第七章 鑄造

1、第七章 鑄造一、概念1、鑄造 2、合金的流動(dòng)性3、比熱容4、液體收縮5、凝固收縮6、固態(tài)收縮7、縮孔8、縮松9、順序凝固原則10、熱應(yīng)力11、機(jī)械應(yīng)力12、熱裂13、冷裂二、填空題。1、在液態(tài)金屬成形的過程中，液態(tài)金屬的 充型 及 收縮 是影響成形工藝及鑄件質(zhì)量的兩個(gè)最基本的因素。 2、鑄造組織的晶粒比較 粗大 ，內(nèi)部常有 縮孔 、縮松、 氣孔 、 砂眼 等組織缺陷 。 3、液態(tài)金屬注入鑄型以后，從澆注溫度冷卻到室溫要經(jīng)歷 液態(tài)收縮 、 凝固收縮 和固態(tài)收縮三個(gè)互相聯(lián)系的收縮階段。 4、熱裂是在凝固后期 高溫 下形成的，主要是由于收縮收到 機(jī)械 阻礙作用而產(chǎn)生的。 5、冷裂是在 較低溫度 下形

2、成的，常出現(xiàn)在鑄件 受拉伸 部位，特別是有應(yīng)力集中的地方。三、判斷題。1、合金的凝固溫度范圍越寬，其流動(dòng)性也越差。 （ ） 2、合金的凝固溫度范圍越寬，其流動(dòng)性也越好。 （ × ） 3、合金的凝固溫度范圍越小，其流動(dòng)性越好。 （ ） 4、合金的凝固溫度范圍越小，其流動(dòng)性越差。 （ × ） 5、凝固時(shí)合金的結(jié)晶潛熱釋放得越多，流動(dòng)性越好。 （ ） 6、凝固時(shí)合金的結(jié)晶潛熱釋放得越多，流動(dòng)性越差。 （ × ） 7、鑄型的畜熱能力越大，鑄型對(duì)液態(tài)合金的冷卻能力越強(qiáng)，其充型能力越差。 （ ）8、鑄型的畜熱能力越大，鑄型對(duì)液態(tài)合金的冷卻能力越強(qiáng)，其充型能力越好。 （ ）9、

3、液態(tài)合金所受的靜壓力越大，其充型能力就越好。 （ ）10、液態(tài)合金所受的靜壓力越大，其充型能力就越差。 （ ）11、對(duì)于給定成分的鑄件，在一定的澆注條件下，縮孔和縮松的總?cè)莘e是一定值。 （ ）12、對(duì)于給定成分的鑄件，在一定的澆注條件下，縮孔和縮松的總?cè)莘e是一不定值。（ ）13、在金屬型鑄造中，鑄型的激冷能力更大，縮松的量顯著減小。 （ ） 14、在金屬型鑄造中，鑄型的激冷能力更大，縮松的量顯著增多。 （ ）15、鑄件厚的部分受拉應(yīng)力，薄的部分受壓應(yīng)力。 （ ）16、鑄件厚的部分受壓應(yīng)力，薄的部分受拉應(yīng)力。 （ ）17. 分模造型是應(yīng)用最廣泛的造型方法。 （ ）18. 機(jī)器造型適于中小鑄件的成

4、批或大量生產(chǎn)。 （ ）19. 機(jī)器造型適于大型鑄件的成批或大量生產(chǎn)。 （ ）四、選擇1、縮孔的外形特征是近似于 A 形，內(nèi)表面不光滑。A 倒錐 B 球 C 六面體 D 正錐形2、在實(shí)際生產(chǎn)中，通常采用順序凝固原則，并設(shè)法使分散的縮松轉(zhuǎn)化為集中的縮孔，載使集中的縮孔轉(zhuǎn)移到 B 中。A 直澆道 B 冒口 C 橫澆道 D澆口杯3、鑄件厚的部分受 C 應(yīng)力。A 交變 B 壓 C 拉 D 彎曲4、鑄件薄的部分受 A 應(yīng)力。A 壓 B 交變 C 拉 D 彎曲五、問答1. 鑄造有哪些優(yōu)缺點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)：1)鑄造生產(chǎn)的適應(yīng)性廣，工藝靈活性大。工業(yè)上常用的金屬材料均可用來進(jìn)行鑄造，鑄件的重量可由幾克到幾百噸，壁厚可由

