《机械制造基础》
教案
第一讲绪论
课题：1、讲解本课程研究的对象、内容、方法
课题形式：讲授、两课时
教学目的：1、讲解本课程研究的对象、内容、方法
2、讲解机械制造一般过程概述
教学要求：1、理解机械制造的一般过程
2、明确本课程的研究对象、内容、方法
教学重点：1、机械制造的一般过程
教学难点：1、机械制造的一般过程
教具：多媒体图片
教学方法：多媒体讲解、课堂提问
教学过程：
一、案例导入：
本课程题目为《机械制造基础》，因此我们研究的内容都是围绕机械制造过程展开的。那么到底机械制造过程有哪些呢？
二、教学内容：
1.本课程学习意义
熟悉各种工程材料性能，合理选择材料；
初步掌握和选用毛坯或零件的成形方法及机械零件表面加工方法；
选用公差配合
了解工艺规程制订的原则与方法
扩大知识面（特种加工技术、先进制造技术）
2.本课程知识体系
“工程材料”部分：以剖析铁碳合金的金相组织为基础，以介绍工程材料的性质和合理选材为重点；
热加工工艺基础：“铸造”、“锻压”、“焊接”，认识这些加工方法的用途和实现方法；
互换性与测量技术：理解公差配合概念与选用；
机械加工工艺基础：“毛坯选择”、“金属切削加工技术”、“机械零件表面加工技术”、“机械加工工艺规程编制”
特殊加工与先进制造技术：了解用途与应用场合
3.学习方法
总结归纳各章节学习目的，形成完整知识体系（宏观）
突出各章重点与细节，加深对知识点的深入认识（微观）
在相关生产实习过程中，遇到实际问题，结合课本知识，继续自学
4.机械制造的概念
将原材料（毛坯）和相关辅料转变成为成品（机械零件）的过程
5.机械制造主要过程
技术准备毛坯制造零件加工产品检验和装配产品检验和装配
（1）技术准备阶段
制订工艺规程
原材料选则与供应
刀具、夹具、量具的配备
热处理设备和检测仪器的准备
（2）毛坯制造阶段
方法多种，常见的有铸造、锻压、焊接和型材
铸造：金属液态成形，各种尺寸、形状复杂的毛坯或零件。（适应性广、成本低廉）锻压：用外力对金属坯料施压使其产生塑性变形（锻造与冲压，改善金属的力学性能，生产效率高、节省材料）
焊接：相互分离的金属材料借助于原子间的结合力连接起来。（连接性好、省工省材料、结构重要轻）
型材：直接从型材厂购买
（3）零件加工阶段
金属切削加工是主要加工手段。（车、铣、钻、镗、磨、刨、插、拉）等
特种加工应用日趋广泛（电火花、电解、超声波、激光、电子束、离子束、等离子弧、化学等等）
选择原则：零件批量、精度、表面粗糙度、技术实现方式，价格成本等等综合考虑（4）产品检验和装配
零件检验目的：使零件加工误差在允许范围内
零件检验对象：一般场合，工序、加工过程中的尺寸变化、加工完成后几何形状误差；在要求高的场合（重载、高压、高温、可靠性要求很高）内部性能（缺陷检验、力学性能、金相组织检验）
装配：遵守严格的装配规范。
三、小结：1、讲解本课程研究的对象、内容、方法
2、讲解机械制造一般过程概述
a)技术准备
b)毛坯制造
c)零件加工
d)产品检验和装配产品检验和装配
四、作业：预习第一章工程材料
第二讲金属的力学性能
§1.1金属的力学性能
课题：1、金属的力学性能指标及测量方法
课题形式：讲授、两课时
教学目的：1、讲解金属的力学性能指标及测量方法
教学要求：1、掌握金属的力学性能指标及测量方法
教学重点：1、强度指标的定义与分类
2、硬度指标的定义与分类
教学难点：1、金属的各力学指标的概念、测量方法
教具：多媒体图片、表格
教学方法：多媒体讲解
教学过程：
一、案例导入：
在绪论部分的讲解中，我们已经明确了本课程的研究对象——机械制造过程。在进行机械制造时，首先进入技术准备阶段。在技术技术准备中，要完成相关的工作。这些工作中，有一项是非常重要的，那就是选择材料。那么怎么选择材料呢？首先得研究常见的材料的性质，只有掌握了材料的特征性质才能顺利进行选材。那么材料的性质有哪些呢？
二、教学内容：
1. 金属材料的性能
金属材料的性能包括使用性能和工艺性能两大类。其中，工艺性能是指制造过程中表现出的性能，包括铸造性能、焊接性能、锻造性能、热处理性能、切削加工性能。使用性能是指在使用过程中表现出来的性能。
物理性能有熔点、密度、热膨胀性、导电性、导热性等。化学性能有耐腐蚀性、抗氧化性等。物理化学性能将影响工艺性能和使用性能。本章节主要研究的是力学性能对工艺性能的影响。金属材料的力学性能是指金属材料在外力作用下所反映出来的性能。常见的指标有：强度、塑性、硬度、冲击韧度、疲劳强度、断裂韧度等。
1.2.1 强度
拉伸试验
1
2力一伸长曲线
3弹性与塑性
1)弹性金属材料受外力作用时产生变
形，当外力去掉后能回复其原来形状的
性能，叫做弹性（OP直线）。
2)弹性变形随着外力消失而消失的变
形，叫做弹性变形。
3) 塑性 金属材料在外力作用下，产生永久变形而不致引起破坏的性能叫做塑性（PE
曲线）。
4) 塑性变形 在外力消失后留下来的这部分不可恢复的变形，叫做塑性变形。 4 强度
金属材料在载荷作用下抵抗塑性变形和断裂的能力称为强度。屈服强度Re 、抗拉强度Rm 1) 屈服点与屈服强度
金属材料开始产生屈服现象时的最低应力值称为屈服点(S 点)，用符号Re 表示。
Re =Fs/Ao 式中 Fs —试样发生屈服时的载荷（N ）; Ao —试样的原始横截面积（mm2）。
工业上使用的某些金属材料，如高碳钢、铸铁等，在拉伸过程中，没有明显的屈服现象，无法确定其屈服点，按GB/T2228规定，可用条件屈服强度Rr0.2来表示该材料开始产生塑性变形时的最低应力值。屈服强度为试样标距部分产生0.2%残余伸长时的应力值，即 r0.2=F0.2/Ao 式中 F0.2—试样标距产生的0.2%残余伸长时载荷（N ）； Ao —试样的原始横截面积（mm2）。
2) 抗拉强度
金属材料在断裂前所能承受的最大应力值称为抗拉强度，用符号Rm 表示。 R m=Fb/Ao 式中 Fb —试样在断裂前所承受的载荷（N ）； Ao —试样原始横截面积（mm2）。 1.1.2 塑性
金属材料的载荷作用下，断裂前材料发生不可逆久变形的能力称为塑性。 通过拉伸试验可测定材料的塑性。
常用的塑性指标有断后伸长率δ和断面收缩率ψ。 δ=(L1-L0)/L0 ψ=(F0-F1)/F0 1.1.3 硬度
硬度是指金属材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或划痕的能力。
可用硬度试验机测定，常用的硬度指标有布氏硬度HBW 、洛氏硬度（HRA 、HRB 、HRC 等）和维氏硬度HV 。 1 布氏硬度
（1） 布氏硬度试验原理
22
0.102()
HBW D D D d π=?
--
式中 F —试验力（N ）； d —压痕平均直径（mm ）； D —硬质合金球直径（mm ） （2） 选择试验规范
根据被测金属材料的种类和试样厚度、选用不同大小的球体直径D ，施加的试验力F 和试验力保持时间，按表1—1所列的布氏硬变试验规范正确选择 。
（3） 试验的优缺点
优点：试验时使用的压头直径较大，在试样表面上留下压痕也较大，所得值也较准确。
缺点：对金属表面的损伤较大，不易测试太薄工件的硬度，也不适于测定成品件硬度。
（4）应用
布氏硬度试验常用来测定原材料、半成品和性能不均匀材料（如铸铁）的硬度。
2洛氏硬度
（1）洛氏硬度测量原理
洛氏硬度HR=K-h/s
式中，K为给定标尺的硬度数，S为给定标尺的单位，
通常以0.002为一个硬度单位。
（2）常用洛氏硬度标尺及适用范围
（3）试验优缺点
优点：操作简单迅速，效率高，直接从
指示器上读出硬度值；压痕小，故可直
接测量成品或较薄工件的硬度；对于HRA
和HRC采用金刚石压头，可测量高硬度
薄层和深层的材料。
缺点：由于压痕小，测得的数值不够准
确，通常要在试样不同部位测定四次以
上，取其平均值为该材料的硬度值
3维氏硬度
（1）试验原理
维氏硬度值用四棱锥压痕单位面积上所承受的平均压力表示，符号
HV。
HV=0.102×2F×Sin1360/2/d2=0.189F/d2 式中 F—作用在压
头上试验力（N）；d—压痕两对角线长度的平均值（mm）。
（2）常用试验力及其适用范围
维氏硬度试验所用试验力视其试样大小、薄厚及其他条件，可在
49.03—980.7N的范围内选择试验力。常用的试验力有49.03N、98.07N、
196.1N、294.2N、490.3N、980.7N。
维氏硬度试验适用范围宽，尤其适用测定金属镀层、薄片金属及
化学热处理的表面层（渗碳层、渗氮层等）硬度，其结果精确可靠。
（3）试验优缺点
优点：与布氏、洛氏硬度试验比较，维氏硬度试验不存在试验力与压头直径有一定比例
关系的约束；也不存在压头变形问题，压痕轮廓清晰，采用对角线长度计量，精确可靠，硬度值误差较小。
缺点：其硬度值需要先测量对角线长度，然后经计算或查表确定，故效率不如洛氏硬度
试验高。
1.1.4 冲击韧度
1冲击试验方法与原理
一次冲击弯曲试验通常在摆锤式冲击试验机上进行。
试验时，将试样放在试验机两支座上，。把质量为m的摆锤抬到高H，使摆锤具有位能为mHg。摆锤落下冲断试样后升至h高度,具有位能为mhg，故摆锤冲断试样推动的位能为mHg—mhg，这就是试样变形和断裂所消耗的功称为冲击吸收功AK，即AK=mg(H-h) 用试样的断口处截面积SN（cm2）去除AK（J）即得到冲击韧度，用Ak表示，单位为J/cm2.
