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液面用细实线绘制。 (2)剖面符号的画法 在同一个金属零件的零件图中,剖视图、断面图的剖面线,应画成间隔相等、方向相同而且与 水平成45°的平行的细实线 ,如图2-5-2a所示。当图形的主要轮廓线与水平成 45°或接近45°时,该 图形的剖面线应画成与水平成 30°或60°的平行的细实线,其倾斜方向和间隔仍应与其他图形的剖面 线一致,如图 2-5-2b所示。 图2-5-2 剖面线的画法 (三)画剖视图的注意事项 (1)剖切平面一般应通过机件内部结构要素的对称平面或轴线等,并要平行或垂直于某一投影 面。 (2)剖视图是在作图时假想把机件切开而得来的,实际的机件并没有缺少一块;所以在一个视 39 图采取剖视后,其他视图不受影响,仍按完整的机件画出,如图 2-5-1c所示的俯视图就是这样。 (3)剖切平面后方的可见部分应全部画出,不能遗漏。在图 2-5-3中漏画了阶台面和交线的投 影。这种情况,在初学时常会出现,要注意防止。 (4)在剖视图上,对于已经表示清楚的结构,其虚线可以省略不画。在没有剖开的视图上,虚 线的问题也按同样原则处理。 图2-5-3 剖视图中易漏画的轮廓线 图2-5-4 定位块的单一全剖视图 (四)剖切位置与剖视图的标注 标注的目的是帮助看图时判断剖切位置和剖切后的投影方向,便于找出各视图之间的对应关系。 根据国家标准规定,剖视图的标注包括下列各项: (1)一般应在剖视图的上方用字母标出剖视图的名称 “×-×”。在相应的视图上用剖切符号(线 宽1~1.5 母,如图 2-5-1c所示。 (2)当剖视图按投影关系配置,中间又没有其他图形隔开时,可省略箭头,如图 2-5-4所示。 当单一剖切平面通过机件的对称平面,并且剖视图按投影关系配置,中间又无其他图形隔开时,可 省略标注,如图 2-5-4所示的主视图。 (3)剖视图的配置可应用基本视图配置的规定,也可配置在与剖切符号相对应的位置,必要时 允许配置在其他适当位置,如图 2-5-4 B-B剖视图所示。 二、剖切面 由于机件内部结构形状复杂,因此需选用不同数量、位置、范围及形状的剖切面来剖切机件, 才能把它们的内部结构形状表达得更清楚、恰当。 常用的剖切面 有:单一剖切面、几个相交的剖切 平面、几个平行的剖切平面及不平行于任何基本投影面的剖切平面等。 (一)单一剖切面 一般用一个平面剖切机件,如图 2-5-4、图2-5-5及图2-5-6 A-A所示,也可用柱面剖切机件。 当采用柱面剖切机件时,剖视图应按展开后画出,如图 2-5-6 B-B展开所示。 40 图2-5-5 定位块的轴测图 (1)采用单一平面剖切的剖视图画法 现以图2-5-5所示的定位块轴测图进一步分析剖视图的画法。 由图2-5-5可知,该机件外形简单,但内部结构比较复杂。主视图(图 2-5-4)采用单一剖切平 面的全剖视,称为单一全剖视图,主要表示该机件的横向台阶通孔及上部凹槽等结构。为显示该机 件的其他内部结构,还需要用 A- 视图位置,但为了合理地利用图纸,可将它布置在视图的右下角,如图 2-5-4所示。 (2)采用单一柱面剖切的剖视图画法 图2-5-6是定向转盘零件,它采用单一全剖视图表示了机件的内部结构,但弧形斜槽没有表示清 楚,所以采用柱面剖切弧形斜槽,按 “B-B展开”画法并且用 2∶1比例放大,如图 2-5-6所示。 图2-5-6 定向转盘剖视图 41 (二)几个平行的剖切平面 这种剖视图用来表达位于几个平行平面上的机件内部结构,如图 2-5-7所示。 (1)几个平行的剖切平面剖切的画法 由图2-5-7a可知,该机件的外形比较简单,内部结构在左端有阶台孔,中间有凹槽和圆柱孔, 右端有半圆柱形长方槽。