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昆明理工大学制造技术工程实训实 习 报 告参考答案一、工程材料基础知识（一）工程材料1、工程材料按其性能可分为结构材料和功能材料。前者通常以力学性能为主，兼有一定的物理、化学、性能。而后者是以特殊物理化学性能为主的功能材料。工程上通常按化学分类法对工程材料进行分类，可分为金属材料、陶瓷材料、高分子材料、复合材料。2、组成合金的结构形式有固溶体、金属化合物、机械混合物三种。刚和铁的基本组成元素是铁和碳，统称为铁碳合金，其中碳含量大于2.11%为铁，小于2.11%为钢。3、碳素钢是指碳含量小于2.11%和含有少量硅、锰、硫、磷等杂质元素所组成的铁碳合金，简称碳钢；合金钢是在碳钢的基础上加入其它金属（如硅、锰、铬、镍等）元素的铁碳合金；铸铁是含碳量大于2.11%的铁碳合金。碳素钢价格低廉，工艺性好，广发应用与机械制造中；合金钢按加入合金元素的不同，具有不同的性能（高耐磨性、耐蚀性、耐低温、高磁性等），按用途可分为结构钢、特殊性能钢；铸铁按其碳的存在形态可分为灰口铸铁和百口铸铁。4、常用的非金属材料有种：工程塑料、复合材料、工业橡胶、工业陶瓷等。工程塑料具有密度小、耐腐蚀、耐磨减模型好、良好的绝缘性能以及成型性等优点，此外还有强度硬度较低、耐热性差、易老化和儒变等缺点；复合材料具有较高的比强度和比模量、较好的疲劳强度、耐蚀、耐热、耐磨、减震的特点；工业陶瓷：高硬度、高耐磨、高弹性模量、高抗压强度、高熔点、耐高温、耐腐蚀、脆性大等特点；合成橡胶:耐热、耐磨、耐老化；耐寒；耐臭氧（二）材料处理技术1、热处理工艺主要是通过控制加热温度、保温时间、冷却速度，从而改变材料的表面或内部组织结构，最终达到改善工件的工艺性能和使用性能的目的。常用的热处理方法有：退火、正火、回火、淬火、调质。2、说明一下热处理工艺的主要目的：退火：降低硬度，改善切削加工性能；消除残余应力，稳定尺寸；减少变形与裂纹倾向细化晶粒，调整组织，消除组织缺陷。回火：消除工件淬火产生的残余应力，防止变形与开裂，调节性能获得工艺所求力学性能和加工性能，稳定组织与尺寸，保证精度。淬火：提高试件的硬度、强度以及耐磨性。表面淬火：通过快速加热对表面处理，获得硬度高耐磨的表面层，内部组织仍保持原来的塑性和韧性。3、1）退火 2）正火 3）淬火 4）回火4、1）调质处理：淬火加高温回火结合的热处理。2）化学热处理：把材料放入一定的介质内加热，介质中的原子扩散到材料表面。5、重在齿轮（40Cr）：淬火、高温回火、调质；弹簧（60Si2Mn）：淬火、中温回火；锉刀（T12）：淬火、低温回火。6、转化膜处理是将工件浸入某些溶液中，在一定条件下使其产生一层致密的氧化膜，提高工件防腐蚀的能力；钢的氧化处理是：将钢件在空气水蒸气或化学药物中加热到适当温度，使其表面形成蓝色的氧化膜。这种工艺又叫作发蓝处理。主要目的是：提高氧化膜的防腐蚀能力和润滑性能。二、材料成型加工（一）金属铸造成形1、用方块图表示铸造生产过程。芯砂芯盒模型造芯造型型砂合箱铸型浇注落砂清理铸件2、型砂的组成原料：原砂、粘结剂、附加物、水。其中常用的附加物有锯末、煤粉、淀粉。3、砂型铸造中，型砂主要应具备透气性、耐火性、退让性、强度、可塑性五方面的性能要求。4、区分下列名词术语。（1）分型面：两个相邻铸型的结合面；分模面：为了适应分模造型时便于取模而将一个模面分开的切面。（2）模型：铸造成形过程中使用的模具铸型：一般由上型、下型、型芯、浇注系统等几部分组成，浇注时容纳液态金属，冷去后形成铸件。5、6、（1）造型 （2）合箱 （3）浇注 （4）落砂 （5）清理造型方法：挖砂造型、整模造型、分模造型等7、1）单件、小批采用 手工造型；2）成批、大量采用 机器造型。