冷作工藝學(xué)與技術(shù)培訓(xùn)教材羅東修篇

冷作工藝學(xué)與技術(shù)培訓(xùn)教材羅東修篇冷作工藝學(xué)與技術(shù)培訓(xùn)教材〔蘭軸公內(nèi)部崗位技能培訓(xùn)教材〕復(fù)審：初審：校驗：編寫：張林信前言隨著蘭鈾公司推進(jìn)開展，深化改革，強(qiáng)化管理，職工的職業(yè)素質(zhì)和技術(shù)水平是企業(yè)開展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，為了提升職工的素質(zhì)強(qiáng)化技能培訓(xùn)和職業(yè)技能鑒定，優(yōu)化工作崗位，加強(qiáng)職工隊伍建設(shè)，籌建人才庫，為企業(yè)提供合理的人力資源。保證企業(yè)的持續(xù)改良和開展。實(shí)施職業(yè)技能鑒定，教材建設(shè)是重要一環(huán)，為了貫徹落實(shí)公司總經(jīng)理工作報告，做好人力資源開發(fā)，根據(jù)?中華人民共和國職業(yè)技能鑒定標(biāo)準(zhǔn)?的公布情況和蘭鈾公司履行崗位職責(zé)能力為目標(biāo)的實(shí)際需求，在總結(jié)以往教材和指導(dǎo)編寫經(jīng)驗的根底上，我們加強(qiáng)了具有崗位培訓(xùn)特色的公司內(nèi)部教材體系的開發(fā)和建設(shè)。編寫的?冷作工藝學(xué)與技術(shù)?，對提高冷作工培訓(xùn)質(zhì)量和推動立足崗位培工作的持續(xù)開展.具有實(shí)際性作用。編寫該教材有以下主要特點(diǎn)：在編寫原那么上，突出以職業(yè)、崗位能力為核心。教材編寫貫穿以“企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，以公司需求為導(dǎo)向，以職業(yè)、崗位能力為核心〞的理念，依據(jù)國家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合工作實(shí)際，反響崗位需求。以實(shí)用、夠用的原那么，突出技能操作，以圖解的形式，配以簡單的文字來說明工藝的操作過程與操作工藝，有很強(qiáng)的針對性和實(shí)用性。突出新知識、新技術(shù)、新工藝、新方法，注重職業(yè)、崗位能力培養(yǎng)。在編寫模式上，采用章節(jié)化編寫。教材按照國家職業(yè)資格鑒定要求，安排足量、適用的內(nèi)容，合理銜接，由易到難，步步提升，貼近生產(chǎn)實(shí)際，貼近培訓(xùn)對象崗位需求，為技能人才培養(yǎng)搭建科學(xué)合理的階梯型培訓(xùn)框架。在使用功能上，注重效勞于培訓(xùn)和鑒定。根據(jù)職業(yè)開展的實(shí)際情況和崗位需求，教材力求表達(dá)職業(yè)培訓(xùn)的規(guī)律，反映職業(yè)、崗位技能鑒定考核的根本要求，滿足培訓(xùn)對象參加各級各類鑒定考試的需要。在內(nèi)容安排上，增強(qiáng)教材的可讀性，為便于培訓(xùn)在有限的培訓(xùn)時間內(nèi)，把最重要的知識和技能傳授給培訓(xùn)對象，同時也便于培訓(xùn)對象迅速抓住重點(diǎn)，提高學(xué)習(xí)效率，在教材中精心設(shè)置了培訓(xùn)目標(biāo)、考核要點(diǎn)"等欄目，以提高應(yīng)該到達(dá)的目標(biāo)，需要掌握的重點(diǎn)、難點(diǎn)、鑒定點(diǎn)和有關(guān)的擴(kuò)展知識。同時提供了每個級別理論知識和操作技能考核試卷，方便涪訓(xùn)對象及時穩(wěn)固、檢驗學(xué)習(xí)效果，并對本職業(yè)、崗位鑒定考核有初步的了解。本套培訓(xùn)教材介紹的內(nèi)容是冷作工應(yīng)掌握的根本知識和根本操作技能，教材中提供的典型實(shí)例都是成熟的操作工藝，便于參訓(xùn)者模仿和借鑒，減少了學(xué)習(xí)的彎路，使其能更方便、更好地運(yùn)用到實(shí)際生產(chǎn)中去，是冷作工的良師益友。本套教材在編寫過程中，參考了國內(nèi)有關(guān)著作和研究成果，在此謹(jǐn)向有關(guān)參考資料的作者、參與示范的人員表示最誠摯的謝意。本套教材第一至五章由第九車間張林信編寫，第六至十章由吳克淸編寫；羅東主審。編寫?冷作工藝學(xué)與技術(shù)?培訓(xùn)教材有相當(dāng)?shù)碾y度，是一項探索性工作，由于時間倉促,加之編者水平有限，疏漏和缺乏之處在所難免，懇切希望各級審核人員及專家領(lǐng)導(dǎo)和具有實(shí)踐經(jīng)驗的技師，對教材提出珍貴的意見和建議，便于修訂審編時加以完善。冷作鈑金工根底知識冷作工藝學(xué)，包括以的內(nèi)容及特點(diǎn)，金屬結(jié)構(gòu)的概念、分類、特點(diǎn)及用途，金屬材料力學(xué)性能的概念、表征和判定指標(biāo)，工程材料的分類、性能特點(diǎn)及用途，工差與配合的根本概念，機(jī)械制圖的根本知識及冷作鈑金識圖和放樣的根本原理和方法，冷作鈑金工工藝的質(zhì)量檢驗方法，制作簡單的檢測工具。冷作鈑金工是金屬材料制造中從事放樣、號料、下料，對金屬板材進(jìn)行冷、熱態(tài)成形、裝配和鉚接等工作的工種，是機(jī)械制造業(yè)中的主要專業(yè)工種之一，在企業(yè)大批生產(chǎn)的車間里，隨著流水作業(yè)和機(jī)械化程度較高，從事鈑金工作業(yè)的工人較多，往往對鈑金工作業(yè)過程中的全部工序進(jìn)行不同的專業(yè)分工。有的是單獨(dú)工序獨(dú)立作業(yè)，有的那么是兩、三個工序合并作業(yè)。但在單件小批生產(chǎn)的工廠，對整個作業(yè)不再進(jìn)行較細(xì)的分段或按工序的分工,而是自始至終由一個或少數(shù)幾個人完成。隨著工業(yè)生產(chǎn)和技術(shù)的不斷開展，在鈑金工操作方法上巳由笨重的手工操作逐步向機(jī)械化和自動化開展。如計算機(jī)放樣、數(shù)控切割、自動鉆、鉚接、爆炸和電磁成形等新技術(shù)已在鈑金工作業(yè)中逐漸采用。盡管鈑金工是一個獨(dú)立工種，但在作業(yè)過程中又必須與其他工種密切協(xié)作，才能進(jìn)行金屬結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)。冷作鈑金工和電焊工、氣焊工在金屬結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)中是相互關(guān)系最為密切的3個工種。因此，作為一個技術(shù)熟練的鈑金工，生產(chǎn)技術(shù)知識要比擬廣泛，不但要熟練地掌握識圖知識，本工種各工序的技術(shù)根本理論知識和操作方法，還必須了解和掌握金屬材料、非金屬材料、極限與配合，以及電焊、氣焊、鉗工、起重等操作方法和平安生產(chǎn)知識。機(jī)械制圖根底一、識圖的根本知識本小節(jié)簡要介紹?技術(shù)制圖?〔GB/T14689〔2〕圖框格式分為留裝訂邊的圖框格式〔如下圖1-1-1圖1-圖1-1-〔3〕標(biāo)題欄通常標(biāo)題欄位于圖框的右下角，看圖的方向應(yīng)與標(biāo)題欄的方向一致。圖1-1- 圖1-1-32．比例〔GB/T14690－1993〕比例是指圖樣中圖形與其實(shí)物相應(yīng)要素的線性之比。具體數(shù)值見表1—2。表1—2：繪圖比例系列種類比例第一系列第二系列原值比例1:1縮小比例1:21:51:101:1×10n1:2×10n1:5×10n1:1.51:2.51:31:41:61:1.5×10n1:2.5×10n1:3×10n1:4×10n1:6×10n放大比例2:15:11×10n:12×10n:15×10n:12.5:14:12.5×10n:14×10n:1注：n為正整數(shù)3．字體〔GB/T14691－1993〕【板書演示作業(yè)簽名字體寫法】圖樣上的漢字應(yīng)采用中華人民共和國國務(wù)院正式公布推行的?漢字簡化方案?中規(guī)定的簡化字，字體格式長仿宋體字，書寫字體必須做到：字體工整、筆畫清楚、間隔均勻、排列整齊?！?〕字體的大小應(yīng)按字號的規(guī)定，字體的號數(shù)代表字體的高度。常用字體的高度尺寸h為1.8、2.5、3.5、5、7、10、14、20mm。〔2〕字寬一般為h/1.5。圖樣中的西文字符可寫成斜體或直體，斜體字的字頭向右傾斜，與水平基線成75°,字寬一般為h/2?！?〕在工程圖樣上填寫標(biāo)題欄、明細(xì)表和技術(shù)要求等欄目時，要按國標(biāo)要求書寫長仿宋體的漢字，材料牌號、尺寸數(shù)字等西文字符要按ISOGP字體書寫。在剛開始學(xué)習(xí)時，可以按照下述方法練習(xí)：〔4〕用H或HB鉛筆寫字，將鉛筆修理成圓錐形，筆尖不要太尖或太禿?！?〕按所寫的字號用H或2H的鉛筆打好底格，底格宜淺不宜深?！?〕字體的筆畫宜直不宜曲，起筆和收筆不要追求刀刻效果，要大方簡潔；〔7〕字體的結(jié)構(gòu)力求勻稱、飽滿，筆畫分割的空白分布均勻。如下圖1-1-4圖1-1-4仿宋字體二、投影法的根本知識1.投影法的概念舉例：在日常生活中，人們看到太陽光或燈光照射物體時，在地面或墻壁上出現(xiàn)物體的影子，這就是一種投影現(xiàn)象。我們把光線稱為投射線(或叫投影線)，地面或墻壁稱為投影面，影子稱為物體在投影面上的投影。下面進(jìn)一步從幾何觀點(diǎn)來分析投影的形成。設(shè)空間有一定點(diǎn)S和任一點(diǎn)A，以及不通過點(diǎn)S和點(diǎn)A的平面P，如下圖1-1-5，從點(diǎn)S經(jīng)過點(diǎn)A作直線SA，直線SA必然與平面P相交于一點(diǎn)a，那么稱點(diǎn)a為空間任一點(diǎn)A在平面P上的投影，稱定點(diǎn)S為投影中心，稱平面P為投影面，稱直線SA為投影線。據(jù)此，要作出空間物體在投影面上的投影，其實(shí)質(zhì)就是通過物體上的點(diǎn)、線、面作出一系列的投影線與投影面的交點(diǎn)，并根據(jù)物體上的線、面關(guān)系，對交點(diǎn)進(jìn)行恰當(dāng)?shù)倪B線。圖1-1-5

