机械基础与液压传动

1、 通风安全教研室通风安全教研室刘秋菊刘秋菊一一教学方法与教学手段教学方法与教学手段课程教学设计课程教学设计课程设置课程设置二二三三四四考核考核设计理念设计理念 课程任务课程任务 课程性质课程性质 机械基础机械基础基本知识基本知识 教学内容教学内容 液压传动液压传动基本知识基本知识 以由前到深、循序渐进，按模块以由前到深、循序渐进，按模块展开教学。展开教学。 2 2个模块、个模块、6464学时。学时。教学目标教学目标 液压传动的基本知识；液压传动的基本知识； 液压流体力学基础；液压流体力学基础；能够熟练掌握液压传动系统各能够熟练掌握液压传动系统各个组成部分。个组成部分。 教学内容教学内容 液压传

2、动的基本知识；液压传动的基本知识；液压流体力学基础；液压流体力学基础；液压传动各个组成部分。液压传动各个组成部分。充分利用网络教学资源，搭建学生自学的平台。充分利用网络教学资源，搭建学生自学的平台。运用多媒体课件进行讲解。运用多媒体课件进行讲解。期末考试占期末考试占70%70%学习态度学习态度 10%10%平时表现平时表现 2020% % 金属材料在使用条件下所表现出来的性能称为金属材料在使用条件下所表现出来的性能称为使用性能使用性能，它包括，它包括材料的材料的物理性能物理性能、化学性能化学性能和和力学性能力学性能。 金属材料在载荷作用下表现出来的性能称为金属材料的力学性能。金属材料在载荷作用

3、下表现出来的性能称为金属材料的力学性能。它包括强度、塑性、硬度、冲击韧性和疲劳强度等。它包括强度、塑性、硬度、冲击韧性和疲劳强度等。屈服强度屈服强度 s材料抵抗塑性变形的能力材料抵抗塑性变形的能力抗拉强度抗拉强度 b材料抵抗断裂的能力材料抵抗断裂的能力条件屈服强度条件屈服强度 0.21.强度和塑性强度和塑性强度：指金属抵抗永久变形和断裂的能力。强度：指金属抵抗永久变形和断裂的能力。塑性：塑性：指断裂前材料发生不可逆永久变形的能力指断裂前材料发生不可逆永久变形的能力延伸率延伸率 测量方便、欠准确；测量方便、欠准确；断面收缩率断面收缩率 测量不方便、准确；测量不方便、准确；2.硬度硬度 指材料抵抗

4、局部变形，特别是塑性变形、压痕和指材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕和划痕的能力。划痕的能力。布氏硬度布氏硬度 HB测量有色金属、测量有色金属、铸铁等软材料；铸铁等软材料；洛氏硬度洛氏硬度 HRC测量淬火钢等测量淬火钢等硬材料；硬材料；维氏硬度维氏硬度 HV测量硬质合金测量硬质合金等高硬度材料；等高硬度材料；3.冲击韧性冲击韧性ak材料抵抗冲击载荷的能力材料抵抗冲击载荷的能力 通过一次摆锤冲击试验法可以测定金属材料的通过一次摆锤冲击试验法可以测定金属材料的冲击韧度，即把标准，的冲击试样一次击断，试样冲击韧度，即把标准，的冲击试样一次击断，试样在冲击试验力一次作用下折断时所吸收的功在冲击试验

5、力一次作用下折断时所吸收的功AK，称称为冲击吸收功，冲击试样缺口处单位面积上的冲击为冲击吸收功，冲击试样缺口处单位面积上的冲击吸收功，称为冲击韧度，用吸收功，称为冲击韧度，用ak. 一般冲击韧度低的材料称为脆性材料，冲击韧一般冲击韧度低的材料称为脆性材料，冲击韧度值高的材料称为韧性材料。度值高的材料称为韧性材料。4.疲劳强度疲劳强度 -1材料承受材料承受N次应力循环而不断裂的最大应力。次应力循环而不断裂的最大应力。1、疲劳机理：应力集中、表面状态、内部缺陷等导致显微、疲劳机理：应力集中、表面状态、内部缺陷等导致显微裂纹裂纹裂纹扩张裂纹扩张零件有效截面减小零件有效截面减小断裂断裂1.物理性能物理

