金属材料强度doc资料.docx

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金属材料强度doc资料

金属材料强度：

强度是指材料在外力作用下抵抗变形和破坏的能力。

主要指标可分为抗拉（最基本强度指标）、抗压、抗弯、抗扭和抗剪强度。

塑性：

材料在外力（静载）作用下产生永久变形而不被破坏的能力。

主要指标为伸长率和断面收缩率。

硬度：

材料抵抗更硬物体压入的能力。

常用指标为布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。

下列硬度指标是否正确？

HBS210-240180-210HRCHRC29-25450-480HBS

钢的热处理：

钢固态下，采用适当方法进行加热、保温和冷却，以改变钢的内部组织和结构，从而获得所需性能的一种工艺方法。

预先热处理：

为消除坯料或半成品的某些缺陷或为后续的切削加工和最终热处理做组织准备的热处理。

（退火、正火）

最终热处理：

为使工件获得所要求的使用性能的热处理。

退火与正火的区别与选用：

与退火相比、正火的冷却速度稍快，过冷度较大。

选用：

1切削加工性考虑。

作为预先热处理，低碳钢退火优于正火，而高碳钢正火后硬度太高，必须采用退火。

2使用性能上考虑。

对于亚共析钢，正火处理比退火处理具有更好的力学性能。

如果零件的性能要求不是很高，则可用正火作为最终热处理。

对于一些大型、重型零件，当淬火有开裂危险时，则采用正火作为最终热处理；但当零件的形状复杂，正火冷却速度较快开裂危险时，则采用退火为宜。

3经济上考虑。

正火比退火的生产周期短、耗料少、成本低、效率高、操作简便，因此在可能的条件下应采用正火。

钢淬火后为什么一定要回火，说明回火的种类及主要应用范围。

钢件经淬火后，虽然具有很高的硬度和强度，但脆性大，并且具有较大的淬火应力，因此在退火后，必须配以适当的回火。

种类及范围：

高温回火：

用于重要零件如轴、齿轮等。

中温回火：

用于各种弹性元件及热锻模。

低温回火：

用于各种工、模具钢及要求硬而耐磨的工件。

调制及特点：

淬火后，加热到500-650度，保温后在空气中冷却。

获得良好的综合力学性能，在保持高强度的同时，具有良好的塑、韧性，硬度为200-330HBS。

Q235：

普通碳素结构钢，屈服强度为235MPa，大量用于制造各种金属结构和要求不高的机器零件。

QT500-07：

球墨铸铁，抗拉强度大于450MPa，伸长率7%,用于承受冲击振动的零件如曲轴、蜗杆等。

45：

优质碳素结构钢，平均wc为0.45%，制造受力较大的机器零件。

T12A：

T表示碳素工具钢，12表示wc为1.2%，A表示为优质，主要用于制造低速工具，如冲子、手锤、锯片等。

GCr15:

20CrMnTi：

渗碳钢，主要用于制造各种变速齿轮及凸轮轴等在工作中承受变冲击载荷及剧烈摩擦的重要零件。

9SiCr：

量具、刀具用钢，主要用于板牙、丝锥、钻头、齿轮铣刀等。

CrWMn:

冷却模具钢，冷冲模冲头、拉丝模、冷切剪刀、木工切削工具、切边模等。

W6Mo5Cr4V2：

钨钼系，广泛用于制造中低速切削加工的刀具及复杂刀具。

ZG270-500：

ZG为铸钢，270表示a（smin）=270MPa,a（bmin）=500MPa.，用于制造结构复杂的构件如机座、箱体。

HT200：

灰铸铁，试样直径30mm,平均抗拉强度200MPa，承受较大载荷和较重要的零件，如汽缸、齿轮、底座、飞轮、床身等。

KTH370-12：

平均抗拉强度不小于370MPa,伸长率不小于12%的黑心可锻铸铁，制造负荷较高的耐磨零件，如曲轴、连杆、齿轮、凸轮轴等薄壁小铸件。

40Cr：

调制钢，主要用于承受各种载荷，受力复杂的零件，如机床主轴、连杆、汽车半轴及弹簧。

65Mn:

