金属工艺复习资料.doc

一、填空：1.合金的收缩经历了(液态收缩)、(凝固收缩)、(固态收缩)三个阶段。2.常用的热处理方法有（退火）、（正火）、（淬火）、（回火）。3.铸件的表面缺陷主要有（粘砂）、（夹砂）、（冷隔）三种。4.根据石墨的形态，铸铁分为（灰铸铁）、（可锻铸铁）、（球墨铸铁）、（蠕墨铸铁）四种。5.铸造时，铸件的工艺参数有（机械加工余量）、（起模斜度）、（收缩率）、（型芯头尺寸）。6.金属压力加工的基本生产方式有（轧制）、（拉拔）、（挤压）、（锻造）、（板料冲压）。7.焊接电弧由（阴极区）、（弧柱）和（阳极区）三部分组成。8.焊接热影响区可分为（熔合区）、（过热区）、（正火区）、（部分相变区）。9.切削运动包括（主运动）和（进给运动）。10.铸造的方法有（砂型铸造）、（熔模铸造）和（金属型铸造）。11.车刀的主要角度有（主偏角）、（副偏角）、（前角）、（后角）、（刃倾角）。12.碳素合金的基本相有（铁素体）、（奥氏体）、（渗碳体）。14.铸件的凝固方式有（逐层凝固）、（糊状凝固）、（中间凝固）三种。15.铸件缺陷中的孔眼类缺陷是（气孔）、（缩孔）、（缩松）、（夹渣）、（砂眼）、（铁豆）。17.冲压生产的基本工序有（分离工序）和（变形工序）两大类。20.切屑的种类有（带状切屑）、（节状切屑）、（崩碎切屑）。21.车刀的三面两刃是指（前刀面）、（主后刀面）、（副后刀面）、（主切削刃）、（副切削刃）。二、名词解释：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，成为液态合金的充型能力。2加工硬化：随着变形程度增大，金属的强度和硬度上升而塑性下降的现象称为加工硬化。3金属的可锻性：衡量材料在经受压力加工时获得优质制品难易程度的工艺性能，称为金属的可锻性。4焊接：利用加热或加压等手段，借助金属原子的结合与扩散作用，使分离的金属材料牢固地连接起来的一种工艺方法。5.同素异晶转变：随着温度的改变，固态金属晶格也随之改变的现象，称为同素异晶转变。6起模斜度：为使型芯便于从砂型中取出，凡垂直于分型面的立壁在制造模样时，必须留出一定的倾斜度，此倾斜度称为起模斜度。7.积屑瘤：在一定范围的切削速度下切削塑性金属时，常发现在刀具前刀面靠近切削刃的部位粘附着一小块很硬的金属，这就是积屑瘤。8结晶：金属的结晶就是金属液体转变为晶体的过程，亦即金属原子由无序到有序的排列过程。9.热处理：就是将钢在固态下，通过加热、保温和冷却，以改变钢的组织，从而获得所需性能的工艺方法。10.锻造：利用冲击力或压力使金属在抵铁间或锻模中变形，从而获得所需形状和尺寸的锻件，这类工艺方法称为锻造。三、简答题：1铸型分型面的选择原则是什么？答：（1）应使造型工艺简化。如尽量使分型面平直、数量少，避免不必要的活块和型芯等。（2）应尽量使铸件全部或大部置于同一砂箱，以保证铸件的精度。（3）为便于造型、下芯、合箱和检验铸件的壁厚，应尽量使型腔及主要型芯位于下箱。2影响金属可锻性的因素有哪些？答：金属的可锻性取决于金属的本质和加工条件。对于金属本质来说：（1）不同化学成分的金属其可锻性不同；（2）金属内部的组织结构不同，其可锻性有很大差别；对于加工条件来说：（1）变形温度的影响；（2）变形速度的影响；（3）应力状态的影响；3简述焊接接头热影响区的组织和性能？答：焊接接头热影响区可分为：熔合区、过热区、正火区和部分相变区等。