机械制造工程学5 优质课件

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机械制造技术课件ppt

2
节能减排是清洁生产的重要目标，通过采取先进的节能技术和装备，提高能源利用效率，减少对环境的负面影响。
3
清洁生产与节能减排对于推动机械制造业的绿色转型具有重要意义。
循环经济与可持续发展
循环经济是一种以资源循环利用为核心的经济模式，旨在实现经济发展与环境保护的良性循环。
在机械制造业中，循环经济强调对废旧装备的回收、再利用和资源化，减少对自然资源的依赖，下落对环境的破坏。
高。
精密加工和超精密加工在航空、航天、电子、光学等领域有广泛应用，是现代制造业的重要组成
部分。
03 机械制造装备与工具
CHAPTER
金属切削机床
金属切削机床是机械制造中的重要装备，用于对金属材料进行切削加工，以获得所需的形状和尺寸。
根据加工方式和切削刀具的不同，金属切削机床可分为铣床、车床、钻床、磨床等类型。
04 机械制造中的材料
CHAPTER
金属材料
钢铁材料
钢铁是机械制造中应用最广泛ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ金属材料，具有高强度、良好的韧性和耐磨性。
有色金属
包括铝、铜、钛等，具有轻质、高导电、高导热等特性，广泛应用于航空、电子等领域。
合金钢
通过在铁中加入碳、硅、锰等元素，提高钢材的强度、耐磨性和耐腐蚀性。
02 机械制造工艺基础
CHAPTER
切削加工
01
切削加工是机械制造中最常用的加工方法之一，通过刀具对工件进行切削，去除余外材料，获得所需的形状和尺寸。
02
切削加工的效率高，加工表面质量好，适用于各种材料和零件
的加工。
切削加工的刀具材料、几何参数、切削用量等都会影响加工质
03

机械制造工程学课件

附加：毛坯制造方法、主轴材料和热处理
根据使用要求和生产类型而定
锻件：直径相差较大、强度要求高
自由锻：单件小批生产模锻：批量生产
棒料：单件小批、光滑轴或外圆直径相差不大的轴、精度和受力要求不高
附加：主轴材料和热处理
毛坯热处理：消除锻造应力、细化晶粒、均匀组织、利于切削
半精车：在粗车之后进行。进一步提高工件的精度和降低表面粗糙度；可作为中等精度表面的终加工,也可作磨削或精车前的预加工精度等级 IT10～IT9,表面粗糙度Ra为6.3～3.2m。
精车：在半精车之后进行，一般在高精度车床上加工以确保零件的加工精度和表面粗糙度符合图纸要求。采用很小的切削深度和进给量，进行低速或高速车削车刀应选用较大的前角、后角和正值的刃倾角，以提高表面质量。一般作为较高精度外圆的终加工或作为光整加工的预加工。精度等级为IT8～IT6，表面粗糙度Ra为 1.6m。
其他要求：表面硬度、表面修饰(镀铬或发兰)
1:12
8.1.2 主轴加工造
3
热处理
4 锯头
5 铣端面钻中心孔
6 粗车外圆
7 热处理
8 车大端各部
9
车小端各部
10 钻深孔 11 车小端锥孔 12 车大端锥孔 13 钻孔
工序内容
模锻正火
调质
车大端外圆、短锥、端面及台阶
孔表面的技术要求
尺寸及形状精度位置精度表面质量
孔加工的特点
孔加工的加工精度和表面质量都不容易控制
刀具尺寸受被加工孔尺寸的限制刀具刚性较差，容易产生弯曲变形及振动孔加工的尺寸取决于刀具的尺寸，刀具的制造误差和磨损将直接影
响孔加工的精度排屑、散热条件均较差

