前人整理的笔记

碎碎念

• 车和铣 99%的加工量
• 电火花加工？

第二章 工程材料

• 金属材料

• 黑色金属：铁and铁合金

  • 常用碳钢

  • 常用碳素钢Q235 （Q代表屈服的屈）

    • （建筑结构件，螺栓，法兰盘，销子，键，连杆）

  • 优质碳素结构钢45 （表示碳占万分之45）

    • （冲压件，焊接件，轴，齿轮，活塞销，套筒，弹簧，蜗杆）

  • 碳素工具钢T8 / T12 （表示碳占千分之8/12）

    • （冲头，板牙，锯片，丝锥，钻头，量规）

  • 合金钢

  • 铸铁（HT200 KTH330-08）(HT代表灰铸铁，数字代表最小抗拉强度值；KTH代表黑心可锻铸铁) >强度低，韧性差，但是耐磨，减震，铸造切削性能优秀 分为白口铸铁，灰铸铁，可锻铸铁， 球墨铸铁

    • 灰铸铁：底座，床身，阀门，凸轮
    • 可锻铸铁：扳手，犁刀，传动链条阀门、管接头
  • 有色金属：其他

• 钢的热处理

• 退火----加热到一定温度，经保温后随炉冷却 > 降低内应力，降低硬度，改善组织和性能
• 正火----加热到一定温度，经保温后在空气中冷却 > 细化晶粒，消除内应力，为淬火做准备
• 淬火----加热到临界温度以上，经保温后快速冷却 > 获得马氏体，更强的硬度

• 回火----将淬火后的工件重新加热到临界温度以下的某一温度，经长时间保温后缓慢冷却 > 马氏体硬而脆，需要消除降低内应力，防止开裂，调整硬度和韧性

  • 低温回火（150-250）较高硬度（58-64HRC）T12钢
  • 中温回火（350-500）（35-45HRC）弹簧
  • 高温回火（500-650）（25-35HRC）轴，齿轮，连杆

• 材料性能

• 使用性能
  • 力学性能
  • 物理性能
  • 化学性能
• 工艺性能
  • 铸造性能
  • 焊接性能
  • 压力加工性能
  • 切削性能
  • 热处理性能

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第三章 铸造

![[铸造 1.jpg]]

生产方法：砂型铸造，特种铸造 - 砂型铸造 - 型（芯）砂 - 强度（防止塌箱，冲砂，但是不能太高，否则会失去退让性） - 透气性（产生气孔） - 耐火性 - 可塑性 - 退让性（工件冷却收缩时也要跟着收缩，否则会产生内应力） - 芯砂的性能要求更高 - 铸造工艺 - 一些参数 - 收缩余量 - 加工余量 - 起模斜度 （壁高度，造型方法，模样材料and表面粗糙度有关） - 铸孔，槽及芯头 - 铸造圆角 - 造型工艺 >手工造型和机器造型 - 分型面的确定 - 应当选择在模样的最大截面处 - 应当使铸件上的重要加工面朝下或处于垂直位置 - 应使铸件的全部或大部分在同一砂箱内，以减少错箱和提高铸件的精度 - 浇注系统的确定 ![[浇注系统 1.jpg]] - 外浇口----缓冲液体金属浇入时的冲击力和分离炉渣 - 直浇道----利用高度差使液体迅速充满型腔 - 横浇道----分配金属液，挡渣 - 内浇道----控制金属液流入型腔的位置，速度，方向 - 冒口-------主要起补缩作用，兼有排气，浮渣，观察金属液体流动情况 - 熔炼 - 铸铁--------冲天炉 - 铸钢--------电弧炉 - 有色金属--坩埚炉

• 特种铸造
• 金属型铸造 >使用金属代替砂作为模具，需要预热（冷却速度快有内应力）
• 熔模铸造 >失蜡法，适用于精密零件
• 压力铸造 >形状复杂，壁薄的零件
• 离心铸造 >环状工件

浇注温度 温度低，流动性差，浇注不足，气孔，浇注温度过高，收缩大，产生缩孔，裂纹，晶粒粗大and粘砂

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压力加工

是锻造和冲压的总称 通过外力使得内部缺陷得到压合，获得更强的性能 - 压力加工主要方法 - 轧制，拉拔，挤压，自由锻，模锻和板料冲压 ![[压力加工方法 1.jpg]] - 锻造 - 金属的加热 - 提高金属的塑性，便于锻造（强度，硬度下降，塑性，韧性上升） - 含碳量提高，金属的可锻性下降 - 加热温度过高，会出现氧化，脱碳，过热，过烧 >45号钢始锻温度1150-1200，终锻温度800 - 加热设备有反射炉（火焰加热）and 电加热炉 - 锻造设备and工序 - 自由锻 > 镦粗、拔长、冲孔、弯曲、扭转、错移、切割 - 手工锻 - 铁砧，大锤，冲子手钳，錾子etc. ![[手工锻.jpg]] - 机器锻 - 空气锤，蒸汽-空气锤，水压机 - 模锻（没介绍） - 板料冲压 - 分离工序----剪切、冲裁（冲孔，落料） - 变形工序----弯曲、拉深、成型

