金属工艺学复习

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1、复习复习金属工艺学金属工艺学A A考试题型及分数分布情况考试题型及分数分布情况l一、名词解释（每小题一、名词解释（每小题2分，共分，共10分）分）l二、填空题（每空二、填空题（每空0.5分、共分、共20分）分）l三、选择题（每题三、选择题（每题1分，共分，共10分分 ）l四、判断题（每小题四、判断题（每小题1分，共分，共10分；正确分；正确 错错误误 ）l五、综合题（共五、综合题（共20分）分） l六、修改零件结构，使之符合工艺性要求（每六、修改零件结构，使之符合工艺性要求（每题题3，共，共30分）分） 金属材料金属材料金属的同素异构转变15381538c c13941394c c912912

2、c c室温室温-Fe-Fe -Fe -Fe- Fe- Fe体心立方体心立方面心立方面心立方体心立方体心立方l金属的同素异构转变的慨念金属的同素异构转变的慨念l金属在固态下，随着温度的改变金属在固态下，随着温度的改变其晶体结构发生变化的现象。其晶体结构发生变化的现象。l金属的同素异构转变的意义金属的同素异构转变的意义l可以用热处理的方法即通过加热、可以用热处理的方法即通过加热、保温、冷却来改变材料的组织，保温、冷却来改变材料的组织，从而达到改善材料性从而达到改善材料性 能的目的。能的目的。铁碳合金的基本组织v铁素体：碳溶解在铁素体：碳溶解在-Fe-Fe中的间隙固溶体中的间隙固溶体( F( F）。

3、）。塑塑性性（=45-50%=45-50%）、）、韧性好，强度、硬度低。韧性好，强度、硬度低。v奥氏体：碳溶解在奥氏体：碳溶解在-Fe-Fe中的间隙固溶体（中的间隙固溶体（A A）。）。塑塑性好。性好。v渗碳体：铁与碳形成的金属化合物（渗碳体：铁与碳形成的金属化合物（FeFe3 3C C）。）。硬度硬度很高（很高（HBW=800HBW=800），塑性、韧性几乎为零。塑性、韧性几乎为零。v珠光体：是奥氏体发生共析转变所形成的铁素体与珠光体：是奥氏体发生共析转变所形成的铁素体与渗碳体的共析体，铁素体和渗碳体的机械混合物渗碳体的共析体，铁素体和渗碳体的机械混合物（P P）。）。v莱氏体：是液态铁碳合

4、金发生共晶转变所形成的奥莱氏体：是液态铁碳合金发生共晶转变所形成的奥氏体与渗碳体的共晶体（氏体与渗碳体的共晶体（LdLd）。）。硬度高，塑性差。硬度高，塑性差。固溶体( solid solution )l固溶体：由两种组元相固溶体：由两种组元相互溶解后所组成的新的互溶解后所组成的新的物质仍然保持其中某一物质仍然保持其中某一组元的晶体结构。组元的晶体结构。l固溶体指溶质原子溶入固溶体指溶质原子溶入溶剂晶格而保持溶剂晶溶剂晶格而保持溶剂晶格类型的金属晶体格类型的金属晶体 l置换固溶体：置换固溶体：A A组元的原组元的原子取代了子取代了B B组元的原子。组元的原子。l当当A A、 B B两个组元的原

5、子两个组元的原子直径相差不大时，两个直径相差不大时，两个组元可以以任何比例溶组元可以以任何比例溶解，形成无限固溶体，解，形成无限固溶体，反之则为有限固溶体。反之则为有限固溶体。l间隙固溶体：间隙固溶体：A A组元溶入组元溶入B B组组元的的间隙中。元的的间隙中。l因间隙有限因间隙有限, ,故只能形成有故只能形成有限固溶体。限固溶体。l例如：例如：C C溶入溶入-Fe-Fe或或-Fe -Fe 所形成的所形成的铁素体铁素体、奥氏体奥氏体。铁碳合金状态图分析 L LL+AL+AA AA+FeA+Fe3 3C CF+AF+AA+FeA+Fe3 3C C+L+Ld dP+FeP+Fe3 3C C+L+L

6、d dP+FeP+Fe3 3C CP PP+FP+FL Ld dL Ld dL+FeL+Fe3 3C CL Ld d+Fe+Fe3 3C CL Ld d+Fe+Fe3 3C CL Ld dP+FeP+Fe3 3C C+ +FeFe3 3C C转变ECSFKGQFeFe3CC%ADP温度1148 727 4.32.110.770.0218(a)(b)(c)(d)(e)12345la区：Ld+Fe3C；b区：A+ Fe3C；c区：A；d区：P+ Fe3C；e区：F+Al1点开始结晶A，1-2点间为A+L两相共存区；l2点A结晶完毕，2-3点间为单相A；l3点开始析出F，3-4点间为F+A；l4点共

7、析反应，剩余的A发生共析转变为P；l5点该合金常温组织为：F+P。共析钢和亚共析钢的结晶过程分析 A A奥氏体奥氏体P P珠光体珠光体F F铁素体铁素体过共析钢结晶过程分析共晶生铁结晶过程分析共晶生铁结晶过程分析热处理的主要目的：改变钢的性能。热处理的主要目的：改变钢的性能。热处理的应用范围：整个制造业。热处理的应用范围：整个制造业。热处理的分类热处理的分类热处理热处理 普通普通热处理热处理 表面表面热处理热处理退火、正火退火、正火; ;淬火、回火淬火、回火; ;表面淬火表面淬火 化学化学热处理热处理感应加感应加热淬火热淬火火焰加火焰加热淬火热淬火渗碳渗碳; ;渗氮渗氮; ;碳氮共渗碳氮共渗l

8、1.1.弹性弹性( elasticity ):( elasticity ):l金属材料受外力作用时产生变形金属材料受外力作用时产生变形, ,当外力去掉后能恢复当外力去掉后能恢复到原来形状及尺寸的性能。到原来形状及尺寸的性能。l2.弹性变形弹性变形( elastic deformation ):l随载荷撤除而消失的变形。随载荷撤除而消失的变形。l3.弹性极限弹性极限( elastic limit ):注注1 1：GBGB中把弹性极限称为中把弹性极限称为“规定残余伸长应力规定残余伸长应力”。即规定以残余伸长。即规定以残余伸长为为0.01%0.01%的应力为残余伸长应力。工程中我们把产生了的应力为残

