金属材料成形基础作业集(1)ppt课件

1、主讲主讲 张万红张万红1.1.工程资料的主要性能分为工程资料的主要性能分为1 1 运用运用 性能和性能和2 2 工艺工艺 性能。性能。1 1又包括力学性能、又包括力学性能、 物理性能和化学性物理性能和化学性能等。能等。 作业作业1 工程资料工程资料2.2.金属的变形包括金属的变形包括 弹性弹性 变形和变形和 塑性塑性 变形。变形。一、填空题一、填空题3.3.经过拉伸实验可测得的强度目的主要有经过拉伸实验可测得的强度目的主要有 屈服强度屈服强度 和和 抗拉抗拉强度强度 ；可测得的塑性目的有；可测得的塑性目的有 延伸率延伸率 和和 断面收缩率断面收缩率 。5.5.实践金属的晶体缺陷有点缺陷空位或间

2、隙原子、线缺实践金属的晶体缺陷有点缺陷空位或间隙原子、线缺陷位错和面缺陷晶界。陷位错和面缺陷晶界。 4.4.常见的金属晶格类型有体心立方晶格、面心立方晶格和密排常见的金属晶格类型有体心立方晶格、面心立方晶格和密排六方晶格三种类型。六方晶格三种类型。FeFe属于体心立方晶格，属于体心立方晶格，FeFe属于面属于面心立方晶格，心立方晶格，FeFe属于体心立方晶格。属于体心立方晶格。 6.6.金属的实际结晶温度与实践结晶温度之差称为过冷度。金金属的实际结晶温度与实践结晶温度之差称为过冷度。金属的冷却速度越快，过冷度越大，获得的晶粒越细。属的冷却速度越快，过冷度越大，获得的晶粒越细。 7.7.细化金属

3、资料的晶粒，可使金属的强度、硬度细化金属资料的晶粒，可使金属的强度、硬度 提高，塑性、提高，塑性、韧性韧性 提高提高 ；在消费中常用的细化晶粒的方法有增大过冷度、；在消费中常用的细化晶粒的方法有增大过冷度、 蜕变处置、机械搅拌和振动；压力加工再结晶；热处置。蜕变处置、机械搅拌和振动；压力加工再结晶；热处置。8.8.合金的晶体构造有固溶体和金属化合物，其中固溶体具有合金的晶体构造有固溶体和金属化合物，其中固溶体具有良好的塑性，金属化合物具有高的硬度和脆性。良好的塑性，金属化合物具有高的硬度和脆性。10.10.铁碳合金相构造中，属于固溶体的有铁素体和奥氏体；铁碳合金相构造中，属于固溶体的有铁素体和

4、奥氏体；其中铁素体是碳在其中铁素体是碳在FeFe中构成的固溶体。中构成的固溶体。 11.11.铁碳合金的力学性能随含碳量的添加，其强度和硬度增铁碳合金的力学性能随含碳量的添加，其强度和硬度增高，而塑性和韧性降低。但当高，而塑性和韧性降低。但当wC1.0%wC1.0%时，强度随其含碳时，强度随其含碳量的添加而降低。量的添加而降低。 9.9.在铁碳合金的根本组织中，珠光体属于复相构造，它由铁在铁碳合金的根本组织中，珠光体属于复相构造，它由铁素体和渗碳体按一定比例组成，珠光体用符号素体和渗碳体按一定比例组成，珠光体用符号P P表示。表示。 12.12.铁碳合金中，共析钢铁碳合金中，共析钢wCwC为为

5、0.77%0.77%，室温平衡组织为，室温平衡组织为P P；亚；亚共析钢共析钢wCwC为为0.77%0.77%0.77%，室温平衡组织为，室温平衡组织为P+Fe3CP+Fe3C；共晶白口生铁；共晶白口生铁wCwC为为 4.3%4.3%，室温平衡组织为，室温平衡组织为LdLd；亚共晶白口生铁；亚共晶白口生铁wCwC为为4.3%4.3%4.3%，室温平衡组织为室温平衡组织为Fe3CI+LdFe3CI+Ld。 13.13.按碳的质量分数的不同按碳的质量分数的不同. .碳素钢可分为高碳钢、中碳钢和碳素钢可分为高碳钢、中碳钢和低碳钢三类；钢硫、磷杂质质量分数的不同，钢可分为普通低碳钢三类；钢硫、磷杂质质

6、量分数的不同，钢可分为普通钢、优质钢、高级优质钢和特级优质钢三类。钢、优质钢、高级优质钢和特级优质钢三类。14. 20CrMnTi14. 20CrMnTi钢按化学成分分类，它属于构造钢中的合金钢，钢按化学成分分类，它属于构造钢中的合金钢，适宜制造齿轮等较重要的零件。适宜制造齿轮等较重要的零件。16. GCr916. GCr9、GCr15GCr15钢按化学成分分类，它们属于构造钢中的钢按化学成分分类，它们属于构造钢中的合金钢，主要用来制造轴承套圈、滚珠、滚柱。合金钢，主要用来制造轴承套圈、滚珠、滚柱。 15. 40Cr15. 40Cr、40CrMo40CrMo钢按化学成分分类，它们属于构造钢中的

7、钢按化学成分分类，它们属于构造钢中的合金钢，适宜制造主轴、连杆等零件。合金钢，适宜制造主轴、连杆等零件。 二、简答题与运用题二、简答题与运用题1.1.资料的常用力学性能目的有那些？假设某种资料的零件在资料的常用力学性能目的有那些？假设某种资料的零件在运用过程中忽然发生断裂，是由于那些力学性能目的缺乏所运用过程中忽然发生断裂，是由于那些力学性能目的缺乏所呵斥的？呵斥的？ (1)(1)常用力学性能目的有常用力学性能目的有: :强度、塑性、刚度、硬度、冲击韧性、疲劳强度。强度、塑性、刚度、硬度、冲击韧性、疲劳强度。(2) (2) 零件在运用过程中忽然发生断裂，是由于强度、塑零件在运用过程中忽然发生断

