湖北工业大学机械制造基础考点

合金充型能力：液态合金充满铸型型腔，并获得形状完整，轮廓清晰，尺寸准确的铸件的能力。合金充型能力影响因素：合金的流动性；浇注条件（浇注温度，浇注压力，充型能力）；铸型特点。合金流动性：液态合金自身的流动能力。合金流动性提高措施：a共晶合金b选择流动性合金c加入低熔点化合物d提高浇注温度e改善铸型合金流动性影响因素：合金的种类;合金成分。（共晶成分流动性最好，离共晶成分越远，结晶温度范围越宽，流动性越差）灰口铸铁，球墨铸铁，铸钢及铝合金流动性比较：灰口铸铁〉铝合金〉球墨铸铁〉铸钢铁形态：灰口铸铁（石墨呈片状）球墨铸铁（石墨呈球状）蠕墨球铁（石墨呈蠕虫状）可锻铸铁（石墨呈团絮状）灰铁与球铁性能：灰铁（良好的铸造性能，流动性好，收缩性小，减震性好，耐磨性好，缺口敏感度低，抗压强度接近于钢），球铁（力学性能比其他铸铁高，可与钢媲美，抗拉强度近于钢，塑性韧性低于钢，但高于其他铸铁，耐磨性好，减振性好，缺口敏感性低，这是钢所不及的）合金的收缩：高温合金液从浇入铸型到冷凝至室温的整个过程中，其体积和尺寸减小的现象。分类：液态收缩；凝固收缩；固态收缩。（T浇注→T凝固开始→T凝固终止→T室）缺陷：缩孔、缩松、变形、裂纹、残余应力。液、固收缩形成缩孔和缩松，固缩产生内应力、变形和裂纹。缩孔：是集中在铸件上部或最后凝固部位容积大的孔洞。缩孔产生原因：合金的液态收缩和凝固收缩大于固态收缩。合金液充满铸型后，在冷却的过程中在靠近型腔的表面先降低到凝固温度，凝固成一层硬壳，内部包住了合金液。温度继续下降，铸件除产生液态收缩和凝固收缩外，还有先凝固的外壳产生的固态收缩，由于液态收缩和凝固收缩远大于固态收缩，故液面下降并与硬壳顶面脱离，产生了间隙。待内部完全凝固，铸件上部形成了缩孔。缩松：分散在铸件某区域内的细小缩孔。缩松产生原因：合金液充满铸型，并向四处散热时，因合金的结晶温度范围教宽。铸件截面先生成的树枝状晶体不断长大直到相互接触，此时合金液被分割成许多封闭区，封闭区中的液体在凝固过程中得不到补充，形成的微小孔就是缩松。缩孔缩松防止措施：a合理选择铸造合金：采用接近共晶成分或结晶温度范围窄的合金。b合理选用凝固原则：采用“顺序凝固”或“同时凝固”原则，在铸件最后凝固地方，设置冒口或冷铁来补缩铸造内应力的种类及产生原因：种类（热应力，机械应力）产生原因：热应力，由于冷却速度不均匀，机械应力，由于铸件固态收缩受到机械阻碍。铸造内应力预防和消除：1）设计上，力求铸件壁厚均匀，使铸件各部分温差尽量减少，还应避免尖，锐角2）工艺上，改善铸型和型芯的退让性顺序凝固：离冒口最远的部件先凝固，冒口本身最后凝固。同时凝固：采用工艺措施使铸件各部分之间没有温差或温差很小，同时进行凝固。分型面：两个铸型相互接触的表面。浇注位置：浇注时铸件所处的空间位置。分模面：分开磨具、取出产品和浇注系统凝料的可分离的接触表面。拔模斜度：为便于起模，垂直于分型面的壁必须有一定的倾斜度。冒口、冷铁、芯撑、芯骨的作用：（冒口：补给铸件凝固收缩时所需的金属，避免产生缩孔。冷铁：为增加铸件厚大部分冷却速度，在砂型、砂芯表面或型腔内安放的金属激冷物。芯撑、芯骨：作辅助支撑）冷变形：金属塑性变形在不产生回复，再结晶温度以下的变形热变形：金属塑性变形在再结晶温度以上的变形加工硬化：随着变形程度的增加，金属强度，硬度升高，塑性和韧性下降加工硬化利弊：（弊：金属强度升高后，要求压力加工设备功率大。金属塑性下降后，继续塑性变形困难，需增加中间退火工序，降低生产率，提高成本。利：作为金属强化手段，如：滚压与喷丸）金属可锻性：金属接受锻压加工的难易程度可锻性衡量指标：塑性指标，变形抗力（塑性越大，变形抗力越小，则金属可锻性越高）自由锻特点：1）工具简单，通用性强，灵活性大，适合单件小批量生产2）精度差，生产效率低，工人劳动强度大，对工人技术水平要求高3）生产适用范围广，对大型锻件，自由锻是唯一途径自由锻前加热（火焰、电）目的：提高金属塑性，减少变形抵抗力，使其易于流动成型并获得良好锻后组织。