9、余伸长应力。工程中我们把产生了0.01%0.01%塑性变形塑性变形的应力规定为弹性极限。的应力规定为弹性极限。注注2 2：O-PO-P段对应的是完全弹性变形，应力应变是直线关系。理论上过段对应的是完全弹性变形，应力应变是直线关系。理论上过P P点即产生塑性变形。点即产生塑性变形。工程概念：工程概念：因定量可操作性需要，必须规定一个可测数据以定义弹性因定量可操作性需要，必须规定一个可测数据以定义弹性极限，故设极限，故设e e点。点。其中：其中：lFe 性极限载荷性极限载荷( N )lS0 试样原始横截面积试样原始横截面积( mm2)4.4.强度强度(strength): (strength):

10、材料在载荷作用下抵抗材料在载荷作用下抵抗变形和破坏的能力变形和破坏的能力。(1)(1)种类种类: : 抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度、抗扭强度等。抗剪强度、抗扭强度等。 (2)(2)屈服强度屈服强度( yield strength):( yield strength): 屈服点屈服点S S 其中：其中：lFs：试样屈服时的载荷：试样屈服时的载荷(N)lS0：试样原始横截面积：试样原始横截面积(mm2)(3)(3)条件屈服强度条件屈服强度( (塑性变形量为塑性变形量为0.2%)0.2%)(4)(4)抗拉强度抗拉强度(tensile strength )(te

11、nsile strength )：试试样在断裂前所能承受的最大应力。样在断裂前所能承受的最大应力。其中：其中：lF0.2试样试样0.2%0.2%残余塑性变形残余塑性变形时载荷时载荷(N)(N)lS0试样原始横截面试样原始横截面( mm2)其中：其中：lFb试样断裂前的最大载荷试样断裂前的最大载荷(N)lS0试样原始横截面积试样原始横截面积( mm2)四四. .塑性塑性(plasticity)(plasticity)：l是指材料在载荷作用下产生塑性变形而不被破是指材料在载荷作用下产生塑性变形而不被破坏的能力。坏的能力。(1)断面收缩率断面收缩率(percentage reduction in a

12、rea):l是指试样拉断处横截面积是指试样拉断处横截面积Sk的收缩量与原始横的收缩量与原始横截面积截面积S0之比。之比。(2)(2)伸长率伸长率( (延伸率延伸率) specific ) specific elongation:elongation:l是指试样拉断后的标距伸长量是指试样拉断后的标距伸长量L Lk k与原始标距与原始标距L L0 0之之比。比。 2 10% 10% 属塑性材料属塑性材料试样冲断时所消耗的冲击功试样冲断时所消耗的冲击功A Ak k为为: :Ak = m g H m g h (J)l冲击韧性值冲击韧性值a ak k就是试样缺口处单位截面就是试样缺口处单位截面积上所消耗

13、的冲击功。积上所消耗的冲击功。铸造铸造可锻铸铁件的生产可锻铸铁件的生产可锻铸铁可锻铸铁生产：将白口铸铁件经长时间的高温石墨生产：将白口铸铁件经长时间的高温石墨化退火，使白口铸铁中的渗碳体分解，获得在铁素化退火，使白口铸铁中的渗碳体分解，获得在铁素体或珠光体的基体分布着团絮状石墨的铸铁。体或珠光体的基体分布着团絮状石墨的铸铁。黑心可锻铸铁黑心可锻铸铁(KTH, (KTH, 铁素体基体铁素体基体) )珠光体可锻铸铁珠光体可锻铸铁(KTZ)(KTZ) 白心可锻铸铁白心可锻铸铁(KTB(KTB，很少用，很少用) )种种类类特点：特点：l强度高强度高bb=300=300400Mpa400Mpa，塑性（，

14、塑性（12%12%）和韧性（）和韧性（kk 30 J/cm30 J/cm2 2) )好好l石墨化退火周期长，石墨化退火周期长，404070h, 70h, 铸件成本高铸件成本高l适用于制造承受震动和冲击、形状复杂的薄壁小件适用于制造承受震动和冲击、形状复杂的薄壁小件l其实它并不能真的用于锻造其实它并不能真的用于锻造 可锻铸铁的牌号用汉语拼音和两组数字可锻铸铁的牌号用汉语拼音和两组数字表示，第一组数字表示其表示，第一组数字表示其最低抗拉强度最低抗拉强度b b ( (MPaMPa) )，第二组数字表示其最低伸长率，第二组数字表示其最低伸长率 。KTH300KTH3000606 KTZ450KTZ45

15、00606 可铁黑可铁黑可铁珠可铁珠b bb bl可锻铸铁：又称玛钢或玛铁，它是将白可锻铸铁：又称玛钢或玛铁，它是将白口铸铁坯件经长时间高温退火而得到的口铸铁坯件经长时间高温退火而得到的一种较高塑性和韧性的铸铁。一种较高塑性和韧性的铸铁。 白口铸铁：白口铸铁：灰口铸铁灰口铸铁：麻口铸铁：麻口铸铁：P+FeP+Fe3 3C+LeC+LeP+FeP+Fe3 3C+G+LeC+G+Le珠光体灰口铸铁珠光体灰口铸铁：铁素体灰口铸铁：铁素体灰口铸铁：珠光体珠光体+ +铁素体灰口铸铁：铁素体灰口铸铁：P+GP+G片片P+F+GP+F+G片片F+GF+G片片化学成分：化学成分：lC C是形成石墨的元素是形成

16、石墨的元素lSiSi是促进形成石墨的元素是促进形成石墨的元素l通常通常C%C%、Si%Si%越高，越容易石墨化越高，越容易石墨化影响石墨化的因素影响石墨化的因素化学成分化学成分影响石墨化的因素影响石墨化的因素冷却速度冷却速度l冷却速度冷却速度：l减小冷却速度可以促进减小冷却速度可以促进石墨化，石墨化， 易得到粗大的易得到粗大的石墨片和铁素体基体石墨片和铁素体基体l增大冷却速度则阻碍石增大冷却速度则阻碍石墨化，此时只有部分碳以墨化，此时只有部分碳以细石墨片析出，而另一部细石墨片析出，而另一部分碳则以渗碳体析出，分碳则以渗碳体析出， 得到铸光体基体得到铸光体基体三角试样断口组织型砂型砂l型砂主要由