8、裂，是由于强度、塑性、冲击韧性、疲劳强度等力学性能目的缺乏所呵斥性、冲击韧性、疲劳强度等力学性能目的缺乏所呵斥的。的。2 2画出低碳钢的应力画出低碳钢的应力- -应变曲线，并简述拉伸变形的几应变曲线，并简述拉伸变形的几个阶段。个阶段。bkesooeoe段：弹性变形段：弹性变形esbkesbk段：塑性变形段：塑性变形s s点点: :屈服点屈服点b b点：最大应力点点：最大应力点k k点：断裂点点：断裂点3图图1-1所示为三种不同资料的拉伸载荷拉力所示为三种不同资料的拉伸载荷拉力-变形量变形量伸长量曲线试样尺寸一样，试比较这三种资料的抗伸长量曲线试样尺寸一样，试比较这三种资料的抗拉强度、屈服强度和

9、塑性的大小。拉强度、屈服强度和塑性的大小。抗拉强度：抗拉强度：213213屈服强度：屈服强度：132132塑性：塑性：321321图图1-1 1-1 拉伸曲线拉伸曲线4. 4. 用用2020钢制成钢制成1010、标距、标距3030的试样作拉伸实验，的试样作拉伸实验，测得屈服时的拉力为测得屈服时的拉力为21630N21630N，断裂前的最大拉力为，断裂前的最大拉力为34940N34940N，拉断后测得标距长度为，拉断后测得标距长度为6565，断裂处直，断裂处直径为径为5 5。试计算。试计算bb、ss、 、 的值。的值。)(445514. 33494020MPaSFbb)(275514. 3216

10、3020MPaSFSs%7 .116%100303065%10000LLLk%75%100514. 3)5 . 25(14. 3%10022200SSSk5. 5. 零件的失效方式有哪些？影响失效的根本要素有哪些？零件的失效方式有哪些？影响失效的根本要素有哪些？1 1断裂、塑性变形、过量弹性变形、磨损、腐蚀等。断裂、塑性变形、过量弹性变形、磨损、腐蚀等。2 2设计要素、材质要素、工艺要素和安装运用不当。设计要素、材质要素、工艺要素和安装运用不当。6.6.什么是同素异晶转变？请绘出纯铁的冷却曲线，并指出同什么是同素异晶转变？请绘出纯铁的冷却曲线，并指出同素异晶转变温度和晶格类型素异晶转变温度和晶

11、格类型 。1 1固态下随着温度的变化，固态下随着温度的变化，金属的晶体构造从一种晶格类金属的晶体构造从一种晶格类型转变为另一种晶格类型的过型转变为另一种晶格类型的过程。程。FeFe温度时间1538 4 912 体心面心体心Fe8.8.图图1-11-1所示为部分的铁碳合金形状图，请在右边的所示为部分的铁碳合金形状图，请在右边的T-tT-t图中图中画出含碳量为画出含碳量为0.45%0.45%的铁碳合金的结晶过程并标注出各温的铁碳合金的结晶过程并标注出各温度段的组织。度段的组织。 ESQGC%C%114711471538 1538 727727P PL LA912912C0.450.45温度T Tt

12、 tLL+AA+FF+PA钢号类 别适用零件举例质量含碳量成分用途普优高优低中高碳素合金构造工具Q235冲压件15冲压件45轴类60Si2Mn弹簧T8A锉刀9SiCr钻头W18Cr4V铣刀11. 填表回答：一、填空题一、填空题1 1液态金属的充型才干主要取决于合金的流动性。流动液态金属的充型才干主要取决于合金的流动性。流动性不好的合金铸件易产生浇缺乏和冷隔、气孔、夹渣等性不好的合金铸件易产生浇缺乏和冷隔、气孔、夹渣等铸造缺陷。铸造缺陷。2 2影响液态合金流动性的主要要素有合金的化学成分、影响液态合金流动性的主要要素有合金的化学成分、合金的物理性质、合金的温度、不溶杂质和气体等。合合金的物理性质

13、、合金的温度、不溶杂质和气体等。合金的凝固温度范围越宽，其流动性越金的凝固温度范围越宽，其流动性越 差差 。3 3任何一种液态金属注入铸型以后，从浇注温度冷却至任何一种液态金属注入铸型以后，从浇注温度冷却至室温都要阅历三个相互联络的收缩阶段，即室温都要阅历三个相互联络的收缩阶段，即 液态收缩液态收缩 、凝固收缩凝固收缩 和和 固态收缩固态收缩 。导致铸件产生缩孔和缩松的根。导致铸件产生缩孔和缩松的根本缘由是液态收缩和凝固收缩本缘由是液态收缩和凝固收缩 ；导致铸件产生应力、变；导致铸件产生应力、变形、裂纹的缘由是固态收缩形、裂纹的缘由是固态收缩 。金属资料成形根底作业金属资料成形根底作业2 24

14、 4铸件在凝固过程中所呵斥的体积缩减如得不到液态金属铸件在凝固过程中所呵斥的体积缩减如得不到液态金属的补充，将产生缩孔或缩松。凝固温度范围窄的合金，倾的补充，将产生缩孔或缩松。凝固温度范围窄的合金，倾向于向于“逐层凝固，因此易产生缩孔；而凝固温度范围宽逐层凝固，因此易产生缩孔；而凝固温度范围宽的合金，倾向于的合金，倾向于“糊状凝固，因此易产生缩松。糊状凝固，因此易产生缩松。5 5准确地估计铸件上缩孔能够产生的位置是合理安排冒口准确地估计铸件上缩孔能够产生的位置是合理安排冒口和冷铁的主要根据。消费中确定缩孔位置的常用方法有画和冷铁的主要根据。消费中确定缩孔位置的常用方法有画等温线法、内切圆法和计

15、算机模拟凝固法等。等温线法、内切圆法和计算机模拟凝固法等。6 6顺序凝固原那么主要适用于顺序凝固原那么主要适用于 逐层凝固的合金，其目的是逐层凝固的合金，其目的是消除缩孔；同时凝固原那么主要适用于消除缩孔；同时凝固原那么主要适用于 糊状凝固的合金，糊状凝固的合金，其目的是减小应力。其目的是减小应力。7 7铸件在冷却收缩过程中，因壁厚不均等要素呵斥铸件各铸件在冷却收缩过程中，因壁厚不均等要素呵斥铸件各部分收缩的不一致引起内应力，这种应力称之为热应力；部分收缩的不一致引起内应力，这种应力称之为热应力；铸件收缩遭到铸型、型芯及浇注系统的机械妨碍而产生的铸件收缩遭到铸型、型芯及浇注系统的机械妨碍而产生

