《制造工程基础工程材料及成型技术》由会员分享，可在线阅读，更多相关《制造工程基础工程材料及成型技术（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、制造工程基础工程材料及成型技术1知道物质粒子键合方式与性质的相互关系；离子键：无方向性，熔点、强度、硬度高，膨胀低，塑性差，不导电共价键：有方向性，熔点、强度、硬度高，膨胀低，塑性差，不导电金属键：无方向性，塑性较好，导电、导热分子键：无方向性，熔点高，绝缘2. 纯金属与合金的晶体结构的不同；纯金属有体心立方，面心立方，密排六方晶格；合金为相结构，有金属固溶体和金属化合物3. 分析陶瓷材料的结构及性能；以共价键、离子键结合，存在晶体相和玻璃相、气相，不导电，强度低，热稳定性和力学性能差4. 复合材料的组成结构及特点。由基体和增强体或增强相组成，基体和增强体间有界面，增强体模量、强度高，耐磨、耐
2、热，主要 用于承受负荷；基体有粘附特性；界面结合力有特殊要求5主要工程材料的力学性能指标及其定义；强度：材料在载荷作用下抵抗变形和破坏的能力；弹性与刚度：材料抵抗弹性变形的能力；塑性：产生塑性变形而不被破坏的能力；硬度，抵抗其他物体压入其表面的能力；耐磨度，在一定的摩擦条件下抵抗磨损的能力。6材料比强度与比刚度在结构设计中的实际意义。在既要求提高材料的强度、刚度，又要求减轻质量时用以选择材料的标准。7可以绘出铁碳合金相图，说明主要点、线的含义，写出包晶反应、共晶反应和共析反 应；可以说明碳含量对碳钢组织和性能的影响；说明铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体 和莱氏体；1600洽二1495LF+LE
3、lb18一一 - 厂912 （严厂/2.114. 30O 777271400-1200-1000-800 -600 -.0218包晶反应：一个液相共晶反应:液相在恒 共析反应：在高温时 种新的固相的转变。铁素体奥氏体渗碳体珠光体莱氏体碳含量对碳钢组织和性能的影响：亚共析钢随含碳量的增加珠光体数量增多，强度、硬度上升，而相和一个固相在恒温下生成另一个固相的转变，即L+a-卩 温下同时生成两个固相的羽，即L-a+卩通过匀晶转变或包晶转变形成固溶体，一冷却至某一温度时固溶碳溶解于碳溶解于Y铁中形成的固溶休 Fe3Ca铁或&铁中形成的固溶休体又分解形成两塑性、韧性下降。过共析钢性能受二次渗碳体的影响，
4、当C %1%后，含碳量的增加，脆性增大。8.钢的热处理定义及其基本类型；分析表面热处理的原理及作用。钢的热处理定义：将钢在固态下通过加热、保温和冷却，改变其内部结构，以获得所需性能的一种 工艺方法。其基本类型有普通热处理（退火，正火，淬火，回火），表面热处理（表面淬火，化学热 处理），特殊热处理（磁场，形变热处理）。表面热处理的原理及作用：各类零件的服役条件不同，零件各部分性能要求也不同，因此可以只对 零件的某一部分进行性能的加强，同时保证性能要求和经济性。9. 分析热塑性变形中的动态恢复和再结晶过程；解释超塑性及其在生产中的实际意义。晶粒不均匀的铸锭经过热轧，晶粒变形伸长，随后形成大角度晶界
5、并移动生成新晶体，新晶体长大后即完成再结晶。超塑性及其在生产中的实际意义：金属材料在特定条件下均匀变形的延伸率达到200%2000%。无 弹性变形，成型后不回复，加工精度高，光洁度好，模具材料要求不高。10. 铸件的凝固方式以及如何进行控制；分析砂型、金属型、压力、熔模、离心铸造的特 点及使用范围；凝固方式：逐层凝固，体积凝固，中间凝固，控制原理：造成必要的冷却条件和温度场，以选择凝 固方式和顺序砂型适应性强、工艺设备简单，生产批量小，更新快，大型复杂的；金属型可反复使用，铸件力学 性能、精度、表面光洁度比砂型好，质量和尺寸稳定，节省材料，效率高，工序简单；压力铸造质量 好，效率高，经济效益高