8、9、（1）孔眼类缺陷：气孔、针孔、缩孔、缩松、疏松等；（2）裂纹类缺陷：热裂、冷裂、冷隔等；（3）表面类缺陷：夹砂、结疤、粘砂等。10、特种铸造是指：除砂型铸造外的其他铸造方法，具体有熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、离心铸造等铸造方法。（二）金属塑性成形1、金属塑性成形方法是指：金属材料通过压力加工，使其产生塑性变形，从而获得所需工件的尺寸，形状及性能的一种工艺方法。常用的金属塑性成形方法有锻造成形、冲压成形、挤压成形、拉拔成形、轧锻成形。2、铸造时将金属加热的目的是降低金属强度，使其变形抗力降低、提高可锻性。锻造时，金属材料允许的最高加热温度称为始锻温度，加热温度过高会产生过热和过烧现象。45钢的始锻温度为1200度，终锻温度为800度。3、锻造的基本工序是指通过改变材料内部组织可塑性的工序。自由锻的基本工序有：镦粗、拔长、弯曲、扭转、切割、错移。4、模型锻造是指：利用模具使坯料在模膛内产生塑性变形，从而获得锻件的方法；与自由锻相比，它的优点是：锻件形状复杂、尺寸精确、表面光滑加工余量小，节约材料和工时锻件流线分布符合外形结构、力学性能高生产效率高；缺点是：模具费用高，生产周期长锻件重量不宜过大，一般小于150Kg.5、板料冲压具有以下特点：冲压件质量轻、强度较高、刚性好，尺寸精度和表面粗糙度高等优点操作简单，工艺过程以实现机械化和自动化，生产率高，材料消耗少，产品成本低冲模结构复杂，精度要求高，制造费用高，只适于大批量生产。其基本工序有：分离工序变形工序（包括弯曲、拉深变形和翻边等）。6、7、标出图示空气锤各部分的名称，并简述工作原理。下砥铁 上砥铁 锤杆 工作活塞工作缸 上旋阀 压缩缸 压缩活塞 下旋阀 减速机构 电动机工作原理：空气锤有压缩气缸和工作气缸，电动机通过减速机构和曲柄连杆机构带动压缩气缸里的压缩活塞上下运动，产生压缩空气。8、9、锻坯在加热过程中易产生的缺陷有：塑性越来越差，变形抗力越来越大。锻件常用的冷却方式有：空冷、坑冷、炉冷三种，冷却速度过快会使锻件产生表面应力，发生断裂等缺陷。10、粉末锻造通常是指：将粉末烧结的预成形坯加热后，在闭式模中锻造成零件的成型工艺。它是将传统粉末冶金和精密锻造结合起来的新工艺，并兼有二者优点。具有成形精确，材料利用率高，锻造能量消耗少等特点；液态模锻是指将一定量的液态金属注入金属模膛，随后在压力作用下，是处于熔融或半熔融状态的金属液发生流动并凝固成形，同时伴有少量塑性变形，从而获得毛坯或零件的方法。特点有:变形过程中液态金属始终承受等静压力。在压力下完成结晶凝固已凝固的金属发生塑性变形保证其尺寸精度凝固过程中液态金属能得到强制补缩，比铸件组织致密成形能力高于固态金属热模锻，可成形形状复杂。（三）金属焊接成形1、初级电源（电源开关）电焊机（交流）极性线焊钳焊条焊接工件焊缝2、电焊机是手工点焊机的主要设备，也是焊接电弧的电源设备，可分为交流、直流两大类。你实习所用焊机名称：逆变直流弧焊机，型号ZX7-315S。初级电压是380V，空载电压是80V。3、焊条的直径是指焊芯直径，一般直径为2.5mm和3.2mm的焊条，其焊接大概应分别为75125和96160的范围选择，同时还要根据工艺要求、材料性质、操作位置等来确定适合的焊接电流。根据焊条药皮组成物不同，焊条可分为酸性焊条、碱性焊条两大类，其中采用碱性焊条焊接，其焊缝机械性能较好。4、手弧焊引弧方式一般有碰击（敲击法）和摩擦（划擦法）两种，焊条接触工件时电弧电压为0（空载电压），引弧后电压随弧长的增长而增高。