6、性能 金属的物理性能是金属固有的属性，主要包括密金属的物理性能是金属固有的属性，主要包括密度、熔点、导热性、导电性、热膨胀性、磁性等。度、熔点、导热性、导电性、热膨胀性、磁性等。密度密度金属的密度是指单位体积内所含金属的质量。金属的密度是指单位体积内所含金属的质量。熔点熔点熔点是金属或合金从固态向液态转变时的温度。熔点是金属或合金从固态向液态转变时的温度。导热性导热性金属传导热量的能力成为导热性。金属传导热量的能力成为导热性。导电性导电性金属传导电流的性能称为导电性。金属传导电流的性能称为导电性。热膨胀性热膨胀性热膨胀性为金属随温度变化而膨胀、收缩的特性。热膨胀性为金属随温度变化而膨胀、收缩的

7、特性。磁性磁性金属在磁场中被磁化而呈现磁性强弱的能力称为磁性。金属在磁场中被磁化而呈现磁性强弱的能力称为磁性。2.化学性能化学性能耐腐蚀性耐腐蚀性耐腐蚀性是金属在常温下抗氧、水及其他化学介质腐蚀破坏的能力。耐腐蚀性是金属在常温下抗氧、水及其他化学介质腐蚀破坏的能力。抗氧化性抗氧化性抗氧化性是金属在加热时抵抗氧化作用的能力。抗氧化性是金属在加热时抵抗氧化作用的能力。3.工艺性能工艺性能铸造性能铸造性能是指金属在铸造成型过程中获得外形准确、内部健全的铸件的能力。是指金属在铸造成型过程中获得外形准确、内部健全的铸件的能力。锻造性能锻造性能是指金属利用锻压加工方法成型的难易程度。是指金属利用锻压加工方

8、法成型的难易程度。焊接性能焊接性能是指金属在一定条件下获得优质焊接接头的难易程度是指金属在一定条件下获得优质焊接接头的难易程度切削加工性能切削加工性能金属在切削加工时的难易程度。金属在切削加工时的难易程度。 热处理是通过加热、冷却的方法，以改变金属内部组热处理是通过加热、冷却的方法，以改变金属内部组织为手段，以改变金属的力学性能为目的的工艺方法。织为手段，以改变金属的力学性能为目的的工艺方法。 合金是指两种或两种以上的金属元素或金属与非金属元合金是指两种或两种以上的金属元素或金属与非金属元素组成的具有金属特性的物质。素组成的具有金属特性的物质。 铁碳合金就是以铁和碳为主要组成元素的合金，其中碳

9、铁碳合金就是以铁和碳为主要组成元素的合金，其中碳的质量分数的质量分数wc2.11%de 铁钢合金称为钢，碳的质量分数铁钢合金称为钢，碳的质量分数wc2.11%de 铁钢合金称为白口铸铁。铁钢合金称为白口铸铁。 在钢中，碳的质量分数在钢中，碳的质量分数wc =0.77%的钢称共析钢，室温的钢称共析钢，室温组织为珠光体；组织为珠光体； wc 0.77% 的钢称为亚共析钢，室温组织的钢称为亚共析钢，室温组织为铁素体为铁素体+珠光体；珠光体； wc 0.77% 的钢称为过共析钢，室温的钢称为过共析钢，室温组织为珠光体组织为珠光体+渗碳体。渗碳体。 钢的热处理是将钢件在固态范围内，采用适当方式进钢的热处

10、理是将钢件在固态范围内，采用适当方式进行加热、保温、冷却，以获得所需组织与性能的工艺。行加热、保温、冷却，以获得所需组织与性能的工艺。 根据热处理工艺方法的不同，钢的热处理可分为整体根据热处理工艺方法的不同，钢的热处理可分为整体热处理和表面热处理。热处理和表面热处理。1.钢的整体热处理钢的整体热处理 （1）退火）退火目的目的1、降低硬度、降低硬度2、消除内应力、消除内应力3、细化晶粒、细化晶粒操作操作加热加热保温保温炉冷炉冷其目的可概括为其目的可概括为“四化四化”：即软化即软化(降低硬度适应切削加工和冷冲压要求降低硬度适应切削加工和冷冲压要求) 均匀化均匀化(消除偏析成分和组织均匀一致消除偏析

11、成分和组织均匀一致) 稳定化稳定化(消除内应力、稳定组织保证零件的形状和尺寸消除内应力、稳定组织保证零件的形状和尺寸)细化细化(细化晶粒、提高机械性能细化晶粒、提高机械性能).分类分类完全退火：亚共析钢，完全退火：亚共析钢， 线以上线以上3050度，保温，缓冷，降度，保温，缓冷，降硬度并去内应力硬度并去内应力3CA不完全退火不完全退火(球化退火球化退火)：过共析钢，：过共析钢， 线以上线以上3050度，保温，度，保温，缓冷，降硬度缓冷，降硬度,改善切削性能改善切削性能,为后续热处理作组织准备为后续热处理作组织准备.1CA等温退火等温退火:加热同完全和球化退火加热同完全和球化退火,快冷至快冷至A

