金屬成形加工基礎(chǔ).doc

金屬成形加工基礎(chǔ)第一單元 鑄造成形什么是鑄造？鑄造是指熔煉金屬，制造造型，并將熔融金屬澆入與零件形狀相適應(yīng)的鑄型中，待熔融金屬凝固后獲得的一定形狀,尺寸和性能的金屬零件或毛坯的成形方法。鑄造成形的方法分類 主要分為砂型鑄造和特種鑄造兩類。在砂型中生產(chǎn)鑄件的鑄造方法，稱為砂型鑄造。與砂型鑄造不同的鑄造方法，稱為特種鑄造。特種鑄造包括金屬型鑄,壓力鑄造，離心鑄造，熔模鑄造，低壓鑄造，陶瓷型鑄造，連續(xù)鑄造和擠壓鑄造等。造型方法 造型方法通常分為手工造型和機(jī)器造型兩大類。手工造型包括：1.整體模造型 2分開模造型 3.挖沙造型 4.假箱造型 5活塊造型 6.三箱造型. 7.刮板造型機(jī)器造型包括：1.緊砂方法 2.起模方法主要的工藝參數(shù)是加工余量，起模斜度，鑄造圓角，收縮率和芯頭等。流動(dòng)性 流動(dòng)性是指熔融金屬的流動(dòng)能力。它是影響熔融金屬充型能力的主要因素之一。填空題1.特種鑄造包括金屬型鑄,壓力鑄造，離心鑄造，熔模鑄造，低壓鑄造，陶瓷型鑄造，連續(xù)鑄造和擠壓鑄造等。2.型砂和芯砂主要由原砂，粘結(jié)劑，附加物，久砂，和水組成3.造型材料應(yīng)具備的性能有一定的強(qiáng)度，可塑性，耐火性，透氣性，退讓性和潰散性等。4.手工造型方法有整體模造型，分開模造型，挖沙造型，假箱造型，活塊造型，三箱造型和刮板造型。5.澆注系統(tǒng)由澆口杯，直澆道，橫澆道，和內(nèi)澆道組成。6.造型方法通常分為手工造型和機(jī)器造型兩大類。7.金屬液溫度冷卻到室溫要經(jīng)過液態(tài)收縮，凝固收縮，固態(tài)收縮三個(gè)階段。8.鑄造應(yīng)力分為收縮應(yīng)力，熱應(yīng)力，相變應(yīng)力。9.所謂的順序凝固是指鑄件按“薄壁厚壁冒口”的順序進(jìn)行凝固的過程。第二單元 鍛壓成型什么是鍛壓？鍛壓是對(duì)坯料施加外力，使金屬產(chǎn)生塑形變形，改變尺寸，形狀及改善性能，用以制造機(jī)械零件或毛坯的成形加工方法。金屬鍛造成形加工包括：沖壓，擠壓，軋制，拉拔等。鍛壓成型的特點(diǎn)：1.改善金屬內(nèi)部組織，提高金屬的力學(xué)性能 2.節(jié)約金屬材料 3.具有較高的生產(chǎn)率 4.生產(chǎn)范圍廣可鍛性 金屬的可鍛性是指金屬在鍛壓加工過程中承受塑性變形而不開裂的能力。金屬變形的實(shí)質(zhì)由于晶界處原子排列絮亂，各個(gè)晶粒的位向不同，使晶界處的位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)較難，所以，晶粒愈細(xì)，晶界面積愈大，變形抗力愈大，金屬的強(qiáng)度也愈高；另外，晶粒越細(xì)，金屬塑性變形分散在更多的晶粒內(nèi)進(jìn)行，應(yīng)力集中較小，金屬的塑性變形能力也越好。加工硬化 隨著金屬冷變形程度的增加，金屬材料的所以強(qiáng)度指標(biāo)和硬度都有所提高，但塑性有所下降，這種現(xiàn)象稱為冷變形強(qiáng)化（或加工硬化）。冷變形金屬加熱時(shí)發(fā)生的變化過程包括：回復(fù)，再結(jié)晶和晶粒長(zhǎng)大三個(gè)階段。冷加工與熱加工的界限 從金屬學(xué)的觀點(diǎn)劃分冷加工與熱加工的界限是再結(jié)晶溫度。在再結(jié)晶溫度以上的塑形變形屬于熱加工；在再結(jié)晶溫度以下的塑形變形稱為冷加工。鍛造流線 在鍛造時(shí)金屬的脆性雜質(zhì)被打碎，沿著金屬主要伸長(zhǎng)方向呈帶狀分布；塑形雜質(zhì)隨著金屬變形沿主要伸長(zhǎng)方向呈帶狀分布；且在再結(jié)晶過程中不會(huì)消除，這樣熱鍛后的金屬組織具有一定的方向性，通常將這種組織稱為鍛造流線。填空題1.塑性變形能力與變形抗力是衡量鍛造性能優(yōu)劣的兩個(gè)主要指標(biāo)。塑形越高，塑性變形抗力越小，金屬的可鍛性越好。2.隨著金屬冷卻變形程度的增加，材料的強(qiáng)度和硬度都有所提高，塑形和韌性有所下降，是、使金屬的可鍛性惡化。3.金屬加熱的目的是提高金屬的塑形和降低變形抗力，以改善金屬的可鍛性和獲得良好的鍛后組織。