16、的应力称为机械应力。应力称为机械应力。8 8砂型铸造制造铸型的过程，可分为手工外型和机器外型。砂型铸造制造铸型的过程，可分为手工外型和机器外型。各种机器外型机械按紧实型砂的特点不同分为震压外型、各种机器外型机械按紧实型砂的特点不同分为震压外型、微震压实、高压外型、抛砂外型等。微震压实、高压外型、抛砂外型等。9 9特种铸造主要包括熔模铸造、金属型铸造、压力铸造和特种铸造主要包括熔模铸造、金属型铸造、压力铸造和离心铸造离心铸造 等。等。1010在大批量消费条件下，以下铸件宜选用的铸造方法是：在大批量消费条件下，以下铸件宜选用的铸造方法是：机床床身机床床身 砂型铸造，铝活塞砂型铸造，铝活塞 压力铸造

17、，压力铸造，铸铁污水管铸铁污水管 离心铸造，汽轮机叶片离心铸造，汽轮机叶片 压力铸造压力铸造1 1液态合金的充型才干是液体金属充溢铸型型腔，获液态合金的充型才干是液体金属充溢铸型型腔，获得尺寸准确、轮廓明晰的成形件铸件的才干。得尺寸准确、轮廓明晰的成形件铸件的才干。2 2影响液态合金充型才干的要素有合金的流动性、浇注影响液态合金充型才干的要素有合金的流动性、浇注条件、铸型充填条件。条件、铸型充填条件。1 1合金在铸造消费条件下，获得优质铸件的难易程度。合金在铸造消费条件下，获得优质铸件的难易程度。2 2流动性和收缩。合金的流动性越好、收缩越小，铸造流动性和收缩。合金的流动性越好、收缩越小，铸造

18、性能越好。性能越好。2 2什么是合金的铸造性能？衡量合金铸造性能的主要目什么是合金的铸造性能？衡量合金铸造性能的主要目的是什么的是什么 ？其是如何影响的？其是如何影响的？ 二、简答题与运用题：二、简答题与运用题：1 1什么是液态合金的充型才干？影响液态合金充型才干的什么是液态合金的充型才干？影响液态合金充型才干的要素有哪些？要素有哪些？3 3现采用铸造方法浇注三根直径分别为现采用铸造方法浇注三根直径分别为10mm10mm、30mm30mm、60mm60mm的灰口铸铁试棒，测得它们的抗拉强度均为的灰口铸铁试棒，测得它们的抗拉强度均为200MPa200MPa，问这三根试棒的成分能否一样？牌号能否一

19、样？假设不一样，问这三根试棒的成分能否一样？牌号能否一样？假设不一样，应有何区别？应有何区别？1 1牌号一样，成分不同。牌号一样，成分不同。2 2由于铸铁的牌号是用强度来表示的，其强度一样，那么由于铸铁的牌号是用强度来表示的，其强度一样，那么牌号一样。而影响铸铁组织和性能的要素是化学成分和冷牌号一样。而影响铸铁组织和性能的要素是化学成分和冷却速度两个要素。试棒的直径不同却速度两个要素。试棒的直径不同冷却速度不同，要冷却速度不同，要获得同一强度，必需调整其化学成分，即获得同一强度，必需调整其化学成分，即10mm10mm的试棒的试棒其碳硅含量较高其碳硅含量较高, ,而而30mm30mm、60mm6

20、0mm的试棒其碳硅含量的试棒其碳硅含量依次降低依次降低 。4 4有一测试铸造应力用的应力框铸件，如图有一测试铸造应力用的应力框铸件，如图2-12-1所示，凝所示，凝固冷却后，用钢锯沿固冷却后，用钢锯沿A-AA-A线锯断线锯断3030的粗杆的粗杆 ，此时断口间，此时断口间隙的大小会发生什么变化？为什么？隙的大小会发生什么变化？为什么？1 1变大。变大。2 2由于凝固冷却后，由于凝固冷却后，3030的粗的粗杆处于拉应力形状，杆处于拉应力形状，1010的细的细杆处于压应力形状。当沿杆处于压应力形状。当沿A-AA-A锯锯断后，粗杆给予细杆的压力被断后，粗杆给予细杆的压力被释放，细杆的弹性紧缩变形恢释放

21、，细杆的弹性紧缩变形恢复伸长，所以断口间隙会变大。复伸长，所以断口间隙会变大。图2-1 铸造应力框铸件 5. 5. 灰口铸铁的组织和性能决议于什么要素？为什么在灰口铸铁的组织和性能决议于什么要素？为什么在灰口铸铁中，碳硅含量越高，那么其强度越低？灰口铸铁中，碳硅含量越高，那么其强度越低？1 1灰口铸铁的组织和性能决议于化学成分和冷却速度。灰口铸铁的组织和性能决议于化学成分和冷却速度。2 2由于碳、硅含量越高，铸铁中的石墨片就越粗大，由于碳、硅含量越高，铸铁中的石墨片就越粗大，石墨数量也越多，对基体的破坏就越严重。同时基体石墨数量也越多，对基体的破坏就越严重。同时基体中铁素体的量添加，珠光体的量

22、减少。所以铸铁的强中铁素体的量添加，珠光体的量减少。所以铸铁的强度越低。度越低。6 6有一包铁水，其成分为有一包铁水，其成分为wCwC3.2%3.2%，wSi=1.8%wSi=1.8%，浇成阶梯型铸件，浇成阶梯型铸件，如图如图2-22-2所示。试问在五个厚度不同的截面上的组织能否一样，各是何所示。试问在五个厚度不同的截面上的组织能否一样，各是何种组织？种组织？ 1 1不同。不同。2 2由于铸件壁厚不同，其由于铸件壁厚不同，其各部分冷却速度不同。壁厚各部分冷却速度不同。壁厚5 5、1010、2020、3030、40mm40mm处的组织分别为麻口组织处的组织分别为麻口组织LdLd石墨石墨) )、P