17、原砂、粘结剂和水等组成型砂主要由原砂、粘结剂和水等组成l应具备应具备l透气性透气性l强度强度l耐火性耐火性l可塑性可塑性l退让性等基本性能。退让性等基本性能。合金的收缩合金的收缩 合金的收缩过程合金的收缩过程: :合金从液态冷却至室温的过程中，合金从液态冷却至室温的过程中，其体积或尺寸缩减的现象。合金的收缩给液态成形工其体积或尺寸缩减的现象。合金的收缩给液态成形工艺带来许多困难，会造成许多铸造缺陷。（如：缩孔、艺带来许多困难，会造成许多铸造缺陷。（如：缩孔、缩松、裂纹、变形等）。缩松、裂纹、变形等）。合金收缩的三个阶段合金收缩的三个阶段液态收缩液态收缩凝固收缩凝固收缩固态收缩固态收缩什什 么么

18、 结结 果果 ？合金的收缩阶段合金的收缩阶段-液态收缩；液态收缩；-凝固收缩；凝固收缩；-固态收缩固态收缩铸铁的优点铸铁的优点l 良好的铸造性能，如流动性好、收缩小、良好的铸造性能，如流动性好、收缩小、浇注温度低浇注温度低 l 良好的切削加工性能良好的切削加工性能l 高的耐磨性高的耐磨性 l 良好的吸振缓冲性能良好的吸振缓冲性能 l 低的缺口敏感性能低的缺口敏感性能灰铸铁灰铸铁lA.A.灰铸铁的性能灰铸铁的性能l铸铁之所以用得如此广泛，是因为石墨的存在，石铸铁之所以用得如此广泛，是因为石墨的存在，石墨的存在，使铸铁具有铸钢所不具备的性能。墨的存在，使铸铁具有铸钢所不具备的性能。解决缩孔的方法：

19、定向凝固（顺序凝固）暗冒口l冒口冒口 储存补缩用金属液的储存补缩用金属液的空腔。空腔。l定向凝固定向凝固 铸件按照一定的铸件按照一定的次序逐渐凝固。次序逐渐凝固。冷铁热节热应力的消除方法热应力的消除方法铸件的结构：铸件的结构：铸件各部分能自由收缩铸件各部分能自由收缩 工艺方面：工艺方面：采用采用同时凝固原则同时凝固原则时效处理：时效处理：人工时效；自然时效人工时效；自然时效铸件的结构尽可能对称铸件的结构尽可能对称铸件的壁厚尽可能均匀铸件的壁厚尽可能均匀冷铁同时凝固同时凝固 整个铸件几乎同时凝固。整个铸件几乎同时凝固。 防止和减少铸造内应力则应使铸防止和减少铸造内应力则应使铸件实现同时凝固，在厚

20、大部位安件实现同时凝固，在厚大部位安放冷铁。放冷铁。影响凝固的主要因素影响凝固的主要因素l合金的结晶温度范围：合金的结晶温度范围：l合金的结晶温度范围越小，凝固区域越合金的结晶温度范围越小，凝固区域越窄，越趋向于窄，越趋向于逐层凝固逐层凝固，易产生，易产生缩孔缩孔。l在铁碳合金中普通灰铸铁为逐层凝固，在铁碳合金中普通灰铸铁为逐层凝固，高碳钢为高碳钢为糊状凝固糊状凝固，易产生，易产生缩松缩松。l铸造合金的结晶间隔越大，则流动性越铸造合金的结晶间隔越大，则流动性越差，具有共晶成分的合金流动性最好。差，具有共晶成分的合金流动性最好。常用合金流动性举例常用合金流动性举例合合 金金造型材料造型材料浇注温

21、度浇注温度螺旋线长度螺旋线长度灰铸铁灰铸铁C + Si = 5.2%C + Si = 5.2% C + Si = C + Si = 4.2%4.2%砂砂 型型砂砂 型型1300 1300 1300 1300 1000 mm1000 mm600 mm600 mm铸铸 钢钢 ( 0.4%( 0.4% ) )砂砂 型型1600 1600 100 mm100 mm锡锡青铜青铜(9%(9%11%Sn11%Sn 2% 2%4%Zn)4%Zn)砂砂 型型1040 1040 420 mm420 mm硅黄铜硅黄铜( 1.5( 1.54.5%Si )4.5%Si )砂砂 型型1100 1100 1000 mm10

22、00 mm铝合金铝合金( ( 硅铝明硅铝明 ) )金属型金属型( 300)( 300)680680720 720 700700800 mm800 mm其中：普通灰口铸铁流动性最好其中：普通灰口铸铁流动性最好l结论结论：l纯金属、共晶成分纯金属、共晶成分（逐层凝固）（逐层凝固）和凝固温度范和凝固温度范围窄的合金易产生围窄的合金易产生缩孔缩孔l凝固区域较宽凝固区域较宽（糊状凝固）（糊状凝固）的合金的合金易产生易产生缩松缩松缩松的形成过程缩松的形成过程缩松的形成原因缩松的形成原因：铸件最后凝固的收缩未能得到补铸件最后凝固的收缩未能得到补充，或者结晶温度范围宽的合金呈充，或者结晶温度范围宽的合金呈糊状

23、凝固糊状凝固，凝固，凝固区域较宽，液、固两相共存，树枝晶发达，枝晶骨区域较宽，液、固两相共存，树枝晶发达，枝晶骨架将合金液分割开的小液体区难以得到补缩所致。架将合金液分割开的小液体区难以得到补缩所致。(b)(a)(c)(d)(e)(f)l若分型面是一曲面，则必须用挖砂造型若分型面是一曲面，则必须用挖砂造型l应尽量使分型面是一个平直的面应尽量使分型面是一个平直的面起重机臂铸件的分型方案起重机臂铸件的分型方案a)a)平面分型平面分型 b)b)曲面分型曲面分型（起重机臂大批量生产，材料（起重机臂大批量生产，材料KTH550-04KTH550-04 ）调速套筒大批量生产，材料调速套筒大批量生产，材料Q