热塑性塑料：

1：

聚乙烯，性能特点：

热塑性塑料。

低压PE有良好的耐磨性、腐蚀性、绝缘性、无毒。

用于一般机械构件、化工管道、电缆电线包皮、茶杯、奶瓶、食品袋等。

2：

聚氯乙烯，性能特点：

热塑性塑料。

力学性能好且有良好的耐蚀性。

用于耐蚀构件、一般绝缘薄膜、泡沫塑料。

3：

聚丙烯,性能特点：

热塑性塑料。

力学性能优于聚乙烯，且有良好的耐热性。

用于医疗器械、一般机械零件、高频绝缘件。

热固性塑料：

1：

酚醛塑料。

性能特点：

强度、刚度大，变形小，耐热性、耐蚀性好，电性能好。

用于一般构件、水润滑轴承、绝缘件、耐蚀衬里等，做复合材料。

2：

环氧塑料。

性能特点：

强度高、韧度好。

化学稳定性好，绝缘性、耐寒、耐热性好。

用于塑料模具、精密模具、仪表构件、金属涂覆、包封、修补、做复合材料。

复合材料：

由两种或两种以上不同性质或不同组织的材料经人工组合而成的多相固体材料。

特点：

比强度、比刚度高，破损安全性好，减震性能好，高温性能好，成型工艺简单，耐磨性优良。

铸造生产：

将溶化后的金属浇注到铸型中，待其凝固、冷却后，获得一定的形状的零件或零件毛坯的成型方法。

特点：

成型方便且适应性强，成本较低，铸件的组织性能较差。

砂型铸造生产过程：

造砂型---造型芯----砂型及型芯的烘干------合箱----熔炼金属---浇注-----落砂和清理-------检验。

铸造缺陷：

铸件晶粒粗大，化学成分不均匀，力学性能较差。

锻压：

利用金属的塑性变形的特点对坯料施加外力以改变坯料的尺寸和形状并改善其内部组织和力学性能，从而获得所需毛坯或零件的加工方法。

优缺点：

优点：

改善金属组织，提高其力学性能；可以形成并控制金属的纤维方向使其沿零件轮廓合理分布，提高零件的使用性能；可以节省金属材料和切削加工工时，提高材料的利用率和经济效益；锻压加工的适应性很强。

缺点：

锻压对材料的适应性差，用于锻压的材料必须具有良好的塑性以免加工时破裂，形状复杂的工件难以锻造成型。

比较自由缎和模具锻优缺点：

自由锻造优点：

工艺灵活，工具简单。

缺点：

锻件精度较低，生产率低，劳动条件相对较差。

磨具锻造优点：

生产率高，模锻件尺寸相对精确，加工余量小，可以锻出形状比较复杂的锻件，比自由缎节省材料，减少切削加工工作量，操作简单，易于实现机械化和自动化的生产。

缺点：

坯料整体变形，变形抗力较大，而且锻模制造成本很高。

金属焊接：

通过加热或加压或两者并用，并且用或不用填充材料使焊件达到原子结合的一种加工方法。

焊接电弧：

将中性气体粒子分解为带电粒子，并在两电极间加上一定电压，使这些电离子在电场作用下作定向运动，两个电极间的气体能连续不断的通过很大地电流，从而形成电弧。

带传动优缺点：

能吸振，缓冲击,传动平稳，噪音小；过载时，带会在带轮上打滑，起到过载保护作用；结构简单，制造、安装和维护方便，成本低；带与带轮之间存在一定的弹性滑动，不能保证恒定的传动比，传动精度和传动效率低；由于带工作时需要张紧，带对带轮轴有很大的压轴力；带传动装置外廓尺寸大，结构不够紧凑；带的寿命较短，需要经常更换；

不适用于高温、易燃及有腐蚀介质的场合。

带传动的应力分布图：

弹性滑动和打滑：

打滑：

由过载引起的紧边、松边拉力差增大，至使带与带轮间的产生全面滑动的现象。

弹性滑动:

由于带的弹性变形而产生的带与带轮间的滑动。

弹性滑动与打滑的区别:

弹性滑动和打滑是两个截然不同的概念。

打滑是指过载引起的全面滑动，是可以避免的。

而弹性滑动是由于弹性和拉力差引起的，只要传递圆周力，就必然会发生弹性滑动，所以弹性滑动是不可以避免的。

渐开线齿轮的正确啮合条件：

两轮的模数和压力角必须相等。

螺纹连接的类型及其应用场合：

螺栓连接：

用于通孔，螺栓损坏后容易更换。

双头螺柱连接：

多用于盲孔。

螺钉连接：

多用于盲孔，被连接件很少拆卸。

紧定螺钉连接：

用以固定两个零件的相对位置，可传递不大的力和转矩。

键连接类型及应用场合：

平键连接：

适用于高精度、高速或冲击、变载情况下的键连接，同时应用于轴上移动距离较大的场合。

半圆键连接：

主要应用于轻载荷和锥形轴端。

楔键连接和切向键连接：

适用于传动精度要求不高、载荷平稳和低速的场合。

轴向零件的轴向和周向定位方式：

轴向定位：

轴肩、轴环、套筒、圆螺母和止退垫圈、弹性挡圈、螺钉紧锁挡圈、轴端挡圈、圆锥面和轴端挡圈。

周向定位：

键、销、花键、过盈配合和成型连接。

6210：

N308：

7207C:

1306:

主运动和给进运动：

切削过程中使工件形成新的表面，速度最高、消耗功率最大的运动称为主运动。

如车削时工件的回转运动、钻削时钻头的回转运动、拉削时拉刀的直线运动。

连续或间断的把金属层投入切削的运动称为进给运动。

如车削时车刀的纵向和横向移动、钻削时钻头的轴向移动。

为什么切削运动一般由直线和回转运动组合而成？

——这两种简单运动的不同组合构成了各种不同的切削运动。

机床型号:

卧式车床用途:

能完成多种工序的加工,如车内外圆柱面,圆锥面,割槽和切断,车端面,车螺纹,打中心孔,钻孔,攻螺纹,套螺纹和滚花.

