制造基础总复习

1机械制造基础复习(闭卷考试)知识点：互换性是指相同规格的零、部件具有互相替换使用的性能。互换性包括几何参数、机械性能、物理性能和化学性能等多方面的功能互换，称为广义互换性。仅通过几何参数的互换称为狭义互换性。加工误差是指实际几何参数相对其理想设计值的偏离程度，公差则是允许零件几何参数的变动量。可见，公差是用来控制误差的。互换性：从一批相同规格的零件（或部件）中任取其一，不需修配就能装到所属的部件（或机器）中去，并能满足技术要求及保证良好的使用性能。项目一尺寸公差与配合国标采用的优先数系R5、R10、R20、R40、R80系列。其中R5、R10、R20和R40四个系列是优先数系中的常用系列，称为基本系列。R80系列称为补充系列，它的分级很细，一般不常用。尺寸（40±0.02）mm中，40mm为公称尺寸，+0.02mm为上极限偏差，—0.02mm为下极限偏差，公差是0.04mm；40.02mm称为上极限尺寸，38.98mm称为下极限尺寸。尺寸公差是指尺寸允许的变动量。公差等于上极限尺寸与下极限尺寸之差，也等于上极限偏差与下极限偏差之差。用来确定公差带相对零线位置的上极限偏差或下极限偏差称为基本偏差。基本偏差一般指靠近零线的那个偏差。配合是指公称尺寸相同的、相互结合的孔和轴公差带之间的关系。配合是指一批孔、轴的装配关系，而不是指单个孔与轴的装配关系。具有间隙（包括最小间隙等于零）的配合为间隙配合。具有过盈（包括最小过盈等于零）的配合为过盈配合。可能具有间隙或过盈的配合为过渡配合。配合公差FT是指允许间隙或过盈的变动量。配合公差表示一批孔、轴配合时，各对孔、轴配合松紧不一致的程度。对于间隙配合：SDminmaxFTTXXT对于过盈配合：SDminmaxFTTYYT对于过渡配合：SDmaxmaxFTTYXT当公称尺寸一定时，配合公差FT表示配合的精确程度，反映了设计使用要求。基孔制是指基本偏差为一定的孔公差带，与不同基本偏差的轴公差带形成各种配合的一种制度。基轴制是指基本偏差为一定的轴的公差带，与不同基本偏差的孔形成各种配合的一种制度。确定尺寸精确程度的等级，称为公差等级。根据公差等级系数不同，国标将标准公差共分为20个等级，即IT01、IT0、IT1……IT18，其中IT（ISOTolerance）表示标准公差，数字表示公差等级，IT01最高，IT18最低，等级依次降低，公差值依次增大。基本偏差的代号孔和轴各有28个基本偏差。轴的基本偏差是：从a～h为上极限偏差es（为负值或零），从k～zc为下极限偏差ei（为正值）；孔的基本偏差是：从A～H为下极限偏差EI（为正值或零），从K～ZC为上极限偏差ES（为负值）。一般公差也称未注公差。基孔制有59种常用配合、13种优先配合，基轴制有47种常用配合、13种优先配合。为了工艺匹配，轴的公差等级高于或等于7级时，与比轴低一级的基准孔配合，其余同级配合；孔的公差高于8级时，与比孔高一级的基准轴配合，其余同级配合。选择基准制原则：1．优先选用基孔制；2．特殊需要可选基轴制；3．若与标准件配合，应以标准件为基准件；4．为满足配合的特殊要求，允许采用任一孔、轴公差带组成的非基准配合配合选用公差等级的原则是，在充分满足使用要求的前提下，考虑工艺的可能性，尽量选用精度较低的公差等级。项目二几何公差实际几何体和理想几何体之间存在差异，简称几何误差。形状公差单一被测实际要素的形状对其理想要素所允许的变动全量。包括直线度、平面度、圆度、圆柱度、轮廓度。2方向公差是指关联被测实际要素对基准在规定方向上所允许的变动量。方向公差包括平行度、垂直度和倾斜度以及线轮廓度和面轮廓度（有基准时）五个项目。方向公差带的特点：(1)方向公差带相对于基准有确定的方向，公差带的位置可以浮动。(2)方向公差带具有综合控制被测要素的方向和形状的功能。位置公差与位置误差位置公差是指关联被测实际要素对基准在位置上允许的变动全量。位置公差有位置度、同心度、同轴度和对称度以及线轮廓度和面轮廓度（有基准时）六个项目。