机械制造工程学课程设计PPT课件

α：备品百分率 β ：废品百分率
•2020/2/26
•14
2.生产类型的确定
•2020/2/26
•15
二、零件的工艺分析
1.审查零件图纸 ➢ 零件的视图、尺寸、公差和技术要求是否齐全和
正确； ➢ 零件图所规定的加工要求是否合理； ➢ 零件图所规定的材料是否恰当。
1.零件的结构工艺性分析 ➢ 零件的结构工艺性是指在保证使用性能的前提下，
➢ 工艺设计及计算
➢ 参考文献
•2020/2/26
•12
机械加工工艺规程设计
•2020/2/26
•13
第一节零件的分析与毛坯的设计
一、生产类型的确定 1.生产纲领
•某种零件的年产量称为该零件的年生产纲领。
N=Qn(1+α)(1+β) Q：产品的年产量（台/年） n：每台产品中该零件的数量（件/台）
机械制造工程学
课程设计
•2020/2/26
•2
一.课程设计的目的
• 本课程设计是在学完了机械制造工程学和部分专业课，在生产实习的基础上进行的又一个实践性教学环节。
• 要求综合运用机械制造工程学中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决机械零件制造的工艺问题。从而提高机械结构设计、制造等方面的能力，为今后从事相关工作打下基础。
•2020/2/26
•11
➢ 计算时间定额
采用查表或计算的方法，确定1―2道工序的单件时间定额。
六）画工序简图，填写工艺文件
工艺文件的格式、内容、要求及工序简图的画法，见相关参考。
七）编写课程设计说明书
设计说明书用A4纸打印，装订成册。
➢ 封皮
➢ 目录
➢ 序言

机械制造工程第五章节

液态成形的缺点 1. 液态成形工序多; 2.机械性能差; 3.劳动条件差。
液态成形——铸造
三、液态成形工艺方法的分类
1. 按铸型材料来分砂型铸造、金属型铸造、石墨型铸造、陶瓷铸造；
2. 按充型方式来分重力充型、高压充型、低压充型、离心力充型；
3. 按液态成形工艺方法的作用力不同又可分为两类：重力作用下：砂型铸造、金属型铸造、熔模铸造、气化模铸
液态成形——铸造
二、合金的收缩性
（一）合金收缩的概念液态合金在凝固和冷却过程中，体积和尺寸减小
的现象称为合金的收缩。
收缩过程经历的三个阶段
液态成形——铸造
体积收缩率——合金的液态收缩和凝固收缩表现为合金体积的缩减，常用体积收缩率表示，是形成铸件缩孔和缩松缺陷的基本原因。
线收缩率——合金的固态收缩，直观地表现为铸件轮廓尺寸的减小，因而常用铸件单位长度上的收缩量，即线收缩率来表示，是铸件产生内应力、变形和裂纹的基本原因。
光洁，力学性能较高，对于大薄壁件的铸造尤为有利。（5）劳动强度低，劳动条件好，设备简易，易实现机械化
和自动化。
液态成形——铸造
3. 应用
中低批量生产，质量要求高，大中尺寸，形状复杂，各种熔点的金属铸件。
目前广泛应用于铸造铝合金铸件，如汽车发动机缸体、缸盖、活塞、叶轮等，也可用于球墨铸铁、铜合金等浇注较大的铸件，如球铁曲轴、铜合金螺旋桨等。
2.离心铸造的类型（1）立式离心铸造
液态成形——铸造
（2）卧式离心铸造
液态成形——铸造
液态成形——铸造
3. 离心铸造的特点及应用离心铸造的优点： ⑴ 用离心铸造生产空心旋转体铸件时，可省去型芯、浇注系统和冒口。 ⑵成形时补缩条件好，铸件组织致密，力学性能好。 ⑶ 便于浇注“双金属”轴套和轴瓦。离心铸造的缺点： ⑴ 铸件内自由表面粗糙，尺寸误差大，品质差。 ⑵ 不适用于密度偏析大的合金（如铅青铜）及铝、镁等轻合金。