5、焊接接头最基本的接头形式有：对、塔、角、丁字几种，常用坡口形状有：I、V、U、X、K几种，根据焊缝所处位置，焊接常分为平、横、立、仰。6、1）氧气瓶，储存氧气；2）减压阀，调节工作压力；3）乙炔发生器，发生储存乙炔气；4）回火防止器，防止回火安全装置；5）焊炬，焊接专用工具；6）焊丝，填充材料。7、工件接正极，焊条接负极为正接法，反之为反接法；焊接较薄工件时，常采用反接法；为防止烧穿工件。8、碳化焰：氧乙混合比例小于1，乙炔偏多，乙炔燃烧不充分，易渗碳。温度2700度2900度，适于含碳量偏高的金属焊接。中性焰：氧乙混合比例11.2，燃烧所产生CO2和CO对熔池有保护作用。温度3000度3200度，广泛应用于中低碳钢的焊接氧化焰：氧乙混合比例大于1.2，氧气偏多，具有氧化作用。温度3100度3300度，较少使用，仅用于黄铜青铜的焊接。9、除手弧焊和气焊外，其他焊接方法有：埋弧自动焊、氩弧焊、电阻等离子、CO2气体保护焊等。其中只适宜水平位置焊接的是埋弧焊；氩弧焊是一种气体保护焊，氩气的作用是不与任何物质和温度发生反应，起隔绝空气，保护焊缝作用。10、电阻焊是利用电流直接通过连接工件产生的电阻热使工件加热到塑性或局部融化状态在压力下完成的一种焊接方法。电阻焊分为：点焊、缝焊、对焊的三种。（四）非金属材料成形1、橡胶制品一般进行的工艺流程是:生胶塑炼、橡胶混炼、模压成型、硫化处理。2、塑料制品的生产过程主要是：成形加工、机械加工、修饰和装配。其中，成形加工是最重要的过程；成形加工的主要方法有：注射成形、挤出成形、压缩成形和吹塑成形。三、金属切削加工（一）切削加工的基本常识1、切削运动是指刀具与工件之间的相对运动，可分为主运动与进给运动。2、切削用量三要素是指切削速度、进给量、切削深度。其中进给量是指单位时间内，刀具与工件之间沿进给方向相对称移动的距离。对于不同加工方法进给量的单位有mm/r、mm/min、mm/str等方式。3、前刀面副切削刃主切削刃刀尖副后刀面主后刀面4、刀具切削部分的材料应该具备的性能是：高硬度和摩擦性、足够的强度和韧性、高耐热性、良好的工艺性能。常用的切削刀具的材料有 碳素工具钢、合金工具钢、高速钢、硬质合金、陶瓷、人造金刚石等。5、常用的量具有：游标卡尺、百分尺、万能角度尺、量规、刀口尺、薄厚尺、角尺等。游标卡尺克直接测量工件的外径、内径、宽度、长度、深度尺寸等，其读数准确度有0.1mm、0.05mm、0.02mm三种。6、试合理选择适合下列零件表面尺寸的量具：1）锻件外圆100 游标卡尺2）铸件上铸出的孔80 游标卡尺3）车削后的轴外圆50+/-0.2 游标卡尺4）磨削后轴外圆30+/-0.03 百分尺7、（二）普通车削加工1、你使用的车床型号为C6132，写出各字母和数字所表示的含义：C:机床分类号，表示车床类机床 61：组系代号，表示普通车床，卧式 32：最大旋转直径为322、1）主轴箱，固定在床身左端，安装有一根空心主轴及部分变速齿轮2）进给箱，内装作进给运动的变速传动机构3）刀架，夹持车刀4）小溜板，承载刀架纵向移动5）转盘，安装和卸下车刀时转动6）横溜板，承载刀架横向移动7）尾架：装置在床身导轨上，可言导轨移动并锁紧8）溜板箱，连接拖板和刀架，是车床进给运动的操作箱带动车刀做直线进给运动9）光杆，联接进给箱和溜板箱的传动杆，自动进给时，用于传动10）丝杆，用于车削螺纹时的传动3、车削运动决定了车床主要用于加工各种回转体表面，其精度可达IT11IT6，表面粗糙度Ra可达到12.50.8m4、在普通车床上可以完成的工作有车端面、车外圆、车外圆锥面、切槽、切断、镗孔、切内槽、钻孔、铰孔、车外螺纹、内螺纹、攻丝、滚花、车成形面。5、1）宽刀法2）转动小拖板法3）偏移尾架法 4）靠模法6、（三）刨削、铣削和磨削加工1、刨削加工是在刨床上用刨刀对工件进行加工的一种方法。