数控加工机械基础教案(高一版).

论（1教时）A:课题：绪论B:课型：新课C:教学目的与要求1、 了解学习本课程的目的2、 了解本课程的基本内容及其发展史3、 了解金属材料在各行业中的应用D:教学重点与难点：无E:教学过程一、 学习本课程的目的本课程是中等职业学校数控技术专业的一门综合性的基础学科。二、本课程的基本内容1、 主要内容：包括金属材料、常见热处理、机械传动装置、液压和气压传动装置等。2、 学习本课程的方法理论联系实际、注意观察现实生活中所接触到的机械。F：小结项目一、常用金属材料（27教时）A课题：金属的性能B:课型：新课C:教学目的与要求1、掌握金属材料性能（工艺性能、使用性能）的概念、分类2、掌握力学性能概念及其指标3、掌握载荷的性质、名称、分类4、掌握强度的概念及其种类、应力的概念及符号D、教学重点与难点：1、金属材料的性能是教学重点2、金属材料的强度概念及种类是教学难点课题一碳钢A:任务一认识碳钢B:课型：新课C:教学目的与要求1、掌握碳素钢的概念；2、了解Si、Mm S P对钢的性能影响；3、掌握碳素钢的分类方法；4、掌握碳素钢结构钢的牌号及用途。5、掌握优质碳素结构钢的牌号、分类、性能及用途；6、掌握碳素工具钢、铸造钢的牌号、分类、性能及用途。D:教学重点与难点：1、碳素钢的分类是教学重点；2、碳素钢的常存元素对钢的性能影响是教学难点。3、普通碳素结构钢、优质碳素结构钢、碳素工具钢、铸钢的牌号及用途。E:教学过程：碳素钢的概念：含碳量小于2.11%,且不含有特意加入合金元素的铁碳合金，称为碳素钢或碳钢第一节 常存元素对钢的性能的影响一、硅（有益元素）1、来源：炼钢后期作脱氧剂带入；2、对钢的性能影响：提高钢的强度、硬度；二、钮（有益元素）1、来源：炼钢脱氧剂。2、对钢的性能影响：提高钢的强度与硬度。硫（有害元素）1、来源：生铁带入；2、对钢的性能影响：对钢造成热脆性；四、磷（有害元素）1、来源：生铁带入；2、对钢的性能影响，对钢造成冷脆性；第二节碳素钢的分类一、按钢的含碳量分类：1、低碳钢：C0 0.25%2、中碳钢：0.25%< C< 0.6%3、高碳钢：C> 0.6%二、按钢的质量分类：1、普通钢：S<0.05%, P<0.045%2、优质钢：S< 0.035%, P< 0.035%3、高级优质钢：S< 0.025%, P< 0.025%三、按钢的用途分类：1、结构钢：主要用于制造各种机械零件和工程构件。C< 0.7%2、工具钢：主要用于制造各种刀具、模具和量具。其含碳量大于 0.70%四、按冶炼时脱氧程度的不同分类1、沸腾钢2、镇静钢 3 、半镇静钢 4 、特殊镇静钢第三节碳素钢的牌号及用途一、普通碳素钢结构钢：1、牌号：Q屈服点数值，质量等级符号和脱氧方法符号；2、性能：一般；3、应用：厂房、桥梁、船舶、怫钉、螺钉、螺母等。4、例如：Q235-AF:表示屈服点为235Mpa的A级沸腾钢。数控加工机械基础#二、优质碳素结构钢：1、牌号：用两位数字表示钢中平均含碳量的万分之几。2、 分类：1）、0825钢,属于低碳钢性能：强度、硬度较低、塑性、韧性及焊接性良好；用途：冲压件、焊接结构件及渗碳件如：深冲器件、压力容器等。2）、3055钢属于中碳钢性能：较高的强度和硬度，是塑性和韧性随含碳量的增加而逐步降低。用途：制作受力较大的机械零件。如：连杆、曲轴、齿轮等3）、60钢以上 属于高碳钢。性能：有较高的强度、硬度和弹性；用途：制造较高强度、耐磨性和弹性的零件如：气门弹簧、弹簧垫圈等三、碳素工具钢：1）牌号：T跋字（平均含碳量的千分数）如：T12A表示平均含碳量为1.2%的高级优质碳素工具钢。