金属工艺学复习要点

第一篇金属材料的物理性能应力：单位面积上所承受的附加内力应变：当材料在外力作用下不能产生位移时，它的几何形状和尺寸将发生变化，这种形变就称为应变强度：金属材料在力的作用下，抵抗塑性变形的和断裂的能力。塑形：金属材料在力的作用写，产生不可逆永久变形的能力。断面收缩率：缩颈处截面积的最大缩减量与原始横截面积的百分比。韧性：金属材料断裂前吸收的变形能量的能力。疲劳强度：当循环应力低于某定值时，疲劳曲线呈水平线，表示该金属材料在此应力下可经受无数次应力循环仍不发生断裂，此应力称疲劳强度。弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、缩颈阶段铁碳合金的组织：固溶体（铁素体、奥氏体）、金属化合物（渗碳体）、机械混合物（珠光体、莱氏体）碳素结构钢：Q+数字（厚度小于16毫米时的最低屈服点）+AB(普通)CD（磷硫低含量）+（F沸腾钢；b半镇定；Z镇定刚）优质碳素结构钢：两位数（平均碳含量万分数）低：08；10；15；20塑形优良中：40；45强度、硬度、塑性韧性均较适中高：60；65强度、硬度提高，且弹性优良。碳素工具钢：含碳量0.7%~1.3%，淬火、回火后有高硬度和耐磨性。“碳”T+数字（含碳量千分数）+（A）A:硫磷含量更低的高级优质碳素工具钢。T8;T10、T10A;T12。第二篇铸造铸造：1.砂型铸造2.特种铸造：熔模、消失模、金属型、压力、离心。充型能力：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。影响因素：1.合金的流动性2.浇注条件（浇注温度、充型压力）3.铸型填充条件（铸型材料、铸型温度、铸型中的气体、铸件结构）铸件的凝固方式：1.逐层凝固2.糊状凝固3.中间凝固缩孔：集中在铸件上部或最后凝固部位容积较大的孔洞。缩松：分散在铸件某区域内的细小缩孔。宏观缩松：肉眼、放大镜，铸件中心轴线处或缩松下方。显微缩松：显微镜，分布在晶粒之间的微小孔洞。内应力：1.热应力2.机械应力裂纹：热裂、冷裂。气孔：1.析出性气孔2.浸入性气孔3.反应性气孔：皮下气孔、冷铁气孔。铸造工艺图：在零件图上用各种工艺符号及参数表示出铸造工艺方法的图形。其中包括：浇注位置，铸型分型面，型芯的数量形状尺寸及其固定方法，加工余量，收缩率，浇注系统，起模斜度，冒口和冷铁的尺寸和布置等。铸造工艺图是指导设计、生产准备、铸型制造和铸件检验的基本工艺文件。造型：1.手工造型（单件、小批量生产）2.机器造型（通常两箱造型，不能三箱造型）分型面选择：1.尽量使分型面平直、数量少2.避免不必要的型芯和活块，简化造型工艺3.使铸件全部或大部分置于下箱。起模斜度：使模样便于从砂型取出，凡平行起模方向的模样所增加的斜度。内壁大于外壁。额外增加的斜度，如是加工平面，则必须把这部分切削掉，增加了金属的消耗。结构斜度：是设计铸件结构时，工件自身的斜度，这样可不比设计拔模斜度，铸完不用加工去掉。熔模铸造：包括蜡模制造、型壳制造、焙烧浇注三个阶段。第三篇塑性加工自由锻：只用简单的通用性工具，或在锻造设备的上、下砧间使坯料变形而获得所需的几何形状及内部质量的锻件的锻造方法。特点：1、自由锻锻件的精度不高，形状简单，其形状和尺寸一般通过操作者使用通用工具来保证，主要用于单件、小批量生产。2、对于大型机特大型锻件的制造，自由锻仍是唯一有效的方法。3、自由锻对锻工的技术水平要求高，劳动条件差，生产效率低。金属材料在一定温度范围内，随温度的上升其塑性会提高，变形抗力会下降，用较小的变形力就能使坯料稳定地改变形状而不出现破裂，所以锻造时要对工件加热。模锻的特点：模锻生产的锻件尺寸精确、加工余量小、结构可以较复杂，生产率高。弹性变形：去除外力后，金属完全恢复原状的变形。塑性变形：当外力增大到金属的内应力超过该金属的屈服点后，即使作用在物体上的外力取消，金属的变形也不完全恢复，而产生一部分永久变形。