机械制造装备大作业

金属材料的强韧化原理和方法摘要：本文系统地论述了金属材料的强韧化原理和方法，以便指导实际生产中的加工。

关键词：金属材料强韧化介绍：强度是指金属材料在静载荷作用下，抵抗变形和断裂的能力；韧性是指金属材料在断裂前吸收的断裂变形功和断裂功的能力。

一、金属材料的强化从金属材料的强化途径来看，金属材料的强化方法主要有两大类：一是提高合金的原子间结合力，提高其理论强度，并制得无缺陷的完整晶体，如晶须。

已知铁的晶须的强度接近理论值，可以认为这是因为晶须中没有位错，或者只包含少量在形变过程中不能增殖的位错。

这种强化方法只有在几种特殊的金属中才得到应用。

另一强化途径是向晶体内引入大量晶体缺陷，如位错、点缺陷、异类原子、晶界等，这些缺陷阻碍位错运动，也会明显地提高金属强度。

事实证明，这是提高金属强度最有效的途径。

对工程材料来说，一般是通过综合的强化效应以达到较好的综合性能。

具体方法有固溶强化、形变强化、沉淀强化和弥散强化、细化晶粒强化、择优取向强化、复相强化、纤维强化和相变强化等,这些方法往往是共存的。

下面简要的予以介绍：1、结晶强化结晶强化就是通过控制结晶条件，在凝固结晶以后获得良好的宏观组织和显微组织，从而提高金属材料的性能。

它包括：（1）细化晶粒。

细化晶粒可以使金属组织中包含较多的晶界，由于晶界具有阻碍滑移变形作用，因而可使金属材料得到强化。

同时也改善了韧性，这是其它强化机制不可能做到的。

（2）提纯强化。

在浇注过程中，把液态金属充分地提纯，尽量减少夹杂物，能显著提高固态金属的性能。

夹杂物对金属材料的性能有很大的影响。

采用真空冶炼等方法，可以获得高纯度的金属材料。

2、形变强化也叫加工硬化，金属材料经冷加工塑性变形可以提高其强度。

这是由于材料在塑性变形后位错运动的阻力增加所致。

如铜合金。

3、固溶强化通过合金化(加入合金元素)组成固溶体，使得融入固溶体中的原子造成晶格畸变，晶格畸变增大了位错运动的阻力，使塑性变形更加困难，从而使合金固溶体的强度与硬度增加的现象。

卧式升降台铣床主传动系统设计机电学院机械设计制造及其自动化0940002班高力扬1090811003哈尔滨工业大学(一) 设计任务设计题目：卧式升降台铣床主传动系统设计已知条件：工作台面积250×1000mm 2，最低转速26.5r/min ，公比φ=1.26，级数Z=17，切削功率N=4KW 。

设计任务：1. 运动设计：确定系统的转速系列；分析比较拟定传动结构方案；确定传动副的传动比和齿轮的齿数；画出传动系统图；计算主轴的实际转速与标准转速的相对误差。

2. 动力设计：确定各传动件的计算转速；初定传动轴直径、齿轮模数；选择机床主轴结构尺寸。

(二) 运动设计1. 确定转速系列已知最低转速为26.5r/min ，公比φ=1.26，查教材表4-2标准转速系列的本系统转速系列如下：26.5 33.5 42.5 53 67 85 106 132 170 212 265 335 425 530 670 850 10602. 确定结构式(1) 确定传动组和传动副数由于总级数为17，先按18设计再减掉一组。

共有以下几种方案：17=3×3×2 17=3×2×3 17=3×3×2根据传动副前多后少原则，以减少传动副结构尺寸选择第一组方案，既：17=3×3×2(2) 确定结构式按前密后疏原则设计结构式中的级比指数，得到：18=31×33×29减掉一组转速为：17=31×33×28对于该结构式中的第二扩大组x 2=8、p 2=2，因此r 2=φ8×(2-1)=1.268=6.32<8。

该方案符合升二降四原则。

3. 绘制转速图 (1) 选定电动机本题已经确定切削为4KW ，4极电机，由于机床结构未定，按公式=0.8P P 切主估算主电机功率为5KW 。

参照相关手册选择Y132S-4型电机。

H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y课程名称: 机械制造技术基础作业名称: 可转位车刀设计班级：姓名：指导教师：所选步骤:工序5一、选择刀片夹固结构工件的直径D为150mm，工件长度L=200mm。

