金屬工藝學B復習金屬工藝學,武漢理工大學,2014年

1、金屬工藝學金屬工藝學Bl一、填空題（每空一、填空題（每空0.5分、分、20分）分）l二、簡答題（二、簡答題（5小題，共小題，共15分）分）l三、選擇題（每小題三、選擇題（每小題1分，共分，共10分）分）l四、綜合題（四、綜合題（6小題，共小題，共35分）分）l五、修改零件結構題（將不合適結構改為合適五、修改零件結構題（將不合適結構改為合適結構，并說明理由，每題結構，并說明理由，每題2分，共分，共20分。）分。） 充型能力：充型能力： 液態(tài)金屬充滿液態(tài)金屬充滿鑄型型腔鑄型型腔，獲得，獲得形狀準形狀準確確、輪廓清晰輪廓清晰的成型件的能力，稱為的成型件的能力，稱為充型充型能力能力。充型能力不足時會產(chǎn)

2、生。充型能力不足時會產(chǎn)生澆不足澆不足、冷冷隔隔、夾砂夾砂、氣孔氣孔、夾渣夾渣等缺陷。等缺陷。 充型能力首先取決于合金的流動性，充型能力首先取決于合金的流動性，同時又受鑄型性質、澆注條件和鑄件結構同時又受鑄型性質、澆注條件和鑄件結構等因素的影響。等因素的影響。澆注條件對充型能力的影響澆注條件對充型能力的影響l 澆注溫度：澆注溫度越高，液態(tài)金屬的澆注溫度：澆注溫度越高，液態(tài)金屬的粘度越小，過熱度高，金屬液內含熱量多，粘度越小，過熱度高，金屬液內含熱量多，保持液態(tài)的時間長，充型能力強。保持液態(tài)的時間長，充型能力強。l 充型壓力：充型壓力：液態(tài)金屬在流動方向上所受液態(tài)金屬在流動方向上所受的壓力稱為充型

3、壓力。充型壓力越大，的壓力稱為充型壓力。充型壓力越大， 充型能力越強。充型能力越強。l 澆注系統(tǒng)：澆注系統(tǒng)：澆注系統(tǒng)的結構越復雜，則澆注系統(tǒng)的結構越復雜，則流動阻力越大，充型能力越差。流動阻力越大，充型能力越差。 既然提高澆鑄溫度可提高液態(tài)合金的充型能力，既然提高澆鑄溫度可提高液態(tài)合金的充型能力，但為什么要防止?jié)茶T溫度過高？但為什么要防止?jié)茶T溫度過高？ 澆注溫度越高，則充型能力越好。但在實際生澆注溫度越高，則充型能力越好。但在實際生產(chǎn)中，常采用產(chǎn)中，常采用“高溫出爐，低溫澆注高溫出爐，低溫澆注”的原則，的原則，因為澆注溫度越高，金屬收縮量增加，吸氣增因為澆注溫度越高，金屬收縮量增加，吸氣增多，

4、氧化越嚴重，鑄件容易產(chǎn)生多，氧化越嚴重，鑄件容易產(chǎn)生縮松、縮孔、縮松、縮孔、粘砂、氣孔粘砂、氣孔等缺陷。等缺陷。 鑄造合金的結晶鑄造合金的結晶間隔越大，則流動性越間隔越大，則流動性越差差，具有，具有共晶共晶成分的合金流動性最好。成分的合金流動性最好。 亞共晶鑄鐵隨含碳量的增加，結晶溫度范圍減小，亞共晶鑄鐵隨含碳量的增加，結晶溫度范圍減小，流動性提高。流動性提高。l下列成分的鐵碳合金中流動性最好的是下列成分的鐵碳合金中流動性最好的是 wc=3.5% wc=4.0% wc=4.5% wc=5.0%鑄鐵，碳含量鑄鐵，碳含量2.11%6.69%亞共晶鑄鐵亞共晶鑄鐵-碳含量碳含量4.3%鋼，碳含量鋼，碳

5、含量2.11%亞共析鋼亞共析鋼-碳含量碳含量0.77%合金的收縮合金的收縮：合金從液態(tài)冷卻至室溫的過程合金從液態(tài)冷卻至室溫的過程中，其體積或尺寸縮減的現(xiàn)象。合金的收縮給液中，其體積或尺寸縮減的現(xiàn)象。合金的收縮給液態(tài)成形工藝帶來許多困難，會造成許多鑄造缺陷。態(tài)成形工藝帶來許多困難，會造成許多鑄造缺陷。（如：縮孔、縮松、裂紋、變形等）。（如：縮孔、縮松、裂紋、變形等）。合金的收縮可劃分為合金的收縮可劃分為三個階段：三個階段： 液態(tài)收縮；液態(tài)收縮； 凝固收縮；凝固收縮； 固態(tài)收縮。固態(tài)收縮。l合金的合金的液態(tài)收縮和凝固收縮液態(tài)收縮和凝固收縮表現(xiàn)為合表現(xiàn)為合 金體積的減小，通常稱之為金體積的減小，通常

6、稱之為體收縮。體收縮。 在此階段會出現(xiàn)在此階段會出現(xiàn)縮孔和縮松缺陷?？s孔和縮松缺陷。 液態(tài)合金冷卻液態(tài)合金冷卻 液態(tài)收縮液態(tài)收縮 凝固收縮凝固收縮 縮孔：恒溫下結晶縮孔：恒溫下結晶 縮松：兩相區(qū)結晶縮松：兩相區(qū)結晶l合金的固態(tài)收縮，體積和尺寸減小并存，通常稱合金的固態(tài)收縮，體積和尺寸減小并存，通常稱之為之為線收縮。在此收縮階段會線收縮。在此收縮階段會導致鑄件產(chǎn)生導致鑄件產(chǎn)生應力、變形和裂紋等缺陷。應力、變形和裂紋等缺陷。液態(tài)金屬的凝固與收縮液態(tài)金屬的凝固與收縮l 鑄件的凝固方式鑄件的凝固方式： 在鑄件的凝固過程中，其截面一般存在在鑄件的凝固過程中，其截面一般存在 三個區(qū)域，即三個區(qū)域，即液相區(qū)

7、、凝固區(qū)、固相區(qū)液相區(qū)、凝固區(qū)、固相區(qū)。對。對 鑄件質量影響較大的主要是液相和固相并存鑄件質量影響較大的主要是液相和固相并存 的凝固區(qū)的寬窄。鑄件的凝固方式就是依據(jù)的凝固區(qū)的寬窄。鑄件的凝固方式就是依據(jù) 凝固區(qū)的寬窄來劃分的。凝固區(qū)的寬窄來劃分的。l 鑄件的凝固方式通常有：鑄件的凝固方式通常有：逐層凝固；逐層凝固； 糊狀凝固糊狀凝固； 中間凝固中間凝固。減少和消除鑄件應力的途徑減少和消除鑄件應力的途徑l機械應力：暫時的，只須適時開箱；暫時的，只須適時開箱；l熱應力：熱應力： 1）鑄件的結構：鑄件各部分能自由收鑄件的結構：鑄件各部分能自由收縮；鑄件的結構盡可能對稱；鑄件的壁厚縮；鑄件的結構盡可能

