武漢理工大學(xué)《金屬工藝學(xué)》復(fù)習(xí) (1)課件

1、考試題型及分?jǐn)?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(zhǔn)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

2、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(xì)長裂紋：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。

3、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(tuán)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(jìn)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(dāng)提高鐵水出爐溫度?？慑戣T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(dāng)提高鐵水出爐溫度；適當(dāng)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

4、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）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

5、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；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

6、孔 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：凸=孔=100 凹=凸+Z=100+0.2=100.2落料模：凹=落料=200 凸=凹Z=2000.2=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，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(jìn)行不充分，氧化嚴(yán)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

7、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?xì)怏w保護(hù)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

8、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:焊接接頭(焊縫和熱影響區(qū)及熔合區(qū))的淬火傾向嚴(yán)重，產(chǎn)生淬

9、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(kuò)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(yuǎn)離機械加工表面的的設(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(jìn)給運動機床名稱主運動進(jìn)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

10、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(jìn)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(jìn)給量的表述和度量方法也不同。如銑削：f=vf/n切削三要素切削速度Vc進(jìn)給量 f切削深度 ap（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vc= dn/1000(m/min)待加工表面到已加工表面間的垂直距離ap=(dw-dm)/2金屬切削過程切屑的種類：帶狀屑：用大

11、前角的刀具，較高的切削速度和小的進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(dāng)應(yīng)力和溫度條件適當(dāng)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(dāng)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

12、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磨損量達(dá)到磨損標(biāo)準(zhǔn)為止的切削時間用表示。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。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(xì)長軸時，由于徑向力的作用，車削的工件易出現(xiàn)腰鼓形。 進(jìn)給力：(軸向力Ff)切削合力在進(jìn)給方向上的分力;它在基面內(nèi).是設(shè)計和校驗機床進(jìn)給機構(gòu)強度和剛度的