可以在普通机床CA6140上加工.λ通常取负值,切屑流向已加工表面，半精加工.可转为车刀刃倾角s参照《机械制造技术基础课程补充资料》表2。

1，由于工件材料为铸铁，采用上压式结构。

二、选择刀片结构材料加工工件材料为铸铁，因此刀片材料可以采用YG系列,YG8宜粗加工脆性材料，达到本题要求，因此材料选择YG8系列刀具.三、选择车刀合理角度根据《机械制造技术基础》刀具合理几何参数的选择,并考虑可转位车刀几何角度的形成特点，四个角度做如下选择:γ：根据《机械制造技术基础》表3。

16,工件材料为铸铁，粗车，因此①前角γ=15,前角可选②后角a:根据《机械制造技术基础》表3.17, 工件材料为铸铁，粗车，因此后角可选a=6③ 主偏角γκ:根据题目要求，主偏角γκ=45 ④ 刃倾角s λ:刃倾角取s λ=—5后角a 0的实际数值及副刃后角a '0和副偏角'γκ在计算刀槽角度时经校验确定。

四、选择切屑用量根据《机械制造技术基础》表3。

22:粗车时，背吃刀量p a =3mm,进给量f=1。

2mm/r,切削速度v=80m/min五、刀片型号和尺寸① 选择刀片有无中心孔。

由于刀片加固结构已选定为上压式，因此应选用有中心固定孔的刀片。

② 选择刀片形状。

按选定主偏角γκ=45,参照《机械制造技术基础课程补充资料》2。

4。

4.2刀片形状的选择原则,选用正方形刀片.③ 选择刀片的精度等级.参照《机械制造技术基础课程补充资料》2。

4。

4.3节刀片精度等级的选择原则，一般情况下选用U 级。

④ 选择刀片内切圆直径d （或刀片边长L)。

根据已确定的背吃刀量p a =3mm ， 主偏角γκ=45,刃倾角s λ=-5，将p a ，γκ,s λ代入下式可得刀刃的实际工作长L se 为 L se =ssin cos a ργκλ=3sin45cos(-5)=4。

螺旋起重器设计一、 螺旋起重器（千斤顶）简介螺旋起重器是一种简单的起重装置，用手推动手柄即可升起重物。

它一般由底座、螺杆、螺母、托杯、手柄或扳手等零件所组成。

二、 螺旋起重器（千斤顶）结构与功能螺旋起重器结构示意图如右图所示。

零件1为托杯，当千斤顶承受重载时，由1直接托住重物。

螺母5与螺杆7组成螺旋副，同时，螺母5又与底座8固定联接，当转动手柄4时，托杯便会随着螺杆而上下移动，从而将重物托起。

紧定螺钉6主要是为了提高了联接可靠性。

三、 设计题目设计起重量F = 50 000 Ｎ，最大起重高度Ｈ=150 mm 的螺旋起重器（千斤顶）。

四、 题目解答1.选择螺杆、螺母材料螺杆采用45钢调质，由参考文献[2]表10.2查得抗拉强度σb =600Mpa ， σs =355Mpa 。

由于速度较低，螺母材料用铝青铜ZCuAll0Fe3。

2. 耐磨性计算按耐磨性性条件设计螺纹中径d 2，对于梯形螺纹，8.02≥d ][ψp F 螺杆选用45钢，螺母用铝青铜ZCuAll0Fe3，由参考文献[3]表 5.8 查得[]p =18~25MPa ，从表5.8注释中可以查得，人力驱动可提高约20%，则[]p =21.6 ~30MPa ，取[]p =25MPa 。

由参考文献[3]查得，对于整体式螺母系数=1.2~1.5，取=2。

则代入数据，得8.02≥d ][ ψp F ⨯=8.0 =25.3 mm式中：F──螺杆所受轴向载荷，N；d──螺纹中径，mm；2[ p]─—螺旋副材料的许用压力，MPa。

d=30.5 mm, 查参考文献[4]表 11.5 取公称直径d =32 mm,螺距P=3 mm,中径2小径d3（d1）=28. 5 mm,内螺纹大径D4=32.5 mm。

3. 螺杆强度校核螺杆危险截面的强度条件为：σe=≤[σe ]式中：F──螺杆所受轴向载荷，F =50 000 N；d3（d1）──螺纹小径，mm d3（d1）=28. 5 mm；T 1──螺纹副摩擦力矩，T1=F tan (+’ ),为螺纹升角，=arctan=arctan=1.7942；[σe ]——螺杆材料的许用应力， MPa查参考文献[1]表 5.10 .得钢对青铜的当量摩擦因数f’=0.08~0.10,取f ’=0.09，螺纹副当量摩擦角’ = arctan f’= arctan0.09 = 5.1428。