24、T800-2QT800-2 铸造结构工艺性便于起模铸造结构工艺性便于起模内腔设内腔设计少用计少用芯，安芯，安芯排气芯排气与清理，与清理，事先考事先考虑想仔虑想仔细细 改进前改进前改进后改进后改进后改进后改进前改进前改进前改进前改进后改进后l思考题思考题l为防止铸件缺陷为防止铸件缺陷产生，试修改图产生，试修改图示铸钢机架的结示铸钢机架的结构。构。l（孔的尺寸、形（孔的尺寸、形状不能变状不能变） 凸肋设计凸肋设计避活块避活块 (a)(b)a)a)改进前；改进前；b)b)改进后改进后l去掉凸台，避免活块去掉凸台，避免活块l减少型芯的数量，避免不必要的型芯减少型芯的数量，避免不必要的型芯l直分型，防挖

25、砂直分型，防挖砂凸台凸台型芯型芯分型面为曲面，需挖砂造型分型面为曲面，需挖砂造型压力加工压力加工塑性变形塑性变形机理机理外力外力作用作用弹性变形弹性变形塑性变形塑性变形金属塑性变形的实质是：金属塑性变形的实质是：晶体内部产生滑移的晶体内部产生滑移的结果结果在切应力的作用下，晶体的一部分相对另一部在切应力的作用下，晶体的一部分相对另一部分沿着一定的晶面产生相对滑动，分沿着一定的晶面产生相对滑动，（位错运动）（位错运动）造成晶体的塑性变形造成晶体的塑性变形 金属在外力的作用金属在外力的作用下，只有滑移面上的下，只有滑移面上的切应切应力力达到一定临界值时才能达到一定临界值时才能在其内部产生滑移。在其

26、内部产生滑移。 冷变形强化（加工硬化）：在冷变形时，随着冷变形强化（加工硬化）：在冷变形时，随着变形程度的增加，金属材料的所有强度指标（弹性极限、变形程度的增加，金属材料的所有强度指标（弹性极限、比例极限、屈服点和强度极限）和硬度都有所提高，但比例极限、屈服点和强度极限）和硬度都有所提高，但塑性和韧性有所下降。塑性和韧性有所下降。 回复：冷变形后的金属加热至一定温度后，因回复：冷变形后的金属加热至一定温度后，因原子的活动能力增强，使原子回复到平衡位置，晶粒残原子的活动能力增强，使原子回复到平衡位置，晶粒残余应力大大减小。余应力大大减小。 回复温度：回复温度：T T回回=(0.25=(0.250

27、.3)T0.3)T熔熔 再结晶：当温度升高到该金属熔点的再结晶：当温度升高到该金属熔点的0.40.4倍时倍时（ T T再再=0.4T=0.4T熔熔），金属原子获得更多的热能，使塑性变），金属原子获得更多的热能，使塑性变形后金属被拉长了的晶粒重新生核、结晶，变为变形前形后金属被拉长了的晶粒重新生核、结晶，变为变形前晶格结构相同的新等轴晶粒。晶格结构相同的新等轴晶粒。 变形温度在再结晶温度以上时，变形产生的加变形温度在再结晶温度以上时，变形产生的加工硬化被随即发生的再结晶所抵消，变形后金属具有再工硬化被随即发生的再结晶所抵消，变形后金属具有再结晶的等轴晶粒组织，而无任何加工硬化痕迹，这种变结晶的等

28、轴晶粒组织，而无任何加工硬化痕迹，这种变形称为热变形。形称为热变形。冷变形与热变形冷变形与热变形使纤维分布与零件的轮廓相符合而不被切断；使纤维分布与零件的轮廓相符合而不被切断； 使零件所受的最大拉应力与纤维方向一致，使零件所受的最大拉应力与纤维方向一致，最大切应力与纤维方向垂直。最大切应力与纤维方向垂直。纤维组织的稳定性高，不能用热处理方法加纤维组织的稳定性高，不能用热处理方法加以消除，只能通过塑性加工使金属变形，才能以消除，只能通过塑性加工使金属变形，才能改变其方向和形状。改变其方向和形状。 具有纤维组织的金属，具有纤维组织的金属，各个方向上各个方向上的力学性能不相同的力学性能不相同。顺纤维

29、方向的力学性。顺纤维方向的力学性能比横纤维方向的好。能比横纤维方向的好。纤维组织纤维组织的利用原则的利用原则锻压生产方式锻压生产方式l自由锻自由锻l只用简单的通用性工具，或在锻只用简单的通用性工具，或在锻造设备的上、下砧间直接使坯料变造设备的上、下砧间直接使坯料变形而获得所需的几何形状及内部质形而获得所需的几何形状及内部质量锻件的方法。坯料在两砧间变形量锻件的方法。坯料在两砧间变形时，沿变形方向可以自由流动。时，沿变形方向可以自由流动。l生产大型锻件的唯一方法生产大型锻件的唯一方法l例如，当采用棒料直接例如，当采用棒料直接经切削加工制造螺钉时，经切削加工制造螺钉时，螺钉头部与杆部的纤维被螺钉头

30、部与杆部的纤维被切断，受力时产生的切断，受力时产生的切应切应力顺着纤维方向力顺着纤维方向l故螺钉的承载能力故螺钉的承载能力较弱较弱（图（图a a）。）。l当采用同样棒料经局部当采用同样棒料经局部镦粗方法制造螺钉时（图镦粗方法制造螺钉时（图b b），），纤维不被切断纤维不被切断且连贯且连贯性好，纤维方向也较为有性好，纤维方向也较为有利利( (锻造（模锻）（冷镦成锻造（模锻）（冷镦成形、切六方）形、切六方） ) )l故螺钉质量较好。故螺钉质量较好。不同工艺方法对纤维组织的影响不同工艺方法对纤维组织的影响b ba a锤上模锻成型锤上模锻成型工艺工艺设计设计 锤上模锻成型的工艺过程一般为：切断毛坯锤上

31、模锻成型的工艺过程一般为：切断毛坯加热坯料加热坯料模锻模锻切除模锻件的飞边切除模锻件的飞边校正锻件校正锻件锻件热处理锻件热处理表面清理表面清理检验检验成堆存放。成堆存放。 锤上模锻成型的工艺设计包括制定锻件图、锤上模锻成型的工艺设计包括制定锻件图、计算坯料尺寸、确定模锻工步计算坯料尺寸、确定模锻工步( (选择模膛选择模膛) )、选择设、选择设备及安排修整工序等。其中最主要的是锻件图的制备及安排修整工序等。其中最主要的是锻件图的制定和模锻工步的确定。定和模锻工步的确定。 锤上模锻的锻模模膛，根据其功用不同，可分锤上模锻的锻模模膛，根据其功用不同，可分为预锻模膛、终锻模膛和制坯模膛等三类。为预锻模