如果采用视图,虚线较多,影响图形的清晰。此外,由于上述三种结构不 在同一平面内,若用一个平面剖切就不能全部表示出它们的内部结构形状。为了同时能剖切到这些 内部结构形状,可假想采用两个互相平行于 V面的剖切平面,分别通过孔、槽的中心线剖开机件画 成剖视图,如图 2-5-7b所示。 (2)几个平行的 剖切平面剖切标注 在剖切平面的起始、转折和终止处,要用带字母的剖切符号表示剖切位置,用箭头指明投影方 向;在剖视图上方要用相应的字母 “×-×”标出剖视图名称。当剖视图按投影关系配置,中间又没有 其他图形隔开时,也可省略箭头,如图 2-5-7b所示。 图2-5-7 下模座的几个平行剖切平面剖视图 当机件内部若干结构的中心线位于几个互相平行的平面内时,可以采用本方法表达内部结构。 (三)几个相交的剖切面 常用于具有回 转轴线的机件,例如盘、盖、手轮等表示孔、槽的形状。 图2-5-8油窗盖与图 2-5- 9摇杆是用两个相交的剖切平面剖切来表达机件内部结构。 图2-5-8 油窗盖的两相交剖切平面剖视图 42 图2-5-9 摇杆的两相交剖切平面剖视图 画几个相交的剖切面剖视图时应注意的问题: (1)相邻两剖切面交线都应垂直于同一投影面。 (2)被垂直于基本投影面的剖切平面剖开的结构及有关部分绕剖切面交线旋转到与选定的基本 投影面平行后再进行投射。 (3)几个相交的剖切面剖视标注:在剖视图上方用相应字母 “×-×”标出剖视图名称;同时在相 应的视图上标出剖切符号,并在起迄处和转折处用相同的字母标出,还应该用箭头指明投影方向。 (4)在剖切平面后面的结构要素一般仍按原来位置投影,如图 2-21中的油孔在俯视图上的投 影。 (四)不平行于基本投影面的剖切平面 如图2-5-10中的B-B所示。 采用这种方法画剖视图时,应在其上方标注剖视图的名称“×-×”,并在相应的剖视图上标注 剖切符号及带字母的箭头。在不致引起误解的情况下,允许将图形旋转,但在剖视图上方必须标注 “×-× ”或“ ×-×”,如图 2-5-10中的“B- 图2-5-10 支架的不平行于基本投影面的剖切平面剖视图 43 三、剖视图的种类 采用不同剖切面剖切机件时,根据剖切的范围可分为全剖视图、半剖视图和局部剖视图三种。 (一)全剖视图 用剖切平面(一个或几个)完全地剖开机件所得的剖视图,称为全剖视图。图 2-5-4所示是采用 单一剖切平面剖切的全剖视图,图 2-5-7所示是采用几个平行的剖切平面剖切的全剖视 图,图2-5-8、 图2-5-9所示是采用几个相交的剖切平面剖切的全剖视图,图 2-5-10是采用不平行于任何基本投影 面的剖切平面剖切的全剖视图。 (二)半剖视图 当机件具有对称平面时,在垂直于对称平面的投影面上投影所得的图形,可以对称中心线为界, 一半画成剖视,另一半画成视图,这种图形称为半剖视图 ,如图2-5-11所示。 图2-5-11 半剖视图
氡 Rn 2 8 18 32 18 8 从表3-1-3、表3-1-4可见,原子核外电子的分层排布是有一定规律的。 (1)各电子层所能容纳电子数最多为 2n²,即K层(n=1)为2×1²=2个,L层(n=2)为2×2²=8 个,M层(n=3)为2×3²=18个。 (2)最外层电子数不超过 8个(K层是最外层时不超过 2个)。 (3)次外层电子数不超过 18个,倒数第三层电子数不超过 32个。 (4)核外电子总是尽量排列在能量较低的电子层,然后再由里到外,依此排 列在能量逐渐升高 的电子层上,即 K层排满之后才排 L层,排满 L层才排M层。 以上几点是互相联系的,不能孤立理解。例如,当 M层不是最外层时,最多 可以排列 18个电 子,而当它是最外层时,则最多排列 8个电子;当 O层为次外层 时,就不是最多排列 2×5²=50个电 子,而是最多排列 18个电子。 (二)元素周期表的基本知识 (1)核外电子的周期性排列 为了认识元素之间的相互联系和内在规律,对核电荷数为 1~18的元素原子的 核外电子排布、原 子半径和一些化合价列表进行讨论。为方便,按核电荷数由小到大的顺序给元素编号,这种序号叫 做该元素的原子序数。原子序数在数值上和这种原子的核电荷数相等。 可以看出,原子序 数为1和2的元素,即氢和氦,只有一个电子层,电子由 1个增加到 2个, 达到稳定结构。原子序数为 3~10的元素,即从锂到氖,有两个电 子层,最外层电子从 1个增加到 8 个,达到稳定结构。原子序数为 11~18的元素,即从钠到氩,有三个电子层,最外层电子从 1个增 加到8个,达到稳定结构。如果 对18号以后的元素继续研究下去,同样可以发现,每隔一定数目的 元素,会重复 出现原子最外层电子数从 1个递增到 8个的情况。也就是说,随着原子序数的递 增, 元素原子的最外层电子排布呈周期性变化。 (2)原子半径的周期性变化 3号元素锂到 9号元素氟,随着原子序数的递增,原子半径由 1.23×10 -10 m递减到0.64×10 -10 m, 原子半径逐渐变小。由 11号元素钠到 17号元素氯,随着 原子序数的递增,原子半径从 1.54×10 -10 m 递减到0.99×10 -10 m,原子半径从大 到小。如果把所有的元素按照原子序数递增的顺序排列下来,会 发现随着原子序数的增加,元素的原子半径会发生周期性变化。 (3)元素周期律 84 随着原子序数的递增,不仅元素的原子核外电子以及原子半径排列呈周期性变化。通过对元素 主要化合价、原子第一电离能以及电子亲和能、元素的电负性等元素的性 质进行研究,都可以发现 相似的周期性变化。从而,可以得到一个规律,即元素的性质随着元素原子序数的递增呈周期性变 化,这个规律就叫做元素周期律。 (4)元素周期表 按照元素周期律,把现在已知的元素中电子层数相同的元素,按照原子序数递增的顺序从左到 右排成横行,再把不同横行中最外层电子数相同的元素按电子层数递增的顺序由上而下排成纵行。 这样所得到的表,叫做元素周期表。 元素周期表有 7个横行,叫做周期。每一周期中元素的电子层数相同,从左到 右原子序数递增, 周期的序数就是该周期元素具有的电子层数。第一周期最短,只有两种元素, 第二、第三周期各有 8 种元素,以上三个周期称为短周期。第四、五 周期各有 18个元素,第六周期有 32个元素,这三个 周期叫做长周期。第七周期尚 未填满,叫做不完全周期。 除第一周期外,同一周期中从左到右各元素原子最外电子层的电子数都是从 1个递增到 8个。 除了第一周期的元素是从气态元素氢开始,而第七周期未填满,每 一周期的元素都是从活泼的金属 元素开始,逐渐过渡到活泼的非金属元素。也就是说,同周期元素从左到右,金属性逐渐减弱,非 金属性逐渐增强,最后以稀有元素结尾。 周期表中有 18个纵行,称为族,除了第 8、9、10三个纵行合称 为第族外, 其余15个纵行,每 一个纵行称为一族。族又分主族和副族。由短周期元素和长周 期元素共同构成的族叫做主族,完全 由长周期元素构成的族叫做副族。除第Ⅶ族和零族 (稀有气体组成的族)外,其余 14个族分7个主 族和7个副族。族序数通常 用罗马数字表示。 主族元素在族序数后面标 土金属族、硼族、碳族、氮族、氧族和卤族。同一主族元素原子的最外层电子数相同,主族元素的族 序数就是该族元素原子最外层电子数。由于最外层电子数相同,同族元素具有相似的化学性质。同 主族元素按照原子序数从上到下,原子半径逐渐加大,金属性逐渐增强,非金属性逐渐减弱。 副族元素在族序数后面标 族、钛族、钒族、铬族和锰族。