aK=AK/SN
2冲击试验的实际意义
（1）韧脆转变温度
材料在低于某温度时，AK值急剧下降，使试样的断口由韧性断口过渡为脆性断口。因此，这个温度范围称为韧脆转变温度范围。韧脆转变温度的高低是金属材料质量指标之一，韧脆转变温度愈低，材料的低温冲击性能就愈好，对于在寒冷地区和低温下工作的机械和工程结构。如运输机械、桥梁、输送管道尤为重要。
（2）衡量原材料的冶金质量和热加工产品质量
冲击吸收功对原材料内部结构、缺陷等具有较大敏感性，很容易揭示出材料中某些物理现象，如晶粒粗化、冷脆、回火脆性及夹渣、气泡、偏析等。
目前常用冲击试验来检验冶炼、热处理及各种热加工工艺和产品的质量。
1.1.5 疲劳强度
1疲劳概念
虽然零件所承受的交变应力数值小于材料的屈服强度，但在长时间运转后也会发生断裂，这种现象称为疲劳断裂。
据统计，机械零件断裂中有80%是由于疲劳引起。
2疲劳曲线与疲劳极限
试验证明，金属材料所受最大交变应力Rmax 愈大，则断裂前所受的循环周次N（定义为疲劳寿命）愈少，这种交变应力Rmax 与疲劳寿命N的关系曲线称疲劳曲线或S—N曲线。工程上规定，材料经受相当循环周次不发生断裂的最大应力称为疲劳极限，以符号R-1表示。3提高材料疲劳极限的途径
a）.设计方面尽量使用零件避免交角、缺口和截面突变，以避免应力集中及其所引起的疲劳裂纹。
b）.材料方面通常应使晶粒细化，减少材料内部存在的夹杂物和由于热加工不当引起的缺陷。如疏松、气孔和表面氧化等。
c）.机械加工方面要降低零件表面粗糙度值。
d）.零件表面强化方面可采用化学热处理、表面淬火、喷丸处理和表面涂层等，使零件表面造成压应力，以抵消或降低表面拉应力引起疲劳裂纹的可能性。
补充：断裂韧度
金属材料抵抗裂纹扩展的能力指标就称为断裂韧度。
三、小结
学习了金属的力学性能指标，包括：强度、塑性、硬度、冲击韧度、疲劳强度、断裂韧度
四、布置作业
习题：1、2
第三讲金属的晶体结构与结晶
§1.2铁碳合金
课题：1、金属的晶体结构与结晶
课题形式：讲授、两课时
教学目的：1、讲解金属的晶体结构与结晶
教学要求：1、掌握晶体的结构、特性，常见金属的晶体结构
2、区别单晶体与多晶体的结构、性能差异，理解晶体缺陷对金属性能的影响
3、掌握金属的结晶过程，细化晶粒的常见方法
教学重点：1、金属晶体的结构对金属性能的影响
2、细化晶粒的目的与常见方法
教学难点：1、金属晶体的结构对金属性能的影响
2、细化晶粒的目的与常见方法
教具：多媒体图片
教学方法：多媒体讲解
教学过程：
一、案例导入：
上一讲，已对金属材料的力学性能，及其常见指标，进行了讲解（提问，哪些常见力学性能指标？）。那么这些描述金属材料的指标，是由什么影响和决定的呢？在这讲中，将对材料本身的结构上，进行研究和讲解，从而揭示出影响材料性能的原因。并从这些影响因素出发，通过工艺方法，改善及强化材料的性能。
二、教学内容：
1.晶体的基本概念
（1）、晶体
按原子内部堆积规则，将固态物质，分为晶体和非晶体。晶体中的原子或分子，在空间排布时，按照一定的几何规则作周期性的重复排列。晶体特性：具有一定熔点且呈各向异性。哪些物质是晶体呢？（自然界除了玻璃、松香、石蜡等，都是晶体）
（2）、晶格、晶胞、晶格常数（在PPT中，通过与图片讲解。）
晶格：将每个原子视为一个几何质点，并用一些假想的几何线条将各质点连接起来，便形成一个空间几何格架。这种抽象的用于描述原子在晶体中排列方式的空间几何格架称为晶格。晶胞：由于晶体中原子作周期性规则排列，因此可以在晶格内取一个能代表晶格特征的，且由最少数原子排列成最小结构单元来表示晶格，称为晶胞。
晶格常数：用来描述晶胞大小与形状的几何参数。a,b,c;α,β,γ
2.常见金属的晶体结构（在PPT中，结构通过与图片讲解。）
a.体心立方晶格α-铁、铬、钼、钨、钒
b.面心立方晶格γ-铁、铜、铝、镍等
c.密排六方晶格铍、镁、锌、镉等
3.金属的实际晶体结构
(1)单晶体和多晶体概念
单晶体：晶体内的晶格位向完全一致的晶体。
多晶体：由多晶粒组成的实际晶体结构。
而实际的金属晶体是由许多不同方位的晶粒所组成。
晶粒与晶粒这间的界面称为晶界。
课堂提问：多晶体有没有各向异性的特性呢？
实际金属结构
金属的结构特点：是晶体；是多晶体；晶体内部有缺陷
(2)晶体缺陷
（a）点缺陷：点缺陷的存在使金属能够比较容易的发生扩散现象
（b）线缺陷-位错：位错的存在使金属能够比较容易发生塑性变形。
（c）面缺陷：面缺陷的存在使金属的强度提高
4金属的结晶
（1）、纯金属结晶的条件
结晶的概念
理论结晶温度与实际结晶温度：过冷度ΔT
金属结晶的必要条件：一定的过冷度
（2）、纯金属结晶的规律
金属的结晶过程→形核与长大过程
枝晶形成的原因：优先长大方向；金属不纯净；散热不均匀。
（3）晶粒大小与金属力学性能的关系
实际金属结晶后，获得由许多晶粒组成的多晶体组织。在多晶体中，晶粒的大小对其力学性能影响很大。
1）冷却速度：冷却速度↑→过冷度↑→形核率↑→晶粒度↓
2）变质处理：人工晶核→晶粒度↓
3）附加震动：枝晶数量↑→晶粒度↓
三、总结
学习了金属的晶体结构与结晶过程，细化晶粒的原因、目的、方法
四、布置作业
习题：5；6；7
第四讲合金的晶体结构与铁碳合金相图
§1.2铁碳合金
课题：1、合金的晶体结构
2、铁碳合金相图
课题形式：讲授、两课时
教学目的：1、讲解合金的晶体结构
2、讲解铁碳合金相图
教学要求：1、掌握合金的晶体结构中的基本相结构
2、掌握铁碳合金相图画法及应用
3、掌握碳的质量分数对铁碳合金组织、性能的影响
教学重点：1、铁碳合金相图画法及应用
2、碳的质量分数对铁碳合金组织、性能的影响
教学难点：1、铁碳合金相图画法及应用
2、碳的质量分数对铁碳合金组织、性能的影响
教具：多媒体图片
教学方法：多媒体讲解
教学过程：
四、案例导入：
上一讲，已对金属的晶体结构与结晶，进行讲解，重点讲解了金属晶体的结构对金属性能的影响，并在此基础上讲解了细化晶粒的目的与常见方法（提问细化晶粒的目的与常见方法？）。那么常见的合金的晶体结构与结晶过程又是怎么样的呢？首先对合金的晶体结构中的基本相结构进行讲解，然后以常见的铁碳合金的结晶过程进行讲解，得出铁碳合金中碳含量对铁碳合金性能的影响。
五、教学内容：
1.2.2 合金的晶体结构
合金的基本概念
合金：由两种或两种以上的金属元素或金属元素与非金属元素组成的具有金属特征的物质。组元：组成合金的基本的物质叫组元。
相：在合金中具有相同成分、相同结构、相同性质的均匀部分，并与其它相有明显界面之分。组织：指用肉眼或借助于放大镜、显微镜观察到的材料内部的形态结构。
1.固溶体
固态合金中的相，按其组元原子的存在方式可分为固溶体和金属化合物两大基本类型
固溶体性能：晶格畸变，金属的强度，硬度很高。固溶强化
2、金属化合物
金属化合物性能：复杂的晶体结构，熔点高，硬度高，而脆性大。弥散强化
1.2.3 铁碳合金相图
1.纯铁
同素异构转变：同一种元素在不同条件下具有不同的晶体结构。当温度等外界条件变化时，晶格类型会发生转变。（以纯铁的冷却曲线，讲解该过程。）
2.铁碳全合金的基本组织（以表1.2.3讲解）
a）液相。铁碳合金在溶化温度以上形成的均匀液体称液相，用符号L表示。
b)铁素体。碳在α-Fe中形成的间隙固溶体称为铁素体。用符号F表示。碳在α-Fe中的溶解度很低，因此，铁素体的机械性能与纯铁相近，其强度、硬度较低，但具有良好的塑性、韧性。
c)奥氏体。碳在γ-Fe中形成的间隙固溶体称为奥氏体，用符号A表示。（塑性较高、硬度较小，适合锻造）
d）渗碳体：渗碳体是一种具有复杂晶体结构的间隙化合物，它的分子式为Fe3C，渗碳体既是组元，又是基本相。其硬度很高，塑性韧性几乎为零。
e）珠光体：用符号P表示，它是铁素体与渗碳体薄层片相间的机械机械混合物。介于F 与Fe3C之间。
f）莱氏体：用符号Ld表示，奥氏体和渗碳体所组成的共晶体。硬度很高，塑性，韧性很差3.铁碳合金相图分析
（1）简化的Fe- Fe3C相图分析
特性点符
号温度
/℃
ωc（%）含义
A 1538 0 熔点：纯铁的熔点
C 1148 4.3 共晶点：发生共晶转变L4.3—→Ld(A2.11%+Fe3C共晶)
D 1227 6.69 熔点：渗碳体的熔点
E 1148 2.11 碳在γ-Fe中的最大溶解度点
G 912 0 同素异构转变点
S 727 0.77 共析点：发生共析转变A0.77%—→p(F0.0218%+Fe3C共
析)
P 727 0.0218 碳在α-Fe中的最大溶解度点
Q 室温0.0008 室温下碳在α-Fe中的溶解度
主要特性线
（1）AC线液体向奥氏体转变的开始线。即：L→A。
（2）CD线液体向渗碳体转变的开始线。即：L→Fe3CⅠ。
ACD线统称为液相线，在此线之上合金全部处于液相状态，用符号L表示。（3）AE线液体向奥氏体转变的终了线。
（4）ECF水平线共晶线。
AECF线统称为固相线，液体合金冷却至此线全部结晶为固体，此线以下为固相区。
（5）ES线又称Acm线，是碳在奥氏体中的溶解度曲线。即：L→Fe3CⅡ。
（6）GS线又称A3线，
（7）GP线奥氏体向铁素体转变的终了线。
（8）PSK水平线共析线（727℃），又称A1线。
（9）PQ线碳在铁素体中的溶解度曲线。
（2）铁碳合金的分类
根据铁碳合金的含碳量及组织的不同，可将铁碳合金分为：
1）工业纯铁ωc＜0.0218%。
2）钢 0.0218%＜ωc＜2.11%，又可分为：
亚共析钢 0.0218%＜ωc＜0.77%；
共析钢ωc=0.77%；
过共析钢 0.77%＜ωc＜2.11%。
3）白口铸铁 2.11%＜ωc＜6.69%，又可分为以下三种：
亚共晶白口铸铁 2.11%＜ωc＜4.3%
共晶白口铸铁ωc=4.3%
过共晶白口铸铁 4.3%＜ωc＜6.69%
4.典型铁碳合金的结晶过程及组织
以下6种组织结晶过程转变，参考铁碳合金相图，自上而下，画垂线，则可得出相应组织。
a.亚共析钢的结晶过程；
b.共析钢的结晶过程分析；
c.过共析钢的结晶过程分析；
d.亚共晶白口铸铁的结晶过程；
e.共晶白口铸铁的结晶过程；
f.过共晶白口铸铁的结晶过程课堂提问：亚共晶白口铸铁的结晶过程及组织转变有哪些？
5.碳对铁碳合金平衡组织和力学性能的影响
（1）铁碳合金按碳的质量分数和平衡组织的分类
含碳量逐渐增加，Fe3C大小、形态和分布变化：
F+Fe3CIII——Fe3C位于晶界，细小的薄片）