机械制造工艺教案第五章1节.ppt

3．加工的材料范围较广
钢、铸铁、非金属和某些金属均可车削。当非铁金属加工精度很高和表面粗糙度要求很小时，可在精车之后进行精细车，以代替磨削。
2019年11月13日星期三
5
第五章典型表面的加工
Special Surface Cutting
• 细长轴外圆的车削加工
细长轴-长径比（L/D≥5~10），其刚度很差，车削时容易弯曲和振动，产生腰鼓形或竹节形误差而不能保证加工质量。因此，必须采取有效措施来解决车削时的变形、振动等问题。
2．半精车半精车的加工精度可达IT9~ IT10，表面粗糙度为 Ra3.2~6.3μ m。外圆表面的半精车的主要目的是为零件的精加工做准备，也可以作为外圆表面的最终加工工序。
3．精车精车的加工精度可达IT7~ IT8，表面粗糙度为Ra3. 2~6.3μ m。外圆表面的精车可作为表面加工的最终工序或光整加工的预加工。
Special Surface Cutting
3．切削阶段
随着切削厚度酌增加，在达到临界值时，被磨粒报挤的金属明显地滑移而形成切屑。
• 磨削工艺特点
1．精度高、表面粗糙度小
砂轮表面有极多的切削刃，并且刃口圆弧半径rn小。磨粒上锋利的切削刃，能够切下一层很薄的金属，切削厚度可以小到数微米。
磨床有较高的精度和刚度，并有实现微量进给机构，可以实现微量切削。磨削的切削速度高，磨削时有很多切削刃同时参加切削，每个磨刃只切下极细薄的金属，残留面积的高度很小，有利于形成光洁的表面。
3．磨削的径向磨削力Fy大
Fy作用在工艺系统刚性较差的方向上。因此，加工刚性较差的工件时，应采取相应的措施。
4．磨削温度高
磨削时切削速度高，再加上磨粒多为负前角，挤压和摩擦严重，产生的切削热多，加上砂轮的导热性很差，大量的磨削热在磨削区形成瞬时高温．容易造成工件表面烧伤和微裂纹。因此，磨削时应采用大量的切削液以降低磨削温度。

机械制造技术ppt课件(完整版)

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机械制造技术课件
汇报人：
目录
01 02 03 04 05 06
机械制造概述传统机械制造技术现代机械制造技术机械制造工艺流程机械制造质量控制机械制造的未来发展
01
机械制造概述
机械制造的定义
机械制造是将原材料转化为成品的生产过程。机械制造包括产品设计、工艺设计、加工制造、检测和质量控制等环节。机械制造广泛应用于各个领域，如航空、汽车、机床等。机械制造的核心目标是提高生产效率、降低成本、保证产品质量。
05
机械制造质量控制
质量控制的方法
统计过程控制测量系统分析过程能力分析质量改进方法
质量检测的步骤
检测计划制定检测工具准备样品选择与制备检测数据记录与分析
质量问题的解决
确定问题：明确机械制造过程中出现的质量问题
分析原因：分析问题产生的原因，如材料、工艺、设备等
制定措施：根据分析，制定相应的解决措施，如改进工艺、更换材料、调整设备等实施方案：按照制定的措施实施方案，并对实施过程进行监控和调整
精密加工技术
定义：使用精密机床和精细加工刀具进行加工分类：超精加工、镜面加工、纳米加工等应用：航空航天、医疗器械、光学仪器等领域发展趋势：高精度、高效率、智能化
04
机械制造工艺流程
零件的定位与装夹
定位原理：六点定位原理，限制工件的自由度
装夹方法：如三爪卡盘、四爪卡盘等，固定工件
定位元件：如V 形块、定位销等，限制工件的自由度
焊接工艺及设备
焊接种类及特点
焊接应用及发展
切削加工技术
定义：利用切削工具从工件上切除多余材料的加工方法
分类：车削、铣削、钻孔、刨削、磨削等