投影法的概念

圖1-1-6

中心投影法如下圖1-1-6，作△ABC在投影面P上的投影。先自點(diǎn)S過點(diǎn)A、B、C分別作直線SA、SB、SC與投影面P的交點(diǎn)a、b、c，再過點(diǎn)a、b、c作直線，連成△abc，△abc即為空間的△上述這種用投射線〔投影線〕通過物體，向選定的面投影，并在該面上得到圖形的方法稱為投影法。2.投影法的種類及應(yīng)用〔1〕中心投影法投影中心距離投影面在有限遠(yuǎn)的地方，投影時投影線匯交于投影中心的投影法稱為中心投影法，如下圖1-1-6。缺點(diǎn)：中心投影不能真實(shí)地反映物體的形狀和大小，不適用于繪制機(jī)械圖樣。優(yōu)點(diǎn)：有立體感，工程上常用這種方法繪制建筑物的透視圖?！?〕平行投影法投影中心距離投影面在無限遠(yuǎn)的地方，投影時投影線都相互平行的投影法稱為平行投影法，如下圖1-1-7。圖1-1-7

平行投影法根據(jù)投影線與投影面是否垂直，平行投影法又可以分為兩種：1〕斜投影法——投影線與投影面相傾斜的平行投影法，如下圖1-1-8。2〕正投影法——投影線與投影面相垂直的平行投影法，如下圖1-1-9。圖1-1-8斜投影法

圖1-1-9正投影法正投影法優(yōu)點(diǎn)：能夠表達(dá)物體的真實(shí)形狀和大小，作圖方法也較簡單，所以廣泛用于繪制機(jī)械圖樣。3.三視圖的形成與投影規(guī)律在機(jī)械制圖中，通常假設(shè)人的視線為一組平行的，且垂至于投影面的投影線，這樣在投影面上所得到的正投影稱為視圖。一般情況下，一個視圖不能確定物體的形狀。如下圖1-1-10，兩個形狀不同的物體，它們在投影面上的投影都相同。因此，要反映物體的完整形狀，必須增加由不同投影方向所，得到的幾個視圖，互相補(bǔ)充，才能將物體表達(dá)清楚。工程上常用的是三視圖。圖1-1-10

一個視圖不能確定物體的形狀〔1〕三投影面體系與三視圖的形成1〕三投影面體系的建立三投影面體系由三個互相垂直的投影面所組成〔如下圖1-1-11〕。在三投影面體系中，三個投影面分別為：正立投影面：簡稱為正面，用V表示；水平投影面：簡稱為水平面，用H表示；側(cè)立投影面：簡稱為側(cè)面，用W表示。如圖1-1-11三投影面體系三個投影面的相互交線，稱為投影軸。它們分別是：OX軸：是V面和H面的交線，它代表長度方向；OY軸：是H面和W面的交線，它代表寬度方向；OZ軸：是V面和W面的交線，它代表高度方向；三個投影軸垂直相交的交點(diǎn)O，稱為原點(diǎn)。2〕三視圖的形成〔如圖1-1-12〕將物體放在三投影面體系中，物體的位置處在人與投影面之間，然后將物體對各個投影面進(jìn)行投影，得到三個視圖，這樣才能把物體的長、寬、高三個方向，上下、左右、前后六個方位的形狀表達(dá)出來，三個視圖分別為：如圖1-1-12三視圖的形成主視圖：從前往后進(jìn)行投影，在正立投影面〔V面〕上所得到的視圖。俯視圖：從上往下進(jìn)行投影，在水平投影面〔H面〕上所得到的視圖。左視圖：從左往右進(jìn)行投影，在側(cè)立投影面〔W面〕上所得到的視圖。3〕三投影面體系的展開在實(shí)際作圖中，為了畫圖方便，需要將三個投影面在一個平面〔紙面〕上表示出來，規(guī)定：使V面不動，H面繞OX軸向下旋轉(zhuǎn)90°與V面重合，W面繞OZ軸向右旋轉(zhuǎn)90°與V面重合，這樣就得到了在同一平面上的三視圖，如下圖1-1-13?？梢钥闯觯┮晥D在主視圖的下方，左視圖在主視圖的右方。在這里應(yīng)特別注意的是：同一條OY軸旋轉(zhuǎn)后出現(xiàn)了兩個位置，因為OY是H面和W面的交線，也就是兩投影面的共有線，所以O(shè)Y軸隨著H面旋轉(zhuǎn)到OYH的位置，同時又隨著W面旋轉(zhuǎn)到OYW的位置。為了作圖簡便，投影圖中不必畫出投影面的邊框，如圖1-1-13〔a〕所示。由于畫三視圖時主要依據(jù)投影規(guī)律，所以投影軸也可以進(jìn)一步省略，如圖1-1-13〔b〕所示。圖1-1-13

三視圖展開圖1-1-13〔a〕〔2〕三視圖的投影規(guī)律從圖1-1-14可以看出，一個視圖只能反映兩個方向的尺寸，主視圖反映了物體的長度和高度，俯視圖反映了物體的長度和寬度，左視圖反映了物體的寬度和高度。由此可以歸納出三視圖的投影規(guī)律：主、俯視圖“長對正〞〔即等長〕；主、左視圖“高平齊〞〔即等高〕；俯、左視圖“寬相等〞〔即等寬〕；三視圖的投影規(guī)律反映了三視圖的重要特性，也是畫圖和讀圖的依據(jù)。無論是整個物體還是物體的局部，其三面投影都必須符合這一規(guī)律。圖1-1-14

視圖間的“三等〞關(guān)系〔3〕三視圖與物體方位的對應(yīng)關(guān)系物體有長、寬、高三個方向的尺寸，有上下、左右、前后六個方位關(guān)系，六個方位在三視圖中的對應(yīng)關(guān)系如下圖1-1-15。主視圖反映了物體的上下、左右四個方位關(guān)系；俯視圖反映了物體的前后、左右四個方位關(guān)系；左視圖反映了物體的上下、前后四個方位關(guān)系?！惨髮W(xué)生必須熟記?！硤D1-1-15

三視圖的方位關(guān)系注意：以主視圖為中心，俯視圖、左視圖靠近主視圖的一側(cè)為物體的后面，遠(yuǎn)離主視圖的一側(cè)為物體的前面。三、小結(jié)1.概念：投影法、中心投影法、平行投影法、斜投影、正投影。2.正投影法的根本性質(zhì)3.三視圖的投影規(guī)律4.三視圖與物體方位的對應(yīng)關(guān)系復(fù)習(xí)思考題【識要求試題】判斷試題及答案機(jī)體的真實(shí)大小應(yīng)以圖樣上所注的尺寸數(shù)值為依據(jù)，與圖形的大小及準(zhǔn)確度無關(guān)。〔√〕2、圖樣中所標(biāo)注的尺寸，為該圖樣所示機(jī)件的最后完工尺寸，否那么應(yīng)另加說明?！病獭?、當(dāng)需要指明半徑尺寸是由其它尺寸所確定時，應(yīng)用尺寸線和符號“R〞標(biāo)出，但不要注寫尺寸數(shù)字?！病獭?、在同一圖形中，對于尺寸相同的孔、槽等成組要素，可僅在一個要素上注出其尺寸和數(shù)量?！病獭?、當(dāng)標(biāo)注極限偏差時，上下偏差的小數(shù)點(diǎn)必須對齊，小數(shù)點(diǎn)后的位數(shù)可不相同。〔×〕二、選擇試題及答案1、立體的主、俯視圖，正確的左視圖是〔C〕。2、物體的主、俯視圖，正確的左視圖是〔C〕。3、根據(jù)投影面展開的法那么，三個視圖的相互位置必然是以〔B〕為主。A.左視圖B.主視圖C.俯視圖D.任一視圖4、根本視圖主要用于表達(dá)零件在根本投影方向上的〔B〕形狀。A.內(nèi)部B.外部C.前后D.左右5、投影面垂直線有〔B〕反映實(shí)長。A.一個投影B．兩個投影C.三個投影Ｄ．四個投影6、無論圖形放大與縮小，在標(biāo)注尺寸時均應(yīng)按〔B〕來標(biāo)注。A、圖形的實(shí)際尺寸

B、機(jī)件的真實(shí)大小

C、考慮繪圖準(zhǔn)確度加修正值

D、都不對7、同一根本尺寸的外表，假設(shè)具有不同的公差時，應(yīng)用〔b〕分開。a、粗實(shí)線b、細(xì)實(shí)線c、虛線8、在機(jī)械制圖中，漢字的高度不應(yīng)小于〔c〕mm.a、1.8b、2.59、在同一金屬零件的零件圖中，當(dāng)圖形中的主要輪廓線與水平成45°時，該圖形的剖面線應(yīng)畫成與水平成〔c〕的平行線。a、30°b、45°c、30°或60°10、繪制局部放大圖時，當(dāng)同一機(jī)件上有幾個被放大的局部時，必須用〔b〕依次標(biāo)明被放大的部位。a、阿拉伯?dāng)?shù)字b、羅馬數(shù)字c、希臘字母11、裝配圖中的指引線可畫成折線，但只可曲折〔a〕次。一b、二c、三12、粗實(shí)線在圖上的一般應(yīng)用〔a,c〕。a、可見輪廓線b、尺寸界線c、可見過渡線d、引出線作圖題及答案知A、B兩點(diǎn)的一個投影和A點(diǎn)距V面25mm，B點(diǎn)Z坐標(biāo)為0，求作A、B兩點(diǎn)的另兩個投影圓錐的兩面投影，求作第三面投影，并求圓錐外表A、B點(diǎn)的另兩面投影。

