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钢的合金化概论1、钢中常存的杂质有哪些？硫、磷对钢的性能有哪些影响？钢中常存的杂质有:Mn、Si、S、P、N、H、O等。
S易产生热脆；P易产生冷脆。
2、合金元素对纯铁γ相区的影响可分为几种，请举例说明。
合金元素对纯铁γ相区的影响可分为四种：（1）开启γ相区(无限扩大γ相区)，如Mn、Ni、Co（2）扩展γ相区(有限扩大γ相区)，如C、N、Cu、Zn、Au（3）封闭γ相区(无限扩大α相区)，如Cr、V，W、Mo、Ti、Si、Al、P、Be（4）缩小γ相区(但不能使γ相区封闭)，如B、Nb、Zr3、在铁碳相图中，含有0.77%C的钢称为共析钢，如果在此钢中添加Mn或Cr元素，含碳量不变，那么这种Fe-C-Mn或Fe-C-Cr钢分别是亚共析钢还是过共析钢？为什么？含有0.77%C的Fe-C-Mn或Fe-C-Cr钢为过共析钢。
因为几乎所有合金元素都使Fe-C 相图中S点左移，S点左移意味着共析碳含量降低。
4、合金元素V、Cr、W、Mo、Mn、Co、Ni、Cu、Ti、Al中哪些是铁素体形成元素？哪些是奥氏体形成元素？哪些能在α-Fe中形成无限固溶体？哪些能在γ-Fe中形成无限固溶体？铁素体形成元素： V、Cr、W、Mo、Ti；奥氏体形成元素：Mn、Co、Ni、Cu；能在α-Fe中形成无限固溶体的元素：Cr、V；能在γ-Fe中形成无限固溶体的元素：Mn、Co、Ni。
5、合金元素对钢的共析温度有哪些影响？合金元素对钢的共析体含碳量有何影响？扩大γ相区的元素使铁碳合金相图的共析转变温度下降；缩小γ相区的元素使铁碳合金相图的共析转变温度上升。
几乎所有合金元素都使S点碳含量降低；尤其以强碳化物形成元素的作用最为强烈。
6、常见的碳化物形成元素有哪些？哪些是强碳化物形成元素、中强碳化物形成元素、弱碳化物形成元素？常见的碳化物形成元素有：Ti、Zr、V、Nb、Cr、W、Mo、Mn、Fe；强碳化物形成元素：Ti、Zr、Nb、V；中强碳化物形成元素：Mo、W、Cr；弱碳化物形成元素：Mn、Fe。
汽车模具钳工基本知识汽车模具钳工是汽车制造工艺中不可或缺的一环。
他们主要负责制造和维护汽车模具，在汽车生产过程中起关键作用。
下面是汽车模具钳工需掌握的基本知识。
一、模具分类模具可以分为压铸模、塑料模、切削模、冲压模、拉伸模、汽车底盘模以及汽车外壳模等。
这些模具不仅用于汽车制造，也广泛运用于其他行业，如电子、家电、玩具等制造。
二、模具材料模具材料主要包括高速钢、硬质合金、工具钢、铸铁等。
不同的模具材料应根据不同的生产要求和使用环境来选择。
例如，在制造深冲模时，应选择抗疲劳性能好的高速钢，而在制造注塑模时，则应选择热硬质合金。
三、模具结构模具结构包括模板、模座、模芯、滑块、顶针、顶出器、定位销等。
这些部位的结构设计要考虑到模具使用的稳定性、制造的精度及使用寿命等方面。
例如，在汽车外壳模制造中，为了确保加工精度，要考虑到尺寸、形状等因素，应经过精细检测和调整，以确保质量达标。
四、加工和维护模具钳工需要掌握加工和维护技能，例如铣削、车削、磨削及电火花加工等。
为了延长模具使用寿命，必须定期进行维护和修理。
例如，在冲压模维护中，应注意检查模具表面的磨损情况以及变形、开裂等现象，及时补充、更新模具涂层，以保证模具的精度和可靠性。
五、安全注意事项在操作模具过程中，安全至关重要。
钳工必须同时掌握安全技能，如提前排查隐患、佩戴防护用品、遵守操作规定等。
例如，在安装模具时，应先检查模具是否固定牢固，避免发生意外事故。
六、环保意识在生产过程中，模具钳工还应具备环保意识。
例如，应尽量减少废料的产生，合理利用原料，降低模具制造和维护的能耗，以保护环境。
总之，模具钳工除了掌握上述基本知识外，也需要细心、耐心、认真的态度去对待每一道工序，确保模具制造和维护的质量，在汽车制造行业发挥重要作用。
1.2 常用金属材料金属材料来源丰富，并具有优良的使用性能和加工性能，是机械工程中应用最普遍的材料，常用以制造机械设备、工具、模具，并广泛应用于工程结构中。
金属材料大致可分为黑色金属两大类。
黑色金属通常指钢和铸铁；有色金属是指黑色以外的金属及其合金，如铜合金、铝及铝合金等。
1.2.1 钢钢分为碳素钢（简称碳钢）和合金两大类。
碳钢是指含碳量小于2.11%并含有少量硅、锰、硫、磷杂质的铁碳合金。
工业用碳钢的含碳量一般为0.05%～1.35%。
为了提高钢的力学性能、工艺性能或某些特殊性能（如耐腐蚀性、耐热性、耐磨性等），冶炼中有目的地加入一些合金元素（如Mn、Si、Cr、Ni、Mo、W、V、Ti等），这种钢称为合金钢。
（一）碳钢1．碳钢的分类碳钢的分类方法有多种，常见的有以下三种。
（1）按钢的含碳量多少分类分为三类：低碳钢，含碳量0.25%；中碳钢，含碳量为0.25%～0.60%；高碳钢，含碳量0.60%。
（2）按钢的质量（即按钢含有害元素S、P的多少）分类分为三类：普通碳素钢，钢中S、P含量分别≤0.055%和0.045%；优质碳素钢，钢中S、P含量均≤0.040%；高级碳素钢，钢中S、P含量分别≤0.030%和0.035%。
（3）按钢的用途分类分为两类：碳素结构钢，主要用于制造各种工程构件和机械零件；碳素工具钢，主要用于制造各种工具、量具和模具等。
