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但当纯铁中含有一定量的碳后,就变成我们在各方面使用的钢铁了。
纯铁中含碳在0.02%以上就变成硬度较低的能拔铁丝、轧制薄白铁板等用的低碳钢。
铁中含碳量0.25%至0.6%的范围内的钢叫中碳钢,其硬度中等,可轧成建筑钢材,钢板、铁钉等制品。
铁中含碳量0.6%至2.0%时就成为硬度很高的、可制刀枪、模具等的高碳钢了。
低、中、高碳钢合在一起就叫“碳素钢”。
如果铁中碳含量超过2.0%就变成又硬又脆的可铸铁锅、暖气片、犁等的生铁了。
一般生铁含碳量为3.5%—5.5%。
所以纯铁、钢和生铁的区别主要就在于铁中的含碳量的不同。
纯铁:
C≤0.02%;
钢:
0.02%≤C≤2.11%;
生铁(白口铸铁):
2.11%≤C≤6.69%。
12、钢铁的机械性能参数
(1)、屈服点(σs):
产生屈服现象时的最小应力值即为屈服点;
(2)、屈服强度(σ0.2):
产生永久残余塑性变形等于一定值(一般为原长度的0.2%)时的应力;
(3)、抗拉强度(σb):
表示钢材抵抗断裂的能力大小;
(4)、伸长率(δs):
表示材料的韧性;
(5)、硬度:
表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。
①布氏硬度(HB):
淬火钢球压头(HBS)、硬质合金球压头(HBW)
②洛氏硬度(HR):
金刚石锥体压头150kgf(HRC)、60kgf(HRA);
淬火钢球压头100kgf(HRB)
③维氏硬度(HV)
洛氏硬度和布氏硬度的关系:
HRC≈1/10HBS
13、碳素钢的分类
按含碳量分:
低碳钢wc≤0.25%;
中碳钢wc0.25%~0.6%;
高碳钢wc>0.60%;
按质量分:
普通碳素钢、优质碳素钢、高级优质碳素钢;
按用途分:
碳素结构钢、碳素工具钢。
14、热处理的一般知识
(1)、退火:
提高钢的力学性能,减少残余应力;
同时可降低硬度,提高塑性和韧性,改善切削加工性能。
(2)、正火:
提高综合力学性能。
(3)、淬火:
增加钢的强度和硬度,但要减少其塑性。
(4)、回火:
消除淬火产生的内应力,降低硬度和脆性,以取得预期的力学性能。
(5)、调质:
淬火后高温回火的热处理方法称为调质处理,调质可以使钢的性能,材质得到很大程度的调整,其强度、塑性和韧性都较好。
(6)、时效:
在低温回火后(低温回火温度150-250℃)精加工前,把工件重新加热到100-150℃,保持5-20小时。
(7)、渗碳:
使低碳钢的工件具有高碳钢的表面层,再经过淬火和低温回火,使工件的表面层具有高硬度和耐磨性,而工件的中心部分仍然保持着低碳钢的韧性和塑性。
15、黑色金属和有色金属
(1)、黑色金属是指铁和铁的合金。
如钢、生铁、铁合金铸铁等。
(2)、有色金属又称非铁金属,指除黑色金属外的金属和合金,如铜、锡、铅锌、铝以及黄铜、青铜、铝合金和轴承合金等。
16、常用有色金属
(1)、铝及铝合金:
密度小,属轻金属,在地球上的储量丰富,可以说居金属元素之首。
但是,铝材的加工成本高,而且冲压及焊接技术要求比较特殊,以目前的技术尚不是一般厂家可以做得到的。
(2)、铜及铜合金:
工业纯铜常用的有T1、T2、T3、T4四种,代号中数字越大,表示杂质含量越高,强度、硬度低,不宜制作结构零件,广泛用于制造电线、电缆、铜管以及配制铜合金;
黄铜以锌为主要添加元素的铜合金
青铜原指铜锡合金,因呈青黑色而得名。
17、常用非金属材料
塑料:
合成树脂+填充剂。
常见的有聚氯乙烯(PVC)、ABS树脂、有机玻璃(PMMA)、尼龙(聚酰胺)PA等。
18、手锤使用注意事项
(1)、精制工件表面或硬化处理后的工件表面,应使用软面锤,以避免损伤工件表面。
(2)、手锤使用前应仔细检查锤头与锤柄是否紧密连接,以免使用时锤头与锤柄脱离,造成意外事故。
(3)、手锤锤头边缘若有毛边,应先磨除,以免破裂时造成工件及人员伤害。
使用手锤时应配合工作性质,合理选择手锤的材质、规格和形状。
19、螺丝旋具使用注意事项
(1)、根据螺钉头的槽宽选用旋具,大小不合的旋具非但无法承受旋转力,而且也容易损伤钉槽。
(2)、不可将螺丝旋具当作錾子、杠杆或划线工具使用。
20、扳手使用注意事项
(1)、根据工作性质选用适当的扳手,尽量使用呆扳手,少用活扳手。
(2)、各种扳手的钳口宽度与钳柄长度有一定的比例,故不可加套管或用不正当的方法延长钳柄的长度,以增加使用时的扭力。
(3)、选用呆扳手时,钳口宽度应与螺母宽度相当,以免损伤螺母。
(4)、使用活扳手时,应向活动钳口方向旋转,使固定钳口受主要的力。
(5)、扳手钳口若有损伤,应及时更换,以保证安全。
21、手钳使用注意事项
(1)、手钳主要是用来夹持或弯曲工件的,不可当手锤或起子使用。
(2)、侧剪钳、斜口钳只可剪细的金属线或薄的金属板。
(3)、应根据工作性质合理选用手钳。
22、钳工常用量具简介
钳工常用的量具有钢尺、刀口形直尺、内外卡钳、游标卡尺、千分尺、直角尺、量角器、厚薄规、百分表等。
(1)、游标卡尺的刻线原理:
常见的游标卡尺按其测量精度分有1/20mm(0.05)和1/50mm(0.02)两种。
刻线原理如图所示,以1/50mm游标卡尺为例,副尺的刻线在50格内正好比主尺的50格少一格,因主尺的每格长度为1mm,且主、副尺的刻度是均匀的,所以副尺上每格的长度与主尺上每格的长度差Ⅰ△LⅠ为1/50mm,即:
0.02mm。
(2)游标卡尺的读数:
以1/50mm游标卡尺为例,用游标卡尺测量工件时,其读数方法可分为三个步骤:
①首先读出副尺游标零线左边主尺上所示的毫米整数。
②其次根据副尺上哪一条刻线与主尺的刻线相对齐,从副尺上读出小于lmm的尺寸值(第一条零线不算,第二条起每格算0.02mm)。
③最后把在主尺和副尺上读出的尺寸值加起来即为测得的尺寸值。
(3)、千分尺的使用和读数方法
千分尺常用来测量零件的外径、板厚、壁厚或凸肩厚度等尺寸。
以最常用的千分尺为例,介绍其读数方法。
在千分尺上读数的方法也可分为三个步骤:
①先读出活动套筒边缘在固定套筒(主尺)上所示的毫米数和半毫米数,如图所示主尺读数为35.5mm。
②再根据活动套筒上的哪一格与固定套筒上的基准线对齐,读出活动套筒上不足半毫米的数值。
如图所示的活动套筒读数为0.12mm。
③最后将两个读数加起来,其和即为测得的实际尺寸值。
(4)、千分尺的使用注意事项
①使用前,应先把千分尺的两个测量面擦干净,转动测力装置,使两测量面接触,此时活动套简和固定套筒的零刻度线应对准。