8、對稱；鑄件的壁厚盡可能均勻；盡可能均勻； 2）工藝方面：采用同時凝固原則；）工藝方面：采用同時凝固原則； 3）時效處理：人工時效；）時效處理：人工時效； 自然時效；自然時效；l防止鑄件變形防止鑄件變形使鑄件結構對稱使鑄件結構對稱 設置拉筋設置拉筋 改善型（芯）砂的退讓性改善型（芯）砂的退讓性縮孔和縮松的防止縮孔和縮松的防止u 順序凝固原則順序凝固原則 ：是鑄件讓遠離冒口的地方先凝固是鑄件讓遠離冒口的地方先凝固靠近冒口的地方次凝固靠近冒口的地方次凝固最后才是冒口本身凝固最后才是冒口本身凝固實現(xiàn)以厚補薄，實現(xiàn)以厚補薄，將縮孔轉移到冒口中去將縮孔轉移到冒口中去u合理布置內澆道及確定澆鑄工藝合理布置內

9、澆道及確定澆鑄工藝u合理應用合理應用冒口、冷鐵和補貼冒口、冷鐵和補貼等工藝措施等工藝措施u不能不能防止鑄件變形防止鑄件變形鑄鐵的分類鑄鐵的分類按照石墨的形態(tài),鑄鐵可分為:石墨呈片狀鑄鐵,稱灰鑄鐵；石墨呈團絮狀的鑄鐵稱可鍛鑄鐵；石墨呈球狀的鑄鐵稱球墨鑄鐵；石墨呈蠕蟲狀的鑄鐵稱蠕墨鑄鐵。其中球墨鑄鐵綜合性能最好。 影響鑄鐵石墨化影響鑄鐵石墨化的因素可分為內的因素可分為內因和外因兩個方因和外因兩個方面，內因是化學面，內因是化學成分，外因是冷成分，外因是冷卻速度。卻速度。影響石墨化的因素影響石墨化的因素外因外因-冷卻速度冷卻速度l在生產(chǎn)過程中，鑄鐵的冷卻在生產(chǎn)過程中，鑄鐵的冷卻速度越緩慢，或在高溫下長

10、速度越緩慢，或在高溫下長時間保溫，均有利于石墨化。時間保溫，均有利于石墨化。l在其它條件一定的情況下，在其它條件一定的情況下，冷卻速度與鑄件的壁厚有關，冷卻速度與鑄件的壁厚有關，壁厚越大，冷卻速度越小，壁厚越大，冷卻速度越小，越有利于石墨化，反之亦然；越有利于石墨化，反之亦然；l在生產(chǎn)，鑄件的表面和薄壁在生產(chǎn)，鑄件的表面和薄壁處常形成白口組織，使切削處常形成白口組織，使切削加工困難，就是由于這個原加工困難，就是由于這個原因造成的。因造成的。鑄鐵的性能：鑄鐵之所以用得如此廣泛，是因為鑄鐵的性能：鑄鐵之所以用得如此廣泛，是因為石墨的存在，石墨的存在，使鑄鐵具有好多鋼所石墨的存在，石墨的存在，使鑄鐵

11、具有好多鋼所不具備的性能。不具備的性能。 良好的鑄造性能，如流動性好、收縮小等；良好的鑄造性能，如流動性好、收縮小等； 良好的切削加工性能；良好的切削加工性能； 高的耐磨性；高的耐磨性； 良好的吸振緩沖性能；良好的吸振緩沖性能； 低的缺口敏感性能。低的缺口敏感性能。灰鑄鐵的牌號灰鑄鐵的牌號灰鑄鐵的牌號由灰鑄鐵的牌號由HT+三位數(shù)字組成：三位數(shù)字組成：其中其中HT是灰鐵的漢語拼音縮寫；數(shù)字代是灰鐵的漢語拼音縮寫；數(shù)字代表鑄鐵的抗拉強度。表鑄鐵的抗拉強度。如如HT150表示最低抗拉強度為表示最低抗拉強度為150M Pa的灰鑄鐵。的灰鑄鐵。最小的灰鐵是最小的灰鐵是HT100，往上以，往上以50為間隔

12、為間隔遞增，最大為遞增，最大為HT350。可鍛鑄鐵可鍛鑄鐵特點：特點：l強度高強度高b=300-400Mpa，塑性（，塑性（12%）和韌性（和韌性（k 30J/Cm2)好。好。l石墨化退火周期長，石墨化退火周期長，40-70h, 鑄件成本高。鑄件成本高。l適用于制造承受震動和沖擊、形狀復雜的適用于制造承受震動和沖擊、形狀復雜的薄壁小件。薄壁小件。l其實它并不能真的用于鍛造其實它并不能真的用于鍛造20型砂主要由原砂、粘土和水等組成，型砂主要由原砂、粘土和水等組成，型砂應具備的性能：型砂應具備的性能：強度強度透氣性透氣性耐熱性耐熱性退讓性退讓性（可塑性等）（可塑性等）性能性能垮砂垮砂氣孔氣孔粘砂粘

13、砂裂紋等裂紋等 性能不足性能不足將引起缺陷將引起缺陷 金屬的液態(tài)成型工藝金屬的液態(tài)成型工藝 砂型鑄造：砂型鑄造： 手工造型手工造型； 機器造型；l 特種鑄造：特種鑄造： 金屬型鑄造金屬型鑄造； 熔模鑄造；擠壓鑄造 ； 低壓鑄造；壓力鑄造； 陶瓷型鑄造；離心鑄造。 砂型鑄造適用于各種形狀、大小、批量及各種合金砂型鑄造適用于各種形狀、大小、批量及各種合金鑄造的生產(chǎn)，是生產(chǎn)大型鑄件的唯一方法。鑄造的生產(chǎn)，是生產(chǎn)大型鑄件的唯一方法。 22砂型鑄造砂型鑄造-手工造型手工造型 整模造型 分模造型 活塊造型 挖砂造型 假箱造型 刮板造型等按模樣特征按模樣特征按砂箱特征按砂箱特征 兩箱造型三箱造型脫箱造型地坑

14、造型等l鑄造工藝圖的繪制鑄造工藝圖的繪制l分型面的選擇分型面的選擇 鑄型分型面是指鑄型組元間的接合面鑄型分型面是指鑄型組元間的接合面l工藝參數(shù)的確定工藝參數(shù)的確定 l澆注位置的確定澆注位置的確定分型面的選擇：指鑄型組元間的接合面分型面的選擇：指鑄型組元間的接合面 l 應保證模樣能順利的從鑄型中取出應保證模樣能順利的從鑄型中取出l 應盡量減少分型面的數(shù)量應盡量減少分型面的數(shù)量l 應盡量使分型面是一個平直的面應盡量使分型面是一個平直的面l 應使鑄件的全部或大部分置入同一砂箱應使鑄件的全部或大部分置入同一砂箱l 應使鑄件的全部或大部分置入下箱應使鑄件的全部或大部分置入下箱l 應盡量使型芯和活塊的數(shù)量

15、減少應盡量使型芯和活塊的數(shù)量減少 例如：鑄件的最大截面處例如：鑄件的最大截面處 l 鑄件的重要加工面和受力面應朝下鑄件的重要加工面和受力面應朝下l鑄件上表面容易產(chǎn)生砂眼、氣孔、夾渣等缺陷鑄件上表面容易產(chǎn)生砂眼、氣孔、夾渣等缺陷l 鑄件的大平面應朝下鑄件的大平面應朝下l鑄件的大平面在上，容易產(chǎn)生夾砂缺陷鑄件的大平面在上，容易產(chǎn)生夾砂缺陷l 鑄件的大面積的薄壁部分應朝下鑄件的大面積的薄壁部分應朝下l防止鑄件薄壁部分產(chǎn)生澆不足或冷隔缺陷防止鑄件薄壁部分產(chǎn)生澆不足或冷隔缺陷l 鑄件中的厚大部位應朝上或側放鑄件中的厚大部位應朝上或側放l防止產(chǎn)生縮孔缺陷防止產(chǎn)生縮孔缺陷收縮率收縮率l由于合金的線收縮，鑄件