2．碳钢牌号的表示方法（1）碳素结构钢碳素结构钢的牌号由屈服点“屈”字汉语拼音第一个字母Q、屈服点数值、质量等级符号（A、B、C、D）及脱氧方法符号（F、b、Z）等四部分按顺序组成。
其中质量等级按A、B、C、D顺序依次增高，F代表沸腾钢，b代表镇静钢，Z代表镇静钢等。
如Q235-A·F表示屈服强度为235Mpa的A级沸腾碳素结构钢。
（2）优质碳素结构钢优质碳素结构钢的牌号用两位数字表示。
这两位数字代表钢中的平均含碳量的万分之几。
例如45钢，表示平均含碳量为0.45%的优质碳素结构钢。
第一部分钢结构型材常用公式及数值1，常用面积计算公式F---面积P---半周长L---圆周长度R---外接圆的半径r---内切圆的半径l---弧长2,常用体积及表面积计算公式3，常用型材理论质量（重量）计算公式m---质量F---断面积L---长度ρ----密度（比重），钢材一般取7.85第二部分碳素结构钢的化学成分及力学（机械）性能一，碳素结构钢的化学成分（GB 700-88）量≤0.17%，镇静钢的硅含量下限为≤0.12%；钢中铬，镍，铜残余含量分别≤0.30%，经需方同意，A级钢的铜含量可≤0.35%；砷残余含量≤0.080%；氧气转炉钢的氮含量≤0.008%。
2,D级钢应含有足够的形成细晶粒结构的元素。
例如钢中酸溶铝的含量≥0.015%，或全铝含量≥0.020%.3,在保证钢材力学性能符合GB 700-88规定情况下，各牌号A级钢的碳，硅，锰含量和各牌号其他等级钢碳，锰含量下限可以不作为交货条件。
二,碳素结构钢的力学性能（GB 700-88）(续)注：1，Q195钢的屈服强度点仅供参考，不作为交货条件。
2，各牌号A级钢的冷弯试验，在需方有要求时才进行。
当冷弯试验合格时，抗拉强度上限可不作为交货条件。
3,各牌号B级沸腾钢轧制钢材的厚度（直径）一般≤25mm.三，新旧标准钢牌号对照第三部分低合金结构钢一，低合金钢的化学成分(续)注：1，钢中硫含量≤0.045%。
2，钢中铬，镍，铜的残余含量应分别≤0.30%.3,各牌号的钢，允许加入钒，铌，钛等微量合金元素.二，低合金钢的力学性能第四部分金属材料的尺寸及重量一，型钢第五部分钢丝绳一，钢丝绳的分类1，按绳股捻法分①右交互捻②左交互捻③右同向捻④左同向捻2，按钢丝表面情况分①用光面钢丝制成的---光面钢丝绳；②用镀锌钢丝制成的---镀锌钢丝绳A,镀锌层组别‘甲‘----用于重腐蚀条件B, 镀锌层组别‘乙‘----用于一般腐蚀条件3，按钢丝力学性能分①按钢丝韧性A,特号---韧性最好B,I号---韧性较好C,II号---韧性一般②按钢丝公称抗拉强度（MPa）分:1370(140),1520(155),1667(170),1814(185),1961(200) 括号内为原标准采用单位为kgf/mm2的数值。
钢材知识大全三第一章钢的分类一、黑色金属、钢和有色金属在介绍钢的分类之前先简单介绍一下黑色金属、钢与有色金属的基本概念。
1、黑色金属是指铁和铁的合金。
如钢、生铁、铁合金、铸铁等。
钢和生铁都是以铁为基础，以碳为主要添加元素的合金，统称为铁碳合金。
生铁是指把铁矿石放到高炉中冶炼而成的产品，主要用来炼钢和制造铸件。
把铸造生铁放在熔铁炉中熔炼，即得到铸铁（液状），把液状铸铁浇铸成铸件，这种铸铁叫铸铁件。
铁合金是由铁与硅、锰、铬、钛等元素组成的合金，铁合金是炼钢的原料之一，在炼钢时做钢的脱氧剂和合金元素添加剂用。
2、把炼钢用生铁放到炼钢炉内按一定工艺熔炼，即得到钢。
钢的产品有钢锭、连铸坯和直接铸成各种钢铸件等。
通常所讲的钢，一般是指轧制成各种钢材的钢。
钢属于黑色金属但钢不完全等于黑色金属。
3、有色金属又称非铁金属，指除黑色金属外的金属和合金，如铜、锡、铅、锌、铝以及黄铜、青铜、铝合金和轴承合金等。
另外，在工业上还采用铬、镍、锰、钼、钴、钒、钨、钛等，这些金属主要用作合金附加物，以改善金属的性能，其中钨、钛、钼等多用以生产刀具用的硬质合金。
以上这些有色金属都称为工业用金属，此外还有贵重金属：铂、金、银等和稀有金属，包括放射性的铀、镭等。
二、钢的分类钢是含碳量在0.04%-2.3%之间的铁碳合金。
为了保证其韧性和塑性，含碳量一般不超过1.7%。
钢的主要元素除铁、碳外，还有硅、锰、硫、磷等。
钢的分类方法多种多样，其主要方法有如下七种：1、按品质分类(1) 普通钢（P≤0.045%，S≤0.050%）(2) 优质钢（P、S均≤0.035%）(3) 高级优质钢（P≤0.035%，S≤0.030%）2.、按化学成份分类(1) 碳素钢：a.低碳钢（C≤0.25%）；b.中碳钢（C≤0.25~0.60%）；c.高碳钢（C≤0.60%）。
(2)合金钢：a.低合金钢（合金元素总含量≤5%）b.中合金钢（合金元素总含量＞5~10%）c.高合金钢（合金元素总含量＞10%）。
机械制造技术基础知识1.机床的切削运动用刀具切除工件材料，刀具与工件之间务必要有一定的相对运动，该相对运动由主运动与进给运动构成。
主运动，是切下切屑所需要的最基本的运动，对切削起要紧作用，消耗机床的功率95%以上。
机床主运动只有1个。
进给运动，使工件不断投入切削，从而加工出完整表面所需的运动。
消耗机床的功率5%下列。
机床的进给运动能够有一个或者几个。
2.切削用量是指切削速度v、进给量f（或者进给速度）与切削深度ap。
三者又称之切削用量三要素。
