修正版金属工艺.doc

1. 金属凝固组织对其物理性能力学性能影响很大，金属结晶时冷却速度越快，则晶粒越小，材料的强度和硬度越高，塑性和韧性越好。逐层凝固合金，其充型能力较强。2. 铸件的三种凝固方式是逐层凝固、糊状凝固、中间凝固，糊状凝固易于出现缩松，逐层凝固易于出现缩孔，顺序凝固容易消除缩孔。共金白口铸铁易于出现逐层凝固。 3. 合金的收缩可分为三个阶段，各是液态收缩，凝固收缩，固态收缩。固态收缩受到阻碍使铸件产生内应力，是产生变形和裂纹的主要原因。内应力分为热应力和机械能力 4. 铸件各部分的壁厚差异过大时，在厚壁处易产生缩孔缺陷，在薄壁与厚壁的连接处因冷却速度不一致易产生裂纹_缺陷。当铸件壁厚不均时，凝固成形后的铸件易在壁厚处产生拉应力。5. 常见的铸造方法有砂型铸造、压力铸造、熔模铸造、金属型铸造、消失模铸造、离心铸造等。在各种铸造方法中，适应性最广的是砂型铸造，生产率最高的是压力铸造，易于获得较高精度和表面质量的是压力铸造或熔模铸造，对合金流动性要求不高的是压力铸造或离心铸造。6. 标志合金的铸造性能的指标有充型能力、和收缩性等。影响它们的因素有成分、浇注温度、模型蓄热能力等。7. 为了防止铸件变形, 再进行铸件结构设计时, 应力求壁厚均匀, 形状简单对称。8. 当铸件收缩受阻时, 就可能发生裂纹、变形等缺陷; 因此如轮形铸件的轮辐应设计为奇数或做成弯曲形状。9. 在铸件设计中,铸件垂直于分型面的侧壁应给出拔模/起模斜度,铸件壁的转角及壁间联接处均应考虑过度圆角, 壁厚不仅要防止过厚, 而且要防止过薄, 以防止浇不足或冷隔。1.铸造硬币的金属材料不需要考虑的因素是导电性2.在铸造中，通常用砂型铸造的方法生产铸铁件。3铸件产生缩松、缩孔的根本原因液体收缩和凝固收缩4设计铸件时，其壁厚应薄厚均匀 5. 合金的体收缩大,浇注温度过高, 铸件易产生缩孔缺陷; 合金结晶温度范围广, 浇注温度过低,易使铸件产生缩松缺陷。6. 为提高铸件的流动性, 在下列铁碳合金中应选用C=4.3%。靠近共晶合金点7.下列铸件在大批量生产时, 应采用的铸造方法:(1)水轮机叶片熔模铸造 (2)摩托车发动机缸盖金属型铸造 (3) 滑动轴承压力铸造 (4) 铣刀熔模铸造 (5) 汽缸套离心铸造8 铸造时不需要使用型芯而能获得圆筒形铸件的铸造方法是离心铸造。三、简答1、 合金的成分，浇注温度，模型蓄热能力，充型压力，铸件壁厚各是怎么影响合金的流动性？合晶成分越靠近共晶点，浇注温度越高，模型蓄热能力越好，充型压力越大，铸件越厚，流动性越好2如何通过工艺措施控制零件的缩孔缺陷？“顺序凝固”3.铸件热应力分布有什么规律？怎样减小或消除铸件的应力？答：（1）铸件的壁厚差别越大、合金线收缩率越高、弹性模量越大，产生的热应力越大 （2）同时凝固4金属的晶粒粗细对其力学性能有什么影响？如果其它条件相同，试比较在下列条件下铸件晶粒的大小，并说明理由。（1）金属型浇注与砂型浇注；金属型浇注冷却快（2）铸成薄件与铸成厚件； 铸成薄件冷却快 理由：晶粒小5.合金的结晶温度范围怎么影响铸件的凝固方式？ 答：温度范围越宽，越偏于糊状凝固；温度范围越窄，越偏于逐层凝固。6.哪种凝固原则可以防止产生铸造应力？ 答：采用同时凝固原则可减少铸造应力。7.零件、模样、铸件各有什么异同之处？