圓柱被截切后的主、俯視圖，求作左視圖。

4、

補(bǔ)畫以下視圖中所缺線條?！炯寄芤笤囶}】1、用繪圖工具繪制圓內(nèi)接正五邊形，保存作圖痕跡2、看懂千斤頂?shù)难b配圖，拆畫4號零件螺釘?shù)牧慵D，比例1：1?；Q性與標(biāo)準(zhǔn)化概念一、互換性的根本概念在工廠的裝配車間經(jīng)?？吹竭@樣的情況，裝配工人任意從一批相同規(guī)格的零件中取出其中一個裝配到機(jī)器上，裝配后機(jī)器就能正常工作。在生活中也有不少這樣的例子，如轎車、自行車、手表的某個零件損壞后，買一個相同規(guī)格的零件，裝好后就能照常使用，顯得十分方便快捷。這些都是零件互換性的具體表達(dá)?；Q性就是指機(jī)器零部件相互之間可以替換，而且保證使用要求的一種特性。互換性在現(xiàn)代化大規(guī)模生產(chǎn)中有著十分重要的意義。在設(shè)計方面，按互換性進(jìn)行設(shè)計可以最大限度地采用標(biāo)準(zhǔn)件和通用件，從而減少設(shè)計繪圖的工作量，也有利于計算機(jī)輔助設(shè)計；在制造方面，有利于組織大規(guī)模專業(yè)化生產(chǎn)；在使用方面，便于維修和售后效勞。按互換性的程度又可把互換性分為完全互換和有限互換，完全互換:對于同一規(guī)格的零件，假設(shè)不加挑選和修配就能裝配到機(jī)器上去，并且能滿足使用要求，這種互換就稱為完全互換，完全互換一般用于大批量生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)零部件，如普通緊固螺紋制件、滾動軸承等。有限互換:有時雖然是同一規(guī)格的零件，但在裝配時需要進(jìn)行挑選或修配才能滿足使用要求，這種互換稱為有限互換，有限互換多用于生產(chǎn)批量小和裝配精度要求高的情況。二、標(biāo)準(zhǔn)化概念標(biāo)準(zhǔn)化是社會生產(chǎn)的產(chǎn)物，反過來它又能推動社會生產(chǎn)的開展，標(biāo)準(zhǔn)是指對重復(fù)性事物和概念所做的同一規(guī)定，標(biāo)準(zhǔn)化包含了標(biāo)準(zhǔn)制訂、貫徹和修訂標(biāo)準(zhǔn)的全部過程，在機(jī)械制造中，標(biāo)準(zhǔn)化是實(shí)現(xiàn)互換性的必要前提，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(簡稱標(biāo)準(zhǔn))即技術(shù)法規(guī)，是從事生產(chǎn)、建設(shè)工作以及商品流通等的一種共同技術(shù)依據(jù)，它以生產(chǎn)實(shí)踐、科學(xué)試驗及可靠經(jīng)驗為根底，由有關(guān)方面協(xié)調(diào)制訂，由主管部門批準(zhǔn)，以特定形式發(fā)布，作為共同遵守的準(zhǔn)那么和依據(jù)。標(biāo)準(zhǔn)可以按不同級別公布。我國技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)分為國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)4級。此外，從世界范圍看，還有國際標(biāo)準(zhǔn)和區(qū)域性標(biāo)準(zhǔn)。三、公差配合要實(shí)現(xiàn)零件的互換性，除統(tǒng)一其結(jié)構(gòu)和尺寸外，還應(yīng)統(tǒng)一規(guī)定公差與配合，這是保證互換性的根本措施之一，而公差與配合標(biāo)準(zhǔn)是根本的互換性標(biāo)準(zhǔn)。完工的零件和產(chǎn)品是否滿足公差要求，要靠正確的測量檢驗來保證。因此，尺寸檢測是保證互換性生產(chǎn)的又一根本技術(shù)措施。四、公差與配合的根本術(shù)語和定義為了正確理解和應(yīng)用公差配合標(biāo)準(zhǔn)，必須了解以下術(shù)語和定義。1.與尺寸有關(guān)的術(shù)語和定義(1)根本尺寸設(shè)計給定的尺寸。它是根據(jù)零件的強(qiáng)度、剛度、結(jié)構(gòu)和工藝性等要求確定的。設(shè)計時應(yīng)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)尺寸，以減少加工所用刀具、量具的規(guī)格。根本尺寸的代號：孔用D，軸用d表示。(2)實(shí)際尺寸通過測量所得的尺寸。由于存在測量誤差，所以實(shí)際尺寸并非尺寸的真值。同時由于形狀誤差等影響，零件同一外表不同部位的實(shí)際尺寸往往是不等的。實(shí)際尺寸的代號：孔用Da，軸用da表示。(3)極限尺寸允許尺寸變化的兩個界限值。兩個極限尺寸中較大的一個稱最大極限尺寸，孔用Dmax,軸用dmax表示。較小的一個稱最小極限尺,孔用Dmin,軸用dmin表示。極限尺寸可大于、小于或等于根本尺寸。合格零件的實(shí)際尺寸應(yīng)在兩極限尺寸之間。2.與公差偏差有關(guān)的術(shù)語和定義(1)尺寸偏差某一尺寸減其根本尺寸所得的代數(shù)差，稱為尺寸偏差，簡稱偏差。實(shí)際尺寸減其根本尺寸所得的代數(shù)差，稱為實(shí)際偏差。極限尺寸減其根本尺寸所得的代數(shù)差，稱為極限偏差。極限偏差有兩個：上偏差:最大極限尺寸減其根本尺寸所得的代數(shù)差?？椎纳掀畲朎S，ES=Dmax一D軸的上偏差代號es，es=dmax一d下偏差:最小極限尺寸減其根本尺寸所得的代數(shù)差?？椎南缕畲朎l,El=Dmin一D軸的下偏差代號ei,ei=dmin一d為方便起見，通常在圖樣上標(biāo)注極限偏差而不標(biāo)極限尺寸。偏差可以為正、負(fù)或零值。當(dāng)極限尺寸大于、小于或等于根本尺寸時，其極限偏差便分另為正、負(fù)或零值?！?〕尺寸公差允許尺寸的變動量，稱為尺寸公差，簡稱公差。以代號T表示。公差等于最大極限尺寸與最小極限尺寸的代數(shù)差。也等于上偏差與下偏差的代數(shù)差。孔公差：Th=Dmax一Dmin=ES—EI軸公差：Ts=dmax一dmin=es—ei由上述可知，公差總為正值。關(guān)于尺寸、公差與偏差的概念可用如圖1-2-1所示的公差與配合示意圖表示。圖1-2-1公差與配合示意圖(3)公差帶在分析公差與配合時，需要作圖。但因公差數(shù)值與尺寸數(shù)值相差甚遠(yuǎn)，不便用同一比例。因此，在作圖時，只畫出放大的孔和軸的公差圖形，這種圖形稱為公差帶圖。也稱為公差與配合圖解。如下圖1-2-1的公差與配合示意圖可作成如圖1-2-2所示的公差與配合圖解。在作圖時，先畫一條橫坐標(biāo)代表根本尺寸的界線，作為確定偏差的基準(zhǔn)線，稱為零線。再按給定比例畫兩條平行于零線的直線，代表上偏差和下偏差。這兩條直線所限定的區(qū)域稱為公差帶，線間距即為公差。正偏差位于零線之上，負(fù)偏差位于零線之下。在零線處注出根本尺寸，在公差帶的邊界線旁注出極限偏差值，單位用“um或mm〞皆可。公差帶由“公差帶大小〞和“公差帶位置〞兩個要素組成。圖1-2-2公差帶圖3.與配合有關(guān)的術(shù)語和定義配合是指根本尺寸相同的相互結(jié)合的孔軸公差帶之間的關(guān)系。這種關(guān)系決定著配合的松緊程度。而這松緊程度是用間隙和過盈來描述的?！?〕間隙或過盈，在孔與軸的配合中,孔的尺寸減去軸的尺寸所得的代數(shù)差稱為間隙或過盈，當(dāng)差值為正時是間隙，用x表示，當(dāng)差值為負(fù)時是過盈，用Y表示。根據(jù)相互結(jié)合的孔、軸公差帶不同的相互位置關(guān)系，可以把配合分為間隙配合、過盈配合和過渡配合。(2)間隙配合:對于一批孔、軸，任取其中一對相配，具有間隙(包括最小間隙等于零)的配合，稱為間隙配合。此時，孔的公差帶完全在軸的公差帶之上，如圖1-2-3(a)所示。圖1-2-3〔a〕間隙配合公差帶圖(3)過盈配合:對于一批孔、軸，其中任取一對相配，具有過盈(包括最小過盈等于零)的配合，稱為過盈配合。此時，孔的公差帶完全在軸的公差帶之下，如圖1-2-3(b)所示。圖1-2-3(b)過盈配合公差帶圖(4)過渡配合:對于一批孔、軸，任取其中一對相配，可能具有間隙也可能具有過盈的配合。表示過渡配合松緊程度的特征值是最大極限間隙和最大極限過盈。圖1-2-3(c)過渡配合公差帶圖此時，孔的公差帶與軸的公差帶相互交疊，如圖1-2-3(c)所示。(5)配合公差:允許間隙或過盈的變動量稱為配合公差，以Tf表示。其計算公式為：間隙配合：Tf=Xmax一Xmin過盈配合：Tf=Ymin一Ymax過渡配合：Tf=Xmax一Ymax結(jié)論:各類配合的配合公差均為孔公差與軸公差之和，即Tf=Th+Ts。這一結(jié)論說明配合件的裝配精度與零件的加工精度有關(guān)，假設(shè)要提高裝配精度，使配合后間隙或過盈的變化范圍減小，那么應(yīng)減小零件的公差，即需要提高零件的加工精度。4.公差與配合國家標(biāo)準(zhǔn)的構(gòu)成公差與配合國家標(biāo)準(zhǔn)是確定光滑圓柱體零件尺寸公差與配合的依據(jù)，也適用于其他光滑外表和相應(yīng)結(jié)合尺寸的公差與配合，如花鍵外徑等的配合。它的根本結(jié)構(gòu)是由“標(biāo)準(zhǔn)公差系列〞和“根本偏差系列〞組成的，前者確定公差帶的大小，后者確定公差帶的位置。兩者結(jié)合構(gòu)成不同的孔、軸公差帶，而孔、軸公差帶之間的不同相互位置又組成不同松緊程度的配合。同時，在此根底上，規(guī)定了一定數(shù)量的孔、軸公差帶及具有一定問隙或過盈的配合，以實(shí)現(xiàn)互換性和滿足各種使用要求。5.標(biāo)準(zhǔn)公差系列在公差與配合國家標(biāo)準(zhǔn)GB／Tl800．3—1998中所列出的，用以確定公差帶大小的任一公差，稱為標(biāo)準(zhǔn)公差，用IT表示。它是依據(jù)根本尺寸和公差等級確定的。(1)公差單位〔um〕(mm)，公差單位是計算標(biāo)準(zhǔn)公差的根本單位，是制訂標(biāo)準(zhǔn)公差系列的根底，生產(chǎn)實(shí)踐說明，對同一精度概念來說，根本尺寸大，公差相應(yīng)也大。因此，不能單從公差大小來判斷工件尺寸精度的上下。應(yīng)用公差單位來確定尺寸精度的上下。(2)公差等級、為了將公差數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)化，以減少量具和刀具的規(guī)格，同時又能滿足各種機(jī)器所需的不同精度要求，國家標(biāo)準(zhǔn)GB／Tl800．3—1998將公差值劃分為Ol，0，1，…，18等20個公差等級，其相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)公差代號為IT01，IT0，ITl，…，ITl8，其中，01級精度最高，l8級精度最低。(3)公差值的計算(省略)(4)尺寸分段、為了減少公差值的數(shù)目，統(tǒng)一公差值，簡化表格,便于應(yīng)用，國家標(biāo)準(zhǔn)對根本尺寸進(jìn)行了分段。尺寸分段后，對同一尺寸分段內(nèi)所有根本尺寸，在公差等級相同情況下，規(guī)定相同的標(biāo)準(zhǔn)公差，公差等級相同，根本尺寸相同或在同一尺寸分段內(nèi)孔公差和軸公差是相等的。6.根本偏差的概念根本偏差是用以確定公差帶相對于零線位置的上偏差或下偏差，一般為靠近零線的那個偏差，當(dāng)整個公差帶位于零線上方時，根本偏差為下偏差，當(dāng)整個公差帶位于零線下方時，根本偏差為上偏差，為了滿足機(jī)器中各種配合性質(zhì)的需要，減少配合種類，以便互換，必須把孔和軸的公差帶位置標(biāo)準(zhǔn)化。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定孔和軸各28種公差帶位置，分別由28個根本偏差來確定。根本偏差代號用拉丁字母及其順序表示。大寫表示孔，小寫表示軸。單寫字母21個，雙寫字母7個。由圖1-2-4可知，根本偏差僅決定了公差帶的一個極限偏差，另一個極限偏差那么由公差等級決定。因此，通常根本偏差與公差等級無關(guān)，而另一極限偏差才與公差等級有關(guān)。〔1)基準(zhǔn)制為了使配合種類進(jìn)一步簡化，國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了兩種基準(zhǔn)制：基孔制和基軸制?！?〕基孔制根本偏差為一定的孔的公差帶，與不同根本偏差的軸的公差帶構(gòu)成各種配合的一種制度成為基孔制。這種制度在同一根本尺寸的配合中，是將孔的公差帶的位置固定，通過變動軸的公差帶位置，得到各種不同的配合基孔制的孔稱為基準(zhǔn)孔。國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定基準(zhǔn)孔的下偏差為0，“H〞為基準(zhǔn)孔的根本偏差。如圖1-2-5〔a〕所示。〔3〕基軸制根本偏差為一定的軸的公差帶，與不同根本偏差的軸的公差帶構(gòu)成各種配合的一種制度稱為基軸制。這種制度在同一根本尺寸的配合中，是將軸的公差帶位置固定，通過變動孔的公差帶位置，得到各種不同的配合基軸制的軸稱為基準(zhǔn)軸。國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定基準(zhǔn)軸的上偏差為0，“h〞為基軸制的根本偏差。如圖1-2-5〔b〕所示。一般情況下，應(yīng)優(yōu)先采用基孔制。這樣可以限制定值刀具、量具的規(guī)格數(shù)量。基軸制通常僅用于具有明顯經(jīng)濟(jì)效果的場合和結(jié)構(gòu)設(shè)計要求不適合采用基孔制的場合。圖1-2-4根本偏差系列示意圖圖1-2-5(a)基孔制圖1-2-5(b)基軸制復(fù)習(xí)思考題【識要求試題】一、判斷試題及答案1、公差是零件尺寸允許的最大偏差?！波w〕2、公差通常為正，在個別情況下也可以為負(fù)或零。 〔╳〕3、孔和軸的加工精度越高，那么其配合精度也越高?！波w〕4、配合公差總是大于孔或軸的尺寸公差。 〔√〕5、過渡配合可能有間隙，也可能有過盈。因此，過渡配合可以是間隙配合，也可以是過盈配合。〔╳〕6、零件的實(shí)際尺寸就是零件的真實(shí)尺寸。〔╳〕7、某一零件的實(shí)際尺寸正好等于其根本尺寸，那么這尺寸必適合格?！波w〕8、間隙配合中，孔的公差帶一定在零線以上，軸的公差帶一定在零線以下?！波w〕9、零件的最大實(shí)體尺寸一定大于其最小實(shí)體尺寸?！波w〕10、根本尺寸一定時，公差值愈大，公差等級愈高?！病獭?1、不管公差值是否相等，只要公差等級相同，尺寸的精確程度就相同?！病獭?2、?75±0.060mm的根本偏差是+0.060mm，尺寸公差為0.06mm(╳)13、因Js為完全對稱偏差，故其上、下偏差相等。(╳)14、基準(zhǔn)孔的上偏差大于零,基準(zhǔn)軸的下偏差的絕對值等于其尺寸公差?！病獭?5、因配合的孔和軸根本尺寸相等，故其實(shí)際尺寸也相等?！波w〕16、由于零件的最大極限尺寸大于最小極限尺寸，所以上偏差絕對值大于下偏差絕對值?！波w〕17、尺寸偏差可以正值，負(fù)值或零?！病獭?8、尺寸誤差是指一批零件上某尺寸的實(shí)際變動量?！病獭?9、選擇公差等級的原那么是，在滿足使用要求的前提下，盡可能選擇較小的公差等級?！波w〕20、不經(jīng)挑選，調(diào)整和修配就能相互替換，裝配的零件，裝配后能滿足使用性能要求，就是具有互換性的零件?！病獭?1、互換性原那么中適用于大批量生產(chǎn)?！波w〕22、為了實(shí)現(xiàn)互換性，零件的公差應(yīng)規(guī)定得越小越好。〔╳〕23、國家標(biāo)準(zhǔn)中，強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)是一定要執(zhí)行的，而推薦性標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行與否無所謂?！波w〕24、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)比國家標(biāo)準(zhǔn)層次低，在標(biāo)準(zhǔn)要求上可稍低于國家標(biāo)準(zhǔn)?！波w〕25、裝配時需要調(diào)整的零、部件屬于不完全互換?！病獭?6、某實(shí)際要素存在形狀誤差，那么一定存在位置誤差。〔×〕

