机械英语考试

UNIT1 Advanced Engineering Material 1 材料可以按多种方法分类 科学家常根据状态将材料分为 固体 液体或 气体 他们也把材料分为有机材料 曾经有生命的 和无机材料 从未有生命的 2 就工业效用而言 材料被分为工程材料和非工程材料 那些用于加工制造 并成为产品组成部分的就是工程材料 3 非工程材料则是化学品 燃料 润滑剂以及其它用于加工制造过程但不成 为产品组成部分的材料 4 工程材料还能进一步细分为 金属材料 陶瓷材料 复合材料 聚合 材料 等等 Metals and Metal Alloys 金属和金属合金 5 金属就是通常具有良好导电性和导热性的元素 许多金属具有高强度 高 硬度以及良好的延展性 6 某些金属能被磁化 例如铁 钴和镍 在极低的温度下 某些金属和金属 化合物能转变成超导体 7 合金与纯金属的区别是什么 纯金属是在元素周期表中占据特定位置的元 素 例如电线中的铜和制造烹饪箔及饮料罐的铝 8 合金包含不止一种金属元素 合金的性质能通过改变其中存在的元素而改 变 金属合金的例子有 不锈钢是一种铁 镍 铬的合金 以及金饰品通常含 有金镍合金 9 为什么要使用金属和合金 许多金属和合金具有高密度 因此被用在需 要较高质量体积比的场合 10 某些金属合金 例如铝基合金 其密度低 可用于航空航天以节约燃料 许多合金还具有高断裂韧性 这意味着它们能经得起冲击并且是耐用的 金属有哪些重要特性 11 密度定义为材料的质量与其体积之比 大多数金属密度相对较高 尤其 是和聚合物相比较而言 12 高密度材料通常由较大原子序数原子构成 例如金和铅 然而 诸如铝 和镁之类的一些金属则具有低密度 并被用于既需要金属特性又要求重量轻的 场合 13 断裂韧性可以描述为材料防止断裂特别是出现缺陷时不断裂的能力 金 属一般能在有缺口和凹痕的情况下不显著削弱 并且能抵抗冲击 橄榄球运动 员据此相信他的面罩不会裂成碎片 14 塑性变形就是在断裂前弯曲或变形的能力 作为工程师 设计时通常要 使材料在正常条件下不变形 没有人愿意一阵强烈的西风过后自己的汽车向东 倾斜 15 然而 有时我们也能利用塑性变形 汽车上压皱的区域在它们断裂前通 过经历塑性变形来吸收能量 16 金属的原子连结对它们的特性也有影响 在金属内部 原子的外层阶电 子由所有原子共享并能到处自由移动 由于电子能导热和导电 所以用金属可 以制造好的烹饪锅和电线 17 透过金属是不可能的 因为这些价电子吸收任何到达金属的光子 没有 光子通过 18 合金是由一种以上金属组成的混合物 加一些其它金属能影响密度 强 度 断裂韧性 塑性变形 导电性以及环境侵蚀 19 例如 往铝里加少量铁可使其更强 同样 在钢里加一些铬能减缓它的 生锈过程 但也将使它更脆 Ceramics and Glasses 陶瓷和玻璃 20 陶瓷通常被概括地定义为无机的非金属材料 照此定义 陶瓷材料也应 包括玻璃 然而许多材料科学家添加了 陶瓷 必须同时是晶体物组成的约定 21 玻璃是没有晶体状结构的无机非金属材料 这种材料被称为非结晶质材 料 Properties of Ceramics and Glasses 陶瓷和玻璃的特性 22 高熔点 低密度 高强度 高刚度 高硬度 高耐磨性和抗腐蚀性是陶 瓷和玻璃的一些有用特性 23 许多陶瓷都是电和热的良绝缘体 某些陶瓷还具有一些特殊性能 有些是 磁性材料 有些是压电材料 还有些特殊陶瓷在极低温度下是超导体 陶瓷和 玻璃都有一个主要的缺点 它们容易破碎 24 陶瓷一般不是由熔化形成的 因为大多数陶瓷在从液态冷却时将会完全 破碎 即形成粉末 25 因此 所有用于玻璃生产的简单有效的 诸如浇铸和吹制这些涉及熔化 的技术都不能用于由晶体物组成的陶瓷的生产 作为替代 一般采用 烧结 或 焙烧 工艺 26 在烧结过程中 陶瓷粉末先挤压成型然后加热到略低于熔点温度 在这样 的温度下 粉末内部起反应去除孔隙并得到十分致密的物品 27 光导纤维有三层 核心由高折射指数高纯光传输玻璃制成 中间层为低折 射指数玻璃 是保护核心玻璃表面不被擦伤和完整性不被破坏的所谓覆层 外 层是聚合物护套 用于保护光导纤维不受损 28 为了使核心玻璃有比覆层大的折射指数 在其中掺入微小的 可控数量的 