制造技术基础总复习.doc

总 复 习第一篇 铸造成型应用：生产受力不大，形状复杂，特别是具有复杂内腔的的零件第一章 合金的铸造性能一、 流动性及充型1 充型能力：液态合金充满铸型型腔，获得形状完整、轮廓清晰铸件的能力。2 流动性的概念：指液态铸造合金本身的流动能力。 （1）流动性不好，易产生浇不足、冷隔、气孔等缺陷。（2）灰铸铁的流动性最好，铸钢的流动性最差。（3）与合金的结晶方式有关：纯金属和共晶成分的合金流动性好，结晶范围宽的合金流动性差。影响充型的因素：化学成分、浇注条件、铸型条件二、液态合金的收缩 1 收缩的三个阶段：液态收缩、凝固收缩、固态收缩 灰铸铁的收缩率最小，铸钢的收缩率最大。 2 缩孔和缩松 （1）产生原因：液态收缩和凝固收缩所缩减的体积得不到补充。 （2）形状：A 缩孔：铸件上部或最后凝固部位，容积较大，呈倒锥形，内表面粗糙。（气孔：内壁光滑的孔眼缺陷）B 缩松：分散的细小孔洞 （3）缩孔防止：采用“定向凝固”原则，主要用于收缩大的合金。在铸件上可能出现缩孔的厚大部位安放冒口，同时采用其他工艺措施，使远离冒口的部分最先凝固，然后是靠近冒口部分，最后才是冒口本身凝固。 缩松防止：更换合金成分。缩孔和缩松对铸件的力学性能、气密性等产生较大影响，不可忽视。3 铸造应力：分为热应力和机械应力（1）热应力：铸件壁厚不均匀，各部分冷却速度不同，以致在同一时期铸件各部分固态收缩不一致引起。 A 热应力的分布：厚部或中心受拉应力 薄部或表层受压应力 B 防止：采用“同时凝固”原则，即将内浇口设在薄壁处，在铸件的厚壁处加冷铁。用于收缩小的合金，如灰铸铁。 去应力退火（2） 机械应力三、气孔：气体在合金冷凝前未逸出 。 分为：侵入性气孔、析出气孔、反应气孔三类 气孔的产生原因、特点、和预防措施。（P10）.铸型按造型材料及使用寿命分三类装 订 线：砂型、金属型、陶瓷型2 砂型铸造一、 主要造型方法：手工造型、机器造型 手工造型：两箱整模造型：最大截面在一端且为平面的铸件两箱分模造型：模样沿最大截面分为两半，型腔位于上、下两个砂箱内 三箱分模造型：两箱造型无法起模时采用机器造型效率高、质量稳定、尺寸精确、是适宜大批生产铸件的主要方法，但只适用于两箱造型。 二、砂型铸造工艺设计 1 浇注位置的选择 （1）重要的加工面朝下或呈直立状态，否则易产生砂眼、气孔、夹渣等缺陷。 （2）大平面朝下，否则易产生夹砂缺陷 （3）面积较大的薄壁部分应位于铸型下部或处于垂直、倾斜位置（4）厚大部分应置于分型面的上部或侧面2 分型面的选择（1）分型面应选在铸件最大截面处，尽量为直面（2）尽量减少分型面的数量（3）避免不必要的活块和型芯（4）尽量使铸件全部或大部分至于同一砂箱，且位于下箱，以防止错箱。（5）应使型腔和主要型芯位于下型 举例：小孔不用铸出，只铸出大孔，故分模面选择如图所示，两箱分模造型，砂型铸造。三、工艺参数的确定 1 机械加工余量：要合适 最小铸出孔：单件小批量，灰铸铁30mm2 起模斜度：为使模样易于从砂型中取出，凡垂直于分型面的侧壁，制造模样时必须留出一定的斜度。 模样的作用：形成铸件的外形； 型芯的作用：形成铸件的内腔。四、铸件的结构工艺性（P16-19，P26） 掌握书上和课后练习例题 铸件壁厚：应均匀，且大于最小壁厚。壁与壁的过渡处：圆角过渡，作用：减小内应力。