27、孔和軸配合時，優(yōu)先選用基孔制?！病?/p>

〕

28、某孔要求尺寸為φ20+0.02,今測得其實(shí)際尺寸為φ19.962mm，可以判斷該孔合格?！病?/p>

〕

29、孔、軸配合為φ40H9／n9，可以判斷是過渡配合?！病?/p>

〕

30、一對孔、軸配合的最大間隙為+0、030mm，那么此孔、軸組成的配合一定是間隙配合?！病?/p>

〕

二、選擇試題及答案1、絕對誤差與真值之比叫Ｃ。

Ａ、絕對誤差

Ｂ、極限誤差

Ｃ、相對誤差2、精度是表示測量結(jié)果中B影響的程度。

Ａ、系統(tǒng)誤差大小

Ｂ、隨機(jī)誤差大小

Ｃ、粗大誤差大小

3、相互結(jié)合的孔和軸的精度決定了Ａ。

Ａ、配合精度的高

Ｂ、配合的松緊程

Ｃ、配合的性質(zhì)

4、基孔制是根本偏差為一定孔的公差帶，與不同Ａ軸的公差帶形成各種配合的一種制度。

Ａ、根本偏差的

Ｂ、根本尺寸的

Ｃ、實(shí)際偏差的

5、平鍵聯(lián)結(jié)中寬度尺寸ｂ的不同配合是依靠改變Ａ公差帶的位置來獲得。

Ａ、軸槽和輪轂槽寬度

Ｂ、鍵寬

Ｃ、軸槽寬度

Ｄ、輪轂槽寬度

6、配合公差帶位于配合公差帶圖的零線下方時為Ｃ配合。

Ａ、間隙

Ｂ、過渡

Ｃ、過盈

7、在零件尺寸鏈中，應(yīng)選擇Ｂ尺寸作為封閉環(huán)。

Ａ、最重要的

Ｂ、最不重要的

Ｃ、不太重要的

8、在裝配尺寸鏈中，封閉環(huán)的公差往往表達(dá)了機(jī)器或部件的精度，因此在設(shè)計中應(yīng)使形成此封閉環(huán)的尺寸鏈的環(huán)數(shù)Ｃ。

Ａ、越多越好

Ｂ、多少無宜

Ｃ、越小越好

9、評定參數(shù)Ｃ更能充分反響被測外表的實(shí)際情況。

Ａ、輪廓的最大高度

Ｂ、微觀不平度十點(diǎn)高度

Ｃ、輪廓算術(shù)平均偏差

Ｄ、輪廓的支承長度率

10、H7/f6的配合性質(zhì)為〔B

〕

A

過渡配合

B間隙配合

C

過盈配合

11、相互結(jié)合的孔和軸的精度決定了〔C〕。

Ａ、配合精度的高

Ｂ、配合的松緊程

Ｃ、配合的性質(zhì)

12、配合是〔

A

〕相同的孔與軸的結(jié)合。

Ａ、根本尺寸

Ｂ、實(shí)際尺寸

Ｃ、作用尺寸

Ｄ、實(shí)效尺寸

13、以下孔和軸配合，屬于基孔制的是〔A

〕

A、∮30H7/f6

B、∮120P7/h6

C、∮100F7/g6

14、以下孔和軸配合，屬于基軸制的是〔B〕

A、∮30H7/f6

B、∮120P7/h6

C、∮100F7/g6

15、根本偏差代號為n、p的軸與根本偏差代號為H

的孔可以構(gòu)成

D

。

A．間隙配合

B.過渡配合

C.

過盈配合

D.過渡配合或過盈配合

16、當(dāng)孔的上極限尺寸與軸的下極限尺寸之代數(shù)差為負(fù)值時，此代數(shù)差稱為

D

。

A．最大間隙

B.最大過盈

C.最小間隙

D.最小過盈

17、當(dāng)軸的上極限尺寸與孔的下極限尺寸之代數(shù)差為負(fù)值時，此代數(shù)差稱為

C

。

A．最大間隙

B.最大過盈

C.最小間隙

D.最小過盈

18、配合符號Φ40P7/h6表示〔

B

〕。

A、基孔制過渡配合

B、基軸制過渡配合

C、基孔制過盈配合

D、基軸制過盈配合

19、Φ45G6與Φ45G7兩者的區(qū)別在于〔

C

〕。

A、根本偏差不同。

B、下偏差相同，而上偏差不同。

C、上偏差相同，而下偏差不同。

D、公差值相同。

20、以下配合中，〔

B

〕屬于過盈配合。

A、H7/m6

B、S7/h6

C、H8/js7

D、G8/

h7

21、屬于形狀公差的有(

A

)。

A．圓柱度

B．同軸度

C．圓跳動

D．平行度

22、基孔制是根本偏差為一定孔的公差帶，與不同(

A

)軸的公差帶形成各種配合的一種制度。

Ａ、根本偏差的

Ｂ、根本尺寸的

Ｃ、實(shí)際偏差的

23、關(guān)于偏差與公差之間的關(guān)系，以下說法中正確的選項是〔

D

〕。

A．實(shí)際偏差越大，公差越大

B．上偏差越大，公差越大

c．下偏差越大，公差越大

D．上下偏差之差的絕對值越大，公差越大

24、國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的形狀和位置公差有兩大類〔D

〕個工程。A．8

B.

10

C.

12

D.

1425、國家標(biāo)準(zhǔn)公差的等級共有〔D

〕個

A．18

B.

19

C.

20

D.