副族元素都是金属元素,都有可变化合价,与同周期的主族元素相 比,一般原子半径较小。 在元素周期表中,每种元素一般占一格。在每格中除了表示该元素的元素符号、元素名称和原 子量外,还标出该元素原子的核电荷数 (即原子序数)和原子 核外电子排布。 (三)离子的形成 带有电荷的原子 (原子团)叫做离子。 原子在外界条件作用下,可以失去或 者得到多余的电子,变成离子。离子有的带正电荷,有的 带负电荷。带正电荷的离子叫做阳离子,例如钠离子 N 和铵根离子(NH4 + )。带负电荷的离子叫做 阴离子,如氯离子( Cl - )和氧离子( O 2 - )等。 离子所带电荷数取决于原子失去或者得到电子的数目,原子失去的电子数等于离子所带的正电 荷数,原子得到的电子数等于离子所带的负电荷数。 85 离子和原子之间的区别在于: (1)离子带电,原子则是电中性的。 (2)离子的质子数与核外电子数不等,而原子的质子数与核外电子数是相等 的。 (3)同一种元素的原子与离子的化学性质不同。 四、分子 (一)分子的概念 和原子、离子一样,分子也是构成物质的一种微粒,也是保持物质化学性质的一种微粒。同种 物质的分子化学性质相同,不同物质的分子化学性质不同。由分子构成的物质发生物理变化时,物 质的分子本身并没有发生变化,例如,水转化为水蒸气的时候,水分子本身没有变化,水的化学性 质也没有变。由分子构成的物质在发生化学变化的时候,分子起了变化,例如在电解水的过程中, 水分子被分解成了氢分子和氧分子,失去了水的化学性质。在化学反应中,分子发生了变化,原子 没有发生变化。因此,原子是化学变化中最小的粒子。 分子很小,并且总在不停运动着。分子之 间是有间隔的,相同质量的同一物质在固态、液态、 气态时所占的体积不同,就是因为它们分子之间的间隔不同的缘故。 物质的热胀冷缩,也是因为物 质分子之间的间隔受热增大、遇冷缩小的缘故。 有机物一般都由分子构成,部分无机物也是由分子构成的。 (二)分子式 元素符号不仅可以表示元素,还可以表示元素组成的物质。分子式就是用元素符号表示物质分 子组成的式子。 每种纯净物质的组成是不变的,说明一种分子只有一个分子式。分子分为单质分子和化合物分 子。 氧气、氯气等单质的一个分子中含有两个原子,分子式分别为 O2、Cl2。氦、氩等稀有气 体的分 子是由单原子组成的,因此它们的分子式就是本身的元素符号,写成(  )复杂,为了书写和记忆方便,通常也用其元素 符号表示分子,如硫、磷、铁等,分子式写成 S、P、 Fe。 化合物是由不同种元素组成的物质,因此书写化合物分子式的时候,先写出组成化合物的元素 符号,然后在各元素的右下角用数字标出分子中所含该元素的原子数,如水分子写成 H2O,二氧化 碳写成CO2,碳酸钠写成 Na2CO3。 分子式的含义: (1)表示一种物质。 (2)表示该物质的一个分子。 (3)表示组成该物质的各种元素。 (4)表示该物质一个分子中各种元素原子的数目。 (5)表示该物质相对分子质量。 86 第二节 化学反应 一、化学方程式
钨极氩弧焊 钨极氩弧焊简称为 TIG焊,它是使用熔点很高的纯钨或钨合金 (钍钨、铈钨 )作为不熔化电极 的氩气保护焊,故也称不熔化极氩弧焊。 钨极氩弧焊焊接时一般均需另外加入填充焊丝,但有时在焊接薄件时不加填充焊丝。为防止钨 极的熔化和烧损,焊接电流不宜过大,电弧功率受到限制,焊缝熔深较浅,焊接生产率低,因此钨 极氩弧焊主要用于薄件 (焊件厚度小于 6mm)焊接。 钨极氩弧焊设备包括主电路系统、焊炬、供气系统、冷却系统和控制系统等。 (1)钨极氩弧焊的电流种类与应用 钨极氩弧焊有直流钨极氩弧焊和交流钨极氩弧焊两种。电流种类和极性选择主要取决于被焊接 材料。 直流钨极氩弧焊因电流没有极性变化,电弧稳定性好而被广泛应用。