切削速度v（m／s或者m／min），切削刃相关于工件的主运动速度称之切削速度。
即在单位时间内，工件与刀具沿主运动方向的相对位移。
进给量f，刀具转一周（或者每往复一次），两者在进给运动方向上的相对位移量称之进给量，其单位是mm／r（或者mm／双行程）。
切削深度ap（mm），切削深度指待加工表面与已加工表面之间的垂直距离。
3.常用刀具材料碳素工具钢与合金工具钢，因其耐热性很差，目前仅用于手工工具如锉刀、铰刀等。
高速钢，高速钢是一种加入了较多的钨、钼、铬、钒等合金元素的高合金工具钢。
强度高，抗弯强度为硬质合金的2～3倍；韧性高，比硬质合金高几十倍；硬度较高，且有较好的耐热性；可加工性好，热处理变形较小常用于制造各类复杂刀具（如钻头、丝锥、拉刀、成型刀具、齿轮刀具等）。
硬质合金，硬质合金是用高硬度、高熔点的金属碳化物（如WC、TiC、TaC、NbC等）粉末与金属粘结剂（如Co、Ni、Mo等）经高压成型后，再在高温下烧结而成的粉末冶金制品。
硬质合金的硬度、耐磨性、耐热性都很高，同意的切削速度远高于高速钢，且能切削硬材料。
硬质合金的不足:抗弯强度较低、脆性较大，抗振动与冲击性能也较差。
硬质合金被广泛用来制作各类刀具。
4．车刀切削部分的构成切削部分由3面-2刃-1尖构成，（1）前刀面(前面 ) ：切屑流出所通过的表面。
（2）主后刀面(主后面) ：与工件上过渡表面相对的表面。
一、金属材料的力学性能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。
金属常用的力学性能有：1.弹性金属材料在受到外力作用时发生变形，外力消除后其变形逐渐消失的性质称为弹性。
①刚性是指材料或构件在外力作用下抵抗弹性变形的能力。
②刚度：k＝F/y2.塑性金属材料在受到外力作用时，产生显著的变形而不断裂的性能称为塑性。
①伸长率δ②断面收缩率ψ3.强度金属材料在外力作用下，抵抗变形和破坏的能力称为强度。
由于各种机器零件或构件因载荷作用形式和作用性质不同，金属材料所表现出的强度大小也不同。
金属材料的强度指标：（1）屈服强度σs 在拉伸试验中，载荷不增加而试样仍能继续伸长时的应力称为屈服强度。
（2）抗拉强度σb 材料在拉断前所能承受的最大应力称为抗拉强度。
（3）疲劳强度σ-1 材料试样在疲劳试验过程中，在承受无数次（或给定次）对称循环应力作用仍不断裂的最大应力称为疲劳强度。
4.硬度金属表面抵抗硬物压入的能力称为硬度。
最常用的硬度指标：（1）布氏硬度HBS(HBW) 布氏硬度是使用一定直径的球体（淬火钢球或硬质合金球），以规定的试验力压入试样表面，经规定保持时间后卸除试验力，然后用测量表面压痕直径来计算硬度。
使用淬火钢球作硬度试验得到的硬度用HBS表示；使用硬质合金球作硬度试验得到的硬度用HBW表示。
（2）洛氏硬度HRC 洛氏硬度C标尺试验采用120°金刚石圆锥体加1471N总试验力测量的硬度值。
5.冲击韧性金属材料抵抗冲击载荷而不破坏的能力称为冲击韧性，其大小用冲击韧度αK表示。
二、钢的分类、用途与牌号（一）钢的分类1.按是否特意加入合金元素分类：（1）碳素钢不含有特意加入合金元素的钢，称为碳素钢。
（2）合金钢在碳素钢的基础上，为改善钢的性能，在冶炼时有目的地加入一种或数种合金元素的钢，称为合金钢。
2.按含碳量分类（1）低碳钢C ≤0.25％；（2）中碳钢0.25％＜C ＜0.60％；（3）高碳钢C ≥0.60％；3.按质量分类（1）普通钢S ≤0.050％，P ≤0.045％（2）优质钢S ≤0.035％，P ≤0.035％（3）高级优质钢S ≤0.025％，P ≤0.025％4.按合金元素总量分类（1）低合金钢合金元素总含量＜5％（2）中合金钢合金元素总含量5％～10％（3）高合金钢合金元素总含量＞10％5.按用途分类（1）结构钢主要用于制造各种机械零件和工程构件的钢。
山东大学机械制造技术基础课程知识点整理第一章一、切削时的工件表面待加工表面:工件上多余金属即将被切除的表面已加工表面：多余金属被切除后形成的表面过渡表面：待加工表面与已加工表面之间的连接表面二、刀具的工作角度一般均为前角增大后角减小但当刀尖位置低于机床中心高度时,应为前角减小后角增大三、切削层参数切削层：刀具沿工件进给方向移动一个f时，刀具的刀刃从工件待加工表面切下的金属层1、切削厚度h D垂直过渡表面度量的切削层尺寸2、切削宽度b D沿过渡表面度量的切削层尺寸3、切削面积A D切削层在基面内的截面面积四、切削方式直角切削：刀刃垂直于合成切削运动方向斜角切削：刀刃不垂直与合成切削运动方向自由切削：只有一条直线切削刃参与切削非自由切削:有多条切削刃或曲线切削刃参与切削直角自由切削:直角切削+自由切削五、刀具角度标注六、刀具材料应具有的性能1、高强度和韧性2、高硬度和耐磨性3、高的热稳定性、耐热性4、良好的物理特性和工艺性,便于加工5、经济性七、高速钢高速钢塑性、韧性、导热性、工艺性较好,适合制造如铣刀、拉刀等形状复杂的刀具硬度、耐磨性、耐热性差，常用于制造低速切削刀具和成形刀具八、硬质合金应用最为广泛，由金属碳化物（保证硬度、耐磨性）及金属黏结剂（保证强度、韧性）高温烧结而成。