23、 P石墨、石墨、P P石墨、石墨、F+PF+P石墨、石墨、F+F+石石墨。墨。图2-2 阶梯铸件 7.7.某厂铸造一个某厂铸造一个1500mm1500mm的铸铁顶盖，有如图的铸铁顶盖，有如图2-32-3所示两所示两种设计方案，试分析哪种方案易于消费？并简述其理由。种设计方案，试分析哪种方案易于消费？并简述其理由。 1 1方案方案a a易于消费；易于消费；2 2由于铸件的尺寸很大，壁厚较薄，属于大平面构造。铸由于铸件的尺寸很大，壁厚较薄，属于大平面构造。铸件上的大平面极易产生浇缺乏、夹砂、夹渣、气孔等缺陷，件上的大平面极易产生浇缺乏、夹砂、夹渣、气孔等缺陷，图图a a的方案，一方面防止了上述不利

24、要素，还由于具有了的方案，一方面防止了上述不利要素，还由于具有了一定的构造斜度，有利于外型。一定的构造斜度，有利于外型。 图2-3 铸铁顶盖的两种设计方案 8.8.分析图分析图2-42-4所示零件分型方案的优缺陷，并选择其中与零所示零件分型方案的优缺陷，并选择其中与零件消费类型相顺应的分型方案。件消费类型相顺应的分型方案。 大批量消费大批量消费单件消费单件消费1 12 2方案1方案1方案2方案2图图(b)(b)方案方案1:1:优点是起模高度小优点是起模高度小, ,砂箱高度减小砂箱高度减小; ;缺陷是分开模缺陷是分开模外型对合箱精度要求较高外型对合箱精度要求较高, ,不易保证整个螺纹内孔外表的质

25、量不易保证整个螺纹内孔外表的质量, ,且需求砂芯且需求砂芯. .方案方案2:2:优点是整体模外型，铸件的尺寸精度易于保证；铸件优点是整体模外型，铸件的尺寸精度易于保证；铸件螺纹内孔外表质量均匀；可以直接铸出铸件的内腔，省去了螺纹内孔外表质量均匀；可以直接铸出铸件的内腔，省去了型芯。缺陷是下砂箱高度大型芯。缺陷是下砂箱高度大, ,起模高度较大起模高度较大. .单件消费时，应选择方案单件消费时，应选择方案2 2。答：图答：图(a(a方案方案1 1：优点是起模高度小：优点是起模高度小, ,砂箱高度减小砂箱高度减小; ;缺陷是缺陷是分开模外型对合箱精度要求较高分开模外型对合箱精度要求较高. .方案方案

26、2: 2: 优点是整体模外型不会因错箱呵斥铸件废品优点是整体模外型不会因错箱呵斥铸件废品, ,铸件精度铸件精度易于保证易于保证; ;缺陷是下砂箱高度大缺陷是下砂箱高度大, ,起模高度较大起模高度较大, ,不易起模不易起模, ,机器机器外型采用型板时内腔外型采用型板时内腔1 1不易构成不易构成. .在大批量消费时，应选择方案在大批量消费时，应选择方案1 1。9. 9. 图图2-52-5所示为铸铁底座，在保证所示为铸铁底座，在保证5050的孔和的孔和HH不变的前提下，请回答：不变的前提下，请回答：1 1修正构造不合理之处；修正构造不合理之处；2 2在图上标出最正确分型面和浇注位置。在图上标出最正确

27、分型面和浇注位置。 上上下下1010确定如图确定如图2-6 2-6 所示铸件的铸造工艺方案。要求如下：所示铸件的铸造工艺方案。要求如下：1 1在单件、小批消费条件下，分析最正确工艺方案；在单件、小批消费条件下，分析最正确工艺方案；2 2按所选最正确工艺方案绘制铸造工艺图包括浇注位置、分按所选最正确工艺方案绘制铸造工艺图包括浇注位置、分型面、机械加工余量、起模斜度、铸造圆角、型芯及芯头等型面、机械加工余量、起模斜度、铸造圆角、型芯及芯头等其他其他上上下下1111确定如图确定如图2-7 2-7 所示铸件的铸造工艺方案。要求如下：所示铸件的铸造工艺方案。要求如下：1 1画出几种能够的分型方案画出几种

28、能够的分型方案 ；2 2在单件、小批消费条件下，分析并确定最正确工艺方案；在单件、小批消费条件下，分析并确定最正确工艺方案；3 3按所选最正确方案绘制铸造工艺图包括浇注位置、分按所选最正确方案绘制铸造工艺图包括浇注位置、分型面、机械加工余量、起模斜度、铸造圆角、型芯及芯头等型面、机械加工余量、起模斜度、铸造圆角、型芯及芯头等上上下下收缩率收缩率:1%:1%方案最正确。方案最正确。1212铸件构造工艺性：铸件构造工艺性：判别以下铸件的构造工艺性，假设不合理，请在原图上进展改。判别以下铸件的构造工艺性，假设不合理，请在原图上进展改。 一、填空题一、填空题1.1.单晶体的塑性变形是经过滑移和孪晶的方

29、式完成的；多晶单晶体的塑性变形是经过滑移和孪晶的方式完成的；多晶体的塑性变形包括晶内变形和晶间变形。体的塑性变形包括晶内变形和晶间变形。2.2.冷成形后的金属将产生加工硬化景象，表现为金属资料的冷成形后的金属将产生加工硬化景象，表现为金属资料的强度和硬度提高，而塑性和韧性降低。强度和硬度提高，而塑性和韧性降低。3.3.产生加工硬化的金属在加热到较高的温度时要发生回复产生加工硬化的金属在加热到较高的温度时要发生回复 和和再结晶。再结晶。4.4.由于锻造流线的存在，金属的力学性能具有各向异性，普由于锻造流线的存在，金属的力学性能具有各向异性，普通平行锻造流线方向的抗拉强度、塑性和韧性比垂直方向通平

30、行锻造流线方向的抗拉强度、塑性和韧性比垂直方向要高。要高。5.5.金属在锻造时加热的目的是提高可锻性金属在锻造时加热的目的是提高可锻性( (或提高塑性，降低或提高塑性，降低变形抗力。变形抗力。金属资料成形根底作业金属资料成形根底作业3 36.自在锻的根本工序有镦粗、拔长、冲孔、弯曲、改动、错移；其中最常用的是镦粗、拔长、和冲孔三种。7.锻模模膛通常分为制坯模膛和模锻模膛，其中又可分为拔长模膛、滚压模膛、弯曲模膛和切断模膛，又可分为预锻模膛和终锻模膛。8.冲压的根本工序包括分别和变形。其中又分为落料、冲孔、剪切等；又分为拉深、弯曲、翻边等。9.冲压模具按照冲床的一次行程所完成工序的多少可分为简单