12、1下下,保温保温,然后快冷然后快冷去应力退火：去应力退火：500-650度，组织不改变度，组织不改变,消除应力消除应力扩散退火，再结晶退火扩散退火，再结晶退火各种退火工艺工艺名称 加热温度 冷却方法 组织 应用扩散退火 AC3+ 150250 炉冷 F+P 铸钢件完全退火 AC3+3050 炉冷 F+P 亚共析钢球化退火 AC1+ 3050 炉冷 球状P 过共析钢再结晶 680720 空冷 等轴 冷塑变形 退火 组织 零件 去应力 280 650 炉冷至 无变化 铸件,锻, 退火 200 空冷 焊接件, 冲 压件,机械加 工零件 （2）正火）正火 目的目的低碳钢低碳钢 以正代退以正代退中碳钢中

13、碳钢 最终热处理最终热处理 高碳钢高碳钢 消除网状渗碳体消除网状渗碳体 操作操作加热加热保温保温空冷空冷（3）淬火）淬火 将钢加热到相变温度以上，保将钢加热到相变温度以上，保温一定时间，然后快速冷却以获得温一定时间，然后快速冷却以获得马氏体组织的热处理工艺马氏体组织的热处理工艺. 目的目的: 提高钢的硬度和强度，提高钢的硬度和强度，与回火相配合可获得不同的使用性与回火相配合可获得不同的使用性能能. 加热温度加热温度: 亚共析钢亚共析钢 Ac3+ 3050 共析钢和过共析钢共析钢和过共析钢 Ac1+3050 常用冷却介质常用冷却介质: 水和油水和油 淬火方法淬火方法: 单介质淬火单介质淬火 双介

14、质淬火双介质淬火 分级淬火分级淬火 等等 温淬火等温淬火等钢的淬透性钢的淬透性淬透性淬透性 钢在淬火时获得淬硬层深度的能力钢在淬火时获得淬硬层深度的能力. 淬透性的测定方法淬透性的测定方法 末端淬火法末端淬火法淬透性的表示方法淬透性的表示方法 临界直径临界直径影响淬透性的因素影响淬透性的因素 影响影响C曲线位置的因素曲线位置的因素淬透性的应用淬透性的应用 大截面零件；冷却速度小；大截面零件；冷却速度小；钢的淬硬性钢的淬硬性: 钢淬火后获得马氏体的最高硬度钢淬火后获得马氏体的最高硬度. 主要取决于钢的含碳量主要取决于钢的含碳量.（4）回火）回火回火目的：降低淬火零件的脆性回火目的：降低淬火零件的

15、脆性, 减少淬火内应力减少淬火内应力; 获得获得所需的机械性能所需的机械性能; 稳定零件内部的组织及尺寸。稳定零件内部的组织及尺寸。回火种类回火种类低温回火（低温回火（150250C） 60 M回 硬主韧次，如刀具硬主韧次，如刀具中温回火（中温回火（350500 C）40 T回 弹性为主，如弹簧弹性为主，如弹簧高温回火（高温回火（500650 C）30 S回 强韧兼顾强韧兼顾回火脆性回火脆性调质，连杆调质，连杆HRC组织组织应用应用2.钢的表面热处理钢的表面热处理（1）表面淬火）表面淬火1、适合材料、适合材料 ：中碳结构钢：中碳结构钢 预热处理：调质或正火预热处理：调质或正火2、后处理：低温回

16、火、后处理：低温回火3、常用加热方法：火焰加热；感应加热；、常用加热方法：火焰加热；感应加热；（2）化学热处理）化学热处理渗碳渗碳氮化氮化氰化氰化表面表面热处热处理理（1）激光热处理）激光热处理激光热处理是用具有高能量密度的激光束，对工件表面进行激光热处理是用具有高能量密度的激光束，对工件表面进行扫描照射加热的热处理工艺。扫描照射加热的热处理工艺。（2）真空热处理）真空热处理是指在低于一个大气压的环境中进行加热的热处理工艺。是指在低于一个大气压的环境中进行加热的热处理工艺。（3）形变热处理）形变热处理是将塑性变形和热处理相结合，以提高工件力学性能的复合是将塑性变形和热处理相结合，以提高工件力学性能的复合工艺。工艺。