16、冷卻后的尺寸由于合金的線收縮，鑄件冷卻后的尺寸將比型腔尺寸略有縮小。將比型腔尺寸略有縮小。l為了保證鑄件應有的尺寸，模樣必須放為了保證鑄件應有的尺寸，模樣必須放大一個該合金的收縮量。大一個該合金的收縮量。l為此制造模樣時，多使用特別的收縮尺，為此制造模樣時，多使用特別的收縮尺，如如0.8%、1.0%、1.5%.各種比例收各種比例收縮尺?？s尺?！敖Y構斜度結構斜度”為起模；設計圖上畫清晰。為起模；設計圖上畫清晰?！鞍文Ｐ倍劝文Ｐ倍取蹦恿簦还に囋O計想周細模樣留；工藝設計想周細 鑄造工藝圖（澆注位置、分型面、加鑄造工藝圖（澆注位置、分型面、加工余量、拔模斜度、型芯輪廓）。工余量、拔模斜度、型芯輪廓）

17、。鑄造結構工藝性便于起模鑄造結構工藝性便于起模結構應使工藝簡化結構應使工藝簡化簡化外形，簡化外形，分形少分形少 凸肋設計凸肋設計避活塊避活塊 內腔設內腔設計少用計少用芯，安芯，安芯排氣芯排氣與清理，與清理，事先考事先考慮想仔慮想仔細細 直分型直分型防挖砂防挖砂 塑性變形塑性變形 塑性變形：當外力增大到使金屬的內應力超過該金屬的屈服點之塑性變形：當外力增大到使金屬的內應力超過該金屬的屈服點之后，即使外力停止作用，金屬的變形并不消失。后，即使外力停止作用，金屬的變形并不消失。單晶體單晶體 在切應力作用下，晶體的一部分與另一部分沿著一定晶面產(chǎn)在切應力作用下，晶體的一部分與另一部分沿著一定晶面產(chǎn)生相對

18、滑移（該面稱為滑移面），從而造成晶體的塑性變形晶體生相對滑移（該面稱為滑移面），從而造成晶體的塑性變形晶體內部存在大量的缺陷，其中位錯對金屬塑性變形的影響最為明顯。內部存在大量的缺陷，其中位錯對金屬塑性變形的影響最為明顯。位錯運動的結果，就是實現(xiàn)整個晶體的塑性變形。位錯運動的結果，就是實現(xiàn)整個晶體的塑性變形。多晶體多晶體 多晶體由許多單個晶粒組成，其塑性變形可以看成由組成多晶多晶體由許多單個晶粒組成，其塑性變形可以看成由組成多晶體的晶粒產(chǎn)生變形（稱為體的晶粒產(chǎn)生變形（稱為晶內變形晶內變形）的綜合效果晶粒間存在滑動）的綜合效果晶粒間存在滑動和轉動（稱為和轉動（稱為晶間變形晶間變形）。）。 金屬在

19、常溫下經(jīng)過塑性變形后，內部組織將發(fā)生變化。金屬在常溫下經(jīng)過塑性變形后，內部組織將發(fā)生變化。晶粒沿著最大變形方向伸長晶粒沿著最大變形方向伸長晶格與晶粒均發(fā)生扭曲，產(chǎn)生內應力晶格與晶粒均發(fā)生扭曲，產(chǎn)生內應力晶粒間產(chǎn)生碎晶晶粒間產(chǎn)生碎晶l冷變形：冷變形： 變形溫度在變形溫度在再結晶溫度以下再結晶溫度以下時，這種時，這種變形稱為冷變形。變形稱為冷變形。l熱變形：熱變形： 變形溫度在變形溫度在再結晶溫度以上再結晶溫度以上時，變形時，變形產(chǎn)生的加工硬化被隨即發(fā)生的再結晶所產(chǎn)生的加工硬化被隨即發(fā)生的再結晶所抵消，變形后金屬具有再結晶的等軸晶抵消，變形后金屬具有再結晶的等軸晶粒組織，而無任何粒組織，而無任何加

20、工硬化痕跡加工硬化痕跡，這種，這種變形稱為熱變形。變形稱為熱變形。冷變形與熱變形相比，其優(yōu)點是冷變形與熱變形相比，其優(yōu)點是 尺寸、尺寸、形狀精度高形狀精度高l回復：回復：冷變形后的金屬加熱至一定溫度后，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，使原子回復到平因原子的活動能力增強，使原子回復到平衡位置，晶粒殘余應力大大減小，在晶粒衡位置，晶粒殘余應力大大減小，在晶粒大小尚無變化的情況下使其力學性能和物大小尚無變化的情況下使其力學性能和物理性能部分得以恢復的過程理性能部分得以恢復的過程。 T回回=0.250.3T熔（熔（k）l再結晶：再結晶：當溫度升高到該金屬熔點的當溫度升高到該金屬熔

21、點的0.4倍時倍時，金屬原子獲得更，金屬原子獲得更多的熱能，使塑性變形后金屬被拉長了的多的熱能，使塑性變形后金屬被拉長了的晶粒重新生核、結晶，變?yōu)樽冃吻熬Ц窠Y晶粒重新生核、結晶，變?yōu)樽冃吻熬Ц窠Y構相同的新等軸晶粒。構相同的新等軸晶粒。纖維組織的利用原則：纖維組織的利用原則： 具有纖維組織的金屬，各個方向上的力學性能不具有纖維組織的金屬，各個方向上的力學性能不相同。順纖維方向的機械性能比橫纖維方向的好。相同。順纖維方向的機械性能比橫纖維方向的好。金屬的變形程度越大，纖維組織就越明顯，力學性金屬的變形程度越大，纖維組織就越明顯，力學性能的方向性也就越顯著。能的方向性也就越顯著。l 使纖維分布與零件

22、的輪廓相符合而不被切斷。使纖維分布與零件的輪廓相符合而不被切斷。l 使零件所受的最大拉應力與纖維方向一致，最大使零件所受的最大拉應力與纖維方向一致，最大切應力與纖維方向垂直。切應力與纖維方向垂直。l纖維組織的穩(wěn)定性高，不能用熱處理方法加以消纖維組織的穩(wěn)定性高，不能用熱處理方法加以消除，只能通過塑性加工使金屬變形，才能改變其方除，只能通過塑性加工使金屬變形，才能改變其方向和形狀。向和形狀。l軋制軋制l擠壓（有哪擠壓（有哪4種？）種？）l拉拔拉拔l鍛造鍛造l自由鍛自由鍛l模鍛模鍛l板料沖壓板料沖壓金屬塑性成型的基本生產(chǎn)方法金屬塑性成型的基本生產(chǎn)方法 鍛造主要分為：鍛造主要分為：無模自由成型（也稱為