答：铸件尺寸是零件的毛坯尺寸，比零件大一个切削加工余量，模样尺寸比铸件尺寸大一个收缩量8.确定浇注位置和分型面的各自出发点是什么? 相互关系如何?答：（1）浇注位置是指浇注时铸件在型类所处的空间位置，其正确与否对铸件质量影响很大，是制定铸造方案时必须优先考虑的。 （2）铸型分型面是指铸型组元间的结合面，分型面的选择应能在保证铸件质量的前提下，尽量简化工艺，节省人力物力。塑性加工1 塑性成型特点：改善金属组织、提高其机械性能、可节约金属材料、切削加工时具有较高的劳动生产率 2 金属在塑性变形中随着变形程度增加，强度，硬度_升高_，塑性韧性_下降_ ，称为_加工硬化3 锻造流线使钢材在纵向上的塑性韧性明显比横向上_好_ ，强度变化不大。因此设计制造零件应该使零件工作的最大正应力与流线方向_平行_ ，切应力及冲击力与流线方向_垂直_。4 直长轴类锻件常用制坯工步: _拔长、滚圆_等5 锻件与铸件相比，最显著的优点是 _组织致密，能承受更大的应力_ 。6 提高金属变形的温度，是改善金属可锻性的有效措施。随温度升高，金属的_塑性_ 上升，_变形抗力_ 下降，即金属的可锻性增加。7 提高金属变形的温度，是改善金属可锻性的有效措施。但温度过高，必将产生_过热，过烧_ 、 和严重氧化等缺陷。所以应该严格控制缎造温度。8 自由缎的基本工序包括 墩粗、拔长 、冲孔 、切割、扭转、错移等。9 板料分离工序中，使坯料按封闭的轮廓分离的工序称为_冲裁_ ；使板料沿不封闭的轮廓分离的工序称为剪切 。10.在确定冲裁件的表面粗糙度时，一般不要提出高于原材料所具有的表面质量的要求。设计板料弯曲件时，为防止成形过程中弯裂，应使弯曲半径_大于_ 材料允许的最小弯曲半径。11.选择金属材料生产锻件毛坯时，首先应满足.塑性好 10 锻造几吨重的大型锻件，一般采用自由锻造11.冲孔和落料的区别是_冲孔是将材料以封闭的轮廓分离开来_，获得带孔的一种冲压方法，落料是利用冲裁取得一定外形的制件或坯料的冲压方法_ 。11 板料冲压的成型工序有_拉深，弯曲，卷边_。简答1、 冷变形后，金属的回复，再结晶，各有什么目的？各自的温度是什么？有什么区别？（1）、回复的目的：使原子回复到平衡位置，晶内残余应力大大减少，回复时不改变晶粒形状 回复温度：T回=（0、25） T熔（T回金属回复温度，K;T熔金属熔点温度，K）（2）、再结晶目的：完全消除塑性变形引起的冷边形强化现象，使晶粒细化，改善力学性质 再结晶温度：T再=0、4 T熔2、 .何为锻造温度范围？锻造温度范围制定有哪些基本原则？始锻温度和终锻温度应如何确定？（1）从使锻温度到终锻温度间的间隔，称为锻造温度范围（2）确定锻造温度范围的原则是：在保证金属坯料具有良好锻造性能的前提下，尽量放宽锻造温度范围，以降低消耗，提高生产率（3）2000左右，不能过高也不能过低3、.目前汽车发动机曲轴的锻造工艺方法有哪几种？哪种方法性能最好？有何优点？目前锻造曲轴的工艺方法: 自由锻、模锻和全纤维镦锻（性能最好）。 优点： 产品机械性能好公差余量小,可节约金属材料和机械加工工时。4.为什么弯曲模角度比成品小？答：弯曲以后的金属零件有本身的恢复能力，会有回弹现象。5.铅在200度，钨在1000C的变形各属何种变形？为什么？