为什么只适用于单件小批生产?

钻床和镗床用途上区别:

钻床主要用于在实心材料上钻孔,适用于加工单件小批的小型零件上的各种小孔;镗床通常用于加工精度较高的孔,特别适用于孔的中心距和相对位置精度,孔的中心至基面的尺寸和相对位置的精度有严格要求的孔系加工.

立式钻床和摇臂钻床结构用途上区别:

结构:

作用:

立式钻床在单件小批生产中加工中小型零件.摇臂钻床广泛的应用于单件和中小批生产中加工大中型零件.

刨床和铣床在结构和用途上区别:

铣床使用旋转的多刃刀具,几个刀齿同时参加切削工作,因此铣床的生产效率比刨床高

被广泛应用于单件和小批中批生产中.刨削一般使用单刀进行加工,生产效率底,只适用于单件小批生产中.

内圆磨床:

运动主要是工作台带动床头箱沿床身的导轨作纵向往复运动,工作台往复直线运动一次,砂轮架横向进给一次,床头箱可相对于工作台的导轨偏转一个角度,用以磨削锥孔.磨削内孔直径受孔径限制只能采用较小的砂轮，线速度低，砂轮轴细长，刚性差，砂轮与工件接触面积大，生产效率低，

车削加工范围

车外圆,车端面,车孔,切断,钻孔,铰孔,车螺纹,车端面,车成型面,钻中心孔,滚花,绕弹簧.

顺铣与逆铣的优缺点:

顺铣容易引起工件和工作台一起向前窜动，使进给量突然增大，引起打刀。

逆铣可以避免顺铣时发生的窜动现象。

逆铣时，切削厚度从零开始逐渐增大，因而刀刃开始经历了一段在切削硬化的已加工表面上挤压滑行的阶段，加速了刀具的磨损。

同时，逆铣时，铣削力将工件上抬，易引起振动.

外圆加工方法及选用:

弯头车刀用于加工外圆和，端面和倒角。

直头车刀用于加工外圆和外圆倒角,宽刃车刀用于精车外圆,偏刀用于加工外圆、轴肩和端面.

砂轮的磨削性能与哪些因素有关?

磨料,粒度,结合剂,硬度,组织.

拉削加工为什么质量好,生产效率高,适用于什么场合?

由于拉刀同时工作的刀刃多且一次拉削行程中完成粗精加工,故生产效率高,加工精度高由于拉削精度为IT9—IT7,最高可达IT6,表面粗糙度Ra为3.2---1.6微米,最低可达0.2微米,故加工质量好.拉削只适用于加工短孔.拉刀制造工艺复杂,成本高,大多用于大批量生产.大批量生产时成本低.

特种加工及特点:

特种加工方法是指区别于传统切削加工方法，利用化学、物理（电、声、光、热、磁）或电化学方法对工件材料进行加工的一系列加工方法的总称。

加工范围不受材料物理、机械性能的限制，能加工任何硬的、软的、脆的、耐热或高熔点金属以及非金属材料。

易于加工复杂型面、微细表面以及柔性零件.易获得良好的表面质量，热应力、残余应力、冷作硬化、热影响区等均比较小。

各种加工方法易复合形成新工艺方法，便于推广应用。

电火花加工的加工机理:

电火花加工是利用工具电极和工件电极间瞬时火花放电所产生的高温熔蚀工件表面材料来实现加工的。

加工方法及适用场合:

1电火花成形加工；主要适用于型腔加工,穿孔加工.

2电火花线切割加工,用于各种通孔,异型通孔的加工.

3电火花内、外圆成形磨削,主要用于加工高精度和低的表面粗糙度的小孔.

4电火花高速小孔加工,主要用于线切割,预穿丝孔的加工.

5电火花同步共轭回转加工,主要用于加工异型齿轮,螺纹环规,内外回转体等的加工.

6电火花表面强化,主要用于模具刃口,刀量刃具表面的强化和镀覆.

电解加工的基本原理:

电解加工是利用金属在电解液中产生阳极溶解的电化学原理对工件进行成形加工的一种方法.

电解磨削与一般磨削相比有什么不同?

加工范围广,加工效率高,可以提高加工精度和表面质量,砂轮的磨损量小,但电解磨削刃口不宜磨的非常锋利,机床,夹具要采取防腐蚀,防锈措施.