位置公差带的特点：1）位置公差带具有确定的位置，相对于基准的尺寸为理论正确尺寸。2)位置公差带具有综合控制被测要素位置、方向和形状的功能。跳动公差是关联被测实际要素绕基准轴线回转一周或连续回转时所允许的最大跳动量。分为圆跳动（径向圆跳动；端面圆跳动及斜向圆跳动）和全跳动（径向全跳动；端面全跳动）几种形式。跳动公差带的特点：1）跳动公差带相对于基准轴线有确定的位置。2）跳动公差带可以综合控制被测要素的位置、方向和形状。公差原则包括独立原则和相关要求两大类。独立原则是指图样上给定的每一个尺寸和形状位置要求均是独立的，应分别满足要求。相关要求是指图样上给定的尺寸公差与几何公差相互有关的公差要求。相关要求包括最大实体要求(包括可逆要求应用于最大实体要求)、最小实体要求(包括可逆要求应用于最小实体要求)、包容要求等三类。几何公差等级的选择原则与尺寸公差等级的选择原则相同，即在满足零件使用要求的前提下，尽可能选用低的公差等级。项目三零件的表面状态一般包括表面粗糙度、表面波度和几何形状误差等。通常按波距大小(相邻两波峰或相邻两波谷之间的距离)来划分：波距小于lmm的微观几何形状误差属于表面粗糙度；波距在l～10mm的属于表面波度；波距大于10mm的为表面几何形状误差。（1）轮廓算术平均偏差Ra。在取样长度内，被测轮廓上各点至轮廓中线偏距绝对值的算术平均值。（2）轮廓最大高度Rz在取样长度内，最高轮廓峰顶线与最低轮廓谷底线之间的距离，表面粗糙度的符号、标注表面粗糙度对零件功能的影响1)表面粗糙度影响零件表面的耐磨性。2)表面粗糙度影响零件配合性质的稳定性。3)表面粗糙度影响零件的抗疲劳强度。4)表面粗糙度还对零件表面的抗腐蚀性、表面的密封性和表面外观等性能有影响。5）会影响零件加工的经济性。项目四零件的质量检测包括两个方面的内容。其一为几何量检测：包括尺寸误差、形状位置误差和表面粗糙度检测；其二为组织性能检测：即表面层缺陷和内部缺陷的检测。计量器具可分为量具、测量仪器和测量装置三大类。（1）量具可分为①专用量具：如光滑极限量规，螺纹量规，检验样板，用模拟装配通过性，功能量规等。②通用量具：如游标卡尺、外径千分尺、百分表等。（2）测量仪器如立式光学比较仪、卧式测长仪、万能工具显微镜等。（3）测量装置如国家长度基准复现装置、产品自动分捡装置等。2．测量方法测量方法可根据获得测量结果的不同分为：（1）直接测量与间接测量（2）绝对测量与相对测量（3）接触测量与非接触测量（4）静态测量与动态测量组织性能检验，大致可分为破坏性检验和非破坏性检验（即无损检验）两大类。无损检验可探测内部和外部缺陷：例如气孔、裂纹（表层及内部）、夹渣、疏松、化学成分的变化、晶粒大小不均、偏析、加工缺陷，凹痕、撕裂、焊接缺陷等。生产中大多是进行无损检验。常见无损检测方法：致密性检验；放射性检验：超声波检验；磁粉探伤；渗透检验项目五金属材料包括两大类型：铁碳合金和非铁金属材料。非铁金属主要包括铝合金、铜合金、钛合金、镍合金等。力学性能包括：强度、硬度、塑性、冲击韧性和抗疲劳强度等。强度可分为抗拉强度（b）、抗压强度（bc）、抗弯强度（bb）抗剪强度b）、和抗扭强度（t）等五种。一般情况下多以抗拉强度作为判断金属材料强度高低的判据。屈服点试样在拉伸过程中力不增加（保持恒定）仍能继续伸长（变形）时的力点称为屈服点。3材料的屈服点s和规定残余伸长应力0.2都是衡量金属材料塑性变形抗力的指标。它们分别表示塑性材料和脆性材料所能允许的最大工作应力，是机械设计的主要依据，也是评定材料优劣的重要指标。抗拉强度表示材料在拉伸载荷作用下的最大均匀变形的抗力。零件在工作中所承受的应力，不允许超过抗拉强度，否则会产生断裂。抗拉强度b和屈服点s一样，也是机械零件设计和选材的主要依据。断裂前材料发生不可逆永久变形的能力称为塑性。常用的塑性判据是断后伸长率和断面收缩率。金属材料的伸长率（）和断面收缩率（）数值越大，表示材料的塑性越好。材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或划痕的能力称为硬度。