金属的可锻性优劣用塑性和变形抗力来综合衡量。塑性越好，变形抗力越小，可锻性越好。可锻性取决于：1.金属的本质：（1）化学成分的影响(2)金属组织的影响2.加工条件：（1）变形温度的影响（1）应变速率的影响（3）应力状态的影响锻造温度范围：锻件由始锻温度到终锻温度的温度区间。始锻温度：开始锻造时坯料的温度。终锻温度：坯料经过锻造成形，在停锻时的瞬时温度。锻造方法：1.自由锻2.模锻：利用锻模使坯料变形而获得锻件的锻造方法。锻造：在加压设备及工具作用下，使坯料、铸锭产生局部或全部的塑性变形，以获得一定几何、尺寸、形状和质量的锻件的加工方法。模锻分为：锤上模锻：模膛分：1.模锻模膛2.制坯模膛曲柄压力机上模锻摩擦螺旋压力机上模锻胎膜锻余块：为简化零件的形状和结构，便于锻造而增加的一部分金属。加工余量：成形时为保证机械加工最终获得所需的尺寸而保留多余的金属。锻造公差：锻件名义尺寸的允许变动量。分模面：上下模或凹凸模的分界面。模锻斜度：锻件与模膛侧壁接触部分需带一定斜度。5度~15度。模锻圆角半径：模膛越深，圆角半径应越大。连皮厚度：孔径25~80mm时，连皮厚度4~8mm。第四篇焊接焊接电弧：在具有一定电压的两电极间或电极与工件之间的气体介质中，产生强留而持久的放电现象。焊接特点：1.焊接接头具有较大的性能不均匀性2.焊接接头中存在一定数量缺陷3.焊接接头具有整体性4.焊接结构的应力集中变化范围比铆接结构大5.焊接结构有较大的焊接应力和变形。焊芯：H08一般焊接结构；H08A重要焊接结构H08MnA埋弧自动焊钢丝药皮作用：1.提高电弧燃烧稳定性2.产生熔渣和气体，使熔池金属不被氧化3.向焊缝内渗人合金元素，提高焊缝强度。焊条种类：1-5酸性，6-8碱性。埋弧焊：电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的方法。特点：1.生产率搞2.焊接质量高且稳定3.节省金属材料4.改善劳动条件钎焊：利用熔点比焊件低的钎料作填充金属，加热时钎料融化将工件连接起来的焊接方法。硬钎焊熔点450度，接头强度200Mpa以上；软钎焊钎料熔点450度，接头强度低，不超过70Mpa第五篇切削切削用量三要素：切削速度、给进量、背吃刀量切削工作三表面：前面、后面、切削刃（主切削刃、副切削刃）刀具材料基本要求：1.较高的硬度2.足够强度和韧度以承受切削力、冲击、震动3.较好的耐磨性，抵抗磨损，维持一定的切削时间4.较高的耐热性，以便高温下仍保持较高硬度5.较好的工艺性，以便制造各种工具。周铣法：用圆柱铣刀的圆周刀齿加工平面。分为顺铣、逆铣。切削部位刀齿的旋转方向和工件给进方向相反时，为逆铣；相同时，为顺铣。1.对切削力的影响逆铣时作用于工件上的垂直分力始终向上，有将工件抬起的趋势，易引起震动，影响工件的夹紧，这种情况在铣薄壁和刚度差工件时表现尤为突出，顺铣时作用于工件上的垂直切削分力始终压于工件，这对工件的夹紧有利。2.对刀具弹性变形的影响采用立铣刀顺铣时，工件对刀具的反作用力指向刀具方向，刀具的弹性变形使刀具产生“让刀”(即欠切)现象。采用逆铣时，工件对刀具的反作用力指向轮廓内部，刀具的弹性变形使刀具产生“啃刀”（即过切）现象。当刀具直径越小，刀杆伸越长时，让刀和啃刀现象越明显。针对这种现象，粗加工采用顺铣时，可留少量精加工余量。粗加工逆铣时，须多留精加工余量，以防过切，产生报废。3.刀具磨损的影响顺铣的垂直切削分力将工件压向工作台，刀齿与已加工面滑行，摩擦现象小，对减小刀齿磨损，减少工件加工硬化现象和减小表面粗糙度均有利。另外，顺铣时刀齿的切削厚度是从最大到零，使刀齿切入工件时的冲击力较大，尤其工件待加工表面是毛坯或者有硬皮时，会使刀具产生较大的振动。但顺铣时刀齿在工件上走过的路程也比逆铣短，平均切削厚度大。因此，在相同的切削条件下，采用逆铣时，刀具易磨损，消耗的切削功率要多些