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焊接

分为三大类 1. 熔化焊--电弧焊，气焊，电渣焊 2. 压力焊--电阻焊，摩擦焊 3. 钎焊-----硬钎焊，软钎焊

焊接性能随着含碳量的上升，可焊性下降

• 手工电弧焊
• 焊条
  • 焊芯 传导电流，充填
  • 药皮 改善工艺，机械保护，冶金处理作用
• 气焊&气割

  气焊时，一般焰心顶端距离工件2-3mm

• 三种火焰
  • 中性焰--焊接中碳钢，合金钢，铜，铝合金
  • 碳化焰--还原火焰，增碳，高碳钢，铸铁，硬质合金
  • 氧化焰--焊接黄铜
• 气焊操作
  • 氧气先通后关
• 气割
  • 金属燃点应低于熔点，否则不能产生整齐的切口
  • 燃烧生成的金属氧化物熔点应低于金属本身的燃点，便于被吹走
  • 金属燃烧时产生大量的热，且金属本身导热性低

    满足条件的满足上述条件的金属材料有低、中碳钢和低合金钢；而高碳钢、铸铁、高合金钢及铜、铝等有色金属及合金，均难以进行气割。

• 电阻焊

  低电压，强电流，不需要填充金属

• 点焊-- <=4mm
• 缝焊--连续的点焊 <=3mm
• 对焊 ![[电阻焊 1.jpg]]
• 钎焊
  • 硬钎焊（>=450 >=200MPa）
  • 软钎焊

    钎焊与熔化焊相比，加热温度低，接头金属组织和性能变化及焊接变形小，尺寸容易保证，生产率高，易于实现机械化和自动化，可焊接异种金属，但接头强度较低，特别是冲击韧性较低。耐热能力较差。目前主要用于电子元件、精密仪表机械等。

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切削加工基础知识

• 加工精度
• 尺寸精度 IT01，IT0，IT1...IT18
• 位置/形状精度

• 表面粗糙度 Ra

• 切削运动and切削用量

• 切削运动
  • 主运动（旋转）
  • 进给运动
• 切削用量
  • 切削速度u
  • 进给量f
  • 背吃刀量\(\alpha_p\)

    对刀具对刀具耐用度影响最大的是υ，其次是f，最小的是αp。因此，在选定合理的刀具后， · 粗车：\(\alpha_p\)→f→ υ； · 精车： υ→f→ \(\alpha_p\)

• 刀具
  • 几何角度
  • 前角 \(\gamma_0\)------硬度较低，精加工时，前角可取大些
  • 后角 \(\alpha_0\)------增大后角，可以减少刀具主后面与工件的摩擦，但后角过大，刀具强度降低。
  • 主偏角 \(K_r\)------增大主偏角，则可使轴向分力加大，径向分力减小，有利于减小振动，改善切削条件。但刀具磨损加快
  • 副偏角 \(K_r'\)------。增大副偏角可减小副切削刃与已加工面的摩擦，降低表面粗糙度，防止切削时产生振动。
  • 刃倾角\(\lambda_s\)------主要作用是控制切屑的流动方向。切削刃与基面平行时，λs=0； 刀尖处于切削刃的最低点，λs为负值，刀尖强度增大；切屑流向已加工表面，用于粗加工； 刀尖处于切削刃的最高点，λs为正值，刀尖强度较低，切削流向待加工表面，用于精加工。
  • 材料
  • 碳素工具钢
  • 合金工具钢
  • 高速钢
  • 硬质合金
• 量具
  • 卡钳
  • 游标卡尺
  • 百分表
  • 百分尺

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车削加工

• 普通车床

  床身，主轴箱，进给箱，溜板箱，拖板，刀架，尾座 ![[普通车床外形 1.jpg]] 溜板箱--转动->平动 拖板--在拖板上的三层，可进一步运动

• 车道的安装

• 花盘 心轴 中心架
• 刀尖应当与工件中心线等高
• 刀杆伸出不超过厚度的1.5倍
• 车圆锥
• 转动小拖板法
  • 当内外圆锥面的圆锥角为α时，将小刀架扳转α/2，然后固定，摇动小拖板手柄，即可车出所需的圆锥面。
• 偏移尾架法（锥度不大的锥面，不能车内锥面）
  • 把工件装在前、后顶尖上，然后，将尾座顶尖横向偏移一个S距离，使工件中心轴线与车床主轴中心线的交角等于工件锥角的½，利用车刀作纵向进给，即可车出圆锥。
  • 靠尺法
  • 宽刀法
• 车螺纹
• 刀尖角=牙形角

