一、金屬材料及熱處理


理解強度、塑性、硬度的概念。


2.了解工程用金屬材料的分類，能正確識讀常用金屬材料的牌號。


2.1金屬材料分類及牌號的識讀：機械加工


2.1.1黑色金屬：


（1）定義：通常把以鐵及以鐵碳為主的合金（鋼鐵）稱為黑色金屬。


（2）鑄鐵：灰鑄鐵HT抗拉強度（σb）200（MPa）、可鍛鑄鐵KT（H黑心、Z珠光體）抗拉強度（σb）300-伸長率06、球墨鑄鐵QT抗拉強度（σb）400-伸長率18。


（3）碳鋼：


按含碳量分：低、中、高碳鋼。


按質量分：普通、優質、高級優質。


按用途分：


普通：Q235A：一般工程用，屈服強度Q數值235等級A。


優質碳素結構鋼：45鋼：機械零件用，中碳鋼，含碳量0.45%）；


碳素工具鋼：T12：工具鋼，用于刃具、量具、模具用鋼，含碳量1.2%。


鑄造碳鋼：鑄鋼ZG屈服強度不低于270-抗拉強度不低于500。


（4）合金鋼：


按用途分：機械加工


合金結構鋼：40Cr：合金結構鋼，含碳量0.40%，合金含量小于1.5%不標。


合金工具鋼：9SiCr：合金工具鋼，含碳量0.9%，Si、Cr含量小于1.5%；


高速鋼（鋒鋼）W18Cr4V：含碳量0.7-0.8%，鎢含量18%，Cr含量4%，V含量小于1.5%。


2.1.2有色金屬


（1）有色的定義：除黑色金屬以外的金屬材料，統稱為有色金屬。


（2）了解鋁及鋁合金。


（2）了解銅及銅合金。


3、了解退火、正火、淬火、回火、調質、時效處理的目的、方法及應用。


重點放在應用上。


（1）退火：消除鑄件、焊接件、冷作件毛坯的應力。


（2）時效處理：長時間退火，消除毛坯的應力。


（3）正火：消除鍛件毛坯的鍛造應力。調整硬度，便于加工。


（4）調質：淬火+回火，綜合機械性能。一般安排在粗加工后、精加工前。


（5）回火：消除淬火應力。溫度越高，鋼的強度、硬度下降，而塑性、韌性提高。


4.了解金屬表面處理的一般方法。


（1）表面淬火


（2）（表層）化學處理：電鍍


物理處理：防銹漆因在金屬表面外處理，不在此列。




二、金屬切削和刀具的一般知識 機械加工


1.了解金屬切削運動及其特點，掌握切削用量三要素選用原則，會簡單計算。


1.1切削運動：


（1）主運動Vc：


（2）進給運動Vf：


（3）關系：一般主運動一個，進給運動一個或多個。


1.2切削時工件上形成的表面:


（1）待加工表面


（2）過渡表面：正在切削的表面。


（3）已加工表面


1.3切削用量


（1）切削速度Vc：Vc=(PI*d*n)/1000(m/min或m/s)


鉆頭，切削刃d變化，Vc變化


（2）進給量f：車工：mm/r；銑工：


（3）背吃刀具ap（mm）


2.了解常用刀具材料及其適用范圍。


2.1（車）刀具的結構形式：整體式、焊接式、機夾重磨式、機夾可轉位刀片式。


2.2刀具常用材料：


（1）硬質合金：耐溫800度以上，不能使用冷卻液。常用的有YT（鋼件：YT5、YT15、YT30）、YW（YW1、YW2）、YG（鑄鐵件、有色金屬件：YG3、YG6、YG8）三種。


（2）高速鋼：耐溫550度以上，需要使用冷卻液。


2.3刀具鈍化：


（1）磨損：刀具后刀面和前刀面磨損。


（2）崩刃：切削刃的脆性破裂。


（3）卷刃：切削刃的塑性變形。


3.了解常用刀具的主要角度及其作用。


（1）前角：增大，切削變形減小，切削熱少，切削溫度低。


（2）后角：增大，后刀面摩擦少，（工件）切削熱少，切削刃強度低，影響刀尖散熱。


（3）主偏角：減小，切削刃增加，散熱改善，切削溫度低。


（4）副編角：增大，副后刀面摩擦少，加工殘余面積大，粗糙度降低。


（5）刃傾角：影響刀頭強度和排屑方向。


（6）車刀安裝對刀具角度的影響：刀尖與工件軸線不等高情況；刀桿軸線與工件旋轉軸線不垂直度影響。


4.了解切削液的常用種類及適用范圍。


4.1切削液的常用種類：


（1）水基類：水溶液：冷卻好，潤滑差；乳化液：冷卻中，潤滑中。


（2）油基類：切削油：冷卻差，潤滑好。


5.了解常用金屬材料的可切削性。


（1）主要指標：相對加工性；與刀具耐用度、切削熱、已加工表面質量、切屑控制和斷屑情況、切削力有關。


（2）影響因素：強度、硬度、塑性、導熱性等


（3）改善方法：適當的熱處理，適當調整材料化學成份。


6.了解切削過程中的物理現象，如切屑形成過程及切屑類型、積屑瘤形成機理及控制、切削力、切削熱及刀具磨損等。


6.1切削類型：帶狀（塑性材料如鋼件）、擠裂、單元、崩碎（脆性材料如鑄鐵）切屑。


6.2積屑瘤：


產生條件：中等切削速度，塑性材料。


對加工影響：保護刀具、增大前角、影響表面質量和尺寸精度（積屑瘤不穩定）


控制措施：提高或降低速度。


6.3切削力：


（1）主切削力Fc（消耗機床功率95%）；背向力Fp（又稱徑向力，它使工件彎曲變形進而引起振動，對加工精度和表面粗糙度影響最大）；進給力Ff（消耗機床功率5%）。


（2）影響因素：材料的強度、硬度、塑性、韌性；刀具的幾何角度（主偏角、前角影響最大）；切削用量（吃刀量、進給量影響最大，切削速度影響不大）


6.4切削熱


（1）切削熱來源：切削層金屬變形（主要）；切屑與刀具前刀面之間摩擦；切屑與刀具后刀面之間摩擦。


（2）切削熱傳出：切屑（50-80%）；工件（10-40%）；刀具（3-9%）；周圍介質（1%）


（3）影響切削熱因素：


a切削用量因素：切削速度影響最大；通過增加背吃刀量、降低速度來提高效率。


b材料因素：強度、硬度影響；一般來說，合金鋼比結構鋼工件溫度高；


c導熱性影響：有色金屬工件溫度低；


d切屑影響：鑄鐵工件溫度低但刀尖溫度高（粒狀或崩碎狀切屑影響）。


e常用切削液影響：水溶液好，乳化液次，切削油更次。


7.遵守職業道德和職業規范，樹立安全生產、節能環保和產品質量等職業意識。