F+P——Fe3C呈层片状与铁素体片混合（相间）
P——Fe3C呈层片状与铁素体片混合（相间）
P＋ Fe3CII——Fe3C呈层片状与铁素体片混合（相间）还有一部分Fe3C沿晶界分布呈连续网状
P＋Fe3CII＋Ld’——Fe3C呈层片状与铁素体片混合（相间）Fe3C作为莱氏体的基体Ld’——Fe3C作为莱氏体的基体
Ld’ +Fe3CI——Fe3C为粗大长片状 Fe3C作为莱氏体的基体
(2)含碳量对力学性能的影响（图1.2.9 含碳量对钢的力学性能的影响）
铁素体(F)：软而韧渗碳体(Fe3C):硬而脆
a.含碳量增加，硬度增加
b.含碳量增加，塑性韧性降低
c.含碳量增加，强度先增后降（0.9%最高）
(3)含碳量对工艺性能的影响
1）切削加工性:
中碳钢好；低碳钢(F多，塑性好，易粘刀)差；高碳钢（Fe3C多，磨损严重）差
2）锻造性:
低碳钢好（ F多，塑性好），含碳量越大，越差。白口铸铁，不能锻造（ Fe3C ，脆）3）铸造性：
液相线与固相线的水平距离与垂直距离。距离越大，越差。低碳钢，液相线与固相线距
离随小，但液相线温度高，过热度小，流动性差。随含碳量增大，变差。但到了共晶成分附近的铸铁，流动性好，铸造性又变好了。
4）焊接性：
含碳量增大，焊接性变差。
6.Fe—Fe3C相图的应用
(1)为选材提供成分依据
Fe- Fe3C相图反映了铁碳合金组织和性能随成分的变化规律。这样，就可以根据零件的工作条件和性能要求来合理的选择材料。例如，桥梁、船舶、车辆及各种建筑材料，需要塑性、韧性好的材料，可选用低碳钢（ωc =0.1%~0.25%）；对工作中承受冲击载荷和要求较高强度的各种机械零件，希望强度和韧性都比较好，可选用中碳钢（ωc =0.25%~0.65%）；制造各种切削工具、模具及量具时，需要高的硬度、而耐磨性，可选用高碳钢（ωc =0.77%~1.44%）。对于形状复杂的箱体、机器底座等，选用熔点低、流动性好的铸铁材料。
（2）制定加工工艺方面的应用
a）在铸造生产上的应用
由Fe- Fe3C相图可见，共晶成分的铁碳合金熔点低，结晶温度范围最小，具有良好的铸造性能。因此，在铸造生产中，经常选用接近共晶成分的铸铁。
b).在锻压生产上的应用
钢在室温时组织为两相混合物，塑性较差，变形困难。而奥氏体的强度较低，塑性较好，便于塑性变形。因此在进行锻压和热轧加工时，要把坯料加热到奥氏体状态。加热温度不宜过高，以免钢材氧化烧损严重，但变形的终止温度也不宜过低，过低的温度除了增加能量的消耗和设备的负担外，还会因塑性的降低而导致开裂。所以，各种碳钢较合适的锻轧加热温度范围是：始锻轧温度为固相线以下100~200℃；终锻轧温度为750~850℃。对过共析钢，则选择在PSK线以上某一温度，以便打碎网状二次渗碳体。
c）.在焊接生产上的应用
焊接时，由于局部区域（焊缝）被快速加热，所以从焊缝到母材各区域的温度是不同的，由Fe- Fe3C相图可知，温度不同，冷却后的组织性能就不同，为了获得均匀一致的组织和性能，就需要在焊接后采用热处理方法加以改善。
d).在热处理方面的应用
从Fe- Fe3C相图知，铁碳合金在固态加热或冷却过程中均有相的变化，所以钢和铸铁可以进行有相变的退火、正火、淬火和回火等热处理。此外，奥氏体有溶解碳和其它合金元素的能力，而且溶解度随温度的提高而增加，这就是钢可以进行渗碳和其它化学热处理的缘故。
六、总结
学习了合金的晶体结构中的基本相结构；铁碳合金相图画法及应用；碳的质量分数对铁碳合金组织、性能的影响。
四、布置作业
习题：8；10；11；12
第五讲碳素钢、铸铁
§1.2.4碳素钢、铸铁
课题：碳素钢、铸铁概述
课题形式：讲授、一课时
教学目的：1、讲解碳素钢、铸铁的分类、编号、性能及应用
教学要求：1、了解常见碳素钢的分类、编号、性能及应用
2、了解常见铸铁的分类、编号、性能及应用
3、掌握查阅碳素钢、铸铁的相关资料能力
教学重点：1、常见碳素钢、铸铁的分类、编号、性能及应用
2、查阅碳素钢、铸铁的相关资料方法
教学难点：1、常见碳素钢、铸铁的分类、编号
教具：多媒体
教学方法：多媒体讲解
教学过程：
七、案例导入：
上一讲，讲解了合金的晶体结构，铁碳合金相图。重点分析了结合铁碳合金相图，铁碳合金的含碳量与显微组织关系，以及碳含量对材料力学性能、工艺性能方面的影响。
提问：1.铁碳合金的分类有哪些？
2.从抗拉强度为例，说明含碳量变化对合金的力学性能影响表现？
3.从铸造性、切削加工性角度，说明含碳量变化对合金的工艺性能影响表现？
本讲将对常见碳素钢与铸铁的分类、编号、性能及应用等方面，近一步认识铁碳合金这类材料，在工程中的应用。
八、教学内容：
1.碳素钢
(1)分类
Wc：低（<0.25%）
中（0.25%~0.6%）
高（0.6%~2.11%）
S/P含量：普通质量钢
优质钢
高级优质钢
用途：结构钢：(a)优质碳素结构钢；(b)合金结构钢；(c)弹簧钢；(d)易切钢；(e)轴承钢；
(f)特定用途优质结构钢。
工具钢：(a)碳素工具钢；(b)合金工具钢；(c)高速工具钢。
特殊性能钢：(a)不锈耐酸钢；(b)耐热钢；(c)电热合金钢；(d)电工用钢；(e)高锰耐磨钢。
(2)碳素钢的编号
碳素结构钢：Q+屈服极限+质量等级+脱氧方式：例如：Q235AF
优质碳素结构钢：两位数字（平均含碳量的万倍）+（Mn）：例如：45Mn
碳素工具钢：T+平均含碳量的千倍+（Mn）+（A）：例如：T8MnA
铸造碳钢：ZG+屈服极限+抗拉强度：例如：ZG200-400
(3)碳素结构钢：
S/P含量较大，普通用途，价格便宜，用量大，热轧空冷状态，Q195塑性好，常用于螺钉、螺母及各种薄板，可代替08或10钢，制造冲压件、焊接结构件；
Q275强度较高，可代替30或40钢，制造较重要某些零件，小轴、销、连杆、农机零件等。
(4)优质碳素结构钢：
S/P含量较低，重要零件，在热处理后使用，08、08F，含碳量低，冲压件焊接件；15、20、25属于渗碳钢，强度低，塑性韧性好，承受力不大，但要求高韧性零件，也可做冷冲压件和焊接件，如凸轮、滑块活塞销等。渗碳钢，渗碳，淬火+低回，表面硬度可达60HRC，耐磨性好，而心部具有一定的强度和塑性，可用来制作要求表面耐磨并能承受冲击载荷的零件。30-55属于调制钢，淬火+高回，具有良好的综合力学性能，用于塑性、强度、韧性均高的场合。如轴类零件。
60-70属于弹簧钢，淬火+中回，弹性极限、屈服比都高，弹簧或弹性零件及耐磨零件。
15Mn-70Mn，性能和用途与普通Mn的对应相同，淬透性高。
(5)碳素工具钢：
0.65%—1.35%，分碳素工具钢和优质工具钢，加A。
球化退火，组织为F基体+细小均匀分布的粒状渗碳体。硬度不大于217HBW。作为刃具，最终热处理为淬火+低回。组织为回马+粒状渗碳体+残余A。硬度可达60—65HRC。耐磨性和加工性都较好，价格便宜。
缺点：红硬性差，当刃部温度高于250度，其硬度和耐磨性会显著下降。尺寸小、低速的手用工具。
(6)铸造碳钢：
制造形状复杂、力学性能要求比较比铸铁高的零件。如水压机横梁、轧钢机机架、重载大齿轮等。锻造方法难以生产，用铸铁无法满足性能。只能用碳钢用铸造方法得到。0.15%—0.6%。ZG200-400—机座，变速箱壳；
ZG230-450—砧座，外壳，轴承盖，底板，阀体，犁柱；
ZG270-500—轧钢机机架、轴承座、连杆、箱体、缸体；
ZG310-570—大齿轮、缸体、制动轮、辊子；
ZG340-640—齿轮、荆轮
学会查表，查阅以下碳钢的主要用途：
Q235;45;T7A;T12;ZG270-450
2.铸铁
特点：C以石墨形态存在，具有良好的铸造性、切削加工性、减摩性与消振性和低的缺口敏感性，而且熔炉铸铁的工艺与设备简单、成本低。
分类及表示方法
灰铸铁（石墨以片状）：HT+最小抗拉强度：例如：HT100
球墨铸铁（石墨以球状）：QT+最低抗拉强度-最低伸长率：例如：QT400-18
蠕墨铸铁（石墨以蠕虫状）：RuT+最小抗拉强度：例如：RuT260
可锻铸铁（石墨以团絮状）：KT+H/Z+最小抗拉强度-最小伸长率：例如：KTH300-06、KTZ450-06 学会查表，查阅以下碳钢的主要用途：
HT100——低载荷和不重要零件，如盖、外罩、手轮、支架、重锤等。
QT400-18——承受冲击、振动的零件，轮毂、驱动桥壳、减速器壳、拨叉等。
RuT260——增压器废气进气壳体、汽车底盘零件等。
KTH300-06——弯头、三通管件、中低压阀门等。
九、总结
学习了碳素钢、铸铁的分类、编号、性能及应用，查阅碳素钢、铸铁的相关资料方法
四、布置作业
习题：5；6；7
第六讲普通热处理概述
1.3.3 普通热处理概述
课题：1、普通热处理（退火、正火、淬火、回火）方法概述
2、时效处理与淬透性的概念
课题形式：讲授、两课时
教学目的：1、讲解普通热处理方法概述
2、讲解时效处理与淬透性的概念
教学要求：1、掌握普通热处理工艺原理与方法
2、了解时效处理与淬透性的概念
教学重点：1、普通热处理工艺原理与方法
教学难点：1、普通热处理工艺原理与方法
教具：多媒体图片、表格
教学方法：多媒体讲解
教学过程：
三、案例导入：
之前的课题研究了钢在加热和冷却时的组织转变，如何利用这些组织转变规律，来提高钢的力学性能呢？即钢在固态下进行加热、保温和冷却，以改变其内部组织，这些具体的工艺方法，是本讲的研究重点内容。
四、教学内容：
普通热处理概述
1.3.3钢的退火与正火
1.钢的退火
定义:将金属缓慢加热到一定温度，保温足够时间，然后以适宜速度冷却(通常是缓慢冷却)的一种金属热处理工艺。
目的:使经过铸造、锻轧、焊接或切削加工的材料或工件消除内应力；降低硬度;细化晶粒；均匀成分；为最终热处理作好组织准备。
（1）完全退火：
是将亚共析碳钢加热到Ac3线以上约20-60oC，保温一定时间，随炉缓慢冷却到600oC以下，然后出炉在空气中冷却。这种退火主要用于亚共析成分的碳钢和和金钢的铸件，锻件及热扎型材，目的是细化晶粒，消除内应力与组织缺陷，降低硬度，提高塑性，为随后的切削加工和淬火做好准备。
应用：亚共析碳钢、合金钢
（2）等温退火
等温退火是为了保证A在P转变区上部发生转变，因此冷却速度很缓慢，所需时间少则十几小时，多则数天，因此生产中常用等温退火来代替完全退火。等温退火加热与完全退火相同，但钢经A化后，等温退火以较快速度冷却到A1以下，等温应定时间，使A在等温中发生P 转变，然后再以较快速度冷至室温，等温退火时间短，效率高。