能减缓光速而不会吸收光线的杂质或搀杂剂 29 由于核心玻璃的折射指数比覆层大 只要在全内反射过程中光线照射核心 覆层分界面的角度比临界角大 在核心玻璃中传送的光线将仍保留在核心玻璃 中 30 全内反射现象与核心玻璃的高纯度一样 使光线几乎无强度损耗传递长距 离成为可能 UNIT2 Working Drawing 1 工作图是将设计变为实际产品所依据的图样 所有的正投影 orthographic projection 原理和绘图技术都可用来在工作图中表达项目中的细节 零件图 detail drawing 是在一整套工作图中一个零件 或细节 的工作图 2 技术要求 specifications 是工作图中所附的文字说明部分 当一个设计方 案需要用几张图纸来表示时 通常将技术要求以统一 consolidate 的格式写在工 作图上 3 所有的零件都必须在某种程度上与其他零件相互影响 以产生设计方案中要 求的功能 在绘制零件图之前 设计人员应该对工作图进行透彻的分析 以保 证每个零件与其他零件有适当的配合 所标注的公差 tolerance 准确无误 接触表面具有适当的粗糙度 零件之间可以产生正确的运动 4 在准备工作图时 大部分工作由绘图员来完成 但设计人员通常是工程师 要对图纸的正确与否负责 正是工作图使产品得以生产或建造出来 5 工作图是法律合同 记录了在工程师的指导下 制定的设计细则和技术要求 因此图纸必须尽可能地清楚 准确和详尽 对于一个项目 在生产或建造时进 行修改 revision 或更改 modification 所付出的代价远比在设计初始阶段进行 这项工作花费更多的费用 6 质量较差的工作图将会浪费时间和资源 且会增加实施成本 为了在经济上 有竞争优势 图纸必须尽可能地没有差错 error free 7 英寸是英制的基本单位 实际上在美国所有的生产图纸中却用英寸来标注尺 寸 8 毫米是公制的基本单位 标注尺寸时可以省略去数字后面公制单位的缩写 因为标题栏附近的 SI 符号表明所有单位却是公制的 9 有些工作图同时使用英寸和毫米两种单位标注尺寸 通常将用毫米标注的尺 寸放在圆括号或方括号中 单位也可以先用毫米给出 然后换算成英寸 并且 将其放在方括号中表示 然后换算成英寸 并且将其放在方括号中表示两种单位之间的换算会产生必须 舍入的数位误差 每张图纸所用的主要单位制 必须在标准栏中加以说明 Title Blocks 10 在实践中标题栏中通常包括标题或零件名称 制图员 日期 比例 公司 和图号 另外 还可以包含公差 审核者和材料等信息 在第一次制图之后 任何为改 进设计方案而做的修改和更正都应该在修改栏中标明 11 根据项目复杂度的不同 一套工作图和图纸数量少则一张 多至一百多张 因此在每张图纸上标注上序号和这套图纸的总数是重要的 例如 6 张一套中的 第 2 张 6 张一套中的第 3 张 等等 Parts List 12 在零件明细表中 零件的序号和名称必须与工作图中的同一个零件一致 还要给出所需要的图样零件的数量和制造零件所用的材料 13 如果一套工作图中每一张图纸都采用同一种比例 只要在每张图的标题栏 中标明一次即可 如果一张工作图上有几个不同比例的零件图 要在每组视图 上标明其比例 在这种情况下 在标题栏中对应比例的位置上标明 如图所示 当图纸没有按照比例绘制时 将缩写 NTS 不按比例 放在标题栏中 Part Names and Numbers 零件名称和序号 14 给每个零件一个名称和序号 所用的字母和数字的高度为 1 8 英寸 3mm 将零件序号放在圆圈内 这种圆圈称 balloons 气球 其直径大 约是数字高度的 4 倍 15 将零件的序号放在该零件视图附近 以便清楚地表明它们之间的关系 association 在装配图中 圆圈是非常重要的 以为同样的零件序号将用在 零件明细表内 16 图纸的审核人员应该具有特殊的素质 他们能够发现图中的错误 提出修 改和改进意见 以便制造出物美价廉的产品 审核人员可以是在制图和加工工 艺方面有丰富经验的主任制图员 或是创始该项目的工程师或者设计人员 在一些较大的公司中 图纸要由有关的各个生产车间会同评审 确保为每个零 件指定最有效的生产方法 17 审核人员从不审核原图 而是用彩色铅笔在蓝图上进行修改 