机械制造基础课程-绪论

《工程材料与机械制造基础》课程（工程材料及成形部分）学习要点教材：《现代工程材料成形与机械制造基础》（上册）孙康宁、张景德主编，高等教育出版社，第2版工程材料与机械制造基础（课程）是一门重要的工科大平台课，是工科各专业了解本专业以外工程知识的主要来源。

由于涉及知识面宽，基本概念多，各部分内容联系相对松散，有些同学学习初期感觉有一定的难度，为此建议同学们学习时注意掌握以下基本概念、基本要求和知识要点，并深入理解各部分之间的联系，包括材料与成形工艺之间的联系，成分、结构、性能、工艺之间的联系，各成形工艺之间的联系等等。

第一章绪论材料制造材料的发展趋势制造技术发展趋势第二章材料的力学性能基本概念力学性能:强度、塑性、硬度、冲击韧度、断裂韧性、疲劳强度及其衡量指标材料学基础:材料结构（晶体、非晶体）性能、成分、工艺与结构之间关系晶体点阵、晶胞、晶格常数体心立方晶体结构(bcc)面心立方晶体结构(fcc)密排六方晶体结构(hcp)晶体缺陷结晶：过冷度同素异构转变合金的相与相结构、组织相结构：固溶体、金属化合物铁碳合金的相结构：固溶体（铁素体、奥氏体），金属化合物:（渗碳体）组织（机械混合物）：珠光体、莱氏体冷却曲线！相图！！（点线面、用途）会画会填图，会分析，要背过。

共析钢、亚共析钢、过共析钢共晶白口铸铁、亚共晶白口铸铁、过共晶白口铸铁工程材料的分类、编号及用途：钢铁、有色金属选材的基本原则第三章热处理与表面工程技术材料改性、目的、方法；什么是热处理？分析共析钢在加热和冷却时的组织及性能转变；最常用的热处理工艺（退火、正火、淬火、回火）特点及选用。

什么是马氏体？什么是过冷奥氏体？什么是表面淬火与化学热处理,工艺特点？淬火后材料强度硬度一定会增强吗？玻璃钢化机理是什么?什么是表面工程技术，主要技术分类？常见表面工程技术有哪些？第四章液态成形弄懂以下基本概念及基础知识:什么是液态成形？液态成形的特点？何为金属铸造(砂型铸造, 特种铸造)？一、砂型铸造(弄清楚零件、铸件、毛坯、木模、混砂、芯子、造型、型腔、分型面、合箱、浇注、清砂之间的关系)1. 充型能力流动性螺旋试样影响流动性因素: 成分浇注条件(温度压力) 铸型特性(铸型材料结构)2. 凝固逐层凝固体积凝固中间凝固影响凝固因素: 合金成分、组织、冷却方式（温度梯度）3 合金收缩性液态收缩凝固收缩固态收缩影响因素：成分、温度、铸型条件等收缩造成缺陷：（1）缩孔缩松顺序凝固冒口冷铁逐层凝固体积凝固（2）铸造应力、变形和裂纹热应力、机械应力，同时凝固原则（3）合金的吸气性及气孔、析出性气孔、侵入性气孔、反应性气孔4．常用铸造合金的铸造性能特点（铸铁铸钢有色金属）5.砂型铸造常见缺陷（缩孔缩松浇不足冷隔应力变形气孔等）二、特种铸造1．金属型铸造工艺特点2．溶模铸造及工艺特点3．压力铸造及工艺特点4．低压铸造及工艺特点5．离心铸造及工艺特点6．消失模铸造及工艺特点铸造方法选择三、铸件结构工艺性（要求：根据图纸会判断结构设计是否合理！）1．铸件结构应利于避免或减少铸件缺陷2．铸件结构应利于简化铸造工艺3．铸件结构要便于后续加工第五章塑性成形技术1.弄懂以下基本概念及基础知识:什么是塑性成形,基本要素是什么？与液态成形相比有何不同?常见塑性成形方法: 锻造、冲压、挤压、轧制、拉拔压力加工（挤压、轧制、拉拔）: 靠孔型获得所需截面型材塑性变形的机制(晶内变形+晶间变形)晶内变形(滑移+孪生) 晶间变形(滑移+转动)（1）变形引起的性能变化及相关概念:加工硬化: 强度、硬度提高，但塑性、韧性下降回复（及特点）: T回=(0.25-0.3)T熔（K）再结晶（及特点）: T再=0.4T熔(K)冷变形、热变形、温变形（2）变形引起的组织变化及相关概念:晶粒细化、锻造流线(锻造纤维组织)、变形程度、锻造比变形程度、锻造比、锻造流线关系(锻造比衡量变形程度大小,变形程度越大,锻造流线越显著)锻造流线对性能的影响，锻造流线如何利用？（3）最小阻力定律及应用体积不变条件（定律）及应用（4）材料的塑性成形性（可锻性）衡量可锻性指标：变形抗力、塑性影响因素：成分、组织、温度、变形速度、应力状态2．金属塑性成形方法基本概念与基础知识锻造？自由锻？模锻？板料冲压？冲裁？落料？冲孔？变形工序？拉伸？弯曲？翻边？胀型？（1）自由锻基本工序：镦粗、拔长、冲孔各有何特点？自由锻工艺规程：锻件图（加工余量、锻造公差、余块）、锻造成形工艺方案、计算毛坯重量和尺寸、确定锻造温度范围、制订自由锻工艺规程卡。

