机械制造基础知识速记手册

机械制造基础知识速记手册机械制造是将原材料转化为机械产品的全流程工程，涵盖设计、工艺规划、加工装配、质量检测等核心环节。本手册提炼关键知识，助力快速掌握行业核心要点。一、核心概念与精度控制（一）制造流程逻辑机械制造遵循“设计→工艺→加工→装配→检验”闭环流程，其中工艺规划是核心纽带（需平衡成本、精度与生产效率）。（二）精度三大要素尺寸公差：控制尺寸偏差范围（如轴类零件±0.02mm），公差等级用`IT01~IT18`表示（等级越小精度越高）。形位公差：约束形状（直线度、平面度）与位置（同轴度、垂直度）误差，标注需明确基准（如“A-B”为组合基准）。表面粗糙度：反映表面微观不平度，用`Ra`（算术平均偏差）衡量（如精密配合面`Ra0.8μm`、非配合面`Ra12.5μm`）。二、材料与热处理（一）核心材料分类金属材料：钢：`45钢`（中碳调质，轴类常用）、`20CrMnTi`（渗碳，齿轮用）、`304不锈钢`（耐腐蚀）。铸铁：`HT200`（灰铸铁，机床床身）、`QT450`（球墨铸铁，曲轴）。轻合金：`6061铝合金`（航空构件）、`ZAlSi12`（压铸零件）。非金属材料：工程塑料（`PA66`齿轮、`PTFE`密封件）、陶瓷（`Al₂O₃`刀具）、复合材料（碳纤维增强树脂）。（二）热处理核心工艺预备热处理：退火（消除铸件应力）、正火（细化晶粒，改善切削性）。最终热处理：淬火+回火（`45钢`淬火后回火至`HRC28~32`，获综合力学性能）；渗碳（`20CrMnTi`齿轮渗碳后淬火，表面硬度`HRC58~62`）。三、典型加工工艺（一）冷加工（常温切削）车削：加工回转体（轴、盘类），如外圆车削、螺纹车削（梯形螺纹`Tr40×7`）。铣削：多刃切削平面/轮廓，立铣刀铣键槽（宽度`8mm`、深度`5mm`），面铣刀铣平面（`Ra3.2μm`）。磨削：高精度加工，外圆磨床磨轴（圆柱度`0.005mm`），平面磨床磨模板（平面度`0.01mm`）。钻削：加工孔，麻花钻钻孔（直径`φ10mm`、进给`0.2mm/r`），铰刀铰孔（精度`H7`）。（二）热加工（改变金相组织）铸造：砂型铸造（机床床身）、压铸（铝合金外壳），需控制缩孔（设冒口补缩）、气孔（烘干砂型）。锻造：自由锻（轴类毛坯）、模锻（齿轮坯），利用塑性变形细化晶粒，锻造比一般`2~5`。焊接：电弧焊（结构件）、氩弧焊（不锈钢），预防焊接变形（采用对称焊接、反变形法）。（三）特种加工（非接触/化学能加工）电火花加工：加工硬脆材料（如硬质合金模具），电蚀放电蚀除金属，表面粗糙度`Ra1.6~6.3μm`。激光加工：切割（不锈钢板厚`5mm`）、打孔（孔径`φ0.1mm`），热影响区`＜0.1mm`。超声加工：加工陶瓷、玻璃，工具头超声振动（频率`20~40kHz`），精度高但效率低。四、关键设备与工具（一）机床类型普通机床：`CA6140`车床（车削）、`X5032`铣床（铣削），依赖人工，适合小批量。数控机床：`FANUC`系统车床（`G代码`编程，如`G01`直线插补），重复精度`±0.01mm`，适合复杂零件。加工中心：带刀库的数控机床，自动换刀（如`BT40`刀柄），实现多工序复合加工（铣、钻、攻丝）。（二）刀具与夹具刀具：硬质合金车刀（切削速度`200m/min`）、`PCD`刀具（加工铝合金，`Ra0.4μm`）、丝锥（`M10×1.5`攻丝，转速`80r/min`）。夹具：三爪卡盘（装夹轴类）、平口钳（装夹板材）、专用夹具（如发动机缸体夹具，定位精度`0.02mm`）。五、质量控制与装配（一）检验方法量具：千分尺（精度`0.001mm`，测轴径）、百分表（测圆跳动，精度`0.01mm`）、塞规（通止规，检验孔径`H7`）。无损检测：磁粉探伤（检测表面裂纹）、超声波探伤（检测内部缺陷，深度`50mm`）。三坐标测量：检测复杂轮廓（如叶片型面），测量精度`±0.003mm`。（二）装配工艺装配方法：互换装配：零件精度足够，直接装配（如螺栓连接）。分组装配：零件按尺寸分组（如活塞与缸套，分组后配合间隙`0.01~0.02mm`）。修配装配：刮研导轨面（接触点`20点/25×25mm²`），调整装配（用垫片调整轴承间隙）。调试要点：精度调试：主轴径向跳动`≤0.01mm`（机床调试）。性能调试：液压系统压力稳定（`±0.5MPa`），电机温升`≤60℃`。六、行业规范与趋势质量体系：`ISO9001`（通用）、`IATF____`（汽车行业），需建立`FMEA`（失效模式分析）、`SPC`（统计过程控制）。发展趋势：智能制造（数字孪生、工业4.0）、绿色制造（轻量化材料、节能工艺）、精密制造（纳米级加工）。速记技巧将核心知识转化为“关键词+场景”记忆（如“车削→回转体+