5、0.5mm到1m左右。2)鑄造用原材料大都來源廣泛，價(jià)格低廉，并可直接利用廢機(jī)件，故鑄件成本較低。 缺點(diǎn)：1）鑄造組織疏松、晶粒粗大，內(nèi)部易產(chǎn)生縮孔、縮松、氣孔等缺陷，因此，鑄件的力學(xué)性能，特別是沖擊韌度低于同種材料的鍛件。 2）鑄件質(zhì)量不夠穩(wěn)定。2. 影響合金流動(dòng)性及充型能力的因素有哪些。影響合金流動(dòng)性的因素有：（1）化學(xué)成份：純金屬和共晶成分的合金，由于是在恒溫下進(jìn)行結(jié)晶，液態(tài)合金從表層逐漸向中心凝固，固液界面比較光滑，對(duì)液態(tài)合金的流動(dòng)阻力較小，同時(shí)，共晶成分合金的凝固溫度最低，可獲得較大的過熱度，推遲了合金的凝固，故流動(dòng)性最好（2）鑄型及澆注條件：鑄型的結(jié)構(gòu)越復(fù)雜、導(dǎo)熱性越好，合金的流動(dòng)

6、性就越差。影響充型能力的因素有:流動(dòng)性、鑄型條件、澆注條件和鑄件結(jié)構(gòu)等3. 合金的收縮過程可分為哪幾個(gè)階段？第一階段：液態(tài)收縮，金屬液從某個(gè)溫度冷卻到液相線附近時(shí)產(chǎn)生的收縮，在鑄造中表現(xiàn)為液面的下降。第二階段：凝固收縮，金屬在凝固，即從液體轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w時(shí)的收縮。第三階段：固態(tài)收縮，即金屬在凝固以后降溫到室溫時(shí)的收縮，這個(gè)過程中產(chǎn)生的收縮不是均一的，因?yàn)樵谶@個(gè)過程中產(chǎn)生相變。4. 防止鑄造縮孔和縮松的措施有哪些？（1）合理選擇鑄造合金。（2）控制鑄件色凝固順序，通常采用定向凝固原則控制鑄造縮孔和縮松的產(chǎn)生。（3）控制澆注溫度和澆注速度。5. 什么是熱裂，產(chǎn)生的原因及防止措施主要有哪些？熱裂是在高溫

7、下形成的裂紋。 其形狀特征是:縫隙寬、形狀曲折、縫內(nèi)呈氧化色(黑褐色)。形成熱裂的影響因素:合金性質(zhì)，鑄型阻力原因：1）含碳量很低的鋼和高碳鋼比較容易形成熱裂；2）硫促使鋼形成熱裂；3）鑄鋼中的氧是以鐵的氧化物形式存在于晶界，使晶界強(qiáng)度降低，增加熱裂傾向；4）澆注溫度高，晶粒粗大，使低熔點(diǎn)夾雜聚集晶間，也易產(chǎn)生熱裂。防止：降低澆注溫度；合理設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)，盡量使用一個(gè)交口同時(shí)補(bǔ)縮幾個(gè)熱節(jié)（高溫出爐，低溫澆注，保證紅殼）；增加模殼退讓性；鑄件上增加防裂肋；轉(zhuǎn)移熱裂，采用易割冒口（成本較高）；防止S、P元素疊加而造成鑄件抗裂性降低。 六、修改下列鑄件結(jié)構(gòu)不合理的部位：12 3 4. 5應(yīng)改為奇數(shù)或彎

