳合金的基本知识◼铁碳合金的基本知识围绕铁碳合金相图（状态图）展开。◼反映了在平衡条件下（即冷却速度无限

缓慢从而使原子扩散充分进行的条件下）不同铁碳合金的成分—温度—组织之间的相互关系的这样一张图称为铁碳合金相图（状态图）。此图一般了解◼铁碳合金相图的作用——是研究钢铁材料的组织及其性能的理论基础，是制定热处理工艺及热加工工

艺的重要依据。铁碳合金的分类工业纯铁<0.0218%C钢0.0218-2.11%C亚共析钢0.0218-0.77%C共析钢0.77%C过共析钢0.77-2.11%C白口铸铁（生铁）2.11-6.69%C亚共晶白口铸铁

2.11-4.3%C共晶白口铸铁4.3%C过共晶白口铸铁4.3-6.69%C钢常温下的组织及性能变化规律工业纯铁合金名称Wc％室温平衡组织ωc<0.0218%F+Fe3CⅢ（极少量）亚共析钢ωc<0.77%F+P共析钢ωc=0.77%P过共析钢ωc

>0.77%P+Fe3CⅡ亚共晶白口铸铁ωc<4.3%P+Fe3CⅡ+Ld′共晶白口铸铁ωc=4.3%Ld′过共晶白口铸铁ωc>4.3%Fe3CⅠ+Ld′◼钢常温下的组织◼含碳量对铁碳合金组织和性能的影响①含碳量对铁

碳合金平衡组织的影响结论：含碳量不同，铁碳合金（钢和铁）的常温组织是完全不同的。②含碳量对金属材料力学性能的影响规律：◆随含碳量不同，钢常温下的组织及其比例不同，从而决定了力学性能也不同。◆一般，随含碳量的增加，其强度、硬度增加，塑性、韧性下降，但当含碳量超过0.9%后，由于二次渗碳体呈

网状分布在珠光体的晶界上，削弱了珠光体与珠光体晶粒之间的结合力，导致强度反而降低了。③含碳量对工艺性能的影响➢铸造性：铸铁的流动性比钢好，易于铸造，特别是含碳量接近于4.3％的共晶成分的铸铁由于其结晶温度低，流动性好，铸造性能

最好。从相图上看，结晶温度越高，结晶温度区间越大，过早出现阻碍液态金属流动的固体组织，越容易形成分散缩孔和偏析，铸造性能越差。➢可锻性：低碳钢比高碳钢好。由于钢加热至固相线下大约1200℃左右的高温时，获得单一的奥氏体A组织，其塑

性好、强度低，便于塑性变形，所以锻造一般都是将钢料加热到1200℃左右的高温，在奥氏体A状态下进行的。➢可焊性：含碳量越低，钢的焊接性能越好，所以低碳钢比高碳钢更容易焊接。➢切削加工性：含碳量过高或过低，都会降低其切削加工性能。一般认为中碳钢的塑性比较适中，硬度在160

～230HB时，切削加工性能最好。铁碳相图的应用1、选用材料：由铁碳相图可知，合金中随着含碳量的不同，其组织各不相同，从而导致其力学性能不同。因此，我们就可以根据机器零件所要求的性能来选择不同含碳量的材料。

一般工程上使用的钢≯1.3～1.4％。2、叛断切削加工性能：低碳钢中铁素体较多，塑性好，加工性不好；中碳钢中铁素体含量比例适当，钢的硬度适当，易于加工；高碳钢硬度高，易磨损。3、制定热加工工艺的依据：在铸造工艺方面，根据相图可以确定合适的熔化温度和浇注温度，含碳量为4.3%的铸铁铸造

性最好；在锻造工艺方面，可以选择钢材的轧制和锻造的温度范围应在奥氏体区。4、制定热处理工艺的依据：由相图可知合金在固态加热和冷却过程中均有组织的变化，可以进行热处理。并且可以正确选择加热温度。第三章钢的热处理基本知识改善金属材料性能的主要几种途径：◼合金化即加入合金元素，调整材料的化学成分，

可显著提高钢的强度、硬度和韧性，并使其具有耐蚀、耐热等特殊性能。◼热处理即金属材料通过不同的加热、保温和冷却的方式，使其内部的组织结构发生变化，以达到改善加工工艺性能和强化力学性能的目的。◼细晶强化即通过增加过冷度和变质处理细化晶粒，使金属材料的强度、硬度和塑、韧性都得到提高。◼冷变形强化即对

