從零開(kāi)始學(xué)機(jī)械

從零開(kāi)頭學(xué)機(jī)械2023.7.14從零開(kāi)頭學(xué)機(jī)械2023.7.141.金屬拉伸試驗(yàn)，整個(gè)過(guò)程解釋.并描述其原理。暫以低碳鋼桿件為試驗(yàn)材料解：在鋼桿兩端緩慢施加載荷，使鋼桿工作局部受軸向拉力，引起鋼〔桿件在拉伸試驗(yàn)時(shí)，宏觀上可以看到桿件漸漸被均勻拉長(zhǎng)，然后在某一界面處變細(xì)，直到在該處斷裂。述6彈性變形的樣子。滯彈性變形ab：此時(shí)的變形照舊是彈性的，此階段很短一般不易觀看到。屈服前微塑性變形bc：此時(shí)開(kāi)頭消滅連續(xù)均勻地微小塑性變形，這也很短不易與滯彈性變形準(zhǔn)確區(qū)分。屈服變形cde：此時(shí)，桿件受拉伸外力的作用產(chǎn)生較大塑性變形，作是金屬材料從彈性變形到塑性變形的一個(gè)明顯標(biāo)志。均勻塑性變形ef：過(guò)了屈服點(diǎn)，必需進(jìn)一步增大載荷，才能使桿件連續(xù)被拉長(zhǎng)，這一階段，隨著桿件變形量的增加，其材料本身也會(huì)被不斷強(qiáng)化，直到到達(dá)強(qiáng)度極限，這現(xiàn)象叫應(yīng)變硬化。局部塑性變形fg：在拉力的連續(xù)作用下，應(yīng)變硬化趕不上變形量，縮頸現(xiàn)象，此時(shí)雖然外力不斷下降，但縮頸部位面積快速減小，因此拉斷。消滅此變形的開(kāi)頭點(diǎn)f所對(duì)應(yīng)的力為Fm，是拉伸過(guò)程所能承受的最大外力。金屬斷裂和應(yīng)力有什么關(guān)系？拉強(qiáng)度，到達(dá)斷裂點(diǎn)，就會(huì)產(chǎn)生斷裂。受力大，金屬確定會(huì)斷裂嗎？在什么狀況下會(huì)斷裂？解：受力大并不愿定會(huì)使金屬斷裂，只有受力超過(guò)強(qiáng)度極限，到達(dá)斷裂點(diǎn)金屬才會(huì)斷裂。避開(kāi)金屬零件斷裂有哪幾種方法？〔至少答復(fù)5種以上〕解：1.首先思考機(jī)械的承載力氣，選擇適合的金屬材料制造適宜的零件?？紤]作用在材料上的力〔同樣的橫截面，載荷作用于縱向時(shí)抗〕從材料外形及重量思考，承受中空的環(huán)狀梁不僅減輕重量，雖然橫截面積削減，但可以保證其強(qiáng)度指標(biāo)。避開(kāi)金屬零件有切口裂紋或小孔存在，不然，應(yīng)力會(huì)集中在這些地方，使其簡(jiǎn)潔斷裂。盡量避開(kāi)應(yīng)力集中。盡量避開(kāi)其承受集中載荷，假設(shè)不是必需，可使其盡量承受均布載荷。對(duì)金屬零件進(jìn)展外表強(qiáng)化，如淬火，噴丸，滲，鍍等。削減金屬零件內(nèi)部缺陷。承受金屬基體復(fù)合材料調(diào)整適宜的使用時(shí)限為什么使用復(fù)合材料，有哪些好處？協(xié)同效應(yīng)，使其綜合性能優(yōu)于原組成材料而滿足各種不同的要求。基體材料分為金屬和非金屬兩大類。{復(fù)合材料=基體材料+增加材料}金屬基體常用的有鋁、鎂、銅、鈦及其合金。非金屬基體主要有合成樹(shù)脂、石墨、橡膠、陶瓷、碳等。增加材料主要有玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、芳綸纖維、石棉纖維、碳化硅纖維、晶須、金屬絲和硬質(zhì)顆粒等。復(fù)合材料的特征：1.材料構(gòu)造的可設(shè)計(jì)性機(jī)構(gòu)整體性能好抗疲乏性能好破壞安全性好成型工藝簡(jiǎn)潔靈敏復(fù)合材料的性能缺乏之處：1.