（1）熔合区：熔化的金属凝固成铸态组织，未熔化金属因加热温度过高而成为过热粗晶。强度、塑性和韧性都下降。（2）过热区：由于奥氏体晶粒急剧长大，形成过热组织，故塑性及韧性降低。（3）正火区：加热时金属发生重结晶，转变为细小的奥氏体晶粒。冷却后得到均匀而细小的铁素体和珠光体组织，其力学性能优于母材。（4）部分相变区：珠光体和部分铁素体发生重结晶，转变成细小的奥氏体晶粒。部分铁素体不发生相变，但其晶粒有长大趋势。冷却后晶粒大小不均，因而力学性能比正火区稍差。4简述车削的工艺特点及应用？答：车削的工艺特点：（1）易于保证工件各加工面的位置精度；（2）切削过程比较平稳；（3）适用于有色金属零件的精加工；（4）刀具简单。车削的应用：可以加工各种回转表面，如内外圆柱面、内外圆锥面、螺纹、沟槽、断面和成形面等。加工精度可达IT8IT7，表面粗糙度Ra值为1.60.8um。5对刀具材料有哪些基本要求？答：（1）较高的硬度；（2）足够的强度和韧度，以承受切削力、冲击和振动；（3）较好的耐磨性；（4）较高的耐热性；（5）较好的工艺性。6板料冲压工艺的特点是什么？答：（1）可以冲压出形状复杂的零件，且废料较少；（2）产品具有足够高的精度和较低的表面粗糙度值，冲压件的互换性较好；（3）能获得重量轻、材料消耗少、强度和刚度都较高的零件；（4）冲压操作简单，工艺过程便于机械化和自动化，生产效率很高。故零件成本低。7切削液的作用是什么？有哪些种类？答：切削液主要通过冷却和润滑作用来改善切削过程。它一方面吸收并带走大量切削热，起到冷却作用；另一方面它能渗入到刀具与工件和切屑的接触便面，形成润滑膜，有效地减少摩擦。切削液的种类：（1）水基切削液，如：水溶液、乳化液等；（2）油基切削液，主要成分是矿物油，少数采用动植物油或复合油。8简述铣削的工艺特点及应用？答：铣削的工艺特点：（1）生产率较高；（2）容易产生振动；（3）刀齿散热条件较好。铣削的应用：主要用来加工平面（包括水平面、垂直面和斜面）、沟槽、成形面和切断等。加工精度可达IT8IT7，表面粗糙度Ra值为1.63.2um。9简述防止焊接变形和开裂的方法？答：焊接应力的存在会引起焊件的变形。防止焊接变形的方法：（1）在结构设计中采用对称结构或大刚度结构、焊缝对称分布结构；（2）施焊中，采用反变形措施或刚性夹持方法；（3）正确选择焊接参数和焊接次序，对减少焊接变形也很重要；焊接应力过大的严重后果是使焊件产生裂纹。防止焊接开裂的方法：（1）合理选材；（2）采取措施减小应力；（3）选用合理的焊接工艺和焊接参数（如采用碱性焊条、小能量焊接、预热、合理的焊接次序）。10.简述钻削的工艺特点及应用？答：钻削的工艺特点：（1）容易产生“引偏”（2）排屑困难；（3）切削热不易传散；钻削的应用：主要用于粗加工，例如精度和粗糙度要求不高的螺钉孔、油孔和螺纹底孔等。加工精度IT10以下，表面粗糙度Ra值大于12.5um。11.为保证铸件性能，对铸件结构有哪些要求？答：（1）应尽量避免铸件起模方向存有外部侧凹，便于起模；（2）尽量使分型面为平面；（3）凸台和筋条结构应便于起模；（4）垂直分型面上的不加工表面最好有结构斜度；（5）尽量不用和少用型芯；（6）应有足够的芯头，以便于型芯的固定、排气和清理；（6）合理设计铸件的壁厚；（7）铸件的壁厚应尽可能均匀；（8）设计铸件壁的联接或转角时，也应尽力避免金属的积聚和内应力的产生；（9）为防止热裂，可在铸件易裂处增设防裂筋；（10）设计铸件的筋、辐时，应尽量使其得以自由收缩，以防产生裂纹。