金属材料进行冷塑性变形，改变其组织、结构，使强度、硬度提高，而塑性、韧性下降。◼钢的热处理概念掌握◼定义：固态下，通过加热、保温、和以不同的方式冷却来改变金属材料内部的组织结构，从而获得所需性能的工艺方法。◼特点：在固态下，只改变工件的内部组织，不改变形状和尺寸。◼目的：（1）提高钢的力

学性能（2）改善钢的工艺性能◼基本过程：加热→保温→冷却◼热处理三大工艺参数：加热温度、保温时间、冷却方式。◼分类：1整体热处理退火、正火淬火、回火2表面热处理表面淬火感应加热~火焰加热~化学热处理渗碳氮化预备热处理最终热处理表面复层处理◼钢的普通（整体）热处理工艺◼典型零件的制造过程：

铸/锻→预备热处理→粗加工→最终热处理→精加工具体目的：①消除毛坯内残余应力，防止工件变形、开裂。②改善组织，细化晶粒。③调整硬度，改善切削加工性能。④为最终热处理（淬火、回火）作好组织上的准备。满足使用性能要求退火和正火淬火和回火消除前道工序的缺陷为

后续工序作组织准备◼钢的表面热处理◼问题的提出：在冲击、交变和摩擦等动载荷条件下工作的机械零件，如齿轮、曲轴、凸轮轴、活塞销等汽车、拖拉机和机床零件，要求表面具有高的强度、硬度、耐磨性和疲劳强度，而心部则要有足够的塑性和韧度。◼解决方法：表面热处理。◼教学要求：

会选用合适的热处理方法，并说明理由。◼重点：表面淬火、表面渗碳（结合材料）零件性能要求表里不一第四章工业用钢碳素钢：Wc<2.11%的铁碳合金+少量Si、Mn、P、S钢：合金钢：碳钢的基础上+各种合金元素（Mn、Si、Cr、Ni、Mo、W、V

、Ti）铸铁:Wc＞2.11%（2.5%-4.0%C左右）、杂质比钢多的铁碳合金有色金属及其合金粉末冶金材料与功能材料（简介）：硬质合金非金属材料：高分子材料陶瓷材料复合材料这部分了解钢的分类，牌号，性能特点，应用范

围，会选用。◼碳（素）钢：Wc<2.11%的铁碳合金+少量Si、Mn、P、S分类：低碳钢（<0.25%C）按含碳量分：中碳钢（=0.25~0.6%C）高碳钢（>0.6%C）普通质量钢（0.045%P，0.05%S）按品质分：优质钢（0.035%P，0.035%S）高级优质钢（0.025

%P，0.025%S）按用途分：结构钢——用于制造工程构件和机器零件工具钢——制造各种刀具、模具、量具属于优质高碳钢属于低碳钢、中碳钢P使钢产生冷脆性S使钢产生热脆性◼合金钢分类：按合金元素含量分：低合金钢：合金元素总量≤5%中合金钢：合金元素

总量=5%-10%高合金钢：合金元素总量≥10%按用途分：合金结构钢：低合金高强度结构钢：Q345、Q390渗碳钢：20Cr、20Mn2、20CrMnTi调质钢：40Cr、35CrMo弹簧钢：65Mn、60

Si2Mn滚动轴承钢：GCr15、GCr15SiMn（1.5%Cr）合金工具钢：刃具钢：低合金刃具钢：9SiCr、CrWMn高合金刃具钢：高速钢W18Cr4VW6Mo5Cr4V2模具钢：冷作模具钢：Cr12、Cr12MoV热作模具钢：5CrMnMo、3Cr2W8V

量具钢：CrMn、CrWV、GCr15特殊性能钢：不锈钢：1Cr17、1Cr13、2Cr13、3Cr131Cr18Ni9Ti、0Cr18Ni9Ti耐热钢：15CrMo耐磨钢：ZGMn13◼铸铁◼定义：含碳量＞2.11%（2.5%～4

.0%C左右）、杂质比钢多的铁碳合金。◼分类：根据铸铁中C存在的形式，可分为：（1）白口铸铁(生铁）C的存在形式：渗碳体(Fe3C)，断口为白色。性能：硬而脆，难以切削加工，不能直接用作机器零件，主要用作炼钢原料。（2）灰口铸铁