机械制造工艺教案第五章23节.ppt

2019年11月13日星期三图5-26 铰刀的结构
14
第五章典型表面的加工
Special Surface Cutting
5.2.3 镗孔
用镗刀对已有的孔进行再加工，称为镗孔。对于直径较大的孔(一般D>80～100mm)、内成形面或孔内环槽等，镗削是唯一合适的加工方法。一般镗孔精度达IT8～IT7，表面粗糙度Ra值为0.8～0.16μ m；精细镗时，精度可达IT7～IT6，表面粗糙度Ra值为0.2～0.8 μ m 。
钻削时，大量高温切屑不能及时排出，切削液难以注入到切削区，切屑、刀具与工件之间的摩擦很大。因此，切削温度高致使刀具磨损加剧，这就限制了钻削用量和生产效率的提高。
2019年11月13日星期三
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第五章典型表面的加工
Special Surface Cutting
• 4．钻削的加工精度和粗糙度
在各类机器零件上，经常需要进行钻孔，因此，钻削的应用还是很广泛的。但是，由于钻削的工艺特点，钻孔的直径
(2) 用钻套为钻头导向(图5-22(b)) 这样可减少钻孔开始时的引偏，特别是在斜面或曲面上钻孔时，更为必要。
(3) 钻头的两个切削刃刃磨对称尽量把钻头的两个主切削刃磨得对称一致。使两主切削刃的径向切削力互相抵消，从而减少钻头的引偏。
2019年11月13日星期三
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第五章典型表面的加工
Special Surface Cutting
• 1．镗削的工艺特点
(1) 镗削的适应性广。镗削可在钻孔、铸孔和锻孔的基础上进行，可达尺寸精度等级和表面粗糙度值的范围较广，除直径很小且较深的孔以外，各种直径及各种结构类型的孔均可镗削。
(2) 镗削可有效地修正前工序所造成的孔轴线的弯曲、偏斜等形状误差和位置误差。但由于镗刀杆直径受孔径的限制，一般刚性较差，易弯曲变形和振动，故镗削质量的控制(特别是细长孔)不如铰削方便。

机械制造基础知识PPT课件

IT7~IT8 IT6~IT7
IT5
0.4~0.8 0.1~0.4
以亚泰老总黄来兴的一句话开始
现在的大学生都愿意在办公室画图，我们的主要图纸都是购买或测绘的。
懂工艺的太少，我们是有图做不出来。
.
1
一机械制造基础知识
第一节第二节第三节第四节第五节第六节第七节第八节第九节第十节
机械的生产过程和工艺过程
零件的工艺分析
ห้องสมุดไป่ตู้
(重点)
毛坯的选择
元件装夹和定位基准的选择（难点）
加工
（续）结构工艺性好
同一宽度尺寸的退刀槽，使用一把刀具即可加工
加工面减小，节省工时，减少刀损耗且易保证平面度要求
内壁孔出口处平整，钻孔方便，易保证孔中心位置
将阶梯轴的两个键槽设计在同一方向上，一次装夹即可对两个键槽加工
.
23
第三节毛坯的选择
选择毛坯的基本任务是选定毛坯的制造方法及其制造精度。
产品品种基本固定，但数量少，品种较多，需要周期性地轮换生产，大多数工作地点的加工对象是周期性的变换。
产品品种固定，每种产品数
量很大，大多数工作地点的加工
的对象固定不变。例如，汽车、
轴承制造等一般属于大量生产。
.
10
表1-4 各种生产类型工艺过程的主要特点
生产类型工艺特征
工件的互换性
单件生产
.
3
二工艺过程及其组成
1．工艺过程
把生产过程中改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和物理、力学性能等，使其成为成品或半成品的过程称为工艺过程。
工艺过程可根据其具体工作内容分为铸造、锻造、冲压、焊接、机械加工、热处理、表面处理、装配等不同的工艺过程。