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三、論述試題及答案1、試述形位公差帶與尺寸公差帶的異同點(diǎn)。答：形位公差帶與尺寸公差帶的相同點(diǎn)是公差帶的公能是相同的。形位公差帶是限制實(shí)際要素變動的區(qū)域；尺寸公差帶是限制實(shí)際尺寸變動的區(qū)域。只有零件的實(shí)際尺寸或?qū)嶋H要素位于其公差帶內(nèi)，才是合格的，否那么是不合格的。形位公差帶與尺寸公差帶的不同點(diǎn)是：形位公差帶通常是空間區(qū)域，尺寸公差帶是平面區(qū)域?！?〕形位公差帶由四個要素〔形狀、大小、方向、位置〕組成，尺寸公差帶由兩個要素〔位置、大小〕組成。2、什么叫公差、檢測和標(biāo)準(zhǔn)化？它們與互換性有何關(guān)系？答：〔1〕公差是零件幾何參數(shù)誤差的允許范圍?！?〕檢測是兼有測量和檢驗兩種特性的一個綜合鑒別過程。〔3〕標(biāo)準(zhǔn)化是反映制定、貫徹標(biāo)準(zhǔn)的全過程?！?〕公差與檢測是實(shí)現(xiàn)互換性的手段和條件，標(biāo)準(zhǔn)化是實(shí)現(xiàn)互換性的前提。3、按標(biāo)準(zhǔn)公布的級別來分，我國的標(biāo)準(zhǔn)有哪幾種？答：按標(biāo)準(zhǔn)公布的級別來分，我國標(biāo)準(zhǔn)分為國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)?！炯寄芤笤囶}】1、試從83塊一套的量塊中組合：65.365mm尺寸。答：65.365→所需尺寸-1.005→第一塊量塊的尺寸64.360-1.360→第二塊量塊的尺寸63.000-3.000→第三塊量塊的尺寸60→第四塊量塊的尺寸即65.365mm=(1.005+1.360+3.000+60)mm2、看傳動座零件工作圖(圖2.19),解釋圖中形位公差標(biāo)注的含義。表2．7序號代號讀法公差帶含義(1)上端φ13mm孔軸線對右下端φ13mm孔軸的平行度公差為φ0．025mm上端φ13mm孔軸線必須位于直徑為公差值φ0．025mm。且平行于右下端φ13mm孔軸線的圓柱面內(nèi)。(2)右下端φ13mm孔軸線對底面右側(cè)面的平行度公差為φ0．025mm右下端φ13mm孔軸線必須位于直徑為公差值φ0．025mm，且平行于底面、右側(cè)面的圓柱面內(nèi)(3)4個M6mm螺孔軸線分別對底面和后面的位置度公差為φ0．20mm4個6mm螺孔軸線必須分別位于直徑為公差值φ0．20mm，且相對底面和后面所確定的理想位置為軸線的圓柱面內(nèi)外表粗糙度一、概述評定加工過的材料外表由峰、谷和間距等構(gòu)成的微觀幾何形狀誤差的物理量。常用評定參數(shù)可分為高度參數(shù)、間距參數(shù)和形狀參數(shù)(綜合參數(shù))三個系列。1-3外表粗糙度是指加工外表具有的較小間距和微小峰谷不平度。其兩波峰或兩波谷之間的距離〔波距〕很小〔在1mm以下〕，用肉眼是難以區(qū)別的，因此它屬于微觀幾何形狀誤差。外表粗糙度越小，那么外表越光滑。外表粗糙度的大小，對機(jī)械零件的使用性能有很大的影響，開展概況研究外表粗糙度對零件性能的影響和度量外表微觀不平度的需要，從20年代末到30年代，德國、美國和英國等國的一些專家設(shè)計制作了輪廓記錄儀、輪廓儀，同時也產(chǎn)生出了光切式顯微鏡和干預(yù)顯微鏡等用光學(xué)方法來測量外表微觀不平度的儀器，給從數(shù)值上定量評定外表粗糙度創(chuàng)造了條件。外表粗糙度儀，美國在1940年發(fā)布了ASAB46.1國家標(biāo)準(zhǔn)，之后又經(jīng)過幾次修訂，成為現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)ANSI/ASMEB46.1-1988?外表結(jié)構(gòu)外表粗糙度、外表波紋度和加工紋理?，該標(biāo)準(zhǔn)采用中線制，并將Ra作為主參數(shù)，將?外表光潔度、外表微觀幾何形狀、分級和表示法?國家標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過了3次修訂成為GOCT2789-1973?外表粗糙度參數(shù)和特征?，該標(biāo)準(zhǔn)也采用中線制，并規(guī)定了包括輪廓均方根偏差即現(xiàn)在的Rq在內(nèi)的6個評定參數(shù)及其相應(yīng)的參數(shù)值。另外，其它工業(yè)興旺國家的標(biāo)準(zhǔn)大多是在50年代制定的，如聯(lián)邦德國在1952年2月發(fā)布了DIN4760和DIN4762有關(guān)外表粗糙度的評定參數(shù)和術(shù)語等方面的標(biāo)準(zhǔn)等。外表粗糙度相關(guān)最新我國國家標(biāo)準(zhǔn)為：GB/T131-2024產(chǎn)品幾何技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)-技術(shù)文件中外表結(jié)構(gòu)的表示方法；GB/T1031-2024外表結(jié)構(gòu)-輪廓法-外表粗糙度參數(shù)及其數(shù)值；GB/T3505-2024外表結(jié)構(gòu)-輪廓法-術(shù)語定義及外表結(jié)構(gòu)參數(shù)，以上各國的國家標(biāo)準(zhǔn)中都采用了中線制作為外表粗糙度參數(shù)的計算制，具體參數(shù)千差萬別，但其定義的主要參數(shù)依然是Ra或Rq，這也是國際間交流使用最廣泛的一個參數(shù)。二、外表粗糙度形成的原因主要有：1.加工過程中的刀痕；2.切削別離時的塑性變形；3.刀具與已加工外表間的摩擦；4.工藝系統(tǒng)的高頻振動。三、外表粗糙度主要表現(xiàn)在以下幾個方面：1.外表粗糙度影響零件的耐磨性。外表越粗糙，配合外表間的有效接觸面積越小，壓強(qiáng)越大，磨損就越快。2.外表粗糙度影響配合性質(zhì)的穩(wěn)定性。對間隙配合來說，外表越粗糙，就越易磨損，使工作過程中間隙逐漸增大；對過盈配合來說，由于裝配時將微觀凸峰擠平，減小了實(shí)際有效過盈，降低了聯(lián)結(jié)強(qiáng)度。3.外表粗糙度影響零件的疲勞強(qiáng)度。粗糙零件的外表存在較大的波谷，它們像尖角缺口和裂紋一樣，對應(yīng)力集中很敏感，從而影響零件的疲勞強(qiáng)度。4.外表粗糙度影響零件的抗腐蝕性。粗糙的外表，易使腐蝕性氣體或液體通過外表的微觀凹谷滲入到金屬內(nèi)層，造成外表腐蝕。5.外表粗糙度影響零件的密封性。粗糙的外表之間無法嚴(yán)密地貼合，氣體或液體通過接觸面間的縫隙滲漏。6.外表粗糙度影響零件的接觸剛度。接觸剛度是零件結(jié)合面在外力作用下，抵抗接觸變形的能力。機(jī)器的剛度在很大程度上取決于各零件之間的接觸剛度。7.影響零件的測量精度。零件被測外表和測量工具測量面的外表粗糙度都會直接影響測量的精度，尤其是在精密測量時。此外，外表粗糙度對零件的鍍涂層、導(dǎo)熱性和接觸電阻、反射能力和輻射性能、液體和氣體流動的阻力、導(dǎo)體外表電流的流通等都會有不同程度的影響。四、外表粗糙度的測量方法1.比擬法：將被測量外表與標(biāo)有一定數(shù)值的粗糙度樣板比擬來確定被測表面粗糙度數(shù)值的方法。比擬時可以采用的方法:Ra>1.6μm時目測Ra1.6～Ra0.4μm時用放大鏡Ra<0.4μm時用比擬顯微鏡。注：比擬時要求樣板的加工方法，加工紋理，加工方向，材料與被測零件外表相同。特點(diǎn)：該方法測量簡便，使用于車間現(xiàn)場測量，常用于中等或較粗糙外表的測量。2.觸針法：利用針尖曲率半徑為2微米左右的金剛石觸針沿被測外表緩慢滑行，金剛石觸針的上下位移量由電學(xué)式長度傳感器轉(zhuǎn)換為電信號，經(jīng)放大、濾波、計算后由顯示儀表指示出外表粗糙度數(shù)值，也可用記錄器記錄被測截面輪廓曲線。一般將僅能顯示外表粗糙度數(shù)值的測量工具稱為外表粗糙度測量儀〔見圖1-3-2〕，同時能記錄外表輪廓曲線的稱為外表粗糙度輪廓儀〔簡稱輪廓儀，見圖1-3-3〕。這兩種測量工具都有電子計算電路或電子計算機(jī)，它能自動計算出輪廓算術(shù)平均偏差Rα圖1-3-2粗糙度測量儀圖1-33.光切法:雙管顯微鏡測量外表粗糙度，可用作Ry與Rz參數(shù)評定，測量范圍0.5～50。4.干預(yù)法:利用光波干預(yù)原理(見平晶、激光測長技術(shù))將被測外表的形狀誤差以干預(yù)條紋圖形顯示出來，并利用放大倍數(shù)高〔可達(dá)500倍〕的顯微鏡將這些干預(yù)條紋的微觀局部放大后進(jìn)行測量，以得出被測外表粗糙度。應(yīng)用此法的外表粗糙度測量工具稱為干預(yù)顯微鏡。這種方法適用于測量Rz和Ry為0.025～0.8微米的外表粗糙度。五、外表粗糙度對零件使用情況的影響一般說來，外表粗糙度數(shù)值小，會提高配合質(zhì)量，減少磨損，延長零件使用壽命，但零件的加工費(fèi)用會增加。因此，要正確、合理地選用外表粗糙度數(shù)值。在設(shè)計零件時，外表粗糙度數(shù)值的選擇，是根據(jù)零件在機(jī)器中的作用決定的,總的原那么是:在保證滿足技術(shù)要求的前提下，選用較大的外表粗糙度數(shù)值。