橫向拉伸強(qiáng)度和層間剪切強(qiáng)度低斷裂伸長(zhǎng)率低，沖擊韌性有時(shí)不好制造時(shí)產(chǎn)品性能不穩(wěn)定，分散性大，質(zhì)檢困難。老化性能不好機(jī)械連接困難本錢(qián)太高實(shí)例：1.下水道井蓋——自重輕，玻璃鋼井蓋僅為鐵蓋的1/4，使用啟閉輕松靈敏。強(qiáng)度高，抗沖擊、振動(dòng)、疲乏、斷裂性能優(yōu)于鋼、鐵等材料，用作承力構(gòu)造的井蓋，強(qiáng)度安全條件比鐵井蓋更易滿足。防盜失，玻璃鋼產(chǎn)品無(wú)廢品回收利用價(jià)值，用作井蓋可避開(kāi)鋼鐵井在井內(nèi)的交通事故，削減業(yè)主的經(jīng)濟(jì)損失和事故責(zé)任。耐腐蝕，玻璃鋼材料自然耐腐蝕，用作酸、堿、鹽、污水等腐蝕介質(zhì)環(huán)境的井蓋，具有技術(shù)、經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)汽車——可減振和降低噪聲、抗疲乏性能好，損傷后易修理，便于整體成形，化工、紡織和機(jī)械制造——設(shè)備、紡織機(jī)、造紙機(jī)、復(fù)印機(jī)、高速機(jī)床、周密儀器等。醫(yī)學(xué)領(lǐng)域——碳纖維復(fù)合材料具有優(yōu)異的力學(xué)性能和不吸取X射線特性，可用于制造醫(yī)用X光機(jī)和矯形支架等。碳纖維復(fù)合材料還具有生物組織相容性和血液相容性，生物環(huán)境下穩(wěn)定性好，也用作生物醫(yī)學(xué)材料。航空航天領(lǐng)域——復(fù)合材料熱穩(wěn)定性好，比強(qiáng)度、比剛度高，可用于制造飛機(jī)機(jī)翼和前機(jī)身、衛(wèi)星天線及其支撐構(gòu)造、太陽(yáng)能電池翼和外殼、大型運(yùn)載火箭的殼體、發(fā)動(dòng)機(jī)殼體、航天飛機(jī)構(gòu)造件等。高嗎？解： 首先，材料機(jī)械零件和構(gòu)件抵抗外力而不失效的力氣叫做強(qiáng)度。強(qiáng)度包括材料強(qiáng)度和構(gòu)造強(qiáng)度兩方面。材料強(qiáng)度——材料強(qiáng)度是指材料在不同影響因素下的各種力學(xué)性能指標(biāo)，影響因素包括材料的化學(xué)成分、加工工藝、熱處理制度、應(yīng)力狀態(tài)、載荷性質(zhì)、加載速率、溫度和介質(zhì)等。度。強(qiáng)度等。高溫強(qiáng)度又可分為蠕變強(qiáng)度和長(zhǎng)期強(qiáng)度。構(gòu)造強(qiáng)度——構(gòu)造強(qiáng)度是指機(jī)械零件和構(gòu)件的強(qiáng)度。涉及力學(xué)模型簡(jiǎn)化、應(yīng)力分析方法、材料強(qiáng)度，強(qiáng)度準(zhǔn)則和安全系數(shù)。金屬材料在外力作用下抵抗永久變形和斷裂的力氣稱為強(qiáng)度。依據(jù)受力種類的不同又可分為抗壓強(qiáng)度——材料承受壓力的力氣抗拉強(qiáng)度——材料承受拉力的力氣、抗彎強(qiáng)度——材料對(duì)致彎力氣的承受力氣抗剪強(qiáng)度——材料承受剪切力的力氣屈服強(qiáng)度——材料發(fā)生屈服現(xiàn)象時(shí)的屈服極限強(qiáng)度和硬度是本質(zhì)上不同的概念。的，材料的強(qiáng)度越高，塑性變形抗力越高，硬度值也就越高?！