31、冲模、延续冲模和复合冲模，其中在模具的同一位置上同时可以完成两道以上工序的模具称为复合冲模。10. 10. 纯铅纯铅T T熔熔327327的再结晶温度为的再结晶温度为-33-33，它在常，它在常温下的变形为温下的变形为 热热 变形。而钨变形。而钨 T T熔熔33803380的再结晶的再结晶温度为温度为11881188，它在，它在10001000下的变形为下的变形为 冷冷 变形。变形。T T再再 = 0.4T = 0.4T熔熔 = 0.4 = 0.4327+273327+273= 240= 240K KT T再再 = 240 273 = -33 = 240 273 = -33T T再再 = 0.

32、4T = 0.4T熔熔 = 0.4 = 0.43380+2733380+273= 1461= 1461K KT T再再 = 1461 273 = 1188 = 1461 273 = 118811. 11. 压力加工的根本消费方式有轧制、挤压、拉拔、自在压力加工的根本消费方式有轧制、挤压、拉拔、自在锻、模锻、板料冲压，对于大型重要件应采用自在锻方法锻、模锻、板料冲压，对于大型重要件应采用自在锻方法消费。消费。12. 12. 图图3-13-1所示垫圈拟采用简单冲裁模消费，其冲压工序所示垫圈拟采用简单冲裁模消费，其冲压工序为为1 1落料、落料、2 2冲孔，假设模具的单面间隙为冲孔，假设模具的单面间隙

33、为0.05mm0.05mm，那么，那么1 1的凸模尺寸为的凸模尺寸为49.9mm49.9mm、凹模尺、凹模尺寸为寸为50mm50mm，2 2的凸模尺寸为的凸模尺寸为15mm15mm、凹模尺寸、凹模尺寸为为15.1mm15.1mm。图3-1 垫圈 二、简答题与运用题二、简答题与运用题1.1.何谓金属的塑性成形压力加工？为什对某些重要的机何谓金属的塑性成形压力加工？为什对某些重要的机械零件要采用塑性成形制坯？械零件要采用塑性成形制坯？1 1在外力作用下使金属坯料产生塑性变形，获得具有一在外力作用下使金属坯料产生塑性变形，获得具有一定外形、尺寸和力学性能的毛坯或零件的成形工艺方法。定外形、尺寸和力学

34、性能的毛坯或零件的成形工艺方法。2 2这是由于塑性成形制坯使资料的力学性能提高。这是由于塑性成形制坯使资料的力学性能提高。a a细化晶粒、改善组织；细化晶粒、改善组织；b b压合铸造缺陷；压合铸造缺陷；c c使纤维组使纤维组织不被切断，并沿制件外形合理分布。织不被切断，并沿制件外形合理分布。13. 13. 单晶体塑性变形的本质是晶体内部的滑移和孪晶，而多晶单晶体塑性变形的本质是晶体内部的滑移和孪晶，而多晶体塑性变形的本质是晶粒内部产生滑移和孪晶；晶粒之间进展体塑性变形的本质是晶粒内部产生滑移和孪晶；晶粒之间进展滑动和转动。滑动和转动。2 2什么是热塑性成形和冷塑性成形？消费中如何选用？什么是热

35、塑性成形和冷塑性成形？消费中如何选用？1 1在再结晶温度以上的变形为热塑性成型，在再结晶在再结晶温度以上的变形为热塑性成型，在再结晶温度以下的变构成为冷塑性成形。温度以下的变构成为冷塑性成形。2 2消费中应根据资料的塑性及对零件的要求进展选用：消费中应根据资料的塑性及对零件的要求进展选用：资料的塑性较好，要求变形后部分提高强度、硬度时选用资料的塑性较好，要求变形后部分提高强度、硬度时选用冷塑性成形；要求资料的可锻性好、变形抗力小时选用热冷塑性成形；要求资料的可锻性好、变形抗力小时选用热塑性成形。塑性成形。3 3热处置能否消除压力加工后的纤维组织，采用何种方热处置能否消除压力加工后的纤维组织，采

36、用何种方法可以改动纤维方向？法可以改动纤维方向？1 1不能。不能。2 2可以采用压力加工塑性成形的方法改动纤维方向。可以采用压力加工塑性成形的方法改动纤维方向。4. 4. 图图3-33-3所示为一钢制拖钩，可以用以下方所示为一钢制拖钩，可以用以下方法制造：铸造、锻造、板料切割，其中以什法制造：铸造、锻造、板料切割，其中以什么方法制得的拖钩拖重才干最大？为什么？么方法制得的拖钩拖重才干最大？为什么？ (1)(1)以锻造方法制得的拖钩拖重才干最大。以锻造方法制得的拖钩拖重才干最大。(2)(2)这是由于锻造可以这是由于锻造可以a a细化晶粒、改善细化晶粒、改善组织，提高力学性能；组织，提高力学性能；

37、b b压合部分铸造压合部分铸造缺陷；缺陷；c c使纤维组织不被切断，并沿制使纤维组织不被切断，并沿制件外形合理分布。件外形合理分布。图3-2 拖钩 拔长；切肩、拔长；拔长；切肩、拔长；切肩、拔长。切肩、拔长。5 5对图对图3-33-3和图和图3-43-4定性绘出锻件图，并选择自在锻根定性绘出锻件图，并选择自在锻根本工序零件全部机械加工。本工序零件全部机械加工。1 1阶梯轴图阶梯轴图3-33-3。坯料尺寸：。坯料尺寸：150150220 220 ；资料：资料：4545钢钢 ；消费批量：；消费批量：1010件。件。 2 2套筒图套筒图3-43-4。坯料尺寸：。坯料尺寸：150150170 170