生活中的机械设计1.带传动（录音机）如图：图中1、2、3、4轮的传动运用了带传动的方式，图中红线为带的形状。

据观察，录音机中运用的应该是平带，并不是课程中所学的传动性能较好的V带。

图中带124为松边，134为紧边。

该装置所受拉紧力并不是很大，故应尽量避免带打滑，如若打滑会对磁带的录制和播放造成很大的影响。

2.链传动（自行车车链）如今的自行车链条与老式的链条相比有了很大的区别，因为现代的性能比较好的自行车都是可变速的自行车，因此链条具有了更多移动和变化的要求。

当年的自行车，掉链子是最平常的问题，但很少会说有链条需要更换的情况。

对于当年的单速车来说，链线平直，链条宽大，飞轮牙盘的齿牙厚实高耸，即使在非常长时间的使用后链条有一定拉伸，也不会对传动系统造成太大影响，自然也不会有换链条一说。

但是今天的自行车自行车花鼓的开档并没有太大的变化，而变速的增多，就会导致飞轮和链条强度的降低。

而日常使用中的不正确保养，比如过多的链条油，或基本不上链条油，用具有腐蚀性的清洁剂清洗等都会对链条寿命造成影响。

自行车链条最重要的参数是链条的长度，因为这会影响自行车掉链子的频率。

要保证链条减小掉链子的次数，最重要的就是要保证“啮合”，即保证链条与后齿轮啮合，将链条卡住前齿轮下方的几个卡扣上。

3.齿轮传动（机械手表）机械手表中的齿轮传动十分精密和复杂，麻雀虽小五脏俱全，据我查资料了解，钟表齿轮主要部分有：转子轮、传动轮、分轮、过轮、时轮。

这些齿轮大多数采用的是直齿圆柱齿轮（厚度很小）。

由于齿轮很小很薄，于是加工精度成了很大的问题。

钟表的齿轮具有很多的要求，可以分别通过下边的部分来实现：⑴转动灵活要求齿轮传动不发卡和传动效率高,因为钟表齿轮传递的力矩小，使机械钟表容易出现停走现象故有必要提高其传动效率,使钟表齿轮传动灵活. （2）能量传动效率高，齿轮耐磨性能好。

钟表齿轮要求能量传递效率高。

由于常常工作在润滑不良条件下,一般没有润滑系统，往往是定期加油或清洗时加油,有的齿轮还经常工作在半干摩擦状态，因此容易磨损,希望齿轮耐磨损性能好，而且磨损均匀。

设计任务无丝杠车床主传动系统运动和动力设计 设计要求：机床主参数 公比φ 最低转速 级数Z 功率（kW）最大加工直径ф400mm无丝杠车床主传动系统设计1.41 28 12 4 一、运动设计1、 确定极限转速根据设计参数，主轴最低转速为28r/min，级数为12，且公比φ=1.41。

于是可以得到主轴的转速分别为:28,40,56,80,112,160,224,315,450,630,900, 1250r/min ，则转速的调整范围max min125044.6428n n R n 2、 确定公比φ根据设计数据，公比φ=1.41。

3、 求出主轴转速级数Z根据设计数据，转速级数Z=12。

4、 确定结构式按照主变速传动系设计的一般原则，选用结构式为13612322 的传动方案。

其最后扩大组的变速范围6(21)21.4188R,符合要求，其它变速组的变速范围也一定符合要求。

5、 绘制转速图（1）选定电动机根据设计要求，机床功率为4KW，最高转速为1600r/min，可以选用Y112M-4，其同步转速为1500r/min，满载转速为1440r/min，额定功率4KW。

（2）分配总降速传动比U总降速传动比为min 280.019441440dn Un ，又电动机转速1440/min d n不在所要求标准转速数列当中，因而需要增加一定比传动副。

