《武漢理工大學(xué)《金屬工藝學(xué)》復(fù)習(xí)》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《武漢理工大學(xué)《金屬工藝學(xué)》復(fù)習(xí)（23頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、單擊此處編輯母版標題樣式,,單擊此處編輯母版文本樣式,,第二級,,第三級,,第四級,,第五級,,,*,考試題型及分數(shù)分布情況,一、填空題（每空,0.5,分、共,20,分）,,二、選擇題（每小題,1,分，共,10,分,,）,,三、判斷題（每小題,1,分，共,10,分；正確√錯誤,×,）,,,四、名詞解釋（每小題,2,分，共,10,分）,,,五、工藝題（共,20,分）,,六、結(jié)構(gòu)工藝性分析題：要求文字說明結(jié)構(gòu)工藝性的不合理處并在答題紙上畫出正確的零件結(jié)構(gòu)圖（每小題,3,分共,30,分）,總復(fù)習(xí),,將熔煉好的液態(tài)金屬澆注到與零件的形狀和尺寸相適應(yīng)的鑄型型腔中，待其冷卻凝固后，所獲得毛坯或零件的成型方

2、法，稱為鑄造。,,液態(tài)合金的充型,（,澆不足、冷隔、氣孔、夾渣）,,液態(tài)金屬充滿鑄型型腔，獲得形狀準確、輪廓清晰的成型件的能力，稱為充型能力。充型能力不足時會產(chǎn)生澆不足、冷隔、夾砂、氣孔、夾渣等缺陷,,影響充型能力的因素,,合金的流動性；,澆注條件（,澆注溫度，,充型壓力）；鑄型填充條件（鑄型蓄熱能力，鑄型溫度，鑄型中的氣體）；鑄件結(jié)構(gòu)。,,鑄造合金的凝固與收縮,,凝固方式：逐層凝固，糊狀凝固，中間凝固,,收縮階段：液態(tài)收縮，凝固收縮，固態(tài)收縮,,工藝原則,,定向凝固原則,---,縮孔，縮松,,同時凝固原則,---,應(yīng)力,,鑄造內(nèi)應(yīng)力、變形與裂紋,,內(nèi)應(yīng)力：熱應(yīng)力、機械應(yīng)力,,變形：粗短細長,

3、,裂紋：熱裂、冷裂,鑄 造,,2009.8.13,武漢理工大學(xué)金工學(xué)部,鑄鐵件的生產(chǎn),,鑄鐵性能,,優(yōu)點：,良好的鑄造性能，如流動性好、收縮??；良好的切削加工性能；高的耐磨性；良好的吸震緩沖性能；低的缺口敏感性能。,缺點：,石墨極差的力學(xué)性能；對基體的割裂；石墨片尖端的應(yīng)力集中成為裂紋源。,鑄鐵的石墨化,,一次結(jié)晶決定石墨形態(tài)、分布特征和共晶團尺寸、數(shù)目。,,二次結(jié)晶視石墨化程度決定鑄鐵的三種基體組織。,,影響石墨化因素,,化學(xué)成分：,強促進石墨化元素硅,，,強阻礙石墨化元素,硫,；,,冷卻速度,-----,鑄件壁厚,,鑄鐵生產(chǎn)工藝,,孕育鑄鐵：孕育劑是含,Si,量為,75%,的硅鐵，適當提

4、高鐵水出爐溫度。,,可鍛鑄鐵：,先獲取全白口鑄件，再經(jīng)石墨化退火。,,球墨鑄鐵：,球化,+,孕育；適當提高鐵水出爐溫度；,適當提高砂型剛度。,,砂型鑄造,,常用的手工造型方法,,按砂箱特征：兩箱造型；三箱造型,,按模樣特征,：,整模造型；分模造型；活塊造型；挖砂造型；假箱造型；刮板造型,,澆注位置定義及選擇原則,,澆注位置定義：,澆注位置,是指澆注時鑄件在鑄型中所處的位置。這個位置是否正確，對鑄件的質(zhì)量影響很大。,,選擇原則：,P98-99,,分型面定義及選擇原則,,,,鑄造工藝參數(shù)：,,機械加工余量和鑄孔；,鑄造收縮率,；拔模斜度；鑄造圓角。,,,定性地繪出圖示零件的鑄造工藝圖,,先繪出零件