32、膛、终锻模膛和制坯模膛等三类。锻模锻模模膛及其功用模膛及其功用l预锻模膛预锻模膛l预锻模膛的作用是：预锻模膛的作用是：l使坯料变形到接近于锻件的形状和尺寸，终锻使坯料变形到接近于锻件的形状和尺寸，终锻时金属容易充满终锻模膛。时金属容易充满终锻模膛。l同时减少了终锻模膛的磨损，以延长锻模的使同时减少了终锻模膛的磨损，以延长锻模的使用寿命。用寿命。l预锻模膛和终锻模膛的区别是前者的圆角和斜预锻模膛和终锻模膛的区别是前者的圆角和斜度较大，没有飞边槽。度较大，没有飞边槽。l终锻模膛终锻模膛l终锻模膛的作用是：是使坯料最后变形到锻件所要求的形终锻模膛的作用是：是使坯料最后变形到锻件所要求的形状和尺寸，因

33、此它的形状应和锻件的形状相同。状和尺寸，因此它的形状应和锻件的形状相同。 l终锻模膛的尺寸应比锻件尺寸放大一个收缩量。钢件收缩终锻模膛的尺寸应比锻件尺寸放大一个收缩量。钢件收缩量取量取1.5%1.5%。l沿模膛四周有飞边槽，用以增加金属从模膛中流出的阻力，沿模膛四周有飞边槽，用以增加金属从模膛中流出的阻力，促使金属充满模膛，同时容纳多余的金属。促使金属充满模膛，同时容纳多余的金属。l 终锻后在孔内留下一薄层金属，称为终锻后在孔内留下一薄层金属，称为冲孔连皮冲孔连皮。带有冲孔连皮及飞边的模锻件带有冲孔连皮及飞边的模锻件1-1-飞边；飞边；2-2-分模面；分模面；3-3-冲孔连皮冲孔连皮4-4-锻

34、件锻件可锻性可锻性 可锻性可锻性-常用金属材料在经受压力加工产生塑常用金属材料在经受压力加工产生塑性变形的工艺性能来表示。性变形的工艺性能来表示。 可锻性的优劣是以金属的可锻性的优劣是以金属的塑性塑性和和变形抗力变形抗力来综来综合评定的。合评定的。 塑性是指金属材料在外力作用下产生永久变形，塑性是指金属材料在外力作用下产生永久变形，而不破坏其完整性的能力。而不破坏其完整性的能力。 金属对变形的抵抗力，称为变形抗力。金属对变形的抵抗力，称为变形抗力。 金属的可锻性取决于金属的可锻性取决于材料的性质材料的性质（内因）和（内因）和加加工条件工条件（外因）。（外因）。落料及冲孔落料及冲孔 l落料落料是

35、被分离的部分为是被分离的部分为成品成品，而周边是，而周边是废料废料；l冲孔冲孔是被分离的部分为是被分离的部分为废料废料，而周边是，而周边是成品成品; ;落料过程仿真落料过程仿真冲孔过程仿真冲孔过程仿真冲孔冲孔落料落料l修整修整l修整是利用修整模沿冲裁件外缘或内孔刮削一薄层金属，修整是利用修整模沿冲裁件外缘或内孔刮削一薄层金属，以切掉普通冲裁时在冲裁件断面上存留的剪裂带和毛刺，从以切掉普通冲裁时在冲裁件断面上存留的剪裂带和毛刺，从而提高冲裁件的尺寸精度和降低表面粗糙度。而提高冲裁件的尺寸精度和降低表面粗糙度。l修整后冲裁件公差等级达修整后冲裁件公差等级达IT6IT6IT7IT7，表面粗糙度，表面

36、粗糙度RaRa为为0.80.81.6m1.6m。a)a)外缘修整外缘修整b)b)内孔修整内孔修整1-1-凸模；凸模；2-2-凹模凹模l合理设计拉深模工作零件合理设计拉深模工作零件l 凸凹模的圆角半径。材料为钢的拉深件，取凸凹模的圆角半径。材料为钢的拉深件，取r r凹凹=10=10s s，而，而r r凸凸=(0.6=(0.61)1)r r凹。这两个圆角半径过小，产品容易拉裂。凹。这两个圆角半径过小，产品容易拉裂。l凸凹模间隙。一般取凸凹模间隙。一般取Z Z=(1.1=(1.11.2)1.2)s s。l注意润滑注意润滑l拉深过程中另一种常见缺陷是拉深过程中另一种常见缺陷是起皱起皱。可采用设置压边圈

37、的。可采用设置压边圈的方法解决，也可以通过增加毛坯的相对厚度或拉深系数的方法解决，也可以通过增加毛坯的相对厚度或拉深系数的途径来解决。途径来解决。有压边圈的拉深有压边圈的拉深起皱拉深件起皱拉深件正确选择拉深系数正确选择拉深系数 拉深件直径拉深件直径d d与坯料直径与坯料直径D D的比值的比值称为拉深系数，用称为拉深系数，用m m表示，即表示，即m m = =d d/ /D D。 拉深系数不小于拉深系数不小于0.50.50.80.8。坯料坯料的塑性差取上限值，塑性好取下限值。的塑性差取上限值，塑性好取下限值。 如果拉深系数过小，不能一次拉如果拉深系数过小，不能一次拉深成形时，则可采用多次拉深工艺

38、深成形时，则可采用多次拉深工艺（上（上图图所示）。所示）。 第一次拉深系数第一次拉深系数 m m1 = 1 = d d1/1/D D 第二次拉深系数第二次拉深系数 m m2 = 2 = d d2/2/d d1 1 第几次拉深系数第几次拉深系数 m mn n = = dndn/ /dn-1dn-1 总的拉深系数总的拉深系数 m m总总 = = m1m1m2m2mnmn多次拉深时圆筒直径的变化多次拉深时圆筒直径的变化冲压成型（拉深）冲压成型（拉深）%思考：认真复习作业中涉及板料拉深作业题；坯料能否一次拉思考：认真复习作业中涉及板料拉深作业题；坯料能否一次拉深成拉伸件？至少需要几次拉深？要求简单计算