4.金屬塑性變形的實(shí)質(zhì)是位錯(cuò)沿著滑移面運(yùn)動(dòng)的過程。5.鍛件圖是在零件圖的基礎(chǔ)上，考慮加工余量，鍛件公差，工藝余塊等因素后繪制而成的。6.彎曲件的彎邊直線高度應(yīng)大于板厚的兩倍，否則，應(yīng)先壓槽后彎曲，或加高彎曲后，再將多余的高度切除。7.彎曲件的彎曲半徑應(yīng)大于材料許可的最小彎曲半徑，以免彎裂。8.彎曲件彎曲后，由于有回彈現(xiàn)象，所以，彎曲磨具的角度應(yīng)比成品零件的角度小一個(gè)回彈角。9.沖壓的基本工序可分為分離工序和成形工序兩大類。判斷題1.細(xì)晶組織的可鍛性由于粗晶組織。( )2.非合金鋼中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越低，可鍛性越好。（）3.零件工作時(shí)的拉應(yīng)力與鍛造流線一致。（）4.金屬在常溫下進(jìn)行的變形未冷變形，加熱后進(jìn)行的變形為熱變形。（）5.因鍛前進(jìn)行了加熱，所以，任何金屬材料均可進(jìn)行加熱。（）6.純金屬的組織和未飽和的單相固溶體組織具有良好的可鍛性。（）7.沖壓件材料應(yīng)具有良好塑形。（）8.彎曲模的角度必須與沖壓彎曲件的彎曲角度一致。（）9.落料與沖孔的工序方法相同，只是工序目的不同。（）第三單元 焊接成形熔焊 它是將待焊處的母材金屬融化以形成焊縫的焊接方法。壓焊 焊接過程中，必須對(duì)焊件施加壓力以完成的焊接方法。釬焊 采用比母材熔點(diǎn)低的金屬材料作釬料，將焊件與釬料加熱到高于釬料熔點(diǎn)，低于母材熔化溫度，利用液態(tài)釬料濕潤(rùn)母材，填充接頭間隙并與母材相互擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)連接焊件的工藝方法。什么是焊接？焊接時(shí)通過加熱或加壓或同時(shí)加熱加壓，并且用或不用填充材料使工件達(dá)到結(jié)合的一種工藝方法。焊接的方法有很多，通常分為三大類：熔焊，釬焊和壓焊。焊接的特點(diǎn)1.減輕結(jié)構(gòu)重量，節(jié)約金屬材料2.可以制造雙金屬結(jié)構(gòu)3.能化大為小，以小拼大4.結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，產(chǎn)品質(zhì)量好5.便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化與自動(dòng)化6.容易產(chǎn)生應(yīng)力與變形焊接應(yīng)力與焊接變形產(chǎn)生的原因焊接是一種局部加熱的過程。焊后當(dāng)焊件溫度冷至室溫時(shí)，殘存于焊件中的內(nèi)應(yīng)力則為焊接應(yīng)力。焊后殘存與焊件上的變形稱為焊接變形，焊接變形是由于焊接應(yīng)力超過焊件的屈服強(qiáng)度時(shí)產(chǎn)生的。機(jī)械矯正法 通常采用壓力機(jī)，千斤頂，專用矯直機(jī)和手錘等對(duì)焊件變形部位或其他部位施加一定力，使焊件變形消失。火焰矯正法 火焰矯正法是利用局部加熱，使焊件局部產(chǎn)生壓縮變形，使較長(zhǎng)的金屬材料在冷卻后收縮，達(dá)到矯正變形的方法。填空題1.焊接電弧由陰極區(qū)，陽極區(qū)，弧柱區(qū)三部分組成。2.焊件接陽極，焊條接陰極的接法稱為正接法。3.生產(chǎn)中按焊接電流的種類不同，焊機(jī)可以分為交流弧機(jī)和直流弧機(jī)兩大類。4.電焊條由藥芯和藥皮組成。5.焊縫的空間位置有平焊，立焊，橫焊，仰焊。6.焊接接頭的基本形式有對(duì)接焊頭，角接焊頭，T形焊頭，搭接焊頭。7.氣焊的主要設(shè)備有氧氣瓶，乙炔氣瓶，乙炔減壓器，回火防止器，焊炬，膠皮管。8.氣焊火焰分為中性焰，碳化焰，氧化焰。9.焊接變形的基本形式有收縮變形，角變形，扭曲變形，波浪變形，彎曲變形。10.預(yù)防和消除焊接應(yīng)力與焊接變形一般從設(shè)計(jì)和工藝兩方面采取措施。11.矯正焊接變形的方法有機(jī)械矯正法，火焰矯正法兩大類。12.金屬材料焊接接頭包括焊縫，熔合區(qū)和熱影響區(qū)三部分。