（熟铁）C的存在形式：石墨，断口为灰黑色。性能：是铸造性能最好，应用最广泛的铸铁材料。（3）麻口铸铁C的存在形式：石墨+渗碳体，断口为黑白色。性能：脆性大，很少使用。◼灰口铸铁的种类：根据铸铁中石墨形态的不同，铸铁可分为：（1）

灰铸铁：石墨以片状形式存在HT100、HT150……HT350（数字代表σb）（2）可锻铸铁：石墨以团絮状形式存在将白口铸铁进行长时间（约几十小时以上）退火，使Fe3C→3Fe+C(石墨)——“石墨化”后所得。可锻铸铁实际上并不可锻。KTH30

0-06、KTH330-08……（黑心可锻铸铁）KTZ450-06、KTZ550-04……（珠光体可锻铸铁）（前面的数字代表σb；后面的数字代表δ）（3）球墨铸铁：石墨以球状形式存在在铁水中加入球化剂（稀土镁）进行球

化处理所得。QT400-18、QT400-15（数字分别代表σb和δ）（4）蠕墨铸铁：石墨以蠕虫状形式存在RuT420，RuT340，RuT260（数字代表σb）◼有色金属及其合金⑴铝及其合金：工业纯铝：L1、L2、L3……L6形变铝合

金：防绣铝LF21书P55表5-1硬铝LY1超硬铝LC4锻铝LD5铸造铝合金：ZL102书P56表5-2⑵铜及其合金：工业纯铜：T1、T2、T3黄铜：H70、H62书P57表5-3青铜：ZcuSn10Pb5书P58表5-4白铜：

B19B25⑶钛及其合金书P60表5-5⑷滑动轴承合金这部分作了解第五章金属材料选材的基本原则◼选材总原则：在满足零件（材料）使用性能要求的前提下，再考虑材料被加工成形的工艺性能以及材料的经济性，最终实现“用最低的成本获得合格质量零件”的宗旨。◼选材具体应满足的三原则：◼1.

材料的使用性能：这是选材首先考虑的原则问题。材料的使用性能包括材料的力学性能、物理性能、化学性能。对于机器零件和工程构件，最重要的是力学性能。◼2.材料的工艺性能：制造零件时，材料要经过铸造、压力加工、焊接以及切削加工等工

艺过程，它能否适应这些加工工艺的要求，以及适应程度如何，是决定它能否进行加工或如何进行加工的重要因素。工艺性能——就是材料能够适应加工工艺要求的能力。包括铸造性能、可锻性、可焊接性、可切削加工性等。工艺性能是由材料的物理、化学、力学性能综合作用决定的。◼3.材料的经济性：在满足材料力学性能的前提

下，经济性也是选材必须考虑的重要因素。铸铁、碳钢价格最便宜；其次合金钢；铜、铝合金较贵；高合金钢、钛合金及硬质合金更贵。另外，我国Ni、Cr、Co资源缺少，应尽量选用不含或少含这类元素的钢或合金。第二篇铸造1、铸造的概念将经过熔化的液态金属浇注到与零件形状、尺寸相适应的铸型空腔中，冷却凝固后获得毛

坯或零件的一种工艺方法。2、铸造的方法3、铸造的特点砂型铸造、特种铸造(2)生产成本低，较为经济(1)成型方便，适应性强（这条重点理解并掌握）(3)铸件质量不够稳定，组织性能差利用液态成形,适应各种形状、尺寸，不同

材料的铸件。设备简单，材料来源广泛，节省金属。铸件组织疏松，晶粒粗大，化学成分不均匀，力学性能差。第2篇铸造金属型铸造压力铸造熔模铸造离心铸造(4)目前仍以砂型铸造为主，工序较多，劳动强度大，生产条件差。第1章铸造成形的基础知识——合金的铸造性能

铸造合金在铸造过程中呈现出的工艺性能，称为合金的铸造性能。即合金是否适合铸造成形并获得优质铸件的能力。衡量指标：合金的充型能力（流动性）合金的收缩性合金的吸气性和偏析第1章铸造成形的基础知识本章掌握影响充型能力

、收缩性的因素；对铸件质量的影响及相应的工艺措施。综合考虑如何提高薄壁复杂铸件的铸造性能；如何防止收缩缺陷、减少收缩应力。可以结合作业复习。本章是铸造成形理论基础，较为重要。第2章砂型铸造一、了解砂型铸造的工艺过程及特点，应用场合。第2章砂型铸造型砂和芯砂应具备的性能、造型方法（手工造