5、圖，再在零件圖上表示出澆注位置、分型面、加工余量、拔模,,斜度、型芯輪廓 （,P98,）,,課件畫工藝圖部分,鑄件的結(jié)構(gòu)設(shè)計,（教材 、課件及作業(yè)相關(guān)部分）,,金屬壓力加工 定義：,金屬壓力加工是指固態(tài)金屬在外力作用下產(chǎn)生塑性變形，獲得具有一定形狀、尺寸和力學(xué)性能的原材料、毛坯或零件的生產(chǎn)方法，又稱金屬塑性加工。,,冷變形與熱變形,金屬的再結(jié)晶溫度為,0.4T,熔，在再結(jié)晶溫度以上進行變形稱為熱變形，熱變形后，金屬具有再結(jié)晶組織，而無冷變形強化痕跡。,冷變形強化（加工硬化）：,在冷變形時，隨著變形程度的增加，金屬材料的所有強度指標（彈性極限、比例極限、屈服點和強度極限）和硬度都有所提高，但塑性

6、和韌性有所下降。,回復(fù)：,冷變形后的金屬加熱至一定溫度后，因原子的活動能力增強，使原子回復(fù)到平衡位置，晶粒殘余應(yīng)力大大減小。,回復(fù)溫度：,T,回,=(0.25,～,0.3)T,熔,再結(jié)晶：,當溫度升高到該金屬熔點的,0.4,倍時（,T,再,=0.4T,熔），金屬原子獲得更多的熱能，使塑性變形后金屬被拉長了的晶粒重新生核、結(jié)晶，變?yōu)樽冃吻熬Ц窠Y(jié)構(gòu)相同的新等軸晶粒。,,壓力加工,,纖維組織變化（,P139,）,,纖維組織具有方向性：,縱向塑性韌性提高；橫向塑性韌性降低。,,,纖維組織,的利用原則：,,使纖維分布與零件的輪廓相符合而不被切斷；,,使零件所受的最大拉應(yīng)力與纖維方向一致，最大切應(yīng)力與纖維

7、方向垂直。,,,,纖維組織的穩(wěn)定性很高，不能用熱處理方法消除，只有經(jīng)過壓力加工使金,,屬變形后才能改變其方向和形狀。,,金屬可鍛性,,衡量材料在經(jīng)受壓力加工時活的優(yōu)質(zhì)制品難易程度的工藝性能，用金屬的塑性和變形抗力綜合衡量。,,金屬可鍛性的影響因素,金屬本質(zhì)：化學(xué)成分；金屬組織。加工條件：變形溫度；變形速度；,應(yīng)力狀態(tài),。,,常用的鍛造方法,,自由鍛,,鍛前加熱,,加熱目的：提高塑性，降低抗力，改善可鍛性。,,鍛造溫度：,過低可鍛性差，加工硬化，導(dǎo)致緞裂；,過高導(dǎo),,致氧化、脫碳、過熱、過燒。,,自由鍛基本工序：,鐓粗、拔長、沖孔。,,自由鍛件結(jié)構(gòu)設(shè)計,（,P146,）,,圓錐過渡改成圓柱過渡

8、；加強筋、凸臺鍛不出；相貫線改成截柱體,,模鍛,,模鍛模膛：預(yù)鍛模膛，終鍛模膛；區(qū)別飛邊槽：倉部，橋部。,,制坯模膛：拔長，滾壓，彎曲，切斷，成形,,模鍛件結(jié)構(gòu)工藝性,,不深，不薄，簡單，少孔,,板料沖壓,沖壓基本工序：,分離工序，變形工序,,分離工序（沖裁）,,落料，沖孔,----,間隙計算基準：落凹沖突,,變形工序：,彎曲，拉深,,彎曲,---,使板料或坯料彎成一定角度和形狀的變形工序。,,考慮：,彎曲半徑限制；彎曲線垂直纖維方向；回彈。,,拉深,,拉深系數(shù)：,拉深直徑,d,與毛坯直徑,D,的比值。,拉深系數(shù)值越小則變形程度越,,大，在一次拉深過程中的最小拉深系數(shù)為,0.5-0.8,，,材