沧冃闻c外力之比小〔在斷裂之前能承受的總外力小。有哪些加工方法？能理解并解釋其原理。性能，變?yōu)樗枰耐庑魏托阅?，這一過(guò)程通常稱之為材料成型。材料成型方法有鑄造、焊接、鍛造和沖壓等。機(jī)械加工也是方法之一。依據(jù)零件由原材料或毛胚制造成為零件的過(guò)程中質(zhì)量的變化可以分為以下三種原理。質(zhì)量小于零-材料去除原理〔如雕刻，削蘋(píng)果等〕質(zhì)量等于零-材料根本不變?cè)怼沧⑺?，壓鑄等〕質(zhì)量大于零-材料累加成型原理〔快速成型，焊接技術(shù)等〕不同原理承受不同的成型工藝方法。機(jī)械制造可分為手工加工和機(jī)器加工兩大類。手工加工又可分為劃線工序、定心工序、切斷加工、彎曲加工、銼削加工、鉆孔加工、螺紋加工等。劃線工序：為了準(zhǔn)確標(biāo)記剪斷位置，使用記號(hào)筆或被稱為藍(lán)色清漆的專用顏料在工件的劃線部位涂上顏料，然后用劃針在涂層位置劃出淺痕，這就格外清楚地標(biāo)明白剪斷位置，畫(huà)圓時(shí)，則需要只用劃線專用的劃規(guī)。定心工序：為了使鉆頭刀箭對(duì)準(zhǔn)所需位置，需要預(yù)先打好樣〔要想在斷面為圓形的棒料的中心處打出樣沖眼，需要使用劃針盤(pán)，并配有90度V形槽的V形鐵和劃針，將要?jiǎng)澗€的圓棒料放入V形鐵的槽內(nèi)，平行移動(dòng)劃針槽內(nèi)的劃針，并使工件數(shù)次旋轉(zhuǎn)，進(jìn)展劃線操作〔劃線平臺(tái)必需獲得平面基準(zhǔn)保證〕劃線工作完成后，就用具有兩面鉗口的虎鉗夾緊工件，在標(biāo)記位置放好中心沖，用榔頭敲打中心沖，沖出樣沖眼?！彩褂霉武彽姆椒āp手握緊，重要的是鋸切過(guò)程要施加壓力。鋸切工件時(shí)不僅僅是用腕力，而是收緊雙腋，利用身體移動(dòng)的重心進(jìn)展鋸切加工，另外，隨著鋸切深度加大，鋸切接觸面積變大時(shí)，應(yīng)轉(zhuǎn)變鋸切角度，以削減鋸切接觸面積〕假設(shè)想將薄金屬板直線狀剪斷時(shí)，應(yīng)使用剪板機(jī)，腳踏式剪板機(jī)是將工件夾在適當(dāng)位置利用腳踏踏板開(kāi)關(guān)進(jìn)展剪斷，假設(shè)鋼板太厚，彎曲加工：某些工件可使用適當(dāng)大小的圓板，經(jīng)過(guò)榔頭敲擊則可使用長(zhǎng)木塊敲擊金屬薄板即可完成加工。假設(shè)金屬工件較V形槽中，進(jìn)展彎曲加工。假設(shè)彎曲中空的管時(shí)，有時(shí)斷面外形會(huì)發(fā)生畸變，這時(shí)可實(shí)行再管內(nèi)灌入沙子緩慢彎曲等措施。銼削加工：手工作業(yè)中，必不行少的是使用鋼制銼刀來(lái)去除工件外表的凹凸不平，或銼去工件切斷后留下的毛刺等。鋼制銼刀按銼齒的大小分為粗齒銼、中齒銼、細(xì)齒銼及油光銼等，按斷面外形分為平銼、方銼、圓銼、半圓銼、三角銼等鋼銼刀的使用方法與弓形鋸全都，雙手握緊鋼銼，搖擺整個(gè)身體，一邊施加壓力一邊進(jìn)展銼削加工。鉆孔加工：在塑料或木材上鉆孔，只需使用手動(dòng)鉆頭即可，假設(shè)想在金屬工件上鉆孔，則需使用電鉆，為確定加工的準(zhǔn)確位置，需要將工件固定在支撐臺(tái)上進(jìn)展加工。在進(jìn)展精度要求高的鉆孔加工時(shí)，承受使加工臺(tái)與鉆頭在桌子上成為一體的臺(tái)式鉆床，其鉆頭在旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，通過(guò)上下的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，在工件上完成鉆孔加工。