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1、热加工P49 (8),当铸件处于高温阶段（图2-8中t0t1间)，两杆均处于塑性状态，尽管两杆的冷却速度不同，收缩不一致，但瞬时的应力均可通过塑性变形而自行消失。 继续冷却后，冷速较快的杆已进人弹性状态，而粗杆I 仍处于塑性状态(图中t1t2间)。由于细杆冷速快，收缩大于粗杆I，所以细杆受拉伸、粗杆I受压缩(图b)，形成了暂时内应力，但这个内应力随之便被粗杆I的微量塑性变形（压短）而消失(图c)。 当进一步冷却到更低温度时(图中t2t3)，粗杆I也处于弹性状态，此时，尽管两杆长度相同，但所处的温度不同。粗杆的温度较高，还将进行较大的收缩；细杆的温度较低，收缩已趋停止。因此，粗杆I的收缩必然受到
2、细杆的强烈阻碍，于是，杆受压缩，杆I受拉伸，直到室温，形成了残余内应力(图d)。 热应力使铸件的厚壁或心部受拉伸，薄壁或表层受压缩。,预防热应力的基本途径是尽量减少铸件各个部位间的温度差，将浇口开在薄壁处，使薄壁处铸型在浇注过程中的升温较厚壁处。有时为增快厚壁处的冷速，还可在厚壁处安放冷铁。采用同时凝固原则可减少铸造内应力，防止铸件的变形和裂纹缺陷，又可免设冒口。其缺点是铸件的心部容易出现缩孔或缩松。同时凝固原则主要用于灰铸铁、锡青铜等。这是由于灰铸铁的铜倾向于糊状凝固，采用定向凝固也难以有效地消除其显微缩松缺陷。,对于厚薄不均匀，截面不对称及具有细长特点的杆类、板类及轮类等铸件，当残留铸造应
3、力超过铸件材料的屈服极限时，往往产生翘曲变形。 如前述框形铸件，细杆受压缩，粗杆I受拉伸，但两杆都有恢复自由状态的趋向，即杆I总是力图压缩，杆II总是力图伸长，如果连接两杆的横梁刚度不够，结果会出现如图所示的翘曲变形。变形使铸造应力重新分布，残余应力会减小一些，但不会完全消除。,图所示T形梁铸钢件，当板I厚、板II薄时，浇铸后板I受拉，板II受压。各自都力图恢复原状的趋势，板I力图缩短一点，板力图伸长一点。若铸钢件刚度不够，将发生板I内凹板II外凸的变形。反之，当板I薄，板II厚时，将发生反向翘曲。,P61（9）答：,车床床身 HT200 摩托车气缸体 ZL202 铝硅合金适用于形状复杂的薄壁
4、件或气密性要求较高的零件，如内燃机气缸体、化油器等。 火车轮 ZG25 压气机曲轴 QT600-2 气缸套 QT700-2 自来水管弯头 KTH300-06 减速器蜗轮 铸造铜合金ZQSn10-1 很好的耐磨性和很高的耐腐蚀性。,P73 (5),P73 (6),答：如下图所示。可采用整体模挖砂造型，因为它的模型简单，零件在一个箱内且避免了活块分，容易保证质量，重要的表面40在一个箱内并位于侧面但分型面是曲面，单件和小批生产条件下最好。 大批大量生产时分开模两箱造型（最好），简单避免了活块分，重要的表面40位于侧面，容易保证质量，但有可能错箱。,P81 (2),铸件的结构斜度，铸件上垂直于分型面
5、的不加工表面直接在零件图上示出的较大的斜度称结构斜度，这样起模省力铸件精度高，同时便于用砂垛取代型芯。 铸件些部位应具有结构斜度，要依照分型面的位置而定。因此，在铸件设计过程中，设计者初步选定分型面、是确定结构斜度的前提。 铸件结构斜度的大小随垂直壁的高度而不同，高度愈小、角度愈大，具体数值可参阅表。铸件的凸台或壁厚过渡处的斜度可达3045。,(6),a直角连接处形成了金属的积聚，而内侧散热条件差，故较易产生缩孔和缩松；b在载荷的作用下，直角处内侧产生应力集中，内侧实际承受的应力较平均应力大大增加。 c（P79）因合金结晶的方向性，在直角的对角线上形成了整齐的分界面，使转角处成为铸件的薄弱环节