机械制造技术ppt课件

机械零件的形状多种多样，但构成其内、外轮廓的表面
不外乎几种基本的形状表面：平面、圆柱面、圆锥面以及各
种成形面，如图5-1所示。这些基本形状的表面都可经济地
在机床上进行加工，较易获得所需的精度。
.
1
10.05.2020
机电设备
图5-1
构成机械零件外形轮廓的常用表面 .
2
10.05.2020
机电设备
.
8
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机电设备
4)
用插齿刀、齿轮滚刀和花键滚刀等刀具加工时，切削刃
是一条与需要形成的发生线共轭的切削线。切削加工时刀具
与工件按确定的运动关系相对运动，切削刃与被加工表面相
切，切削刃各瞬时位置的包络线便是所需的发生线。如图5-
3(d)所示是用齿条形插齿刀加工圆柱齿轮，插齿刀沿箭头A1 方向所作的直线运动，形成了直线形母线（轨迹法），而工
.
3
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机电设备
图5-2 零件表面的成形
.
4
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机电设备
1)
用尖头车刀、刨刀等刀具加工时，切削刃与被加工表面为点接触（实际是很短一段弧线接触），因此切削刃可看作是一个点。为了获得所需发生线，切削刃必须沿着发生线作轨迹运动。如图5－3(a)所示，刨刀沿箭头A1方向作直线运动，形成了直线形的母线；刨刀沿箭头A2方向作曲线运动，形成了曲线形的导线。显然，采用轨迹法形成发生线，需要一个独立的运动。
.
33
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机电设备
为便于了解和分析机床运动的传递及联系情况，常采用传动系统图。图中将每条传动链中的具体传动机构用简单的规定符号表示（规定符号见GB 4460－84机械制图—机构运动简图符号，其中常用的见手册中的“机构运动简图符号”），传动链中的传动机构按照运动传递或联系顺序依次排列，并标明各传动轴编号、齿轮和蜗轮齿数、蜗杆头数、丝杠导程、带轮直径、电动机功率和转速等，以展开图的形式画在能反映主要部件相互位置的机床外形轮廓中。

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（2）选用适宜的修整深度
一般修整深度只要略大于0.04 mm 即可。
第三节磨削力与磨削温度
一、磨削力
F FX FY FZ
同其他切削加工一
样，总磨削力可分解为三个分力：
Fx
Fz——主磨削力
（切向磨削力）
Fy——切深抗力
（径向磨削力）
Fx——进给抗力
（轴向磨削力）
Fz 合力：F
机械制造工程学
南通大学机械工程学院
（5）
第四章磨削加工基础
第一节磨削运动与砂轮
一、磨削运动
外圆磨削运动
径向进给量工件速度
主运动
轴向进给量
磨削时，一般有四个运动：
(1) 主运动 Vc：是砂轮的旋转运动。
主运动速度是砂轮外圆的线速度:
vc

d0n0
1000
(m /
s)
(2) 径向进给量 fr
A: 棱角磨平-------形成棱面 B: 磨粒破碎 C: 磨粒脱落
常用的修整工具有：单颗粒金刚石，碳化硅修整轮，电镀人造金刚石滚轮等。其中最常用的是单颗粒金刚石修整工具。
修整砂轮的合理工艺条件是：
（1）选用较小的修整导程：
ｄｇ＝０.７×25.4/h
ｄｇ ——磨粒的平均直径，ｍｍ； h ——磨粒的粒度号。
-35 μm
β =1040-1080 典型磨粒断面 2.磨削表面形成过程
磨粒刃口钝，形状不规则，分布不均匀 a) b) c)
3.实际磨粒的滑擦、耕犁与切削过程
三、磨削阶段
Ⅰ：初磨阶段 Ⅱ：稳定阶段 Ⅲ：清磨阶段
四、砂轮的磨损与修正砂轮的磨损可分为磨耗磨损和破碎磨损
砂轮的磨损过程可分为三个磨损期
Vw → fa → fr
三、砂轮的特性
砂轮的特性由下列五个因素来决定：
砂轮
磨料、粒度、结合剂、硬度和组织。
工件
1、磨料
结合剂
磨粒
磨屑气孔
常用的磨料有氧化物系、碳化物系、高硬磨料系三类。 P29 表2-1
氧化物系
适合磨削：各类钢
—主要成份AI2O3
碳化物系
适合磨削：铸铁、硬质合金
—主要成份碳化硅,碳化硼
Fy F
外圆磨削时，切向力Fz:
FZ CFZ vW0.7 fa0.7 a0p.7 N
CFz: 常数（20\21\22） vw: 工件转速 m/s
fa: 砂轮轴向进给量 mm ap: 磨削深度或径向进给量 mm
磨削功率：
Pm