11铣削方式有哪些？各有何优、缺点？答：铣削方式有：周铣法（用圆柱铣刀的圆周力齿加工平面）和端铣法（用端铣刀的端面刀齿加工平面）。优缺点：（1）端铣的切削过程比周铣时平稳，有利于提高加工质量；（2）端铣可以达到较小的表面粗糙度。（3）端铣时，刀具系统的刚度较好；生产效率高，加工表面质量好。（4）周铣法的适应性广。13.焊缝布置的工艺原则是什么？答：（1）焊缝布置应尽量分散；（2）焊缝的位置应可能对称布置；（3）焊缝应尽量避开最大应力断面和应力集中位置；（4）焊缝应尽量避开机械加工表面；（5）焊缝位置应便于焊接操作；14.焊接接头的形式有哪些？答：焊接接头形式可分为对接接头、T形接头、角形接头和搭接接头四种。15.纤维组织是怎样形成的？有何利弊？答：铸锭在压力加工中产生塑性变形时，基体金属的晶粒形状和沿晶界分布的杂质形状都发生了变形，它们都将沿着变形方向被拉长，呈纤维状。这种结构叫纤维组织。纤维组织使金属在性能上具有了方向性。金属在平行纤维方向上的塑性和韧性提高，而在垂直纤维方向上塑性和韧性降低。在设计和制造零件时，都应使零件在工作中产生的最大正应力方向与纤维方向重合，最大切应力方向与纤维方向垂直。并使纤维分布与零件的轮廓相符合，尽量使纤维组织不被切断。第7章 铸造成形二、基本内容1、铸造成形工艺基础1）合金的流动性和充型能力：流动性好的合金，充型能力强，易获得形状完整、尺寸准确、轮廓清晰、壁薄和形状复杂的铸件。灰铸铁流动性最好，硅黄铜、铝硅合金次之，铸钢最差。2）合金的收缩：液态收缩和凝固收缩是铸件产生缩孔和缩松的主要原因，固态收缩是铸件产生内应力、变形和裂纹的的主要原因。1、 铸造成形方法1） 砂型铸造：各种手工造型方法的特点和应用，见书中表7-1。铸件常见的缺陷的特征及产生原因，见书中表7-22） 特种铸造：熔模铸造的工艺过程：制母模压型制蜡模制壳焙烧浇注清理。熔模铸造的特点：铸件的尺寸精度及表面质量高，减少切削、节约材料，适于铸熔点高、难切削加工材料。第11章金属切削加工的基础知识二、基本内容1、切削运动和切削要素1）切削运动：切削运动：为了切除工件上多余的金属，刀具与工件之间所作的相对运动。按切削运动在切削过程中起的作用不同，可分为主运动和进给运动。主运动：切下切屑所必需的最基本的运动，也是切削加工中速度最高、消耗功率最多的运动。切削加工中只有一个主运动。进给运动：是使工件切削层不断投入切削而加工出完整表面的运动。切削加工中可以有一个主运动，也可以有几个主运动。2）切削要素：切削用量要素：切削速度、进给量、背吃刀量。切削层平面尺寸要素：切削层厚度、切削层宽度、切削层截面面积。2、金属切削刀具：1）刀具常用材料：碳素工具钢：用于制造简单手工刀具。常用钢牌号有T10A、T12A。量具刃具钢：用于制造形状复杂手工刀具。常用钢牌号有CrWMn、9SiCr。高速钢：用于制造形状复杂机动刀具。常用钢牌号有W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2。硬质合金：多制成各种形状刀片，机动加工各种金属材料。常用钢牌号有YG3、YG5、YG8、YT5、YT15、YT30。2）车刀切削部分的几何参数：外圆车刀切削部分的组成：前刀面、主后刀面、副后刀面、主切削刃、副切削刃、刀尖。3）车刀标注角度参考系：基面Pr：过切削刃上任一点的水平面。