選擇題1.下列焊接方法中屬于熔焊的有 C 。A.摩擦焊 B.電阻焊 C.激光焊 D.高頻焊2.焊接電弧中陰極區(qū)的溫度是 A ，陽極區(qū)的溫度是 B ，弧柱區(qū)的溫度是 C 。A.2400K左右 B.2600K左右 C.60008000K3.焊接一般結(jié)構(gòu)件時(shí)用 A ，焊接重要結(jié)構(gòu)件時(shí)用 B ，當(dāng)焊縫處有鐵銹，油脂等物時(shí)用 A ，要求焊縫抗裂性能高時(shí)用 B 。A.酸性焊條 B.堿性焊條4.氣焊低碳鋼時(shí)用 A ，氣焊黃銅時(shí)用 B ，氣焊鑄鐵時(shí)用 C 。A.中性焰 B.氧化焰 C.碳化焰5.下列金屬材料中焊接性好的是 A ，焊接性差的是 B 。A.低碳鋼 B.鑄鐵 C.高合金鋼 D.純鐵6.下列減少和預(yù)防焊接應(yīng)力與焊接變形的措施中那些是工藝措施 ACD 。A.焊前預(yù)熱 B.減少焊縫數(shù)量 C.反變形法 D.剛性固定法判斷題1.凡是焊接時(shí)在接頭施壓的方法就是壓焊。（）2.焊條電弧焊是非熔化極電弧焊。（）3.電焊鉗的作用就是夾持焊條。（）4.選用焊條直徑越大時(shí)，焊接電流也應(yīng)越大。（）5.在焊接的四種空間位置中，橫焊是最容易操作的。（）6.所有的金屬都適合于氧乙炔切割。（）7.釬焊時(shí)的溫度都在450以下。（）第四單元 金屬切削加工基礎(chǔ)知識(shí)主運(yùn)動(dòng) 主運(yùn)動(dòng)是機(jī)床或人力提供的主要運(yùn)動(dòng)，它促使切削刀具和工件間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而使切削刀具前面接近工件。進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是由機(jī)床或人力提供的運(yùn)動(dòng)，它是工件之間產(chǎn)生附加的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，加上主運(yùn)動(dòng)，即可不斷地或連續(xù)地切削，并獲得具有所需幾何特性的加工表面。切削用量 切削用量是指在切削過程中的切削速度、進(jìn)給量和背吃刀量的總稱。硬質(zhì)合金 硬質(zhì)合金韌性較差，怕震動(dòng)和沖擊，成形加工較難。主要用于高速切削，要求耐磨性很高的切削刀具，如車刀、銑刀等。積屑瘤 在一定的切削速度內(nèi)切削塑形材料時(shí)，經(jīng)常發(fā)生在切削刀具尖附近的前面上牢牢地粘附一小塊很硬的金屬，這就是積屑瘤，又稱刀流。填空題1.切削運(yùn)動(dòng)包括主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)兩個(gè)基本運(yùn)動(dòng)。2.切削用量三要素是指切削速度，進(jìn)給量，和背吃刀量。3.目前用于生產(chǎn)商的切削刀具材料種類有碳素工具鋼，合金工具鋼，高速鋼，硬質(zhì)合金，陶瓷，金剛石和立方碳化硼。4.外圓車刀的切削部分由前面，后面，副后面，主切削刃，副切削刃和刀尖組成。5.一把普通的外圓車刀的主要角度有前角0，后角0，副后角0，主偏角r，副偏角r，刃傾角s等。6.常用的切削類型有崩狀切削，帶狀切削，結(jié)狀切削三種。7.切削過程中的物理現(xiàn)象包括積削瘤，切削力，切削熱，和刀具磨損。選擇題1.切削刀具的前角是在 A 內(nèi)測(cè)量的前角與基面的夾角。A.真交平面 B.切削平面 C.基面2.在切削運(yùn)動(dòng)中，主運(yùn)動(dòng)的速度是C 。A.最大的 B.最小的 C.不是最大，也不是最小的3.切削塑性材料時(shí)易形成B ,切削脆性材料時(shí)易形成A .A.崩碎切削 B.帶狀切削 C.結(jié)狀切削4.在總切削力的三個(gè)分力中，B 是最大的，故又稱主切削力。A進(jìn)給力Ff B.切削力Fc C.背向力Fp判斷題1.主運(yùn)動(dòng)可為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，也可為直線運(yùn)動(dòng)。