（铅的熔点327度，钨的熔点3380度）（1）、金属的最低再结合温度与熔点的大致关系=0、4*（绝对温度熔点）铅的熔点为327、502度，铅的再结晶温度=（372、502+273、15）*0.4=-14度，钨的熔点为3380度，钨的再结晶温度=(3380+273、15)*0、4=1188.26（2）、再结晶温度以下为冷加工即冷变形，反之，为热加工即热变形（3）、故铅在20度为热变形，钨在1100度时为冷变形6.为什么要趁热打铁？金属材料的强度与温度有关，温度越高强度越低，故锻造要在高温下进行，温度低了，变形抗力太大，不易产生塑性变形7.下列零件选用什么锻造方法？活扳手大批：模锻 铣床主轴成批：模锻 起重机吊钩小批：自由锻 万吨轮主传动轴单件：自由锻8.什么叫模锻的余量，公差，余块，冲孔连皮?模锻的余量：成形时为了保证机械加工时最终获得所需的尺寸而保留的多余金属。 公差：锻造公差是锻件名义的允许变动量 余块：为简化零件形状及结构，便于锻造而增加的一部分金属 冲孔连皮：由于模锻无法直接锻出透孔，需在该处留有较薄的金属，称为冲孔连皮焊 接 一、选择题1电弧焊属于（B ），电阻焊属于（C ），铜焊属于（A ）。a. 钎焊 b. 熔化焊 c. 压力焊 5低碳钢焊接接头中性能最差区域过热区。如填空题应该是融合区6如图2-3-1所示截面的横梁，起焊接次序应为（ b ）。 a. 1-2-3-4 b. 1-3-4-2 c. 1-4-3-2 4 3d. 1-2-4-37焊接应力与变形的产生，主要是因为（ c）。 1 2 局部不均匀加热与冷却 8焊接热影响区，在焊接过程中是不可避免 9焊接后，焊缝区的应力是拉应力 10焊接时就减少焊接应力与变形，又可避免产生冷、热裂纹的工艺措施之一是焊前预热 11下列四种焊接方法中，热影响区最大的是气焊，最小的是氩弧焊。12大批量生产铝、镁、钛等有色金属焊接件时，可选用氩弧焊 13CO2气体保护焊主要可用于低碳钢和低合金钢b. 14钎焊时 焊件熔化，钎料不熔化 15大量生产汽车油箱，用低碳钢冲压成半成品，然后焊成油箱，其焊接方法选电阻缝焊. 16由碳钢和硬质合金刀片焊成的刀具，其焊接方法钎焊 17有一种汽缸体铸后有缺陷需要焊补，其焊接方法不可选用电阻点焊（不是融化焊）18下列材料中，焊接性能最好的是低碳钢；最差的是铸铁。11.焊接汽车车身时常广泛采用二氧化碳气体保护焊12 氩弧焊特别适于焊接容易氧化的金属和合金,是因为氩气是惰性气体13 闪光对焊比电阻对焊在焊接质量上是内在质量好.接头处有毛刺 14 钎焊接头的主要缺点是强度低 二、填空题1根据焊接过程特点，焊接方法可分为_熔化焊、压力焊、钎焊_三大类。4在选用焊条时，低碳钢或低碳合金可选用与母材_强度_大致相同等焊条，若要求抗裂性好的则可选用_碱性_性焊条。对不锈钢、耐热钢等可选用与母材_成分_相同的焊条5低碳钢焊接接头组织中，9001100C之间的热影响区称为_过热区_850900C之间热影响区称为_正火_区,温度Ac1AO之间称为_部分相变_区;性能最差为_过热_区。7焊接接头形式有_对接接头、T型接头、角接接头、搭接接头_四种。焊接时开坡口的原因是_根部焊透，成型美观10钢的焊接性能随着含碳量的_增加_而_减小_。中、高碳钢焊接时易获得_淬硬组织_组织易产生_裂纹_缺陷。因此焊接中碳钢时，焊前要_预热_,焊后_去应力退火_。11铸铁焊接啥易产生_裂纹_、_气孔_等缺陷，因此铸铁焊接性能_极差_。三、简答题1、改善焊接接头性能有哪些方法？