并将修改后 的图纸退还给制图员 让其对原图进行修改 并准备另一张图纸供最后核准用 18 审核人员通过工作图 零件图检查设计方案是否正确无误 此外他们还负 责检查图纸的完整性 质量 易读性和清晰度 19 除了 in addition to 对每处修改却做好记录外 制图员应该记录整个项目期 间所做的一切更改 随着项目的进行 制图员应该将所有的更改日期和有关人 员记录下来 这样的记录使得任何人员在将来对项目进行复核时 很容易清楚 地了解获得最后设计方案所经理的过程 20 在图纸的准备过程中 经常要进行许多计算 如果计算结果丢失或者计算 工作完成的不好 则必须重新进行计算 因此 它们作为记录的永久组成部分 UNIT3 Dimension Tolerance 1 在图纸标注尺寸时 除非设计者有意标明 注在尺寸线上的数字代表的尺寸 仅仅是近似的 并不代表任何精度等级 为了详细标明精度等级 有必要在尺寸上增加公差数字 公差是零件允许的变 动量或给定尺寸允许的总变动 一根轴可能的名义尺寸为 2 5in 63 5mm 但由于实际原因不用大成本是不能在 制造中保持这个数字的 因此要增加确定的公差 如果允许有 0 003in 0 08mm 的变化 则此尺寸可表达为 2 500 0 003 63 5 0 08mm 2 具有紧密公差的尺寸表示该零件必须恰当地与某些其它零件配合 所采用的 制造工艺和使利润最大化的最小生产及装配成本都要求给定公差以保持所需允 差 一般而言 零件的成本随着公差的减小而上升 如果一个零件有若干或较多表 面要机加工 且几乎不允许偏离名义尺寸 则成本会超过正常合理的界限 3 允差 有时会跟公差混淆 但其具有完全不同的含义 它是配合零件之间最 小的预期间隙空间 代表着允许的最紧配合条件 0 003 如果一根尺寸为 1 498 0 003 的轴与尺寸为 1 500 的孔配合 孔的最小尺 寸为 1 500 而轴的最大尺寸为 1 498 这 样允差就是 0 002 而由最小轴尺寸和最大孔尺寸形成的最大间隙为 0 008 4 公差可以是单向的也可以是双向的 单向公差意味着任何变动都是只从名义 或基本尺寸出发向一个方向变 0 003 动的 引用前例 孔的尺寸标注为 1 500 它表示了一个单向公差 如果尺寸标为 1 500 0 003 就是双向公差 即它可以在名义尺寸之上或之下变 化 单向体系允许在依然保留相同允差或配合类型的情况下改变公差 而双向体系在不同时改变一个或两个配合零件名义尺寸的情况下 这是不可能 做到的 大规模生产中配合零件必须能互换 单向公差是经常遇到的 为了使 配合零件之间具有过盈或强制配合 公差必须产生零或负允差 Tolerances Limits and Fits 公差 极限和配合 5 图纸必须按方便制造零件的方式将设计者的要求真实和完整地表达出来 对每一描述产品所需的尺寸都只须标注一次而不必在不同的视图中重复 有关 同一特性的尺寸 诸如孔的位置和大小 如果可能应出现在同一视图上 除绝对需要的尺寸外 不应该有更多的尺寸 而在任意方向上 只能在一个尺 寸上标注特性要求 6 偶尔也可能为了检查而必须给出供参考的辅助尺寸 在这种情况下 尺寸应 该用括号括起来 以便参考 这样的尺寸不受通用公差控制 7 影响零件功能的尺寸总是应该标注的而不要留作其它尺寸的和或差 如果不是这样 那尺寸允许的总的变化将形成其它尺寸及它们的公差的和或差 这会导致这些公差不得不定得过紧 总尺寸一般应该标注 8 除非另行说明 所有尺寸都必须受图上的通用公差控制 一般这样的公差受 到尺寸量值的控制 在影响功能或互换性的尺寸上必须标注专门的公差 9 为了允许在制造过程中必然会发生的精度变化 并提供零件的互换性和正 确功能 一个公差系统是必需的 公差是为了允许工艺上不可避免缺陷而存在的 尺寸上的不同 公差范围取决于制造机构的精度 机加工过程和尺寸的量值 公差范围越大 则制造过程的成本就越低 双向公差是在公称尺寸两侧都有公 差带的公差 单向公差是仅在公称尺寸一侧有公差带的公差 在这种情况下公 称尺寸成了两个极限中的一个 10 极限是公差带的极限尺寸 例如公称尺寸 30 毫米 公差 极限 11 配合取决于两配合零件公差带之间的关系 并且可以概括地分为具有正允差 的间隙配合 