机械英语考试

UNIT1 Advanced Engineering Material1、材料可以按多种方法分类。科学家常根据状态将材料分为：固体、液体或气体。他们也把材料分为有机材料(曾经有生命的)和无机材料(从未有生命的)。2 就工业效用而言，材料被分为工程材料和非工程材料。那些用于加工制造并成为产品组成部分的就是工程材料。3 非工程材料则是化学品、燃料、润滑剂以及其它用于加工制造过程但不成为产品组成部分的材料。4工程材料还能进一步细分为：金属材料陶瓷材料复合材料 聚合材料，等等。Metals and Metal Alloys 金属和金属合金5金属就是通常具有良好导电性和导热性的元素。许多金属具有高强度、高硬度以及良好的延展性。6 某些金属能被磁化，例如铁、钴和镍。在极低的温度下，某些金属和金属化合物能转变成超导体。7合金与纯金属的区别是什么？纯金属是在元素周期表中占据特定位置的元素。例如电线中的铜和制造烹饪箔及饮料罐的铝。8 合金包含不止一种金属元素。合金的性质能通过改变其中存在的元素而改变。金属合金的例子有：不锈钢是一种铁、镍、铬的合金，以及金饰品通常含有金镍合金。9 为什么要使用金属和合金？许多金属和合金具有高密度，因此被用在需要较高质量体积比的场合。10 某些金属合金，例如铝基合金，其密度低，可用于航空航天以节约燃料。许多合金还具有高断裂韧性，这意味着它们能经得起冲击并且是耐用的。 金属有哪些重要特性？11 密度定义为材料的质量与其体积之比。大多数金属密度相对较高，尤其是和聚合物相比较而言。12 高密度材料通常由较大原子序数原子构成，例如金和铅。然而，诸如铝和镁之类的一些金属则具有低密度，并被用于既需要金属特性又要求重量轻的场合。13 断裂韧性可以描述为材料防止断裂特别是出现缺陷时不断裂的能力。金属一般能在有缺口和凹痕的情况下不显著削弱，并且能抵抗冲击。橄榄球运动员据此相信他的面罩不会裂成碎片。14 塑性变形就是在断裂前弯曲或变形的能力。作为工程师，设计时通常要使材料在正常条件下不变形。没有人愿意一阵强烈的西风过后自己的汽车向东倾斜。15 然而，有时我们也能利用塑性变形。汽车上压皱的区域在它们断裂前通过经历塑性变形来吸收能量。16 金属的原子连结对它们的特性也有影响。在金属内部，原子的外层阶电子由所有原子共享并能到处自由移动。由于电子能导热和导电，所以用金属可以制造好的烹饪锅和电线。17 透过金属是不可能的，因为这些价电子吸收任何到达金属的光子。没有光子通过。18 合金是由一种以上金属组成的混合物。加一些其它金属能影响密度、强度、断裂韧性、塑性变形、导电性以及环境侵蚀。19 例如，往铝里加少量铁可使其更强。同样，在钢里加一些铬能减缓它的生锈过程，但也将使它更脆。Ceramics and Glasses陶瓷和玻璃20 陶瓷通常被概括地定义为无机的非金属材料。照此定义，陶瓷材料也应包括玻璃；然而许多材料科学家添加了“陶瓷”必须同时是晶体物组成的约定。21 玻璃是没有晶体状结构的无机非金属材料。这种材料被称为非结晶质材料。Properties of Ceramics and Glasses陶瓷和玻璃的特性22 高熔点、低密度、高强度、高刚度、高硬度、高耐磨性和抗腐蚀性是陶瓷和玻璃的一些有用特性。23 许多陶瓷都是电和热的良绝缘体。某些陶瓷还具有一些特殊性能：有些是磁性材料，有些是压电材料，还有些特殊陶瓷在极低温度下是超导体。陶瓷和玻璃都有一个主要的缺点：它们容易破碎。24 陶瓷一般不是由熔化形成的。因为大多数陶瓷在从液态冷却时将会完全破碎(即形成粉末)。25 因此，所有用于玻璃生产的简单有效的诸如浇铸和吹制这些涉及熔化的技术都不能用于由晶体物组成的陶瓷的生产。作为替代，一般采用“烧结”或“焙烧”工艺。