自由锻造：是金属在锤面与砧面之间受压变形的加工方法。自由锻设备：空气锤，蒸汽-空气锤，水压机自由锻工序：基本工序（拔长，冲孔，镦粗，弯曲）；辅助工序（压肩，错移）；精整工序（滚圆，整平）模锻设备：蒸汽-空气锤，热锻模曲柄压力机，平锻机，摩擦压力机模锻结构：模锻模膛（终锻模膛（有毛(飞)边槽,模锻斜度和圆角半径较小），预锻模膛）；制坯模膛（拔长模膛，滚压模膛，弯曲模膛）、拔长/滚压/弯曲/成型模膛、镦粗台、切断模膛模锻特点：质量好，重量小，设备投资大，工艺灵活性不如自由锻，节约金属，可锻比较复杂锻件，生产效率高，操作简单，对工人技术水平要求较低，劳动强度较低板料冲压工序：分离工序（落料：将板料沿不封闭的曲线（轮廓线）分离的冲压方法。主要用于备料。冲孔：将板料沿封闭的曲线（轮廓线）分离的冲压方法落料）；变形工序（弯曲：金属在弯矩作用下，坯料的一部分相对于另一部分弯曲成一定角度的冲压工序。拉深：材料在一拉一压的应力状态下变形为空心状的零件(杯状)的冲压工艺方法。）冲模分类：简单冲模，连续冲模，复合冲模焊接：利用加热或加压或两者兼用，借用于金属原子的结合和扩散作用，使分离的金属材料牢固地结合起来称为焊接。焊接方法分类：1）熔化焊:气/电弧/电渣/等离子弧/电子束/激光/铸焊。2）压力焊：电阻/摩擦/压力气/冷压/超声波/高频/爆炸焊。3）钎焊：软钎焊，硬钎焊。熔化焊：将焊件接头处局部加热到熔化状态，通常还需要加入填充金属（如焊丝，电焊条）以形成共同的焊池，冷却凝固后即可完成焊接过程。压力焊：将焊件接头处局部加热到高温塑性状态或接近熔化状态，然后施加压力，使焊接头处紧密接触并产生一定的塑性变形，从而完成焊接过程。钎焊：将填充金属（低熔点钎料）熔化后，渗入到焊件的接头处，通过原子的扩散和溶解而完成焊接过程。直流焊机接线方法及其应用：1）直流正接：焊件接电源正极，电极（焊条）接电源负极的接线法称正接2)直流反接：焊件接电源负极，电极（焊条）接电源正极的接线法称反接。应用：一般情况下皆用正接因焊件上热量大，可提高生产率，如焊厚板，难熔金属等。反接只在特定要求时才用，如焊接有色金属，薄钢板或采用低氢型焊条等。焊接接头组织及性能：焊接接头包括焊缝和焊接热影响区两部分。焊缝（焊缝的金属性能常不低于基本金属）焊接热影响区：熔合区（组织粗大，处熔化和半熔化状态，化学成分不均匀，力学性能最差），过热区（晶粒粗大，处严重过热状态，塑性韧度低，易产生焊接裂纹），正火区（晶粒细化，金属发生重结晶，力学性能好），部分变相区（晶粒大小不均匀，力学性能稍差）焊接应力形成原因：1）不均匀的加热2)工件具有一定刚性3）冷却不均匀焊接应力减少1）避免焊缝密集交叉，焊缝截面和长度也要尽可能的少，以减少焊接局部加热从而减少焊接残余应力。2）预热可以减少工件温差，也可减少残余应力。3）采取合理焊接顺序，使焊缝能较自由的收缩，以减少应力。4）采用小线能量焊接时，残余应力也较小5）每焊完一道焊缝，立即均匀锤击焊缝使金属伸长，也减少焊接残余应力。焊接应力消除：消除应力退火、加载法（水压试验）、振动法。焊接变形种类：1）收缩变形：因焊缝纵向和横向收缩，而导致构件纵向横向尺寸收缩。2)角变形：V形坡口对称焊，截面形状上下不对称，焊后横向收缩3）弯曲变形：T形梁焊接，焊缝布置不对称，焊缝纵向收缩。4）扭曲变形：焊接顺序或焊接方向不合理，焊前结构装配不当5）波浪变形：薄板焊接，焊缝纵向收缩，使焊件丧失稳定性。焊接变形预防措施：1)加裕量法2）刚性固定法3）反变形法4）选择合理的焊接次序。00000000焊接变形矫正方法：1）机械矫正法：利用机械外力来矫正。2）火焰加热矫正法：利用火焰加热后冷却收缩来抵消该部分已产生的伸长变形。焊条组成及各部分作用1）焊芯，保证焊缝金属具有良好的塑，韧性，减少产生焊接裂纹的倾向，以改善焊缝金属的力学性能，弥补焊接过程中合金元素的烧损。