金工实训（第3版）课件 实训任务1工业机械装置

金工实训实训任务1

工业机械装置概述河北石油职业技术大学

工业技术中心焊接生产项目管理概述05本讲主要内容01机械制造过程02工程材料的主要力学性能指标CONTENTS03040506070809常用金属材料简介金属材料的实用鉴别方法切削加工刀具的分类及必备条件切削三要素常用量具及其使用方法拆卸测绘知识点一：机械制造过程ZHISHIDIANYIJIXIEZHIDAOGUOCHENG01机械制造过程机械制造过程中，铸造、锻压和焊接等几个工序主要是为了制造出符合某种形状的毛坯，所以称为材料成形工艺，又因为这些工艺通常需要对材料进行加热，故俗称热加工。机械制造过程利用机械设备对毛坏进行去除性加工，以获得预定精度零件的加工工艺，称为切削加工，又因为切削加工通常是在冷态下进行的，故俗称冷加工。知识点二：工程材料的主要力学性能指标ZHISHIDIANERGONGCHENGCAILIAODEZHUYAOLIXUEXINGNENGZHIBIAO02工程材料的主要力学性能指标像金属、塑料、木材等，其各种性能相对稳定，经过一定程序的加工处理后，可以较长期地使用在某些工程（设备、装置、空间结构）中，称为工程材料；工程材料在外力作用下表现出来的特性称为力学性能，分为强度、弹性、塑性、硬度、韧度、刚度等。这些指标可通过各种试验测出，常用的试验有拉伸试验、硬度试验和冲击试验等。工程材料的主要力学性能指标强度是指材料抵抗变形和断裂的能力。抗拉强度为工程上最常用的强度指标。弹性是指材料受外力作用产生变形，当外力去除时，材料能够恢复到原来形状的性能。塑性是指材料受外力作用后能够保留下来部分变形的性能。工程材料的主要力学性能指标硬度是指材料的软硬程度。它反映了材料表面抵抗比其更硬物体压入而引起塑性变形的能力(玻璃硬，但玻璃刀更硬)。韧度是指材料在外力作用下断裂前吸收的能量的能力。它反映了材料抵抗冲击破坏的能力。刚度是指材料在外力作用下抵抗弹性变形的能力。03知识点三：常用金属材料ZHISHIDIANSANCHANGYONGJINSHUCAILIAO常用金属材料金属材料是机械工程中应用最普遍的材料，包括钢铁金属(各种钢材、铸铁)、非铁金属（铜、铝、锌、镁等及其合金)两大类。其来源丰富，使用性能优良，容易加工，所以常用来制造机械设备、工具、模具，以及各种工程结构件。常用金属材料的名称、牌号、力学性能特点、常用热处理方法及应用如表所示。常用金属材料材料名称牌号力学性能特点常用最终热处理方法应用举例普通碳素结构钢Q235韧度好一般不进行热处理金属结构件、钢板、钢筋、型钢、标准件、重要焊接结构件优质碳素结构钢45综合力学性能优良正火、调质(淬火+高温回火)受力较大的零件，如主轴曲轴、齿轮、连杆、活塞销等低合金结构钢20CrMnTi强韧渗碳+淬火+低温回火承受冲击载荷的齿轮、销轴碳素工具钢T10(T10A)强硬、耐磨淬火+低温回火刨刀、拉丝模、丝锥、手用锯条、钻头、车刀等高速钢W18Cr4V强硬、红硬性较好一到二次预热后高温淬火+三次高温回火红硬性要求不是很高(刃部温度低于600℃)的整体式车刀硬质合金

