IM电竞 IM电竞appIM电竞 IM电竞appIM电竞 IM电竞app机械制造中最常用的材料是钢和铸铁，其次是有色金属合金。非金属材料如塑料、橡胶等 。

　　一、金属材料 常用金 属材料 ----含碳量 含碳量2% 铸铁 ----含碳量 钢 ----含碳量≤ 2% ----含碳量 铜合金 铁碳合金

　　1.铸铁：灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、合金铸铁等。 1.铸铁：灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、合金铸铁等。 铸铁 特点：良好的液态流动性，可铸造成形状复杂的零件。 特点：良好的液态流动性，可铸造成形状复杂的零件。 较好的减震性、耐磨性、切削性（指灰铸铁）、 ）、成本 较好的减震性、耐磨性、切削性（指灰铸铁）、成本 低廉。 低廉。 应用：应用范围广。其中灰铸铁最广、球墨铸铁次之。 应用：应用范围广。其中灰铸铁最广、球墨铸铁次之。 2.钢 结构钢、工具钢、特殊钢(不锈钢、耐热钢、 2.钢：结构钢、工具钢、特殊钢(不锈钢、耐热钢、 耐酸钢等) 碳素结构钢、合金结构钢、铸钢等。 耐酸钢等)、碳素结构钢、合金结构钢、铸钢等。

　　特点：与铸铁相比，钢具有高的强度、韧性和塑性。 特点：与铸铁相比，钢具有高的强度、韧性和塑性。 可用热处理方法改善其力学性能和加工性能。 可用热处理方法改善其力学性能和加工性能。 零件毛坯获取方法：锻造、冲压、焊接、铸造等。 零件毛坯获取方法：锻造、冲压、焊接、铸造等。 应用：应用范围极其广泛。 应用：应用范围极其广泛。 选用原则： 选用原则： 我国资源丰富 优选碳素钢，其次是硅 钒类合金钢。 优选碳素钢，其次是硅、锰、硼、钒类合金钢。

　　碳素结构钢Q235 （φ 33~42） 碳素结构钢 ） 优质碳素钢 （φ 29~50） ） 合金结构钢（ 合金结构钢（φ 29~50） ） 滚动轴承钢（ 滚动轴承钢（φ 29~50） ） 合金工具钢（ 合金工具钢（φ 29~50） ） 4Cr9Si2耐热钢（φ 29~50） 耐热钢（ 耐热钢 ） 灰铸铁铸件 碳素钢铸件 铜合金、 铜合金、铝合金铸件

　　3.铜合金 3.铜合金 种类 青铜 -含锡青铜、不含锡青铜 含锡青铜、 铜锌合金，并含有少量的锰 黄铜 -铜锌合金，并含有少量的锰、铝、镍 轴承合金（巴氏合金） 轴承合金（巴氏合金）

　　特点：具有良好的塑性和液态流动性。 特点：具有良好的塑性和液态流动性。青铜合金还具 有良好的减摩性和抗腐蚀性。 有良好的减摩性和抗腐蚀性。 零件毛坯获取方法：辗压、铸造。 零件毛坯获取方法：辗压、铸造。 应用：应用范围广泛。 应用：应用范围广泛。 二、非金属材料 橡胶富于弹性，能吸收较多的冲击能量。 1. 橡胶 橡胶富于弹性，能吸收较多的冲击能量。 常用作联轴器或减震器的弹性元件、带传动的胶带等 常用作联轴器或减震器的弹性元件、带传动的胶带等。 硬橡胶可用于制造用水润滑的轴承衬。 硬橡胶可用于制造用水润滑的轴承衬。

　　塑料的比重小，易于制成形状复杂的零件， 2. 塑料 塑料的比重小，易于制成形状复杂的零件， 而且各种不同塑料具有不同的特点，如耐蚀性、 而且各种不同塑料具有不同的特点，如耐蚀性、绝热 绝缘性、减摩性、摩擦系数大等， 性、绝缘性、减摩性、摩擦系数大等，所以近年来在 机械制造中其应用日益广泛。 机械制造中其应用日益广泛。 3.其它非金属材料 皮革、木材、纸板、 其它非金属材料： 丝等。 3.其它非金属材料：皮革、木材、纸板、棉、丝等。 设计机械零件时，选择合适的材料是一项复杂的技术经济问题设计者应根据零件的用 选材因素： 选材因素： 途、工作条件和材料的物理、化学、机械和工艺性能以及经济因素等进行全面考虑。 用途、工作条件、物理、化学、机械工艺性能、经济性 用途、工作条件、物理、化学、机械工艺性能、经济性。