具體選擇時，可以參考下述原那么：1.工作外表比非工作外表的粗糙度數(shù)值小。2.摩擦外表比不摩擦外表的粗糙度數(shù)值小。摩擦外表的摩擦速度越高，所受的單位壓力越大，那么應(yīng)越高；滾動磨擦外表比滑動磨擦外表要求粗糙度數(shù)值小。3.對間隙配合，配合間隙越小，粗糙度數(shù)值應(yīng)越??；對過盈配合，為保證連接強(qiáng)度的牢固可靠，載荷越大，要求粗糙度數(shù)值越小。一般情況間隙配合比過盈配合粗糙度數(shù)值要小。4.配合外表的粗糙度應(yīng)與其尺寸精度要求相當(dāng)。配合性質(zhì)相同時，零件尺寸越小，那么應(yīng)粗糙度數(shù)值越小；同一精度等級，小尺寸比大尺寸要粗糙度數(shù)值小，軸比孔要粗糙度數(shù)值小〔特別是IT8～I(xiàn)T5的精度〕。5.受周期性載荷的外表及可能會發(fā)生應(yīng)力集中的內(nèi)圓角、凹稽處粗糙度數(shù)值應(yīng)較小。六、外表粗糙度符號畫法及標(biāo)注方法GB/T131-93規(guī)定,外表粗糙度代號是由規(guī)定的符號和有關(guān)參數(shù)組成,外表粗糙度符號的畫法和意義如下表所示：1.外表粗糙度代號圖樣上表示零件外表的粗糙度符號的畫法如下圖1-3圖1-3圖樣上表示零件外表粗糙度的符號如表22.外表粗糙度標(biāo)注方法代號和參數(shù)的注寫方向如下圖1-3-5圖1-3不同位置外表代號的注法，符號的尖端必須從材料外指向外表，代號中數(shù)字的方向與尺寸數(shù)字方向一致，如下圖1-3圖1-3外表特征 外表粗糙度(Ra)數(shù)值 加工方法舉例明顯可見刀痕 Ra100、Ra50、Ra25、 粗車、粗刨、粗銑、鉆孔微見刀痕 Ra12.5、Ra6.3、Ra3.2、 精車、精刨、精銑、粗鉸、粗磨看不見加工痕跡，微辯加工方向 Ra1.6、Ra0.8、Ra0.4、 精車、精磨、精鉸、研磨暗光澤面 Ra0.2、Ra0.1、Ra0.05、 研磨、珩磨、超精磨、拋光3.外表粗糙度與外表光潔度區(qū)別〔1〕外表粗糙度加工外表上具有的較小間距和峰谷所組成的微觀幾何形狀特性。它是互換性研究的問題之一。外表粗糙度一般是由所采用的加工方法和其他因素所形成的，例如加工過程中刀具與零件外表間的摩擦、切屑別離時外表層金屬的塑性變形以及工藝系統(tǒng)中的高頻振動等。由于加工方法和工件材料的不同，被加工外表留下痕跡的深淺、疏密、形狀和紋理都有差異。外表粗糙度與機(jī)械零件的配合性質(zhì)、耐磨性、疲勞強(qiáng)度、接觸剛度、振動和噪聲等有密切關(guān)系，對機(jī)械產(chǎn)品的使用壽命和可靠性有重要影響。一般標(biāo)注采用Ra。Ra(輪廓算術(shù)平均偏差):在取樣長度L內(nèi)輪廓偏距絕對值的算術(shù)平均值?！?)外表光潔度外表粗糙度的另一稱法。外表光潔度是按人的視覺觀點(diǎn)提出來的，而外表粗糙度是按外表微觀幾何形狀的實(shí)際提出來的。80年代后,以為與國際標(biāo)準(zhǔn)(ISO)接軌,中國采用外表粗糙度而廢止了外表光潔度.在外表粗糙度國家標(biāo)準(zhǔn)GB3505-83、GB1031-83公布后，外表光潔度的已不再采用。其實(shí),兩者主要是名字不同,且有相應(yīng)的對照表.粗糙度有測量的計算公式,而光潔度只能用樣板規(guī)對照,相對來說,用粗糙度表示更科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)了。七、如何提高外表光潔度與外表粗糙度在機(jī)床上，用普通刀具將工件尺寸加工到根本到位后，再用豪克能金屬外表加工設(shè)備的豪克能刀具代替原普通刀具再加工一遍，即可使被加工工件外表光潔度提高3級以上〔粗糙度Ra值輕松到達(dá)0.2以下〕；且工件的外表顯微硬度提高20%以上；并大大提高了工件的外表耐磨性和耐腐蝕性。復(fù)習(xí)思考題【識要求試題】一、判斷試題及答案1、外表粗糙度是微觀的形狀誤差，所以對零件使用性能影響不大。〔×〕2、外表粗糙度的取樣長度一般即為評定長度?！病痢?、Ra能充分反映外表微觀幾何形狀的高度特征，是普遍采用的評定參數(shù)?！病獭?、零件的尺寸精度越高，通常外表粗糙度參數(shù)值相應(yīng)取得越小?！病獭?、外表粗糙度值越大，越有利于零件耐磨性和抗腐蝕性的提高?！病痢?、外表粗糙度不劃分精度等級，直接用參數(shù)代號及數(shù)值表示?！病獭?、外表粗糙度數(shù)值越小越好。〔×〕二、選擇試題及答案1、外表粗糙度是B誤差。A.宏觀幾何形狀B.微觀幾何形狀C.宏觀相互位置D.微觀相互位置2、選擇外表粗糙度評定參數(shù)值時，以下論述不正確的有AA.同一零件上工作外表應(yīng)比非工作外表參數(shù)值大B.摩擦外表應(yīng)比非摩擦外表的參數(shù)值小C.配合質(zhì)量要求高，外表粗糙度參數(shù)值應(yīng)小D.受交變載荷的外表，外表粗糙度參數(shù)值應(yīng)小3、評定外表粗糙度的取樣長度至少包含B個峰和谷。A.3B.5C.74、外表粗糙度代號在圖樣標(biāo)注時尖端應(yīng)A。A.從材料外指向標(biāo)注外表B.從材料內(nèi)指向標(biāo)注外表C.以上二者均可5、通常車削加工可使零件外表粗糙度Ra到達(dá)Aμm。A0.8～6.3B0.4～6.3C0.4～12.5D.0.2～1.66、車間生產(chǎn)中評定外表粗糙度最常用的方法是D。A.光切法B.針描法C.干預(yù)法D.比擬法三、論述試題及答案1、簡述外表粗糙度對零件的使用性能有何影響。答：外表粗糙度對零件的使用性能的影響主要表現(xiàn)在以下四個方面：〔1〕對配合性質(zhì)的影響 由于零件的外表粗糙不平裝配后，引起實(shí)際間隙的增大或減小了實(shí)際過盈，從而引起配合性質(zhì)的改變或降低了配合的邊接強(qiáng)度?！?〕對耐磨性的影響 因零件外表粗糙不平，兩個零件作相尋運(yùn)動時，會影響它們之間的磨擦性能，并且粗糙的外表會主生較大的磨擦阻力。影響運(yùn)動的靈巧性，使外表磨損速度增快，亦使消耗的能量增加。〔3〕對抗疲勞強(qiáng)度的影響 零件外表越粗糙，外表上凹痕產(chǎn)生的應(yīng)力集中現(xiàn)象越嚴(yán)重。當(dāng)零件承受交變載荷時。容易引起疲勞斷裂?！?〕對抗腐蝕性的影響粗糙的外表，它的凹谷處容易積聚腐蝕性物質(zhì)，造成外表銹蝕2、外表粗糙度的主要評定參數(shù)有哪些？優(yōu)先采用哪個評定參數(shù)？答：外表粗糙度的主要評定參數(shù)有：輪廓算術(shù)平均偏差Ra；輪廓最大高度Rz。優(yōu)先選用Ra。3、外表粗糙度的含義是什么？它與形狀誤差有何區(qū)別？答：在金屬切削加工過程中，由于刀具和被加工外表間的摩擦、切削過程中切屑別離時表層金屬材料的塑性變形、工藝系統(tǒng)的高頻振動等原因，零件外表會出現(xiàn)許多間距較小的、凹凸不平的微小的峰和谷。這種零件外表上的微觀幾何形狀誤差稱為外表粗糙度。外表粗糙度屬微觀幾何形狀誤差，而形狀誤差是宏觀的形狀誤差。【技能要求試題】1、解釋如下圖零件外表粗糙度標(biāo)注符號的含義。用去除金屬外表的方法得到的外表，外圓柱外表的輪廓最大高度上限值為6.3μm。加工方法為車床。用去除金屬外表的方法得到的外表，內(nèi)孔外表的輪廓最大高度上限值為1.6μm。用不去除金屬外表的方法得到的外表，左端面的輪廓算術(shù)平均偏差上限值為3.2μm。其余外表用去除金屬外表的方法得到，輪廓算術(shù)平均偏差上限值為3.2μm。2、正確的使用外表粗造度樣板評定零件外表粗糙度值。金屬材料及非金屬材料根底知識金屬材料以金屬(包括合金與純金屬)為根底的材料?？煞譃殇撹F材料和有色金屬材料兩大類。1.金屬材料：金屬材料是指金屬元素或以金屬元素為主構(gòu)成的具有金屬特性的材料的統(tǒng)稱。包括純金屬、合金、金屬材料金屬間化合物和特種金屬材料等，金屬材料通常分為黑色金屬、有色金屬和特種金屬材料。〔注：金屬氧化物〔如氧化鋁〕不屬于金屬材料〕〔1〕黑色金屬又稱鋼鐵材料，包括含鐵90%以上的工業(yè)純鐵，含碳2%～4%的鑄鐵，含碳小于2%的碳鋼，以及各種用途的結(jié)構(gòu)鋼、不銹鋼、耐熱鋼、高溫合金、不銹鋼、精密合金等。廣義的黑色金屬還包括鉻、錳及其合金。〔2〕有色金屬是指除鐵、鉻、錳以外的所有金屬及其合金，通常分為輕金屬、重金屬、貴金屬、半金屬、稀有金屬和稀土金屬等。有色合金的強(qiáng)度和硬度一般比純金屬高，并且電阻大、電阻溫度系數(shù)小。〔3〕特種金屬材料包括不同用途的結(jié)構(gòu)金屬材料和功能金屬材料。其中有通過快速冷凝工藝獲得的非晶態(tài)金屬材料，以及準(zhǔn)晶、微晶、納米晶金屬材料等；還有隱身、抗氫、超導(dǎo)、形狀記憶、耐磨、減振阻尼等特殊功能合金以及金屬基復(fù)合材料等?！?〕金屬材料的性能一般分為工藝性能和使用性能兩類。所謂工藝性能是指機(jī)械零件在加工制造過程中，金屬材料在所定的冷、熱加工條件下表現(xiàn)出來的性能。金屬材料工藝性能的好壞，決定了它在制造過程中加工成形的適應(yīng)能力。由于加工條件不同，要求的工藝性能也就不同，如鑄造性能、可焊性、可鍛性、熱處理性能、切削加工性等。所謂使用性能是指機(jī)械零件在使用條件下，金屬材料表現(xiàn)出來的性能，它包括機(jī)械性能、物理性能、化學(xué)性能等。