（）2.在切削時(shí)，切削刀具前角越小，切削越輕快。（）3.在切削過程中，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的速度一般小于主運(yùn)動(dòng)速度。（）4.與高速鋼相比，硬質(zhì)合金突出的優(yōu)點(diǎn)是熱硬性好，耐高溫，耐磨性好。（）5.減小切削刀具后角可以減少切削刀具后面與已加工表面的摩擦。（）6.減少總切削力并不能減少切削熱。（）第五單元 金屬切削機(jī)床基礎(chǔ)知識(shí)填空題1.車刀主要用于回轉(zhuǎn)體表面。2.鉆床和鏜床均為孔加工機(jī)床。3.常用的鉆床有臺(tái)式、立式和搖臂式。4.鏜削加工時(shí)的主運(yùn)動(dòng)為鏜刀回轉(zhuǎn)為主運(yùn)動(dòng)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)為工件和鏜刀的移動(dòng)。5.刨床和插床都是平面加工機(jī)床，但刨床主要用來加工外表面，而插床主要用來加工內(nèi)表面。6.插床與刨床結(jié)構(gòu)上的主要區(qū)別是插床主要用來加工內(nèi)表面，刨床主要用來加工外表面。7.外圓磨削時(shí)主運(yùn)動(dòng)為砂輪的高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)分別為圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)、工件縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，砂輪的橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。8.常用的平面磨床有周磨磨床和端面磨床。9.對(duì)于高硬度材料來講，磨床幾乎是唯一的切削加工方法。第六單元 各種表面加工方法1.外圓表面車削分為粗車、半精車、精車、和精細(xì)車。2.齒輪常用的精加工方法有剃齒、衍齒和磨齒。3.車成形回轉(zhuǎn)體的加工方法有雙手控制法、成形刀法和靠磨法。4.研磨方法有手工研磨和機(jī)械研磨兩種。5.齒輪的齒形加工按加工原理可分為仿形法和展形法兩種。第七單元 鉗工填空題1鏨子的刃磨順序?yàn)槟尚泵婺蓚?cè)面磨頭部鏨子的楔角。2.鋸條的安裝應(yīng)注意安裝方向朝面。粗鋸齒適用于鋸削銅、鋁、低碳鋼、鑄鐵等較軟材料；細(xì)鋸齒適用于鋸削較硬材料、薄板、薄管等材料。3.攻螺紋是用絲錐在圓孔的表面加工出內(nèi)螺紋的操作。4.套螺紋是指用圓板牙在棒料上加工出外螺紋的操作。5.刮削一般按粗刮、細(xì)刮和精刮步驟進(jìn)行。6.銼刀按用途分，有鉗工銼刀、整形銼刀和特殊銼刀。7.鋸條是鋸削工具，按鋸齒的大小分為粗齒鋸條、中齒鋸條和細(xì)齒鋸條三種。第八單元 特殊加工與數(shù)控加工簡(jiǎn)介電火花加工 電火花加工是指在一定的介質(zhì)中，通過工具電極和工件電極之間脈沖放電的電蝕作用，對(duì)工件進(jìn)行加工的方法。又稱電腐蝕加工。電解加工 是利用金屬電極在電解液中所產(chǎn)生的陽極溶解作用，而進(jìn)行的加工方法，又稱電化學(xué)加工。超聲波加工 是利用工具作超聲波振動(dòng)，帶動(dòng)工件與工具間的磨料浮液沖擊和剖磨工件被加工部位，使工件局部材料破碎成粉末，實(shí)現(xiàn)穿孔、切割和研磨等加工的方法。激光加工 激光是一種高度集中、亮度高、方向性好、單色性好的相干光。激光加工是利用功率密度極高的激光束照射工件被加工部位，使工件材料瞬間融化或蒸發(fā)，并在沖擊波作用下將熔融材料噴射出去，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)工件進(jìn)行加工、蝕刻、切割的加工方法。填空題1.常用的特殊加工方法有電火花加工、電解加工、超聲波加工、激光加工等。2.數(shù)控機(jī)床是由程序載體、輸入裝置、CNC單元、伺服系統(tǒng)、位置反饋系統(tǒng)和機(jī)床機(jī)械組成。3.