6、，用于有色金属；熔模铸造较精密，工艺过程复杂，用于航空工业；离心铸 造铸件内部质量好，须在金属型工作表面喷涂料，铸型有金属和非金属，用于大批量生产。11. 塑性成型的主要类型及其特点；板料成形在飞机制造中的应用;锻造成型，冲压成型，旋压成型，挤压、轧制、拉拔成型，高能率成型12. 常用的焊接热源及其特性；产生焊接应力和变形的原因，如何防止焊接变形，产生后 的矫正方法；了解快速成型、半固态成型、粉末冶金、超塑成型扩散连接及微成型技术；常用的焊接热源及其特性：电弧热，化学热，电阻热，等粒子束，激光束，摩擦热，高频感应热。 产生焊接应力和变形的原因：对焊件进行不均匀的加热和冷却，内部将产生不协调应变
7、，引起焊接 应力和变形。矫正方法：高温回火，机械拉伸，振动消除应力，机械或火焰矫正13. 常用非金属材料的种类、性能和应用，以及各类复合材料的成型特点；高分子材料（塑料、橡胶、胶粘剂），陶瓷材料，复合材料复合材料的成型特点：手糊成型，层压成型，热压罐成型，喷射成型，对模模压成型，缠绕成型，14. 热喷涂原理及其方法；堆焊技术；气相沉积技术及其类型；高能束表面改性技术的应 用。热喷涂原理及其方法：喷涂材料加热-加速-熔化-再加速-撞击基体-冷却凝固-形成涂层;火焰 喷涂（线材喷涂，粉末火焰喷涂，粉末火焰喷焊），电弧喷涂，等离子喷涂堆焊技术:用焊接方法在零件表面堆敷一层或几层具有希望性能的材料的工
8、艺过程。气相沉积技术及其类型:气相中的纯金属或化合物在零件表面沉积、形成具有特殊性能膜层的方法； 物理气相沉积（真空蒸镀，离子镀，溅射镀膜），化学气相沉积，等离子体化学气相沉积。高能束表面改性技术的应用：激光：相变硬化，熔化-凝固处理，冲击硬化，表面合金化，表面熔 覆；电子束：相变硬化，表面合金化，表面熔敷，制造非晶态层；真空阴极电弧离子镀。制造工程基础一一切削原理及机床刀具15. 切削运动、加工表面、切削用量三要素；构成刀具切削部分的面、刃、尖；标注刀具 角度的参考平面和测量平面，外圆车刀角度标注;切削运动：成形运动分为主运动和进给运动，两者的合成称为合成切削运动。主运动：由机床或手动提供的
9、刀具与工件之间主要的相对运动；表面成形运动中有且只能有一个主 运动。加工表面：待加工表面、过渡表面、已加工表面。 切削用量三要素：切削速度v、进给量f和切削深度a。cp构成刀具切削部分的面、刃、尖：前刀面、后刀面、切削刃、刀尖（通常称为过渡刃，常用三种形 式，即交点刀尖、圆弧刀尖和倒棱刀尖）。标注刀具角度的参考平面和测量平面，外圆车刀角度标注：基面、切削平面、主剖面、切削刃法剖 面、进给剖面、和切深剖面。外圆车刀角度标注见书13页。16. 对刀具材料的要求，高速钢、硬质合金、涂层、陶瓷、CBN、金刚石刀具特点、用途；对刀具材料的要求：硬度、耐磨性、耐热性、强度和韧性、减摩性、导热性和热膨胀系数
10、、工艺性和经济性。高速钢、硬质合金、涂戻、陶瓷、CBN、金刚石刀具的特点、用途：高速钢：其最大优点是强度、韧性和工艺性好，价格便宜，广泛用于复杂刀具和小型刀具（高速钢 占刀具材料总使用量的60%以上）。如W6Mo5Cr4V2属钨钼系高速钢，具有碳化物分布均匀、韧性好、 热塑性好的特点。可通过以下途径改善高速钢性能：改变高速钢合金成分、采用粉末冶金技术（适合 于制造各种精密刀具和复杂刀具）、采用表面化学渗入法、采用表面涂覆硬质薄膜技术（用于制造形 状复杂的刀具，如钻头、丝锥、铳刀和齿轮刀具等）。硬质合金（看书）：其工艺性差，主要用于制造简单刀具，而制造复杂刀具受到一定限制。它硬度 高、韧性不足、