应用：共析钢、过共析钢、合金钢
（3）扩散退火（均匀化退火）
应用范围：合金钢铸锭和铸件。
目的：消除和金结晶是产生的枝晶偏析，使成分均匀，故而又称均匀化退火。
工艺：把铸锭或铸件加热到Ac1以上，大约1000-1200oC，保温10-15小时，再随炉冷却。特点：高温长时间加热。
钢中合金元素含量越高，加热温度也越高，高温长时间加热又是造成组织过热又一原因，因此扩散退火后需要进行一次完全退火或正火来消除过热。
（4）去应力退火（低温退火）
目的：用于消除铸件，锻件，焊接件，冷冲压件以及机加工件中的残余应力，这些残余应力在以后机加工或使用中潜在地会产生变形或开裂。
工艺：将工件缓慢加热到600-650℃，保温一定的时间，然后随炉缓慢冷却到200℃再出炉空冷。
（5）球化退火
球化退火是将钢加热至Ac1以上、Accm以下的双相区，较长时间保温，并缓慢冷却的工艺。目的在于使珠光体内的片状渗碳体以及先共析渗碳体都变为球粒状渗碳体，均匀分布于铁素体基体中(这种组织称为球化珠光体)。具有这种组织的中碳钢和高碳钢硬度低、切削性好、冷形变能力大。
适用于共析钢与过共析钢。
（5）球化退火
球化退火是将钢加热至Ac1以上、Accm以下的双相区，较长时间保温，并缓慢冷却的工艺。目的在于使珠光体内的片状渗碳体以及先共析渗碳体都变为球粒状渗碳体，均匀分布于铁素体基体中(这种组织称为球化珠光体)。具有这种组织的中碳钢和高碳钢硬度低、切削性好、冷形变能力大。
适用于共析钢与过共析钢。
2 钢的正火
定义:将钢件加热到临界点（Ac3，Acm）30-50℃以上，适当保温进行完全奥氏体化，然后在空气中冷却，这种热处理称正火
正火的目的与退火相同，只是温度高于退火，且在空气中冷却。
正火工艺：正火的加热温度与钢的化学成分关系很大
低碳钢加热温度为Ac3以上100-150℃
中碳钢加热温度为Ac3以上50-100℃
高碳钢加热温度为Accm以上30-50℃
保温时间与工件厚度和加热炉的形式有关，冷却既可采用空冷也可采用吹风冷却，但注意工件冷却时不能堆放在一起，应散开放置。
正火后的组织与性能：正火实际上是退火的一种特殊情况，两者不同之处主要在于正火的冷却速度较退火快，因此有伪共析组织。
正火的应用
正火与退火相似，有以下特点：正火钢的机械性能高，操作简便，生产周期短能量耗费少，因此尽可能选用正火。正火有以下几方面的应用：
1）普通结构件的最终热处理；
正火可以消除铸造或锻造生产中的过热缺陷，细化组织，提高机械性能。
2）改善低碳钢和低碳合金钢的切削加工性；
硬度在160-230HB的金属，易切削加工，金属硬度高，不但难以加工，而且刀具易磨损，能量耗费也大，硬度过低，加工又易粘刀，使刀具发热和磨损，且加工零件表面光洁度也很差。
3）作为中碳结构钢制作的较主要零件的预先热处理；
正火常用来为较重要零件进行预先热处理。例如，对中碳结构钢正火，可使一些不正常的组织变为正常组织，消除热加工所造成的组织缺陷，并且它对减小工件淬火变形与开裂提高淬火质量有积极作用。
4）消除过共析钢中的网状二次渗碳体，为球化退火作组织准备，这是因为正火冷却速度比较快，二次渗碳体来不及沿A晶界呈网状析出。
5）对一些大型或形复杂的零件，淬火可能有开裂的危险，正火也往往代替淬火，回火处理，作为这些零件的最终热处理。
1.3.4钢的淬火
概念：将钢加热到Ac3或Ac1以上某一温度，保温一定时间，然后以适当速度冷却，获得马氏体或下马贝氏组织的热处理工艺称为淬火.
目的：获得马氏体或下贝氏体，提高钢的强度和硬度。
提示：Ｍ或B下不是热处理所要求的最后组织，淬火后，钢材还要根据不同的需要，进行不同温度的回火，这样可使淬火Ｍ获取不同的组织，从而使淬火钢零件具有不同的机械性能，充分满足各种工具与零件的使用要求。
淬火工艺
（1）淬火加热温度的选择
淬火温度的高低与钢的化学成分有关
亚共析钢 t＝Ac3+(30～70)℃
共析钢，过共析钢 t＝Ac1+(30～70)℃
亚共析碳钢为什么要加热到Ac3以上完全Ａ化后淬火呢？
若加热温度选在Ac1～Ac3之间，组织中有一部分铁素体存在，在随后的淬火冷却中，由于铁素体不发生变化而保留下来，它的存在是钢的淬火组织中存在软点，降低了淬火钢的硬度，同时它的存在还会影响钢的均匀性，影响机械性能，加热Ac3以上太高也不行，钢的氧化脱碳严重，另一方面Ａ晶粒粗大，淬火后Ｍ粗大，钢的性能变坏
（2）加热时间的选择
加热时间指的是升温与保温所需时间，加热时间的长短与很多因素有关，例如，钢的成分、原始组织、工件形状、尺寸、加热介质、装炉方式、炉温等许多因素有关，确切计算加热时间很困难，只是给出一个经验公式：
t = a*D
t 加热时间；a 加热系数；D 工件有效厚度
（3）淬火冷却介质
理想淬火冷却速度
加热到A状态的钢，冷却速度必须大于临界冷却速度是才能获得要求的M组织。
常用的淬火冷却介质：油、水、盐水、碱水等。
淬火方法
单液淬火：直冷，简单易操作。
双液淬火：先快后慢，降低组织应力。
分级淬火：快-恒-快，降低热应力与组织应力。
等温淬火：得到B下（工模具、弹簧）。
局部淬火：量具等的局部区域。
（4）淬火缺陷的防止方法
热处理生产中，由于热处理工艺处理不当，常会给工件带来缺陷，如氧化，脱碳，过热，过烧，硬度不足，变形与开裂等。
氧化：氧化是因为钢在有氧化性气体中加热时，会发生氧化而在表面形成一层氧化皮，在高温下，甚至晶界也回会发生氧化。
脱碳：钢在某些介质中加热时，这些介质会使钢表面的含碳量下降，我们称这现象为“脱碳”。减少或防止钢在淬火中氧化与脱碳的方法有：采用脱氧良好的盐溶炉加热；在可控保护气氛炉中加热；在真空炉中加热；
预留足够的加工余量。
变形与开裂：工件的变形与开裂是热应力与组织应力综合的结果，但热应力与组织应力方向恰好相反，如果热处理适当，它们可部分相互抵消，可使残余应力减小，但是当残余应力超过钢的屈服强度时，工件就发生变形，残余应力超过钢的抗拉强度时，工件就产生开裂。为减小变形或开裂，除了正确选择钢材和合理设计工件的结构外，在工艺上可采取下列措施：1）采用合理的锻造与预先热处理；
2）采用合理的热处理工艺；
3）采用正确的操作方法；
4）对于淬火易开裂的部分，如键槽，孔眼等用石棉堵塞。
1.3.5钢的回火
概念：将经过淬火的钢加热到AC1以下的适当温度，保持一定时间，然后冷却到室温以获得所需组织和性能的热处理工艺。
回火的目的
获得工件所需的组织，降低内应力、提高韧性、稳定尺寸、改善加工性能，通过调整回火温度可获得不同硬度、强度和韧性的力学性能。
钢淬火后一般都必须要进行回火处理，回火决定了钢在使用状态的组织和寿命，因此是很主要的热处理工序。
2.回火的分类及应用
淬火钢回火时组织和性能的变化
①马氏体分解（100～350℃）：回火M(低过饱和α＋ε碳化物)
②残余奥氏体的分解（200～300℃）：B下
③碳化物的转变（250～400℃）：ε碳化物转变为Fe3C
④渗碳体的聚集长大和α相再结晶（>400℃）
成为粒状Fe3C，600℃后粗化
45钢经调质和正火后的性能比较
由于调质处理后的组织为回火索氏体，其中渗碳体为颗粒状，而正火所得到的索氏体中渗碳体呈片状，调质钢不仅硬度高，且塑性与韧性也高于正火状态。
调质处理一般作为最终热处理，但也可以作为表面淬火和化学热处理的预先热处理。为了保持淬火后的高硬度及尺寸稳定性，淬火后又可进行时效处理（温度低于低温回火）。
补充1：
时效处理
概念：将淬火后的金属工件置於室温或较高温度下保持适当时间，以提高金属强度的热处理工艺。
室温下进行的时效处理是自然时效；较高温度下进行的时效处理是人工时效。
在机械生产中，为了稳定铸件尺寸，常将铸件在室温下长期放置，然后才进行切削加工。这种措施也被称为时效。但这种时效不属於金属热处理工艺。作用是为了消除精密量具或模具、零件在长期使用中尺寸、形状发生变化，对在低温或动载荷条件下的钢材构件进行时效处理，以消除残余应力，稳定钢材组织和尺寸，尤为重要。
补充2：钢的淬透性
淬透性表示的是钢在淬火时所能得到的淬硬层深度。
钢的淬硬性指的是钢在淬火能达到的最高硬度。用不同的钢制成相同形状和尺寸的工件，在同样条件下淬火，淬透性好的钢淬硬层较深，淬透性差的钢淬硬层较浅。
三、小结：钢的退火与正火
钢的淬火
钢的回火
时效处理与淬透性
四、作业：
课本习题：15；16；17
第七章习题及答案 7-1试述生产过程、工序、工步、走刀、安装、工位的概念。 答：制造机械产品时，将原材料转变为成品的全过程称为生产过程。 工序是指一个（或一组）工人在一个工作地点或一台机床，对同一个或同时对几个工件进行加工所连续完成的那一部分工艺过程。 工步是指在一个工序中，当加工表面不变、加工工具不变的情况下所连续完成的那部分工艺过程。 在一个工步内，如果被加工表面需切去的金属层很厚，一次切削无法完成，则应分几次切削，每进行一次切削就是一次走刀。 安装是指工件在加工之前，在机床或夹具上占据正确的位置（即为定位），然后加以夹紧的过程称为装夹。工件经过一次装夹完成的工序称为安装。 工件在机床上所占据的每一个待加工位置称为工位。 7-2什么是机械加工工艺过程？什么是机械加工工艺规程？ 答：机械加工工艺规程（简称工艺规程）是将机械加工工艺过程的各项内容写成文件，用来指导生产、组织和管理生产的技术文件。 工艺过程是生产过程中的主要部分，是指在生产过程中直接改变毛坯的形状、尺寸、相对位置和材料性能，使其成为半成品或成品的过程。 7-3试指明下列工艺过程中的工序、安装、工位及工步。坯料为棒料，零件图如图题7-3所示。 1）卧式车床上车左端面，钻中心孔。 答：车左端面、钻中心孔分别为工步。 2）在卧式车床上夹右端，顶左端中心孔，粗车左端台阶。 答：夹右端，顶左端中心孔为装夹，粗车左端台阶为工步。 3）调头，在卧式车床上车右端面，钻中心孔。 答：车右端面、钻中心孔分别为工序。 4）在卧式车床上夹左端，顶右端中心孔，粗车右端台阶。 答：夹左端，顶右端中心孔为装夹。车右端台阶为工步。 5）在卧式车床上用两顶尖，精车各台阶。 答：两顶尖定位为装夹，精车左、右端台阶为工步。 图题7-3 7-4拟定机械加工工艺规程的原则与步骤有哪些？工艺规程的作用和制定原则各有哪些？ 答：制定工艺规程的原则是优质、高产和低成本，即在保证产品质量的前提下，争取最好的经济效益。 制定工艺规程的步骤： 1）分析研究部件或总成装配图样和零件图样；