　　零件材料 各种材料的化学成分和力学性能可在相关国标、 各种材料的化学成分和力学性能可在相关国标、行标 和机械设计手册中查得。 和机械设计手册中查得。 为了材料供应和生产管理上的方便，应尽量缩减材料 为了材料供应和生产管理上的方便， 的品种。 的品种。

　　号 力 学 性 能 试件尺寸 强度极限σ 屈服极限σ 延伸率% 强度极限σB 屈服极限σS 延伸率% mm

　　一、 公差与配合 互换性：零件在装配时， 互换性：零件在装配时，不需要选择和附加加工的就 能满足预期技术与使用要求的特性。 能满足预期技术与使用要求的特性。 基本尺寸：由设计图纸给定的零件理论尺寸；为确定值。 基本尺寸：由设计图纸给定的零件理论尺寸；为确定值。 实际尺寸：制造加工后测量所得零件尺寸； 实际尺寸：制造加工后测量所得零件尺寸；由于测量 有误差，所以实际尺寸并非真值。 有误差，所以实际尺寸并非真值。相对于 基本尺寸而言，总是有误差。 基本尺寸而言，总是有误差。或大或小

　　最大极限尺寸：零件满足互换性要求的最大允许尺寸； 最大极限尺寸：零件满足互换性要求的最大允许尺寸； 最小极限尺寸：零件满足互换性要求的最小允许尺寸； 最小极限尺寸：零件满足互换性要求的最小允许尺寸；

　　实际尺寸与理论设计尺寸之差； 尺寸误差 ：实际尺寸与理论设计尺寸之差； 最大极限尺寸与基本尺寸之差；符号： 上偏差 ：最大极限尺寸与基本尺寸之差；符号：ES,es 最小极限尺寸与基本尺寸之差；符号： 下偏差 ：最小极限尺寸与基本尺寸之差；符号：EI,ei 尺寸公差：最大极限尺寸与最小极限尺寸之差； 尺寸公差：最大极限尺寸与最小极限尺寸之差；即 允许的尺寸变动量。 允许的尺寸变动量。 公差= 公差=Lmax- Lmax =ES-EI =es-ei =ES=es景德镇陶瓷学院专用 国防科大潘存云教授研制

　　零线：代表基本尺寸所在位置的一条直线； 零线：代表基本尺寸所在位置的一条直线； 公差带：由代表上、下偏差的两条直线所限定的区域； 公差带：由代表上、下偏差的两条直线所限定的区域； 孔公差带 ES 零线

　　公差等级：国标规定了20个等级，用阿拉伯数字： 公差等级：国标规定了20个等级，用阿拉伯数字：0 01 20个等级 18表示 表示。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18表示。 标记方法：公差带符号后跟阿拉伯数字表示。 H7。 标记方法：公差带符号后跟阿拉伯数字表示。如：H7。 常用公 差等级 的应用 4、5级用于特别精密的零件； 级用于特别精密的零件； 级用于重要的零件； 6、7、8级用于重要的零件； 级用于中速及中等精度要求的零件； 8、9级用于中速及中等精度要求的零件； 10、11级用于低速 低精度的零件。 级用于低速、 10、11级用于低速、低精度的零件。可直接 采棒材、管材、精密锻件而不用切削加工。 采棒材、管材、精密锻件而不用切削加工。

　　配合：基本尺寸相同，相互结合的孔与轴公差带之间 配合：基本尺寸相同， 的关系； 的关系； 间隙或过盈：孔的尺寸减去相配合轴的尺寸所得代数差； 间隙或过盈：孔的尺寸减去相配合轴的尺寸所得代数差； 间隙：代数差为“ 间隙：代数差为“”， 孔 轴; 过盈：代数差为“ 过盈：代数差为“-”， 孔 轴; 景德镇陶瓷学院专用 国防科大潘存云教授研制

　　用于可动联接，如活动铰链； 间隙配合 孔轴，用于可动联接，如活动铰链；

　　可能有间隙，也可能具有过盈。 可能有间隙，也可能具有过盈。用于 要求具有良好的同轴性而又便于拆装 的静联接，如齿轮与轴； 的静联接，如齿轮与轴；

　　用于静联接，如火车轮与轴。 过盈配合 孔轴，用于静联接，如火车轮与轴。

　　基孔制配合：孔是基准孔，下偏差EI=0 EI=0， 代号为:H 基孔制配合：孔是基准孔，下偏差EI=0， 代号为:H ， 通过改变轴的公差带来或得各种不同的配合特性。 通过改变轴的公差带来或得各种不同的配合特性。

