機械制造基礎復習一089課件

1.鑄件的溫度場

在合金凝固和冷卻的某瞬間，鑄件橫斷面上的溫度分布曲線。Ⅰ－Ⅰ、Ⅱ－Ⅱ為等溫線。2.鑄件的凝固區(qū)凝固區(qū)S——對鑄件質量影響較大。①合金的結晶溫度②溫度梯度一、鑄件的凝固

T表層中心St鑄件ⅠⅡ題一、金屬的液態(tài)成型基礎（5分）P.2(1)逐層凝固(2)糊狀凝固

(3)中間凝固——大多數(shù)合金的凝固方式

表層中心t鑄件固相線液相線成分溫度表層中心t鑄件液固液表層中心St鑄件溫度液相線固凝固區(qū)3.鑄件的凝固方式

使合金具有具有良好的充型能力和補縮條件。

凝固層將固相區(qū)與金屬液分開，充型能力和補縮條件變差調整凝固方式的措施：（1）選擇傾向于逐層凝固的合金合金的結晶溫度范圍越小，凝固區(qū)域越窄，越趨向于逐層凝固?；诣T鐵、硅鋁合金等為逐層凝固，高碳鋼為糊狀凝固。

（2）加大溫度梯度在合金結晶溫度范圍已定的前提下，凝固區(qū)的寬窄取決于鑄件內(nèi)外層之間的溫度差。若鑄件內(nèi)外層之間的溫度差由小變大，則其凝固區(qū)相應由寬變窄。

如采用金屬型鑄造等。2）鑄件的臨界壁厚在最小壁厚和臨界壁厚之間就是適宜的鑄件壁厚。在砂型鑄造條件下，臨界壁厚≈3×最小壁厚

3）鑄件截面形狀在一定鑄造工藝條件下，所能澆注出的鑄件最小壁厚。

2．鑄件壁厚應均勻、避免厚大截面二、鑄件壁的連接1．鑄件的結構圓角2．避免銳角連接3．厚壁與薄壁間的聯(lián)接要逐步過渡4．減緩筋、輻收縮的阻礙三、鑄件外形的設計

1．避免外部側凹、凸起；2．分型面應盡量為平直面；上中中下上下3．凸臺、筋條的設計應便于起模。五、鑄件結構設計應考慮的其它問題1．鑄造方法2．組合鑄件的設計四、自由鍛件結構工藝性1.避免斜面和錐度2.避免曲面相交3.避免加強筋和凸臺4.采用組合工藝題二、鍛件的結構工藝性（2分）P.92/101

4.避免設計深孔、多孔結構；5.采用鍛焊組合工藝。二、胎模鍛造利用自由鍛設備在活動模具上生產(chǎn)模鍛件的方法。1.扣模2.筒模3.合模1.沖壓方法對結構工藝性的要求1）對沖裁件的要求①沖裁件的形狀應力求簡單、對稱，有利于材料的合理利用；②應避免細長槽和細長臂結構；

題二、沖壓件的結構工藝性（4分）P.109

③沖裁件的內(nèi)外轉角處，應盡量避免尖角。工序圓弧角最小圓角半徑黃銅、紫銅、鋁低碳鋼合金鋼落料0.24×t0.35×t0.30×t0.50×t0.45×t0.70×t沖孔0.20×t0.45×t0.35×t0.60×t0.50×t0.90×t沖裁件最小圓角半徑2）對彎曲件的要求①彎曲件的形狀應力求簡單、對稱，并考慮材料纖維方向；②彎曲半徑不能小于材料允許的最小彎曲半徑；

③彎曲高度H>2t。④帶孔件的彎曲：3）對拉深件的要求①彎曲件的形狀應力求簡單、對稱，并不宜太高；②拉深件的圓角半徑應滿足：rdt、R

2t；

2.改進結構可簡化工藝及節(jié)省材料1）采用沖焊結構2）采用沖口工藝3）盡量簡化沖壓件的結構§3接頭工藝設計一、接頭形式的設計1.對接接頭2.搭接接頭3.角接接頭4.T字接接頭對接接頭—接頭受力簡單、均勻，應力集中較小，強度較高，優(yōu)先選用搭接接頭—接頭強度好。但受力復雜，應力集中嚴重，易產(chǎn)生焊接缺陷。二、坡口形式的設計不同厚度的工件焊接時：2.焊縫應對稱分布3.焊縫應避開應力集中處和最大應力處4.零件的結構工藝性的幾方面要求:1）加工表面的幾何形狀應盡量簡單,盡可能布置在同一平面上或同一軸線上。