1、YG类（K类）（WC+Co）高抗弯强度和抗冲击韧度,可减少切削时的崩刃加工短切屑黑色金属(铸铁）、有色金属及非金属材料2、YT类（P类）（WC+TiC+Co）硬度耐热性好，韧性导热系数差加工长切屑黑色金属（钢)3、YW类（M类）既可加工长切屑，也能加工短切屑黑色金属和有色金属，通用合金4、YN类常用于钢和铸铁的半精加工和精加工九、涂层刀具在刀具上覆盖一层耐磨性高的难熔金属化合物硬涂层:提高硬度和耐磨性软涂层：减小摩擦十、陶瓷刀具未来发展较好，但需解决韧性问题主要有两种：Al2O3基和Si3N4基特点：1、高硬度和耐磨性2、高耐热性3、化学稳定性高4、低摩擦因数(光滑）5、原料丰富十一、金刚石刀具分类:单晶、PCD和金刚石复合刀片性能最好，用于加工有色金属和非金属,不可加工铁族元素（易发生反应产生石墨）特点：1、高硬度和耐磨性2、各向异性3、低摩擦因数4、刀刃锋利5、高导热性，热稳定性差6、价格贵十二、立方氮化硼刀具(CBN）硬度仅次于金刚石，化学惰性强，热稳定性高特点：1、高硬度耐磨性2、高热稳定性3、优良化学稳定性4、高导热性5、低摩擦因数第二章一、切屑形成过程（1）、切屑形成的本质：切削层金属的剪切滑移和剪切破坏（2）、变形区的划分(了解特点）第一变形区（Ⅰ）：AO始滑移线，MO终滑移线,晶粒发生剪切滑移第二变形区（Ⅱ）：刀-屑接触区,切屑沿此流出，晶粒剪切滑移呈剧烈纤维化，有时有滞留层第三变形区（Ⅲ）：刀-工接触区,有时也呈纤维化，有加工硬化和回弹现象（3）、第一变形区内变形过程P34第一变形区宽度非常小，可以看做一个面，即剪切面。
第一章⑴晶体：结构具有周期性和对称性的固体，原子或分子排列规则。
⑵晶格：用假想的直线将原子中心连接起来所形成的三维空间格架。
⑶液态金属在理论结晶温度以下开始结晶的现象称过冷。
⑷理论结晶温度与实际结晶温度的差∆T称过冷度∆T= T0 –T1第二章⑴合金是由两种或两种以上金属元素或金属和非金属组成的具有金属特性的物质⑵合金中凡成分相同、结构相同、聚集态相同,并与其它部分有界面分开的均匀组成部分称为相⑶固溶强化：固溶体中晶格畸变较大，随溶质原子增加合金强度和硬度提高，塑性和韧性降低。
⑷以固溶体为基，弥散分布金属间化合物，可提高强度、硬度和耐磨性，即第二相质点强化或称弥散强化.⑸晶内偏析：溶质原子在液相能够充分扩散,在固相内来不及扩散,以致固溶体内先结晶的中心和后结晶的部分成分不同.一个枝晶范围内成分不均匀的现象称作枝晶偏析.冷速越大，枝晶偏析越严重。
枝晶偏析会影响合金的力学、耐蚀、加工等性能.第三章⑴滑移：一部分晶体沿着某一晶面和晶向相对于另一部分晶体滑动。
光滑试样在拉伸过程中，表面会出现许多相平行的倾斜线条的痕迹，称滑移带。
滑移的结果在晶体表面形成台阶,称滑移线，若干条滑移线组成一个滑移带。
⑵位错密度增加,导致金属强度和硬度的提高,塑性和韧性下降,称为加工硬化或形变强化⑶再结晶:当变形金属加热到超过回复的某一温度时，将通过形核及核长大的过程重新形成内部缺陷较少的等轴小晶粒,并且该小晶粒不断向变形金属中扩展,直到变形晶粒消失为止. 再结晶也是一个晶核形成和长大的过程，但不是相变过程，再结晶前后新旧晶粒的晶格型和成分完全相同。
与结晶区别：没有新相生成。
⑷低于再结晶温度的加工称为冷加工;而高于再结晶温度的加工称为热加工影响1、热加工可使铸态金属与合金中的气孔焊合,使粗大的树枝晶或柱状晶破碎,从而使组织致密、成分均匀、晶粒细化，力学性能提高.2、热加工使铸态金属中的非金属夹杂沿变形方向拉长，形成彼此平行的宏观条纹，称作流线，由这种流线体现的组织称纤维组织。
机械加工刀具基础知识机械加工刀具是在机械加工过程中使用的切削工具。
它们具有不同的形状和材料，用于不同的加工任务。
了解机械加工刀具的基础知识对于正确选择和使用刀具至关重要。
本文将介绍机械加工刀具的基本分类、结构、材料和刀具磨损与检测等知识。
1. 刀具的分类刀具可以按照不同的分类方法进行分类。
下面是一些常见的分类方法：1.1 按照切削方式分类根据刀具的切削方式，可以将刀具分为以下几类：•立铣刀：广泛用于铣削工艺中，通常具有直径大于长度的刀身；•钻头：用于钻孔加工，具有尖锐的切削边沿；•锥制刀：用于锥度加工，切削边沿具有一定的锥度；•刨刀：用于平面加工，具有平面切削边沿；•丝锥：用于螺纹加工，切削边沿具有螺旋形状。
1.2 按照材料分类刀具的材料也是对其进行分类的重要标准，常用的刀具材料包括：•高速钢：用途广泛，适用于一般加工和高速加工。
•硬质合金：具有很高的硬度和耐磨性，适用于高硬度材料的加工。
•陶瓷刀具：具有高硬度和耐高温性能，适用于高温合金等材料的加工。
•PCD/PCBN刀具：由多个单晶体金刚石或立方氮化硼颗粒通过合金基体粘结而成，具有优异的切削性能，适用于加工高硬度、高耐磨性材料。
2. 刀具的结构刀具的结构包括刀尖、刀柄和刀身等部分。
以下是刀具常见结构的详细介绍：2.1 刀尖刀尖是切削刃最重要的部分，决定了切削质量和刀具的寿命。
刀尖的形状和角度应根据具体的加工要求进行选择。
•刃尖：刃尖是刀具的前端，负责实施切削动作。
常见的刃尖形状有圆形、方形等。
圆形刃尖适用于加工弯曲表面，方形刃尖适用于加工直线表面。
•切削沿：切削沿是刃尖的切削边缘，用于切削工件。
常见的切削沿形状有直刃、斜刃、螺旋刃等。
2.2 刀柄刀柄是刀具固定在机床上的部分，具有与机床主轴相配合的接口。
刀柄一般分为直柄和锥柄两种形式。
•直柄：直柄是一种直杆形状的刀具连接部分，适用于高转速加工。
•锥柄：锥柄是一种锥度形状的刀具连接部分，具有良好的刚性和稳定性。