　　基轴制配合：轴是基准轴，上偏差es=0， 代号为:h 基轴制配合：轴是基准轴，上偏差es=0， 代号为:h ， es=0 通过改变孔的公差带来或得各种不同的配合特性。 通过改变孔的公差带来或得各种不同的配合特性。 E F G H JS

　　二、 表面粗糙度 定义：零件表面的微观几何形状误差称为表面粗糙度 定义：零件表面的微观几何形状误差称为表面粗糙度 特征：加工后零件表面留下的微细而凹凸不平的刀痕。 特征：加工后零件表面留下的微细而凹凸不平的刀痕。 评定参数：轮廓算术平均偏差----取样长度l 评定参数：轮廓算术平均偏差----取样长度l内，被测轮 ----取样长度 廓上各点至轮廓中线偏居绝对值的算术平均值： 廓上各点至轮廓中线偏居绝对值的算术平均值： 1 l 1 n R a = ∫ y dx 近似为： R a = ∑ y i l 0 n i =1

　　表面粗糙度对零件功能有重要的影响。例如： 表面粗糙度对零件功能有重要的影响。例如： 1. 对摩擦磨损的影响 零件表面愈粗糙，摩擦系 数愈大。但光滑到一定程 2. 对疲劳强度的影响

　　零件表面愈粗糙， 零件表面愈粗糙，在刀痕根部愈容 易产生应力集中，使疲劳强度降低。 易产生应力集中，使疲劳强度降低。 Ra 3. 对耐腐蚀的影响 零件表面愈粗糙，在刀痕根部愈容易产生腐蚀渗透。 零件表面愈粗糙，在刀痕根部愈容易产生腐蚀渗透。 4. 对结合处密封性能的影响 零件表面愈光滑，密封性能愈好。 零件表面愈光滑，密封性能愈好。 5. 对振动和噪声的影响等等 零件表面愈粗糙，振动和噪声愈大。如滚动轴承。 零件表面愈粗糙，振动和噪声愈大。如滚动轴承。

　　三、 优先数系 优先数系是国际上统一的数值分级制度，是一种无量纲 优先数系是国际上统一的数值分级制度， 的分级系数，适用于各种量值的分级。 的分级系数，适用于各种量值的分级。在确定产品的参 数或参数系列时，应该最大限度采用。 数或参数系列时，应该最大限度采用。 产品的主要参数如：型号、直径、转速、 产品的主要参数如：型号、直径、转速、承载量和功率 等按优先数系形成系列，便于组织生产和降低成本，以 等按优先数系形成系列，便于组织生产和降低成本， 实现产品的标准化和系列化。 实现产品的标准化和系列化。 优先数系是一个以公比为：qr= r 10 的十进等比级数， 优先数系是一个以公比为： 的十进等比级数， GB321-80规定了四个优先数系的基本系列： 规定了四个优先数系的基本系列： 规定了四个优先数系的基本系列 R5 : q5= 5 10 ≈1.6 R10 : q10= 10 10 ≈1.25 R20 : q20= 20 10 ≈1.12 R40 : q40= 40 10 ≈1.06

　　优先数----表中任意一个数值。 优先数 表中任意一个数值。 表中任意一个数值 大于10的优先数，可将表数值分别乘以 、 大于 的优先数，可将表数值分别乘以10、100、1000 。 的优先数 、

　　一、工艺性 零件设 计要求 使用要求----具备所要求的工作能力； 使用要求----具备所要求的工作能力； ----具备所要求的工作能力 制造要求----制造工艺可行，成本低； 制造要求----制造工艺可行，成本低； ----制造工艺可行

　　零件工艺性良好的标志： 零件工艺性良好的标志： 在具体的生产条件下，零件要便于加工而加工费用又 在具体的生产条件下， 很低。 很低。 工艺性的基本要求： 工艺性的基本要求： 1) 毛坯选择合理 制备方法：选用型材、铸造、锻造、冲压和焊接等。 制备方法：选用型材、铸造、锻造、冲压和焊接等。 毛坯选择与生产批量、材料性能和加工可能性有关。 毛坯选择与生产批量、材料性能和加工可能性有关。 单件或小批量生产时，选用棒料、板材、型材或焊件。 单件或小批量生产时，选用棒料、板材、型材或焊件。 大批量生产时，往往选用铸造、锻造、冲压等方法。 大批量生产时，往往选用铸造、锻造、冲压等方法。