23、自由鍛）無模自由成型（也稱為自由鍛）模膛塑性成型（也稱為模鍛）模膛塑性成型（也稱為模鍛）自由鍛造自由鍛造使用的工具簡單、通用，生產(chǎn)準備周期使用的工具簡單、通用，生產(chǎn)準備周期短，靈活性大，所以使用范圍廣，特別適用于單件、短，靈活性大，所以使用范圍廣，特別適用于單件、小批量生產(chǎn)。而且，小批量生產(chǎn)。而且，自由鍛是大型件唯一的鍛造方自由鍛是大型件唯一的鍛造方法（法（1Kg300t）。 但自由鍛造的生產(chǎn)效率低，對操作工人的技藝要但自由鍛造的生產(chǎn)效率低，對操作工人的技藝要求高，工人的勞動強度大，鍛件精度差，后續(xù)機械求高，工人的勞動強度大，鍛件精度差，后續(xù)機械加工量大等致命弱點，導致自由鍛造在鍛件生產(chǎn)中加工

24、量大等致命弱點，導致自由鍛造在鍛件生產(chǎn)中日趨衰落。國外工業(yè)發(fā)達國家的中小型自由鍛件在日趨衰落。國外工業(yè)發(fā)達國家的中小型自由鍛件在其鍛件總產(chǎn)量的比重只有其鍛件總產(chǎn)量的比重只有2040。模膛的分類模膛的分類模膛模膛模鍛模膛模鍛模膛制坯模膛制坯模膛預鍛模膛預鍛模膛終鍛模膛終鍛模膛拔長模膛拔長模膛滾壓模膛滾壓模膛彎曲模膛彎曲模膛切斷模膛切斷模膛預鍛模膛預鍛模膛a、預鍛模膛的功用、預鍛模膛的功用 使坯料變形到接近于鍛件的形狀和尺寸使坯料變形到接近于鍛件的形狀和尺寸, 減少終鍛變形量減少終鍛變形量, 以保證終鍛時獲得成形飽滿、無折疊、裂紋或其它缺陷的優(yōu)以保證終鍛時獲得成形飽滿、無折疊、裂紋或其它缺陷的優(yōu)質

25、鍛件。質鍛件。v終鍛模膛終鍛模膛 作用：是使坯料最后變形到鍛作用：是使坯料最后變形到鍛件所要求的形狀和尺寸，因此它件所要求的形狀和尺寸，因此它的形狀應和鍛件的形狀相同。的形狀應和鍛件的形狀相同。 終鍛模膛的尺寸應比鍛件尺寸終鍛模膛的尺寸應比鍛件尺寸放大一個收縮量。鋼件收縮量取放大一個收縮量。鋼件收縮量取1.5%。 沿模膛四周有沿模膛四周有飛邊槽飛邊槽，用以，用以增增加金屬從模膛中流出的阻力加金屬從模膛中流出的阻力，促，促使金屬充滿模膛，同時使金屬充滿模膛，同時容納多余容納多余的金屬的金屬。 終鍛后在孔內留下一薄層金屬，終鍛后在孔內留下一薄層金屬，稱為沖孔連皮。不可以獲得具有稱為沖孔連皮。不可以

26、獲得具有通孔的鍛件。通孔的鍛件。 帶有沖孔連皮及飛邊的模鍛件帶有沖孔連皮及飛邊的模鍛件1-飛邊；飛邊；2-分模面；分模面；3-沖孔連皮沖孔連皮4-鍛件鍛件模鍛斜度及圓角半徑模鍛斜度及圓角半徑內壁斜度內壁斜度 2 2應比外壁斜度應比外壁斜度1 1大一級大一級內圓角半徑內圓角半徑R R是外圓角半徑是外圓角半徑r r的倍的倍模鍛斜度模鍛斜度圓角半徑圓角半徑模鍛斜度：為了使鍛件易于從模膛中取出，鍛模鍛斜度：為了使鍛件易于從模膛中取出，鍛件與模膛側壁接觸部分需帶一定斜度件與模膛側壁接觸部分需帶一定斜度余塊、機械加工余量和鍛造工差余塊、機械加工余量和鍛造工差l余塊（敷料）：為了簡化零件的形狀和余塊（敷料）

27、：為了簡化零件的形狀和結構，便于鍛造增加的一部分金屬結構，便于鍛造增加的一部分金屬l機械加工余量：為了保證機械加工最終機械加工余量：為了保證機械加工最終所需的尺寸而允許保留的多余金屬所需的尺寸而允許保留的多余金屬l鍛造工差：鍛件名義上的允許變動量鍛造工差：鍛件名義上的允許變動量金屬壓力加工生產(chǎn)中鍛前加熱易產(chǎn)生的缺金屬壓力加工生產(chǎn)中鍛前加熱易產(chǎn)生的缺陷陷金屬與空氣中氧氣發(fā)生金屬與空氣中氧氣發(fā)生“氧化氧化”反應。反應。合金中的石墨和空氣氧氣反應產(chǎn)生合金中的石墨和空氣氧氣反應產(chǎn)生“脫碳脫碳”現(xiàn)象。現(xiàn)象。 若加熱溫度過高，晶粒急劇長大，金屬力學若加熱溫度過高，晶粒急劇長大，金屬力學性能降低，這種現(xiàn)象稱

28、為性能降低，這種現(xiàn)象稱為“過熱過熱”。若加熱溫度更高接近熔點，晶界氧化破壞了若加熱溫度更高接近熔點，晶界氧化破壞了晶粒間的結合，使金屬失去塑性，坯料報廢，晶粒間的結合，使金屬失去塑性，坯料報廢，這一現(xiàn)象稱為這一現(xiàn)象稱為“過燒過燒”。拉應力：拉應力：使金屬原子間距離增大，尤其當金屬的內使金屬原子間距離增大，尤其當金屬的內部存在氣孔、微裂紋等缺陷時，在拉應力作用下，缺部存在氣孔、微裂紋等缺陷時，在拉應力作用下，缺陷處易產(chǎn)生應力集中，使裂紋擴展，甚至達到破壞報陷處易產(chǎn)生應力集中，使裂紋擴展，甚至達到破壞報廢的程度。廢的程度。壓應力：壓應力：使金屬內部原子間的距離減小，不易使缺使金屬內部原子間的距離減

29、小，不易使缺陷擴展使金屬內部摩擦阻力增大，變形抗力也隨之增陷擴展使金屬內部摩擦阻力增大，變形抗力也隨之增大應力力求創(chuàng)造最有利的變形條件，充分發(fā)揮金屬的大應力力求創(chuàng)造最有利的變形條件，充分發(fā)揮金屬的塑性，降低變形抗力，使功耗最少，變形進行得充分。塑性，降低變形抗力，使功耗最少，變形進行得充分。三個方向的應力中，壓應力的數(shù)目越多，則金屬的三個方向的應力中，壓應力的數(shù)目越多，則金屬的塑性越好；拉應力的數(shù)目越多，則金屬的塑性越差。塑性越好；拉應力的數(shù)目越多，則金屬的塑性越差。加工一種型材用拉拔要比擠壓省力，但它的塑性反加工一種型材用拉拔要比擠壓省力，但它的塑性反而不好。而不好。 液態(tài)模鍛的工藝過程液態(tài)