允差可以是正或负的过渡配合和总是负允差的过盈配合 Type of Limits and Fits 极限和配合的类型 12 在一些最主要采用公制的国家中广泛使用的 ISO 的极限和配合系统 比 ANSI 的极限和配合系统要复杂得多 13 在这个系统中 每个零件都有基本尺寸 零件尺寸的每一极限 不管大小 都通过对基本尺寸的偏差来定义 其量值和符号由正被讨论的极限减去基本尺 寸得到 零件尺寸的两个极限之差称为公差 这是一个没有符号的绝对量值 存在三种配合 1 间隙配合 2 过渡配合 装配后可以有间隙或过盈 和 3 过盈 配合 基轴制或基孔制均可采用 对任何给定的基本尺寸 公差范围和偏差可 以相对于被称为零线的零偏差线来确定 14 公差是基本尺寸的函数 并通过一个被称为等级的数字符号标明 即公差等 级 公差相对于零线的位置同样为基本尺寸的函数通过一个或两个字母符号表 达 大写字母表示孔而小写字母表示轴 这样基本尺寸为 45 毫米的一个孔和轴 配合规格可能是 45H8 g7 ISO 规定了二十种标准的公差等级 称之为 IT01 IT0 IT1 18 给在直至 500 毫米强行分段 例如 0 3 3 6 6 10 400 500 毫米 中的公称直径提供具体数值 对 5 16 级而言 公差单位 i 的值 可用下式计算这里 i 的单位是微米 而 D 的单位是毫米 15 标准的轴和孔偏差同样都由若干公式提供 然而对实际应用 公差和偏差都 在三张相当复杂的表格中规定了 对基本尺寸大于 500 毫米和在 一般用途 和 精密机械和钟表 两个类别中的 常用的轴和孔 而言 由附加的表格给出数值 UNIT5 Casting Process 1 铸造是一种将熔化的金属倒入或注入合适的铸模腔并且在其中固化的制造工 艺 在冷却期间或冷却后 把铸件从铸模中取出 然后进行交付 2 铸造工艺和铸造材料技术从简单到高度复杂变化很大 材料和工艺的选择取 决于零件的复杂性和功能 产品的质量要求以及成本预算水平 3 通过铸造加工 铸件可以做成很接近它们的最终尺寸 回溯 6 000 年历史 各种各样的铸造工艺就如同科技进步一样处于一个不断改进和发展的状态 Sand Casting 砂型铸造 4 砂型铸造用于制造大型零件 具有代表性是铁 除此之外还有青铜 黄铜和 铝 将熔化的金属倒入由型砂 天然的或人造的 做成铸模腔 本节讨论砂型铸 造工艺 包括型模 浇注口 浇道 设计考虑因素及铸造余量 5 砂型里的型腔是采用型模 真实零件的近似复制品 构成的 型模一般为木制 有时也用金属制造 型腔整个包含在一个被放入称为砂箱的箱子里的组合体内 砂芯是插入铸模的砂型 用于生成诸如孔或内通道之类的内部特征 砂芯安放 在型腔里形成所需形状的孔洞 砂芯座是加在型模 砂芯或铸模上的特定区域 用来在铸模内部定位和支撑砂芯 冒口是在铸模内部增加的额外空间 用于容 纳过多的熔化金属 其目的是当熔化金属凝固和收缩时往型腔里补充熔化金属 从而防止在主铸件中产生孔隙 6 在典型砂型铸造的两箱铸模中 上半部分 包括型模顶半部 砂箱和砂芯 称为上型箱 下半部分称为下型箱 见图 3 1 所示 分型线或分型面是分离上 下型箱的线或面 首先往下型箱里部分地填入型砂和砂芯座 砂芯 并在靠近分型线处放置浇注 系统 然后将上型箱与下型箱装配在一起 再把型砂倒入上型箱盖住型模 砂 芯和浇注系统 型砂通过振动和机械方法压实 然后从下型箱上撤掉上型箱 小心翼翼地取出型模 其目的是取出型模而不破坏型腔 通过设计拔模斜度 型模垂直相交表面的微小角度偏移量 来使取出型模变得容易 拔模斜度最小 一般为 1 5mm 0 060in 只能比此大 型模表面越粗糙 则拔模斜度应越大 7 熔化的金属从浇注杯注入型腔 浇注杯是浇注系统向型腔提供熔化金属的部 分 将浇注系统的垂直部分与浇注杯连接的是浇注口 浇注系统的水平部分称 为浇道 最后到多点把熔化金属导入型腔的称为闸道 除此之外 还有称为排 放口的浇注系统延长段 它为合成气体和置换空气排放到大气提供通道 8 型腔通常大于所需尺寸以允许在金属冷却到室温时收缩 这通过把型模做得 大于所需尺寸来达到 为解决收缩效应 一般而言型模做得比所需尺寸大 必 须考虑线性因素并作用于各个方向 收缩余量仅仅是近似的 因为准确的余量 是由铸件的形状和尺寸决定的 另外