8、曲輪輻 6 第八章 壓力加工一、概念1壓力加工2軋制3擠壓4拉拔5模鍛6板料沖壓7滑移8孿生9加工硬化10回復(fù)11再結(jié)晶12鍛造比13變形速度14流線組織15過熱16過燒17始鍛溫度18終鍛溫度二、填空題。1影響金屬可鍛性的因素主要包括 金屬 的本質(zhì)和 鍛造 條件兩個(gè)方面。2金屬變形形成纖維組織，使 縱向 的強(qiáng)度、塑性和韌性增高， 橫向 同類性能下降，力學(xué)性能出現(xiàn)各向異性。3多晶體的塑性變形包括各個(gè) 單晶體 的塑性變形和各個(gè) 晶粒 之間的變形。4. 金屬塑性變形的機(jī)制包括 滑移 和 位錯(cuò)運(yùn)動(dòng) 。5. 冷變形后的金屬再加熱時(shí)，隨溫度升高，組織會(huì)發(fā)生 回復(fù) ， 再結(jié)晶 及晶粒長(zhǎng)大。三、判斷題。1金

9、屬在變形過程中，三向受壓時(shí)塑性最好，出現(xiàn)拉應(yīng)力則使塑性降低。 （ ）2金屬在變形過程中，三向受壓時(shí)塑性最好，出現(xiàn)拉應(yīng)力則使塑性進(jìn)一步提高。（ ）3一般來說，純金屬的可鍛性優(yōu)于其合金的可鍛性。 （ ）4一般來說，合金的可鍛性優(yōu)于其純金屬的可鍛性。 （ ） 5晶界越多，多晶體塑性變形抗力越大。 （ ） 6晶界越多，多晶體塑性變形抗力越小。 （ ）7自由鍛件的形狀一般應(yīng)設(shè)計(jì)的盡量簡(jiǎn)單。 （ ）8自由鍛主要靠工人的操作技術(shù)來保證，可以鍛造出復(fù)雜形狀的鍛件。 （ ） 9. 滑移系越多，金屬發(fā)生滑移的可能性越大，塑性也越好。 （ ） 10. 在滑移系中，滑移方向?qū)λ苄缘呢暙I(xiàn)比滑移面更大。 （ ） 11.

10、金屬的塑性，體心立方晶格好于面心立方晶格。 （ ） 12. 金屬的塑性，體心立方晶格好于密排六方晶格。 （ ）13. 密排六方晶格金屬滑移系少，常以孿生方式變形。 （ ）14. 體心立方晶格金屬只有在低溫或沖擊作用下才發(fā)生孿生變形。 （ ）15. 金屬的晶粒越細(xì)，其強(qiáng)度和硬度越高。 （ ）16. 金屬的晶粒越細(xì)，其塑性和韌性越低。 （ ） 17. 隨冷塑性變形量增加，金屬的強(qiáng)度、硬度提高，塑性、韌性下降。（ ） 18. 再結(jié)晶過程發(fā)生晶核形成和長(zhǎng)大，屬于相變過程。（不是相變過程） （ ）19. 再結(jié)晶前后新舊晶粒的晶格類型和成分是不同的。（完全相同） （ ）四、問答1. 晶粒大小對(duì)金屬的力學(xué)性

11、能有什么影響？晶粒越細(xì)小，金屬的強(qiáng)度、硬度越高，塑性、韌性就越好。2. 什么是彌散強(qiáng)化，產(chǎn)生的原因是什么？彌散強(qiáng)化指一種通過在均勻材料中加入硬質(zhì)顆粒的一種材料的強(qiáng)化手段。3纖維組織是如何形成的？它的存在有何利弊？設(shè)計(jì)零件時(shí)如何合理利用纖維組織？在熱變形過程中，材料內(nèi)部的夾雜物及其他非基體物質(zhì)，沿塑性變形方向所形成。纖維組織的穩(wěn)定性很高，不會(huì)因熱處理而改變，采用其他方法也無法消除，只能通過合理的鍛造方法來改變纖維組織在零件中的分布方向和形狀。因而，在設(shè)計(jì)和制造零件時(shí)，必須考慮纖維組織的合理分布，充分發(fā)揮其縱向性能高的優(yōu)勢(shì)，限制橫向性能差的劣勢(shì)。設(shè)計(jì)原則是使零件工作時(shí)承受的最大正應(yīng)力方向與纖維方向