直流正接时,阳极区产生 的热量大,温度高, 有利于提高生产率。同时,因阴极区温度比阳极区低,有利于钨极的保护,因此 在生产中一般均采用直流正接。直流反接时,正极温度较高,钨极易发生烧损。直流反接有一种去 除工件金属氧化膜的作用,称为“阴极破碎”作用。如铝、镁及其合金表面有一层熔点很高的氧化 膜,焊接时覆盖在熔池表面,阻碍基体金属与填充金属的熔合。当采用直流反接时,焊件表面受到 从钨极(正极)飞来的大量正离子流的撞击,可将致密难熔的氧化膜击碎,使焊 接过程得以顺利进 行。 177 交流钨极氩弧焊一般用于铝、镁及其合金的焊接。由于交流电的极性周期变化,在负极性半周 波中(焊件为阴极)有“阴极破碎 ”作用,而在正极性半周波 中钨极可得到冷却,两者可兼顾,对于 铝、镁及其合金有最佳焊接效果。 (2)钨极氩弧焊工艺 为了确保钨极氩弧焊的质量,必须去除焊件与焊丝表面的氧化膜、油污等杂质,否则在焊接过 程中将会影响电弧的稳定性,产生气孔和未熔合等缺陷。焊接工艺参数如下: ① 钨极直径。钨极直径主要根据焊件厚度选取。此外,在同等焊接条件下, 选用不同的电流种 类和极性,钨极电流许用值不同,采用的钨极直径也不同。如钨极直径选择不当,将造成电弧不稳、 钨极烧损和焊缝夹钨现象。 ② 焊接电流。当钨极直径选定后,再选择合适的焊接电流。各种直径钍 (铈)钨极许用电流见 表7-4-3。 表7-4-3 各种直径钍 (铈)钨极的许用电流 钨极直径(mm) 直流正接
磁路的安培环路定律 (全电流定律 ) 在磁场中,沿任意闭合路径磁场强度相量切线分量的相量和等于此闭合路径所包围电流的代数 和。按此定律可知,闭合磁路的磁压降 (mR )应等于作用于该磁路上的磁通势 (IN)。显然,这一 点与电路的回路电压定律相似。 四、左、右手定则 (一)左手定则 用左手定则可以判断通电导体在磁场中受力的方向。平伸左手使掌心迎着磁力线,也就是让磁 力线垂直穿过掌心,伸直的四指与导线中的电流方向一致,则与四指成直角的大拇指所指的方向就 是导体受力的方向,如图 5-5-2所示。 图5-5-2 左手定则 电磁力的大小与磁场的强弱、电流的大小和方向、通电导体的有效长度有关。可用下式计算 : sinIBlF= 式中 F——导体在磁场中所受到的电磁力, N; 120 I——通过导体的电流, A; B——磁感应强度, T; l——导体的有效长度, m; α——载流导体与磁力线之间的夹角。 (二)右手螺旋定则 通电导体(或线圈)产生磁场的方向,可以用右手螺旋定则来判断。 (1)通电直导线磁场方向的判断方法:用右手握住导线,大拇指指向电流的方向,则其余四指 的方向就是磁力线的方向,如图 5-5-3(  )所示。 (2)线圈磁场方向的判断方法:将右手的大拇指伸直,其余四指沿着电流方向握住线圈,则大 拇指所指的方向就是线圈内部的磁场方向,如图 5-5-3(  )所示。 直导线 线圈 图5-5-3 导体产生磁场方向的判断 (三)右手定则 导体与磁力线间作相对切割运动时,产生感应电动势的方向可用右手定则来确定。 如图5-5-4所 示,伸平右手,拇指与其余四指垂直,让磁力线垂直穿过掌心,拇指所指的方向代表导线运动的方 向,则其余四指的指向就是感应电动势的方向。 图5-5-4 导体与磁力线相对运动时 121 第六节 变压器 变压器在生产、输送、分配和使用电能的电力系统中是一个十分重要的装置。它起着使电能传 输经济、运行安全、使用方便的作用。在电力拖动系统和自动控制系统中,广泛应用变压器,作为 电能传递或作为信号传输的元件。在国民经济的各个部门,也广泛使用各种类型的变压器,以提供 特种电源或满足特殊的需要。 一、变压器的工作原理 变压器是利用 电磁感应原理从一个电路向另一个电路传递电能或传输信号的一种电器, 这两个 电路具有相同的频率但有不同的电压和电流,也可以有不同的相数。 变压器的主要部件是一个铁心和套在铁心上的两个绕组。这两个绕组一般有不同的匝数,且相 互绝缘,如图5-6-1所示。 + u2 - i1 e1 1e 2 1 1 1 122 1 2 1 1 1 1 2 1 2