车工授课教案班级授课周期授课时数12项目名称项目一项目内容车削加工的基本知识教学目的掌握车床的结构与传动认识车刀了解切削过程、切削用量及表面粗糙度相关知识掌握安全文明生产要求掌握车床操作技能重点难点车床结构与操作技能工具：CA6140车床常用车刀材料：组织教学本项目教学分理论和实践部分进行，理论部分采用多媒体教学，实践部分采用现场分组教学讲解提要车床的结构与各部分之间传动关系车刀和种类与用途切削过程、切削用量及表面粗糙度相关知识介绍车床操作技能操作要领与演示演示内容车床操作要领巡回指导操作实践学员要求认真听讲，作好笔记遵守安全文明生产规范，掌握操作要领课题一认识车床课时 2 备注教学目标1.了解车工及本课程学习目标2.掌握车床的结构与各部分功能3.掌握CA6140车床的传动教学方法多媒体、现场教学结合教学重点车床结构与车床安全操作教学难点车工安全文明生产要求及车床操作要领内容框架一、课程介绍车工工艺是研究车削加工的专门工艺，内容包括工件装夹、刀具选择、车削方法及精度检验等。
车工就是操纵车床进行工件旋转表面车削加工的人。
车床是车削加工机床。
本课程学习目标：1、掌握车床的结构与安全操作方法；2、掌握常用量具的正确使用方法；3、掌握简单零件加工工艺路线的制订；4、养成正确的职业态度。
二、车床的用途三、车床的结构与动力传动（一）车床结构及各部分作用（1）主轴箱（床头箱）主轴箱固定在床身的左上部，箱内装有齿轮、主轴等，组成变速传动机构。
该变速机构将电机的旋转运动传递至主轴，通过改变箱外手柄位置，可使主轴实现多种转速的正、反旋转运动。
（2）交换齿轮箱（挂轮箱）挂轮箱装在床身的左侧。
其上装有交换齿轮（挂轮），它把主轴的旋转运动传递给进给箱，调整挂轮箱上的齿轮，并与进给箱内的变速机构相配合，可以车削出不同螺距的螺纹，并满足车削时对不同纵、横向进给量的需求。
内容框架（3）进给箱（走刀箱）进给箱固定在床身的左前下侧，是进给传动系统的变速机构。
刀具的基本知识一、运动及切削要素.......................................................................................................... - 3 -1、切削运动................................................................................................................................ - 3 -2、切屑要素................................................................................................................................ - 3 -3、刀具切削部分的几何参数.................................................................................................... - 4 -4、刀具几何角度及其对切屑的影响........................................................................................ - 4 -5、刀尖型式的选择（过渡刃的选择）............................................................................ - 8 -二、刀具的材料.......................................................................................................................... - 9 -1. 刀具材料应具备的性能................................................................................................. - 9 -2.常用刀具材料................................................................................................................... - 9 -三、金属切削加工中的主要现象及规律................................................................................ - 12 -1、切屑的形成.................................................................................................................. - 12 -2、切削中的变形.............................................................................................................. - 12 -3、切屑的种类及断屑...................................................................................................... - 13 -1．