2）由相互位置精度要求的表面，最好能在一次安裝中加工出來。

3）盡可能減少加工表面的數(shù)量和面積，合理地規(guī)定零件的精度和表面粗糙度，以利于減少切削加工量。題二、切削加工、裝配結構工藝性（6分）P.130

4）應力求零件的某些結構尺寸標準化，以便于采用標準刀具和通用量具，降低生產(chǎn)成本。

5）零件應便于安裝，定位準確，夾緊可靠；便于加工，易于測量；便于裝配和拆卸。

6）零件結構應與先進的加工工藝方法相適應。

7）零件應具有足夠的剛性，能承受切削力和夾緊力，以便于提高切削用量，提高生產(chǎn)率。3．結構工藝性是相對概念隨著科學技術的進步，新材料、新設備、新工藝的應用，產(chǎn)品結構工藝性好壞的概念也在變化，如過去認為工藝性差的零件結構，現(xiàn)在在數(shù)控機床和加工中心上已不難加工。1）分模面的選擇①分模面應選在鍛件的最大截面處；②分模面的選擇應使模膛淺而對稱；③分模面的選擇應使鍛件上所加敷料最少；④分模面應最好是平直面。題三－1.確定錘上模鍛的分模面（5分）共15分P.97

（二）變形工序使坯料的一部分相對一部分產(chǎn)生位移而不被破壞的工序。（拉深、彎曲、翻邊、成形等）題三－2.確定沖壓變形工藝（5分）共15分

p.120D1.拉深使坯料在凸模的作用下壓入凹模，獲得空心體零件的沖壓工序。1）拉深變形過程ddh2）拉深廢品①拉裂（拉穿）②起皺3）拉深模設計及工藝特點①凸凹模的工作部分必須具有一定的圓角；r凹=10tr凸=（0.6-1）r凹②凸凹模間隙要合理Z=（1.1-1.2）tZ—單邊間隙③控制拉深系數(shù)（m）m=d/D=（0.5-0.8）D=100d=20；h=42d1=55d2=3232/55=0.58d3=2020/32=0.628④設置壓邊圈⑤涂潤滑油2.彎曲將平直板料彎成一定的角度或圓弧的工序。1）彎曲的變形特點①變形區(qū)域主要在圓角部位；②外層金屬受拉應力，內(nèi)層金屬受壓應力。2）彎曲缺陷彎裂3）彎曲工藝特點①彎曲半徑r≥rmin=（0.25-1）t；②毛刺應位于內(nèi)側；③彎曲線應盡量與坯料纖維方向垂直；④“回彈”問題a）設計補償角b）對工件進行退火c）設計加強筋3.翻邊、成形1）翻邊在帶孔的平坯料上用擴孔的方法獲得凸緣的工序。2）成形包括：起伏、脹形、壓印等三、沖模的分類及結構1.簡單沖模2.連續(xù)沖模3.復合沖模沖床在一次行程中只完成一個沖壓工序。沖床在一次行程中在不同的工位同時只完成兩個以上的沖壓工序。沖床在一次行程中在同一工位同時完成兩個以上的沖壓工序?！?典型工藝設計實例題三－3改進油罐焊縫布置（5分）共15分p.185