− − 从设计基准出发直接注出;其他尺寸可按切削加工顺序,从工艺基准出发标注,基准间加注联系尺 寸,从而得到了一种综合标注法,如图 2-8-7所示。 图2-8-7 综合式尺寸标法 (3)标注尺寸要适合加工方法的要求。轴承盖(图 2-8-8)下部的半圆孔,是与轴承座半圆孔合 在一起后加工出来的,因此不能注半径而应注直径(45 、039.0 040 +  )。同样,在轴承座上标注尺寸 时,也要标注直径(45 、039.0 040 +  )。又如图 2-8-9所示的夹紧块,其左上方有一个圆弧槽,这个槽 是用圆盘铣刀加工的,为了便于选取刀具,应注出圆弧直径尺寸 60。 (4)在零件图中标注尺寸,不要注成封闭的尺寸链。如图 2-8-7所示的齿轮轴,如果将各段的 长度和总长都注上尺寸(未注公差尺寸规定为 IT12~IT18),就成图 2-8-10所示的形式。这时,尺寸 线首尾相连像一根链条,所以称为封闭尺寸链。 67 从图中可以看出,各段最大极限尺寸的和与总长的最大极限尺寸是矛盾的。如保证了各段尺寸 精度,便不能保证总长的尺寸精度,反之也是一样。这是由于图中多注了一个尺寸所造成的,只要 取消任何一个尺寸后,矛盾就可以解决了。一般是取消其中一个不重要的尺寸,最好是取消由加工 顺序最后自然得到的一个不重要的尺寸。 图2-8-8 按加工方法标注半圆孔直径 图2-8-9 按加工方法标注圆弧直径 图2-8-10 封闭尺寸链 (5)零件上同一加工面与其他不加工面之间一般只能有一个联系尺寸。图 2-8-11为轴承盖的两 种轴向尺寸的标注形式。 图2-8-11b所示的加工面与三个不加工面之间注有尺寸 C、A、D。从图中可以看到,在切削该 加工面时,当切除去一层金属后,则这三个尺寸都同时变化,不可能同时达到所标注的尺寸要求, 因此,这种标注是错误的。图 2-8-11a的标注是正确的。 68
铁素体 铁素体是少量的碳和其他合金元素溶于 α-Fe中的固溶体。 α-Fe为体心立方晶格,碳原子以 间隙状态存在,合金元素以置换状态存在。铁素体的强度和硬度低,但塑性和韧性很好。 (2)渗碳体(Fe3 增加,钢中渗碳体的量也增多,钢的硬度、强度也增加,而塑性、韧性则下降。 (3)珠光体(P) 珠光体是铁素体和渗碳体的机械混合物,碳的质量分数为 0.8%左右。珠光体 的性能介于铁素体 和渗碳体之间,其强度较高,硬度适中,具有一定的塑性。 (4)奥氏体 体为面心立方晶格,奥氏体的强度和硬度不高,塑性和韧性很好。奥氏体的另一个特点是没有磁性。 (5)马氏体(M) 马氏体是碳在 α-Fe中的过饱和固溶体。马氏体的体积比相同质量的奥氏体 的体积大,因此由 奥氏体转变为马氏体时体积要膨胀,局部体积膨胀后引起的内应力往往导致零件变形、开裂。马氏 体的性能也是硬度很高,马氏体中过饱和的碳越多,硬度越高。 (6)莱氏体(L 的混合物,用符号 Ld表示。由于奥氏体在 723℃时还将转变 为珠光体,所以在室温下的莱氏体由珠 光体和渗碳体组成,这种混合物仍叫莱氏体,用符号 Ld'表示。莱氏体的力学性能和渗碳体相似,硬 度高,塑性很差。 (7)魏氏组织 魏氏组织是一种粗大的过热组 织,碳钢过热,晶粒长大后,很容易形成。粗大的魏氏组织使钢 材的塑性和韧性下降,使钢材变脆。 五、铁—碳平衡状态图的构造及应用 钢和铸铁都是铁碳合金,碳的质量分数小于 2.11%的铁碳合金称为钢,碳的 质量分数在