积屑瘤的成因.............................................................................................................. - 15 - 2．积屑瘤对切削过程的影响.......................................................................................... - 15 -3. 积屑瘤的控制措施....................................................................................................... - 15 -一、运动及切削要素1、切削运动削运动分为主运动(它是切屑时最主要、消耗动力最多的运动，它是刀具与工件之间的相对运动)和进给运动(是指刀具与工件之间的附加运动，以保持切屑的连续进行)。
常用钢材分类及标识知识国标钢材标注方法及含义1）碳素结构钢：表示方法：Q+数字+（质量等级符号）+（脱氧方法符号）+（专门用途的符号）①钢号冠以“Q”，代表钢材的屈服点；②“Q”后面的数字表示屈服点数值，单位是MPa。
例如Q235表示屈服点（σs）为235 MPa的碳素结构钢；③必要时钢号后面可标出表示质量等级和脱氧方法的符号。
质量等级符号分别为A、B、C、D。
脱氧方法符号：F表示沸腾钢；b表示半镇静钢：Z表示镇静钢；TZ表示特殊镇静钢，镇静钢可不标符号，即Z和TZ都可不标。
例如Q235-AF表示A级沸腾钢。
专门用途的碳素钢：例如桥梁钢、船用钢等，基本上采用碳素结构钢的表示方法，但在钢号最后附加表示用途的字母。
2）优质碳素结构钢表示方法：数字+（元素符号）+（脱氧方法符号）+（专门用途的符号）①钢号开头的两位数字表示钢的碳含量，以平均碳含量的万分之几表示，例如平均碳含量为%的钢，钢号为“45”，它不是顺序号，所以不能读成45号钢。
②锰含量较高的优质碳素结构钢，应将锰元素标出，例如50Mn。
③沸腾钢、半镇静钢及专门用途的优质碳素结构钢应在钢号最后特别标出，例如平均碳含量为%的半镇静钢，其钢号为10b。
3）碳素工具钢表示方法：字母T+数字+（元素符号）+（质量等级符号）①钢号冠以“T”，以免与其他钢类相混。
②钢号中的数字表示碳含量，以平均碳含量的千分之几表示。
例如“T8”表示平均碳含量为%。
③锰含量较高者，在钢号最后标出“Mn”，例如“T8Mn”。
④高级优质碳素工具钢的磷、硫含量，比一般优质碳素工具钢低，在钢号最后加注字母“A”，以示区别，例如“T8MnA”。
表示方法：字母Y+数字+（元素符号）①钢号冠以“Y”，以区别于优质碳素结构钢。
②字母“Y”后的数字表示碳含量，以平均碳含量的万分之几表示，例如平均碳含量为%的易切削钢，其钢号为“Y30”。
③锰含量较高者，亦在钢号后标出“Mn”，例如“Y40Mn”。
钢的热处理1、钢的热处理工艺主要有几种退火、淬火、正火、回火、外表热处理2、什么是同素异构转变、多形性转变同素异构转变：纯金属在温度和压力变化时，由某一种晶体结构转变为另一种晶体结构的过程称为同素异构转变。
多形性转变：在固溶体中发生的由一种晶体结构转变为另一种晶体结构的过程称为多形性转变。
3、奥氏体及其结构特点奥氏体是碳在γ-Fe中的间隙固溶体，具有面心立方结构。
奥氏体的面心立方结构使其具有高的塑性和低的屈服强度，在相变过程中容易发生塑性变形，产生大量位错或出现孪晶，从而造成相变硬化和随后的再结晶、高温下经历的反常细化以及低温下马氏体相变的一系列特点。
4、共析碳钢在加热转变时，奥氏体优先形核位置及原因奥氏体的形核1〕球状珠光体中：优先在F/Fe3C界面形核2〕片状珠光体中：优先在珠光体团的界面形核,也在F/Fe3C片层界面形核奥氏体在F/Fe3C界面形核原因：(1) 易获得形成A所需浓度起伏，结构起伏和能量起伏.(2) 在相界面形核使界面能和应变能的增加减少。
△G = -△Gv + △Gs + △Ge△Gv—体积自由能差，△Gs —外表能，△Ge —弹性应变能5、珠光体向奥氏体转变的三阶段，并说明为什么铁素体完全转变为奥氏体后仍然有一局部碳化物没有溶解？〔1〕奥氏体的形核；〔2〕奥氏体的长大；〔3〕剩余碳化物的溶解和奥氏体成分的均匀化；奥氏体长大的是通过γ/α界面和γ/Fe3C界面分别向铁素体和渗碳体迁移来实现的。
由于γ/α界面向铁素体的迁移远比γ/Fe3C界面向Fe3C的迁移来的快，因此当铁素体已完全转变为奥氏体后仍然有一局部渗碳体没有溶解。
6、晶粒度概念奥氏体本质晶粒度：根据标准试验方法，在930±10°C保温足够时间后测得的奥氏体晶粒大小。
奥氏体起始晶粒度：在临界温度以上，奥氏体形成刚刚完成，其晶粒边界刚刚相互接触时的晶粒大小奥氏体实际晶粒度：在某一加热条件下所得的实际奥氏体晶粒大小。