39、过程。深成拉伸件？至少需要几次拉深？要求简单计算过程。 滤油器罩大批量生产滤油器罩大批量生产 板料冲压板料冲压玻璃升降器外壳零件如图，试述其加工工序？玻璃升降器外壳零件如图，试述其加工工序？ 下料下料拉深拉深冲孔冲孔翻边翻边 凸凹模刃口尺寸的确定凸凹模刃口尺寸的确定 设计设计落料模落料模时，应先时，应先按落料件按落料件确定确定凹凹模刃口尺寸模刃口尺寸，取凹模作设计基准件，然后根据，取凹模作设计基准件，然后根据间隙间隙Z Z确定凸模尺寸（即用缩小凸模刃口尺寸来确定凸模尺寸（即用缩小凸模刃口尺寸来保证间隙值）。保证间隙值）。 设计设计冲孔模冲孔模时，先按时，先按冲孔件冲孔件确定确定凸模尺凸模尺寸寸

40、，取凸模作设计基准件，然后根据间隙，取凸模作设计基准件，然后根据间隙Z Z确确定凹模尺寸（即用扩大凹模刃口尺寸来保证间定凹模尺寸（即用扩大凹模刃口尺寸来保证间隙值）。隙值）。 在在冲裁件尺寸冲裁件尺寸的测量和使用中，都是以光面的测量和使用中，都是以光面的尺寸为基准。的尺寸为基准。 落料件的光面是因凹模刃口挤切材料产生的落料件的光面是因凹模刃口挤切材料产生的而孔的光面是凸模刃口挤切材料产生的而孔的光面是凸模刃口挤切材料产生的l大批量生产图示垫圈，材料为低碳钢板，厚度大批量生产图示垫圈，材料为低碳钢板，厚度为为1.5mm，问需要哪两副模具？若双面间隙，问需要哪两副模具？若双面间隙Z=0.2，试分别

41、计算出这两副模具的凸凹模尺寸。，试分别计算出这两副模具的凸凹模尺寸。需一副冲孔模、一副落料模。需一副冲孔模、一副落料模。冲孔模：冲孔模：凸凸=孔孔=100 凹凹=凸凸+Z=100+0.2=100.2落料模：落料模：凹凹=落料落料=200 凸凸=凹凹Z=2000.2=199.8 自由锻件的结构工艺性自由锻件的结构工艺性l自由锻锻件若有锥面或斜面结构，将使锻造工艺自由锻锻件若有锥面或斜面结构，将使锻造工艺复杂，操作不方便，降低设备的使用效率，应该复杂，操作不方便，降低设备的使用效率，应该进。进。l锻件由几个简单几何体构成时，几何体的交接处锻件由几个简单几何体构成时，几何体的交接处不应形成空间曲线，

42、应改成平面与圆柱、平面与不应形成空间曲线，应改成平面与圆柱、平面与平面的结构。平面的结构。v自由锻自由锻锻件上不锻件上不应设计出应设计出加强筋、加强筋、凸台、工凸台、工字形截面字形截面或空间曲或空间曲线。线。焊接焊接l焊焊 接接l序言提要：焊接是一种极为广泛的连接方法序言提要：焊接是一种极为广泛的连接方法 焊接是通过加热或加压，或者两者并用，并且用或不用填充材焊接是通过加热或加压，或者两者并用，并且用或不用填充材料，使焊接件达到原子结合的一种方法。料，使焊接件达到原子结合的一种方法。l焊接方法：熔化焊、压力焊、钎焊焊接方法：熔化焊、压力焊、钎焊、气体保护焊、等离子弧焊接、气体保护焊、等离子弧焊

43、接、激光焊、高频焊激光焊、高频焊等。等。l焊接的主要特点是：焊接的主要特点是： （1 1）节省材料，减轻质量；）节省材料，减轻质量； （2 2）简化复杂零件和大型零件的制造；）简化复杂零件和大型零件的制造； （3 3）适应性好；可实现特殊结构的生产）适应性好；可实现特殊结构的生产； （4 4）满足特殊连接要求；可实现不同材料间的连接成型）满足特殊连接要求；可实现不同材料间的连接成型； （5 5）降低劳动强度，改善劳动条件）降低劳动强度，改善劳动条件。l焊接方法的应用：焊接方法的应用： （1 1）制造金属结构件；）制造金属结构件； （2 2）制造机器零件和工具；）制造机器零件和工具； （3 3）

44、修复）修复。l酸性药皮与碱性药皮两者的性质酸性药皮与碱性药皮两者的性质l酸性药皮工艺性好，而酸性药皮工艺性好，而碱性药皮工艺性差碱性药皮工艺性差l碱性药皮中有益元素多，碱性药皮中有益元素多，能使焊接接头力学性能提高能使焊接接头力学性能提高l碱性药皮中因不含有机物，也称低氢型药皮。碱性药皮中因不含有机物，也称低氢型药皮。可以提高焊缝可以提高焊缝金属的抗裂性金属的抗裂性l碱性药皮氧化性强，对锈、油、水的敏感性大，易产生飞溅碱性药皮氧化性强，对锈、油、水的敏感性大，易产生飞溅和和COCO气孔气孔l碱性药皮在高温下，易生成较多的有毒物质（碱性药皮在高温下，易生成较多的有毒物质（HFHF等），因而等），

45、因而应注意通风应注意通风焊接接头的组织与性能焊接接头的组织与性能 熔焊热原的高温集中融化焊缝区金属，并向工熔焊热原的高温集中融化焊缝区金属，并向工件金属传导热量，必然引起焊缝及附近区域金属件金属传导热量，必然引起焊缝及附近区域金属的组织和性能发生变化。的组织和性能发生变化。l焊缝区焊缝区在焊接接头横截面上测量的焊缝金属的在焊接接头横截面上测量的焊缝金属的区域。区域。l熔合熔合区区熔合线两侧有一个很窄的焊缝与熔合线两侧有一个很窄的焊缝与热影响热影响区区的过渡区。的过渡区。l热影响区热影响区-受焊接热循环的影响，焊缝附近的母材受焊接热循环的影响，焊缝附近的母材因焊接热作用发生组织或性能变化的区域因