YG6硬而耐磨不进行热处理切削铸铁的刀片YT15硬而耐冲击不进行热处理切削钢件的刀片常用金属材料材料名称牌号力学性能特点常用最终热处理方法应用举例不锈钢1Cr18Ni9Ti强韧、无磁性、耐腐蚀固溶处理(水淬)制作耐酸、碱、盐腐蚀的设备零件、医疗器械、食品器具灰铸铁HT200耐磨、减振性好、缺口敏感性小、易切削时效处理汽缸体、缸套、活塞、床身、机座、齿轮箱、飞轮、液压缸齿轮、联轴器、轴承座等锡青铜QSn4-3塑性好、耐磨退火弹簧、化工机械零件铸铝ZL102铸造工艺性好变质处理形状复杂但强度要求不高的铸件，如仪表、水泵壳体等硬铝LY11塑性好淬火+自然时效中等强度的零件和构件知识点四：金属材料的实用鉴别方法ZHISHIDIANSIJINSHUCAILIAODESHIYONGJIANBIEFANGFA04金属材料的实用鉴别方法一看。看外观色泽和生锈的状况。铸铁颜色发暗，钢材发亮。锈斑厚而发黄、呈褐色的，是碳钢或铸铁；锈斑呈褐红色而薄的，则是高合金钢。二掂。掂分量，适用于材料外表面经过处理、难以直观判断的场合。铝很轻，钢铁较重。三敲。敲击金属材料，听声音。越清脆，硬度越高；越沉闷，硬度越低。金属材料的实用鉴别方法四锉。用锉刀稍用力锉削，能锉动，则可直接车、铣、锯;锉不动，说明淬过火，太硬，要加工的话，得用磨床或用砂轮。五吸。用磁铁靠近金属材料，完全没有磁性的，是奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢或铝、铜；有磁性但较弱的，是马氏体不锈钢；磁性较强的，则是其他种类的钢。知识点五：切削加工ZHISHIDIANWUQIEXIAOJIAGONG05切削加工切削加工是指利用刀具将毛坯上多余的金属材料切除，从而使工件达到规定精度和表面质量的机械加工方法。通常切削运动包括主运动和进给运动，其中主运动是使工件与刀具产生相对运动以进行切削的最基本的运动，进给运动是使主运动能够不断切除工件上多余的金属，以形成工件新的表面所需的运动。切削加工在切削过程中，通常工件上有三个不断变化着的表面。其中工件上即将被切去的表面称之为待加工表面，刀具切削后在工件上形成的新表面称之为已加工表面，刀刃正切削着的表面称之为切削表面或者加工表面。知识点六：刀具的分类及必备条件ZHISHIDIANLIUDAOJUDEFENLEIJIBIYAOTIAOJIAN06刀具的分类及必备条件机械加工中的车削、铣削、刨削、磨削、钻削、锯削、锉削都是切削，切削所使用的刀具是多种多样的，图中所示的仅仅是其中的一小部分。刀具的分类及必备条件无论刀具的形状怎样，都必须符合以下这些条件，才具有实用价值:（1）要有足够的硬度、强度，才能不易损坏；（2）刀刃要有适当的角度，才能在刀刃与材料的接触位置产生足够大的压强，将材料切下来；（3）要有高的耐磨性和红硬性，才能长时间地连续工作。知识点七：切削三要素ZHISHIDIANQIQIEXUESANYAOSU07切削三要素切削速度：刀具切向工件的相对运动速度进给速度：刀具和被切工件相对位置改变的速度背吃刀量：刀具一次切下材料的厚薄程度切削加工过程中的切削速度、进给量和切削深度（背吃刀量）的总称切削用量。切削三要素