②测量前,应将零件的被测量面擦干净,不能用千分尺测量带有研磨剂的表面和粗糙表面。
③测量时,左手握千分尺尺架上的绝热板,右手旋转测力装置的转帽,使测量表面保持一定的测量压力。
④绝不允许旋转活动套筒(微分筒)来夹紧被测量面,以免损坏千分尺。
⑤应注意测量杆与被测尺寸方向一致,不可歪斜,并保持与测量表面接触良好。
⑥用千分尺测量零件时,最好在测量中读数,测毕经放松后,再取下千分尺,以减少测量杆表面的磨损。
⑦读数时,要特别注意不要读错主尺上的0.5mm。
⑧用后应及时擦干净,放入盒内,以免与其他物件碰撞而受损,影响精度。
(5)、塞尺
塞尺也称间隙片,俗称厚薄规。
每一套由若干片组成,各片厚度不等,每片都标有厚度数值。
使用塞尺时,根据被测间隙的大小,可用一片或数片重叠在一起插入间隙内。
例如用0.3mm的间隙片可以插入工件的缝隙,而0.35mm的间隙片就插不进去,说明了被测的缝隙在0.3~0.35mm之间。
塞尺也常用来近似地测量平面的直线度。
其方法是把刚性直尺放在平面上,并使其两端支承在两条同样厚度的纸条上,然后用塞尺沿直尺长度方向测量直尺和平面间的间隙大小,就能近似得出平面的直线度。
这种检验方法叫直线偏差法。
23、钳工常用设备常识
钳工常用的设备有:
钳台、台虎钳、砂轮机、台钻、立钻等。
(1)、台虎钳的安全操作注意事项
①、夹紧工件时只允许依靠手的力量扳紧手柄,不能用手锤敲击手柄或随意套上长管扳手柄,以免丝杠、螺母或钳身因受力过大而损坏。
②、强力作业时,应尽量使力朝向固定钳身,否则丝杠和螺母会因受到较大的力而导致螺纹损坏。
③、不要在活动钳身的光滑平面上敲击工件,以免降低它与固定钳身的配合性能。
④、丝杠、螺母和其他活动表面,都应保持清洁并经常加油润滑和防锈,以延长使用寿命。
(2)、砂轮机(包括手砂轮)的安全操作注意事项
砂轮机主要由砂轮、机架和电动机组成。
工作时,砂轮的转速很高,很容易因系统不平衡而造成砂轮机的振动,因此要做好平衡调整工作,使其在工作中平稳旋转。
由于砂轮质硬且脆,如使用不当容易产生砂轮碎裂而造成事故。
因此,使用砂轮机时要严格遵守以下的安全操作注意事项:
①、砂轮机(包括手砂轮)必须接地良好并接好漏电保护器;
清洁或加注润滑油时,必须切断电源;
在潮湿区域作业必须站在绝缘垫或干燥木板上操作。
②、砂轮机(包括手砂轮)必须要稳固安装防护罩;
砂轮片安装稳固;
砂轮的旋转方向要正确;
严禁使用残缺的砂轮片;
磨削和切割时应防止火花四溅,并远离易燃易爆物品。
③、砂轮机(包括手砂轮)操作时严禁戴手套,袖口必须扎紧,戴好防护眼镜;
砂轮机起动后,要等砂轮转速平稳后再开始磨削,若发现砂轮跳动明显,应及时停机修整;
手砂轮启动时会有较大摆动,要用力握紧,磨削、切割时须选择合理的切削角度和切削量,且用力要均匀。
④、操作者应站在砂轮的侧面或斜侧面,不要站在正对面;
砂轮机的搁架与砂轮间的距离应保持在3mm以内,以防磨削件轧人,造成事故;
手砂轮操作时磨削、切割方向不能向着人。
⑤、操作者的头部不可与砂轮机(包括手砂轮)靠得太近,停车时应让主轴自然停止,不可用手接触还在旋转着的部位;
停电、休息或离开工作地时应立即切断电源。
⑥、连续工作30分钟后必须停机15分钟,待电机散热后再继续使用。