2） T7T8:钻头、模具等T9T1Q丝锥、板牙等T11T13:锤刀、削刀等四、铸造碳钢：1）牌号：ZG字字一数字第一组数字：屈服点第二组数字：抗拉强度值如：ZG270-500,2）应用：制造形状复杂力学性能要求较高的机械零件。F:小结G:布置作业A:任务二金属的性能B:课型：新课C:教学目的与要求1、金属材料的性能包括：使用性能和工艺性能。2、使用性能：是指金属材料在使用条件下所表现出来的性能，包括物理性能（如密度、熔 点、导热性、导电性、热膨胀性、磁性等）。化学性能（如抗腐蚀性、抗氧化性等）。 力学性能（如强度、塑性、硬度、冲击韧性及疲劳强度等）。工艺性能。第一节金属的力学性能一、力学性能的概念：力学性能是指金属在外力作用下所表现出来的性能。力学性能包括：强度、硬度、塑性、硬度、冲击韧性。二、载荷的概念及分类：1、金属材料在加工及使用过程中所受的外力称为载荷。2、分类（按载荷作用性质分）静载荷：是指大小不变或变化过程缓慢的载荷。 冲击载荷：在短时间内以较高速度作用于零件上的载荷。交变载荷：是指大小、方向或大小和方向随时间发生周期性变化载荷。三、变形的概念及分类金属材料受到载荷作用而产生的几何形式和尺寸的变化称为变形。变形分为：弹性变形和塑性变形两种A:课题：金属的力学性能B:课型：新课C:教学目的与要求：1、掌握拉伸试验的测定方法；2、掌握力一一伸长曲线的几个阶段，了解屈服点的概念；3、掌握抗拉强度概念、塑性概念及伸长率，断面收缩率的概念；4、掌握硬度概念、硬度测试及表示的方法点。D:教学重点与难点强度、塑性、硬度是教学难点。E:教学过程：一、强度：概念：金属在静载荷作用下，抵抗塑性变形或断裂的能力称为强度。强度的大小用应 力来表示。根据载荷作用方式不同，强度可分为：抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度和 抗扭强度等。一般情况下多以抗拉强度作为判别金属强度高低的指标。1、力一一伸长曲线纵坐标表示力F,单位N;横坐标表示伸长量 L,单位为mm低碳钢的力一伸长曲线(1) oe：弹性变形阶段：试样变形完全是弹性的，这种随载荷的存在而产生，随载荷的去除而消失的变形称为 弹性变形。Fe为试样能恢复到原始形状和尺寸的最大拉伸力。(2) es：屈服阶段：不能随载荷的去除而消失的变形称为。在载荷不增加或略有减小的情况下，试样还继 续伸长的现象叫做屈服。屈服后，材料开始出现明显的塑性变形。Fs称为屈服载荷(3) sb:强化阶段:随塑性变形增大，试样变形抗力也逐渐增加，这种现象称为形变强化。(4) bz:缩颈阶段(局部塑性变形阶段)当载荷达到最大值Fb后，试样的直径发生局部收缩，称为“缩颈”。工程上使用的金属材料，多数没有明显的屈服现象，有些脆性材料，不但没有屈服现 象，而且也不产生“缩颈”。如铸铁等。3、强度指标：(1)屈服点：在拉伸试验过程中，载荷不增加(保持恒定)，试样仍能继续伸长时的应 力称为屈服点。材料的屈服点或规定残余伸长应力是机械零件设计的主要依据，也是评定金属材料性能 的重要指标。(2)抗拉强度材料在拉断前所能承受的最大应力称为抗拉强度，用符号(7b表示。零件在工作中所承受的应力，不于允许超过抗拉强度，否则会产生断裂。 二、塑性：断裂前金属材料产生永久变形的能力称为塑性。塑性由拉伸试验测得的。常用伸长 率和断面收率表小。1、伸长率：试样拉断后，标距的伸长与原始标距的百分比称为伸长率。用6表示：计算公式：6 =(l i-l o)/l 0 X100%2、断面收缩率：试样拉断后，缩颈处横截面积的缩减量与原始横截面积的百分比称为断面收缩率。