26 在烧结过程中，陶瓷粉末先挤压成型然后加热到略低于熔点温度。在这样的温度下，粉末内部起反应去除孔隙并得到十分致密的物品。27光导纤维有三层：核心由高折射指数高纯光传输玻璃制成，中间层为低折射指数玻璃，是保护核心玻璃表面不被擦伤和完整性不被破坏的所谓覆层，外层是聚合物护套，用于保护光导纤维不受损。28 为了使核心玻璃有比覆层大的折射指数，在其中掺入微小的、可控数量的能减缓光速而不会吸收光线的杂质或搀杂剂。29 由于核心玻璃的折射指数比覆层大，只要在全内反射过程中光线照射核心/覆层分界面的角度比临界角大，在核心玻璃中传送的光线将仍保留在核心玻璃中。30 全内反射现象与核心玻璃的高纯度一样，使光线几乎无强度损耗传递长距离成为可能。UNIT2 Working Drawing1 工作图是将设计变为实际产品所依据的图样。所有的正投影（orthographic projection）原理和绘图技术都可用来在工作图中表达项目中的细节。零件图(detail drawing)是在一整套工作图中一个零件（或细节）的工作图。 2 技术要求（specifications）是工作图中所附的文字说明部分。当一个设计方案需要用几张图纸来表示时，通常将技术要求以统一(consolidate)的格式写在工作图上 。3 所有的零件都必须在某种程度上与其他零件相互影响，以产生设计方案中要求的功能。在绘制零件图之前，设计人员应该对工作图进行透彻的分析，以保证每个零件与其他零件有适当的配合，所标注的公差（tolerance）准确无误，接触表面具有适当的粗糙度，零件之间可以产生正确的运动。 4 在准备工作图时，大部分工作由绘图员来完成，但设计人员通常是工程师，要对图纸的正确与否负责。正是工作图使产品得以生产或建造出来。 5 工作图是法律合同，记录了在工程师的指导下，制定的设计细则和技术要求。因此图纸必须尽可能地清楚、准确和详尽。对于一个项目，在生产或建造时进行修改（revision）或更改(modification)所付出的代价远比在设计初始阶段进行这项工作花费更多的费用。6 质量较差的工作图将会浪费时间和资源，且会增加实施成本。为了在经济上有竞争优势，图纸必须尽可能地没有差错（error-free）。7 英寸是英制的基本单位，实际上在美国所有的生产图纸中却用英寸来标注尺寸。8 毫米是公制的基本单位。标注尺寸时可以省略去数字后面公制单位的缩写，因为标题栏附近的SI符号表明所有单位却是公制的。9 有些工作图同时使用英寸和毫米两种单位标注尺寸，通常将用毫米标注的尺寸放在圆括号或方括号中。单位也可以先用毫米给出。然后换算成英寸，并且将其放在方括号中表示。然后换算成英寸，并且将其放在方括号中表示两种单位之间的换算会产生必须舍入的数位误差。每张图纸所用的主要单位制，必须在标准栏中加以说明。 Title Blocks 10 在实践中标题栏中通常包括标题或零件名称、制图员、日期、比例、公司和图号。另外，还可以包含公差、审核者和材料等信息，在第一次制图之后，任何为改进设计方案而做的修改和更正都应该在修改栏中标明。 11 根据项目复杂度的不同，一套工作图和图纸数量少则一张，多至一百多张。因此在每张图纸上标注上序号和这套图纸的总数是重要的。例如6张一套中的第2张，6张一套中的第3张，等等。Parts List 12 在零件明细表中，零件的序号和名称必须与工作图中的同一个零件一致。还要给出所需要的图样零件的数量和制造零件所用的材料。 13 如果一套工作图中每一张图纸都采用同一种比例，只要在每张图的标题栏中标明一次即可。如果一张工作图上有几个不同比例的零件图，要在每组视图上标明其比例。在这种情况下，在标题栏中对应比例的位置上标明“如图所示”。