24、锯割用手锯对工件或材料进行分割的一种切削加工方法。
锯割的工作范围包括:
分割各种材料或半成品;
锯掉工件上的多余部分;
在工件上锯槽等。
锯条的规格以两端安装孔的中心距表示。
常用的锯条长300mm,宽12mm,厚0.65mm左右。
根据锯条的牙距大小或25mm内不同的锯齿数,锯条可分为粗齿、中齿、细齿三类。
锯齿粗细
每25mm内的锯齿数(牙距大小)
应用
粗
14~18(1.8mm)
锯割铜、铝等软材料
中
19~23(1.4mm)
锯割钢、铸铁等中硬材料
细
24~32(1.1mm)
锯割硬钢材及薄壁工件
锯割动作要领
①、手锯握法握手锯时,右手满握手柄,左手轻扶在锯弓前端,如图所示。
②、锯割姿势锯割时的站位和身体摆动姿势如图所示,摆动要自然。
③、施力方法锯割时推力和压力均由右手控制,左手压力不要过大,主要配合扶正锯弓。
推锯时施加压力,回程时不加压力,工件将断时压力要小。
④、锯割运动一般采用小幅度的卜下摆动式运动。
推锯时,身体略向前倾,双手随着压向手锯的同时,左手上翘,右手下压;
回程时,右手上抬,左手顺其自然跟回地运动。
锯薄形工件或直槽时,采用直线运动。
推锯时应使锯条的全部长度都用到,一般往复长度不应少于锯条全长的三分之二。
⑤、锯割速度一般以每分钟往复20~40次为宜,锯割行程应保持匀速,返回行程速度应快些。
锯硬材料时速度要慢,锯软材料时速度可快些。
⑥、工件夹持工件一般夹在台虎钳的左面,要稳当、牢固,工件伸出钳口不应过长。
锯缝离开钳口约20mm,以防止振动,并要求锯缝划线与钳口侧面平行。
对于薄管及已加工表面要防止夹持太紧而使工件或表面变形。
⑦、锯条安装如图所示:
锯齿必须向前;
松紧应适当,一般用手扳动锯条,感觉硬实不会发生弯曲即可;
锯条平面应在锯弓平面内,或与锯弓平面平行。
⑧、起锯有远起锯与近起锯两种。
起锯时,可用左手拇指靠住锯条导向,使锯条能正确地锯在所需位置上,行程要短,压力要小,速度要慢。
起锯角应以不超过15度为宜。
一般多采用远起锯,因为远起锯时锯条的锯齿是逐步切人材料的.锯齿不易被卡住,起锯也较方便。
当锯到槽深2~3mm,锯条不会滑出槽外,锯弓逐渐水平时,则可开始正常锯割,如图所示。
⑨、锯条折断的原因:
工件未夹紧,锯割时工件有松动;
锯条装得过松或过紧;
锯割压力太大或锯割方向突然偏离锯缝方向;
强行纠正歪斜的锯缝,或调换新锯条后仍在原锯缝过猛地锯下;
锯割时锯条中间局部磨损,当拉长锯削时锯条被卡住引起折断;
中途停止使用时,手锯未从工件中取出而碰断。
锯缝产生歪斜的原因:
工件安装时,锯缝线未能与铅垂线方向保持一致;
锯条安装太松或相对锯弓平面扭曲;
锯割压力太大而使锯条左右偏摆;
锯弓未扶正或用力歪斜。
⑩、安全操作注意事项:
锯条要装得松紧适当,锯割时不要突然用力过猛,防止工作中的锯条突然折断,崩出伤人;
工件将锯断时,压力要小,避免压力过大使工件突然断开,手突然前冲造成事故。
一般工件将断时,要用左手扶住工件断开部分,避免掉下砸伤脚。
25、锉削用锉刀对工件表面进行切削加工,使工件达到零件图样所要求的形状、尺寸和表面粗糙度的加工方法称为锉削。
锉削可以加工工件的内外平面、曲面、沟槽和各种复杂形状的表面。
(1)、锉刀的种类:
锉刀按用途不同可分为钳工锉、异形锉和整形锉等;