常用的硬度表示法有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。HB与σb之间有一定的近似关系，因此，可按布氏硬度值近似确定金属材料的抗拉强度：洛氏硬度用HRA、HRB和HRC表示，其中HRC应用的最广泛。洛氏硬度操作简便迅速，可直接从刻度盘上读出硬度值，由于压痕小，可测定成品及薄工件，并且测试的硬度值范围大。维氏硬度试验是一种较为精确的硬度试验方法，广泛用于研究工作。金属在断裂前吸收变形能量的能力称为韧性。冲击韧度是指冲击试样缺口处单位横截面积上的冲击吸收功。0SFbb冲击韧度越大，表示材料的韧性越好。冲击能量小时，材料的多次冲击抗力主要取决于材料的强度；冲击能量大时，则主要取决于材料的塑性。在循环应力作用下，虽然零件所承受的应力低于材料的屈服点，但经过较长时间的工作而产生裂纹或突然发生完全断裂的过程称为金属的疲劳。统计表明，在机械零件失效中大约有80%以上属于疲劳破坏，因此疲劳破坏是机械零件失效的主要原因之一。项目六在已知的金属元素中，除少数十几种金属具有复杂的晶体结构以外，占85%的绝大多数金属属于下面三种晶格：体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格。金属晶体具有各向异性。把内部原子排列的晶格完全一致的由单个晶粒所形成的晶体称为单晶体实际金属的晶体缺陷：点缺陷、线缺陷、面缺陷合金：一种金属元素与其它金属元素或非金属元素，通过熔炼或其它方法结合而成的具有金属特性的物质称为合金。合金的独立的最基本的物质叫做组元，简称元。组元可以是金属元素（如Fe）、非金属元素（如C、Si）或稳定的化合物（如Fe3C）等。由给定组元按不同的比例配制出的一系列成分不同的合金即构成一个合金系。固溶体：组成合金的各组元在液态时能相互溶解形成均匀的单相液体，凝固后仍能相互溶解形成均匀的单相固体，这种单相固体称为固溶体。固溶体可分为间隙固溶体和置换固溶体两大类。金属化合物：合金组元间发生相互作用而形成的一种新相，其晶格类型和性能完全不同于其任一组成元素，一般可用分子式表示，且具有一定的金属性质。机械混合物：在合金的组织中常出现由两种或两种以上的相，机械地混合在一起而组成的一种多相组织，称之为机械混合物。常用的细化晶粒方法有下面三种：①增加过冷度；②变质处理；③振动处理。同素异构现象：金属在固态下，随温度的改变由一种晶格转变为另一种晶格的现象称为同素异构转变。具有同素异构转变的金属有铁、钴、钛、锡、锰等。铁碳合金是以铁和碳为基本组元的二元合金，它的组织有铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体和莱氏体。碳溶解在-Fe中所形成的间隙固溶体称为铁素体，用符号“F”来表示。铁素体的性能与纯铁相似，即具有良好的塑性，低的强度和硬度。铁素体在770℃以下具有铁磁性，在770℃以上则失去铁磁性。碳溶解在-Fe中所形成的间隙固溶体称为奥氏体，以符号“A”表示。其性能特点仍然是塑性好，而强度硬度低。是绝大多数钢在高温进行锻造和轧制时所要求的组织。渗碳体是铁和碳以一定比例化合而成的亚稳定的金属化合物，其分子式为Fe3C，以符号“Cm”来表示。其性能特点是高硬度、高熔点及高脆性，而塑性和冲击韧性几乎等于零，脆性极大。它是铁碳合金中的强化相。珠光体是铁素体和渗碳体所组成的机械混合物，它是平衡条件下wC为0.77%的奥氏体在727℃进行共析转变的产物，以符号“P”表示。莱氏体是wC为4.3%的铁碳合金，在1148℃发生共晶转变而从液相中同时析出的奥氏体和渗碳体的机械混合物，用符号“Ld”来表示。由于奥氏体在727℃时还将转变成珠光体，所以在室温下的莱氏体由珠光体和渗碳体组成，这种机械混合物称低温莱氏体，用L’d来表示。莱氏体的力学性能与渗碳体相似，硬度很高，塑性极差，几乎为零。0SFss%100001lll%100010SSS0SAkk4上述五种基本组织中，铁素体、奥氏体和渗碳体是铁碳合金的基本相，珠光体