金屬材料使用性能的好壞，決定了它的使用范圍與使用壽命。2.金屬材料機(jī)械性能在機(jī)械制造業(yè)中，一般機(jī)械零件都是在常溫、常壓和非強(qiáng)烈腐蝕性介質(zhì)中使用的，且在使用過程中各機(jī)械零件都將承受不同載荷的作用。金屬材料在載荷作用下抵抗破壞的性能，稱為機(jī)械性能(或稱為力學(xué)性能)，金屬材料的機(jī)械性能是零件的設(shè)計和選材時的主要依據(jù)。外加載荷性質(zhì)不同(例如拉伸、壓縮、扭轉(zhuǎn)、沖擊、循環(huán)載荷等)，對金屬材料要求的機(jī)械性能也將不同。常用的機(jī)械性能包括：強(qiáng)度、塑性、硬度、沖擊韌性、屢次沖擊抗力和疲勞極限等。下面將分別討論各種機(jī)械性能?！?〕強(qiáng)度：強(qiáng)度是指金屬材料在靜荷作用下抵抗破壞(過量塑性變形或斷裂)的性能。由于載荷的作用方式有拉伸、壓縮、彎曲、剪切等形式，所以強(qiáng)度也分為抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度等。各種強(qiáng)度間常有一定的聯(lián)系，使用中一般較多以抗拉強(qiáng)度作為最根本的強(qiáng)度指針，這是表征材料在外力作用下抵抗變形和破壞的最大能力，可分為抗拉強(qiáng)度極限〔σb〕、抗彎強(qiáng)度極限〔σbb〕、抗壓強(qiáng)度極限〔σbc〕等。由于金屬材料在外力作用下從變形到破壞有一定的規(guī)律可循〔按照應(yīng)力-應(yīng)變曲線變化，圖1-4-1所示〕，因而通常采用拉伸試驗進(jìn)行測定，即把金屬材料制成一定規(guī)格的試樣，在拉伸試驗機(jī)上進(jìn)行拉伸，直至試樣斷裂，測定的強(qiáng)度指標(biāo)主要有：圖1-4-1應(yīng)力-應(yīng)變曲線1〕強(qiáng)度極限：材料在外力作用下能抵抗斷裂的最大應(yīng)力，一般指拉力作用下的抗拉強(qiáng)度極限，以σb表示，如拉伸試驗曲線圖中最高點(diǎn)b對應(yīng)的強(qiáng)度極限，常用單位為兆帕〔MPa〕，換算關(guān)系有：1MPa=1N/m2=(9.8)-1Kgf/mm2或1Kgf/mm2=9.8MPaσb=Pb/Fo式中：Pb為材料被拉斷前到達(dá)的最大拉力，F(xiàn)o為試樣截面面積。2〕屈服強(qiáng)度極限：金屬材料試樣承受的外力超過材料的彈性極限時，雖然應(yīng)力不再增加，但是試樣仍發(fā)生明顯的塑性變形，這種現(xiàn)象稱為屈服，即材料承受外力到一定程度時，其變形不再與外力成正比而產(chǎn)生明顯的塑性變形。產(chǎn)生屈服時的應(yīng)力稱為屈服強(qiáng)度極限，用σs表示，相應(yīng)于拉伸試驗曲線圖中的S點(diǎn)稱為屈服點(diǎn)。對于塑性高的材料，在拉伸曲線上會出現(xiàn)明顯的屈服點(diǎn)，而對于低塑性材料那么沒有明顯的屈服點(diǎn)，從而難以根據(jù)屈服點(diǎn)的外力求出屈服極限。因此，在拉伸試驗方法中，通常規(guī)定試樣上的標(biāo)距長度產(chǎn)生0.2%塑性變形時的應(yīng)力作為條件屈服極限，用σ0.2表示。屈服極限指標(biāo)可用于要求零件在工作中不產(chǎn)生明顯塑性變形的設(shè)計依據(jù)。但是對于一些重要零件還考慮要求屈強(qiáng)比〔即σs/σb〕要小，以提高其平安可靠性，不過此時材料的利用率也較低了。3〕彈性極限：材料在外力作用下將產(chǎn)生變形，但是去除外力后仍能恢復(fù)原狀的能力稱為彈性。金屬材料能保持彈性變形的最大應(yīng)力即為彈性極限，相應(yīng)于拉伸試驗曲線圖中的e點(diǎn)，以σe表示，單位為兆帕〔MPa〕：σe=Pe/Fo式中Pe為保持彈性時的最大外力〔或者說材料最大彈性變形時的載荷〕。4〕彈性模數(shù)：這是材料在彈性極限范圍內(nèi)的應(yīng)力σ與應(yīng)變δ〔與應(yīng)力相對應(yīng)的單位變形量〕之比，用E表示，單位兆帕〔MPa〕：E=σ/δ=tgα式中α為拉伸試驗曲線上o-e線與水平軸o-x的夾角。彈性模數(shù)是反映金屬材料剛性的指標(biāo)〔金屬材料受力時抵抗彈性變形的能力稱為剛性〕。圖1-4-2拉伸試驗曲線〔2〕塑性：塑性是指金屬材料在載荷外力的作用下，產(chǎn)生永久變形〔塑性變形〕而不被破塑性變形壞的能力。金屬材料在受到拉伸時，長度和橫截面積都要發(fā)生變化，因此，金屬的塑性可以用長度的伸長〔延伸率〕和斷面的收縮〔斷面收縮率〕兩個指標(biāo)來衡量。金屬材料的延伸率和斷面收縮率愈大，表示該材料的塑性愈好，即材料能承受較大的塑性變形而不破壞。一般把延伸率大于百分之五的金屬材料稱為塑性材料〔如低碳鋼等〕，而把延伸率小于百分之五的金屬材料稱為脆性材料〔如灰口鑄鐵等〕。塑性好的材料，它能在較大的宏觀范圍內(nèi)產(chǎn)生塑性變形，并在塑性變形的同時使金屬材料因塑性變形而強(qiáng)化，從而提高材料的強(qiáng)度，保證了零件的平安使用。此外，塑性好的材料可以順利地進(jìn)行某些成型工藝加工，如沖壓、冷彎、冷拔、校直等。因此，選擇金屬材料作機(jī)械零件時，必須滿足一定的塑性指標(biāo)?！?〕硬度：硬度是衡量金屬材料軟硬程度的指針。是表示材料抵抗硬物體壓入其外表的能力。它是金屬材料的重要性能指標(biāo)之一。一般硬度越高，耐磨性越好。目前生產(chǎn)中測定硬度方法最常用的是壓入硬度法，它是用一定幾何形狀的壓頭在一定載荷下壓入被測試的金屬材料外表，根據(jù)被壓入程度來測定其硬度值。常用的方法有布氏硬度(HB)、洛氏硬度(HRA、HRB、HRC)和維氏硬度(HV)等方法。1)布氏硬度〔HB〕以一定的載荷〔一般3000kg〕把一定大小〔直徑一般為10mm〕的淬硬鋼球壓入材料外表，保持一段時間，去載后，負(fù)荷與其壓痕面積之比值，即為布氏硬度值〔HB〕，單位為公斤力/mm2(N/mm2〕。2)洛氏硬度〔HR〕當(dāng)HB>450或者試樣過小時，不能采用布氏硬度試驗而改用洛氏硬度計量。它是用一個頂角120°的金剛石圓錐體或直徑為1.59、3.18mm的鋼球，在一定載荷下壓入被測材料外表，由壓痕的深度求出材料的硬度。根據(jù)試驗材料硬度的不同，可采用不同的壓頭和總試驗壓力組成幾種不同的洛氏硬度標(biāo)尺，每一種標(biāo)尺用一個字母在洛氏硬度符號HR后面加以注明。常用的洛氏硬度標(biāo)尺是A,B,C三種〔HRA、HRB、HRC〕。其中C標(biāo)尺應(yīng)用最為廣泛。HRA：是采用60kg載荷鉆石錐壓入器求得的硬度，用于硬度極高的材料〔如硬質(zhì)合金等〕。HRB：是采用100kg載荷和直徑1.58mm淬硬的鋼球，求得的硬度，用于硬度較低的材料〔如退火鋼、鑄鐵等〕。HRC：是采用150kg載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度，用于硬度很高的材料〔如淬火鋼等〕。3)維氏硬度〔HV〕以120kg以內(nèi)的載荷和頂角為136°的金剛石方形錐壓入器壓入材料外表，用材料壓痕凹坑的外表積除以載荷值，即為維氏硬度值(HV〕。硬度試驗是機(jī)械性能試驗中最簡單易行的一種試驗方法。為了能用硬度試驗代替某些機(jī)械性能試驗，生產(chǎn)上需要一個比擬準(zhǔn)確的硬度和強(qiáng)度的換算關(guān)系。實(shí)踐證明，金屬材料的各種硬度值之間，硬度值與強(qiáng)度值之間具有近似的相應(yīng)關(guān)系。因為硬度值是由起始塑性變形抗力和繼續(xù)塑性變形抗力決定的，材料的強(qiáng)度越高，塑性變形抗力越高，硬度值也就越高。(4〕沖擊韌性：以很大速度作用于機(jī)件上的載荷稱為沖擊載荷，金屬在沖擊載荷作用下抵抗破壞的能力叫做沖擊韌性?！?〕疲勞：許多機(jī)械零件和工程構(gòu)件，是承受交變載荷工作的。在交變載荷的作用下，雖然應(yīng)力水平低于材料的屈服極限，但經(jīng)過長時間的應(yīng)力反復(fù)循環(huán)作用以后，也會發(fā)生突然脆性斷裂，這種現(xiàn)機(jī)械零件象叫做金屬材料的疲勞。金屬材料疲勞斷裂的特點(diǎn)是：1〕載荷應(yīng)力是交變的；2〕載荷的作用時間較長；3〕斷裂是瞬時發(fā)生的；4〕無論是塑性材料還是脆性材料，在疲勞斷裂區(qū)都是脆性的。所以，疲勞斷裂是工程上最常見、最危險的斷裂形式。金屬材料的疲勞現(xiàn)象，按條件不同可分為以下幾種：1〕高周疲勞：指在低應(yīng)力〔工作應(yīng)力低于材料的屈服極限，甚至低于彈性極限〕條件下，應(yīng)力循環(huán)周數(shù)在100000以上的疲勞。它是最常見的一種疲勞破壞。高周疲勞一般簡稱為疲勞。2〕低周疲勞：指在高應(yīng)力〔工作應(yīng)力接近材料的屈服極限〕或高應(yīng)變條件下，應(yīng)力循環(huán)周數(shù)在10000～100000以下的疲勞。由于交變的塑性應(yīng)變在這種疲勞破壞中起主要作用，因而，也稱為塑性疲勞或應(yīng)變疲勞。3〕熱疲勞：指由于溫度變化所產(chǎn)生的熱應(yīng)力的反復(fù)作用，所造成的疲勞破壞。4〕腐蝕疲勞：指機(jī)器部件在交變載荷和腐蝕介質(zhì)〔如酸、堿、海水、活性氣體等〕的共同作用下，所產(chǎn)生的疲勞破壞。