38、；资；资料：料：4545钢钢 ；消费批量：；消费批量：2020件。件。 镦粗；冲孔；切肩；镦粗；冲孔；切肩；芯轴拔长。芯轴拔长。或者：或者：拔长；部分镦粗；拔长；部分镦粗；冲孔。冲孔。其他6 6图图2-52-5所示零件大批量消费时，应选择哪种锻造方法较为合理？所示零件大批量消费时，应选择哪种锻造方法较为合理？请定性绘出锻件图，并选择锻造根本工序。请定性绘出锻件图，并选择锻造根本工序。其他模型锻造。模型锻造。工序工序:1):1)镦粗、镦粗、2 2预锻、预锻、3 3终锻、终锻、4 4切边、切边、5 5冲孔、冲孔、6 6热处置热处置 7 7清理。清理。7. 7. 将资料及尺寸均一样的金属坯料加热到一

39、样的温度，将资料及尺寸均一样的金属坯料加热到一样的温度，分别在空气锤和水压机上成形时，金属坯料的变形抗力能分别在空气锤和水压机上成形时，金属坯料的变形抗力能否一样？为什么？当金属资料的塑性较差时，应采用何种否一样？为什么？当金属资料的塑性较差时，应采用何种锻压设备进展成形？锻压设备进展成形？1 1不同。不同。2 2由于在不同的设备上变形速度不同，那么其变形抗由于在不同的设备上变形速度不同，那么其变形抗力不同。其在空气锤上的变形抗力较大，水压机上较小。力不同。其在空气锤上的变形抗力较大，水压机上较小。3 3当金属资料的塑性较差时，应采用水压机进展成形。当金属资料的塑性较差时，应采用水压机进展成形

40、。8.8.现拟将一厚度为现拟将一厚度为2mm2mm，直径为，直径为120mm120mm的平板坯料，拉深成直径为的平板坯料，拉深成直径为40mm40mm，高度为，高度为40mm40mm的杯形零件，如图的杯形零件，如图3-63-6所示。为防止其产生拉裂、所示。为防止其产生拉裂、拉穿、起皱等缺陷，在模具设计及工艺上应采取什么措施？现拟采用多拉穿、起皱等缺陷，在模具设计及工艺上应采取什么措施？现拟采用多次拉深成形，需拉深几次方可成形写出计算过程次拉深成形，需拉深几次方可成形写出计算过程 。在模具设计及工艺上应采取：在模具设计及工艺上应采取： 凸凹模的任务部分必需具有一定的圆角；凸凹模的任务部分必需具有

41、一定的圆角； 凸凹模凸凹模间隙要合理；间隙要合理； 控制拉深系数控制拉深系数mm； 设置压边圈；设置压边圈； 涂光滑油涂光滑油拉深次数：拉深次数：2 2次次 m=d/D=0.5m=d/D=0.50.8 0.8 ；设取设取 m1=0.5=60/120 m1=0.5=60/120 得得d1=60 m2=40/60=0.67d1=60 m2=40/60=0.670.50.5由上面的计算可知，两次拉深即可成形。由上面的计算可知，两次拉深即可成形。 图3-6 拉深件 9 9以下自在锻件、模锻件及冲压件的构造工艺性能否以下自在锻件、模锻件及冲压件的构造工艺性能否合理，假设不合理，请修正。合理，假设不合理，

42、请修正。12121. 1. 按照实现焊接过程手段的不同，焊接方法可分为熔化焊、按照实现焊接过程手段的不同，焊接方法可分为熔化焊、压力焊和钎焊三大类。埋弧自动焊属于熔化焊。压力焊和钎焊三大类。埋弧自动焊属于熔化焊。2. 2. 手工电弧焊的焊条由手工电弧焊的焊条由1 1焊条芯和焊条芯和2 2药皮两部分组药皮两部分组成；成；1 1的作用是导电、填充；的作用是导电、填充；2 2的作用是机的作用是机械维护作用、械维护作用、 冶金处置作用、稳定电弧的作用。冶金处置作用、稳定电弧的作用。金属资料成形根底作业金属资料成形根底作业4 4 3 3焊接接头由焊接接头由1 1 焊缝焊缝 和和2 2 焊接热影响区焊接热

43、影响区 组成，组成，2 2又可又可分为分为 熔合区熔合区 ， 过热区过热区 ， 正火区正火区 和和 部分相变区部分相变区 等四个区域，其中等四个区域，其中对焊接接头性能影响最大的区域是熔合区和过热区对焊接接头性能影响最大的区域是熔合区和过热区 。 一、填空题一、填空题5. 5. 消费中常见的焊接变形方式有：收缩变形、角变形、弯消费中常见的焊接变形方式有：收缩变形、角变形、弯曲变形、扭曲变形、波浪形变形等五种。减小和预防焊接变曲变形、扭曲变形、波浪形变形等五种。减小和预防焊接变形的工艺方法有：加裕量法、反变形法、刚性固定法、选择形的工艺方法有：加裕量法、反变形法、刚性固定法、选择合理的焊接次序等

44、。矫正焊接变形的方法有：机械矫正法和合理的焊接次序等。矫正焊接变形的方法有：机械矫正法和火焰矫正法。火焰矫正法。 4. 4. 焊接时，产生焊接应力和变形的主要缘由是：在焊接过程中，焊接时，产生焊接应力和变形的主要缘由是：在焊接过程中，对工件进展部分加热和快速冷却。对工件进展部分加热和快速冷却。 6. 6. 根据钎料熔点的不同，钎焊可分为：软钎焊和硬钎焊根据钎料熔点的不同，钎焊可分为：软钎焊和硬钎焊 两类，在两类，在焊接硬质合金车刀时，常用硬钎焊焊接硬质合金车刀时，常用硬钎焊 ；而在焊接电器元件时，常用；而在焊接电器元件时，常用软钎焊。软钎焊。7 7焊接时往往都要对被焊工件进展加热。熔化焊加热的

45、目的焊接时往往都要对被焊工件进展加热。熔化焊加热的目的是熔化母材和焊接资料；压力焊加热的目的是使母材处于塑是熔化母材和焊接资料；压力焊加热的目的是使母材处于塑性形状；钎焊加热的目的是熔化钎料、润湿母材。性形状；钎焊加热的目的是熔化钎料、润湿母材。8 8如图如图4-14-1所示为汽车传动轴，由锻件所示为汽车传动轴，由锻件(45(45钢钢) )和钢管和钢管(Q235(Q235钢钢) )焊接而成。大批量消费时，适宜的焊接方法为焊接而成。大批量消费时，适宜的焊接方法为CO2CO2气体维气体维护焊护焊 ；运用的焊接资料为焊丝；运用的焊接资料为焊丝H08MnH08Mn。9 9汽车车轮由轮圈和辐板组成，资料