　　2) 结构简单合理 最好采用平面、柱面、螺旋面等简单表面极其组合； 最好采用平面、柱面、螺旋面等简单表面极其组合； 尽量减少加工面数和加工面积； 尽量减少加工面数和加工面积； 增加相同形状、相同元素（直径、圆角半径、配合、 增加相同形状、相同元素（直径、圆角半径、配合、 螺纹、 齿轮模数等）的数量； 螺纹、键、齿轮模数等）的数量； 尽量采用标准件； 尽量采用标准件； 3) 合理的制造精度和表面粗糙度 零件的加工成本随精度和表面粗糙度的提高而急剧增加。 零件的加工成本随精度和表面粗糙度的提高而急剧增加。 决不能盲目追求高精度，应在满足使用要求的前提下， 决不能盲目追求高精度，应在满足使用要求的前提下， 尽量采用较低的精度和表面质量。 尽量采用较低的精度和表面质量。 4) 尽量减小零件的加工量 毛坯形状和尺寸应尽量接近零件本身的形状和尺寸。 毛坯形状和尺寸应尽量接近零件本身的形状和尺寸。 力求使少或无切削加工，节约材料、降低成本。 力求使少或无切削加工，节约材料、降低成本。 尽量采用精密铸造、精密锻造、冷轧、冷挤压、 尽量采用精密铸造、精密锻造、冷轧、冷挤压、粉末 欲设计出工艺性良好的零件，设计者必须虚心向工 冶金等先进工艺满足上述要求。 冶金等先进工艺满足上述要求。 艺技术人员和一线工人学习，在实践中积累经验。 景德镇陶瓷学院专用 国防科大潘存云教授研制

　　二、标准化 定义：标准化是在经济、技术、 定义：标准化是在经济、技术、科学及管理等社会实 践中，对重复事务和概念，通过制定、 践中，对重复事务和概念，通过制定、发布和实施标 以获得最佳秩序和效益。 准，以获得最佳秩序和效益。 内容： 内容： 1)产品品种规格的系列化 1)产品品种规格的系列化 将同一类产品的主要参数、型式、尺寸、 将同一类产品的主要参数、型式、尺寸、基本结构等 依次分档，制成系列化产品， 依次分档，制成系列化产品，以较少的规格品种满足 用户的广泛要求。 用户的广泛要求。 2)零部件的通用化 零部件的通用化 将用途、结构相近的零部件（如轴承、螺栓等）， ），经 将用途、结构相近的零部件（如轴承、螺栓等），经 过统一后实现互换； 过统一后实现互换； 3)产品质量标准化 产品质量标准化 要保证产品产品质量合格和稳定，就必须做好设计、 要保证产品产品质量合格和稳定，就必须做好设计、 加工工艺、装配检验、包装储运等环节的标准化。 加工工艺、装配检验、包装储运等环节的标准化。

　　意义： 意义： 1)制造上可以实现专业化大批量生产，既可提高产品 制造上可以实现专业化大批量生产， 制造上可以实现专业化大批量生产 质量，又能降低成本； 质量，又能降低成本； 2)设计方面可减少设计工作量； 设计方面可减少设计工作量； 设计方面可减少设计工作量 3)管理维修方面可减少库存量，便于更换损坏的零件。 管理维修方面可减少库存量，便于更换损坏的零件。 管理维修方面可减少库存量 基本特征：统一、简化。 基本特征：统一、简化。

　　标准化是组织社会化大生产的重要手段，是实施科学 管理的基础，也是对产品设计的基本要求之一。通过 标准化的实施，以获得最佳的社会经济成效。

　　标准层次：国家标准、行业标准、地方标准、企业标准。 标准层次：国家标准、行业标准、地方标准、企业标准。 标准 性质 强制标准（ ） 必须强制执行 必须强制执行； 强制标准（GB）----必须强制执行； 推荐性标准（ 鼓励企业自愿采用。 推荐性标准（GB/T）----鼓励企业自愿采用。 ） 鼓励企业自愿采用

　　作为设计人员，要求必须熟悉现行的相关标准，学会查询和 国防科大潘存云教授研制 使用标准资料。无论设计何种产品，必须遵循相关标准。IM电竞 IM电竞平台IM电竞 IM电竞平台