高速钢是一种具有高硬度、高耐磨性和高耐热性的工具钢，又称高速工具钢或锋钢。
高速钢是美国的.泰勒和M.怀特于1898年创制的。
高速钢的工艺性能好，强度和韧性配合好，因此主要用来制造复杂的薄刃和耐冲击的金属切削刀具，也可制造高温轴承和冷挤压模具等。
除用熔炼方法生产的高速钢外，20世纪60年代以后又出现了粉末冶金高速钢，它的优点是避免了熔炼法生产所造成的碳化物偏析而引起机械性能降低和热处理变形。
高速钢是一种含多量碳(C)、钨(W)、钼(Mo)、铬(Cr)、钒(V)等元素的高合金钢，热处理后具有高热硬性。
当切削温度高达600℃以上时，硬度仍无明显下降，用其制造的刀具切削速度可达每分钟60米以上，而得其名。
常见的普通高速钢有两种：钨系高速钢和钨钼系高速钢。
钨系高速钢典型牌号为w18Cr4V，热处理硬度可达63-66HRC，抗弯强度可达3500MPa，可磨性好。
钨钼系高速钢典型牌号为W6Mo5Cr4V2，目前正在取代钨系高速钢，具有碳化物细小分布均匀，耐磨性高，成本低等一系列优点。
热处理硬度同上，抗弯强度达4700MPa，韧性及热塑性比w18Cr4V提高50%。
常用于制造各种工具，例如钻头、丝锥、铣刀、铰刀、拉刀、齿轮刀具等，只是它的脱碳敏感性稍强。
另一牌号的普通高速钢为W9Mo3Cr4V，这是中国近几年发展起来的新品种。
强度及热塑性略高于W6Mo5Cr4V2，硬度为HRC63-64，与韧性相配合，容易轧制、锻造，热处理工艺范围宽，脱碳敏感性小，成本更低。
高性能高速钢具有更好的硬度和热硬性，这是通过改变高速钢的化学成分，提高性能而发展起来的新品种。
具有更高的硬度、热硬性，切削温度达摄氏650度时，硬度仍可保持在60HRC以上。
耐用性为普通高速钢的倍，适用于制造加工高温合金、不锈钢、钛合金、高强度钢等难加工材料的刀具。
主要品种有4种，分别为高碳系高速钢、高钒系高速钢、含钴系高速钢和铝高速钢。
钴高速钢牌号有W2Mo9Cr4VCo8。
其特点为：含钒量不高(1%)，含钴量高(8%)，钴能促使碳化物在淬火加热时更多地溶解在基体内，利用高的基体硬度来提高耐磨性。
这种高速钢硬度、热硬性、耐磨性及可磨性都很好。
热处理硬度可达67-70HRC，但也有采取特殊热处理方法，得到67-68HRC硬度，使其切削性能(特别是间断切削)得到改善，提高冲击韧性。
铝高速钢牌号为W6Mo5Cr4V2Al W6Mo5Cr4V5SiNbAl等,主要加入铝(Al)和硅(Si)、铌(Nb)元素，来提高热硬性、耐磨性。
热处理硬度可达到68HRC，热硬性也不错。
但是这种钢易氧化及脱碳，可塑性、可磨性稍差，仍需改进。
粉末冶金高速钢具有良好的力学性能，适合制造：间断切削条件下易崩刃的刀具、强度高而切削刃又必须锋利的刀具，如插齿刀、滚刀、铣刀，高压动载荷下使用的刀具。
它的碳化物偏析小，晶粒细，可磨性好，适合制造：大尺寸刀具、精密刀具、复杂刀具。
这类材料的高温热硬度高，又适合制造难加工材料所用的刀具，确实是面面俱到。
技术指标高速工具钢低倍组织检验是根据国标GB226-77《钢的低倍组织及缺陷酸蚀试验法》规定，采用热酸浸蚀法。
低倍组织检验与金相组织检验相结合金相组织检验是指在金相显微镜的放大倍数为100倍情况下进行。
若高速工具钢的低倍组织中的点状偏析大于1级，在进行金相组织检验其共晶碳化不均匀度时，发现其共晶碳化物级别大约是7级左右，而且带状的碳化物和网状的碳化物的网角上都有严重堆积的大颗粒的碳化物。
在高速工具钢的低倍组织中，其点状偏析主要呈不同形状和大小的暗色斑点。
这主要是由于钢材的化学成分偏析，合金碳化物大量聚集在一起，经酸蚀试验的热酸浸蚀后，合金碳化物会脱离其基体而在试样表面留下剥落的凹坑。
在锻造时，在碳化物剥落的凹坑处，非常容易聚集扩展成为裂纹。
而其点状偏析的严重程度，其实质就是碳化物剥落的轻重程度。
对于存在碳化物剥落的试样，其共晶碳化物的不均匀度也是不合格的，因此，我们可以利用低倍组织检验相结合的方法，来进一步保证试验的准确性。
对于高速工具钢的锻造而言，偏析不允许存在缺陷组织，相对而言，疏松对于高速工具钢锻造来说，要求的宽容度就要大一些。
一般来说，若其心部疏松为5～2级的高速工具钢，在其锻造时一般不会产生裂纹，而对于不是均匀的一般疏松，又不是中心疏松，不集中在钢材的中心，且呈不规则的偏析分布，则在锻造时非常容易发生锻裂。
高速工具钢低倍组织的优劣，将严重影响其锻造性能。
锻造 - 是用锤击使金属成为一定形状的方法, 当钢件加热达到锻造温度时, 可以从事锻造, 弯屈, 抽拉, 成型等操作。
大多数钢材加热至鲜明樱红色时都很易锻造。
脆性 - 表示金属容易破裂的性质, 铸铁的脆性大, 甚至跌落地上亦会破裂。
脆性与硬度有密切关系, 硬度高的材料通常脆性亦大。
高速钢为什么要进行三次高温回火因为高速钢淬火后大部分转变为马氏体，残留奥氏体量是20—25%，甚至更高。
第一次回火后，又有15%左右的残留奥氏体转变为马氏体。
还有10%左右的残留奥氏体，15%左右新转变未经回火的马氏体，还会产生新的应力，对性能还有一定的影响。
为此，要进行二次回火，这时又有5—6%的残留奥氏体转变为马氏体，同样原因为了使剩余的残留奥氏体发生转变，和使淬火马氏体转变为回火马氏体并消除应力，需进行第三次回火。
经过三次回火残留奥氏体约剩1—3%左右高速钢锯片是一种含多量碳(C)、钨(W)、钼(Mo)、铬(Cr)、钒(V)等元素组成的锯片，热处理后具有高热硬性。