焊接接头的热处理消除焊缝附近的应力，改善焊接接头金相组织以及均匀化学成分2、哪种焊接方法可以在精加工之后使用，而不破坏原有的切削精度？为什么？(1)采用焊后正火处理，使焊缝和焊接热影响区的组织转变成均匀的细晶结构，以改善焊接接头的性能。(2)多层焊接，多层焊可以提高接头质量。3、焊接一种圆筒形构件，其长度为2400mm。直径为D，板厚为s，试简述分别选择合理焊接方法。（其中D与s由下表标出）。序号 焊接材料 板厚 s（mm） 直径 D （mm） 批量 条件最佳方法a 低碳钢 2 200 单批野外施工气焊b 低碳钢 2 200 成批室内操作CO2气体保护焊c 低碳钢 10 1000成批同上埋弧d 铝合金 10 1000 成批同上氩弧e 不锈钢 4 1000成批同上埋弧或氩弧 4、 什么叫焊接热影响区？焊接热影响区各部分组织与性能怎么样？焊缝两侧金属因焊接热作用（但未融化）而发生金相组织和力学性能变化的区域5、如何采取措施最大限度减少焊接应力?焊接变形如何防止或消除?(焊前预热，焊后矫正)（1）首先，在结构设计时，应选用塑性好的材料，其次，在施焊中应确定正确的焊接次序，焊前对焊件预热是较为有效的工艺措施，从而显著减少焊接应力，焊接中，采用小能量焊接方法或锤击焊缝也可减少焊接应力，再次，当需较彻底地消除焊接应力时，可采用焊后去应力退火方法来是实现。（2）施焊中，采用辨析变形措施或刚性夹持方法。正确选择焊接参数和焊接次序对减少焊接变形也很重要。对焊后变形小丹已经超过允许值的焊件，可采用机械矫正法或火焰加热矫正法。金属切削加工一、选择题前角0 是在主剖面（正交平面）内测量的前刀面与基面之间的夹角1. 车刀角度中，影响排屑方向的是刃倾角2. 车细长轴时，为减小其弯曲变形宜用大的主偏角3. 车削工件时，切削热主要是靠切屑传出的积屑瘤很不稳定，时生时灭，在粗加工产生积屑瘤有一定好处，在精加工时必须避免积屑的产生。4. 工件材料的硬度，强度愈高，塑性、韧性愈好，切削力愈大 增大前角使车刀锋利，切削轻快。8增大副偏角用来减少车刀与工件已加工表面之间的摩擦。9影响刀具耐用度的因素很多，主要有工件材料、刀具角度、切削用量等，而切削用量中以v影响为最大。10. 加工细长轴时，由于切深抗力存在，它会使轴弯曲变形，同时会引起振动。11粗加工时，为了增加刀刃强度，刃倾角常取负值；精加工时，为了不使切削划伤已加工表面，刃倾角常取正值或零度。12切削铸铁和青铜等脆性材料时产生切削形态为崩碎切削 13刀具寿命大于刀具的耐用度14切削塑性金属时，要得到带状切削，应采取增大刀具前角措施15在切下切削面积相同的金属时，切削厚度愈小，则切削力愈小结论正确二、填空题1金属切削加工是用 刀具 从毛坯上 切除多余 材料，使零件的尺寸精度 、 形状精度 和 位置精度 等方面符合图纸的要求。2金属切削过程的实质，是被切削金属受到刀具的 挤压 和 切屑 产生 弹性 变形 塑性 变形，最终被切削金属与母体分离形成切削的过程。3后角是 正交平面中测量的道具后面（刀具主后面） 与 切削平面 之夹角；车削时影响径向分力的角度_主偏 角。4切削用量包括 切削速度 （V） 、 进给量 （f） 和 背吃刀量 （ap） 。三、简答题1积屑瘤对粗、精加工有哪些影响？车削塑性大的材料工件时，切削速度在什么范围内易产生积屑瘤？ （1）对粗加工：使刀具前角增大，使切削力减小，保护了切削刃，减少了刀具的磨损。 对精加工：精度变差，粗糙度变差，在精加工中要杜绝积屑瘤的产生。（2）中速范围内易产生积屑瘤2 铰孔能否校正原有孔的位置精度，为什么？不能，铰孔一般是在钻孔、扩孔基础上的精加工，由于铰孔时切削余量均匀，只能提高孔本身的尺寸精度及集合精度，不能矫正孔的位置精度举出其他几种不能提高校正孔位置精度的孔加工工艺？这些工艺主要提高零件的什么精度/?如果非要用这些工艺来保证孔的位置精度，可采取什么措施？钻、扩、铰都不能 尺寸精度和形状精度 钻模或镗模3、 那些孔加工工艺可以校正孔的位置精度？镗孔4、 车床上钻孔和在钻床上加工孔钻头引偏孔各有什么误差？ 车床上钻孔孔径扩大，在钻床上加工孔钻头引偏孔轴径歪斜5、 试决定下列零件外圆面的加工方案。 a 紫铜小轴 20h7 Ra0.8 粗车半精车精车 b 45钢轴40h6，Ra0.2 表面淬火 40-50HRC 粗车半精车淬火粗磨-半精磨-精磨车床加工孔和镗床加工孔有什么不同？ 车床加工孔加工回转面，镗床加工孔加工箱体上的孔在机械制造中，零件的加工精度通常包括零件的_尺寸精度_、_形状精度_和_位置精度_。七写出下列零件的加工方案(每单元格一分，选作五个 共5分)某零件表面材料尺寸及精度粗糙度Ra值加工方案穿螺钉孔铸铁18 IT11 大于125钻削紧密量块表面（平面）合金钢20 X 8 0.08粗铣精铣淬火粗磨精磨研磨某轿车发动机气缸（孔）铸铁60 h60.08粗镗半精镗精镗淬火粗磨精磨珩磨小轴紫铜20 h7 0.8粗车半精车精车轴45钢50h6（淬火硬度40-50HRC）0.2粗车半精车粗磨半精磨精磨检验大批大量生产齿轮孔铸铁50H70.8拉削车床床头箱孔系小批铸铁60H70.2粗镗半精镗精镗二、单项选择题(本大题共10小题，每小题2分，共20分)在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。1.缝焊属于电阻焊 2熔化焊焊接接头的热影响区中组织和性能最好的区域是 .熔合区 二、填空题（本大题共7小题，每空1 分，共20 分）8刨削和插削都是（间断）切削，刀具易受到（冲击），因此（切削速度）不宜太高。9电火花加工是在一定的（介质）中，通过（工具）电极和（工件）电极之间的（脉冲放电）的电蚀作用，对工作进行加工的方法。10切削用量是在切削加工过程中（V）（F）和（ap）的总称。12零件的加工精度包括（尺寸精度）（形状精度）和（位置精度）三个方面。三、单项项选择（本大题共10小题，每小题1 分，共10 分）13车床主轴的纯轴向窜动对车销内外圆加工没有影响。14制定零件工艺过程时，首先研究和确定的基准是定位基准15零件在加工过程中使用的基准叫做定位基准16车床主轴轴颈和锥孔的同轴度要求很高，常采用互为基准来保证17机械加工中直接改变工件的形状、尺寸和表面性能使之变成所需零件的过程为机械加工工艺过程22在生产中批量越大，准备与终结时间摊到每个工件上的时间就越少四、判断（本大题共10小题，每小题1 分，共10 分）25. 粗加工所用的定位基准称粗基准，精加工所用的定位基准为精基准。（T）27. 单件、小批生产宜选用工序集中原则。（T）28. 粗加工所用的定位基准称粗基准，精加工所用的定位基准为精基准。（T）30. 一个工序中只能包含一个安装。