刨削主要用于加工水品面、垂直面、斜面、矩形面、T形槽、V形槽、燕尾槽和成型面。刨削加工的尺寸公差等级可为IT9IT7，表面粗糙度Ra可达6.31.6m2、常用的刨削设备有：牛头刨床、龙门刨床、插床、和拉床，最常见的是牛头刨床。请指出图标示的牛头刨床。1）底座 2）床身 3）变速手柄 4）滑枕 5）刀架 6）工作台 7）横梁 8）进给机构3、牛头刨床的主运动是刨刀的直线运动，它是通过摇臂机构把电机传来的旋转运动变成滑枕的往复运动的。在刨水平面时进给运动是利用刀架上的刻盘调整切削深度；在刨斜面时进给运动是刀架转盘板转一定角度。4、1）装夹工件 2）装夹刨刀 3）调整工作台位置 4）调整滑枕行程长度及位置 5）调整滑枕的往复次数及进给量 6）开车，先手动试切，停车测量尺寸，调整切削深度，开车5、刨床安装工件的形式1）虎钳安装 2）工作台安装。小型工件直接用虎钳夹紧，较大工件可直接安装在工作台上。6、1）床身 2）横梁 3）主轴 4）铣刀刀杆 5）支架6）工作台 7）横溜板8）升降台7、卧式万能铣床的主运动是：主轴的旋转，进给运动是工作台的移动。铣削加工尺寸精度可达IT9IT7，Ra可达6.31.6m8、卧式万能铣床的使用刀具是圆柱铣刀，在立式铣床上铣平面相比，其切削厚度变化较小，同时参与切削的刀齿较多，切削较平稳；端铣刀的主切削刃担负着主要的切削，而副切削具有修光作用，表面加工质量较好。9、铣削加工主要用于加工台阶面、斜面、键槽、曲面、成形面、直槽、T形槽、燕尾槽、螺旋槽等。(下面这8个空可能不准确，有时间你可以跑到工程实训1楼左手方向那个房间去验证以下)1）铣成形面 2）铣键槽 3）铣成形面 4）钻孔5）铣台阶面 6）铣沟槽 7）铣切断 8）铣螺旋面10、铣床的主要附件有：分度头、压板、平口钳、回转工作台。使用分度头时，计算公式为：n=40*1/Z，若要铣削一个五等分头，分度手柄应在孔数为25的孔圈上摇过8圈。11、成型法（仿成法）； 铣床 ；展成法（范成法）；专用的齿轮加工； 滚刀；直齿轮；斜齿圆柱齿轮；蜗轮；链轮等。12、磨削加工是指利用砂轮作为切削工具，对工件表面进行加工的过程。磨削加工的精度可达IT7IT5；表面粗糙度Ra值为0.80.2m；磨削加工一般有一个主运动和三个进给运动，请指出M1432A万能外圆磨床在磨削外圆时的主运动是砂轮高速旋转；进给运动是1）工作台的纵向进给运动2）砂轮架的横向进给运动3）砂轮架的垂直进给运动13、万能外圆磨床；普通外圆磨床；内圆磨床；平面磨床；无心磨床；齿轮磨床；螺纹磨床；外圆；内孔；平面；沟槽成形面。14、M1432A型万能外圆磨床的主要组成部分有床身、砂轮架、头架、尾架、工作台、内圆磨头等。（四）钳工1、钳工实习车间的常用设备有：钳工工作台、台虎钳、砂轮机、分度头、钻床等。写出你所知道的钳工工具有：锉刀、划针、划归、刮刀、千斤顶、平台。钳工量具有：卷尺、钢板尺、游标卡尺、千分尺、百分表、万能角度尺。2、钳工的基本操作有：划线、锉削、錾削、锯削、钻孔、攻螺纹、套扣、刮削、研磨及装配和修理等。3、钳工划线是钳工根据图纸要求在毛坯或半成品工件表面上划下加工界线的操作。钳工常用的划线工具按用途可分为：基准工具、支承工具、划线工具；基准工具是划线平板和划线平台；支承工具有 方籍、千斤顶、V形铁；划线工具有划针、划卡、划针盘、划规、样冲、直角尺等。4. 钳工锉削是用锉刀对工件表面进行切削加工的操作。锉削可以加工平面、型孔、曲面、沟槽以及各种形状复杂的表面。锉削平面时其基本方法有顺锉法、交叉锉法、推锉法。 5、手工锯条按锯齿的大小分为粗齿、中齿、细齿三种。a）粗齿锯条 b)中齿锯条 c)细齿锯条 6、一般来说，我们应根据工件的加工表面的形状和工件大小来选择锉刀的断面形状和大小。