切削平面Ps：通过切削刃上任一点与切削刃相切，垂直于基面的平面。正交平面Po：通过切削刃上任一点，并同时与垂直于基面和切削平面的平面。3） 车刀正交平面参考系内的标注角度：主偏角r：基面内主切削刃与进给方向的夹角。其主要作用是影响背向力的大小和刀具寿命。副偏角r：基平面内副切削刃与进给反方向的夹角。其主要作用是影响工件以加工表面粗糙度。前角。：正交平面内前刀面与基面之间的夹角。其主要作用是使刃口锋利。后角。：正交平面内后刀面与切削平面之间的夹角。其主要作用是减少主后刀面与工件过渡表面之间的摩擦。刃倾角s：切削平面内主切削刃与基面间的夹角。其主要作用是控制切屑流向1、 金属切削过程中的物理现象1） 金属切削过程的实质：就是通过刀具把金属层变为切屑的过程，其实质是一个挤压变形的过程，塑性金属在切削过程中一般要经历弹性变形、塑性变形、挤裂破坏和切离四个阶段。2） 切削变形区：第变形区：又称基本变形区。切削力、切削热主要来自这个区域。第变形区：是切屑于前刀面间的摩擦变形区。该区域对积屑瘤的形成和前刀面磨损有直接影响。第变形区：是工件已加工表面与刀具后刀面的摩擦区。该区域对工件已加工表面的变形强化和残余应力及后刀面的磨损有很大影响。3）积屑瘤：产生条件：切削塑性金属；切削速度在560m/min。对切削加工的影响：粗加工时有好处，保护刀刃，增大前角。精加工时不利，影响表面质量和尺寸精度，因此精加工时避免产生积屑瘤，故常采用高速（v100m/min）或低速（v80mm不适宜铰削。3、镗削加工：1）镗削加工工艺特点：加工范围广；能修正底孔轴线；成本较低；生产率较低。2）镗削加工的应用：镗床不只用于镗孔，还可以铣平面、铣沟槽、钻孔、扩孔、铰孔、车端面、车环形槽、车螺纹等。镗床适于加工孔系，不管是粗垂直孔系，还是平行孔系。形状复杂的大型零件上孔径大、尺寸和位置精度要求高的孔系，应在镗床上加工。4、铣削加工1）铣削方式：铣削方式分为端铣和周铣。端铣是用铣刀端面齿铣削工件表面。周铣是用铣刀圆周齿铣削工件表面。一般来说，端铣在表面加工质量、精度、生产效率方面由于周铣，周铣在加工范围方面优于端铣。周铣又分为顺铣和逆铣。顺铣加工表面质量较好，多用于精加工。逆铣多用于粗加工。2）铣削的应用：铣削可以铣平面，铣普通槽、成形槽、螺旋槽，戏成形面。3）铣削加工工艺特点：生产率高；加工范围极为广泛；加工质量中等；成本较高。5、磨削加工磨削加工方法：磨外圆：有纵磨法和珩磨法。磨内圆：通孔、盲孔、阶梯孔都可以磨削。磨平面：有周磨平面和端磨平面。周磨平面适于精磨，端磨平面适于粗磨。无心磨削：在大批量生产中，常用于磨削细长轴、轴销和轴套。磨削加工一般属于精加工。6、齿轮加工：齿轮加工方法：成形法：常见的有铣齿和拉齿。铣齿生产率低、加工精度低、加工成本低。展成法: 常见的有插齿和滚齿。插齿和滚齿具有加工精度较高、齿面粗糙度较低、一把刀具可以加工模数和压力角相同而齿数不同的齿轮。插齿可以加工双联齿轮，生产效率低；滚齿不能加工距离较近的双联齿轮，生产效率较高。7、各种表面加工方案分析：平面加工方案：常用的可归纳为铣刨、铣刨磨、车削、拉削。外圆面加工：常用的可归纳为粗车半精车精车、粗车半精车粗磨精磨。孔加工：常用的可归纳为钻孔扩孔铰孔、钻孔镗孔磨孔。螺纹加工：车螺纹、磨螺纹、铣螺纹、攻螺纹、套螺纹、搓螺纹、滚螺纹。齿形加工：铣齿、滚齿、剃齿、磨齿、珩齿、研齿。