6、。 上述均使转角处的机械性能下降，易产生裂纹。圆角大小应与壁厚相适应，过大过小都会造成热节。（表2-12）。 尽量使分型面为平面，可采用较简便的分离模造型。如选用图的弯曲分型面，则需采用挖砂或假箱造型。去掉不必要的外圆角，省去挖砂操作。,(9),P126 (3)叙述图示零件在绘制锻件图时应考虑的内容。 答：,1. 确定锻件余量 - 在零件的加工表面上为切削加工而加大的尺寸。由查表确定。 2. 锻件公差 - 是锻件名义尺寸的允许变动量。由查表确定。 加工余量和公差：主轴全长为555毫米，则73处为7 2，右端亦为72；62直径为，左端亦为。 3.敷料(余块) - 为简化锻件形状和结构，便于锻造而
7、增设的一部分金属，称为敷料(余块)。其中键槽、中心孔和小的凹档以及M 55和50轴颈部皆附加余块。 确定了敷料(余块)、余量和公差后，即可绘制出自由锻锻件图 下图为锻件图，为了使锻造者了解零件的形状和尺寸，在锻件图上用点划线画出其轮廓，并在锻件尺寸时下面，用括弧注上零件尺寸。,P126 (6)改正图示模锻锻件结构的不合理处。,(7)图示零件采用锤上模锻制造，请选择合适的分模面位置。,a,a,a,a,(10),P167（3）产生焊接应力与变形的原因是什么?在焊接过程中和焊接以后，焊缝区纵向受力是否一样?焊接应力是否一定要消除?消除的办法有哪些?,焊接时，区金属温度比区高，热胀量也较大，因此，区金
8、属的伸长会受到区金属的阻碍，从而受到压应力作用，而区金属则受拉应力。当区金属所受压应力超过屈服极限时，该区域就产生了压缩塑性变形。当各区应力平衡时，钢板沿纵向均匀伸长l尺寸。 焊后冷却时，由于区金属在加热时已经产生了压缩塑性变形，所以冷却后的长度要比原来尺寸短此，所短少的长度应等于压缩塑性变形的长度(图b中虚线)。但实际上，钢板是一个整体，各部位相互牵制，区的金属阻碍了区的缩短，因此焊后沿宽度平均收缩到比原度小l的位置，此收缩变形l称为“焊接变形”。此时焊缝区受拉应力，区金属内部受到压应力并相互平衡。此应力，焊后残余在构件内部，称为“焊接残余应力”(简称焊接应力)。,P167 (4),热加工注
9、意问题：,1铸造：1）基本概念：（1）流动性 （2）收缩：收缩率（3）缩孔、缩松：两种凝固原则，适用场合2）分型面：选择原则3）铸造方法：熔模、金属型、离心铸造特点，主要适用场合,2 锻压：1）基本概念：（1）金属塑性变形实质（2）加工硬化（3）冷热变形（4）纤维组织（5）飞边槽2）自由锻与模锻 （1）特点，适用场合（2）敷料、余量、公差（3）分模面概念，选用原则（4）模锻斜度、内外圆角,3 焊接：1）基本概念：（1）熔化焊、压力焊和钎焊三种焊接方法特点（2）熔化焊、压力焊和钎焊三种焊接方法加热目的（3）焊接应力 特别是冷却后厚壁和薄壁壁处的应力 2）焊接方法：（1）电弧焊、埋弧焊、氩弧焊、二
10、氧化碳保护焊、点焊、缝焊、对焊、钎焊等适合场合（2）焊条组成与作用，电弧焊与埋弧焊中的差异4 结构工艺性,冷加工思考题1,5答： 1）航空发动机汽缸孔的高速精镗，M类（黄色）或K类（红色）硬质合金。 2）车削1Cr18Ni9Ti不锈钢零件，M类（黄色）硬质合金。 3）磨削W6Mo6Cr4V2高速钢麻花钻，立方氮化硼(CBN) 是70年代研制成功的一种新刀具材料。它的硬度仅次于金刚石(8000、9000HV)，但热稳定性高于金刚石，可耐13001500的高温；且CBN不与铁原子起作用，因此它适于加工不能用金刚石加工的铁基合金，如高速钢，淬火钢、冷硬铸铁等，此外还适于切削钛合金和高硅铝合金。用于加
11、工高温合金(如镍基合金)等难加工材料时，可大大提高生产率。,4）大型铸钢件的剥皮加工， K类(红色)旧牌号YG类硬质合金加工铸铁，P类(蓝色)旧牌号YT硬质合金加工钢并不是一成不变的。当荒车大型铸钢件(即大型铸钢件的剥皮加工或粗加工)时，因余量不匀，冲击力大，对刀具材料的韧性和强度要求较高，宜于用K类(红色)旧牌号YG合金刀具加工，加工不锈钢(1Crl8NigTi)时，P类(蓝色)YT中的钛元素与不锈钢中的钛元素亲和力强，产生严重的粘结，造成刀具的粘接磨损，这时亦宜用K类(红色)旧牌号YG合金。但K类(红色)旧牌号YG合金与钢发生粘附的温度较低，故只能采用较低的切削速度。7题同答。,6试分析在