型、机器造型）二、砂型铸造工艺设计◆浇注位置——浇注时铸件在铸型中所处的空间位置。浇注位置合理与否对铸件质量影响很大。砂型铸造工艺设计之二——分型面的选择原则◆铸型分型面是指砂箱间的接触表面。分型面选择合理与否直接影响到铸造工艺的合理性。砂型铸造工艺设计之一——浇注位置的选择原则砂型

铸造工艺设计之三——铸造工艺参数的确定理解各项原则，掌握零件、模样、铸件三者之间的关系。第3章特种铸造1、概念：3、常用的特种铸造方法：2、特种铸造的特点：引言：铸件精度高，力学性能好；生产率高；工人劳动条件好等。特种铸造是指砂型铸造以外的其他铸造方法

。金属型铸造压力铸造熔模铸造离心铸造第3章特种铸造砂型铸造特点：适应性广，成本低廉。目前生产中仍然普遍应用。每个铸型仅能用一次；砂型铸造工艺过程复杂，劳动强度大，劳动条件差；铸件尺寸、形状精度低，表面粗糙度大，加工余量大；铸件组

织疏松、晶粒粗大，力学性能差。特种铸造了解各种方法的概念、工艺特点，会选用。第5章铸件结构设计第5章铸件结构设计◆在进行铸件结构设计时，不仅要保证零件的工作性能和力学性能，还应考虑合金的铸造性能、铸造工艺及铸造方法等对铸件结构的要求。正确的铸件结

构应使铸造生产工艺过程简便，能减少和避免缺陷产生。以达“优质、高产、低成本”的目的铸件的结构设计锻件的结构设计焊接件的结构设计切削加工件的结构设计会改图，并说明理由。要求书上图例能掌握。第三篇压力加工——锻压第3篇压力加工——锻压◼第一章塑性成形的基础知

识◼第二章锻造工艺及结构设计◼第三章板料冲压及结构设计◼第四章其他压力加工方法简介第一章塑性成形的基础知识1、锻压的概念在外力作用下，使金属坯料产生塑性变形，从而获得所要求形状、尺寸和力学性能的毛坯或零件的一种压力加工方法。2、锻压的实质——金属的塑性变形金属在外力作

用下，首先产生弹性变形，当外力超过一定限度后，会发生塑性变形。所以，塑性变形是金属压力加工的理论基础。◆能掌握塑性变形的实质。◆塑性变形对金属组织和性能的影响（冷变形与热变形的区分，组织性能的变化，冷变形强化，改善途径。）◆金属的可锻性：概念及影响因素◆金属加热的目的、加

热缺陷一、自由锻造2、特点：第二章锻造工艺及结构设计3、基本工序：镦粗拔长冲孔挤压弯曲1、分类：手工锻造机器锻造空气锤蒸汽-空气锤液压机（水压机）4、了解自由锻工艺规程的制订过程5、自由锻件的结构设计：

P147会改图采用通用设备和工具；锻件成形主要靠工人的操作技能；只能生产形状简单的锻件，适用于单件小批生产。自由锻是大型锻件的唯一生产方法。二、模型锻造使金属坯料在锻模模膛内承受冲击力或压力，以产生塑性变形，从而获得锻件的成形

方法。可以锻造形状较为复杂的锻件；如曲轴、齿轮坯、连杆等。但锻模制造困难，成本高，生产周期长。模锻件质量不能太大（一般＜150kg以下），适合于中、小型锻件的大批量生产。1.模锻特点：生产率高。能获得合理的纤维组织，力学性能高。模锻件尺寸精确，加

工余量少，比自由锻生产节省金属材料，减少切削加工工作量。2.模锻的分类：按锻模的固定形式，模锻分为：胎膜锻造：在自由锻设备上使用可移动模具生产模锻件的一种锻造方法。P132特点：生产率不如锤上模锻，精度也低，但灵活、适应性广，且不需

要昂贵的设备，模具制造简单，成本低。适用于：中小批量、小型锻件的生产，多用在没有模锻设备的中小型工厂中。锤上模锻（固定模锻造）：特点：生产率高，锻件质量好，但需要昂贵的模锻设备和锻模。适用于：小型锻件的大批大量的生产。压力机上模锻：震动、噪音大、劳动条件

差、蒸汽效率低、能源消耗大。曲柄压力机上模锻摩擦压力机上模锻平锻机上模锻特点：施加静压力，有利于对变形速度敏感的低塑性材料的成形，并且锻件内外变形均匀，锻造流线连续，锻件力学性能高。适用于：替代大批量生产中、大吨位锤上模锻。了解各种模锻方法的应用。蒸汽—空气锤3.了解锤上模锻工艺规程的制定锤上模