2.进给量f是工件每转或往复一次或多齿每转过一齿时，刀具在进给方向上的相对位移。

切削三要素

知识点八：常用量具及其使用方法ZHISHIDIANBACHANGYONGLIANGJUJIQISHIYONGFANGFA08常用量具及其使用方法——钢直尺钢直尺是一种不可卷的钢质板状量尺，由刻度标尺直接读数的一种最简单的长度量具。它的最小读数值为1mm，比1mm小的数值，只能估计而得。由于它结构简单，价格低廉，所以被广泛使用。生产中常用到的钢直尺的长度有150mm、300mm和1000mm三种规格。常用量具及其使用方法——钢直尺使用钢直尺时，应以工件端边作为测量基准，以便找正测量基准和方便读数。用钢直尺测量柱形工件的直径时，先将尺的端边或某一刻线紧贴住被测件的一边，并来回摆动另一端，所获得的最大读数值，才是所测直径的尺寸。常用量具及其使用方法——卡钳卡钳是一种间接量具，由于其本身没有刻度，所以测量精度不高，通常要与其他带刻度的量具配合使用。卡钳根据用途可分为内卡钳和外卡钳两种，前者用于测量圆柱孔的内径或槽宽等，后者用于测量圆柱体的外径或物体的长度等。常用量具及其使用方法——游标卡尺游标卡尺是机械加工中使用最广泛的量具之一，它能够把mm位下一位的估读值较准确地读出来，是比钢直尺更准确地测量仪器。它可以直接测量出工件的内径、外径、中心距、宽度、长度和深度等。常用游标卡尺按其精度可分为3种，即0.1mm、0.05mm和0.02mm。测量范围有0～150mm、0～200mm、0～500mm等。常用量具及其使用方法——游标卡尺游标卡尺由尺身（主尺）、游标（副尺）、上量爪、下量爪、深度尺、紧固螺钉组成的。尺身与左面固定的上、下量爪制成一整体，游标与右面活动的上、下量爪制成另一整体套装在尺身上，并可沿尺身滑动。1-尺身；2-上量爪；3-尺框；4-紧固螺钉；5-深度尺；6-游标；7-下量爪。常用量具及其使用方法——游标卡尺下面以精度为0.02mm的游标卡尺为例来说明其刻度原理。游标卡尺的尺身上每格刻线宽度为1mm，当尺身与游标尺0刻线对齐，游标尺上50格刻线的宽度等于尺身上的49mm，则游标尺上每格刻线宽度为49/50=0.98mm，尺身和游标尺的每格刻线的间距之差为1.00-0.98=0.02（mm）。这个差值就是0.02mm游标卡尺的分度值。常用量具及其使用方法——游标卡尺使用游标卡尺测量精度时，读数可分为下面3个步骤（以精度为0.02mm游标卡尺为例）：第一步：读整数。在尺身上读出游标零刻度线以左的刻度，该值就是被测件尺寸数值的整数部分，注意单位转化为mm。常用量具及其使用方法——游标卡尺第二步：读小数。找出与尺身刻线对准的游标刻线，将其在游标尺上的顺序数乘以游标分度值0.02所得的积，即为小数部分。第三步：读总数。把上面两次读数值相加，就是被测件总尺寸数值。读数示例如图所示，读数：8+21×0.02=8.42mm。常用量具及其使用方法——游标卡尺使用注意事项使用前应将测量面擦干净，检查两测量爪间不能存在显著的间隙，并校对位置。移动尺框时力量要适度，测量力不易过大。注意防止温度对测量精度的影响，特别是测量器具与被测件不等温产生的测量误差。读数时视线尽可能和卡尺的刻线表面垂直，以免造成视差。常用量具及其使用方法——游标高度卡尺游标高度卡尺是精确的量具及划线工具，常用精度有0.02mm、0.05mm和0.1mm三种。游标高度卡尺既可用来测量高度，还可用其划线量爪工作面进行划线。其读数原理与游标卡尺相同。常用量具及其使用方法——游标高度卡尺游标高度卡尺操作要点如下：①使用游标高度卡尺进行划线操作时，尺底座下表面应擦拭干净，检查划线量爪工作面是否贴紧划线平板，尺身和游标尺零位是否对准。②使用游标高度卡尺进行划线时，尺底座应紧贴划线平板移动，防止尺底座晃动。③使用游标高度卡尺进行划线时，划线量爪应与工件被划表面成45°左右夹角，并在工件表面轻轻划过，不可用力过大，以免损坏爪尖，影响划线精度。④划线量爪尖损坏后，及时修整刃磨。常用量具及其使用方法——千分尺千分尺，又称螺旋测微器，是比游标卡尺更精密的测量长度的工具，用它测长度可以准确到0.01mm，测量范围为0-25mm、25-50mm、50-75mm等。按用途可分为外径千分尺、深度千分尺和三爪内径千分尺等类型。常用量具及其使用方法——千分尺测砧固定的外径千分尺结构如图。外径千分尺按其测量范围有0～25mm，25～50mm，50～75mm，75～100mm等多种规格。