二、机械加工工艺过程 机械加工工艺过程是机械产品生产过程的一部分，是直接生产过程，其 原意是指采用金属切削刀具或磨具来加工工件，使之达到所要求的形状、尺寸、表面粗糙度和力学物理性能，成为合格零件的生产过程。由于制造技术的不断发展，现在所说的加工方法除切削和磨削外，还包括其他加工方法，如电加工、超声加工、电子束加工、离子束加工、激光束加工，以及化学加工等几乎所有的加工方法。 三、机械加工工艺规程 是规定产品或零部件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件，是一切有关生产人员都应严格执行、认真贯彻的纪律性文件。 四、机械加工工艺过程的组成 图4－2 工艺过程、工序、安装、工位、工步、走刀之间的关系 五、回顾如下几个概念以方便本章的学习 1、工序 一个或一组工人，在一个工作地对一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程，称为工序。 工序是组成工艺过程的基本单元。 划分工序的主要依据是工作地是否变动和工作是否连续以及操作者和加工对象是否改变，共四个要素。在加工过程中，只要有其中一个要素发生变化，即换了一个工序。 2、安装 在同一个工序中，工件每定位和夹紧一次所完成的那部分工序内容称 由机械产品的生产过程引出机械加工工艺过程的概念，再到机械加工工艺规程。 正确理解工序、安装、工位、工步、走刀的概念； 理解要点：三定一连续（四要素）
§4－1－2 机械加工工艺规程的格式 卡片形式，我国未作统一的规定，但各机械制造厂使用表格的基本内容是相同的。机械加工工艺规程的详细程度与生产类型、零件的设计精度和工艺过程的自动化程度有关。对应形式见表4－1。具体格式见图4－3、4－4及4－5。 表4－1 机械加工工艺规程格式特点对比 生产类型详细程度备注 机械加工工艺过程卡片单件小批（普通 加工方法） 简单 对于数控工序， 则需作出详细规 定，填写数控加 工工序卡、刀具 卡等必要的与编 程有关的工艺文 件，以利于编程。 机械加工工艺卡 片 中批生产较详细 机械加工工序卡 片 大批大量 （单件小批中技 术要求高的关键 零件的关键工 序） 详细（＋调整卡、 检验卡） 图4－3 机械加工工艺过程卡 知道机械加工 工艺规程的特 点和应用场合 单件小批（普 通加工方法）
《机械制造基础》课程教学大纲 课程代码：010331008 课程英文名称：Fundamentals of Mechanical Manufacturing Technology 课程总学时：40 讲课：36 实验：4 上机：0 适用专业：机械设计制造及其自动化 大纲编写（修订）时间：2010.7 一、大纲使用说明 （一）课程的地位及教学目标 本课程以机械制造工程基础为主线，力图达到强化工程基础原理、扩大专业讲授知识面、反映专业新技术和发展趋势、加强学生专业基础能力和专业适应能力的培养和提高。通过学习，使学生掌握金属切削过程的一般现象和基本规律，掌握机械加工工艺规程制订的基本技能，学会分析工程中出现的加工质量问题的原因和解决的方法。能根据具体条件，合理选择各种刀具及其切削用量。使学生在实际工作中能够寻找出改善加工表面质量，提高切削加工生产率和降低成本的基本途径。并能运用所学的知识分析和解决生产实践中出现的一些有关问题。 （二）知识、能力及技能方面的基本要求 1．使学生掌握金属切削加工的基本理论，能按加工条件选择合理的刀具材料、几何参数、切削用量。了解常用刀具的类型、结构特点、使用范围并能正确地选择使用。 2．通过学习掌握设计机械零件加工工艺规程的基础知识，掌握加工方法的选择、切削用量的确定、了解专用机床夹具的设计方法。 3．掌握影响机械加工精度的因素和提高加工精度的工艺理论和方法。 （三）实施说明 1．要求课堂讲解内容简练、清晰，概念正确，突出重点、难点，取舍得当，举例合适。 2．严格遵守教学大纲要求组织教学内容。 3．作业是检验学生学习情况的重要教学环节，为了帮助学生掌握课程的基本内容，适当安排一定数量的分析讨论案例。 4．实验是教学的一个主要环节，用于基本实验的时间为6学时，每次实验每小组4人，使每个学生均有亲自操作的机会。 5．开展实际工程案例教学，充分利用多媒体等现代化教学手段 （四）对先修课的要求 本课程的教学必须在完成先修课程之后进行。本课程主要的先修课程先修课程为：工程力学、金属材料及热处理、工程制图、互换性及技术测量、机械设计、机械原理。 （五）对习题课、实践环节的要求 1．工艺规程设计综合练习举例讲解工艺规程设计设计过程使学生掌握工艺规程设计设计基本能力 2．实验: 实验内容学时分配 一、车刀几何角度的测量 2 目的：弄清车刀各几何角度的定义及其在图纸上的标注方法：掌握测量车刀几何 角度的方法 二、误差统计和分析实验 目的：作X-R控制图了解工序质量管理的意义；学会判断工艺过程的稳定性； 2 初步掌握分析零件加工精度的影响因素
教学课程：绪论 教学目的： 1.了解课程的性质和内容 2.了解机械制造技术的发展现状 3.了解先进制造技术及其发展方向 4.了解课程的目的和要求 教学重点： 1.了解课程的性质和内容 2.了解课程的目的和要求 教学过程： 讲授新课： 一、本课程的性质和内容 本课程所讲的机械制造技术主要是指机械冷加工技术和机械装配技术。 内容包括： （1）掌握金属切削过程的基本规律和机械加工的基本知识。合理选择机械加工方法与机床、刀具、夹具及切削加工参数，并初步具备制订机械加工工艺规程的能力。 （2）掌握机械加工精度和表面质量的基本理论和基本知识。初步具备分析和解决现场工艺问题的能力。 二、机械制造技术的发展现状 我国的制造业得到长足发展，但还存在阶段性的差距。 1.数控机床在我国机械制造领域的普及率不高。 2.国产先进数控设备的市场占有率较低。
3.数控刀具、数控检测系统等数控机床的配套设备不能适应技术发展的需要。 4.机械制造行业的制造精度、生产效率、整体效益等都不能满足市场经济发展的要求。 三、先进制造技术的及其发展方向 先进制造技术是传统制造业不断吸收机械、电子、信息、材料及现代管理等方面的最新成果，将其综合应用于制造的全过程以实现优质、高效、低消耗、敏捷及无污染生产的前沿制造技术的总称。 先进制造技术的主要发展趋势 （1）制造技术向自动化、集成化和智能化的方向发展（CNC)机床、加工中心（MC)、柔性制造系统（FMS）以及计算机集成制造系统（CIMS）等自动化制造设备或系统的发展适应了多品种、小批量的生产方式，它们将进一步向柔性化、对市场快速响应以及智能化的方向发展，敏捷制造设备将会问世，以机器人为基础的可重组加工或装配系统将诞生，智能制造单元也可望在生产中发挥作用。加速产品开发过程的CAD／CAM一体化技术、快速成形（RP）技术、并行工程（CE）和虚拟制造（VM）将会得到广泛的应用。 （2）制造技术向高精度方向发展 21世纪的超精密加工将向分子级、原子级精度推进，采用一般的精密加工也可以稳定地获得亚微米级的精度。精密成形技术与磨削加工相结合，有可能覆盖大部分零件的加工。以微细加工为主要手段的微型机电系统技术将广泛应用于生物医学、航空航天、军事、农业、家庭等领域，而成为下世纪最重要的先进制造技术前沿之一。
机械制造基础作业汇 总(3)
1.何谓合金的铸造性能？可以用哪些性能来衡量？铸造性能不好会引起哪些缺陷？ ①铸造性能是表示合金铸造成形获得优质铸件的能力； ②充型能力、收缩性等来衡量。 ③充型能力不好，铸件易产生浇不到、冷隔、气孔、夹杂、缩孔、热裂等缺陷；收缩是造成缩孔、缩松、应力、变形和裂纹的基本原因; 2. 简述熔模铸造、压力铸造的工艺过程、特点和适用范围。 熔模铸造： 熔模铸造工艺过程: 熔模铸造主要有以下过程：制造压型、制造熔模、制造型壳、脱模、焙烧、浇注、清理。 熔模铸造特点： 1）铸件的精度和表面质量高；尺寸公差IT11～IT14，Ra12.5～Ra1.6； 2）可制造形状较复杂的铸件； 3）适用于各种合金铸件，尤其是高熔点和难以加工的高合金钢，如耐热合金、不锈钢、磁钢等。 4）工艺过程较复杂，生产周期长，使用费和消耗的材料费较贵，多用于小型零件。 熔模铸造适用范围：熔模铸造适用于制造形状复杂，难以加工的高熔点合金及有特殊要求的精密铸件；主要用于汽轮机、燃汽轮机叶片、切削刀具、仪表元件、汽车、拖拉机及机床等零件的生产。 压力铸造： 压力铸造的特点
优点： 1）铸件的尺寸精度高，表面粗糙度小，尺寸公差IT11 ～IT15，Ra 3.2～Ra 0.8；2）可压铸形状复杂的薄壁精密铸件，如可直接铸出螺纹、齿形； 3）压铸件在高压下结晶，组织致密，力学性能好，其强度比砂型铸件提高25%～40%； 4）生产率很高，生产过程易于机械化和自动化。 缺点： 1）压铸时，高速液流会包住大量空气，凝固后在铸件表皮下形成许多气孔，故不能太多加工和热处理。 2）设备投资大，生产准备周期长，只适于大量生产。 压力铸造的适用范围: 压力铸造主要用于生产铝、锌、镁等有色合金铸件，如发动机缸体、缸盖、箱体、支架等。 3.常用铸造合金有哪些？ （1）铸铁 (2) 铸钢（3）铸造铝合金 (4) 铸造铜合金 4. 什么是铸造结构工艺性？为了满足金属的铸造性能，铸造结构应该考虑哪些要求？ (1)概念：指所设计的零件在满足使用要求前提下，铸造成形的可行性和经济性，即铸造成形难易程度。良好的铸件结构应满足金属的铸造性能和铸造工艺性。 (2) 铸件结构必须满足金属铸造性能要求，否则可能产生浇不足、冷隔、气孔、缩松、变形和裂纹等缺陷！应有如下考虑：1) 铸件壁厚的设计(合理壁厚)2）铸
《机械制造技术》授课教案 试讲人：陈启安授课时间：2015年12月30日 课题第三章工件的定位与夹紧 3.2.3工件的定位方式 教学目标知识目标： 1、了解自由度的概念、六点定位原则。 2、熟悉常见几何体定位方式。 3、正确理解四种定位方式，学会判断工件的定位方式 能力目标：激发学生创新思维，提高学生动手能力。把新学到的内容运用到夹具及定位装置设计实践中。 德育目标：培养学生积极创新能力，提高学生自主学习能力和热情。 重点难点分析重点：1、完全定位、不完全定位、过定位、欠定位概念。 难点：1、常见几何体定位方式。2、工件定位中过定位的问题。 教学 设想 讲解有关概念、工件定位实例。从简单实例到复杂实例逐步掌握各项功能操作。 教学 方法 示范法、任务驱动法、案例式教学法、多媒体辅助法 教学 用具 网络多媒体教室 教学 课时 1课时