12、一致，最大切應(yīng)力方向與纖維方向垂直，并盡可能使纖維方向沿零件的輪廓分布而不被切斷。4. 什么是加工硬化，產(chǎn)生的原因主要有哪些？加工硬化是指隨著塑性變形的增加，金屬的強(qiáng)度、硬度迅速增加；塑性、韌性迅速下降的現(xiàn)象。 導(dǎo)致加工硬化產(chǎn)生的主要原因是位錯(cuò)密度及其他晶體缺陷的增加。5. 什么是再結(jié)晶，再結(jié)晶對(duì)金屬的性能有什么影響？當(dāng)退火溫度足夠高、時(shí)間足夠長(zhǎng)時(shí)，在變形金屬或合金的顯微組織中，產(chǎn)生無應(yīng)變的新晶粒再結(jié)晶核心。再結(jié)晶,可以使金屬發(fā)生相變,在不同外部環(huán)境(如溫度控制)時(shí),產(chǎn)生不同的狀態(tài). 如奧氏體,珠光體等?？梢跃?xì)金屬材料的硬度,密度,強(qiáng)度,以及機(jī)械性能等.第九章 焊接一、概念1焊接2熔焊3壓焊

13、4釬焊5焊接電弧6電弧焊機(jī)7正接8反接9焊接熱影響區(qū)10過熱區(qū)：二、填空題。1電弧的熱量與焊接 電流 和電弧 電壓 的乘積成正比。2正接是將工件接到 電源 正極，焊條接到 負(fù)極 。3直流弧焊機(jī)包括直流弧焊 發(fā)電機(jī) 和弧焊 整流機(jī) 兩大類。4使用酸性焊條焊接低碳鋼一般構(gòu)件時(shí)，應(yīng)優(yōu)先考慮選用 價(jià)格 低廉、 維修 方便的交流弧焊機(jī)。5焊條是由金屬 焊心 和 藥皮 兩部分組成。6藥皮的作用主要是 穩(wěn)弧 、保護(hù)、脫氧、 滲合金 及改善焊接工藝性。7焊條型號(hào)是按熔敷金屬的 抗拉強(qiáng)度 、藥皮類型、焊接 位置 和焊接 電流 種類劃分的。8根據(jù)焊條藥皮性質(zhì)的不同，結(jié)構(gòu)鋼焊條可以分為 酸性 焊條和 堿性 焊條兩大

14、類。三、判斷題。1電弧的熱量與焊接電流和電弧電壓的乘積成正比。 （ ） 2電弧的熱量與焊接電流和電弧電壓的乘積成反比。 （ ） 3直流電弧焊的正接法是將工件接到電源的正極，焊條接到負(fù)極。 （ ）4直流電弧焊的正接法是將工件接到電源的負(fù)極，焊條接到正極。 （ ） 5直流電弧焊的反接法是將工件接到電源負(fù)極，焊條接到正極。 （ ） 6直流電弧焊的反接法是將工件接到電源正極，焊條接到負(fù)極。 （ ） 四、簡(jiǎn)答題1. 簡(jiǎn)述焊接變形的影響因素。1.1材料因素的影響 材料對(duì)于焊接變形的影響不僅和焊接材料有關(guān),而且和母材也有關(guān)系,材料的熱物理性能參數(shù)和力學(xué)性能參數(shù)都對(duì)焊接變形的產(chǎn)生過程有重要的影響。其中熱物理性