§4典型工藝設計實例一、焊條電弧焊

特點(1)設備簡單、應用靈活方便。(2)勞動條件差、生產(chǎn)率低、質量不穩(wěn)定。焊接過程①引弧②形成熔池③形成焊縫熔化焊

題四－1常用焊接方法的質量和經(jīng)濟性（5分）－2選擇合適的焊接方法（5分）共15分1.焊條焊條芯藥皮焊縫的填充材料

—填充焊縫電極傳導電流

—導電機械保護的作用冶金的作用穩(wěn)定電弧的作用焊條芯藥皮藥皮的種類：①氧化鈦型；②氧化鈦鈣型；③鈦鐵礦型；④氧化鈦型；⑤纖維素型；⑥低氫鉀型；⑦低氫鈉型；⑧石墨型；⑨鹽基型。(1)組成和作用（2）焊條的種類結構鋼焊條—J；鉬和鉻耐熱鋼焊條—R；低溫鋼焊條—W；不銹鋼焊條—A；堆焊焊條—D；鑄鐵焊條—Z；鎳及鎳合金焊條—Ni；銅及銅合金焊條—T；鋁及鋁合金焊條—L；特殊用途焊條—TSJ507藥皮種類（低氫型）抗拉強度結構鋼焊條J422藥皮種類（鈣鈦型）抗拉強度結構鋼焊條酸性焊條：堿性焊條：在熔渣中以酸性氧化物為主（TiO2、SiO2、Fe2O3）在熔渣中以堿性氧化物為主（K2O、Na2O、CaO、MnO）2.焊條的選用1.根據(jù)被焊工件的強度選用2.根據(jù)被焊工件的化學成分選用3.根據(jù)被焊工件工作條件和結構選用4.根據(jù)實際生產(chǎn)狀況選用二、埋弧自動焊焊接電源控制箱焊接小車焊接熱源：電弧熱溶池保護：焊劑（氣、渣）1.埋弧自動焊設備及焊接過程2.埋弧自動焊工藝1）焊前準備2)采取防漏措施①雙面焊；②手工電弧焊封底；③焊劑墊；④采用鎖底坡口；⑤水冷銅墊板。板厚在20～25mm以下的工件可不開坡口；但在實際生產(chǎn)中，板厚在14～22mm應開Y型坡口，半厚在22~50mm，可開雙Y型坡口或U型坡口。3)要有引弧板和引出板環(huán)焊縫：焊絲起弧點應與環(huán)的中心偏離一定距離a；（a=20~40mm）。直徑小于250mm一般不采用埋弧焊。3.埋弧自動焊工藝特點1）生產(chǎn)率高（手弧焊的5~10倍）2）焊接質量高且穩(wěn)定。3）節(jié)約金屬材料、生產(chǎn)成本低。4）勞動條件好。5）只能在水平位置焊接。應用：主要用于較厚鋼板的長直焊縫和較大直徑的環(huán)形焊縫焊接。如壓力容器的環(huán)焊縫和直焊縫、鍋爐冷卻壁的長直焊縫、船舶和潛艇殼體、其重機械、冶金機械（高爐爐身）等的焊接。三、氣體保護焊1.氬弧焊利用氬氣作為保護性介質的電弧焊方法。焊接熱源：電弧熱保護介質：ArAr①不與金屬發(fā)生化學反應—不產(chǎn)生夾渣缺陷②不溶解于液體金屬中—不產(chǎn)生氣孔缺陷③比重大于空氣（25%）“陰極破碎”作用1）熔化極氬弧焊25mm以下的工件2）非熔化極氬弧焊適于6mm以下工件的焊接3）氬弧焊的特點及應用①機械保護效果好，焊縫金屬純凈，焊縫成形美觀，焊接質量優(yōu)良。②電弧燃燒穩(wěn)定，飛濺小。③焊接熱影響區(qū)和變形小。④可進行全位置焊接。⑤氬氣昂貴，設備造價高。應用：適用于易氧化的有色金屬及合金鋼材料的焊接。如：鋁、鎂、鈦及其合金和耐熱鋼、不銹鋼等。適用所有金屬材料的焊接。以CO2氣體作為保護性介質的電弧焊方法。焊接熱源：電弧熱保護介質：CO2CO2①與金屬發(fā)生化學反應—產(chǎn)生夾渣缺陷②溶解于液體金屬中—產(chǎn)生CO

氣孔缺陷③比重大于空氣（25%）①氧化嚴重；②氣孔傾向大（CO）；③飛濺嚴重。1)存在問題2.

CO2氣體保護焊①生產(chǎn)率高（是手弧焊的1~3倍）。②成本低（是手弧焊的40%）。③焊接熱影響區(qū)和變形小。④可進行全位置焊接。⑤飛濺嚴重，焊縫成形差。應用：適用于低碳鋼和強度級別不高的低合金結構鋼的焊接。目前廣泛用于造船、機車車輛、汽車制造、農(nóng)業(yè)機械等。2）CO2氣體保護焊的特點及應用壓力焊五、電阻焊

通過加壓、或同時加熱加壓，使焊件產(chǎn)生塑性變形，并經(jīng)再結晶和擴散作用，實現(xiàn)連接的焊接方法。1.點焊工藝參數(shù)電極壓力焊接電流通電時間適中

對組合焊件經(jīng)電極加壓，利用電流通過焊接接頭的接觸面及鄰近區(qū)域產(chǎn)生的電阻熱，實現(xiàn)焊接。焊點距離太近—分流現(xiàn)象嚴重太遠—強度不夠應用：4mm以下的薄板搭接。點焊縫焊2.縫焊應用：3mm以下的薄板搭接。如：密封的容器（油箱、水箱等）、管道等。3.對焊主要用于棒料的對接。1）電阻對焊應用：用于斷面簡單，直徑（或邊長）小于20mm或強度要求不太高的工件。2）閃光對焊應用：用于重要工件的焊接?？珊赶嗤饘?，也可焊異種金屬（鋁—鋼、鋁—銅等）。工件直徑—0.01mm~200mm。六、摩擦焊1.摩擦焊焊接過程2.摩擦焊接頭型式3.特點及應用①質量穩(wěn)定；②不需填充金屬及焊劑；③生產(chǎn)率高，易實現(xiàn)自動化。應用：適用于黑色金屬、有色金屬；也適用于特種材料、異種材料焊接。摩擦焊七、釬焊是將釬料熔化，利用液態(tài)釬料濕潤母材，填充接頭間隙并與母材相互擴散，冷凝后實現(xiàn)連接的焊接方法。種類1.軟釬焊2.硬釬焊釬料的熔點在450℃以下。接頭強度低，一般為60~190MPa，工作溫度低于100℃釬料的熔點在450℃以上。接頭強度高，在200MPa以上，工作溫度較高。釬料的作用①連接②填充釬料的種類①軟釬料：②硬釬料：錫鋁合金（焊錫）