（3）确定传动轴的轴数轴数=变速组数+定比传动副数+1=3+1+1=5。

（4）绘制转速图因为确定中间各轴转速时，通常往前推比较方便，所以首先定III轴的转速。

为避免从动齿轮尺寸过大而增加箱体的径向尺寸，一般限制降速最小传动比min 2114u ，又为避免扩大传动误差，减少振动噪声，限制最大升速比2m ax2u。

① 定III 轴的转速由于第二扩大组的变速范围为8，故这两对传动副的最小和最大传动比必然是min2114u，222c u。

于是可以确定III轴的六级转速只能是：112,160,224,315,450,630r/min ，可见III轴的最低转速为140r/min。

国家开放大学《机械制造装备及设计》形成性作业1试题题目1：机械制造装备专指机械加工机床。

题目2：机械加工装备主要指各类金属切削机床，特种加工机床，金属成形机床以及加工机器人等机械加工设备。

题目3：工艺装备是指在机械制造过程中所使用的各种刀具、模具、机床夹具、量具等。

题目4：悬挂输送装置、辊道输送装置和带式输送装置是最常见的三种输送装置。

题目5：输送切屑的装置常用手动方式进行。

题目6：金属切削机床是制造机器的机器，也称为工作母机。

题目7：机床的总体设计优劣对机床的技术性能和经济性指标不能起决定性作用。

题目8：机床的加工精度是指被加工工件表面形状、位置、尺寸准确度及表面的粗糙度。

题目9：机床设计的基本要求主要是满足机床性能指标要求和人机工程要求。

题目10：机床总体布局设计与机床总体设计没有关系。

题目11：机床总体布局设计主要是确定机床刀具和工件的相对运动，以及各部件的相互位置。

题目12：利用虚拟样机技术对所设计的机床进行运动学仿真和性能仿真，在没有制造出样机之前就可以对其进行综合评价，增加了研制新产品的风险。

题目13：进行机床总体布局时，要合理分配机床的各种运动，将运动尽量分配给质量大的零部件。

题目14：支承件的高度方向尺寸小于长度方向尺寸时称为卧式支承；支承件的高度方向尺寸大于长度方向尺寸时称为立式支承。

题目15：机床主传动的形式有机械传动、液压传动、气体传动和和电传动等。

题目16：卧式支承的机床重心低、刚度大，是中小型机床（）的支承形式。

: 不能用; 可以用的; 首选; 不常见题目17：进给运动与主运动共用一台电机驱动，进给运动本身消耗的功率较小，进给功率（）。

: 忽略不计; 可近似计算; 还须计算; 等于空载功率题目18：机床的主要结构尺寸都是根据（）设计的。

: 运动参数; 尺寸参数; 动力参数; 结构参数题目19：金属切削机床的基本参数有尺寸参数、运动参数和（）。

: 力学参数; 性能参数; 动力参数; 结构参数题目20：机床传动件的结构尺寸都是根据（）设计的。

1—1 为什么说机械制造装备在国民经济发展中起着重要的作用?制造业是国民经济发展的支柱产业，也是科技技术发展的载体及使其转化为规模生产力的工具和桥梁.装备制造业是一个国家综合制造能力的集中表现，重大装备研制能力是衡量一个国家工业化水平和综合国力的重要标准。

1—2 机械制造装备与其他工业化装备相比，特别强调应满足哪些要求?为什么？（需要看教材确认答案）1)柔性化精密化自动化机电一体化节材节能2）符合工业工程要求符合绿色工程要求1-3 柔性化指的是什么？试分析组合机床、普通机床、数控机床、加工中心和柔性制造系统的柔性化程度。

其柔性表现在哪里？1)柔性化有俩重含义：产品机构柔性化和功能柔性化。

2)数控机床、柔性制造单元或系统具有较高的功能柔性化程度。

在柔性制造系统中,不同工件可以同时上线，实现混流加工。

组合机床其柔性表现在机床可进行调整以满足不同工件的加工.1—6机械制造装备的机电一体化体现在哪些方面?可获得什么好处？1）机械制造装备的机电一体化体现在:其系统和产品的通常结构是机械的,用传感器检测来自外界和机器内部运行状态的信息，由计算机进行处理，经控制系统，由机械、液压、气动、电气、电子及他们的混合形式的执行系统进行操作，使系统能自动适应外界环境的变化，机器始终处于正常的工作状态。

2)好处：1.对机器或机组系统的运行参数进行巡查和控制；2。

对机器或机组系统工作程序的控制；3。

用微电子技术代替传统产品中机械部件完成的功能，简化产品的机械结构。

1—7 对机械制造装备如何进行分类？1)加工装备：采用机械制造方法制造机器零件的机床。

2)工艺装备：产品制造是用的各种刀具、模具、夹具、量具等工具。

3）仓储运输装备：各级仓库、物料传送、机床上下料等设备。

4)辅助装备：清洗机和排屑装置等设备.1-8工业工程指的是什么？如何在设计机械制造装备时体现工业工程的需求？1)工业工程:是对人、物料、设备、能源和信息能组成的集成系统进行设计，改善和实施的一门科学.2）产品设计符合工业工程的需求:在产品开发阶段，充分考虑结构的工艺性，提高标准化、通用化程度，以便采用最佳的工艺方案，选择最合理的制造设备,减少工时和材料的消耗；合理地进行机械制造装备的总体布局,优化操作步骤和方法，减少操作过程中工人的体力消耗；对市场和消费者进行调研,保证产品合理的质量标准，减少因质量标准定得过高造成不必要的超频工作量。