30、模鍛的工藝過程液態(tài)模鍛工藝的主要特點液態(tài)模鍛工藝的主要特點 在成型過程中，液態(tài)金屬在壓力下完成結在成型過程中，液態(tài)金屬在壓力下完成結晶凝固。晶凝固。 已凝固的金屬在壓力作用下，產(chǎn)生塑性變已凝固的金屬在壓力作用下，產(chǎn)生塑性變形，使制件外側壁緊貼模壁，液態(tài)金屬自始至形，使制件外側壁緊貼模壁，液態(tài)金屬自始至終獲得等靜壓。終獲得等靜壓。 液態(tài)模鍛對材料的選擇范圍很寬，不僅適液態(tài)模鍛對材料的選擇范圍很寬，不僅適用于鑄造合金，而且還適用于變形合金。用于鑄造合金，而且還適用于變形合金。液態(tài)模鍛是一種介于鑄造和鍛造之間的加工液態(tài)模鍛是一種介于鑄造和鍛造之間的加工方法。方法?？慑懶钥慑懶钥慑懶钥慑懶?常用金屬材

31、料在經(jīng)受壓力加工產(chǎn)生常用金屬材料在經(jīng)受壓力加工產(chǎn)生塑性變形的工藝性能來表示。塑性變形的工藝性能來表示。 可鍛性的優(yōu)劣是以金屬的可鍛性的優(yōu)劣是以金屬的塑性塑性和和變形抗力變形抗力來綜合評定的。來綜合評定的。 塑性是指金屬材料在外力作用下產(chǎn)生永久塑性是指金屬材料在外力作用下產(chǎn)生永久變形，而不破壞其完整性的能力。變形，而不破壞其完整性的能力。 金屬對變形的抵抗力，稱為變形抗力。金屬對變形的抵抗力，稱為變形抗力。 金屬的可鍛性取決于材料的性質（內因）金屬的可鍛性取決于材料的性質（內因）和加工條件（外因）。和加工條件（外因）。l薄板的薄板的沖壓成型沖壓成型l分分 離離 工工 序序：使坯料的一部分與另一部

32、使坯料的一部分與另一部分相互分離的工序。如落料、沖孔、切分相互分離的工序。如落料、沖孔、切斷、精沖等。斷、精沖等。l變變 形形 工工 序序：使坯料的一部分相對于另使坯料的一部分相對于另一部分產(chǎn)生位移而不破裂的工序。如拉一部分產(chǎn)生位移而不破裂的工序。如拉深、彎曲、翻邊、脹型、旋壓等。深、彎曲、翻邊、脹型、旋壓等。l落料及沖孔（統(tǒng)稱落料及沖孔（統(tǒng)稱沖裁沖裁）l落料落料是被分離的部分為成品，而周邊是是被分離的部分為成品，而周邊是廢料；廢料；l沖孔沖孔是被分離的部分為廢料，而周邊是是被分離的部分為廢料，而周邊是成品。成品。落料落料凹模和凹模和沖孔沖孔凸模尺寸凸模尺寸v落料落料凹?；境叽鐟」ぐ寄；?/p>

33、尺寸應取工件尺寸公差范圍內的較小件尺寸公差范圍內的較小的尺寸。的尺寸。v沖孔沖孔凸模基本尺寸應取凸?；境叽鐟」ぜ叽绻罘秶鷥鹊妮^工件尺寸公差范圍內的較大尺寸。大尺寸。l大批量生產(chǎn)圖示墊圈，材料為低碳鋼板，厚度大批量生產(chǎn)圖示墊圈，材料為低碳鋼板，厚度為為1.5mm，問需要哪兩副模具？若雙面間隙，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。，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。需一副沖孔模、一副落料模。沖孔模：沖孔模：凸凸=孔孔=100 凹凹=凸凸+Z=100+0.2=100.2落料模：落料模：凹凹=落料落料=200 凸凸=凹凹Z=2

34、000.2=199.8 拉深變化過程拉深變化過程拉深廢品拉深廢品拉深過程及變形特點拉深過程及變形特點 拉深過程如右圖所示，其凸拉深過程如右圖所示，其凸模和凹模有一定的圓角，其間隙模和凹模有一定的圓角，其間隙一般稍大于板料厚度。一般稍大于板料厚度。 拉深件的底部一般不變形，厚拉深件的底部一般不變形，厚度基本不變。直壁厚度有所減小。度基本不變。直壁厚度有所減小。拉深中常見的廢品及防止措拉深中常見的廢品及防止措施施 從拉深過程中可以看到，拉伸從拉深過程中可以看到，拉伸件中最危險的部位是直壁與底部件中最危險的部位是直壁與底部的過渡圓角處，當拉應力超過材的過渡圓角處，當拉應力超過材料的強度極限時，此處將

35、被料的強度極限時，此處將被“拉拉裂裂”。防止。防止“拉裂拉裂”的措施是：的措施是：圓筒形零件的拉深圓筒形零件的拉深1-凸模；凸模；2-毛坯；毛坯；3-凹模；凹模；4-工件工件1.正確選擇拉深系數(shù)正確選擇拉深系數(shù) 拉深件直徑拉深件直徑d與坯料直徑與坯料直徑D的比值稱為拉深系數(shù)，用的比值稱為拉深系數(shù)，用m表示，即表示，即m =d/D。 拉深系數(shù)不小于拉深系數(shù)不小于0.50.8。坯料的塑性差取上限值，坯料的塑性差取上限值，塑性好取下限值。塑性好取下限值。 如果拉深系數(shù)過小，不能一次拉深成形時，則可采用多如果拉深系數(shù)過小，不能一次拉深成形時，則可采用多次拉深工藝（上圖所示）。次拉深工藝（上圖所示）。

36、第一次拉深系數(shù)第一次拉深系數(shù) m1 = d1/D 第二次拉深系數(shù)第二次拉深系數(shù) m2 = d2/d1 第幾次拉深系數(shù)第幾次拉深系數(shù) mn = dn/dn-1 總的拉深系數(shù)總的拉深系數(shù) m總總 = m1m2mn多次拉深時圓筒直徑的變化多次拉深時圓筒直徑的變化拉深時參數(shù)調整拉深時參數(shù)調整2.合理設計拉深模工作合理設計拉深模工作零件零件u凸凹模的圓角半徑凸凹模的圓角半徑。材。材料為鋼的拉深件，取料為鋼的拉深件，取r凹凹=10s ，而，而r凸凸=(0.61)r凹。凹。這兩個圓角半徑過小，產(chǎn)這兩個圓角半徑過小，產(chǎn)品容易拉裂。品容易拉裂。u凸凹模間隙凸凹模間隙。一般取。一般取Z=(1.11.2)s起皺拉深

37、件起皺拉深件3.注意潤滑注意潤滑 拉深過程中另一種常見缺陷是拉深過程中另一種常見缺陷是起皺起皺?？刹捎迷O置壓邊圈的方法。可采用設置壓邊圈的方法解決（上圖示），也可以通過增解決（上圖示），也可以通過增加毛坯的相對厚度（加毛坯的相對厚度（T/D）或拉）或拉深系數(shù)的途徑來解決。深系數(shù)的途徑來解決。有壓邊圈的拉深有壓邊圈的拉深彎曲彎曲 彎曲是將坯料彎成一彎曲是將坯料彎成一定的角度，一定的曲率定的角度，一定的曲率形成一定形狀零件的工形成一定形狀零件的工序（右圖示）。序（右圖示）。 防止破裂，彎曲的防止破裂，彎曲的最小半徑應為最小半徑應為rmin = (0.251)s。 s為金屬板料的厚度。為金屬板料的厚