46、焊接热作用发生组织或性能变化的区域（熔合区，熔合区，过热区、过热区、正火区正火区、部分相变区）、部分相变区）。 熔合区熔合区熔合区熔合区成分不成分不均，组织为粗大的过均，组织为粗大的过热组织或淬硬组织，热组织或淬硬组织，是焊接接头中的最差是焊接接头中的最差的部位。的部位。 在低碳钢焊接接在低碳钢焊接接头中，熔合区很窄，头中，熔合区很窄，但因强度、塑性和韧但因强度、塑性和韧性都下降，而且此处性都下降，而且此处接头断面变化，引起接头断面变化，引起应力集中，在很大程应力集中，在很大程度上决定焊接接头的度上决定焊接接头的性能。性能。热影响区中的正火区，是组织和性能最好的区域热影响区中的正火区，是组织和

47、性能最好的区域 。低碳钢焊接热影响区的组织变化低碳钢焊接热影响区的组织变化低碳钢焊接热影响区的组织变化低碳钢焊接热影响区的组织变化lCOCO2 2焊时的飞溅焊时的飞溅 COCO2 2+Fe = +Fe = FeO+COFeO+CO FeOFeO进入熔池和熔滴，与熔池和进入熔池和熔滴，与熔池和熔滴中的碳反应：熔滴中的碳反应： FeO+CFeO+C = = Fe+COFe+CO 生成的生成的COCO在熔池和熔滴内体积急在熔池和熔滴内体积急剧膨胀而爆破，导致飞溅。剧膨胀而爆破，导致飞溅。 不适合焊接有色金属和不适合焊接有色金属和高合金钢高合金钢。二氧化碳焊二氧化碳焊 以以COCO2 2为保护气体，用

48、为保护气体，用焊丝为电极焊丝为电极引燃电弧引燃电弧，实现半自动焊或自动焊。，实现半自动焊或自动焊。 lCOCO2 2气体气体 COCO2 2气体密度大，高温体积膨胀大，气体密度大，高温体积膨胀大，保护效果好。但保护效果好。但COCO2 2在高温下易分解在高温下易分解为为COCO和和O O，导致合金元素的氧化，熔导致合金元素的氧化，熔池金属的飞溅和池金属的飞溅和COCO气孔。焊接用气孔。焊接用COCO2 2纯度要大于纯度要大于99.8%99.8%。压力焊方法及工艺压力焊方法及工艺l压力焊压力焊是指通过加热等手段使金属达到塑性状态，加压使是指通过加热等手段使金属达到塑性状态，加压使其产生塑性变形、

49、再结晶和扩散等作用，使两个分离表其产生塑性变形、再结晶和扩散等作用，使两个分离表面的原子接近到晶格距离（面的原子接近到晶格距离（0.30.30.5nm)0.5nm)，形成金属键，形成金属键，从而获得不可拆卸接头的一类焊接方法。从而获得不可拆卸接头的一类焊接方法。l 热源形式为热源形式为：电阻热电阻热、高频热、摩擦热等。、高频热、摩擦热等。l 力的形式为力的形式为：静压力、冲击力（锻压力）和爆炸力等。：静压力、冲击力（锻压力）和爆炸力等。l 压力焊压力焊为为：冷压焊、扩散焊和热压焊：冷压焊、扩散焊和热压焊 压力焊动画模拟压力焊动画模拟电阻缝焊电阻缝焊l缝焊是连续的点焊过程，它是用连续转动的盘状电

50、极代替了缝焊是连续的点焊过程，它是用连续转动的盘状电极代替了柱状电极，焊后获得相互重叠的连续焊缝。柱状电极，焊后获得相互重叠的连续焊缝。l缝焊分流严重，通常采用强规范焊接，焊接电流比点焊大缝焊分流严重，通常采用强规范焊接，焊接电流比点焊大1.51.52 2倍。倍。 缝焊主要用于低压容器，如汽车、摩托车的油缝焊主要用于低压容器，如汽车、摩托车的油箱、气体静化器等的焊接。箱、气体静化器等的焊接。电阻缝焊电阻缝焊l焊接裂纹焊接裂纹l1.1.热裂纹热裂纹l热裂纹的特征热裂纹的特征l热裂纹可发生在焊缝区或热热裂纹可发生在焊缝区或热影响区。影响区。l热裂纹的微观特征是沿晶界热裂纹的微观特征是沿晶界开裂，所

51、以又称开裂，所以又称晶间裂纹。晶间裂纹。l因热裂纹在高温下形成，所因热裂纹在高温下形成，所以有氧化色彩。以有氧化色彩。l热裂纹产生的原因热裂纹产生的原因: :l晶间存在液态薄膜。晶间存在液态薄膜。l接头中存在拉应力。接头中存在拉应力。l热裂纹的防止热裂纹的防止: :l限制钢材和焊条、焊剂的低熔点杂质，如硫和磷限制钢材和焊条、焊剂的低熔点杂质，如硫和磷含量。含量。lFeFe和和FeSFeS易形成低熔点共晶，其熔点为易形成低熔点共晶，其熔点为988988，很容易产生热裂纹。很容易产生热裂纹。l缩小结晶温度范围，改善焊缝组织，细化焊缝缩小结晶温度范围，改善焊缝组织，细化焊缝晶粒，提高塑性减少偏析。晶

52、粒，提高塑性减少偏析。l减少焊接应力的工艺措施，如采用小线能量，减少焊接应力的工艺措施，如采用小线能量，焊前预热，合理的焊缝布置等。焊前预热，合理的焊缝布置等。l2.2.冷裂纹冷裂纹l冷裂纹的形态和特征冷裂纹的形态和特征l焊缝区和热影响区都可能产生焊缝区和热影响区都可能产生冷裂纹冷裂纹。冷裂纹的特征。冷裂纹的特征是无分支，通常为穿晶型。是无分支，通常为穿晶型。l冷裂纹冷裂纹无氧化色彩无氧化色彩。l最常见的冷裂纹是最常见的冷裂纹是延迟裂纹延迟裂纹，即在焊后延迟一段时间，即在焊后延迟一段时间才发生的裂纹。才发生的裂纹。l延迟裂纹的产生原因延迟裂纹的产生原因: :l焊接接头焊接接头( (焊缝和热影响