当图纸没有按照比例绘制时，将缩写NTS（不按比例）放在标题栏中。 Part Names and Numbers 零件名称和序号14 给每个零件一个名称和序号，所用的字母和数字的高度为1/8英寸（3mm）。将零件序号放在圆圈内，这种圆圈称balloons（气球），其直径大约是数字高度的4倍。 15 将零件的序号放在该零件视图附近，以便清楚地表明它们之间的关系（association）。在装配图中，圆圈是非常重要的，以为同样的零件序号将用在零件明细表内。16 图纸的审核人员应该具有特殊的素质，他们能够发现图中的错误，提出修改和改进意见，以便制造出物美价廉的产品 。审核人员可以是在制图和加工工艺方面有丰富经验的主任制图员，或是创始该项目的工程师或者设计人员。在一些较大的公司中，图纸要由有关的各个生产车间会同评审，确保为每个零件指定最有效的生产方法。 17 审核人员从不审核原图，而是用彩色铅笔在蓝图上进行修改。并将修改后的图纸退还给制图员，让其对原图进行修改，并准备另一张图纸供最后核准用。 18 审核人员通过工作图、零件图检查设计方案是否正确无误。此外他们还负责检查图纸的完整性、质量、易读性和清晰度 。19 除了(in addition to)对每处修改却做好记录外，制图员应该记录整个项目期间所做的一切更改。随着项目的进行，制图员应该将所有的更改日期和有关人员记录下来。这样的记录使得任何人员在将来对项目进行复核时，很容易清楚地了解获得最后设计方案所经理的过程。 20 在图纸的准备过程中，经常要进行许多计算。如果计算结果丢失或者计算工作完成的不好，则必须重新进行计算，因此，它们作为记录的永久组成部分 。UNIT3 Dimension&Tolerance1 在图纸标注尺寸时，除非设计者有意标明，注在尺寸线上的数字代表的尺寸仅仅是近似的，并不代表任何精度等级。为了详细标明精度等级，有必要在尺寸上增加公差数字。公差是零件允许的变动量或给定尺寸允许的总变动。一根轴可能的名义尺寸为2.5in.(63.5mm)，但由于实际原因不用大成本是不能在制造中保持这个数字的，因此要增加确定的公差。如果允许有0.003in.(0.08mm)的变化，则此尺寸可表达为2.5000.003(63.50.08mm)。2 具有紧密公差的尺寸表示该零件必须恰当地与某些其它零件配合。所采用的制造工艺和使利润最大化的最小生产及装配成本都要求给定公差以保持所需允差。一般而言，零件的成本随着公差的减小而上升。如果一个零件有若干或较多表面要机加工，且几乎不允许偏离名义尺寸，则成本会超过正常合理的界限。3 允差，有时会跟公差混淆，但其具有完全不同的含义。它是配合零件之间最小的预期间隙空间，代表着允许的最紧配合条件。+0.003如果一根尺寸为1.498-0.003的轴与尺寸为1.500的孔配合，孔的最小尺寸为1.500而轴的最大尺寸为1.498。这样允差就是0.002，而由最小轴尺寸和最大孔尺寸形成的最大间隙为0.008。4 公差可以是单向的也可以是双向的。单向公差意味着任何变动都是只从名义或基本尺寸出发向一个方向变+0.003动的。引用前例，孔的尺寸标注为1.500，它表示了一个单向公差。如果尺寸标为1.5000.003，就是双向公差；即它可以在名义尺寸之上或之下变化。单向体系允许在依然保留相同允差或配合类型的情况下改变公差。而双向体系在不同时改变一个或两个配合零件名义尺寸的情况下，这是不可能做到的。大规模生产中配合零件必须能互换，单向公差是经常遇到的。为了使配合零件之间具有过盈或强制配合，公差必须产生零或负允差。Tolerances, Limits and Fits公差、极限和配合5 图纸必须按方便制造零件的方式将设计者的要求真实和完整地表达出来。