四、习题一、填空题1、工件在车床上安装经常使用的夹具有（ ）、（ ）、（ ）、（ ）、（ ）。2、钻削加工使用的钻头按其结构特点和用途可以分为（ ）、（ ）、（ ）、（ ）等。3、铣削方式分为周铣和端铣，周铣是指用（ ）铣削工件表面；端铣是指用（ ）铣削工件表面。4、齿轮齿形成形法加工常用的方法有（ ）、（ ）；展成法加工常用的方法有（ ）、（）。二、判断题1、铰孔属于精加工，因此铰孔加工能够校正底孔轴线的偏斜。（ ）2、铣削加工能铣削平面、直槽、成形面等，但不能铣螺旋槽。（ ）3、各类零件上的孔，一般在钻床上加工。（ ）第十一章 一、填空题1、主运动进给运动2、切削速度进给量背吃刀量3、冷却润滑清洗防锈4、弹性变形塑性变形 挤裂切离二、判断题1、 2、 3、三、选择题1、A B 2、B C 3、B A四、简答题1、刀具材料必须具备哪些性能？答：在切削加工过程中，刀具的切削部分在强烈摩擦、很大应力、很高温度、冲击振动条件下工作，因此要求刀具材料必须具备高的硬度、高的耐磨性、高的耐热性、足够的强度和韧性以及一定的工艺性。2、积削瘤产生的条件是什么？它对切削加工有何影响？答：在5m/min60m/min切削速度下，切削塑性金属材料，在前刀面靠近切削刃部分的部位容易产生积削瘤。积削瘤伸出刃口之外时，使背吃刀量增加；它代替刃口切削，增大了实际工作前角，使切削力和变形减小；但积削瘤是不稳定的，对加工尺寸和表面质量有很大影响。所以粗加工时可利用积削瘤，精加工时必须避免积削瘤。第十二章 一、填空题1、卡盘顶尖心轴中心架跟刀架2、扁钻麻花钻深孔钻中心钻3、圆柱铣刀面铣刀4、铣齿拉齿插齿滚齿二、判断题1、 2、3、三、选择题1、C B A 2、A B 3、B A四、简答题1、什么是特种加工？常见的有哪些特种加工？答：特种加工是直接借助电能、热能、声能、光能、电化学能及特殊机械能等多种能量已实现材料去除的工艺方法。常见的有电火花加工，电解加工，超声波加工和激光加工。2、插齿和滚齿有何不同？答：插齿可加工直齿轮、内齿轮、多联齿轮等，大批大量生产时加附件也可加工螺旋齿轮；滚齿可加工直齿轮、螺旋齿轮、蜗轮和齿轮轴。插齿不能加工蜗轮和长齿轮轴；滚齿不能加工内齿轮、多联齿轮。1. 什么叫液态合金的充型能力？充型能力不足会导致什么 缺陷？影响合金充型能力的主要因素是什么？液态合金充满铸型型腔，获得形状准确、轮廓清晰铸件的能力，称为液态合金的充型能力。充型能力不足会产生：（1）浇不足：使铸件不能获得充分的形状；（2）冷隔：铸件虽获得完整的外形，但因存在未融合的部位，使力学性能严重变坏。影响合金充型能力的主要因素：（1）合金的流动性（2）浇注条件（3）铸型填充条件。2. 为什么共晶成分的合金充型能力好？浇注温度对合金的充型能力有什么影响？（1） 由于合金的流动性愈好，充型能力愈强，而影响合金流动性的因素以化学成分的影响最为显著。共晶成分合金的结晶是在恒温下进行的，此时，液态合金从表层逐层向中心凝固，由于已结晶的固体层内表面比较光滑，对金属液的流动阻力小，故流动性最好。所以共晶成分的合金充型能力好。（2） 浇注温度对合金充型能力有着决定性影响。浇注温度愈高，合金的粘度下降，且因过热度高，合金在铸型中保持流动的时间长，故充型能力强；反之，充型能力差。但浇注温度过高，铸件容易产生缩孔、缩松粘砂、析出性气孔、粗晶等缺陷，故在保证充型能力足够的前提下，浇注温度不宜过高。3. 铸件凝固过程中，断面上一般存在哪