锻工艺规程的制定主要包括绘制模锻件图、计算坯料尺寸、确定模锻工步、选择锻造设备、确定锻造温度范围等。（1）绘制模锻件图1)选择分模面分模面的选择应按照一定原则进行（了解）2)确定加工余量、锻件公差3)模锻斜度和圆角半

径4)冲孔连皮（2）计算坯料尺寸（3）确定模锻工序（4）确定修整工序：切边、冲孔、校正、热处理和清理等。（5）选择锻压设备：锤上模锻主要使用蒸汽—空气锤，此外还有无砧座锤、高速锤等。（6）确定锻造温度规范、冷却方式、锻后热

处理等。（7）填写锤上模锻工艺卡片掌握零件、模锻件、锻模模镗三者之间形状、尺寸之间的关系。4、锤上模锻件的结构设计：P148会改图剪床第三章板料冲压及结构设计板料冲压是利用装在冲床上的冲模，对板料进行冲压并使之产

生分离或变形，从而获得冲压件的压力加工方法。冲压设备：冲压基本工序：分离工序：落料与冲孔（冲裁）、剪切、修整、精密冲裁变形工序：弯曲、拉深、翻边、胀形、旋压等。冲床油压机定义：特点：（1）可冲制形状复杂的零件，废料较少；（2）冲压件具有足够高

的精度和光洁度，可满足一般互换性要求，不需进行切削加工就可装配使用。（3）能获得重量轻、强刚度高的零件。（4）具有很高的生产率，且操作简单，便于机械化和自动化。（5）冲模制造复杂，成本高，只有在大批量

生产条件下才显现优越性。对原材料的要求：必须具有足够的塑性。常用：低碳钢、高塑性合金钢、铜铝镁及其合金。（一）分离工序：1.冲裁：落料+冲孔2.冲裁变形过程3.凸凹模间隙对断面质量和模具寿命的影响规律。4.冲裁件的排样设计与材料利用率。（二）变形工序1.弯曲：如

何防止弯裂？①弯曲时注意板料纤维方向的分布。②回弹现象：回弹角一般为0°～10°③模具角度=成品角度－回弹角弯曲注意点：2.拉深:拉深缺陷？产生原因？如何防止？3.翻边：控制一次翻边变形程度的系数——翻边系数K04.旋压5.胀形了解成形过程一、板料冲压基本

工序见书P136表8-8重点掌握冲压模具的种类：了解按冲床的每一次冲程所完成工序的多少可分为：①简单冲模在一个冲压行程只完成一道工序的冲模。②连续冲模在冲床的一次冲程中，在模具的不同部位上同时完成数道冲压工序的模具③复合冲模在冲床的一次冲程中，模具同一部位上同时完成数道冲压工序的模具特点：简

单冲模结构简单，容易制造，适用于冲压件的小批量生产。特点：连续冲模生产效率高，易于实现自动化，但要求定位精度高，制造复杂，成本较高。特点：复合模适用于产量高、精度高的冲压件，但模具制造复杂，成本高。三、冲压工艺规程的制定：一般了解二、冲压模具四、冲压件的结构设

计：一般了解第四篇金属的焊接成形第一章焊接成形的基础知识（电弧焊）第二章常用焊接方法第三章常用金属材料的焊接第四章焊接结构设计第五章焊接过程自动化第4篇焊接概述1、焊接的概念使两个分离的金属用局部加热或加压(或既加

热又加压)的方法，促使原子间相互扩散与结合，从而成为一个整体的连接方法。加热可使被焊金属接头熔化,形成共同的熔池,凝固后连接起来。焊接时需要加压并加热:熔焊接时需要加热:加压力是使被焊金属的连接处产生塑性变形,以增加它们的真实接触面

积。加热是为了增加金属塑性和原子的扩散能力。第4篇焊接2、焊接的特点:焊接与其它连接方法有本质的区别,不仅在宏观上建立了永久性的联系,在微观上也建立了组织之间的原子级的内在联系。焊接比其它连接方法具有更高的强度,密封性,且质量可靠,生产率高,便于实

现自动化。节省金属,工艺简单,可以很方便的采用锻-焊,铸-焊等复合工艺，生产大型复杂的机械结构和零件。存在问题：➢焊接是一个不均匀加热的过程,焊后的焊缝易产生焊接应力,易引起变形。➢焊接热影响区力学性能有所下降。➢工艺措施不当时会产生焊接缺陷。➢焊接对原材料要