46、均汽车车轮由轮圈和辐板组成，资料均为为Q235Q235钢，如图钢，如图4-24-2所示。大批量消费所示。大批量消费时，轮圈由卷板机卷成，再经手工电弧时，轮圈由卷板机卷成，再经手工电弧焊焊接而成；而轮圈与辐板那么用焊焊接而成；而轮圈与辐板那么用CO2CO2气体维护焊焊接连为一体，焊接资料为气体维护焊焊接连为一体，焊接资料为焊丝焊丝H08Mn H08Mn 。1010焊接时普通都要对被焊区域进展维护，以防有害气体的焊接时普通都要对被焊区域进展维护，以防有害气体的侵入。手工电弧焊采用熔渣维护；埋弧自动焊采用焊剂侵入。手工电弧焊采用熔渣维护；埋弧自动焊采用焊剂 维护；氩弧焊的维护措施是氩气维护；而在钎焊

47、过程中那维护；氩弧焊的维护措施是氩气维护；而在钎焊过程中那么利用熔剂来进展维护。么利用熔剂来进展维护。图4-2 汽车车轮 二、简答题与运用题二、简答题与运用题1. 1. 减少焊接应力的工艺措施有哪些？如何消除焊接应力？减少焊接应力的工艺措施有哪些？如何消除焊接应力？1 1减少焊接应力的工艺措施：减少焊接应力的工艺措施：1 1合理选择焊接顺序；合理选择焊接顺序；2 2锤击或碾压焊缝；锤击或碾压焊缝；3 3采用小能量、多层焊；采用小能量、多层焊；4 4焊前预热、焊后缓冷。焊前预热、焊后缓冷。2 2消除焊接应力：焊后去应力退火消除焊接应力：焊后去应力退火 2. 2. 试分析焊接工人在焊接厚焊件时，为

48、什么有时用园头小锤对试分析焊接工人在焊接厚焊件时，为什么有时用园头小锤对处于红热形状的焊缝进展敲击？处于红热形状的焊缝进展敲击？答：由于厚大焊件强度大，在焊接过程中不易变形，焊答：由于厚大焊件强度大，在焊接过程中不易变形，焊接应力较大，致使工件产生裂纹的倾向较大。所以在焊接应力较大，致使工件产生裂纹的倾向较大。所以在焊接过程中，常用园头小锤对处于红热形状的焊缝进展敲接过程中，常用园头小锤对处于红热形状的焊缝进展敲击，使其产生塑性变形，以减小应力，减小其产生裂纹击，使其产生塑性变形，以减小应力，减小其产生裂纹的倾向。的倾向。3. 3. 焊接热影响区的宽窄对焊接接头的性能有什么影响？焊接热影响区的

49、宽窄对焊接接头的性能有什么影响？如何减少和消除焊接热影响区？如何减少和消除焊接热影响区？答：答：1 1焊接接头包括焊缝和焊接热影响区。热影响区焊接接头包括焊缝和焊接热影响区。热影响区的宽窄对焊接接头的质量起着决议性的作用。热影响区的宽窄对焊接接头的质量起着决议性的作用。热影响区越宽，焊接接头产生裂纹的倾向越大，承载才干越差。越宽，焊接接头产生裂纹的倾向越大，承载才干越差。 2 2减小和消除热影响区的方法有：减小和消除热影响区的方法有： 小电流、快速焊接；小电流、快速焊接； 采用先进的焊接方法；采用先进的焊接方法； 焊前预热、焊后热处置正火焊前预热、焊后热处置正火4. 4. 钎焊与熔化焊相比，其

50、焊接过程的本质有什么不同？钎焊与熔化焊相比，其焊接过程的本质有什么不同？钎焊时所用的熔剂起什么作用？钎焊时所用的熔剂起什么作用？答：答：1 1熔焊是将被焊工件部分加热到熔化形状，彼此产生熔焊是将被焊工件部分加热到熔化形状，彼此产生原子间的结合构成共同的接头，实现永久的衔接。而钎焊是原子间的结合构成共同的接头，实现永久的衔接。而钎焊是用低熔点的金属做钎料，将工件和钎料加热到高于钎料熔点用低熔点的金属做钎料，将工件和钎料加热到高于钎料熔点而低于母材熔点的温度，利用液态钎料潮湿母材，填充接头而低于母材熔点的温度，利用液态钎料潮湿母材，填充接头间隙并与母材相互分散，冷却凝固后实现衔接，其两被焊工间隙并

51、与母材相互分散，冷却凝固后实现衔接，其两被焊工件之间无原子间的结合。件之间无原子间的结合。2 2钎焊时所用熔剂的作用：钎焊时所用熔剂的作用： 清理作用清理作用去除外表氧化皮去除外表氧化皮 降低外表张力降低外表张力改善液态钎料对焊件的潮湿性，加强改善液态钎料对焊件的潮湿性，加强毛细管作用。毛细管作用。 维护作用维护作用5 5简述熔焊冶金过程特点及保证焊接质量的措施。简述熔焊冶金过程特点及保证焊接质量的措施。1 1熔焊冶金过程特点熔焊冶金过程特点a. a. 熔池金属温度高于普通冶金温度；熔池金属温度高于普通冶金温度；b. b. 熔池金属冷却快，处于液态的时间短；熔池金属冷却快，处于液态的时间短；c

52、. c. 空气对焊缝的影响严重。空气对焊缝的影响严重。2 2保证焊接质量的工艺措施保证焊接质量的工艺措施a. a. 减少有害气体进入熔池；减少有害气体进入熔池；b. b. 渗入合金元素；渗入合金元素；c. c. 去除已进入熔池的有害元素。去除已进入熔池的有害元素。6. 6. 铝及铝合金、铜及铜合金等有色金属焊接的主要问题是铝及铝合金、铜及铜合金等有色金属焊接的主要问题是什么？在消费中常采取哪些措施处理这些问题？什么？在消费中常采取哪些措施处理这些问题？1铝及铝合金的焊接特点：铝及铝合金的焊接特点： 1易氧化；易氧化； 2易产生气孔；易产生气孔； 3易变形开裂；易变形开裂； 4接头易软化。接头易