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钻削与镗削加工

钻孔

• 钻孔所用的刀具有麻花钻、中心钻和深孔钻等
• 钻孔过程最容易发生容易引偏使孔径容易增大，所以， 钻孔前在孔中心要打样冲眼，孔中心要打得大一些，则可起到钻 孔时不易偏离中心。
• 孔加工属于粗加工，精度一般为IT13～IT11，表面粗糙度为12.5～6.3μm

扩孔 铰孔 镗孔

• 钻、扩、铰只能保证孔本身的精度，而不能保证孔与孔之间的尺 寸精度。此时，可利用夹具（如钻模）或镗孔来保证。

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铣削加工

最常用的铣床是万能立式铣床和万能卧式铣床。 在铣床可铣削平面、成形面、台阶、键槽、T形槽、齿轮、镗孔等。 铣削与刨削相比，除狭长平面外，生产率高，其主要原因是由于铣刀是由多齿和多刃组成，铣削工作同时由参加工作的几个刀齿和刀刃承担，切削用量大，刀齿与工件接触时间短，刀具冷却条件好，铣刀的耐用度高，所以铣削具有较高的生产率及加工精度。

• 铣刀的种类
• 常用铣刀有圆柱铣刀、端铣刀、直柄铣刀、圆锥铣刀、三面刃铣刀、盘铣刀等。 > 端铣刀可铣削平面、斜面和垂直面等。
• 常用部件
• 平口钳
  • 对于中小型工件，多用平口钳装夹；对于大中型工件，则用压板、角铁和V型块紧压在工作台上。
• 回转工作台
  • 主要用于对较大工件进行分度，或加工具有圆弧表面和圆弧形腰槽的零件；
• 万能分度头
  • N=40/Z 主要用于各种齿槽及多面体工件的铣
• 铣齿轮
• 将齿轮坯装在心轴上，心轴由分度头主轴、顶尖和尾架顶尖定位，完成对刀后，依次加工第一齿、第二齿……；铣齿采用普通铣床和简单刀具，即可加工齿形，但只适用于单件小批量生产、精度低的齿轮。

磨削加工

在磨床上用砂轮切削工件表面的方式称为磨削加工 磨削加工通常用于零件的精加工，磨削不仅可加工钢、铸铁等一般材料，还可以加工一般刀具难以加工的材料（如淬火钢、硬质合金等）。

• 砂轮
• 在开始之前应当用尼龙锤轻敲侧面
• 静平衡

• 弹性衬垫

• 磨削特点

• 能加工硬度很高的材料
• 能获得高精度的表面
• 温度高，必须加入大量的冷却液，冷却液还可排屑和润滑
• 径向力很大，结束时应当不进刀光磨，消除误差
• 自锐性在短时间有效，长时间需要人工修磨
• 磨削过程是切削，刻划，滑擦三个过程的综合
• 砂轮的硬度是指在外力作用下磨粒脱落的难易程度。易脱落的称之为软，反之为硬。
• 磨削软材料时选用硬砂轮，磨削硬材料时则选用软砂轮。
• 粗磨选用软砂轮，精磨选用硬砂轮。

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钳工

• 划线
• 划线种类
  • 平面划线----一个平面上划线
  • 立体划线
• 基准
• 支承工具
  • 方箱
  • 千斤顶
  • v形铁
  • 角铁
• 划线工具
  • 划针
  • 划规
  • 样冲
• 錾削
• 锯削
• 锯条安装时锯齿向前
• 锯齿左右错开，减少锯口摩擦
• 软-粗齿
• 往返不少于\(2/3\)
• 锉削
• 锉平面
  • 交叉锉用于粗加工，生长率高；
  • 顺向锉用于精加工锉平和锉光；
  • 推锉主要用于修光，适用于锉削细长工件及台阶面。
• 锉圆弧
  • 滚锉是锉刀顺圆弧切向摆动锉削，常用于精锉外圆弧面；
  • 顺锉是锉刀垂直圆弧面轴向运动，适用于粗锉
• 攻丝
• 一般钻孔的孔径应略大于螺纹内径
• 套扣
• 一般圆杆的直径要略小于螺纹外径