9、料塑性好取下限。,,拉深缺陷：,,拉穿,---,防止措施：合適拉深系數(shù)，合適的間隙和圓角，潤滑。,,起鄒,---,防止措施：,壓邊圈。,,,,例：,,大批量生產(chǎn)圖示墊圈，材料為低碳鋼板，厚度為,1.5mm,，問需要哪兩副模具？若雙面間隙,Z=0.2,，試分別計算出這兩副模具的凸凹模尺寸。,需一副沖孔模、一副落料模。,,沖孔模：,φ,凸,=φ,孔,=100,,φ,凹,=φ,凸,+Z=100+0.2=100.2,,落料模：,φ,凹,=φ,落料,=200,,φ,凸,=φ,凹－,Z=200,－,0.2=199.8,,焊 接,焊接方法分類：,熔焊，壓焊，釬焊,,電弧焊,,熔化焊的本質(zhì)是小熔池熔煉與鑄造

10、，是金屬熔化與結(jié)晶的過程。,,熔池存在時間短，,溫度高,；冶金過程進行不充分，氧化嚴重；熱影,,響區(qū)大。冷卻速度快，結(jié)晶后易生成粗大的柱狀晶。,,焊條,,焊芯和藥皮的作用,,焊條分類,,根據(jù)藥皮或熔渣種類的不同，電焊條可分為,酸性焊條與堿性焊條。,,酸性焊條工藝性好，而堿性焊條工藝性差,,堿性焊條有益元素多，,能使焊接接頭力學(xué)性能提高,,堿性焊條也稱低氫型焊條。,可以提高焊縫金屬的抗裂性,,堿性藥皮氧化性強，對銹、油、水的敏感性大，易產(chǎn)生飛濺和,CO,氣孔,,堿性藥皮在高溫下，易生成較多的有毒物質(zhì)（,HF,等），因而應(yīng)注意通風(fēng),,焊接接頭組織與性能,,熱影響區(qū)：熔合區(qū)，過熱區(qū)，正火區(qū)，部分相變

11、區(qū),,焊接應(yīng)力與變形,,焊接變形的基本形式：收縮變形，角變形，彎曲變形，波浪變形，扭曲變形,,防止和減小焊接變形的措施,,結(jié)構(gòu)設(shè)計：,中性軸對稱，,減少焊縫長度及數(shù)量,,常用的焊接方法,,手工電弧焊特點及應(yīng)用,,埋弧焊特點,,氬弧焊：不銹鋼及有色合金首選,,二氧化碳氣體保護焊：只適于低碳鋼和低合金鋼的焊接,,電渣焊特點：,,最適合焊接大厚度工件，可一次焊成生產(chǎn)率高；,液態(tài)金屬停留時間長，焊縫質(zhì),,量好；焊接成本低。,,電阻焊：,點焊，縫焊，對焊（電阻對焊，閃光對焊）,,釬焊：,硬釬焊,釬料熔點,﹥,450℃,﹥,軟釬焊,釬料熔點,,,金屬材料的可焊性,,金屬材料的可焊性，是指被焊金屬在采用一定

12、的焊接方法、焊接材料、工藝,,參數(shù)及結(jié)構(gòu)型式條件下，獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭的難易程度，即金屬材料在一定,,的焊接工藝條件下，表現(xiàn)出,“,好焊,”“,不好焊,”,的差別。,,估算鋼材可焊性的方法為,碳當量法：,,,根據(jù)經(jīng)驗：,,C,當量＜,0.4%,時，鋼材塑性良好，淬硬傾向不明顯，可焊性良好。,在一般的焊接工藝條件下，焊件不會產(chǎn)生裂縫，但對厚大工件或低溫下焊接時應(yīng)考慮預(yù)熱,。,,C,當量,=0.4%,～,0.6%,時,，鋼材塑性下降，淬硬傾向明顯，可焊性較差。焊前工件需要適當預(yù)熱，焊后應(yīng)注意緩冷，要采取一定的焊接工藝措施才能防止裂縫。,,C,當量＞,0.6%,時,，鋼材塑性較低，淬硬傾向很強，可焊性