另外，為了使鉆頭鉆出的孔外表光滑且尺寸進(jìn)度高，需要使用在圓筒形或圓錐形的本體上帶有就能進(jìn)展鉸孔加工。螺紋加工：是指在工件上加工內(nèi)螺紋或外螺紋的方法，外螺紋使用板牙進(jìn)展套螺紋，內(nèi)螺紋使用絲錐進(jìn)展攻螺紋。板牙一邊將板牙壓向工件，一邊旋轉(zhuǎn)，這樣就能套出螺紋。攻螺紋加工需要預(yù)備與工件內(nèi)圓孔徑相匹配的絲錐。絲錐通常由三只組成一套，分為頭錐、二錐及精準(zhǔn)錐，適當(dāng)?shù)慕粨Q就能攻出螺紋。另外為了攻螺紋，需要事先在工件上鉆出螺紋底孔。螺紋底孔直徑是由所需螺紋直徑乘以0.80~0.85獲得。例如，用絲錐加工直徑為6mm的螺孔時(shí)，應(yīng)選擇直徑為5mm的螺紋底孔。機(jī)器加工——車削：工件旋轉(zhuǎn)作主運(yùn)動(dòng)，車刀作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的切削加工方法。主要使用車床進(jìn)展加工。在車床上還可使用鉆頭、鉸刀、絲錐、板牙等工具進(jìn)展相應(yīng)加工。主要用于加工軸、盤(pán)、套、和其他具有1〉易于保證工件各加工面的的位置精度。[2]切削過(guò)程平穩(wěn)，允許承受較大的切削用量，高速切[3[4]刀具簡(jiǎn)潔，車刀制造、刃磨和安裝均較便利。銑削：銑刀旋轉(zhuǎn)做主運(yùn)動(dòng)。工件或銑刀做進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的切削加工方法。工件也可固定，由銑刀同時(shí)作主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。銑削的特點(diǎn)——[1]銑刀各刀齒周期性的參與連續(xù)切削。[2]每個(gè)刀齒在切削過(guò)程中的切削厚度是變化的。[3]每齒進(jìn)給量〔毫米/齒，表示銑刀每轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)刀齒的時(shí)間內(nèi)工件的相對(duì)位移量。銑削又分順銑與順銑/逆銑——銑刀與工件接觸部位的旋轉(zhuǎn)方向與工件進(jìn)給方向一樣/相反。順銑特點(diǎn)——順銑時(shí)，銑刀刀刃的切削厚度由最大到零，不存在滑行現(xiàn)象，刀具磨損較小，工件冷硬程度較輕。切削時(shí)震驚大，但外表光滑，適合精加工。逆銑特點(diǎn)——逆銑時(shí)銑刀刀刃不能馬上切入工件，而是在工件加工外表滑行一段距離。刀具磨損加劇，工件外表產(chǎn)生冷硬現(xiàn)象，切削平穩(wěn)，振動(dòng)小。外表粗糙度較差，適合粗加工。[1.機(jī)床精度好、剛性好、精加工，較2.零件內(nèi)拐角處精加工猛烈建議要用3.粗加工選逆銑，精加工選順銑。]刨削：刨刀與工件作水平方向相對(duì)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的切削加工方法。主運(yùn)動(dòng)——滑枕帶動(dòng)刨刀的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)——工作臺(tái)1.刨床構(gòu)造簡(jiǎn)潔，2.其主運(yùn)動(dòng)為直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，反向時(shí)受慣性力影響，限制速度的提高。