1-测量面；2-测砧；3-测微螺杆；4-尺架；5-隔热装置；6-锁紧装置；7-固定套管；8-基准线；9-标尺模拟读数装置；10-微分筒；11-测力装置；12-计数器数字读数装置常用量具及其使用方法——千分尺刻度原理：外径千分尺是利用螺旋传动原理，将角位移变成直线位移来进行长度测量的，微分筒与其内部的螺旋测微杆连成一体，上面刻有50条等分刻线，当微分筒旋转一周时，由于测微螺杆的螺距一般为0.5mm，因此它将轴向移动0.5mm。当微分筒转过一格时，测微螺杆轴向移动距离为：0.5mm/50=0.01mm，这是外径千分尺的刻度原理。常用量具及其使用方法——千分尺读数方法：外径千分尺的读数机构是由固定套筒和微分筒组成的，固定套筒上的横向刻线是微分筒读数值的基准线，而微分筒锥面的端面是固定套筒读数值的指示线。固定套筒横向刻线的两侧各有一排均匀刻线，刻线的间距都是1mm，且互相错开0.5mm，所以固定套筒可以精确到0.5mm。常用量具及其使用方法——千分尺第一步：读固定套筒读数。读出微分筒左边端面露出来的固定套筒刻线数值，即被测件的mm整数或0.5mm数。第二步：读微分筒读数。找出与基准线对准的微分筒上的刻线数值，刻度线对齐的格数（估读一位小数）乘以0.01mm为微分筒读数。第三步：读总数。将上面两次读数数值相加，就是被测件的总尺寸数值。常用量具及其使用方法——千分尺外径千分尺测量前需要注意：①必须调零；②应擦拭干净千分尺两测量面，轻拧微分简尾端的测力装置，使千分尺两测量平面贴合后，响三下，观察固定套筒“0”刻度是否在同一直线上；若不在同一直线上，应该用专用调节扳手，将零刻线调节至同一直线上；④对于量程大于25mm的千分尺，要用专用配套量杆进行调零过程。常用量具及其使用方法——千分尺使用外径千分尺测量时需要注意：①转动微分筒，使两测量面与所测尺寸相近；②将固定测量面平行紧贴于基准边，转动微分筒，使另一测量面贴于所测尺寸另一端，过程中千分尺与工件表面完全垂直，不能倾斜；③当测量面与工件贴近时转动右端棘轮，至传出咔咔咔三声响声；读数时视线与刻度线保持垂直。常用量具及其使用方法——百分表百分表是刻度值为0.01mm，指针可转一周以上的机械式量表，它只能测出相对数值，不能测出绝对数值。主要用来检测工件的尺寸、形状和位置误差（如圆度、平面度、垂直度、跳动等），也常用于工件的精密找正。这类仪器有体积小、质量轻、结构简单、造价低等特点，无需附加电源、光源、气源等，也比较坚固耐用，因此应用十分广泛。常用量具及其使用方法——百分表百分表测量时主指针和转数指针所示读数之和即为尺寸变化量。也就是说先读转数指针转过的刻度值（即毫米整数），再读主指针转到的刻度数（即小数部分），并乘以0.01，然后两者相加，即可得到所测量的数值。百分表使用时常装在专用的百分表架上。常用量具及其使用方法——百分表测量时，先对零点，使测量头与基准表面相接触，测量杆与基准表面保持垂直，在测量范围允许的条件下，把表杆压缩至指针转过2～3圈后再把表紧固，把指针转到表盘的零点作起始值。测量零件尺寸，百分表的量杆要与被测工件保持垂直，百分表上的读数即为与基准尺寸的尺寸变化量。测量圆柱形工件时，测量杆的中心线应垂直地通过被测工件的中心线，否则将增大测量误差。常用量具及其使用方法——直角尺直角尺是检验直角用非刻度线量尺，用于检查工件的垂直度。当直角尺的一边与工件一面贴紧，工件的另一面与直角尺的另一边之间露出缝隙，即可根据缝隙大小判断角度的误差情况。常用量具及其使用方法——游标万能角度尺游标万能角度尺是用游标读数，可测0-320°的量尺，精度为2′。一般用来测量零件的内外角度，它的读数方法与游标卡尺完全相同。常用量具及其使用方法——游标万能角度尺测量时应先校准零件，当直角尺与直尺均安装好，且直角尺的底边和基尺均与直尺无间隙接触，主尺与游标尺的“0”线对准时即调好零位，使用时通过改变基尺、直角尺、直尺的相互位置，可测量游标万能角度尺测量范围内的任意角度。常用量具及其使用方法——量具的保养①使用前必须用绒布将其擦干净。②不能用精密量具去测量毛坯或运动着的工件。③测量时不能用力过猛，过大，也不能测量温度过高的工件。④不能将量具乱扔、乱放，更不能当工具使用。⑤不能用脏油清洗量具，更不能注入脏油。⑥量具使用完后，将其擦拭干净后涂油并放入专用的量具盒内知识点九：拆卸测绘ZHISHIDIANJIUCHAIQIECEHUI09拆卸测绘一般原则测量工具常用