FZ vs
kW
751.36 9.81
Fz: 主磨削力（切向）
第二节磨削过程
砂轮上砂粒的形状
外形砂轮表面上磨粒的分布,每个磨粒的几何形状,特别是每个磨粒显露出来的切削刃以及这些切削刃所处的高度等等,构成了砂轮的表面形貌。
砂轮的表面形貌对砂轮的磨削性能和工件已加工表面质量有极大的影响。
二、磨削过程分析
单个磨粒的磨削过程
1.磨粒的模型
γ β = 7.4μm
二、磨削温度
耕犁和滑擦所产生的热能,几乎全部传入工件.
磨削时较大,切除单位切削体积所需的能约为普通切削加工的10-20倍. 磨削温度的几个名词的含义及其影响
1.磨削温度的几个名词的含义
磨削温度--指砂轮与工件接触面平均温度 θA
磨粒点的温度θdot易程度。
由软到硬共分14级 P32 表2-4
选择砂轮硬度时，可参照以下几条原则：
5、组织
工件硬度：
硬—软
加工接触面：
大—软
精磨和成形磨削
—硬
砂轮粒度大小
砂轮粒度号大—软
工件材料有色金属,橡胶,树脂 —软
砂轮的组织反映了磨粒、结合剂、气孔三者的比例关系
砂轮的组织级别可分为紧密、中等、疏松三大类别。 P32 表2-5
6、砂轮形状 P33 表2-6
砂轮的端面上一般都印有标志，例如 GZ60SV6P300×30×75，即代表该砂轮的磨料是：
GZ 棕刚玉， 60 60号粒度， S 硬度为硬1， V 陶瓷结合剂， 6 6号组织， P 平型砂轮， 300×30×75 外径为30砂轮的形貌
陶瓷结合剂（Vitrified，代号V）大多数砂轮采用 v<35m/s 树脂结合剂（Bakelite，代号B）多用高速磨削,切断,开槽橡胶结合剂（Rubber，代号R）多用无心磨床的导轮,切断,开槽,
抛光砂轮金属结合剂（Metal，代号M）主要用于制作金刚石砂轮
4、硬度
砂轮的硬度是反映磨粒在磨削力作用下，从砂轮表面上脱落的
2.各种磨削温度对已加工表面质量的影响
a.工件的平均温升
b.磨粒磨削点的温度： c.砂轮磨削区的温度：
θdot ∝ vw0.26×vc0.24×fr0.13 θA ∝ fr0.63×vw0.26×vc0.24
------磨削温度
二. 磨粒磨削点温度与砂轮磨削区的温度
(1)工件速度对磨粒磨削点温度的影响比砂轮速度影响大。 (2)径向进给量是通过单个磨粒的切削厚度的变化以及同时工作的磨粒数的变化来影响磨粒磨削点温度θdot。当fr 增加时,θdot 也增加,但没有vw和vc的影响大。 (3)径向进给量fr对砂轮磨削区温度的影响最大,这是因为fr增加将使砂轮和工件接触区增大的缘故。
(mm/s) or (mm/dstr)
(3) 轴向进给量 fa (4) 工件速度 vw
(mm/r) (mm/s)
vw

d w nw
1000
vw

2Lntab 1000
二、磨削用量的选择
磨削用量与一般切削用量的选择不同
磨削用量的选择原则通常是在保证工件表面质量的前提下尽量提高生产率，一般磨床的磨削速度v是固定不变的，所以不必选择，因此首先选较大的工件速度vw,再选轴向进给量fa，最后才选径向进给量fr。
Vs: 砂轮的线速度 m/s
磨削力的主要特征有以下三点：(与切削力相比)
(1) 单位磨削力kc值很大: kc=7-20KN/mm2 (普通切削kc<7KN/mm2)
(2)三向分力中切深力Fy值很大：Fy/Fz=2.0-2.5 →5-10 (普通切削Fy/Fz=0.15-0.7)
(3) 磨削力随不同的磨削阶段而变化。
高硬磨料系
—主要成份人造金刚石,立方氮化硼
2、粒度
粒度表示磨粒的大小程度。
P30 表2-2
60# 指磨粒刚可通过每英寸长度上有60个孔眼的筛网.
当磨粒的直径小于40μm时，这些磨粒称为微粉。
选用: 粗磨,工件材料软,塑型大,磨削面积大——粗磨粒 P31 表2-3
3、结合剂
结合剂的作用是将磨粒粘合在一起，使砂轮具有必要的形状和强度。