超声波加工特点:

适宜加工各种硬脆材料，特别是电火花和电解加工无法加工的不导电材料和半导体材料；1对于导电的硬质合金、淬火钢等也能加工，但加工效率比较低。

2能获得较好的加工质量.3超声加工机床结构比较简单，操作、维修方便。

电火花加工:

工件和电极材料必须是导电材料.

电化学加工:

加工任何金属材料.

激光加工:

几乎可以加工任何材料.

超声波加工:

加工各种脆性材料,特别是不导电的非金属材料.

生产过程:

将原材料转变为成品的全过程.

工艺过程:

在生产过程中，凡是改变生产对象的形状、尺寸、位置和性质等，使其成为成品或半成品的过程.

工艺规程:

规定零件机械加工工艺过程的工艺文件.

工序划分主要依据:

工作地点是否改变,加工过程是否连续.零件的加工地点变动后即构成另一工序.

生产纲领:

企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。

计划期常为一年.所以生产纲领也称为年产量.

生产类型:

单件生产,成批生产,大量生产.

工艺特征

粗精基准选择有哪些选择原则:

粗基准:

若工件上有不加工表面,则选择该表面为粗基准-----以不加工表面为粗基准原则.以重要表面作为粗基准,可保证其与加工面之间有一正确的位置,再以后加工该重要表面时,余量就能均匀,有利于获得规定的加工精度和表面粗糙度------以重要表面和余量较小的表面组为粗基准原则.在同一尺寸方向上粗基准原则只允许使用一次------粗基准应避免重复使用原则.

精基准:

所选择的精基准应能保证工件定位准确,装卡方便可靠,夹具结构简单-----便于装卡原则.选择加工面的设计基准作为定位基准.---基准重合原则.同一零件的多道工序都选择同一个定位基准----基准统一原则.以加工表面本身作为定位基准-----自为基准原则.对于两个具有很高相对位置的表面,往往需要采用这两个表面互为基准反复加工的方法---------互为基准原则.

经济加工精度:

在正常加工条件下所能达到的加工精度.

与机械加工工艺规程制制定关系:

机械加工工序顺序安排的原则及理由

基面先行-------作为其他表面加工定位用的精基准表面应先加工

先主后次-------因为次要表面与主要表面往往有相互位置要求,因此一般应放在主要表面加工到一定的精度以后,最终精加工以前进行.

先粗后精-------有利于加工误差和表面缺陷层的逐步消除,从而逐步提高零件的加工精度和表面质量.

装配精度内容:

相互零部件间的尺寸精度,相互位置精度,相对运动精度,接触精度.

与零件精度关系:

取决于零部件的精度，特别是关键零部件的精度,取决于装配方法，在单件小批生产及装配精度高时尤为重要.

保证装配精度方法及适用场合

:

互换法:

分为完全和不完全互换法,完全互换法适用于大批量生产中高精度的少环尺寸链或低精度的多环尺寸链。

不完全互换法适用于大批量生产条件下装配精度要求较高而组成环又较多的场合.

选配法:

分为直接选配法（不适用于节拍要求较严的大批量生产）、分组选配法（适用于大批量生产条件下装配精度要求很高而组成法较少的场合）和复合选配法（适用于配合件,公差可以不等,装配质量高,装配速度较快的场合）

修配法:

单件修配法,合并加工修配法,自身加工修配法.（单件、小批生产中装配那些装配精度要求高、组成环数又多的机器结构时，常用修配法装配。

）

调整法:

可动调整法,固定调整法（固定调整装配方法适于在大批大量生产中装配那些装配精度要求较高的机器结构）

分组选配法:

将组成环公差按就极值法求得后再放大倍数,然后依据放大的数值加工零件,加工后的每个零件都进行测量,按实际尺寸大小分成若干组,并将对应组的零件进行装配以保证装配精度的方法.适用于大批量生产条件下装配精度要求很高而组成法较少的场合.

如果相配合的工件公差不相等能否适用分组装配?

修配法:

装配时去除修配环的部分材料以改变其实际尺寸,使封闭环达到其公差与极限偏差要求的装配方法.单件、小批生产中装配那些装配精度要求高、组成环数又多的机器结构时，常用修配法装配。

适用于单件、小批生产中装配那些装配精度要求高、组成环数又多的机器结构时，常用修配法装配。

制定装配工艺规程的基本原则:

1保证产品装配质量，并力求提高质量

2合理安排装配顺序和工序，尽量减少钳工装配工作量

3缩短装配周期，提高装配效率

4尽量减少装配占地面积，提高单位面积生产率，改善劳动条件

5注意采用和发展新工艺、新技术

装配工艺流程图:

作用:

清楚的表示装配顺序,以表示整个工艺过程.