數(shù)控機(jī)床按運(yùn)動(dòng)軌跡分類有采用點(diǎn)位控制、直線控制和輪廓控制的數(shù)控機(jī)床。4.采用點(diǎn)位控制的機(jī)床有數(shù)控鉆床、數(shù)控鏜床、數(shù)控沖床。5.采用輪廓控制的數(shù)控機(jī)床有數(shù)控銑床、數(shù)控車床、數(shù)控磨床、數(shù)控齒輪加工機(jī)床。6.數(shù)控機(jī)床按工藝用途分類有普通數(shù)控機(jī)床和數(shù)控加工中心。第九單元 切削加工工藝過程的制訂工序 工序是指一個(gè)或一組人，在一個(gè)工作地點(diǎn)，對(duì)同一個(gè)或同時(shí)對(duì)幾個(gè)工件加工，所連續(xù)完成的那一部分工藝過程。工序是生產(chǎn)管理和經(jīng)濟(jì)核算的基本單元。工步 工步是指在加工表面和加工工具不變的情況，所連續(xù)完成的那一部分工序。一個(gè)工序可由多個(gè)工步組成。安裝 安裝包括定位和夾緊兩項(xiàng)內(nèi)容。工位 工位是指為了完成一定的工序部分，一次裝夾工件后，工件或夾具與設(shè)備的可動(dòng)部分一起相對(duì)刀具或設(shè)備的固定部分所占據(jù)的每一個(gè)位置。走刀 在同一工步中，由于加工余量大等原因，需要用同一刀具，在相同的轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量條件下，對(duì)同一加工面進(jìn)行多次切削，每一次切削就是一次走刀。機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)可分為：?jiǎn)渭a(chǎn)、成批生產(chǎn)和大量生產(chǎn)。設(shè)計(jì)基準(zhǔn) 在零件圖上用來標(biāo)注尺寸和表面相互位置的基準(zhǔn)，稱為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。工藝基準(zhǔn) 工藝基準(zhǔn)是工件在加工或產(chǎn)品裝配中確定其他點(diǎn)、線、面位置所依據(jù)的基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn) 包括粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)。第一道工序一般都用毛坯面作為定位基準(zhǔn)，這種以毛坯表面作為定位基準(zhǔn)的稱為粗基準(zhǔn)。一般粗基準(zhǔn)只用一次，繼續(xù)加工時(shí)需用已加工面作為定位基準(zhǔn)，這種采用已加工面作為定為基準(zhǔn)的稱為精基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)的選擇（1）粗基準(zhǔn)選擇原則1）采用工件非加工表面作粗基準(zhǔn)，以保證加工表面與非加工表面之間的位置誤差為最小。2）如果必須保證工件某重要表面的加工余量均勻，則應(yīng)選擇該表面作為粗基準(zhǔn)。3）應(yīng)盡量采用平整的、足夠大的毛坯表面作為粗基準(zhǔn)。4）粗基準(zhǔn)不能重復(fù)使用，這是因?yàn)榇只鶞?zhǔn)的表面精度低，不能使工件在兩次安裝中保持同樣的位置。5）便于工件的裝夾。（2）精基準(zhǔn)選擇原則1）基準(zhǔn)重合原則。盡可能使用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為粗基準(zhǔn)。2）基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。應(yīng)盡可能使更多的表面都用同一個(gè)基準(zhǔn)。3）互為基準(zhǔn)原則。當(dāng)工件上兩個(gè)加工表面之間的位置精度要求較高時(shí)，可以采用兩個(gè)相互位置精度要求的加工表面護(hù)衛(wèi)基準(zhǔn)，反復(fù)加工。4）便于安裝，并且使夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。5）盡量選擇形狀簡(jiǎn)單、尺寸較大的平面作為精基準(zhǔn)