西南大学-机械制造工艺学（大作业100分）单项选择题1、零件的生产纲领是指（）。

1.一批投入生产的零件数量2.一个零件从投料到产出所花费的时间3.零件的全年计划生产量4.生产一个零件所花费的劳动时间2、一个活动圆锥套限制( ) 个自由度。

1. 32. 13. 24. 43、一个固定圆锥套限制（）个自由度。

1. 32. 23. 14. 44、改变生产对象的尺寸、形状、相对位置、表面状态等工艺过程所消耗的时间是（）。

1.工序时间2.作业时间3.单件时间4.基本时间5、安装时，一般先定位后夹紧，而在（）上安装工件时，定位与夹紧同时进行。

1.三爪卡盘和四爪卡盘2.四爪卡盘4.花盘6、在大批量生产中，工件的装配方法应采用（）。

1.组合夹具装夹2.专用夹具装夹3.按画线找正装夹4.直接找正装夹7、机械加工工艺系统的组成是（）。

1. D. 机床、夹具、刀具和工件2.机床、夹具、刀具和辅具3.机床、夹具、刀具和量具4.刀具、量具、夹具和辅具8、在钻床夹具中，钻套是（）。

1.定位元件2.连接元件3.对刀—导向元件4.夹紧元件9、自位支承（浮动支承）其作用增加与工件接触的支承点数目，但（）。

1.不管如何浮动必定只能限制一个自由度2.可限制工件两个自由度3.一般来说一个自位支承只能限制工件一个自由度4.不起定位作用10、一个部件可以有（）基准零件。

1. C. 两个2.多个3.一个4.三个11、大批大量加工齿轮的内花键孔，（）的生产效率最高。

1.拉床2.镗床3.钻床4.铣床12、零件加工时，精基准面一般为（）。

1.工件未经加工的毛坯表面2.工件的已加工表面3.工件的过渡表面4.工件的待加工表面13、（）广泛应用于单件和小批量生产中。

1.以上三种夹具2.通用夹具3.专用夹具4.组合夹具14、一个固定圆锥销与一个活动圆锥销在一起限制（）个自由度。

1. 62. 43. 34. 515、在普通车床两顶尖上加工细长光轴，加工后发现有鼓形误差（中间部分直径大，两端部分直径小），其主要原因是（）。

机械制造装备设计实践报告机械制造装备设计实践报告（通用7篇）我们眼下的社会，需要使用报告的情况越来越多，其在写作上有一定的技巧。

你所见过的报告是什么样的呢？以下是小编帮大家整理的机械制造装备设计实践报告（通用7篇），仅供参考，大家一起来看看吧。

机械制造装备设计实践报告（通用7篇）11、实习目的及要求毕业实习是专科教育计划中非常重要的实践性教学环节，通过实习使学生在掌握基本原理的基础上，了解基础知识与机械工业生产实践的联系，加深对理论知识的理解和掌握，培养学生理论联系实际及解决实际问题的意识和能力，在毕业实习过程中进一步巩固和扩大材料成型与过程控制方面的知识，接触各种类型部门，了解现代金属材料加工，机械重型企业管理，生产设备，生产流程，现代技术的发展等基本知识：(1)了解实习单位的生产状况，并对所生产产品的原材料来源，产品性能，规格，用途，检验方法及成本等进行初步了解。

(2)掌握工厂生产的主要原理依据，生产工艺条件，并与所学理论知识进行比较，以求进一步的掌握所学知识，加深理解。

(3)通过参加实际生产，了解各类材料的合成，制备，加工过程，材料成型设备及工艺。

让学生在生产实际中了解到更过有关材料的应用，材料成型及加工技术和生产管理知识，在实际工作中努力找出自己的不足，虚心向经验丰富的一线操作工人和工程师请教，为以后的工作和学习打下基础。

(4)了解产品生产过程中可能出现的环保问题及并学习其解决方法。

(5)认识并了解生产工艺所用的设备的规格型号及工作原理，对金属加工成型设备一个感性的认识。

本次实习是工程机械运用与维护专业教学计划中一个重要的实践性教学环节，要求学生认真对待。

2、实习地点邯郸强力机械厂3、实习内容3.1邯郸强力机械厂邯郸市强力机械有限公司是一家以科技为先导的高新技术企业。

自公司创立以来，一贯坚持真心实意为客户服务的原则。

我们坚信科技开发永远是企业发展的无穷动力，视质量为生命，以诚信待宾朋，以管理求效益，做精品创名牌是我们追求的崇高目标。