学情背景 授课对象学生，已了解一些夹具的基本概述，能够认识一些夹具的夹紧原理，再学习专业的工件定位，对工件的定位、定位装置的设计会有一定的认识。 教学过程 【情景创设】（2分钟） 1、新课内容、重难点、目标概括。 2、引入情景（引导学生对前后知识的串连）简单说说上一节课夹具的功能、夹具的组成、夹具的分类以及与本节知识的关系（即学习工件定位是定位元件与夹具设计的基础），并提出如何对不同工件定位。 3、导入新课 提出如何对不同工件定位：根据工件的加工要求，为避免工件出现偏转或移动而使加工质量无法保证，需要对工件进行定位，那么工件怎么定位？定位时应注意什么？现在我们来学习本节新的知识。 【讲授新课】 本节课我们来了解掌握工件定位方式及应用。 工件定位的基本原理（10分钟） 1、讲解一些必备的基本概念 如：自由度的概念、六点定位原则 自由度的概念：一个位于空间自由状态的物体，对于空间直角坐标系来说，具有六个自度：三个位移自由度和三个旋转自由度 六点定位原则：使用合理设置的六个支承点，与工件的定位基准相接触，以限制工件的六个自由度，使工件在夹具中的位置完全被确定的方法称为六点定位法则 2、运用六点定位原则对不同形状工件进行定位 运用六点定位原则对矩形工件定位、圆柱形工件定位、圆盘形工件定位进行讲解，配合图形，使学生更深刻了解六点定位原则。 工件的定位方式（25分钟） 1、教师讲授：讲解四种定位方式的概念，结合课本，再加上自己的理解来阐述概念 分别讲述完全定位、不完全定位、欠定位、过定位的概念。 完全定位：指工件的六个支承点完全被限制工件在空间占有完全确定的唯一
第一章工程材料的基本知识 1，说明下列符号的含义及其所表示的机械性能指标的物理意义：σs，σb，HRC,180HBS10/1000/30 答：σs屈服强度符号，材料产生屈服现象时的最小应力值称为屈服强度。σs=F S/S O. σb 抗拉强度符号，材料被拉断前承受最大载荷时的应力值称为抗拉强度。σb= F b/S O. HRC洛氏硬度符号，压头为1200金刚石圆锥体。180HBS10/1000/30表示用直径为10mm的淬火钢球在1000Kgf的载荷作用下，时间保持30s所测得的布氏硬度值为180。 2，为什么冲击韧性值不直接用于设计计算？它与塑性有何关系？ 答：冲击韧性值是通过一次摆锤冲击试验测得的，测试时要求一次冲断，而生产实地中的工件大多数都是多次冲击后才被破坏的，这与冲击试验中一次冲断的情况相差较大，所以冲击韧性值常规下只用于判定材料是塑性的还是韧性的，而不用于直接设计。韧性是材料强度和塑性的综合指标,当材料的强度和塑性都很好时，材料的韧性才会很好。 3，何谓金属的疲劳和蠕变现象？它们对零件的使用性能有何影响? 答：金属在连续交变载荷的作用下发生突然性的断裂称为疲劳断裂。金属在高温长时间应力作用下产生明显的塑性变形直至断裂的现象称为蠕变。在设计零件时，必须考虑疲劳强度和蠕变强度及持久强度。 4.Fe—Fe3C相图在生产实践中有何指导意义？有何局限性？ 答：铁碳合金相图的指导意义：（1），选择材料方面的应用；（2），铸造方面的应用；（3），锻造方面的应用；（4），热处理方面的应用； 由于铁碳相图是以无限缓慢加热和冷却速度得到的，而在实际加热和冷却都有不同程度的滞后现象。 第二章钢的热处理 一，何为钢的热处理？钢的热处理有哪些基本类型？ 答：钢在固态下采用适当方式进行加热、保温，并以一定的冷却速度冷却到室温，改变钢的组织从而改变其性能的一种工艺方法。 类型包括退火、正火。淬火、回火四种基本类型。 二，退火和正火的主要区别是什么？生产中如何选择正火和退火？ 答：正火比退火的冷却速度快些，故正火的组织比较细，硬度强度比退火高。 根据其加工性、使用性、经济性来选择。 三，常用的淬火方法有哪些，说明它们的主要特点及应用范围。 答：1，单液淬火法：操作简单，易于实现机械化，自动化。 2，双液淬火法：适用于高碳工具钢制造的易开裂工件，如丝锥、板牙等。 3，分级淬火法：适用于由合金钢制造的工件或尺寸较小、形状复杂的碳钢工件。 4，等温淬火法：适用于形状复杂、且要求具有较高硬度和韧性的工具、模具等工件。 5，局部淬火法：对要求局部有高硬度的工件。 四，回火的目的是什么？常用的回火方法有哪几种？指出各种回火方法得到的组织、性能及应用范围。 答：回火的目的有四个： 1，降低脆性，消除或减少内应力。 2，获得工件所要求的机械性能。 3，稳定工件的尺寸。 4，降低工件硬度，利于切削加工。低温回火组织为回火马氏体，一般为工模具钢要求高硬度高强度的工艺。
授课内容：绪 论 目的要求:了解机械设计基础课程研究对象及学习要求 重点难点：重点：课程学习要求 难点：课程学习要求 计划学时：2 绪 论 第一节 本课程研究的对象和内容 本课程研究对象：机 械（机器与机构的总称 机器的定义：执行机械运动的装置 机器的分类 机器主体部分由机构组成 曲柄滑块机构:活塞的往复运动通过连杆转变为曲轴连续转动 凸轮机构:凸轮和顶杆用来启闭进气阀和排气阀； 齿轮机构:两个齿轮保证进、排气阀与活塞之间形成协调动作； 机械是机器和机构的总称 第二节 本课程在教学中的地位 一、本课程的特点 是工程制图、工程材料及机械制造基础、理论力学，材料力学、金工实习等理论知识和实践技能的综合运用，同 时，为后续课程的学习打下基础 通过本课程的学习，可以培养大家初步具备运用手册设计简单机械设备的能力，为今后操作、维护、 机构的分类 通用机构 专用机构 用途广泛，如齿轮机构、连杆机构等 只能用于特定场合，如钟表的发条机构 机械原理 机械设计 ：研究机器、机构运动原理 ：研究组成机器、机构的零件设计原理 设计基础 机械 机器 工作机 原动机 将其他形式的能量转化为机械能的机器 利用机械能去变换或传递能量、物料、信息的机器 机器的功能组成 动力部分 传动部分 控制部分 执行部分 6 5 4 3 8 7 1 2 9 10
管理、革新工程机械设备创造条件 三、怎样学好本课程 1.重思考，常想几个问题： A.什么样子 B.怎么运动 C.工作原理、方式 D.现实生活中的实际例子 2.会查表、会用工具书 3.不注重公式的记忆——哪些公式要记忆，会在课堂上和考试前提醒 4.多看一些设计方面的书，如工业设计、机械优化设计等 5.一定要会几个设计软件二维的：AUTOCAD 三维的：Pro/E、UG等 授课内容：第1章平面机构的自由度和速度分析（§1.1—§1.2） 目的要求:熟悉运动副的分类 重点难点：重点：运动副的分类难点：运动副的分类 计划学时：2
《机械制造基础》 ---------定位误差分析教案 课题定位误差分析 教学目的及要求 教学目的（1）了解定位误差的种类。 （2）正确进行定位误差分析。 （3）掌握定位误差计算要领。 要求通过教学过程的互动、探讨与交流，培养学生谦虚、好学、善于分析问题的能力；培养团队协作精神、良好的职业素养；学生独立思考、勇于创新的良好作风。 教学重点1）定位误差形成的分析。 2）定位误差的计算。 难点定位误差产生的原因 定位误差的分析计算 教学方法互动式教学法讨论式教学法渐进式教学案例式教学法 教具多媒体教学使用ppt和flash动画辅助教学 课时1课时（45分钟） 班级G08DSC1 教学过程 1、复习提问：（4分钟） （1）夹具定位常用定位元件有哪些重点复习与本次课教学有关的支承板、支承钉、V形块、定位销、定位心轴。
（2）夹具的定位方式有哪几种？ 对本节课教学中所采用的定位方式重点进行复习：平面定位元件和孔定位方式。 提出问题，让学生主动回答。不会的同学可以看书，鼓励他们踊跃回答问题，提高学习积极性。 设计目的：经过学生的回答，老师再进行总结性的补充和说明，让学生在轻松的氛围中复习相关知识；设置的问题既是对前面重点的复习，又是后面知识的基础。 2、新课导入 （2分钟） 创设情境：通过在实际生产中工件在夹具中定位进行加工，产生了加工误差的动画演示，提出问题：这些工件在加工中会出能否保证加工精度？引导学生分析加工过程中，总结误差产生的原因。从而导出项目教学任务： 如何分析工件在夹具中存在的误差？ 设计目的：在前面复习的基础上，采用这种形象生动的导入法，激发了学生探究新知识的欲望，将学生的兴趣点引到了如何对误差进行分析的探索研究上来。 3、新课 （39分钟） 10.2.4定位误差分析 一、定义 定位误差（△D ）：设计基准在工序尺寸方向上的最大位置变动量。 二、定位误差分析 1、基准不重合误差 定位误差 基准位移误差 基准不重合误差
课程情况简介 课程性质：专业基础课 任教班级：模具051、052 计辅051 五年专数控031 周课时：4节 总学时：80节 教材：《机械制造技术》华主编焕峰副主编高等教育
教学课题：第1章机械制造过程概述 教学目的：1、了解课程的性质和容 2、了解机械制造技术的发展现状 3、了解先进制造技术及其发展方向 4、了解课程的目的和要求 5、熟悉生产过程和机械制造过程 6、掌握机械制造过程的分析 教学重点：机械制造过程的基本概念 教学难点：生产过程和机械制造过程 授课时间： 课时安排：2节课 教学方法：讲授教学、多媒体教学 教学过程： 绪论 一、本课程的性质和容 本课程所讲的机械制造技术主要是指机械冷加工技术和机械装配技术。 容包括： （1）掌握金属切削过程的基本规律和机械加工的基本知识。 合理选择机械加工方法与机床、刀具、夹具及切削加工参数，并初步具备制订机械加工工艺规程的能力。 （2）掌握机械加工精度和表面质量的基本理论和基本知识。 初步具备分析和解决现场工艺问题的能力。 二、机械制造技术的发展现状 我国的制造业得到长足发展，但还存在阶段性的差距。 1、数控机床在我国机械制造领域的普及率不高。 2、国产先进数控设备的市场占有率较低。 3、数控刀具、数控检测系统等数控机床的配套设备不能适应技术发展的 需要。 4、机械制造行业的制造精度、生产效率、整体效益等都不能满足市场经 济发展的要求。 三、先进制造技术的及其发展方向 先进制造技术是传统制造业不断吸收机械、电子、信息、材料及现代