12、下述加工条件下，存在的主要工艺问题影响因素及保证质量的主要措施；1）车削细长轴；2）镗薄壁套筒孔（三爪卡盘夹持）；3）磨削薄片零件。,答； 1）除一般用三爪卡盘和尾座顶尖装夹，或用前后顶尖装夹并用鸡心夹头带动工件旋转外，为防止工件受切削力而弯曲变形，常使用中心架或跟刀架支承，以保证质量。,l . 多次翻身交替磨削两平行平面。将工件吸在电磁吸盘上先磨正面，然后翻身后磨反面，又再磨正面。这样反复交替磨削上下两平行平面，翘曲量就会逐渐减少，最终可得平直度较好的平面。2选用较软砂轮，并及时修整，保持砂轮的锋利；采用较小磨削深度和较高的工作台速度，并供给大量的切削液，以减少工件在磨削过程中的熟变形及弹性
13、变形。,3）磨削薄片工件薄片工件如垫圈，摩擦片，样板和塞尺等的刚性差，在磨削前常有翘曲变形(图7-16a)在电磁吸盘上磨削，吸紧时变平(图7-16b)。松开时又恢复原来的翘曲形状(图76c)，翻身后磨削也是一样，很难获得平直平面此外，磨削时由于薄件的局部发热和变形，还会产生新的翘曲变形为了提高薄片工件的平直度，：可采取下列措,3采用开槽砂轮，以改善冷却条件图7-17所示只始出一个沟槽的形状，沟槽数量及形状可按不同磨削条件选取。由于磨削是间断的，且切削液易进入切削区，故能减少薄件的热变形。 4. 垫物法。在工件与电磁吸盘之间垫一层厚度为o5mm左右的橡皮或纸。当工件被吸紧时，由于橡皮和纸较易变形
14、，因而可减少工件的弹性变形这样反复翻身磨几次后，平面的翘曲量就会逐渐减少，然后再直接在电磁吸盘上磨削，就可获得精确度较高的平面。,思考题3,1.车床上钻孔和钻床上钻孔会产生什么误差？钻深孔应采取哪一种方式？ 答：（1）钻头旋转，工件不转（在钻床、镗床及铣床上钻孔），由于钻头偏斜，会造成被加工孔的轴线歪斜。 （2）工件旋转，钻头不转（在车床上钻孔），会造成被加工孔径变化，形成锥度或腰鼓形等误差。因此，钻小孔或深孔（例如枪管孔）时，为了防止轴线歪斜，应尽可能采用后一种方式。此外，为了减小钻头切入时的引偏，钻孔前可用小顶角（90100）、大直径的短麻花钻头先钻一个锥形坑，以便于钻孔时导向。,2.下列
15、情况的孔加工，应选用什么机床？,1)在大型铸件上钻螺栓孔和油孔； 2)在锌合金压铸件上钻油孔； 3)在大型铸件上钻镗两个具有位置精度要求的孔； 4)检修牛头刨床时，需要在床身上钻铰销孔； 答：1）、4）在摇臂钻床上加工。2）在台钻上加工。3）在镗床上加工。,6.,机械制造工艺基础习题集选,7.,8.,P9 10答：,（2） 减小主偏角，将得到薄而宽的切屑。由于主切削刃参加工作长度增加，增大了散热面积，使刀具寿命得到提高。,（1）从公式可知：切削深度ap对F的影响比进给量f对F的影响大。增加进给量f 减少切削深度ap 有利于降低切削力。 T刀具的耐用度：刀具由开始切削一直到磨损量达到磨钝标准为止
16、的总切削时间称为刀具的耐用度。,P9 13,P 13 19答：,除分度头装夹铣平面外，常用下列几种： 1）工件直接用压板装夹在铣、刨床工作台上，如图a所示。 2）工件装夹在平口钳中，如图b所示。 3）工件装夹在V形铁中，如图c所示。 4）工件装夹在专用的夹具中，一般用于成批、大量生产。,（2）铣、刨平面工件的装夹方法,（2）铣、刨平面工件的装夹方法,万能分度头的构造： 分度头的构造如图所示。在它的基座上有回转体，分度头主轴可以随回转体在垂直平面内转动。主轴的前端常装上三爪卡盘或鸡心夹头。分度时可摇手柄通过单线蜗杆蜗轮付，使分度头主轴旋转进行分度。,（4）工件尺寸的准确与否，主要取决于操作、测量及工件装夹的可靠性如何。一般保证尺寸精度应从三方面着手：,1) 认真看懂工作图纸的技术要求，准确进行测量。 2) 对刀时要检查进给刻度盘是否对准，并检查丝杠和螺母的间隙是否消除。 3) 工件要切实夹紧，因为在铣削过程中，由于工件受切削力的影响，工件稍微松动，就会使其移动，造成尺寸差。夹具也要校正。,