按截面形状不同可分为扁锉、方锉、半圆锉、三角锉、圆锉等;
按锉齿的锉纹密度不同可分为粗齿、中齿和细齿锉刀。
锉刀的种类还可根据锉纹的形状划分。
(2)、锉刀的选用:
一般根据工件的加工余量、尺寸精度、表面粗糙度和工件的材质来选择锉齿的粗细,材质软,选粗齿锉刀,反之选锉齿较细的锉刀;
根据待加工表面的形状选用锉刀的截面形状;
根据待加工表面的大小来选用锉刀规格,一般待加工面积大和有较大加工余量的表面宜选用长的锉刀,反之则选用短的锉刀。
适用场合
锉纹号
锉齿
加工余量/mm
尺寸精度/mm
表面粗糙度Ra/μm
适用对象
l
粗
O.5~1
0.2~O.5
100~25
粗加工或加工有色金属
2
0.2~0.5
0.05~0.2
12.5~6.3
加工半精加工
3
0.0l~0.05
6.3~3.2
精加工或加工硬金属
4
油光
0.025~O.05
0.005~0.Ol
3.2~1.6
精加工时修光表面
(3)、工件的夹持:
工件最好夹在台钳中间,夹持要牢靠,但不能使工件变形;
工件伸出钳口不要太高,以免锉削时产生振动;
表面形状不规则的工件,夹持时要加衬垫;
夹持已加工表面和精密件时要衬软钳口,以免夹伤工件。
(4)、锉刀的握法
(5)、锉削的姿势:
锉削的姿势与锯割时的姿势基本相同。
(6)、锉削力的应用和锉削速度:
推进锉刀时两手加在锉刀上的压力应保持锉刀平稳,而不得上下摆动,这样才能锉出平整的平面。
锉刀的推力大小主要由右手控制,而压力大小是由两手同时控制的。
锉削速度应控制在每分钟30~60次。
(7)、锉削加工注意事项
①、新锉刀要先使用一面,用钝后再使用另一面。
②、在粗锉时,应充分使用锉刀的有效全长,这样既可提高锉削效率,又可避免锉齿局部磨损。
③、锉刀上不可沾油或沾水。
④、不可锉毛坯件的硬皮及已经淬硬的工件。
⑤、铸件表面如有硬皮,应该先用砂轮磨去或用旧锉刀和锉刀的有齿侧边锉去硬皮,然后再进行正常的锉削加工。
⑥、锉屑嵌入齿缝时,必须及时用钢丝刷沿着锉齿的纹路进行清除。
⑦、锉刀使用完毕后必须清刷干净,以免生锈。
⑧、无论在使用过程中或放人工具箱时,不可与其他工具或工件堆放在一起,以免损坏锉齿。
26、带传动常识
带传动是靠皮带和带轮之间的摩擦力来传递运动和动力的。
(1)、V带必须正确地安装在轮槽中,一般以带的外边缘与轮缘平齐为准。
(2)、两带轮的轴线要保持平行,且两轮轮槽要相互对齐。
(3)、装V带时,应先将中心距调小,将V带套上带轮后,再调回正确位置,避免硬撬而损坏V带。
(4)、要避免V带与油类接触。
(5)、调换V带时,一般要成组更换,不宜逐根调换。
27、钻孔
使用钻床或手电钻装夹钻头在实体材料上加工孔的操作叫钻孔。
钻孔时,由于钻头的刚性和精度较差,因此钻孔加工精度不高,一般在ITl0以下,表面粗糙度Ra为50~12.5μm,所以只能用来加工要求不高的孔或作为孔的粗加工。
(1)、工件装夹的方法:
钻孔前一般都须将工件装夹固定。
(2)、钻头的装拆:
直柄钻头是用钻夹头夹紧后装入钻床主轴锥孔内的,可用钻夹头紧固扳手夹紧或松开钻头。
锥柄钻头可通过钻头套变换成与钻床主轴锥孔相适宜的锥柄后装入钻床主轴,连接时应将钻头锥柄及主轴锥孔与过渡钻头套擦拭干净,对准腰形孔后用力插入。
拆钻头时用斜铁插入腰形孔,轻击斜铁后部,将钻头和套退下。