38、度。材料塑性好，則彎曲半材料塑性好，則彎曲半徑可小些。徑可小些。彎曲過程彎曲過程1-板料；板料；2-凸模；凸模；3-凹模凹模彎曲過程彎曲過程與坯料纖維方向垂直與坯料纖維方向垂直 彎曲時還應盡可能彎曲時還應盡可能使彎曲線與坯料纖維使彎曲線與坯料纖維方向垂直。方向垂直。 回彈現(xiàn)象回彈現(xiàn)象-由于彈由于彈性變形的恢復，坯料性變形的恢復，坯料略微彈回一點，使被略微彈回一點，使被彎曲的角度增大。一彎曲的角度增大。一般回彈角為般回彈角為010。自由鍛件的結構工藝性l 自由鍛鍛件若有錐面或斜面結構，將使鍛造工藝復雜，自由鍛鍛件若有錐面或斜面結構，將使鍛造工藝復雜，操作不方便，降低設備的使用效率，應該進。操作不

39、方便，降低設備的使用效率，應該進。l 鍛件由幾個簡單幾何體構成時，幾何體的交接處不應形鍛件由幾個簡單幾何體構成時，幾何體的交接處不應形成空間曲線，應改成平面與圓柱、平面與平面的結構。成空間曲線，應改成平面與圓柱、平面與平面的結構。v自由鍛鍛自由鍛鍛件上不應設件上不應設計出加強筋、計出加強筋、凸臺、工字凸臺、工字形截面或空形截面或空間曲線。間曲線。v自由鍛鍛件的截面若有急劇變化或形狀較復雜時，應設自由鍛鍛件的截面若有急劇變化或形狀較復雜時，應設計成由幾個簡單件構成的幾何體。每個簡單件鍛制成形后，計成由幾個簡單件構成的幾何體。每個簡單件鍛制成形后，再用焊接或機械連接方式構成整體件。再用焊接或機械連

40、接方式構成整體件。焊接方法焊接方法熔焊熔焊等離子弧焊等離子弧焊電子束焊電子束焊激光焊激光焊氣體保護焊氣體保護焊埋弧焊埋弧焊根據(jù)實現(xiàn)原子根據(jù)實現(xiàn)原子結合基本途徑結合基本途徑的不同，對熔的不同，對熔焊分類。焊分類。手弧焊手弧焊焊接方法焊接方法電阻焊電阻焊壓力焊壓力焊摩擦焊摩擦焊超聲波焊超聲波焊爆炸焊爆炸焊擴散焊擴散焊高頻焊高頻焊釬焊及封粘釬焊及封粘軟釬焊軟釬焊硬釬焊硬釬焊封接封接粘接粘接焊接接頭的組織與性能焊接接頭的組織與性能 熔焊熱原的高溫集中融化焊縫區(qū)金屬，并向工熔焊熱原的高溫集中融化焊縫區(qū)金屬，并向工件金屬傳導熱量，必然引起焊縫及附近區(qū)域金屬件金屬傳導熱量，必然引起焊縫及附近區(qū)域金屬的組織和

41、性能發(fā)生變化。的組織和性能發(fā)生變化。l焊縫區(qū)焊縫區(qū)在焊接接頭橫截面上測量的焊縫金屬的在焊接接頭橫截面上測量的焊縫金屬的區(qū)域。區(qū)域。l熔合區(qū)熔合區(qū)熔合線兩側有一個很窄的焊縫與熱影響熔合線兩側有一個很窄的焊縫與熱影響區(qū)的過渡區(qū)。區(qū)的過渡區(qū)。l熱影響區(qū)熱影響區(qū)-受焊接熱循環(huán)的影響，焊縫附近的母材受焊接熱循環(huán)的影響，焊縫附近的母材因焊接熱作用發(fā)生組織或性能變化的區(qū)域因焊接熱作用發(fā)生組織或性能變化的區(qū)域（熔合區(qū)，熔合區(qū)，過熱區(qū)、正火區(qū)、部分相變區(qū)過熱區(qū)、正火區(qū)、部分相變區(qū)）。成分不均，組成分不均，組織為粗大的過熱組織織為粗大的過熱組織或淬硬組織，是焊接或淬硬組織，是焊接接頭中的最差的部位。接頭中的最差的

42、部位。 在低碳鋼焊接接頭在低碳鋼焊接接頭中，熔合區(qū)很窄，但中，熔合區(qū)很窄，但因強度、塑性和韌性因強度、塑性和韌性都下降，而且此處接都下降，而且此處接頭斷面變化，引起應頭斷面變化，引起應力集中，在很大程度力集中，在很大程度上決定焊接接頭的性上決定焊接接頭的性能。能。熱影響區(qū)中的正火區(qū)，是組織和性能最好的區(qū)域熱影響區(qū)中的正火區(qū)，是組織和性能最好的區(qū)域 。金屬材料的可焊性金屬材料的可焊性l可焊性的概念可焊性的概念 金屬材料的可焊性，是指被焊金屬在采用一定的金屬材料的可焊性，是指被焊金屬在采用一定的焊接方法、焊接材料、工藝參數(shù)及結構型式條件下，焊接方法、焊接材料、工藝參數(shù)及結構型式條件下，獲得優(yōu)質焊接

43、接頭的難易程度，即金屬材料在一定獲得優(yōu)質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)出的焊接工藝條件下，表現(xiàn)出“好焊好焊”和和“不好焊不好焊”的差別。包括：的差別。包括：工藝可焊性工藝可焊性，使用可焊性使用可焊性 。l估算鋼材可焊性的方法估算鋼材可焊性的方法l碳當量法：碳當量法：碳鋼及低合金結構鋼的碳當量經(jīng)驗公式碳鋼及低合金結構鋼的碳當量經(jīng)驗公式為：為：15)()(5)()()(6)()()(CuwNiwVwMowCrwMnwCwCEw鋼的可焊性常用鋼的可焊性常用碳當量法碳當量法來估算，它的數(shù)值越高，則可焊性來估算，它的數(shù)值越高，則可焊性差差。電弧是指兩電極之間強烈而持久的氣體放

44、電現(xiàn)象。電弧是指兩電極之間強烈而持久的氣體放電現(xiàn)象。電弧放電電壓最低，電流最大，溫度最高，發(fā)光最電弧放電電壓最低，電流最大，溫度最高，發(fā)光最強。強。將電弧放電用作焊接熱源，既安全，加熱效率也高。將電弧放電用作焊接熱源，既安全，加熱效率也高。 陰極區(qū)、陽極區(qū)和弧柱區(qū)陰極區(qū)、陽極區(qū)和弧柱區(qū) 弧柱區(qū)弧柱區(qū)陽極區(qū)陽極區(qū)陰極區(qū)陰極區(qū) 由于電弧產(chǎn)生的熱量在陽極和陰極上有一定的差異，由于電弧產(chǎn)生的熱量在陽極和陰極上有一定的差異，在使用直流電焊機焊接時，有兩種接線方法：在使用直流電焊機焊接時，有兩種接線方法：l直流正接：直流正接：焊件接正極，焊條接負極（厚板、酸性焊焊件接正極，焊條接負極（厚板、酸性焊條）；條

45、）； l直流負接：直流負接：焊件接負極，焊條接正極；（薄板、堿性焊件接負極，焊條接正極；（薄板、堿性低氫焊條、低合金鋼和鋁合金）低氫焊條、低合金鋼和鋁合金）l手工電弧焊焊條藥皮在焊接過程中的作手工電弧焊焊條藥皮在焊接過程中的作用用一方面防止金屬氧化和吸氣；一方面防止金屬氧化和吸氣；另一方面向熔池過渡合金元素，提高焊另一方面向熔池過渡合金元素，提高焊縫性能；縫性能；還可以減少散熱，提高生產(chǎn)率，防止強還可以減少散熱，提高生產(chǎn)率，防止強光輻射；光輻射； 提高電弧燃燒的穩(wěn)定性。提高電弧燃燒的穩(wěn)定性。 按照熔渣化學性質不同，焊條可分為酸性按照熔渣化學性質不同，焊條可分為酸性藥皮與堿性藥皮藥皮與堿性藥皮:

46、l酸性藥皮工藝性好，而酸性藥皮工藝性好，而堿性藥皮工藝性差堿性藥皮工藝性差。 堿性藥皮中有益元素多，堿性藥皮中有益元素多，能使焊接接頭力學性能能使焊接接頭力學性能提高提高。l堿性藥皮中因不含有機物，也稱低氫型藥皮。堿性藥皮中因不含有機物，也稱低氫型藥皮?？煽梢蕴岣吆缚p金屬的抗裂性。以提高焊縫金屬的抗裂性。l堿性藥皮氧化性強，對銹、油、水的敏感性大，堿性藥皮氧化性強，對銹、油、水的敏感性大，易產(chǎn)生飛濺和易產(chǎn)生飛濺和CO氣孔。氣孔。l堿性藥皮在高溫下，易生成較多的有毒物質堿性藥皮在高溫下，易生成較多的有毒物質（HF等），因而應注意通風。等），因而應注意通風。v焊件焊后的焊件焊后的變形形式主變形形式

47、主要有：要有：尺寸尺寸收縮、角變收縮、角變形、彎曲變形、彎曲變形、扭曲變形、扭曲變形、波浪變形、波浪變形形等。等。v產(chǎn)生原因：焊縫橫向和縱向的收縮、焊縫截面形狀產(chǎn)生原因：焊縫橫向和縱向的收縮、焊縫截面形狀不對稱、焊縫布置不對稱、焊縫布置不對稱或工藝不對稱、焊縫布置不對稱、焊縫布置不對稱或工藝不合理、薄板在厚度方向喪失穩(wěn)定性。不合理、薄板在厚度方向喪失穩(wěn)定性。 l焊縫對稱布置焊縫對稱布置l采用反變形方法采用反變形方法焊接變形的防止和消除焊接變形的防止和消除l埋弧焊的應用埋弧焊的應用 埋弧焊主要用于壓力容器的環(huán)縫焊和直縫焊，鍋埋弧焊主要用于壓力容器的環(huán)縫焊和直縫焊，鍋爐冷卻壁的長直焊縫焊接，船舶和

48、潛艇殼體的焊接，爐冷卻壁的長直焊縫焊接，船舶和潛艇殼體的焊接，起重機械（行車）和冶金機械（高爐爐身）的焊接起重機械（行車）和冶金機械（高爐爐身）的焊接。鍋爐汽包的焊接結構鍋爐汽包的焊接結構二氧化碳焊二氧化碳焊 以以CO2為保護氣體，用焊絲為電極引燃電弧，為保護氣體，用焊絲為電極引燃電弧，實現(xiàn)半自動焊或自動焊。實現(xiàn)半自動焊或自動焊。 CO2氣體氣體 CO2氣體密度大，高溫體積膨脹大，保護效果氣體密度大，高溫體積膨脹大，保護效果好。但好。但CO2在高溫下易分解為在高溫下易分解為CO和和O，導致合，導致合金元素的氧化，熔池金屬的飛濺和金元素的氧化，熔池金屬的飛濺和CO氣孔。焊氣孔。焊接用接用CO2純

49、度要大于純度要大于99.8%。不適宜于易氧化的有色金屬和合金鋼的焊不適宜于易氧化的有色金屬和合金鋼的焊接。接。摩擦焊摩擦焊l摩擦焊的工藝過程原理摩擦焊的工藝過程原理 l摩擦焊是利用焊件接觸面相對旋轉運動中相互摩擦所摩擦焊是利用焊件接觸面相對旋轉運動中相互摩擦所產(chǎn)生的熱，使端部達到塑性狀態(tài)，然后迅速加壓，完產(chǎn)生的熱，使端部達到塑性狀態(tài)，然后迅速加壓，完成焊接的一種壓焊方法。成焊接的一種壓焊方法。2.摩擦焊具有以下優(yōu)摩擦焊具有以下優(yōu)點：點：（1）接頭的焊接質量好、）接頭的焊接質量好、穩(wěn)定，其廢品率是閃光穩(wěn)定，其廢品率是閃光對焊的對焊的1%左右。左右。（2）適于）適于焊接異種鋼和焊接異種鋼和異種金屬

50、異種金屬，如碳素結構，如碳素結構鋼鋼-高速鋼、銅高速鋼、銅-不銹鋼、不銹鋼、鋁鋁-銅、鋁銅、鋁-鋼等。鋼等。等離子弧焊接等離子弧焊接 1530A以下的熔入型等離子弧焊接通常稱為以下的熔入型等離子弧焊接通常稱為微束等離子弧焊接。微束等離子弧焊接。 除此之外還有脈沖等離子弧焊接，熔化極等離除此之外還有脈沖等離子弧焊接，熔化極等離子弧焊接和變極性等離子弧焊接。子弧焊接和變極性等離子弧焊接。等離子弧切割等離子弧切割 等離子弧切割通常采用氮和壓縮空氣作離子氣，等離子弧切割通常采用氮和壓縮空氣作離子氣，將切口金屬熔化并吹除。特別是空氣等離弧切割，將切口金屬熔化并吹除。特別是空氣等離弧切割，近年來受到國內外

51、的重視。由于空氣等離子弧的近年來受到國內外的重視。由于空氣等離子弧的熱焓值高，加上氧和金屬相互作用過程中放熱，熱焓值高，加上氧和金屬相互作用過程中放熱，切割速度提高，切口質量也很好。等離子弧切割切割速度提高，切口質量也很好。等離子弧切割低碳鋼的厚度為低碳鋼的厚度為0.6 80 mm。焊縫的布置焊縫的布置焊縫的布置接頭工藝設計接頭工藝設計接頭形式的設計接頭形式的設計1. 1. 對接接頭對接接頭 2. 2. 搭接接頭搭接接頭3. 3. 角接接頭角接接頭 4. T4. T字接接頭字接接頭對接接頭對接接頭 接頭受力簡單、均勻，應力集中較小，接頭受力簡單、均勻，應力集中較小， 強度較高，優(yōu)先選用強度較高

52、，優(yōu)先選用搭接接頭搭接接頭 接頭強度好。但受力復雜，應力集中嚴重，接頭強度好。但受力復雜，應力集中嚴重， 易產(chǎn)生焊接缺陷。易產(chǎn)生焊接缺陷。金屬材料的可焊性金屬材料的可焊性l可焊性的概念可焊性的概念 金屬材料的可焊性，是指被焊金屬在采用一定的金屬材料的可焊性，是指被焊金屬在采用一定的焊接方法、焊接材料、工藝參數(shù)及結構型式條件下，焊接方法、焊接材料、工藝參數(shù)及結構型式條件下，獲得優(yōu)質焊接接頭的難易程度，即金屬材料在一定獲得優(yōu)質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)出的焊接工藝條件下，表現(xiàn)出“好焊好焊”和和“不好焊不好焊”的差別。包括：的差別。包括：工藝可焊性工藝可焊性，使用可焊