5〕接觸疲勞：這是指機(jī)器零件的接觸外表，在接觸應(yīng)力的反復(fù)作用下，出現(xiàn)麻點(diǎn)剝落或外表壓碎剝落，從而造成機(jī)件失效破壞。〔6〕應(yīng)力：物體內(nèi)部單位截面積上承受的力稱為應(yīng)力。由外力作用引起的應(yīng)力稱為工作應(yīng)力，在無外力作用條件下平衡于物體內(nèi)部的應(yīng)力稱為內(nèi)應(yīng)力〔例如組織應(yīng)力、熱應(yīng)力、加工過程結(jié)束后留存下來的剩余應(yīng)力…等等〕，金屬材料承受的載荷有多種形式，它可以是靜態(tài)載荷，也可以是動態(tài)載荷，包括單獨(dú)或同時承受的拉伸應(yīng)力、壓應(yīng)力、彎曲應(yīng)力、剪切應(yīng)力、扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，以及摩擦、振動、沖擊等等?！?〕韌性：金屬材料在沖擊載荷作用下抵抗破壞的能力稱為韌性。通常采用沖擊試驗，即用一定尺寸和形狀的金屬試樣在規(guī)定類型的沖擊試驗機(jī)上承受沖擊載荷而折斷時，斷口上單位橫截面積上所消耗的沖擊功表征材料的韌性：αk=Ak/F單位J/cm2或Kg?m/cm2，1Kg?m/cm2=9.8J/cm2αk稱作金屬材料的沖擊韌性，Ak為沖擊功，F(xiàn)為斷口的原始截面積?！?〕疲勞強(qiáng)度：金屬材料在長期的反復(fù)應(yīng)力作用或交變應(yīng)力作用下〔應(yīng)力一般均小于屈服極限強(qiáng)度σs〕，未經(jīng)顯著變形就發(fā)生斷裂的現(xiàn)象稱為疲勞破壞或疲勞斷裂，這是由于多種原因使得零件外表的局部造成大于σs甚至大于σb的應(yīng)力〔應(yīng)力集中〕，使該局部發(fā)生塑性變形或微裂紋，隨著反復(fù)交變應(yīng)力作用次數(shù)的增加，使裂紋逐漸擴(kuò)展加深〔裂紋尖端處應(yīng)力集中〕導(dǎo)致該局部處承受應(yīng)力的實(shí)際截面積減小，直至局部應(yīng)力大于σb而產(chǎn)生斷裂。在實(shí)際應(yīng)用中，一般把試樣在重復(fù)或交變應(yīng)力〔拉應(yīng)力、壓應(yīng)力、彎曲或扭轉(zhuǎn)應(yīng)力等〕作用下，在規(guī)定的周期數(shù)內(nèi)〔一般對鋼取106～107次，對有色金屬取108次〕不發(fā)生斷裂所能承受的最大應(yīng)力作為疲勞強(qiáng)度極限，用σ-1表示，單位MPa?！?〕耐久性：建筑金屬腐蝕的主要形態(tài)。1〕均勻腐蝕。金屬外表的腐蝕使斷面均勻變薄。因此，常用年平均的厚度減損值作為腐蝕性能的指標(biāo)〔腐蝕率〕。鋼材在大氣中一般呈均勻腐蝕。2〕孔蝕。金屬腐蝕呈點(diǎn)狀并形成深坑?？孜g的產(chǎn)生與金屬的本性及其所處介質(zhì)有關(guān)。在含有氯鹽的介質(zhì)中易發(fā)生孔蝕?？孜g常用最大孔深作為評定指標(biāo)。管道的腐蝕多考慮孔蝕問題。3〕電偶腐蝕。不同金屬的接觸處，因所具不同電位而產(chǎn)生的腐蝕。4〕縫隙腐蝕。金屬外表在縫隙或其他隱蔽區(qū)域部常發(fā)生由于不同部位間介質(zhì)的組分和濃度的差異所引起的局部腐蝕。5〕應(yīng)力腐蝕。在腐蝕介質(zhì)和較高拉應(yīng)力共同作用下，金屬外表產(chǎn)生腐蝕并向內(nèi)擴(kuò)展成微裂紋，常導(dǎo)致突然破斷?；炷林械母邚?qiáng)度鋼筋〔鋼絲〕可能發(fā)生這種破壞。3.金屬材料的化學(xué)性能金屬與其他物質(zhì)引起化學(xué)反響的特性稱為金屬的化學(xué)性能。在實(shí)際應(yīng)用中主要考慮金屬的抗蝕性、抗氧化性〔又稱作氧化抗力，這是特別指金屬在高溫時對氧化作用的抵抗能力或者說穩(wěn)定性〕，以及不同金屬之間、金屬與非金屬之間形成的化合物對機(jī)械性能的影響等等。在金屬的化學(xué)性能中，特別是抗蝕性對金屬的腐蝕疲勞損傷有著重大的意義。4.物理性能金屬的物理性能主要考慮：⑴密度〔比重〕：ρ=P/V單位克/立方厘米或噸/立方米，式中P為重量，V為體積。在實(shí)際應(yīng)用中，除了根據(jù)密度計算金屬零件的重量外，很重要的一點(diǎn)是考慮金屬的比強(qiáng)度〔強(qiáng)度σb與密度ρ之比〕來幫助選材，以及與無損檢測相關(guān)的聲學(xué)檢測中的聲阻抗〔密度ρ與聲速C的乘積〕和射線檢測中密度不同的物質(zhì)對射線能量有不同的吸收能力等等。⑵熔點(diǎn)：金屬由固態(tài)轉(zhuǎn)變成液態(tài)時的溫度，對金屬材料的熔煉、熱加工有直接影響，并與材料的高溫性能有很大關(guān)系。⑶熱膨脹性隨著溫度變化，材料的體積也發(fā)生變化〔膨脹或收縮〕的現(xiàn)象稱為熱膨脹，多用線膨脹系數(shù)衡量，亦即溫度變化1℃時，材料長度的增減量與其0⑷磁性能吸引鐵磁性物體的性質(zhì)即為磁性，它反映在導(dǎo)磁率、磁滯損耗、剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度、矯頑磁力等參數(shù)上，從而可以把金屬材料分成順磁與逆磁、軟磁與硬磁材料。⑸電學(xué)性能主要考慮其電導(dǎo)率，在電磁無損檢測中對其電阻率和渦流損耗等都有影響。5.金屬材料的工藝性能金屬對各種加工工藝方法所表現(xiàn)出來的適應(yīng)性稱為工藝性能，主要有以下四個方面：〔1〕切削加工性能：反映用切削工具〔例如車削、銑削、刨削、磨削等〕對金屬材料進(jìn)行切削加工的難易程度?！?〕可鍛性：反映金屬材料在壓力加工過程中成型的難易程度，例如將材料加熱到一定溫度時其塑性的上下〔表現(xiàn)為塑性變形抗力的大小〕，允許熱壓力加工的溫度范圍大小，熱脹冷縮特性以及與顯微組織、機(jī)械性能有關(guān)的臨界變形的界限、熱變形時金屬的流動性、導(dǎo)熱性能等?！?〕可鑄性：反映金屬材料熔化澆鑄成為鑄件的難易程度，表現(xiàn)為熔化狀態(tài)時的流動性、吸氣性、氧化性、熔點(diǎn)，鑄件顯微組織的均勻性、致密性，以及冷縮率等?！?〕可焊性：反映金屬材料在局部快速加熱，使結(jié)合部位迅速熔化或半熔化〔需加壓〕，從而使結(jié)合部位牢固地結(jié)合在一起而成為整體的難易程度，表現(xiàn)為熔點(diǎn)、熔化時的吸氣性、氧化性、導(dǎo)熱性、熱脹冷縮特性、塑性以及與接縫部位和附近用材顯微組織的相關(guān)性、對機(jī)械性能的影響等。二、金屬材料分類1.按化學(xué)成分分類可分為碳素鋼、低合金鋼和合金鋼，按主要質(zhì)量等級分類〔1〕普通碳素鋼、優(yōu)質(zhì)碳素鋼和特殊質(zhì)量碳素鋼；〔2〕普通低合金鋼、優(yōu)質(zhì)低合金鋼和特殊質(zhì)量低合金鋼；〔3〕普通合金鋼、優(yōu)質(zhì)合金鋼和特殊質(zhì)量合金鋼。按照國家標(biāo)準(zhǔn)?鋼鐵產(chǎn)品牌號表示方法?規(guī)定，我國鋼鐵產(chǎn)品牌號采用漢語拼音字母、化學(xué)符號和阿拉伯?dāng)?shù)字相結(jié)合的表示方法，即：〔1〕牌號中化學(xué)元素采用國際化學(xué)元素表示?！?〕產(chǎn)品名稱、用途、特性和工藝方法等，通常采用代表該產(chǎn)品漢字的漢語拼音的縮寫字母表示。〔3〕鋼鐵產(chǎn)品中的主要化學(xué)元素含量〔%〕采用阿拉伯?dāng)?shù)字表示。合金結(jié)構(gòu)鋼的牌號按以下規(guī)那么編制。數(shù)字表示含碳量的平均值。合金結(jié)構(gòu)鋼和彈簧鋼用二位數(shù)宇表示平均含碳量的萬分之幾，不銹耐酸鋼和耐熱鋼含碳量用千分?jǐn)?shù)表示。平均含碳量<0.1%〔用“0〞表示；平均含碳量1.00%時，不標(biāo)合碳量，否那么用千分?jǐn)?shù)表示。高速工具鋼和滾珠軸承鋼不標(biāo)含碳量，滾珠軸承鋼標(biāo)注用途符號“C〞。平均合金含量<1.5%者，在牌號中只標(biāo)出元素符號，不注其含量。2.鋼鐵材料分類鋼鐵材料又稱黑色金屬材料，鋼鐵是指鋼和鐵的統(tǒng)稱，都是以鐵和碳為主要元素組成的合金。〔1〕生鐵：1〕煉鋼生鐵2〕鑄造生鐵:又稱翻砂鐵，①普通生鐵：普通生鐵是指不含其它合金元素的生鐵，如煉鋼生鐵、鑄造生鐵②特種生鐵：天然合金生鐵：天然合金生鐵是指含有共生金屬，如銅、釩、鎳等的,鐵礦石或精礦石，用復(fù)原劑復(fù)原而煉成的一種生鐵，它含有一定量的合金元素，可用來煉鋼或鑄造,鐵合金：是在煉鐵中特意參加其它成份，煉成含有多種合金元素的特種生鐵，如硅鐵、錳鐵、鉻鐵、鉬鐵等等。〔2〕鑄鐵碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)ωc超過2%〔一般為2.5%-3.5%〕的鐵碳合金稱為鑄鐵，是用鑄造生鐵經(jīng)沖天爐等設(shè)備重熔，用于澆鑄機(jī)器零件。1〕按斷口顏色分：①灰鑄鐵：鑄鐵中碳大部或全部以自由狀態(tài)的片狀石墨形式存在，斷口是暗灰色，故稱灰鑄鐵，有一定力學(xué)性能和良好的被切削加工性。②白口鑄鐵：組織中完全沒有或幾乎沒有石墨的一種鐵碳合金，其中碳完全以滲碳體形式存在。③麻口鑄鐵：介于白口鑄鐵與灰口鑄鐵之間的一種鑄鐵，斷口呈灰白相間的麻點(diǎn)，故稱麻口鑄鐵，性能不好，極少應(yīng)用。2〕普通鑄鐵：指不含任何合金元素的鑄鐵