求较严，某些金属材料的焊接还有一定困难。3、焊接的种类:(1)熔化焊:根据焊接过程的特点可分为三类:将待焊处的母材金属加热至熔化以形成焊缝的焊接方法.根据热源不同，主要有电弧焊,气焊,电渣焊,等离子弧焊,电子束焊,激光焊等.(2)

压力焊:(3)钎焊:通过加压和加热的综合作用,以实现金属接合的焊接方法.以熔点低于被焊金属熔点的钎料填充接头形成焊缝的焊接方法.主要包括电阻焊,摩擦焊,爆炸焊等.主要包括软钎焊和硬钎焊.焊接生产中以熔

化焊为最常用，而熔化焊中又以电弧焊为最常见。焊接成形理论就以熔焊中的电弧焊为例进行介绍。手工电弧焊电弧焊埋弧自动焊气体保护焊熔焊冶金过程和电焊条：掌握焊接接头的组织和性能：焊接应力和焊接变形第一章焊接成形的基础知识（以电弧焊为例）电弧焊的焊接过程：了

解焊接接头最薄弱的环节？如何改善焊接接头组织与性能？冶金过程中产生现象防止措施焊条组成、各自作用焊条种类、牌号、选择焊接接头的构成？产生原因？如何预防和减小？重点掌握一般掌握第二章常用焊接方法手工电弧焊埋弧自动焊气体保护焊电渣焊电阻焊摩擦焊钎焊

电弧焊熔化焊压力焊一般了解、注意应用场合、初步会选用第三章常用金属材料的焊接一、金属材料的焊接性重点掌握概念、影响因素、钢的焊接性评价方法——碳当量碳当量越高，焊接性越差。钢中含P、S越高，焊接性也越差。结论金属材料焊接性的改善途径二、了解常用金属材料的焊接性第四章焊接结构设计一般掌握，会

改图毛坯的选择一、零件毛坯的类型二、毛坯选择的原则和依据三、常用机械零件毛坯分类及制造方法要求：总结前面铸、锻、焊工艺基础上，能根据零件的结构形状特点、材料工艺性特点及生产批量等具体条件，灵活选用毛坯成形工艺方法。考题形式：给出

零件形状及所选用材料，选毛坯方法。第五篇切削加工第5篇切削加工◼第一章金属切削的基础知识◼第二章金属切削机床的基础知识◼第三章常用切削加工方法综述◼第四章精密加工和特种加工简介◼第五章典型表面加工分析◼第六章切削加工零件的结构工

艺性◼第七章机械加工工艺规程的制定第五篇切削加工第一章金属切削的基础知识金属切削加工——利用刀具和工件作相对运动，从毛坯（铸件、锻件、型材等）上切去多余的金属，以获得尺寸精度、形状精度、位置精度和表面粗造度完全符合

图纸要求的机器零件。金属切削加工分为切削加工的共性：利用刀具和工件之间的相对运动来去除多余的金属的。机械加工工艺系统：由“机床—刀具—夹具—工件”构成的系统。切削加工的阶段划分：加工工艺过程按加工性质和目的的不同可以划分为粗

加工、半精加工、精加工、精密加工、超精密加工几个阶段。钳加工机械加工一般通过工人手持工具进行切削加工的。划线、锯削、锉削、錾削、刮削、研磨等。主要是通过工人操纵机床来完成切削加工的。主要加工方法有车削、钻削、铣削、刨削、磨削等。§1-1金属切削加工概述第五篇切削加工一、切削运动在切

削加工形成零件表面的过程中，刀具和工件之间必需要有一定的相对运动，称为切削运动。1、主运动：2、进给运动：§1-2切削运动与切削要素按作用的不同可分：详见书P218图13-1会判别二、切削加工中工件上形成的表面1、待加工表

面：2、已加工表面：3、加工表面（过渡表面）三、切削要素：控制切削过程及已加工表面形成的因素。切削要素——切削用量和切削层参数的总称。含六个要素。以上会在图上标注§1-3刀具材料及刀具的几何形状1、刀具切削部分材料应具备的基本

性能掌握2、常用刀具材料：种类及性能区别掌握二、刀具的结构（几何形状）（以车刀为例）一、刀具材料常用车刀的标注角度会标注车刀的工作角度：与标注角度的区别车刀安装高低对前后角的影响车刀安装偏斜对主副偏角的影响车刀主要标注角度的作用及其选择重点复习第五