15、能參數(shù)的影響主要體現(xiàn)在熱傳導(dǎo)系數(shù)上,一般熱傳導(dǎo)系數(shù)越小,溫度梯度越大,焊接變形越顯著。力學(xué)性能對(duì)焊接變形的影響比較復(fù)雜,熱膨脹系數(shù)的影響最為明顯,隨著熱膨脹系數(shù)的增加焊接變形相應(yīng)增加。同時(shí)材料在高溫區(qū)的屈服極限和彈性模量及其隨溫度的變化率也起著十分重要的作用,一般情況下,隨著彈性模量的增大,焊接變形隨之減少而較高的屈服極限會(huì)引起較高的殘余應(yīng)力,焊接結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)的變形能量也會(huì)因此而增大,從而可能促使脆性斷裂,此外,由于塑性應(yīng)變較小且塑性區(qū)范圍不大,因而焊接變形得以減少。 1.2結(jié)構(gòu)因素的影響 焊接結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)對(duì)焊接變形的影響最關(guān)鍵,也是最復(fù)雜的因素。其總體原則是隨拘束度的增加,焊接殘余應(yīng)力增加,而焊接

16、變形則相應(yīng)減少。結(jié)構(gòu)在焊接變形過程中,工件本身的拘束度是不斷變化著的,因此自身為變拘束結(jié)構(gòu),同時(shí)還受到外加拘束的影響。一般情況下復(fù)雜結(jié)構(gòu)自身的拘束作用在焊接過程中占據(jù)主導(dǎo)地位,而結(jié)構(gòu)本身在焊接過程中的拘束度變化情況隨結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度的增加而增加,在設(shè)計(jì)焊接結(jié)構(gòu)時(shí),常需要采用筋板或加強(qiáng)板來提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和剛性,這樣做不但增加了裝配和焊接工作量,而且在某些區(qū)域,如筋板、加強(qiáng)板等,拘束度發(fā)生較大的變化,給焊接變形分析與控制帶來了一定的難度。因此,在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)針對(duì)結(jié)構(gòu)板的厚度及筋板或加強(qiáng)筋的位置數(shù)量等進(jìn)行優(yōu)化,對(duì)減小焊接變形有著十分重要的作用。 1.3工藝因素的影響 焊接工藝對(duì)焊接變形的影響方面很多,例

17、如焊接方法、焊接輸入電流電壓量、構(gòu)件的定位或固定方法、焊接順序、焊接胎架及夾具的應(yīng)用等。在各種工藝因素中,焊接順序?qū)附幼冃蔚挠绊戄^為顯著,一般情況下,改變焊接順序可以改變殘余應(yīng)力的分布及應(yīng)力狀態(tài),減少焊接變形。多層焊以及焊接工藝參數(shù)也對(duì)焊接變形有十分重要的影響。五、修改下列焊接結(jié)構(gòu)不合理的部位1 2 3 第十章 切削加工基礎(chǔ)知識(shí)一、概念1切削運(yùn)動(dòng)2主運(yùn)動(dòng)3進(jìn)給運(yùn)動(dòng)4切削用量5切削速度6進(jìn)給量7粗加工8半精加工9精加工10背吃刀量 11. 帶狀切屑12節(jié)狀切屑 13崩碎切屑 14. 積屑瘤15切削熱16刀具耐用度17切削加工性二、填空題。1機(jī)床的切削運(yùn)動(dòng)包括 主運(yùn)動(dòng) 和 進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 運(yùn)動(dòng)。2切削

18、用量三要素是 切削速度 、 切削用量 和背吃刀量。3在切削過程中，工件上形成 待加工表面 表面、 加工 表面和已加工表面。4塑性金屬材料的切削過程是擠壓和切屑變形的過程，經(jīng)歷了 單性 變形、塑性變形、 擠裂和 切離 四個(gè)階段。5. 機(jī)床常用的傳動(dòng)元件有帶與帶輪、 齒輪 、蝸桿蝸輪、 齒輪齒條 和絲杠螺母等。6車刀的結(jié)構(gòu)形式有 整體 式、焊接式、 機(jī)夾 式、和機(jī)夾可轉(zhuǎn)位式等幾種。三、判斷題1機(jī)床的切削運(yùn)動(dòng)中，主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)只能有一個(gè)。 （ ）2機(jī)床的切削運(yùn)動(dòng)中主運(yùn)動(dòng)一般只有一個(gè)。 （ ）3機(jī)床的切削運(yùn)動(dòng)中進(jìn)給運(yùn)動(dòng)只能有一個(gè)。 （ ）4機(jī)床的切削運(yùn)動(dòng)中進(jìn)給運(yùn)動(dòng)可以有一個(gè)或幾個(gè)。 （ ）5殘余應(yīng)力