53、软化。采用氩弧焊、气焊、钎焊、电阻焊。采用氩弧焊、气焊、钎焊、电阻焊。2铜及铜合金的焊接特点铜及铜合金的焊接特点 1难熔合；难熔合； 2易氧化；易氧化； 3易产生气孔；易产生气孔； 4易变形开裂；易变形开裂；采用氩弧焊、气焊、钎焊、碳弧焊。采用氩弧焊、气焊、钎焊、碳弧焊。7 7在焊接如图在焊接如图4-34-3所示的所示的T T字形截面梁时，由于焊缝位置分字形截面梁时，由于焊缝位置分布不对称，该件焊后易产生弯曲变形，请在原图上用虚线画布不对称，该件焊后易产生弯曲变形，请在原图上用虚线画出该图能够弯曲后的焊件轮廓即焊件的弯曲方向。现拟出该图能够弯曲后的焊件轮廓即焊件的弯曲方向。现拟用火焰加热法矫正

54、该变形，试在原图上标注出加热部位。用火焰加热法矫正该变形，试在原图上标注出加热部位。1 12 23 38 8现有厚现有厚4mm4mm，长，长1200mm1200mm，宽，宽800mm800mm的钢板的钢板3 3块，需块，需拼焊成一块长拼焊成一块长1800mm1800mm、宽、宽1600mm1600mm的矩形钢板，问如图的矩形钢板，问如图3-23-2所示的构造设计能否合理？假设不合理，请予以矫正。所示的构造设计能否合理？假设不合理，请予以矫正。为减小焊接应力与变形，其合理的焊接次序应如何安排？为减小焊接应力与变形，其合理的焊接次序应如何安排？焊接次序：焊接次序：1 2 31 2 39 9用用30

55、mm30mm厚的厚的16Mn16Mn钢板焊接不断径为钢板焊接不断径为5m5m的容器。的容器。16Mn16Mn的化学成分如下：的化学成分如下：wc=0.12%0.20%wc=0.12%0.20%； wSi=0.20%0.55%wSi=0.20%0.55%；wMn=1.20%1.60%wMn=1.20%1.60%；wPwP、S0.045S0.045。 (1) (1)计算计算16Mn16Mn的碳当量；的碳当量； (2) (2)判别判别16Mn16Mn的焊接性；的焊接性； (3) (3)在常温下焊接时能否需求预热？预热温度应为多少在常温下焊接时能否需求预热？预热温度应为多少? ?1 116Mn16Mn

56、的成分取上限时：的成分取上限时：CE=0.2+1.6/6=0.47CE=0.2+1.6/6=0.472 216Mn16Mn焊接性较差。焊接性较差。3 3由于由于16Mn16Mn的焊接性较差，焊件厚度又较厚，需焊前的焊接性较差，焊件厚度又较厚，需焊前适当预热，以防止裂纹的产生。预热温度适当预热，以防止裂纹的产生。预热温度150150250 250 。10什么是焊接电弧？试画出焊接电弧的构造，并指出各什么是焊接电弧？试画出焊接电弧的构造，并指出各部分的称号、温度及热量分布。部分的称号、温度及热量分布。1焊接电弧是在具有一定电压的电极与焊件之间焊接电弧是在具有一定电压的电极与焊件之间的气体介质中产生

57、的剧烈而耐久的放电景象。的气体介质中产生的剧烈而耐久的放电景象。2电弧的构造及温度、热量分布电弧的构造及温度、热量分布阴极区：阴极区：阳极区：阳极区：弧柱区：弧柱区：2400K 占占36%2600K 占占42%50008000K 占占21% 11 11判别以下各种焊件的构造能否合理？假设不合理，请在原判别以下各种焊件的构造能否合理？假设不合理，请在原图上修正。图上修正。 1. 1. 切削用量三要素是切削用量三要素是 v v、f f、ap ap 。车外圆时，知工件。车外圆时，知工件转速转速n=320r/minn=320r/min，车刀挪动速度，车刀挪动速度vf=64mm/minvf=64mm/m

58、in，其它条件如图其它条件如图5-15-1所示，试求切削速度所示，试求切削速度v v、进给量、进给量f f、切、切削深度削深度apap。 )(67. 160100032010014. 3601000smndvm)(2 . 032064mmnvff)(32941002mmddawmp金属资料成形根底作业金属资料成形根底作业5 52. 2. 绘图表注以下刀具的几何角度绘图表注以下刀具的几何角度0 0 、0 0 、Kr Kr 、KrKr1 1外圆车刀外圆车刀0 =100 0 =100 、0 =80 0 =80 、Kr =600 Kr =600 、Kr=100Kr=1002 2端面车刀端面车刀0 =1

59、50 0 =150 、0 =100 0 =100 、Kr =450 Kr =450 、Kr =300Kr =3003 3内圆车刀内圆车刀0 =100 0 =100 、0 =80 0 =80 、Kr =600 Kr =600 、Kr =100Kr =1001 1车外圆车外圆d dw wd dm mnf f切削平面切削平面主剖面主剖面 0 0 0KrKrKrKrf f切削平面切削平面主剖面主剖面 0 0 0KrKrKrd dw wn(2) (2) 端面车刀端面车刀f f 0 0 0KrKrKrn(3) (3) 内圆车刀内圆车刀3. 3. 切削刀具资料应具备切削刀具资料应具备 较高的硬度；较高的硬度

60、； 有足够的强度和有足够的强度和韧性；韧性； 有较好的耐磨性；有较好的耐磨性； 较高的耐热性；较高的耐热性； 有较好有较好的工艺性等性能。常用的刀具资料有：的工艺性等性能。常用的刀具资料有： 碳素工具钢；碳素工具钢； 合金工具钢；合金工具钢； 高速钢；高速钢； 硬质合金硬质合金4. 4. 可加工内圆外表的切削加工方法有：钻、扩、铰、车、镗、可加工内圆外表的切削加工方法有：钻、扩、铰、车、镗、拉、铣、磨、珩磨，其中在实体上加工孔时，必需首先进展拉、铣、磨、珩磨，其中在实体上加工孔时，必需首先进展钻削加工。钻削加工。5. 5. 可加工平面的切削加工方法有：刨、铣、车端面、磨、可加工平面的切削加工方