篇切削加工§1-4金属切削过程一、切削过程的实质重点掌握——切屑形成的过程实质之一：——金属不断变形和摩擦的过程实质之二：三个变形区：第一变形区：剪切滑移第二变形区：挤压摩擦第三变形区：挤压摩擦两个摩擦区：前刀面—切

屑底面后刀面—已加工表面第五篇切削加工二、切削过程的物理现象1、切屑的种类——第一变形区变形的结果2、积屑瘤和加工硬化——第二、第三变形区变形和摩擦的结果3、切削力4、切削热5、刀具的磨损和耐用度变形和摩擦的结果总结：通过对切削过程的分析，揭示了切削过程的本质及其所产生

的一系列的现象和规律。所有现象都在不同方面影响到零件的质量和生产率。因此，研究切削过程的目的之一，就是要运用这些规律去指导、控制生产实践，使加工出的零件既能保证较高的加工质量，又具有较高的生产率，从而获得良好的经济效果。三、切削过程的控制掌握形成原因、影响因素重点复习第五篇切削加工

三、切削过程的控制重点复习切削加工的宗旨：保证加工质量提高生产效率良好的经济性加工精度表面质量尺寸精度形状精度位置精度表面粗糙度表面层硬化程度表面残余应力1、生产率的概念及提高生产率的途径R0=1/（T基本工艺+T辅助时间+T其它）提高生产率的途径：↓T

基本工艺、↓T辅助时间、↓T其它T基本工艺=∏·D·L·h1000·Vc·f·aP↓T基本工艺:①提高切削用量三要素【Vc·f·aP】→max②↑毛坯质量2、切削用量的选择原则及具体方法分粗精加工不同情况3、刀具几何参数的合理选择4、切削液的合理选择第五篇切削加工5、工件材料的切削加工

性概念：是指在一定切削条件下，工件材料被切削加工成合格零件的难易程度。改善工件材料切削加工性的途径：衡量指标：材料被加工时，如果Ro高、T较长、容许的切削速度Vc较高、F小、Q（θ）较小、加工表面质量易于保证、断屑问题易于解决，则认为这种材料的切削加工性好；反之切

削加工性差。相对加工性Kr=V60/（V60）j由此将材料切削加工性分为八个等级。常用指标：VT:当刀具耐用度为T分钟时，切削某种材料所允许的切削速度。①调整材料的化学成分：②热处理改善金相组织：高碳

钢球化退火降低硬度，减少对刀具的磨损。低碳钢正火提高硬度，降低塑性，提高VT，改善Ra。第二章金属切削机床的基础知识◆金属切削机床是切削加工的主要设备；◆在加工过程中保证刀具与工件之间准确的相对位置，提供工件成形运动。◆是机械加工工艺系统中最重要的组成部分（俗称工作母机）。一

、金属切削机床二、机床的分类了解第五篇切削加工三、机床型号的编制方法了解四、机床的基本传动方式重点掌握机械传动方式掌握传动链及其传动比第五篇切削加工第三章常用切削加工方法综述切削加工（机械加工）——其目的就是利用机床上的刀具与工件之

间一定的相对运动来切除多余的金属层，从而获得合格质量要求的机器零件。当机床运动不同、刀具不同，就产生了完全不同的机械加工方法。常见的机械加工方法有：车削、铣削、刨削、钻削、镗削、磨削、齿形加工等。本章重点了解各种常用机械加工方法的工艺特点及应用范围。注意车削特点；铣削与刨削特点与应用场合区

别。端铣与周铣、顺铣与逆铣的选用。磨削特点、加工精度、应用范围。会选用典型表面的加工方法。第五篇切削加工第四章精密加工和特种加工简介磨削作为一种常用的精加工方法，精度可达IT6，Ra0.8～0.2um。但当加工精度更高（＞IT6），尤其是表面质量更高（Ra＜0.1um）时，怎么

办？问题的提出：精密加工研磨珩磨超精加工抛光第五篇切削加工第四章精密加工和特种加工简介对于高强度、高韧性、高硬度、高脆性、耐高温材料、磁性材料和工程陶瓷等难切削材料——如何加工？对于精密、微细、复杂形状零件的加工——怎么办？问题的提出：特种加工利用电能、化学能、