用山表小巾=(So-S 1)/S O X 100%金属材料的伸长率(6)和断面收缩率(巾)数值越大，表示材料的塑性越好。 三、硬度：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。1、布氏硬度：(1)布氏硬度的测试原理：用一定直径的球体(钢球或硬质合金) ，以规定的试验力 压入试样表面，经规定保持时间后卸除试验力，然后用测量表面压痕直径来计算硬度。 用 HBS (HBVV 表示。1 2)布氏硬度的表示方法：符号HBH前的数字为硬度值符号后面按以下顺序用数字表 示条件：1)球体直径；2)试验力；3)试验力保持的时间(1015不标注)。2 3)应用范围：测定灰铸铁、有色金属各种软钢等硬度不是很高的材料。优点：能准确反映出金属材料的平均性能。缺点：操作时间长，压痕测量较费时。2、洛氏硬度(1)测试原理：采用金刚石圆锥体或淬火钢球压头， 压入金属表面后，经规定保持时间后即除主试验力， 以测量的压痕深度来计算洛氏硬度值。表示符号：HR(2)标尺及其适用范围：每一标尺用一个字母在洛氏硬度符号 HR后面加以注明。常用的洛氏硬度标尺是 A B、 C三种，其中C标尺应用最为广泛。(3)优缺点：优点：操作简单迅速，能直接从刻度盘上读出硬度值；压痕小，可测成品及较薄工件；测硬度范围大。缺点：数值波动大3、维氏硬度。原理：与布氏硬度试验相同。测量压痕对角线长度，从表中查出。表示：与布氏硬度相同。可测较薄的材料，也可测量表面渗碳、渗透层的硬度，可测定很软到很硬的各种金属材料的硬度、准确。四、冲击韧性：金属材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力称为冲击韧性。常用一次摆锤冲击弯曲，试验来测定金属材料的冲击韧性。冲击韧度越大，表示材料的冲击韧性越好。五、疲劳强度a)疲劳概念：在交变应力作用下，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后产生裂纹或突然发生完全断裂的现象称为金属的疲劳。b)疲劳破坏的特征、疲劳断裂时无明显的宏观朔性变形，断裂前没有预兆，而是突然破坏；、引起疲劳断裂的应力很低，常常低于材料的屈服点；、疲劳破坏的宏观断口由两部分组成。F：小结G:布置作业第二节、金属的工艺性能A课题：金属的工艺性能R课型：新课G教学目的与要求：1、掌握工艺性能的概念，包括的四方面的内容。2、掌握铸造性能、锻造性能、焊接性能和切削加工性能的要领及主要指标。D、教学重点与难点1、金属的工艺性能概念及包括的四方面内容是教学重点。2、掌握铸造性能的流动性、收缩性是教学的难点。E、教学过程工艺性能是指金属材料对不同加工工艺方法的应能力。一、铸造性能：金属(材料)及合金在铸造工艺中获得优良铸件的能力称为铸造性能。1、流动性：熔融金属的流动能力称为流动性。主要受金属化学成份和浇注温度等的影响。2、收缩性：铸件在凝固和冷却过程中，其体积和尺寸减小的现象称为引缩性。二、锻造性能：用锻压成形方法获得优良锻件的难易程度称为锻造性能。三、焊接性能：大量接性能是旨金属材料对焊接加工的适应性。金、切削加性能：切削加工(性能)金属材料的难易程度称为切削加工性能。铁碳合金一、铁碳合金的分类(1)钢：C< 2.11%的铁碳合金(2)铸铁：2.11%0C的铁碳合金二、铁碳合金的成分与性能的关系。含碳量越高，钢的强度和硬度越高，而塑性和韧性越低。课题二合金钢A:任务一：认识合金结构钢任务二：认识合金工具钢任务三：了解特殊性能钢B:课型：新课C:教学目的与要求：1、掌握合金钢的概念、合金元素在钢中的主要作用；2、掌握合金钢的分类和牌号。D、教学重点与难点E、