《金属工艺复习ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《金属工艺复习ppt(103页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
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。,