3 特种铸造 第二篇 锻压锻压是金属坯料在外力的作用下产生塑性变形，从而获得合格毛坯或零件的成形方法。 5 锻造基础知识 一、变形概念1衡量指标：材料的塑性越好，变形抗力越小，材料的塑性成形性越好2加工硬化：金属在常温下随着变形程度的增加，强度、硬度不断升高，塑性和韧性不断下降的现象。可通过再结晶退火消除二、冷变形、热变形 1 冷成形：坯料在再结晶温度以下进行的塑性变形，如冷挤压、冷拔、冷冲压等 2 热成形： 金属在再结晶温度以上进行的塑性成形，如锻造、热轧、热挤压等三、塑性变形对组织和性能的影响1 纤维组织: 钢锭中的夹杂物在变形过程中，顺着金属变形的方向分布，这种夹杂物的定向分布称为纤维组织(1) 消除：沿其它方向重新锻造(2) 利用：工作时的最大正应力方向与纤维方向一致，切应力方向与纤维方向垂直 ；纤维的分布与零件的外形轮廓相符合。四、金属的锻造性：指金属锻压加工时，获得优质锻件难易程度的工艺性能 影响因素：内因：化学成分、金属组织 外因：变形温度、变形速度、应力状态锻造比：拔长时： Y锻= S0/S ，S0和S 表示拔长前后坯料的横截面积镦粗时：Y锻= H0/H ，H0和H 表示镦粗前后坯料的高度6 锻造锻造中根据加压设备及工模具使用情况按是否使用锻模将锻造分成自由锻和模锻两种方法一、 自由锻应用：主要用于单件、小批量生产或大锻件生产一、基本工序：镦粗、拔长、冲孔二、工艺规程的制定 1 绘制锻件图时须考虑的因素：敷料、锻件余量及锻件公差2 确定锻造温度（1）始锻温度：允许加热的最高温度；不能过高，否则易产生过热、过烧缺陷 ； （2）终锻温度：热锻的最低温度，要保证锻压件内部为再结晶组织。3 锻造工序：P62图三、自由锻件的结构工艺性（P63页图及作业）1 尽量避免锥体或斜面结构2 避免几何体的交接处形成空间曲线3 避免加强肋、凸台等辅助结构及工字形、椭圆或其它非规则形状4 复杂件应设计成为由简单件构成的组合体 二、 模锻生产率高，适合于中小型锻件的大批量生产。 一、锤上模锻：金属在模膛中经多次连续锤击逐步成型二、锻模结构 锻模模膛按其作用可分为制坯模膛和模锻模膛（一）制坯模膛：拔长模膛、滚挤模膛、弯曲模膛等（二）模锻模膛：预锻模膛、终锻模膛 1 终锻模膛：其形状应和锻件的形状相同，但尺寸应比锻件尺寸放大一个收缩量。沿模膛分模面四周设有飞边槽。 2 预锻模膛：使坯料变形到接近于锻件的形状和尺寸预锻模膛与终锻模膛的主要区别是：预锻模膛没有飞边槽。（三）确定工序 （1）长轴类零件的基本工序：拔长、滚挤、弯曲、预锻、终锻例题：弯曲连杆（2）盘类模锻件基本工序：镦粗、预锻、终锻例题：齿轮毛坯P69-70页作业7 板料冲压板料冲压的基本工序分为：分离工序、变形工序两类。一、分离工序（冲裁）：冲孔、落料、切断等冲孔时，余料部分为成品；落料时，冲落部分为成品1 冲裁变形过程：分为弹性变形阶段、塑性变形阶段、剪裂分离阶段等三个阶段。2 冲裁件断面组成：由圆角带、光亮带、剪裂带、毛刺四部分组成。形成原因：P73页二、拉深 1拉深缺陷： 拉裂：出现在直壁与底部的过渡圆角处。 起皱：凸缘部分预防措施：作业P92页 8 三、弯曲 1特点：（1）变形主要发生在弯曲中心角对应的范围内，中心角以外区域基本不变形。（2）弯曲半径要大于最小弯曲半径，否则易弯裂。（4）在弯曲结束后，由于弹性变形的恢复，使弯曲件的角度和弯曲半径比凸模大回弹。 