钻头的装拆如图所示。
(3)、转速的调整:
用直径较大的钻头钻孔时,主轴转速应较低;
用小直径的钻头钻孔时,主轴转速可较高,但进给量要小些。
主轴的变速可通过调整钻床带轮组合来实现。
(4)、起钻:
钻孔时,先使钻头对准钻孔中心起钻出一浅坑,观察钻孔位置是否正确。
如偏位,需进行校正。
校正方法为:
如偏位较少,可在起钻的同时用力将工件向偏位的反方向推移,得到逐步校正;
如偏位较多,可在校正中心打上几个样冲眼或用錾子凿出几条槽来加以纠正。
须注意,无论哪种方法都必须在锥坑外圆小于钻头直径前完成。
(5)、手动进给:
进给时,用力不应过大,否则钻头易产生弯曲;
钻小直径孔或深孔时要经常退出钻头排屑;
孔将穿时,进给力必须减小,以防造成扎刀现象。
(6)、钻孔时的切削液:
为提高钻头的耐用度和改善孔的加工质量,钻钢件时,一般要加切削液,可选用3%~5%的乳化液或机油;
钻铸铁时,一般不用。
(7)、钻削用量的选择:
高速钢标准麻花钻可参考下表选择进给量和切削速度。
钻头直径D/mm
<
3
3~6
6~12
12~25
>
25
进给量f/(mm/r)
0.025~O.05
0.05~O.10
0.10~0.18
0.18~0.38
O.38~O.62
加工材料
硬度HB
切削速度υ/(m/min)
切削速度υ/(m/min)
低碳钢
100~125
125~175
175—225
27
24
2l
可锻铸铁
110~160
160~200
200~240
240—280
42
25
20
12
灰铸铁
100~140
140~190
190~220
220~260
260~320
33
27
21
15
9
铝合金、
镁合金
75~90
铜合金
20~48
高速钢
200~250
13
中、高碳钢
125—175
175~225
225—275
275~325
22
15
球墨铸铁
190~225
225~260
260~300
30
17
合金钢
275—325
325—375
18
10
铸钢
低碳
中碳
高碳
18~24
(8)、钻孔加工时废品产生的原因和防止方法
废品形式
废品产生原因
防止方法
孔径大
(1)钻头两切削刃长度不等,角度不对称。
(2)钻头产生摆动
(1)正确刃磨钻头。
(2)重新装夹钻头,消除摆动
孔呈多角形
(1)钻头后角太大。
(2)钻头两切削刃长度不等,角度不对称
正确刃磨钻头,检查顶角、后角和切削刃
孔歪斜
(1)工件表面与钻头轴线不垂直。
(2)进给量太大钻头弯曲。
(3)钻头横刃太长,定心不好
(1)正确装夹工件。
(2)选择合适进给量。
(3)磨短横刃
孔壁粗糙
(1)钻头不锋利。
(2)后角太大。
(3)进给量太大。
(4)冷却不足,切削液润滑性能差
(1)刃磨钻头,保持切削刃锋利。
(2)减小后角。
(3)减少进给量。
(4)选择润滑性能好的切削液
钻孔位偏移
(1)划线或样冲眼中心不准。
(2)工件装夹不准。
(3)钻头横刃太长,定心不准
(1)检查划线尺寸和样冲眼位置。
(2)工件要装稳夹紧。
(9)、钻孔时钻头损坏的原因和预防方法
损坏形式
损坏原因
预防方法
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