锉刀按其断面形状可分为平锉、半圆锉、方锉、三角锉和圆锉等。同时又要根据工件加工余量的大小和材料的软硬、加工精度及表面粗糙度等情况综合考虑选择锉刀的粗细。锉刀按其齿纹的粗细可分为粗齿锉刀、中齿锉刀、细齿锉刀、最细齿锉刀等锉刀。7、攻螺纹时，首先要根据钻底孔所用钻头直径确定螺纹的底孔直径。试写出攻45钢时，螺纹底孔的经验公式为：底孔直径Do=螺纹大径D-螺距P8、任选一两个即可1）钻孔前一般先划线，确定孔的中心，在孔中心先用冲头打出较大中心眼。2）钻孔时应先钻一个浅坑，以判断是否对中。3）在钻削过程中，特别钻深孔时，要经常退出钻头以排出切屑和进行冷却，否则可能使切屑堵塞或钻头过热磨损甚至折断，并影响加工质量。4）钻通孔时，当孔将被钻透时，进刀量要减小，避免钻头在钻穿时的瞬间抖动，出现“啃刀”现象，影响加工质量，损伤钻头，甚至发生事故。5）钻削大于30mm的孔应分两次站，第一次先钻第一个直径较小的孔（为加工孔径的0.50.7）；第二次用钻头将孔扩大到所要求的直径。6）钻削时的冷却润滑：钻削钢件时常用机油或乳化液；钻削铝件时常用乳化液或煤油；钻削铸铁时则用煤油。9、四、现代制造技术（一）现代制造技术概述1、1、CAD是计算机辅助设计的简称，其特点有1）制图速度快2）图样格式统一、质量高3）修改设计快4）设计计算快5）设计时可预计产品的性能2、CAE是计算机辅助工程分析的简称，其是指在零件或整机的数字化特征建模完成之后，运用有限元及边界元素等数值分析方法，对零件或整体及未来工作状态进行各种分析，模拟计算机辅助分析方法。CAM是计算机辅助制造的简称，其是指利用计算机系统通过计算机系统与生产设备直接的或间接的联系进行规划、设计、管理和控制产品的生产制造过程。 3、拟设计技术不同于一般的模拟仿真技术，它具有自主性、交互性、沉浸感等虚拟现实的特征。4、5、（二）数控加工技术1、1、一台数控加工机床，其坐标系的构建遵从的三项原则是：（1）符合右手法则；（2）Z轴方向与主轴方向一致；（3）刀具远离工件的方向为坐标轴正向。2、数控机床一般由控制介质、数控装置、伺服系统和机床本体组成，在此基础上加入测量装置，构成闭环控制的数控系统。3、加工中心与普通数控机床的区别主要在于加装了刀库，能自动换刀。4、（1）分析零件图，确定工艺过程分析零件图纸，确定是以加工的机床（2）数值计算（3）编写加工程序单（4）程序输入（5）校对检查程序（6）零件加工5、数控车床的进给运动是由脉冲编码器发出脉冲，通过伺服电动机驱动滚珠丝轩带动刀架实现的。6、在数控车床上加工螺纹时，主轴箱内的脉冲编码器发出检测脉冲信号给数控系统，使主轴电动机的旋转与刀架的切削进给保持同步。7、机床原点(机械零点) 是指机床坐标系的原点,是机床上的一个固定点.它不仅是在机床上建立工件坐标系的基准点,而且还是机床调试和加工时的基准点。工件原点（对刀点）是指在数控机床上加工零件，刀具相对零件运动的起始点。对刀点也称作程序起始点或起刀点。8、准备功能指令也称为G功能（或称G代码），它是用来指令机床动作方式的功能。准备功能是用地址G及其后面的数字来指令机床动作的；如用G00来指令运动坐标快速定位。辅助功能指令即M功能-用于指令机床辅助操作的功能，即控制机床及其辅助装置的通断的指令。9、M00 程序暂停指令M02程序完成结束指令M30程序结束，回起点指令10数控铣床各部分名称1）底座 2）强电柜3）变压器箱4）垂直升降进给伺服电动机5）按钮版6）床身7）数控柜8）保护开关9）挡铁10）操作台11）保护开关12）横向溜板13）纵向进给伺服电动机 14）横向进给伺服电动机15）升降台16）纵向工作台11、数控车床、数控铣床；数车加工轴