注意：在设计弯曲模时，必须使模具的角度比弯曲件角度小一个回弹角例题：冲压工序确定1拉伸件工序：落料、拉深、冲孔 其它压力加工方法：挤压正挤压：金属被挤出方向与加压方向相同。反挤压：金属被挤出方向与加压方向相反。第三篇 连接成形按照焊接过程的特点及被焊件所处的状态，可把焊接技术分为：熔化焊、压力焊、钎焊三大类 9 电弧焊一、焊接电弧1 电弧产生条件：（1）正负电极间有一定电压；（2）气体介质电离成为导体，阴极连续不断地发射电子。2 电弧组成：阴极区、阳极区、弧柱区 阳极区产生的热量最多；弧柱中心温度最高（60008000K）二、焊条 1 作用与组成：（1）组成：焊芯、药皮（2）作用：焊芯：由金属丝制成，作为电极和填充金属；药皮：保证熔池和熔化金属；进行冶金处理；保证电弧稳定燃烧；改善焊缝性能。2 种类：根据熔渣性质不同，分为：酸性焊条、碱性焊条碱性焊条的抗裂性好，但工艺性、稳弧性差；酸性焊条的工艺性、稳弧性好，但抗裂性差。4 选用：（1）焊条牌号 E5015（2）选用：低碳钢、低合金钢：等强度原则不锈钢、耐热钢等 ：等成分原则 重要零件：选碱性焊条四、焊接接头组织与性能1 焊接接头组成：由焊缝金属、熔合区、热影响区组成。2 性能：熔合区性能最差，裂纹发源地；正火区性能最好，高于母材。五、焊接应力与变形（一）焊接应力和变形产生的原因1原因：对焊件进行的不均匀加热和冷却 2 冷却时分布：焊缝受拉应力，远离焊缝区受压应力。 （二）预防和减小应力与变形的措施（P114-115页）例题：如图所示拼接大块钢板是否合理？为什么？其合理的焊缝布置和焊接顺序是怎样的？答：不合理 图中焊缝密集交叉分布，容易使接头过热，材料的力学性能下降。合理布置如下：焊接时，先焊短焊缝，再焊长焊缝。10 焊接方法 一、埋弧自动焊 1 生产率高，用于的批量生产。 2焊件板厚：660mm 3 焊接材料： 焊剂：作用与焊条药皮相同； 焊丝：作用与焊条焊芯相同4 应用：水平位置长直焊缝以及大直径环形焊缝的焊接二、电阻焊：电焊、缝焊、对焊三、钎焊 分为软钎焊、硬钎焊两种。 接头形式：搭接接头12 常用金属材料的焊接一、焊接性的概念1概念: 指在在一定焊接工艺条件下，获得优质焊接接头的难易程度。包括两个方面：接合性能、使用性能2 碳当量：把钢中合金元素的质量分数按其对焊接性的影响换算成碳的相当质量分数，它们的质量分数之和称为碳当量。 注意： 碳当量仅用于对钢焊接性的粗略估算，不能精确地确定钢材的焊接性。当WCE0.6%时，钢的焊接性很差。注意：相同含碳量的碳钢和合金钢的可焊性是不一样的，如20的可焊性优于 20Cr。二、碳素钢的焊接性1 低碳钢的焊接（Q235、10、20钢）焊接性最好2 中碳钢的焊接 焊接性较差，常用手工电弧焊。焊前预热，焊后缓冷；选用抗裂性好的低氢焊条等；3 高碳钢的焊接 焊接性很差，多用于工模具的修补、组合。三、低合金结构钢的焊接1 母材强度级别低（400MPa）焊接性良好，同低碳钢相似。2 母材强度级别较高（450MPa）焊接性较差，同中碳钢相似。四、铸铁的补焊铸铁焊接性很差，焊接时易出现白口组织、裂纹。焊接工艺：热焊法、冷焊法。13 焊接件的结构工艺性一、接头与坡口形式1 接头形式：对接接头、搭接接头、角接接头和T形接头。 