《机械制造基础》第一讲绪论一、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；初步掌握与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与合理选材为重点；热加工工艺基础：“铸造”、“锻压”、“焊接”，认识这些加工方法的用途与实现方法；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）与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与装配产品检验与装配（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与检测仪器的准备（2）毛坯制造阶段方法多种，常见的有铸造、锻压、焊接与型材铸造：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）产品检验与装配零件检验目的：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。

机械制造技术基础概述及体会第一部分：机械制造技术基础的概括第一章绪论在此门课程的学习内容中，第一章绪论中第2节的生产过程和工艺过程中讲到了生产过程分为铸造、锻造、冲压、焊接、机械加工、热处理和装配过程。

在工艺过程的组成中接触了五个要点：1.工序。

2.安装。

3.工位。

4.工步。

5.走刀。

并且知道一个工序可以包括若干个安装，一个安装又可以包括若干工位，一工位下若干工步，一工步下若干走刀。

在第3、4节中涉及生产类型及基准。

生产类型从单件生产、成批生产、大量生产划分。

基准叙述了设计基准和工艺基准。

且各自从概念和特点方面阐述。

第5节主要讲了工件的定位。

从定位分析示例和过定位分析示例两种不同情况运用物体在空间的六个自由度（沿三个坐标轴的移动和绕三个坐标轴的转动）来进行物体的空间定位。

第二章金属切削过程金属切削过程章节为重点掌握内容。

第1.1节切削刀具基础。

提出了切削用量三要素：1.切削速度。

2.进给量f 。

3.背吃刀量。

以及切削层参数：1.切削层公称厚度。

2.切削层公称宽度。

3.切削层公称横截面积。

第 1.2节刀具的角度（重点），从刀具切削部分的构造：1.前刀面。

2.主后刀面。

3.副后刀面。

4.主切削刃。

5.副切削刃。

6.刀尖。

第 1.3节刀具的标注角度。

从刀具的标注角度参考系：1.基面。

2.切削平面。

3.正交平面。

刀具的标注角度：1.前角。

2.后角。

3.主偏角。

4.副偏角。

5.刃倾角。

（注意：各个标注角度的正、负角）。

其次，从1.进给运动对工作角度的影响（进给量f 越大，η值越大；工作切削直径越小，η值越大）。

2.刀具安装位置对工作角度的影响（刀尖高于工件中心：工作前角大于标注前角、工作后角小于标注后角；刀尖低于工作中心：结果相反）。

第 1.4节从钨钴类、钨钴钛类、添加稀有金属碳化物类介绍了常用的硬质合金的牌号、性能及其使用范围。

第2.1节变形区的划分。

第一、第二、第三变形区。

以及切削层的受力分析（前刀面的法向力和摩擦力，剪切面上的正压力和剪切力）。