由于高速钢切削温度高达600℃以上时，硬度仍无明显下降，用其制造的锯片切削速度可达每分钟60米以上，高速钢锯片由此而得名。
高速钢锯片分类高速钢按化学成分可分为普通高速钢及高性能高速钢。
按制造工艺可分为熔炼高速钢及粉末冶金高速钢。
高速钢锯片的使用 1. 新安装的高速钢锯片试运行时为了保证其拥有更长的使用寿命，最好先让圆锯机与新锯片（重新更换或重新磨过的高速钢锯片）有一个充分的磨合过程，在锯片切割的前10分钟，减少进料的速度是很有必要性的，在10分钟后就可以恢复正常的进料速度。
2. 进料速度和切割速度取决于被切割材料的截面及韧度,对于不锈钢这种难切削,韧度较高的材料，相应的减少进料是非常有利于提高锯片的使用寿命，当材料截面较小时，可以适当提高机器转速。
3.如果切割相同的材料时增加了进刀的速度，相应的应该选择有较粗齿的锯片。
4.由于切割材料的任何时候都需要有效的切割角度和有效齿距，正确及时的对锯片进行重新研磨，有助于高速钢锯片发挥最大功效。
5. 通过观察锯片产生的锯屑，你可以判断锯片目前的切割状态：a.锯屑很细的或成粉状表示切割压力太小。
b.锯屑很粗但是却柔软表示切割超负荷。
c.锯屑是长的螺旋丝表示状态良好。
高速钢锯片用途高速钢锯片用途：主要用于钢，铁，铜，铝等中硬以下金属材料窄而深的槽加工或切断。
也可用于非金属的铣削加工。
超硬材料、硬质合金锯片主要用于难切削材料(耐热钢，不锈钢等高强度钢)的削加工。
又名风钢或锋钢，意思是淬火时即使在空气中冷却也能硬化，并且很锋利。
它是一种成分复杂的合金钢，含有钨、钼、铬、钒、钴等碳化物形成元素。
合金元素总量达10～25%左右。
它在高速切削产生高热情况下(约500℃)仍能保持高的硬度，HRC能在60以上。
这就是高速钢最主要的特性——红硬性。
而碳素工具钢经淬火和低温回火后，在室温下虽有很高的硬度，但当温度高于200℃时，硬度便急剧下降，在500℃硬度已降到与退火状态相似的程度，完全丧失了切削金属的能力，这就限制了碳素工具钢制作切削工具用。
而高速钢由于红硬性好，弥补了碳素工具钢的致命缺点，可以用来制造切削工具。
高速钢的热处理工艺较为复杂，必须经过退火、淬火、回火等一系列过程。
退火的目的是消除应力，降低硬度，使显微组织均匀，便于淬火。
退火温度一般为860～880℃。
淬火时由于它的导热性差一般分两阶段进行。
先在800～850℃预热(以免引起大的热应力)，然后迅速加热到淬火温度1190～1290℃（不同牌号实际使用时温度有区别），后油冷或空冷或充气体冷却。
工厂均采用盐炉加热，现真空炉使用也相当广泛。
淬火后因内部组织还保留一部分(约30%)残余奥氏体没有转变成马氏体，影响了高速钢的性能。
为使残余奥氏体转变，进一步提高硬度和耐磨性，一般要进行2～3次回火，回火温度560℃，每次保温1小时。
(1)生产制造方法：通常采用电炉生产，近来曾采用粉末冶金方法生产高速钢，使碳化物呈极细小的颗粒均匀地分布在基体上，提高了使用寿命。
(2)用途：用于制造各种切削工具。
如车刀、钻头、滚刀、机用锯条及要求高的模具等。
主要生产厂我国上钢五厂、河冶科技是生产高速钢的主要生产厂。
主要进口生产国家我国主要从日本、俄罗斯、德国、奥地利、法国、乌克兰、巴西等国进口。
种类高速钢是一种复杂的钢种,含碳量一般在～％之间。
含合金元素量较多，总量可达10～25％。
按所含合金元素不同可分为：①钨系高速钢（含钨 9～18％）；②钨钼系高速钢（含钨5～12％,含钼2～6％）；③高钼系高速钢（含钨0～2％,含钼5～10％）；④钒高速钢，按含钒量的不同又分一般含钒量（含钒 1～2％)和高含钒量(含钒～5％)的高速钢；⑤钴高速钢（含钴 5～10％）。
按用途不同高速钢又可分为通用型和特殊用途两种。
①通用型高速钢：主要用于制造切削硬度HB≤300的金属材料的切削刀具 (如钻头、丝锥、锯条)和精密刀具（如滚刀、插齿刀、拉刀），常用的钢号有W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2等。
②特殊用途高速钢:包括钴高速钢和超硬型高速钢（硬度HRC68～70）,主要用于制造切削难加工金属（如高温合金、钛合金和高强钢等）的刀具，常用的钢号有W12Cr4V5Co5、W2Mo9Cr4VCo8等。
规格和外观质量规格主要有圆钢和方钢、板材。
钢材的表面要加工良好，不得有肉眼可见的裂纹、折叠、结疤和发纹。
冷拔钢材表面应洁净、光滑、无夹杂和氧化皮等。
化学成分我国国标和日本工业标准中主要钢号的化学成分如表 6—7—26。
物理性能高速钢一般不做抗拉强度检验，而以金相、硬度检验为主。
钨系和钼系高速钢经正确的热处理后，洛氏硬度能达到63以上，钴系高速钢在65以上。
钢材的酸浸低倍组织不得有肉眼可见的缩孔、翻皮。
中心疏松，一般疏松应小于1级。
金相检验的内容主要包括脱碳层、显微组织和碳化物不均匀度3个项目。
高速钢不应有明显的脱碳。
显微组织不得有鱼骨状共晶莱氏体存在。
高速钢中碳化物不均匀度对质量影响最大，目前冶金和机械部门对碳化物不均匀度的级别十分重视。
根据钢的不同用途可对碳化物不均匀度提出不同的级别要求，通常情况下应小于3级。
用高速钢制造切削工具，除因其具有高硬度、高耐磨性和足够的韧性之外，还有一个重要因素是具有红硬性。