管理等方面的最新成果，将其综合应用于制造的全过程以实现优质、高效、低消耗、敏捷及无污染生产的前沿制造技术的总称。 先进制造技术的主要发展趋势 （1）制造技术向自动化、集成化和智能化的方向发展（CNC)机床、加工中心（MC)、柔性制造系统（FMS）以及计算机集成制造系统（CIMS）等自动化制造设备或系统的发展适应了多品种、小批量的生产方式，它们将进一步向柔性化、对市场快速响应以及智能化的方向发展，敏捷制造设备将会问世，以机器人为基础的可重组加工或装配系统将诞生，智能制造单元也可望在生产中发挥作用。加速产品开发过程的CAD／CAM一体化技术、快速成形（RP）技术、并行工程（CE）和虚拟制造（VM）将会得到广泛的应用。 （2）制造技术向高精度方向发展 21世纪的超精密加工将向分子级、原子级精度推进，采用一般的精密加工也可以稳定地获得亚微米级的精度。精密成形技术与磨削加工相结合，有可能覆盖大部分零件的加工。以微细加工为主要手段的微型机电系统技术将广泛应用于生物医学、航空航天、军事、农业、家庭等领域，而成为下世纪最重要的先进制造技术前沿之一。 （3)综合考虑社会、环境要求及节约资源的可持续发展的制造技术将越来越受到重视。 绿色产品、绿色包装、绿色制造过程将在下个世纪普及。 四、学习本课程的目的和要求 通过本课程的学习，使学生掌握机械制造技术的基本加工技术和基本理论，再通过后续课程的学习，进一步掌握先进制造技术的有关知识，从而为将来胜任不同职业和不同岗位上的专业技术工作、掌握先进制造技术手段应用、具备突出的工程实践能力奠定良好的基础。 1、掌握机械制造过程中工艺系统、表面成形和切削加工的基本理论；掌握常用加工方法及其工艺装备的基本知识和基本理论；了解现代制造技术的知识、应用及发展。 2、掌握常用加工方法的综合应用、机械加工工艺、装配工艺设计的方法，初步掌握工艺装备选用和夹具设计的方法。 3、初步具备解决机械制造过程中工艺技术问题的能力和产品质量控制的能力 §1-1 机械制造过程 一、生产过程 生产过程是指将原材料转变为成品的全过程它包括原材料的运输、保管与准备，产品的技术、生产准备，毛坯的制造，零件的机械加工及热处
《机械制造基础》 教案
第一讲绪论 课题：1、讲解本课程研究的对象、内容、方法 课题形式：讲授、两课时 教学目的：1、讲解本课程研究的对象、内容、方法 2、讲解机械制造一般过程概述 教学要求：1、理解机械制造的一般过程 2、明确本课程的研究对象、内容、方法 教学重点：1、机械制造的一般过程 教学难点：1、机械制造的一般过程 教具：多媒体图片 教学方法：多媒体讲解、课堂提问 教学过程： 一、案例导入： 本课程题目为《机械制造基础》，因此我们研究的内容都是围绕机械制造过程展开的。那么到底机械制造过程有哪些呢？ 二、教学内容： 1.本课程学习意义 熟悉各种工程材料性能，合理选择材料； 初步掌握和选用毛坯或零件的成形方法及机械零件表面加工方法； 选用公差配合 了解工艺规程制订的原则与方法 扩大知识面（特种加工技术、先进制造技术） 2.本课程知识体系 “工程材料”部分：以剖析铁碳合金的金相组织为基础，以介绍工程材料的性质和合理选材为重点； 热加工工艺基础：“铸造”、“锻压”、“焊接”，认识这些加工方法的用途和实现方法； 互换性与测量技术：理解公差配合概念与选用； 机械加工工艺基础：“毛坯选择”、“金属切削加工技术”、“机械零件表面加工技术”、“机械加工工艺规程编制” 特殊加工与先进制造技术：了解用途与应用场合 3.学习方法 总结归纳各章节学习目的，形成完整知识体系（宏观） 突出各章重点与细节，加深对知识点的深入认识（微观） 在相关生产实习过程中，遇到实际问题，结合课本知识，继续自学 4.机械制造的概念 将原材料（毛坯）和相关辅料转变成为成品（机械零件）的过程 5.机械制造主要过程 技术准备毛坯制造零件加工产品检验和装配产品检验和装配 （1）技术准备阶段 制订工艺规程 原材料选则与供应 刀具、夹具、量具的配备 热处理设备和检测仪器的准备
机械制造基础教案主讲教师：吴斌方 使用教材：机械制造基础 主编：肖华 中国水利水电出版社（2005年3月） 2007.4
第一讲 章节题目：第五章机械加工工艺规程设计 [教学内容] 5．1基本概念； [教学安排] 讲授2学时，采用多媒体教学手段，课堂讲授。 [知识点及其基本要求] 知识点： 生产过程、工艺过程、工序、工位、安装、工步、生产纲领、工艺规程等基本概念； 工艺规程的种类、作用、制定原则、步骤等。 基本要求： 了解：工艺规程有关的基本概念。 掌握：掌握工艺过程、工序、工步、安装、工艺规程制订原则等。 [重点和难点] 重点掌握工序和工艺规程制订原则。 [教学法设计] 1.通过几个零件加工应用的实例，引入工艺规程有关概念，以讨论的形式给出工艺规程有关的定义和特点； 2.较系统地工艺规程制订的原则、步骤，特别是原始资料，加深对工艺规程作用的理解。 [应用]
[板书设计] 0. 开场白 5．1基本概念 5．1．1机械产品的生产过程和机械加工工艺过程 1）工序 2）安装 3）工位 4）工步 5）走刀 5．1．2生产纲领和生产类型 5．1．3机械加工工艺规程 1）种类 2）作用 3）原则 4）技术资料 5）步骤 [小结] 本次课主要讲述了工艺规程有关的概念，重点掌握其工序和工步，工艺规程制订的原则和步骤。 [教学后记]
[教学资料补充]
第二讲 章节题目：第五章机械加工工艺规程设计 [教学内容] 5．2工件加工时的装夹与基准。 [教学安排] 采用多媒体教学手段，课堂讲授。 [知识点及其基本要求] 知识点： 工件的装夹、工件的定位和定位基准的选择。 基本要求： 理解机器人的基本机构构，掌握其各种类型的特点，了解工业机器人的应用。[重点和难点] 重点：工业机器人的基本机构。 难点：工业机器人的结构特点。 [教学法设计] 1.介绍工业机器人的基本机构构，并对每个机构进行详细讲解； 2.较系统地介绍工业机器人的应用。在教学过程采用启发式对比教学方法，通过提出工业机器人的结构特点，让学生积极思考工业机器人的构造特点，加深学生的理解。 [应用] 无。 [板书设计]
机械制造基础复习题 答案
中国石油大学（北京）远程教育学院 《机械制造基础》复习题答案 一、单项选择题（每小题 1分，共 30分） 在下列每小题的四个备选答案中选出一个正确的答案，并将其字母标号填入题干的括号内。 1、以下哪种加工，前角应选大些。（Ｃ） Ａ.加工脆性材料Ｂ.工件材料硬度高； Ｃ.加工塑性材料; D. 脆性或塑性材料。 2、以下哪种磨削，选用软的砂轮。（Ａ） Ａ.磨削硬材料；Ｂ.磨削软材料； Ｃ.磨削断续表面; D.精磨。 3、粗加工选择切削用量的基本原则是（Ａ）。 A．选取大的切削深度；Ｂ．在单位时间内切除尽量少的加工余量； Ｃ．选取小的切削深度；Ｄ．选取大的切削速度。 4、精加工时，应选用哪种切削液。（Ｃ） Ａ.水溶液；Ｂ.乳化液； Ｃ.切削油; D.温度较高的水溶液。 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除
5、车床刀架的横向运动方向与车床回转轴线不垂直，车出的工件将呈现出（ A ）。 A．端面中凸形；Ｂ．腰鼓形； Ｃ．锥度；Ｄ．腰鼓形和锥度。 6、钻孔有两种基本方式，其一是钻头不转，工件转，这种加工方式容易产生 （Ｂ）误差。 Ａ.轴线歪斜；Ｂ.锥度； Ｃ.轴线歪斜和锥度； D轴线歪斜和腰鼓形。 7、加工一个窄长平面如图1所示，精度为ＩＴ９，Ｒａ≤６.３um，应选用（Ｃ）。 Ａ. 铣削；Ｂ.磨削； Ｃ. 刨削； D.车削。 图 1 8、主要用于连接的螺纹是（Ａ） Ａ. 三角螺纹；Ｂ.梯形螺纹； Ｃ. 方牙螺纹； D. 三角螺纹和梯形螺纹； 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除
9、在安排零件的切削加工工序时，常遵循的原则是（ A ）。 A．先加工基准面，后加工其它表面；Ｂ．先加工加工其它表面，后加工基准面；Ｃ．先精加工，后粗加工；Ｄ．先安排次要表面的加工，穿插加工主要表面。 10、孔的作用尺寸是在配合面的全长上（Ｃ）。 A 、与实际轴外接的最小理想孔的尺寸； Ｂ、孔的最大实体尺寸； Ｃ、与实际孔内接的最大理想轴的尺寸； Ｄ、孔的最小实体尺寸。 11、当两要素在0?～90?之间的某一角度时，用（Ａ）公差控制被测要素对基准的方向误差。。 Ａ.倾斜度；Ｂ.垂直度； Ｃ.平行度； D位置度。 12、轴承的配合的基本尺寸是（Ｃ）。 Ａ. 轴承的内径和宽度；Ｂ. 轴承的外径和宽度； Ｃ. 轴承的内径和外径； D. 轴承的宽度； 13、机床主轴齿轮，（Ｂ）要求高些。 Ａ.传递运动的准确性；Ｂ.传动的平稳性； Ｃ.载荷分布的均匀性; D.侧隙。 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除
《机械制造基础》课程教学大纲 一、课程简介 （一）课程代码：B11040077 （二）课程名称：机械制造基础（Machinery Manufacturing Base） （三）修读对象：机械设计制造及其自动化 （三）总学时数：63学时（理论54学时，实验9学时） （四）修课学分：3.5学分 （五）考核方式：考试（笔试占80% + 平时成绩占20% ） （六）相关课程：《金工实习》、《公差配合与测量技术》、《工程材料》、《材料力学》（七）内容提要：机械制造基础是一门理论性、技术性、实践性、综合性很强的专业基础课。课程以传统与现代制造技术结合为内容，以加工原理为基础，方法与工艺为主线，质量、效率、经济性三者之间的协调发展为目标，主要讲授零件毛坯的制造方法、工艺规程设计、机床夹具设计、机械加工精度与控制、机械加工表面质量及其控制、机器的装配工艺过程设计、先进制造技术简介等内容。 二、教学目的和教学方法 1、教学目的 通过本课程学习，使学生掌握机械制造的基本原理和方法，掌握零件毛坯制造方法的选择、工艺规程设计、加工质量分析与控制、零件结构工艺性和机器装配工艺性设计等方面的基本能力，了解先进制造技术与生产模式。为学生将来从事机械制造工程技术工作，奠定扎实的专业知识和能力基础。 2、教学方法 结合课程特点，紧扣“厚基础、重应用、强能力、高素质”教学目标，以基础理论为重心、工程应用为根本，采取课堂教学、现场教学、实验教学、网上辅导、课外练习、课程设计等教学形式，运用叙述式与案例式讲授基本内容及解释基本原理；运用启发式和探究式激发学生的学习热情；运用任务式和练习式明确知识的价值及巩固理解和记忆。且教与学相结合，老师只讲重点难点（约70%），学生自学易学点（约30%），共同完成教学任务。
机械制造基础教学大纲内部编号：（YUUT-TBBY-MMUT-URRUY-UOOY-DBUYI-0128）