而且刨刀為單刃刀具，返程時(shí)又為空行程，生產(chǎn)率低。鉆削：鉆削是用鉆頭或擴(kuò)孔鉆在工件上加工孔的方法。在鉆床上加工，工件固定不動(dòng)，刀具作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)〔主運(yùn)動(dòng)〕的同時(shí)沿軸向移動(dòng)〔進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。鉆床主要類型有臺(tái)式鉆床、立式鉆床、搖臂鉆12mm6mm、12mm、16mm、20mm、單件小批量生產(chǎn)。2.立式鉆床加工中小型3.搖臂鉆床在大型工件上鉆孔，工件〔攻螺紋、锪沉頭孔、锪端面。鏜削：也叫鏜孔，是車削加工的一種，車削內(nèi)孔的加工工藝叫鏜孔。分為一般鏜孔和深孔鏜孔，一般鏜孔在一般車床就可以，把鏜刀固定在車床尾座或固定在小刀架上。深孔鏜孔則需要專用的深孔鉆鏜床，鏜刀要加上鏜稈，還要加上液壓泵站利用冷卻把鐵屑排解。磨削：磨具以較高的線速度旋轉(zhuǎn)，對(duì)工件外表進(jìn)展加工的方法。經(jīng)熱處理淬火的碳素工具鋼和滲碳淬火鋼零件，在磨削時(shí)，與磨削方向根本垂直的外表常常會(huì)消滅磨削裂紋，不但影響美觀，更影響質(zhì)量。磨削通常用于半精加工或精加工。齒面加工：成形法——用與被切齒輪齒槽法向截面外形相符的成形刀具切出齒形。展成法——〔包絡(luò)法、范成法與被切齒輪的嚙合運(yùn)動(dòng)，在專用齒輪加工機(jī)床上切出齒形的一種方法。加工方法[1.銑削直齒圓柱齒輪，其特點(diǎn)是生產(chǎn)本錢(qián)低、加工精度低、生產(chǎn)率低。2〔展成法〕插齒運(yùn)動(dòng)——插齒刀上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)作主運(yùn)動(dòng)，強(qiáng)制插齒刀與齒輪坯之間保持一對(duì)齒輪的嚙合關(guān)系作分齒運(yùn)動(dòng)。徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)切出齒深。圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)----插齒刀的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)讓刀運(yùn)動(dòng) 防止擦傷]內(nèi)孔和端面適合大批量生產(chǎn)，外圓和端面適合單件小批生產(chǎn)。插齒法適用于內(nèi)外3.滾齒法——滾齒機(jī)與齒輪滾刀。齒輪滾刀相當(dāng)于一個(gè)右旋螺旋齒輪。2.分齒運(yùn)動(dòng)：n工/n刀=K/Z。3.垂直進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：切出整個(gè)齒寬。4.徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)；切出整個(gè)齒深。切割。但是線切割使用的電極是導(dǎo)線，通過(guò)電極絲與工件發(fā)生脈沖放電，對(duì)工件進(jìn)展切割。電極線一般為，鉬絲，鎢絲或銅絲。10.電解加工：利用金屬在電解液中產(chǎn)生陽(yáng)極溶解的電化學(xué)原理，對(duì)工件進(jìn)展程序加工的方法。特點(diǎn)——[1.