53、性使用可焊性 。l估算鋼材可焊性的方法估算鋼材可焊性的方法l碳當量法：碳當量法：碳鋼及低合金結構鋼的碳當量經(jīng)驗公式碳鋼及低合金結構鋼的碳當量經(jīng)驗公式為：為：15)()(5)()()(6)()()(CuwNiwVwMowCrwMnwCwCEw思考思考題題從減少焊接應力考慮，拼焊如題圖所從減少焊接應力考慮，拼焊如題圖所示的鋼板時，應怎樣確定焊接順序？試示的鋼板時，應怎樣確定焊接順序？試在圖中標出，并說明理由。在圖中標出，并說明理由。l 先分別將先分別將、焊在一起，焊在一起，和和焊在一起，焊在一起，和和焊在焊在一起；一起；l 然后再將然后再將、和和、焊在焊在、板上。板上。l 這樣安排焊接順序的優(yōu)點：

54、這樣安排焊接順序的優(yōu)點： 容易防止和減少焊接變形；容易防止和減少焊接變形； 出現(xiàn)變形后易矯正；出現(xiàn)變形后易矯正； 操作方便；操作方便； 易于實現(xiàn)自動化焊接。易于實現(xiàn)自動化焊接。共共5條焊縫：條焊縫：2端封頭端封頭2條，罐身條，罐身3條條埋弧焊埋弧焊罐身罐身2截截 罐身整體罐身整體 2邊的封頭邊的封頭切削運動 機床為實現(xiàn)切削加工，必需有加工工機床為實現(xiàn)切削加工，必需有加工工件與刀具間的相對運動件與刀具間的相對運動切削運動切削運動。它包。它包括括主運動和進給運動。主運動和進給運動。主運動主運動 是指在切削加工中形成機床切削速度或是指在切削加工中形成機床切削速度或消耗主要動力的工作運動；消耗主要動力

55、的工作運動；進給運動進給運動 是指在切削加工中，對工件的多余材料是指在切削加工中，對工件的多余材料不斷去除的工作運動。不斷去除的工作運動。）主運動可以是旋轉運動，也可以是往復運動；主運動可以是旋轉運動，也可以是往復運動；）主運動可以是工件來實現(xiàn)（車外圓）；主運動也可以是刀具來實現(xiàn)（切主運動可以是工件來實現(xiàn)（車外圓）；主運動也可以是刀具來實現(xiàn)（切斷、刨、銑加工）斷、刨、銑加工）主運動只有一個，進給運動可以一個以上。主運動只有一個，進給運動可以一個以上。機床機床名稱名稱主運動主運動進給運動進給運動機床機床名稱名稱主運動主運動進給運動進給運動臥式臥式車床車床工件旋工件旋轉轉車刀縱向、橫向、斜向直車刀

56、縱向、橫向、斜向直線運動線運動龍門龍門刨床刨床工件往工件往復移動復移動刨刀橫向、垂直、斜向間刨刀橫向、垂直、斜向間歇移動歇移動鉆床鉆床鉆頭旋鉆頭旋轉運動轉運動鉆頭軸向移動鉆頭軸向移動外圓外圓磨床磨床砂輪高砂輪高速旋轉速旋轉工件轉動，同時工件往復工件轉動，同時工件往復移動，砂輪橫向移動移動，砂輪橫向移動臥銑臥銑立銑立銑銑刀旋銑刀旋轉運動轉運動工件縱向、橫向移動（有工件縱向、橫向移動（有時也做垂直方向移動）時也做垂直方向移動）內圓內圓磨床磨床砂輪高砂輪高速旋轉速旋轉工件轉動，同時工件往復工件轉動，同時工件往復移動，砂輪橫向移動移動，砂輪橫向移動牛頭牛頭刨床刨床刨刀往刨刀往復運動復運動工件橫向間歇移

57、動或刨刀工件橫向間歇移動或刨刀垂直斜向間歇移動垂直斜向間歇移動平面平面磨床磨床砂輪高砂輪高速旋轉速旋轉工件往復移動，砂輪橫向、工件往復移動，砂輪橫向、垂直方向移動垂直方向移動刀具切削部位材料應具備的基本性能：刀具切削部位材料應具備的基本性能：高的硬度高的硬度耐磨性耐磨性足夠的強度和韌性足夠的強度和韌性高的耐熱性（熱硬性）與化學穩(wěn)定性高的耐熱性（熱硬性）與化學穩(wěn)定性良好的工藝性和經(jīng)濟性等良好的工藝性和經(jīng)濟性等刀具材料刀具材料切削用量切削用量 . 切削速度切削速度c： 指在單位時間內工件和刀具沿主運動指在單位時間內工件和刀具沿主運動方向方向vf的相對位移；若主運動為旋轉運動，則切削速度的相對位移；

58、若主運動為旋轉運動，則切削速度為其最大線速度：為其最大線速度：vc= dn/1000(mmin) . 進給量進給量f：指在主運動一個循環(huán)內，刀具與工件在進指在主運動一個循環(huán)內，刀具與工件在進給方向上的相對位移給方向上的相對位移 . 背吃刀量背吃刀量(切削深度切削深度) ap : 待加工表面到已加工表面間待加工表面到已加工表面間的垂直距離；（車外圓）的垂直距離；（車外圓）ap=(dw-dm)2 切削的種類切削的種類3種：種：帶狀帶狀/節(jié)狀節(jié)狀/蹦碎蹦碎產(chǎn)生條件？產(chǎn)生條件？積屑瘤對切削加工的影響 a. 有利方面：有利方面：保護刀具：由于積屑瘤是金屬材料經(jīng)過劇烈的塑性保護刀具：由于積屑瘤是金屬材料經(jīng)

59、過劇烈的塑性變形而形成的，故其硬度很高，可代替切削刃進行切變形而形成的，故其硬度很高，可代替切削刃進行切屑，屑，減少刀具的磨損減少刀具的磨損。增加工作前角增加工作前角：由于積屑瘤的存在，使刀具的實際由于積屑瘤的存在，使刀具的實際工作前角增大，工作前角增大，可可減小切削變形和切削力，使切削輕減小切削變形和切削力，使切削輕快快。 b. 不利方面：不利方面：影響工件尺寸精度影響工件尺寸精度：由于積屑瘤極不穩(wěn)定，時大時由于積屑瘤極不穩(wěn)定，時大時小，時有時無，使切削力產(chǎn)生波動而引起振動。小，時有時無，使切削力產(chǎn)生波動而引起振動。 此外積屑瘤的頂端突出于切削刃之外，使實際的此外積屑瘤的頂端突出于切削刃之外

60、，使實際的切削深度不斷變化，因而影響工件的尺寸精度。切削深度不斷變化，因而影響工件的尺寸精度。影響工件表面粗造度影響工件表面粗造度：積屑瘤破裂后若被切屑帶走，積屑瘤破裂后若被切屑帶走，會劃傷表面，加快刀具磨損；會劃傷表面，加快刀具磨損； 若嵌附在工件已加工表面上，會形成硬點和毛刺，若嵌附在工件已加工表面上，會形成硬點和毛刺，時工件表面粗造度值增大。時工件表面粗造度值增大。 切削熱的來源：切削熱的來源：切屑層的金屬發(fā)生彈性變形、塑性變形而產(chǎn)生大切屑層的金屬發(fā)生彈性變形、塑性變形而產(chǎn)生大量的熱；量的熱；切屑與刀具前刀面產(chǎn)生的摩擦；切屑與刀具前刀面產(chǎn)生的摩擦；工件與刀具后刀面產(chǎn)生的摩擦；工件與刀具后