13、不好。焊前工件必須預(yù)熱到較高溫度，焊接時要采取,減少焊接應(yīng)力,和,防止開裂,的工藝措施，焊后要進行適當?shù)臒崽幚?，才能保證焊接接頭質(zhì)量。,,焊接裂紋,,熱裂紋,,熱裂紋的特征：,熱裂紋可發(fā)生在焊縫區(qū)或熱影響區(qū)。熱裂紋的微觀特,,征是沿晶界開裂，所以又稱,晶間裂紋。,因熱裂紋在高溫下形成，所,,以有氧化色彩。,,熱裂紋產(chǎn)生的原因,:,液膜理論，高溫低強度理論，接頭中存在拉應(yīng)力。,,冷裂紋,,冷裂紋的形態(tài)和特征：,焊縫區(qū)和熱影響區(qū)都可能產(chǎn)生,冷裂紋,。冷裂紋,,的特征是無分支，通常為穿晶型。冷裂紋無氧化色彩。最常見的冷,,裂紋是,延遲裂紋,，即在焊后延遲一段時間才發(fā)生的裂紋。,,延遲裂紋的產(chǎn)生原因,

14、:,,焊接接頭,(,焊縫和熱影響區(qū)及熔合區(qū),),的淬火傾向嚴重，產(chǎn)生淬火組織，導(dǎo)致接頭性能脆化。,,焊接接頭含氫量較高，并聚集在焊接缺陷處形成大量氫分子，造成非常大的局部壓力，使接頭脆化。,,存在較大的拉應(yīng)力。因氫的擴散需要時間，所以冷裂紋在焊后需延遲一段時間才出現(xiàn)。由于是氫所誘發(fā)的，也叫氫致裂紋。,,,,焊縫的布置,焊縫分散布置的設(shè)計,焊縫對稱布置的設(shè)計,焊縫避開最大應(yīng)力集中位置的設(shè)計,焊縫遠離機械加工表面的的設(shè)計,,焊縫的布置,焊縫位置便于手弧焊的設(shè)計,便于自動焊的設(shè)計,便于點焊及縫隙焊的設(shè)計,,錯誤,的焊縫布置,焊接順序原則：先自由后約束,,切削加工,機床名稱,主運動,進給運動,機床名稱

15、,主運動,進給運動,臥式車床,工件旋轉(zhuǎn),車刀縱向、橫向、斜向直線運動,龍門刨床,工件往復(fù)移動,刨刀橫向、垂直、斜向間歇移動,鉆床,鉆頭旋轉(zhuǎn)運動,鉆頭軸向移動,外圓磨床,砂輪高速旋轉(zhuǎn),工件轉(zhuǎn)動，同時工件往復(fù)移動，砂輪橫向移動,臥銑,,立銑,銑刀旋轉(zhuǎn)運動,工件縱向、橫向移動（有時也做垂直方向移動）,內(nèi)圓磨床,砂輪高速旋轉(zhuǎn),工件轉(zhuǎn)動，同時工件往復(fù)移動，砂輪橫向移動,牛頭刨床,刨刀往復(fù)運動,工件橫向間歇移動或刨刀垂直斜向間歇移動,平面磨床,砂輪高速旋轉(zhuǎn),工件往復(fù)移動，砂輪橫向、垂直方向移動,切削運動,,切削用量,刀具在進給運動方向上相對工件的位移量 。所用刀具和切削運動形式不同，進給量的表述和度量方法