热能、光能、声能、电化学能及其复合的加工技术，对金属或非金属材料进行加工的方法。定义：分类：电火花加工、电解加工、超声波加工、激光加工、电子束加工、离子束加工等。特点：⑴特种加工方法主要不是依靠机械能，而是利用其他能量（电能、热能、光能、声能

、化学能等）进行加工的。⑵传统加工方法要求刀具硬度必须大于工件的硬度，而特种加工使用的工具硬度一般小于被加工材料的硬度，如电火花加工、电解加工使用的电极硬度大大低于被加工工件的硬度；某些特种加工方法甚至无需工具，如激光束、电子束加工是采用激光束、

电子束的斑点进行加工。第五篇切削加工⑶特种加工过程中的工具与工件之间不接触或间接接触，因此不存在显著的机械切削力，工件很少产生机械变形和热变形，有助于提高工件的加工精度和表面质量。应用：◆难加工材料（硬、脆、软、韧）；◆复杂的成型零件（异形型腔、小孔、深孔、窄缝等）；◆一些特殊的精密微细加工。

第五篇切削加工第五章典型表面加工分析零件的成形加工实质为零件典型表面的加工。构成零件最基本的表面有：平面、圆柱面、锥面、球面以及各种成形面等。对于零件上的某个表面，我们怎样选择合适的加工方法及机床设备，一步步地按一定顺序把它加工出来

，以满足该表面的尺寸精度、形状精度和表面粗糙度等技术要求呢？问题的提出：外圆表面加工：外圆表面零件分类：轴类、套类、盘类外圆表面加工方法：车削、磨削及光整加工外圆表面加工典型方案孔加工：孔加工方法：钻削、镗削、磨削、拉削、车削孔加工典型方案平面加工：平面加工方法：铣

削、刨削、磨削、车削、镗削、拉削平面加工典型方案掌握第五篇切削加工第六章切削加工零件的结构工艺性零件结构工艺性的概念:简单地说，零件结构工艺性是指这种结构的零件被加工的难易程度。良好的结构工艺性是指根据使用要求所设计的零件结构，能在同样的生产条件下，采用高效率、低消耗和低成本的方法制造出来。至

理名言：一个优秀的设计师首先必须是一个优秀的工艺师！设计需切削加工的零件时，考虑其结构工艺性应遵循的一般原则：掌握（1）加工表面的几何形状应尽量简单，尽可能布局在同一平面上或同一轴线上，以便于切削加工。（2）在设计零件时，应考虑加工过程中

零件的定位装夹方法。所设计零件应能定位准确、夹紧可靠，便于安装和加工，易于测量。（3）要有足够的刚性。（4）尽量采用标准化参数。（5）合理地规定零件的精度和表面粗糙度。（6）有相互位置精度要求的表面最好能在一次安装中加工。会改图并说明理由第五篇切削加工问题的提出：机器由零件组成，而零

件由各种表面组成，对各种表面又有不同的尺寸和技术要求。在制造这些零件时：（1）如何正确选用零件表面加工方法；（2）如何正确选用机床及工艺装备（刀具、夹具、量具等）；（3）如何合理安排各加工表面的加工顺序，即加工路线。即：如何正确制定零件的加工工艺过程，将会直接影响到产品

的质量、生产率和成本。第七章机械加工工艺规程的制定第五篇切削加工§1-1工艺过程的基本知识一、生产过程和工艺过程了解概念工序的划分原则二、生产纲领、生产类型与工艺特征掌握相互关系§1-2工件的安装与夹具的基本知识一、工件的安装=定位+夹紧了解常用定位元件、夹紧机构二、夹具简介一般了

解三、工件的六点定位原理掌握原理、不同定位方式四、工件的定位基准理解并掌握粗基准、精基准的选择原则§1-3工艺规程的拟定一、了解机械加工工艺规程的制定步骤见下一页二、能制定简单轴类零件的工艺路线，包括热处理工序。第五篇切削加工机械加工工艺规程的制

定步骤：一、对零件进行工艺分析1.检查图纸：制图是否完整；尺寸精度、形位公差等技术要求是否合理准确；2.检查零件的结构工艺性；3.检查选材是否合理。二、毛坯的选择结合前面章节复习总结三、定位基准的选择粗精基准选择原则与方法四、拟定工艺路线重点复习切削加工顺序的安排热处理工序的安排辅助工序

的安排五、确定各工序所采用的设备六、确定各工序所需的刀具、夹具和辅助工具，即选择工艺装备七、确定加工余量、计算工序尺寸及公差八、确定切削用量和工时定额九、填写工艺文件（工艺卡片）