金属工艺实训教学课件作者蔡锌如1.ppt

第1章　金属工艺实训基础知识 1.1 安全文明生产 1.2 常用工程材料 1.3 常用量具 1.1 安全文明生产 “金属工艺实训”是工科类机械系列课程的重要组成部分，是实践性极强的专业基础课程，必须通过独立操作才能体会到有关金属加工的基本理论和基本工艺。 由于实训过程必须通过学生的实际动手操作才能完成教学任务，学生经常要接触到锐利的工具或旋转机械，如果在实训过程中不严格遵守操作规程或缺乏安全知识，很容易发生人身安全事故或设备安全事故，因此，在实训过程中必须遵守安全操作规程，并做到： （１）进入实训场所必须穿工作服，女生要戴工作帽，长发要压入帽内，不准穿拖鞋、凉鞋、高跟鞋进入实训场所。 （２）虚心听从实训教师的指导，注意听讲和操作示范。 1.1 安全文明生产 （３）严格按指定地点、工位实训，不得随意串岗、离岗、追打嬉闹。 （４）机械设备未经许可严禁擅自动手操作。 （５）设备使用前要进行检查，发现异常情况及时报告。 （６）操作机械设备必须遵守操作规程，严禁两人同时操作一台机床。 （７）机床开动后不得用手触摸旋转工件和刀具，不得在工件未停止转动前测量尺寸。 （８）不得用手直接清除铁屑和摸工件毛刺。 （９）使用电器设备，必须严格遵守安全用电规程，防止触电。 （１０）安全文明生产，工作结束时要打扫机床和工作场所，工件、量具、刀具应摆放整齐。 1.2 常用工程材料 1.2.1 常用工程材料的分类 材料是人类社会可接受、能经济地制造有用器件（或物品） 的固体物质。工程材料是在各工程领域中使用的材料。工程上使用的材料种类繁多，有许多不同的分类方法。按化学成分、结合键的特点，可将工程材料分为金属材料、非金属材料和复合材料三大类。 金属材料可分为黑色金属材料和有色金属材料。黑色金属材料主要是铁基金属合金，包括碳素钢、合金钢、铸铁等；有色金属材料包括轻金属及其合金、重金属及其合金等。 1.2 常用工程材料 而非金属材料可分为无机非金属材料和有机高分子材料。无机非金属材料包括水泥、陶瓷玻璃等，有机高分子材料包括塑料、橡胶及合成纤维等。上述两种或两种以上材料经人工合成后，获得优于组成材料特性的材料称为复合材料。 工程材料按照用途可分为两大类，即结构材料和功能材料。结构材料通常指工程上对硬度、强度、塑性及耐磨性等力学性能有一定要求的材料，主要包括金属材料、陶瓷材料、高分子材料及复合材料等。功能材料是指具有光、电、磁、热、声等功能和效应的材料，包括半导体材料、磁性材料、光学材料、电介质材料、超导体材料、非晶和微晶材料、形状记忆合金等。 1.2 常用工程材料 工程材料按照应用领域还可分为信息材料、能源材料、建筑材料、生物材料和航空材料等多种类别。 1.2.2 金属材料的性能 工程材料具有许多良好的性能，因此被广泛地应用于制造各种构件、机械零件、工具和日常生活用具等。为了正确地使用工程材料，应充分了解和掌握材料的性能。 通常所说工程材料的性能有两个方面的意义：一是材料的使用性能，指材料在使用条件下表现出的性能，如强度、塑性、韧性等力学性能，耐蚀性、耐热性等化学性能以及声、光、电、磁等物理性能；二是材料的工艺性能，指材料在加工过程中表现出的性能，如冷热加工性能、压力加工性能、焊接性能、铸造性能、切削性能等。 1.2 常用工程材料 工程材料的力学性能亦称为机械性能，是指材料抵抗各种外加载荷的能力，包括弹性与刚度、强度、塑性、硬度、韧性、疲劳强度等。外力即载荷，常见的各种外载荷形式如图1-1所示。 1 金属材料的拉伸性能 在材料拉伸试验机上对一截面为圆形的低碳钢拉伸试样（图１-２） 进行拉伸试验，可得到应力与应变的关系图，即拉伸图。图中的纵坐标为应力σ （单位为ＭＰａ），计算公式为 横坐标为应变ε，计算公式为 1.2 常用工程材料 材料在外力作用下抵抗变形与断裂的能力称为强度。根据外力作用方式的不同，强度有多种指标，如抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗剪切强度和抗扭强度等。其中抗拉强度和屈服强度指标应用最为广泛。 １）静载时的强度 拉伸变形有如下几个阶段： ｏｅ：弹性变形阶段。试样的变形量与外加载荷成正比，载荷卸掉后，试样恢复到原来的尺寸。 ｅｓ：屈服阶段。此阶段不仅有弹性变形，还发生了塑性变形。即载荷卸掉后，一部分形变恢复，还有一部分形变不能恢复，形变不能恢复的变形称为塑性变形。 ｓｂ：强化阶段。为使试样继续变形，载荷必须不断增加，随着塑性变形增大，材料变形抗力也逐渐增加。 1.2 常用工程材料 ｂｚ：缩颈阶段。当载荷达到最大值时，试样的直径发生局部收缩，称为“缩颈”。此时变形所需的载荷逐渐降低。 ｚ点：试样断裂。试样在此点发生断裂。 （１）弹性与刚度。在应力应变曲线上，ｏｅ段为弹性变形阶段，即卸载后试样恢复原状，这种变形称为弹性变形。 （２）屈服强度σｓ。