对每一描述产品所需的尺寸都只须标注一次而不必在不同的视图中重复。有关同一特性的尺寸，诸如孔的位置和大小，如果可能应出现在同一视图上除绝对需要的尺寸外，不应该有更多的尺寸；而在任意方向上，只能在一个尺寸上标注特性要求。6 偶尔也可能为了检查而必须给出供参考的辅助尺寸。在这种情况下，尺寸应该用括号括起来，以便参考。这样的尺寸不受通用公差控制。7 影响零件功能的尺寸总是应该标注的而不要留作其它尺寸的和或差。如果不是这样，那尺寸允许的总的变化将形成其它尺寸及它们的公差的和或差，这会导致这些公差不得不定得过紧。总尺寸一般应该标注。8 除非另行说明，所有尺寸都必须受图上的通用公差控制。一般这样的公差受到尺寸量值的控制。在影响功能或互换性的尺寸上必须标注专门的公差。9 为了允许在制造过程中必然会发生的精度变化，并提供零件的互换性和正确功能，一个公差系统是必需的.公差是为了允许工艺上不可避免缺陷而存在的尺寸上的不同。公差范围取决于制造机构的精度、机加工过程和尺寸的量值。公差范围越大，则制造过程的成本就越低。双向公差是在公称尺寸两侧都有公差带的公差。单向公差是仅在公称尺寸一侧有公差带的公差，在这种情况下公称尺寸成了两个极限中的一个。10 极限是公差带的极限尺寸。例如公称尺寸30毫米 公差 极限11 配合取决于两配合零件公差带之间的关系，并且可以概括地分为具有正允差的间隙配合，允差可以是正或负的过渡配合和总是负允差的过盈配合。 Type of Limits and Fits极限和配合的类型12 在一些最主要采用公制的国家中广泛使用的ISO的极限和配合系统，比ANSI的极限和配合系统要复杂得多。13 在这个系统中，每个零件都有基本尺寸。零件尺寸的每一极限，不管大小，都通过对基本尺寸的偏差来定义；其量值和符号由正被讨论的极限减去基本尺寸得到。零件尺寸的两个极限之差称为公差，这是一个没有符号的绝对量值。存在三种配合：1)间隙配合，2)过渡配合(装配后可以有间隙或过盈)，和3)过盈配合。基轴制或基孔制均可采用。对任何给定的基本尺寸，公差范围和偏差可以相对于被称为零线的零偏差线来确定。14 公差是基本尺寸的函数 并通过一个被称为等级的数字符号标明即公差等级。公差相对于零线的位置同样为基本尺寸的函数通过一个或两个字母符号表达，大写字母表示孔而小写字母表示轴。这样基本尺寸为45毫米的一个孔和轴配合规格可能是45H8/g7。ISO规定了二十种标准的公差等级，称之为IT01，IT0，IT118，给在直至500毫米强行分段(例如03，36，610, ., 400500毫米)中的公称直径提供具体数值。对516级而言，公差单位i的值可用下式计算这里i的单位是微米，而D的单位是毫米.15 标准的轴和孔偏差同样都由若干公式提供；然而对实际应用，公差和偏差都在三张相当复杂的表格中规定了。对基本尺寸大于500毫米和在“一般用途”和“精密机械和钟表”两个类别中的“常用的轴和孔”而言，由附加的表格给出数值。UNIT5 Casting Process1 铸造是一种将熔化的金属倒入或注入合适的铸模腔并且在其中固化的制造工艺。在冷却期间或冷却后，把铸件从铸模中取出，然后进行交付。2 铸造工艺和铸造材料技术从简单到高度复杂变化很大。材料和工艺的选择取决于零件的复杂性和功能、产品的质量要求以及成本预算水平。3 通过铸造加工，铸件可以做成很接近它们的最终尺寸。回溯6,000年历史，各种各样的铸造工艺就如同科技进步一样处于一个不断改进和发展的状态。Sand Casting 砂型铸造4 砂型铸造用于制造大型零件(具有代表性是铁，除此之外还有青铜、黄铜和铝)。将熔化的金属倒入由型砂(天然的或人造的)做成铸模腔。本节讨论砂型铸造工艺，包括型模、浇注口、浇道、设计考虑因素及铸造余量。