一、金屬材料及熱處理

1.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：

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(yōu)質、高級優(yōu)質。

按用途分：

普通：Q235A：一般工程用，屈服強度Q數(shù)值235等級A。

優(yōu)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：

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(tǒng)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

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?shù)臒崽幚恚m當調整材料化學成份。

6.了解切削過程中的物理現(xiàn)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(wěn)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(yè)道德和職業(yè)規(guī)范，樹立安全生產、節(jié)能環(huán)保和產品質量等職業(yè)意識。

三、常用金屬切削機床及應用

1.掌握常用機床的型號識讀。

1.1常用機床：車、銑、刨、磨、鉆床。

1.2能根據(jù)機床型號判別機床類型、加工范圍。

2.了解車床、銑床、刨、磨、鉆床的種類、組成、應用范圍及加工特點。

（1）常用機床：車、銑、刨、磨、鉆床。

（2）能根據(jù)機床型號判別機床類型、加工范圍。

（3）常用機床的應用及加工特點。

（4）常用機床（車、銑、鉆床）的常用加工方法的加工精度大致范圍。

四、機械加工工藝規(guī)程的制訂

1.掌握工步、工序的概念。

2.了解基準的分類，掌握定位基準的選用原則及工件夾緊的基本要求。

3.了解金屬表面常用的加工方法及加工精度，了解影響加工表面質量的主要因素及控制措施。

4.掌握加工順序的安排原則，如工序集中與分散、粗精加工概念等。

5.能進行簡單零件加工工藝路線的合理性判定。

6.能讀懂典型多工種復合加工的中等復雜零件的工藝卡。

（1）生產類型：單件、批量、大量生產；

（2）工序集中與分散概念。

（3）機械加工工藝過程：利用機械加工的方法，直接改變毛坯的形狀、尺寸、表面質量，使其轉變?yōu)槌善返倪^程，簡稱工藝過程。

（4）工序和工步

（5）安裝：將工件在機床或夾具中定位、夾緊的過程稱為安裝。

a六點定位

b車工、銑工、鉗工常用的工件裝夾方法和注意事項。

（6）工藝設備和工藝裝備

（7）定位基準選擇

a粗基準選擇原則：重要表面；不需加工的表面；余量少；有一定的夾位，夾緊可靠；同一尺寸方向上只能選用一次。

b精基準選擇原則：基準重合（設計和定位基準）；基準統(tǒng)一原則（精基準盡量統(tǒng)一）；互為基準原則（鉗工平板刮研）；自為基準原則（重要表面本身作基準如導軌面加工）。

（8）金屬表面常用的加工方法及加工精度

外圓表面加工方法：車、磨、拋光。

內孔表面加工方法:鉆、擴、鉸、鏜等

平面加工方法：車、銑、刨、磨、銼、刮、研等。

（9）了解影響加工表面質量的主要因素:

機械加工表面質量，主要表現(xiàn)在以下兩個方面：一是零件加工表面存在著表面粗糙度、波度等表面幾何形狀誤差；二是由于加工過程中的產生表面塑性變形，引起的冷作硬化現(xiàn)象；

表面粗糙度及其影響因素：

a刀具幾何形狀：在切削過程中，工件受到刀具的刃口圓角及后面的擠壓、摩擦產生塑性變形，導致理論殘留面積被擠歪、溝紋加深，因而增大了表面粗糙度。

b切削因素:刀瘤與鱗刺是影響粗糙度的主要因素。

加工表面物理機械性能的變化及其影響因素：

（一）加工表面的冷作硬化現(xiàn)象

a刀具的形狀因素：刀具的前角、刃口圓角及刀具后面的磨損量對于冷作硬化層有很大的影響。前角減小、刃口及后面的磨損量增大時，冷作硬化層的深度和硬度也隨之增大。

b切削用量因素：切削速度和進給量的變化對冷作硬化有較大的影響。切削速度增大時，刀具與工件的接觸時間短，塑性變形程度小，硬化層和硬度都有所減小。進給速度增大，塑性變形程度增加，表面冷作硬化程度增加。

c被加工材料因素：被加工材料硬度小，塑性愈大的材料冷作硬化的程度愈嚴重。

（二）切削熱的作用，引起加工表面金相組織發(fā)生變化，形成熱變質層。