16、也不同。,,如銑削,：,f=,v,f,/n,切削三要素,切削速度,Vc,進給量,f,切削深度,a,p,（背吃刀量）,指在切削刃上選定點相對于工件主運動的瞬時速度,,v,c,= πdn/1000(m/min),待加工表面到已加工表面間的垂直距離,,a,p,=(dw-dm)/2,金屬切削過程,,切屑的種類,：,,帶狀屑：,用大前角的刀具，較高的切削速度和小的進給量切削塑性材料時，,,易得到帶狀切屑。,,節(jié)狀屑：,低的切削速度和較大的進給量加工中等硬度的鋼材時產(chǎn)生。,,崩碎屑：,工件材料脆性越大，刀具前角越小，切削深度和進給量越大，,,越易產(chǎn)生此類切屑,,積屑瘤：,,是指在一定范圍的切削速度下切削塑

17、性金屬時，常發(fā)現(xiàn)在刀具前刀,,面靠近切削刃的部位粘附著一小塊很硬的金屬，這就是積屑瘤。,,原因：,由于金屬的擠壓和強烈摩擦，使切屑與前刀面之間產(chǎn)生很大,,的應(yīng)力和很高的切削溫度。,,條件：,當應(yīng)力和溫度條件適當時，切屑底層與前刀面之間的摩擦力,,很大，使得切屑底層流出速度變得緩慢，形成一層很薄的“滯流層”。,,形成：,當滯流層與前刀面的摩擦阻力超過切屑內(nèi)部的結(jié)合力時，滯,,流層的金屬與切屑分離而粘附在切削刃附近形成積屑瘤。,刀具磨損和刀具耐用度,刀具磨損可分為三個階段：,,第一階段稱為初期磨損階段,,第二階段稱為正常磨損階段,,第三階段稱為急劇磨損階段,刀具耐用度：,指刀具刃磨后從開始切削直到

18、磨損量達到磨損標準為止的切削時間用Ｔ表示,。,,切削力,,,主切削力,:,,(,切向力,Fc,),切削合力在切削速度方向上的分力，垂直于基面，其大小約占總的切削合力的８５％～９０％。,,是計算機床動力的主要依據(jù),背向力,:,,(,徑向力,Fp,),切削合力在切削深度方向上的分力,;,它在基面內(nèi),.,,使工件彎曲變形或引起振動，產(chǎn)生形狀和尺寸誤差,,車細長軸時，由于徑向力的作用，車削的工件易出,,現(xiàn)腰鼓形。,,進給力：,,(,軸向力,Ff),切削合力在進給方向上的分力,;,它在基面內(nèi),.,,是設(shè)計和校驗機床進給機構(gòu)強度和剛度的主要依據(jù),。,切,,削,,合,,力,,常用金屬切削加工方法,,,車削：

19、,,車端面；車外圓；車圓錐；車螺紋；切槽或切斷；鉆中心孔；鉆孔；鏜孔；,,車成形面；滾花。,,鉆削：,,引偏：是指加工時由于鉆頭彎曲而產(chǎn)生的孔徑擴大、孔不圓或孔的軸線歪斜。,,銑削：,,銑平面；,銑鍵槽,；銑,T,形槽；銑燕尾槽；銑齒；銑螺旋槽；銑成形面等。,,磨削：,,加工材料范圍廣,,淬火鋼、未淬火銅及鑄鐵等材料,,淬火鋼等硬質(zhì)材料只能用磨削進行精加工,,有色金屬不適于采用磨削加工,,,,,切削工件的結(jié)構(gòu)工藝性,,盡量采用標準化參數(shù),,便于裝夾,,便于加工,,留出退刀空間：退刀槽；越程槽；空刀槽。,,便于提高生產(chǎn)效率,,減少裝夾次數(shù)：加工面應(yīng)等高；同類結(jié)構(gòu)要素要統(tǒng)一；軸上多鍵槽布局同向。,,選擇加工方法及設(shè)備,Φ35,圓柱面：磨削，外圓磨床；,,Φ55,圓柱面：車削，車床；,,鍵槽：銑削，銑床,,