5 砂型里的型腔是采用型模(真实零件的近似复制品)构成的，型模一般为木制，有时也用金属制造。型腔整个包含在一个被放入称为砂箱的箱子里的组合体内。砂芯是插入铸模的砂型，用于生成诸如孔或内通道之类的内部特征。砂芯安放在型腔里形成所需形状的孔洞。砂芯座是加在型模、砂芯或铸模上的特定区域，用来在铸模内部定位和支撑砂芯。冒口是在铸模内部增加的额外空间，用于容纳过多的熔化金属。其目的是当熔化金属凝固和收缩时往型腔里补充熔化金属，从而防止在主铸件中产生孔隙。6 在典型砂型铸造的两箱铸模中，上半部分（包括型模顶半部、砂箱和砂芯)称为上型箱，下半部分称为下型箱，见图3.1所示。分型线或分型面是分离上下型箱的线或面。首先往下型箱里部分地填入型砂和砂芯座、砂芯，并在靠近分型线处放置浇注系统。然后将上型箱与下型箱装配在一起，再把型砂倒入上型箱盖住型模、砂芯和浇注系统。型砂通过振动和机械方法压实。然后从下型箱上撤掉上型箱，小心翼翼地取出型模。其目的是取出型模而不破坏型腔。通过设计拔模斜度型模垂直相交表面的微小角度偏移量来使取出型模变得容易。拔模斜度最小一般为1.5mm(0.060in.)，只能比此大。型模表面越粗糙，则拔模斜度应越大7 熔化的金属从浇注杯注入型腔，浇注杯是浇注系统向型腔提供熔化金属的部分。将浇注系统的垂直部分与浇注杯连接的是浇注口，浇注系统的水平部分称为浇道，最后到多点把熔化金属导入型腔的称为闸道。除此之外，还有称为排放口的浇注系统延长段，它为合成气体和置换空气排放到大气提供通道。8 型腔通常大于所需尺寸以允许在金属冷却到室温时收缩。这通过把型模做得大于所需尺寸来达到。为解决收缩效应，一般而言型模做得比所需尺寸大，必须考虑线性因素并作用于各个方向。收缩余量仅仅是近似的，因为准确的余量是由铸件的形状和尺寸决定的。另外，铸件的不同部分也可能需要不同的收缩余量。 砂型铸件一般表面粗糙，有时还带有表面杂质和表面变异。对这类缺陷采用机加工(最后一道工序)的余量。9 一般而言，砂型铸造作业的典型阶段包括(如图3.2所示)： 1. 制作型模。做成用于在型砂中形成型腔的形状。2. 同时还要制作砂芯。这些砂芯用粘结砂做成，等铸件完成后将被打碎取出。3. 型砂与膨润土之类的添加剂充分地混合以增强连接及整体强度。4. 型砂在型模周围成形，并根据需要安放闸道、浇道、冒口、排放口和浇注杯等。通常要采取压紧步骤来保证良好的覆盖和坚固的铸型。安放砂芯来制成铸件的凹形结构或内部特征。为了以后铸模匹配还要用到定位销。对大质量铸件可能需要加入冷却物来使其较快冷却。5. 取走型模，将铸模烘焙以增加强度。6. 匹配上下铸模，做好浇铸金属的准备。7. 金属在熔炉或坩埚中预热到高于液化温度的一个合适范围内(不希望金属在浇铸完成前凝固)。确切的温度要根据应用场合严格控制。在此期间还要进行排气和其它处理步骤，例如去除杂质(即熔渣)。可以加入一定量原先是这种金属铸件的废料再融化10%是适当的。 8. 将金属缓慢而连续地注满型模。9. 随着熔化金属的冷却(几分钟到几天）10. 在零件开始凝固其内部形成固态金属的小型树枝状结晶期间金属性能被确定，同时也产生了内应力。如果零件以恒定速率冷却得足够缓慢，最终零件将相对均质并释放内应力。11. 一旦零件在共析点以下完全凝固，可以不考虑金属的最后性能而将其取出。这时可以简单地打碎砂型并取出零件，但零件表面会有大量型砂粘附着，内部还有实心的砂芯。12. 大量的剩余型砂和砂芯要通过机械敲击零件来去除。其它的选择还有采用振动台、喷砂/喷丸机、手工作业等等。13. 最后零件要用刀具、喷枪等切掉浇道闸道系统，这样就接近最终形状了。再用磨削作业去除多余的部分。14. 通过机加工将零件切削到最终形状。可能还要用清洗作业去除氧化物等。