产生电弧、熔化后填充焊缝2）药皮，焊丝表面涂压的一层涂药。作用是稳定电弧、造气造渣、机械保护、改善焊缝金属化学成分焊条选用原则：焊接低碳钢或低合金钢时，一般应使焊缝金属与母材等强度。焊接耐热钢，不锈钢时，应使焊缝金属的化学成份与焊件的化学成分相近。焊接形状复杂和刚度大的结构及焊接承受冲击载荷，交变载荷的结构时应选用抗裂性能好的碱性焊条。焊接难以在焊前清理的焊件时应选用抗气性能好的酸性焊条。使用酸性焊条比碱性焊条经济，在满足使用性能要求的前提下优先选用酸性焊条。焊条牌号：焊条牌号一般由一个大写拼音字母和三个数字表示。拼音字母表示焊条的大类，J表示结构钢焊条，A表示奥氏体不锈钢焊条，Z表示铸铁焊条。前两位数字表示各大类中若干小类的焊缝金属抗拉强度等级，单位是kgf/mm2。最后一个数字表示药皮类型和电流种类。焊接接头概念及形式：概念是指焊接结构中，各焊接元件相互连接的地方。形式有对接，搭接，角接，T形接四种。坡口形式有不开坡口，V型坡口，X型坡口，U型坡口。可焊性概念及其评估方法：概念：可焊性是指被焊金属在采用一定的焊接方法，焊接材料，工艺参数及结构型式的条件下，获得优质焊接接头的难易程度。它包括2个方面，一是工艺可焊性，主要是指焊接接头产生工艺缺陷的倾向，尤其是出现各种裂缝的可能性。二是使用可焊性，主要是指焊接接头在使用总的可靠性，包括焊接接头的机械性能及其他特殊性能。评估方法：以碳当量估算。Ce=C+Mn/6+Cr/5+Mo/5+V/5+Ni/15+Cu/15Ce0.4%时，钢材焊接时冷裂倾向不大，焊接性能良好。Ce=0.4%-0.6%时，钢材焊接时冷裂倾向明显，焊接性能较差。Ce0.6%时，钢材焊接冷裂倾向严重，焊接性能差。切削运动：切削时，刀具和工件的相对运动。包括主运动（最基本）和进给运动（使金属层不断投入切削）。切削用量三要素：切削速度：在单位时间内，工件和刀具沿主运动方向的相对位移。进给量：工件或刀具运动在一个工作循环内，刀具与工件之间沿进给运动方向的相对位移。切削深度(背吃刀量)：待加工表面与已加工表面间的垂直距离。切削层几何参数：切削厚度、切削宽度、切削面积。刀具材料性能要求：1）高的硬度和耐磨性2）足够的强度和韧性3）高的耐热性4）良好的热物理性能和耐热冲击性能5）良好的工艺性能6）经济性刀具材料种类：碳素工具钢及合金钢、高速钢、硬质合金、陶瓷、人造金刚石、立方氮化硼（用得最多的高速钢和硬质合金）车刀切削部分：3个刀面：前刀面（直接与切屑接触，切屑流过的表面)、主后刀面（与工件上加工表面相对的表面）、副后刀面（与工件上已加工表面相对的表面）2个刀刃：主切削刃（前刀面与主后刀面交线）、副切削刃（前刀面与副后刀面的交线）1个刀尖：刀尖（主切削刃与副切削刃连接处的那一部分切削刃）前角：在正交平面内前刀面与基面夹角后角：在正交平面内主后刀面与切削平面夹角；主偏角：在基面内主切削平面与假定工作平面夹角；副偏角：在基面内副切削平面与假定工作平面夹角；刃倾角：在切削平面内主切削刃与基面夹角切屑种类：带状切屑：切削速度较高，刀具的前角较大而切削厚度不大时，加工塑性较好的材料容易获得。这是正常情况下最常见的切屑形态。挤裂切屑：切削厚度较大，刀具前角较小，容易获得。单元切屑：切削厚度很大而切削速度极低，刀具前角小，容易获得（切削单元基本不连续）。崩碎切屑：加工脆性材料时容易出现。金属切削过程变形区的特点及关联：特点：第一变形区为塑性变形区，其变形量最大，常用它来说明切削过程的变形情况；第二变形区为摩擦变形区，切屑形成后与前刀面之间存在压力，所以沿前面流出时必然有很大摩擦，因而使切屑底层又产生一次塑性变形；第三变形区发生在工件已加工表面与后面接触的区域，已加工表面受到切削刃钝圆部分与后刀面的挤压和摩擦产生变形。关联：这三个变形区汇集在切削附近，应力状况复杂、应力大而集中，切削层金属就在此处分离。此外，第二变形区的摩擦状况对第一变形区的剪切面位置有很大影响，而第三变形区却受到延伸至已加工表面下的第一变形区的影响。积屑