对接接头应用最广；搭接接头：用于点焊、缝焊等2 坡口形式：形坡口、Y形坡口、双Y形坡口、U形坡口、双U形坡口 注意：焊接结构最好采用相等厚度的材料，否则接头处易产生应力集中、焊不透等缺陷。二、焊缝位置布置原则（书上例题P156-157、课后作业P158）1 便于施焊和检验，以保证焊缝质量；2尽量减少焊缝数量，分散、对称布置焊缝，避免焊缝密集交叉，以减少应力和变形；3 应使焊缝尽量避开工作应力较大和易产生应力集中的部位；4应尽量使焊缝避开或远离机加工面第五篇 切削加工16 切削加工基本知识一、切削运动：主运动、进给运动车外圆时，主运动是工件的旋转运动，进给运动是刀具的纵向或横向运动。二、工件的加工表面三、切削用量三要素：切削速度、进给量和背吃刀量四、切削种类：常见的切削有四种基本类型：带状切削、节状切削、粒状切削、崩碎切削。 形成条件：五、积屑瘤的形成 切削过程中，由于金属的挤压和强烈摩擦，当应力和温度条件适当时，切屑底层与前刀面之间的摩擦力很大，使得切屑底层流出速度变得缓慢，形成一层很薄的“滞流层”，当滞流层与前刀面的摩擦阻力超过切屑内部的结合力时，滞流层的金属与切屑分离而粘附在切削刃附近形成积屑瘤。六、切削力：主切削力Fc、进给力Ff、背向力FpP220页布置的作业18章 常用切削加工方法一、车削加工车削时，工件作回转运动称为主运动；车刀作进给运动。 1加工范围：车外圆、车端面、钻孔等 2常用设备：卧式车床 3 刀具：车刀 组成：刀头：三面、两刃、一尖 刀杆 车刀种类： 外圆车刀：车外圆、端面 端面车刀：车端面 内孔车刀：车内孔车刀角度：车削特点：车削刀具简单,切削过程平稳，易于保证加工面间的位置精度。二、铣削在铣削时，铣刀作旋转的主运动，工件或铣刀作直线的进给运动。1 加工范围：铣平面（圆柱铣刀、立铣刀）、铣孔、铣沟槽等2 铣床：卧式铣床、立式铣床等3 铣削方式：平面是铣削加工的主要表面之一，有周铣和端铣两种方式 （1）周铣：在卧式铣床上进行，用圆周刀刃铣削 逆铣：铣刀的旋转方向与工件的进给方向相反。 顺铣：铣刀的旋转方向与工件的进给方向相同。 （2） 端铣在立式铣床上进行，容易实现高速铣削或强力铣削。 （3）周铣法和端铣法加工特点的比较 端铣的加工质量优于周铣 端铣的生产率高于周铣 端铣的适应性比周铣差，一般只用于铣平面，而周铣可加工平面、沟槽和成型面等。v 4 铣削工艺特点：生产率较高，容易引起机床振动，刀齿冷却条件好。三、钻削、镗削：一般用来加工孔 （一）钻孔 1 钻孔刀：麻花钻2 设备：钻床3 钻削特点：容易产生“引偏”；排屑困难；切削热不易传散。（二）镗孔用镗削方式扩大工件孔的方法。镗削时镗刀旋转作主运动，工件或镗刀作进给运动。一般在镗床上进行 四、刨削：在刨床上利用刨刀（或工件）的直线往复运动进行切削加工的一种方法。 1 加工范围：刨削可以加工平面、平行面、垂直面等2 刨刀或工件所作的直线往复运动是主运动，进给运动是工件或刀具沿垂直于主运动方向所作的间歇运动。3返程不切削，刀具的往复运动速度是不一样的。4 特点：生产率低，加工质量中等， 成本低。5 设备：牛头刨床、龙门刨床五、拉削：加工各种形状的通孔、平面及成形表面等 1 刀具：拉刀 2 设备：拉床 3 特点：生产率较高，加工范围广，加工精度高。六 磨削：用砂轮以较高的线速度对工件表面进行加工的方法。1 加工范围：磨外圆、平面、内孔等，是零件精加工的主要方法。2