《机械制造基础》课程教学大纲 一、课程简介 （二）课程名称：机械制造基础（Machinery Manufacturing Base） （三）修读对象：机械设计制造及其自动化 （三）总学时数：63学时（理论54学时，实验9学时） （四）修课学分：3.5学分 （五）考核方式：考试（笔试占80% + 平时成绩占20% ） （六）相关课程：《金工实习》、《公差配合与测量技术》、《工程材料》、《材料力学》 （七）内容提要：机械制造基础是一门理论性、技术性、实践性、综合性很强的专业基础课。课程以传统与现代制造技术结合为内容，以加工原理为基础，方法与工艺为主线，质量、效率、经济性三者之间的协调发展为目标，主要讲授零件毛坯的制造方法、工艺规程设计、机床夹具设计、机械加工精度与控制、机械加工表面质量及其控制、机器的装配工艺过程设计、先进制造技术简介等内容。 二、教学目的和教学方法 1、教学目的 通过本课程学习，使学生掌握机械制造的基本原理和方法，掌握零件毛坯制造方法的选择、工艺规程设计、加工质量分析与控制、零件结构工艺性和机器装配工艺性设计等方面的基本能力，了解先进制造技术与生产模式。为学生将来从事机械制造工程技术工作，奠定扎实的专业知识和能力基础。 2、教学方法
结合课程特点，紧扣“厚基础、重应用、强能力、高素质”教学目标，以基础理论为重心、工程应用为根本，采取课堂教学、现场教学、实验教学、网上辅导、课外练习、课程设计等教学形式，运用叙述式与案例式讲授基本内容及解释基本原理；运用启发式和探究式激发学生的学习热情；运用任务式和练习式明确知识的价值及巩固理解和记忆。且教与学相结合，老师只讲重点难点（约70%），学生自学易学点（约30%），共同完成教学任务。 三、理论与实验教学学时分配 四、选用教材和主要教学参考书 教材：[1]《金属工艺学》（上），邓文英主编，高等教育出版社.2009 [2]《机械制造工艺学》（第3版），王先逵主编，机械工业出版 社.2013 参考书：[1]《机械制造技术基础》，周宏甫编着，高等教育出版社 [2]《机械制造工艺学》，常同立，杨家武、佟志忠编着，清华大 学出版社
机械制造基础 课程教案 授课时间 第周 星期 第 节 课次 授课方式 理论课□√ 讨论课□ 实验课□ 习题课□ 其他□ 课时 （请打√） 8 安排 授课题目（教学章、节或主题） ： 第 2 章 铸造成形 教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次） ： 1． 熟悉合金的铸造性能及其对铸件质量的影响。 2． 掌握砂型铸造和常用特种铸造方法的特点，对典型铸件具有较合理地选用铸造方法的能力。 3． 熟悉砂型铸造浇注位置、分型面及铸造工艺参数的选择，能绘制典型铸件的铸造工艺简图。 4． * 了解铸铁的石墨化及其对铸件组织和性能的影响，了解常用铸造合金的获得方法及铸造特 点。 5． 具有分析零件铸造结构工艺性的初步能力。 6. 了解铸造新工艺、新技术及其发展趋势。教学重点及难点： 重点：浇注位置和分型面的选择，铸造工艺图。合金的铸件性能和影响因素。铸铁件生产的基本原理和工艺要求。铸件结构设计要求，常用合金铸件的结构特点 难点：浇注位置和分型面的选择；铸造工艺图 教 学 基 本 内 容 方法及手段 一、什么是液态成型（铸造生产） 将液态金属浇注到与零件形状相适应的铸型型腔中，待其冷却凝固，以获得毛坯或零件的生产方法。 二、砂型铸造的工艺过程 型砂 铸 铸 模型 型 落 检 铸 造 合 零 砂 工 熔化 浇 冷却 件 、 验 艺 箱 件 图 清 图 凝固 型 理 芯 盒 芯砂 芯
课程教案（续） 教学基本内容方法及手段三、铸造生产的特点 1．可生产形状任意复杂的制件，特别是内腔形状复杂的制件。如汽缸体、汽缸盖、 蜗轮叶片、床身件等。 2．适应性强：（ 1）合金种类不受限制；（ 2）铸件大小几乎不受限制。 3．成本低：（1）材料来源广；（2）废品可重熔；（3）设备投资低。 4．废品率高、表面质量较低、劳动条件差。 1金属液态成型工艺基础 §1-1 液态金属的充型能力与流动性 充型能力——液体金属充满铸型型腔，获得尺寸精确、轮廓清晰的成形件的能力。 充型能力不足时，会产生浇不足、冷隔、夹渣、气孔等缺陷。 一、液态合金的流动性 合金的流动性是：液态合金本身的流动能力。 0.45%C 铸钢： 200、4.3%C 铸铁： 1800 浇口杯 出气口 合金流动性主要取决于合金化学成分所决定的结晶特点 温300 度 （ 200 ℃ ）100 0a）在恒温下凝固
机械设计课程设计完 整版
------------------------------------------装订线----------------------------------------- - 综合课题说明书 题目传动系统测绘与分析 机电工程系机械设计专业 04机43 班 完成人 xx 学号 xxxxxx 同组人xx、xxx…… 指导教师 XX 完成日期 200x 年 x 月 xx 日
XX机电工程学院 目录 课题任务书 (1) 一、减速器结构分析 (1) 1、分析传动系统的工作情况 (1) 2、分析减速器的结构 (2) 3、零件 (3) 二、传动系统运动分析计算 (7) 1、计算总传动比i；总效率 ；确定电机型号 (7) 2、计算各级传动比和效率 (9) 3、计算各轴的转速功率和转矩 (9) 三、工作能力分析计算 (10) 1、校核齿轮强度 (10) 2、轴的强度校核 (13) 3、滚动轴承校核 (17) 四、装备图设计 (18) 1、装备图的作用 (18) 2、减速器装备图的绘制 (19)
五、零件图设计 (22) 1、零件图的作用 (22) 2、零件图的内容及绘制 (22) 参考文献 (25) 04机电综合课题任务书 学号：xxx 姓名： xxx 指导教师： xx 同组姓名：xx、xxx、xxx、xx、xx 一、课题：机械传动系统与分析 二、目的 综合运用机械设计基础、机械制造基础的知识和绘图技能，完成传动装置的测绘与分析，通过这一过程全面了解一个机械产品所涉及的结构、强度、制造、装配以及表达等方面的知识，培养综合分析、实际解决工程问题的能力，培养团队协作精神。 三、已知条件 1．展开式二级齿轮减速器产品（有关参数见名牌） 2．工作机转矩：300N.m，不计工作机效率损失。 3．动力来源：电压为380V的三相交流电源；电动机输出功率 P=1.5kw。 4．工作情况：两班制，连续单向运行，载荷较平稳。 5．使用期：8年，每年按360天计。
精品文档 第一部分工程材料 四、简答题 1．什么是工程材料？按其组成主要分为哪些种类? 答：工程材料主要指用于机械工程和建筑工程等领域的材料。 按其组成主要分为：金属材料、高分子材料、无机非金属材料、复合材料。 2．什么是金属的热处理？有哪些常用的热处理工艺？ 答：金属热处理就是通过加热、保温和冷却来改变金属整体或表层的组织，从而改善和提高其性能的工艺方法。 金属热处理工艺可分为普通热处理（主要是指退火、正火、淬火和回火等工艺）、表面热处理（包括表面淬火和化学热处理）和特殊热处理（包括形变热处理和真空热处理等）。 3．钢退火的主要目的是什么？常用的退火方法有哪些？ 答：钢退火的主要目的是： ①细化晶粒，均匀组织，提高机械性能； ②降低硬度，改善切削加工性； ③消除残余内应力，避免钢件在淬火时产生变形或开裂； ④提高塑性、韧性，便于塑性加工 ⑤为最终热处理做好组织准备。 常用的退火方法有 完全退火、等温退火、球化退火、去应力退火、扩散退火、再结晶退火。 4．钢正火的主要目的是什么？正火与退火的主要区别是什么？如何选用正火与退火？ 答：钢正火的主要目的是 ①细化晶粒，改善组织，提高力学性能； ②调整硬度，便于进行切削加工（↑HB)； ③消除残余内应力，避免钢件在淬火时产生变形或开裂； ④为球化退火做好组织准备。 正火与退火的主要区别是冷却速度不同。 正火与退火的选用： ①不同的退火方法有不同的应用范围和目的，可根据零件的具体要求选用； ②正火可用于所有成分的钢，主要用于细化珠光体组织．其室温组织硬度比退火略高，比球化退火更高； ③一般来说低碳钢多采用正火来代替退火。为了降低硬度，便于加工，高碳钢应采用退火处理。 5．淬火的目的是什么？常用的淬火方法有哪几种？ 精品文档． 精品文档 答：淬火是将钢奥氏体化后快速冷却获得马氏体组织的热处理工艺。 淬火的目的主要是为了获得马氏体，提高钢的硬度和耐磨性。它是强化钢材最重要的热处理方法。常用的淬火方法有：单液淬火、双液淬火、分级淬火和等温淬火。
《机械制造基础》教学教案(doc 119页)
《机械制造基础》 教案
教学目的：1、讲解本课程研究的对象、内容、方法 2、讲解机械制造一般过程概述 教学要求：1、理解机械制造的一般过程 2、明确本课程的研究对象、内容、方法教学重点：1、机械制造的一般过程 教学难点：1、机械制造的一般过程 教具：多媒体图片 教学方法：多媒体讲解、课堂提问 教学过程： 一、案例导入： 本课程题目为《机械制造基础》，因此我们研究的内容都是围绕机械制造过程展开的。那么到底机械制造过程有哪些呢？ 二、教学内容： 1.本课程学习意义 熟悉各种工程材料性能，合理选择材料； 初步掌握和选用毛坯或零件的成形方法及 机械零件表面加工方法； 选用公差配合 了解工艺规程制订的原则与方法 扩大知识面（特种加工技术、先进制造技术）
2.本课程知识体系 “工程材料”部分：以剖析铁碳合金的金相组织为基础，以介绍工程材料的性质和合理选材为重点； 热加工工艺基础：“铸造”、“锻压”、“焊接”，认识这些加工方法的用途和实现方法； 互换性与测量技术：理解公差配合概念与选用； 机械加工工艺基础：“毛坯选择”、“金属切削加工技术”、“机械零件表面加工技术”、“机械加工工艺规程编制” 特殊加工与先进制造技术：了解用途与应用场合 3.学习方法 总结归纳各章节学习目的，形成完整知识体系（宏观） 突出各章重点与细节，加深对知识点的深入认识（微观） 在相关生产实习过程中，遇到实际问题，结合课本知识，继续自学 4.机械制造的概念
将原材料（毛坯）和相关辅料转变成为成品（机械零件）的过程 5.机械制造主要过程 技术准备毛坯制造零件加工产品检验和装配产品检验和装配 （1）技术准备阶段 制订工艺规程 原材料选则与供应 刀具、夹具、量具的配备 热处理设备和检测仪器的准备 （2）毛坯制造阶段 方法多种，常见的有铸造、锻压、焊接和型 材 铸造：金属液态成形，各种尺寸、形状复杂 的毛坯或零件。（适应性广、成本低廉） 锻压：用外力对金属坯料施压使其产生塑性 变形（锻造与冲压，改善金属的力学性能， 生产效率高、节省材料） 焊接：相互分离的金属材料借助于原子间的 结合力连接起来。（连接性好、省工省材料、结构重要轻） 型材：直接从型材厂购买