（T）31. 磨削内孔时，在工件孔径允许的条件下，应尽量选用大直径的砂轮。（T）32. 拉孔前工件须先制出预制孔。（T） 第八章 特种加工1、 常见的特种加工有：电火花加工 超声波加工 激光加工 电子束加工 等（举出三种）2、 电火花加工中的液体介质必须是导电材料，如水溶液。3、 电火花加工的典型零件有：锻模模膛，喷丝孔，异型孔。4、 激光加工的典型零件有：金刚石拉丝模，钟表宝石轴承，陶瓷，玻璃，硬质合金零件等。5、 可以对硬质合金材料进行加工的有：电火花加工，超声波加工，激光加工等。6、 可以进行非接触切削加工的有：激光加工 等7、 可以对非金属硬脆材料进行加工的有：激光加工，超声波加工等。1、 电火花加工不适于加工非导电材料。T2、 一台电火花机床可以完成粗加工半精加工精加工，只需调节脉冲参数就可以了。T3、 加工时无切削力，所以适于加工薄壁工件，精密微细加工。T4、 电火花的电极可以使一根导线，如铜丝鉬丝等，进行切割加工。T5、 电火花加工可用石墨做为电极。T6、 超声波加工可以加工导电材料，也可以加工不导电材料。但必须是硬质材料。T7、 超声波加工不可以加工黄铜，铝材。T8、 超声波加工宏观作用力小，工具材料可以低于工件材料。T9、 超声波可以加工硬质合金刀片上的孔。T10、 激光加工效率很高，且既可以加工非金属，也可以加工金属。T 7.切削运动包括_主_运动和_进给_运动两种，其中_主_运动是切削运动中速度最高、消耗功率最多的运动。9常见的熔化焊接方法有手工电弧焊、_CO2焊_、 氧气钎焊_、_电子束焊接_等。10常见的铸造方法有砂型铸造、压力铸造、_熔模铸造_、_金属型铸造_、_离心铸造_等。29.在锻造生产中，金属的塑性_越好_和变形抗力_越小_，则其锻造性好。41.金属材料经锻造后，可产生纤维组织，在性能上表现为_各向异性_。43.常用刀具材料有_碳素工具钢_、_合金工具钢_(陶瓷)_、_高速钢_和硬质合金四大类型的材料。44.每个卡爪都能独立作径向移动的用以装夹复杂形状工件的是_四爪卡_盘。50.常见的高分子材料按性能和用途分有_橡胶_、_纤维_和_塑料_等分类。54.在拉床上可加工_平面_、_成型面_、_齿轮_等。55.车削时工件每转一转，刀具沿进给方向移动的距离为_进给量_，又称为_每转进给量_，用符号_f_表示。57.平面加工时，可用_刨削_、_拉削_、_铣削_、磨削等方法。60.常用的回火方法有低温回火、_中温回火_、_高温回火_等。61在冲压工艺中，冲裁工序有_冲孔_和_落料_等。68.塑料的成型加工方法有注射、_层压_、_低压_、_挤出_等。98.大平面的切削加工方法有_铣削_、_刨削_和_拉削_等。1.选择金属材料的原则，首先应满足零件使用性能要求2.合金钢的可焊性可依据钢的碳当量大小来估计。3.在铸造中，通常用砂型铸造的方法生产铸铁件。4.车床上车外圆面，车刀从零件右端运动到左端时，切削速度不变5零件上尺寸较大的四方通孔的加工方法是插削四、简答题（每小题6分，共24分）4.相同精度的孔和外圆面的加工，哪个更困难？为什么？加工相同精度的孔困难。原因：难以定位， 难以进入、难以度量、切削热难以扩散五、回答题（每小题8分，共24分）3.试确定零件上孔的加工方案：45号钢，单件，150H8轴套轴心孔，Ra1.6m，表面淬火，加工长度40mm