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机械制造自动化

• 数控机床坐标系 MCS
  • 右手定制
  • 原理工件为正方向

• 工件坐标系 WCS

  • 人为设计的在零件上的，需要对刀来确定
  • 工件零点选在尺寸基准上
  • 工件零点选在精度较高的平面上
  • 要让刀具的起点在零点

• 程序号

  • O+#### (四位数)
• X Z表示移动到的坐标，U W表示增量
  • X方向要使用直径值
• N_____程序段的序号
• G_____准备功能
  • G00 X Z 快速点定位，定位到的坐标或者是增量，只能是不在加工的时候
    • G00 X50.0 Z0.0
  • G01 X Z F 直线插补 当前点和目标点的一条直线 F代表速度
    • G01 X60.0 Z-80.0 F0.3
  • G02 X Z I K F 顺时针 圆弧插补
    • G03 逆时针
    • X Z代表目标点坐标，I K代表目标点相对圆心的位置
    • 或者可以使用 X Z R F 注意圆弧小于π时取正，反之取负
  • G32 车削螺纹
    • G32 Z F 圆柱螺纹
    • G32 X Z F 圆锥螺纹 F为螺纹的螺距
  • 暂停指令看编程手册
• F______进给 每转的距离
  • G99____ 定义F的值 (默认为G99)
  • G98____ 使进给量的单位为mm/min
• M_____辅助功能
  • M00 程序停止
  • M01 计划停止
  • M02程序结束
  • M03 主轴顺时针转动
  • M04 主轴逆时针转动
  • M05主轴停止
  • M98 调用子程序
  • M99 子程序结束
• S______主轴功能 主轴转速
  • G50____ 主轴转速最高设定
  • G97____ 主轴转速直接设定
  • G96____ 主轴转速线速度恒定
• T______刀具功能 换那把刀
  • 前两位选择刀具序号
  • 后两位代表刀具补偿号

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工程训练期中大作业

选题：

一、热加工模块 :

第一题： 材料的力学指标 { 硬度：材料抵抗局部变形、衡量金属软硬 强度：材料抵抗永久变形和断裂的能力 韧度：材料在断裂前吸收变形能量的能力 塑性：材料断裂前发生不可逆永久变形能力 差异点: 强度一般用σS 来表示 越大则硬度越大 韧性常用冲击功Ak表示 AK值反映材料的抗冲击性能外，还对材料的一些缺陷很敏感 塑性用伸长率δ表示 硬度是反映材料的弹性、塑性、强度和韧性等的一种综合性能指标 强度和硬度：钢 > 铝合金 > 石膏 塑性和韧性：铝合金 > 钢 > 石膏 （1）： 石膏 铝合金 钢 钢材可以 -> 退火： 减少内应力 降低硬度 回火： 调整马氏体 维持工件稳定 正火：消除内应力 处理低碳钢 淬火: 提高硬度 强度 （3）：钢件 -> 正火、淬火、回火 提高钢的硬度和耐磨性 使用淬火的手段 低温回火，可以提高钢的硬度。

第四题： （1） 钻孔：主运动 -> 旋转运动 辅运动 -> 钻头的轴向运动 车内孔：主运动 -> 工件旋转 辅运动 -> 刀具的径向和轴向运动 - 车内孔加工精度高 镗孔是钻孔、扩孔、铰孔后的进一步加工，车内 孔加工可以任意选择硬度大的合金刀具和比较高的切削速度等条件 实现高精度和高光洁度加工 镗孔的表面粗糙度可以有较好的控制 - 要求： 钻孔前，工件上要车出平端面，并用中心钻打好中心孔或车出一凹坑，且要求加工零件硬度小，韧性较高 镗孔要求工件要有孔 且车内孔的零件材料硬度较大 （2） 区别：普通机床是皮带传动，噪音大、分级调速、手动换刀 数控机床是现代三相异步电动机传动，精度高；无级调速、自动换刀 普通车床主要组成部分：溜板箱、刀架、尾架、主轴箱、进给箱、光杠、丝杠和床身。 数控车床主要组成部分：、刀架进给系统、数控装置、床身、主轴箱尾座、液压系统 精度与量程使用 ： 对于工件的适配大小改变

第九题： A错误 : 曲率越高，点应越密集； B 错误 ： 3D 打印机成型机理属于增材制造法,采用的均为熔融沉积机理。 C 错误 需要手工或自动剔除明显的噪声点，再进行 CAD 曲面重构 D 正确。

第十一题 （1）电火花线切割加工必须是一刀切割完 决定了工件的形状。线切割加工只能加工通透性的工件，不能加工盲孔 电火花成型可以加工盲孔形状的工件，可以加工通透的工件。没有一刀切型封闭的限制。 （2）电火花加工，加工时工具电极与工件不接触所用工具电极硬度不需要比工件材料的硬度高 特种加工可以加工任何形状的工件和工件硬度和各种难加工的材料 材料：可以加工硬、脆、韧、软、高熔点导电材料，在特定条件下可以加工半导体材料或非导体材料 在对于不同的材料进行操作时 有较小的接触力 更安全 更稳

写在后面（一些废话）

![[Pasted image 20240115194348.png]]