19、在工件材料內(nèi)部總體保持平衡，因而對(duì)工件加工精度沒有影響。（ ）6殘余應(yīng)力的存在引起工件變形，影響加工的穩(wěn)定性。 （ ） 7 削液可以冷卻降低切削區(qū)溫度，對(duì)切削力沒有影響。 （ ）8切削液可以減小摩擦阻力而使切削力降低。 （ ）9切削溫度是指前刀面與切屑接觸區(qū)的平均溫度。 （ ）10車削時(shí)切削熱主要是有車刀帶走的。 （ ）11零件的加工精度是指零件加工后的實(shí)測(cè)幾何參數(shù)。 （ ）12零件的加工精度是指零件加工后的實(shí)際幾何參數(shù)與理想?yún)?shù)的復(fù)合程度。（ ）13在加工同一批工件時(shí)，每個(gè)工件的誤差值是相同的。 （ ）14在加工同一批工件時(shí)，每個(gè)工件的誤差值是不同的。 （ ）15給定工差數(shù)值越小，加工精度越

20、高，加工越容易。 （ ）16給定公差數(shù)值越小，加工精度越高，加工的難度越大。 （ ）17表面粗糙度值Ra越大，表面越光滑。 （ ）18表面粗糙度值Ra越小，表面越光滑。 （ ）19切削速度對(duì)刀具的耐用度影響不大。 （ ）20切削速度對(duì)刀具的耐用度影響很大。 （ ）四、綜合題1. 簡(jiǎn)述零件成形方法的分類。 車削，鉆削，鏜削，刨削，拉削，銑削和磨削2.降低切削溫度的措施有哪些？切削溫度主要受切削用量、刀具幾何參數(shù)、工件材料、刀具磨損和切削液的影響，切削用量的影響分析各因素對(duì)切削溫度的影響，主要應(yīng)從這些因素對(duì)單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量和傳出的熱量的影響入手。如果產(chǎn)生的熱量大于傳出的熱量，則這些因素將使切削

21、溫度增高;某些因素使傳出的熱量增大，則這些因素將使切削溫度降低。切削速度對(duì)切削溫度影響最大，隨切削速度的提高，切削溫度迅速上升。而背吃力量ap變化時(shí)，散熱面積和產(chǎn)生的熱量亦作相應(yīng)變化，故ap對(duì)切削溫度的影響很小。折疊刀具幾何參數(shù)的影響切削溫度隨前角o的增大而降低。這是因?yàn)榍敖窃龃髸r(shí)，單位切削力下降，使產(chǎn)生的切削熱減少的緣故。但前角大于18°20°后，對(duì)切削溫度的影響減小，這是因?yàn)樾ń亲冃《股狍w積減小的緣故。主偏角r減小時(shí)，使切削寬度aw增大，切削厚度ac減小，故切削溫度下降。負(fù)倒棱b1在(0-2)f范圍內(nèi)變化，刀尖圓弧半徑re在0-1.5mm范圍內(nèi)變化，基本上不影響切削溫度。因?yàn)樨?fù)倒棱寬度及刀尖圓弧半徑的增大，會(huì)使塑性變形區(qū)的塑性變形增大，但另一方面這兩者都能使刀具的散熱條件有所改善，傳出的熱量也有所增加，兩者趨于平衡，所以對(duì)切削溫度影響很小。折疊刀具磨損的影響在后刀面的磨損值達(dá)到一定數(shù)值后，對(duì)切削溫度的影響增大;切削速度愈高，影響就愈顯著。合金鋼的強(qiáng)度大，導(dǎo)熱系數(shù)小，所以切削合金鋼時(shí)刀具磨損對(duì)切削溫度的影響，就比切碳素鋼時(shí)大。折疊切削液的影響切削液對(duì)切削溫度的影響，與切削液的導(dǎo)熱性能、比熱、流量