11、线形膨胀系数小、抗冷焊性强。涂层硬质合金：可以很好解决刀具硬度、耐磨性、韧性之间矛盾，但表层存在残余应力，抗弯强度 下降。适用于各种钢料、铸铁的精加工和半精加工及负荷较轻的粗加工。陶瓷：容易得到，价格低廉，极有发展前途。纯氧化铝陶瓷：抗弯强度太低，难以推广。复合氧化铝陶瓷：有很高的高温硬度，化学稳定性好，与被加工金属亲和作用小。但抗弯强度和冲 击韧性较差，对冲击十分敏感。多用于各种金属材料的半精加工和精加工，特别适合于淬硬钢、冷硬 铸铁的加工。复合氮化硅陶瓷：性能与上相似，特别适合于切削冷硬铸铁和淬硬钢。金刚石：能切削陶瓷、高硅铝合金、硬质合金等难加工材料，还可以切削有色金属及其合金，但不 能
12、切削铁族材料。因为碳和铁有很强的亲和性，碳元素向工件扩散，加快刀具磨损。CBN：硬度仅次于金刚石，用于切削淬硬钢、冷硬铸铁、高温合金等。17. 切削过程的三个变形区及其特点,第一变形区变形程度的表示方法，前刀面摩擦的三 大特点，内摩擦的原因和机理，积屑瘤产生的原因以及对切削过程的影响；切削过程的三个变形区及其特点:OA与OM所形成的塑性变形区称为发生在切屑上的第I变形区。 主要特征是：沿滑移线（等剪应力线）的剪切变形和随之产生的加工硬化现象。沿前刀面的变形区被 称为第II变形区。当切屑沿着前刀面流动时，由于切屑与前刀面接触有相当大的摩擦力来阻止切屑的 流动，因此，切屑底部的晶粒又进一步纤维化，
13、其纤维化的方向与前刀面平行。由于刀尖不断挤压已 加工表面，而当刀具前移时，工件表面产生反弹，因此后刀面与已加工表面之间存在挤压和摩擦，其 结果使已加工表面处也产生晶粒的纤维化和冷硬效果。此变形区成为第III变形区。第一变形区变形程度的表示方法：因OA与OM非常接近，所以通常用一个平面来表示这个变形区， 该平面称为剪切面，它与切削速度方向的夹角叫做剪切角，用巾表示。前刀面摩擦的三大特点：存在内摩擦；刀屑接触区分为粘区和滑动区；中等速度时，前刀面摩擦最剧 烈。内摩擦的原因和机理：距离刀刃近的一部分叫内摩擦区，由于法向载荷较大，实际接触面积达到名义 接触面积，形成紧密型接触，摩擦力较大，即为内摩擦。
14、摩擦应力为常数。积屑瘤产生的原因以及对切削过程的影响：当切削钢、球墨铸铁、铝合金等塑性材料时，在切削速 度不高，而又能形成带状切屑的情况下生成积屑瘤。影响：保护刀具（积屑瘤生长稳定时）、增大前 角（减小了切削变形，降低了切削力，从而使切削过程容易进行）、增大切削厚度（影响工件精度）、 增大已加工表面粗糙度、加速刀具磨损（积屑瘤频繁脱落时）。18. 加工表面形成过程及特点，影响加工表面粗糙度的因素，加工硬化和残余应力产生的 原因；加工表面形成过程及特点：形成过程即是根据切削过程三个变形区。加工表面特点：表层材质纤维 化、刀尖切削痕迹、BUE （积屑瘤）碎片、鳞刺。影响加工表面粗糙度的因素：主要有
15、几何因素和物理因素。切削加工后的表面粗糙度:几何因素是刀 具相对工件作进给运动时，在加工表面遗留下来的切削层残留面积。物理因素有切削速度、被加工材 料的性质及刀具的几何形状、材料和刃磨质量。磨削加工后的表面粗糙度：几何因素是砂轮上的磨削 刃形状和分布。砂轮的粒度、砂轮的修整、砂轮速度、磨削切深与工件速度。加工硬化和残余应力产生的原因：切削（磨削）过程中表面层产生的塑性变形使金属晶体内产生剪切 滑移，晶格严重扭曲，并产生晶粒的拉长、破碎和纤维化，引起材料的强化，这是金属的强度和硬度 都提高了，产生冷作硬化。影响因素：刀具的影响、切削用量的影响、被加工材料的影响。残余应力 产生原因：冷塑性变化的影响；热塑性变形的影响；金相组织变化的影响。这三者使表面层组织发生 组织变化和形状变化，在表面层和里层就会产生互相平衡的弹性应力，称之为表面的残余应力。19切削力产生的原因，通过什么方法可以得到切削力值，切削热怎样产生，怎样传出， 切削用量三要素对切削力和切削温度的影响规律；切削力产生的原因：一是切削金属、切屑和工件表层金属的弹塑性变形所产生的抗力； 二是刀具与切屑、工件表面间的摩擦阻力。通过什么方法可以得到切削力值：可以利用测力仪测出切削力（具体过程详见52页）。