工作電壓小〔6~24v，〔500~20230A〕2.能以簡(jiǎn)潔進(jìn)給運(yùn)動(dòng)一次加工出外形簡(jiǎn)潔的型面或型腔。3.可加工難加工材料。4.生產(chǎn)效率高，約為電火花加工的5~10倍。5.加工時(shí)無(wú)機(jī)械切削力或切削熱，適用于6.平均加工公差可達(dá)+-0.1mm左右。7.附屬設(shè)備多，占地面積大，造價(jià)高。8.電解液既腐蝕機(jī)床，又污線以及進(jìn)展去毛刺、刻印等。激光加工：通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)使激光聚焦成一個(gè)微小的光斑，從而獲得極高的能量密度和極高溫度。在此高溫下，任何堅(jiān)硬的材料都將瞬時(shí)急劇熔化和蒸發(fā)，并產(chǎn)生猛烈的沖擊波，使熔化的物[1.幾乎對(duì)全部金屬和非2.激光能聚焦成微小的光斑，可進(jìn)展微3.可用反射鏡將激4.加工時(shí)無(wú)5.無(wú)需加工工具和特別環(huán)境，便于自動(dòng)把握連續(xù)加工，加工效率高，加工變形和熱變形小。超聲波加工：利用超聲頻振動(dòng)的工具端面沖擊工作液中的懸浮磨粒，由磨粒對(duì)工件外表撞擊拋磨實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的加工。超聲波加工適宜加工各種硬脆材料，特別是電火花和電解加工無(wú)法加工的不導(dǎo)電材料和半導(dǎo)體材料。5解：鉆孔、鉸孔、磨孔、拉孔、鏜孔、擴(kuò)孔、锪孔等。鉆孔是孔的粗加工方法，對(duì)于精度要求不高的孔，如螺栓的貫穿孔、油孔以及螺紋底孔，可直接承受鉆孔。擴(kuò)孔是孔的半精加工方法，為減小鉆削力及扭矩，提高孔的質(zhì)量，一般用鉆頭鉆出底孔，再用擴(kuò)孔鉆進(jìn)展擴(kuò)孔，則可較好的次鉆出時(shí)還要高。作用。鏜孔可針對(duì)不同孔徑的孔進(jìn)展粗、半精、和精加工，并且可以修正前工序造成的孔軸線的彎曲、偏斜等外形位置誤差。拉孔拉削生產(chǎn)率高，精度高，質(zhì)量穩(wěn)定，拉削本錢(qián)低，經(jīng)濟(jì)效益高，拉刀是定尺寸、高精度、高生產(chǎn)率專用刀具，制造本錢(qián)很高，所以拉削加工只適用于批量生產(chǎn)，最好是大批量生產(chǎn)，一般不宜用于單件小批量生產(chǎn)。磨孔，磨削是零件精加工的主要方法之一，可加工較硬的金屬材料和非金屬材料，如淬火鋼、硬質(zhì)合金和陶瓷等。內(nèi)圓磨削外表會(huì)略顯粗糙，生產(chǎn)率低，磨削接觸面積較大，砂輪簡(jiǎn)潔堵用。什么是螺紋?請(qǐng)舉出至少10個(gè)應(yīng)用螺紋的例子。個(gè)與軸線共面的平面圖形[三角形、梯形、]繞圓柱面作螺旋運(yùn)動(dòng)則得到圓柱螺旋體，也就是螺紋。例：1.飲料瓶口飲料瓶蓋管道連接口螺絲釘螺母盤(pán)山大路手?jǐn)Q固體膠棒燈泡和燈頭水龍頭老式手電筒紅酒開(kāi)瓶器旋轉(zhuǎn)筆帽門(mén)口放的自動(dòng)擰干拖把活動(dòng)扳手5〔提示：除了常規(guī)方法，還有鑄造，增材制造等方法〕解：1.車削——車削螺紋是加工螺紋的最常用的根本方法，可用來(lái)加紋。但是，其生產(chǎn)率很低，加工質(zhì)量取決于工人技術(shù)水平以及機(jī)床、刀具本身的精度，所以主要用于單件小批生產(chǎn)。對(duì)于不較小外表粗糙度。銑削——一般在特地的螺紋銑床上進(jìn)展，依據(jù)銑刀