53、区及熔合区焊缝和热影响区及熔合区) )的淬火倾向严重，的淬火倾向严重，产生淬火组织，导致接头性能脆化。产生淬火组织，导致接头性能脆化。l焊接接头焊接接头含氢量较高含氢量较高，并聚集在焊接缺陷处，并聚集在焊接缺陷处形成大量形成大量氢分子氢分子，造成非常大的局部压力，使接头，造成非常大的局部压力，使接头脆化脆化。l存在较大的拉应力。因氢的扩散需要时间，所以冷裂存在较大的拉应力。因氢的扩散需要时间，所以冷裂纹在焊后需延迟一段时间才出现。由于是氢所诱发的，纹在焊后需延迟一段时间才出现。由于是氢所诱发的，也叫也叫氢致裂纹氢致裂纹。冷裂纹的形态和特征冷裂纹的形态和特征l防止延迟裂纹的措施防止延迟裂纹的措施

54、: :l选用选用碱性焊条或焊剂碱性焊条或焊剂，减少焊缝金属中氢的含量，减少焊缝金属中氢的含量，提提高焊缝金属塑性高焊缝金属塑性。l焊条焊剂要烘干，焊缝坡口及附近母材要焊条焊剂要烘干，焊缝坡口及附近母材要去油水；除去油水；除锈锈，减少氢的来源。，减少氢的来源。l工件工件焊前预热，焊后缓冷焊前预热，焊后缓冷，可降低焊后冷却速度，避，可降低焊后冷却速度，避免产生淬硬组织，并可减少焊接残余应力。免产生淬硬组织，并可减少焊接残余应力。l采取减小焊接应力的工艺措施，如对称焊，采取减小焊接应力的工艺措施，如对称焊，小线能量小线能量的多层多道焊等。的多层多道焊等。l焊后立即进行焊后立即进行去氢（后热）处理去氢

55、（后热）处理，加热到，加热到250250，保温，保温2 26h6h，使焊缝金属中的扩散氢逸出金属表面。，使焊缝金属中的扩散氢逸出金属表面。l焊后进行清除应力的焊后进行清除应力的退火处理退火处理。焊缝的布置焊缝的布置焊缝分散布置的设计焊缝分散布置的设计焊缝分散布置的设计焊缝分散布置的设计焊缝对称布置的设计焊缝对称布置的设计焊缝对称布置的设计焊缝对称布置的设计焊缝避开最大应力集中位置的设计焊缝避开最大应力集中位置的设计焊缝避开最大应力集中位置的设计焊缝避开最大应力集中位置的设计焊缝远离机械加工表面的的设计焊缝远离机械加工表面的的设计焊缝远离机械加工表面的的设计焊缝远离机械加工表面的的设计焊缝的布置

56、焊缝的布置焊缝位置便于手弧焊的设计焊缝位置便于手弧焊的设计焊缝位置便于手弧焊的设计焊缝位置便于手弧焊的设计便于自动焊的设计便于自动焊的设计便于自动焊的设计便于自动焊的设计便于点焊及缝隙焊的设计便于点焊及缝隙焊的设计便于点焊及缝隙焊的设计便于点焊及缝隙焊的设计中压容器焊接工艺图中压容器焊接工艺图1 11010为焊缝编号为焊缝编号埋弧自动焊+手工电弧焊 切削加工切削加工注释：注释：注释：注释：）主运动可以是旋转运动，也可以是往复运动；）主运动可以是旋转运动，也可以是往复运动；）主运动可以是工件来实现（车外圆）；主运动也可以是刀）主运动可以是工件来实现（车外圆）；主运动也可以是刀具来实现（切断、刨、

57、铣加工）具来实现（切断、刨、铣加工）主运动只有一个，进给运动可以一个以上。）主运动只有一个，进给运动可以一个以上。机床机床名称名称主运动主运动进给运动进给运动机床机床名称名称主运动主运动进给运动进给运动卧式卧式车床车床工件旋工件旋转转车刀纵向、横向、斜向直车刀纵向、横向、斜向直线运动线运动龙门龙门刨床刨床工件往工件往复移动复移动刨刀横向、垂直、斜向间刨刀横向、垂直、斜向间歇移动歇移动钻床钻床钻头旋钻头旋转运动转运动钻头轴向移动钻头轴向移动外圆外圆磨床磨床砂轮高砂轮高速旋转速旋转工件转动，同时工件往复工件转动，同时工件往复移动，砂轮横向移动移动，砂轮横向移动卧铣卧铣立铣立铣铣刀旋铣刀旋转运动转运

58、动工件纵向、横向移动（有工件纵向、横向移动（有时也做垂直方向移动）时也做垂直方向移动）内圆内圆磨床磨床砂轮高砂轮高速旋转速旋转工件转动，同时工件往复工件转动，同时工件往复移动，砂轮横向移动移动，砂轮横向移动牛头牛头刨床刨床刨刀往刨刀往复运动复运动工件横向间歇移动或刨刀工件横向间歇移动或刨刀垂直斜向间歇移动垂直斜向间歇移动平面平面磨床磨床砂轮高砂轮高速旋转速旋转工件往复移动，砂轮横向、工件往复移动，砂轮横向、垂直方向移动垂直方向移动切削用量切削用量切切削削三三要要素素切削速度切削速度VcVc进给量进给量 f f切削深度切削深度 a ap p（背吃刀量）（背吃刀量）刀具在进给运动方向上相对工件的位

59、移量刀具在进给运动方向上相对工件的位移量 。所用刀具和切削运动形式不同，进给量的表所用刀具和切削运动形式不同，进给量的表述和度量方法也不同。述和度量方法也不同。如铣削如铣削：f=f=v vf f/n/n指在切削刃上选定点相对于工件主运指在切削刃上选定点相对于工件主运动的瞬时速度动的瞬时速度v vc c= dn/1000(m/min)= dn/1000(m/min)待加工表面到已加工表面间的垂待加工表面到已加工表面间的垂直距离直距离a ap p=(dw-dm)/2=(dw-dm)/2用来衡量切削运动量的大小用来衡量切削运动量的大小切削层平面要素切削层平面要素l 定位基准：零件加工时，用以确定其在

60、基床上对刀具准确定位基准：零件加工时，用以确定其在基床上对刀具准确位置所依据点、线或面称为定位基准位置所依据点、线或面称为定位基准l 度量基准：用以检测已加工表面尺寸及其相位置所依据的度量基准：用以检测已加工表面尺寸及其相位置所依据的点、线或面称为度量基准点、线或面称为度量基准l 装配基准：装配时用以确定零件或部件在机器中的位置所装配基准：装配时用以确定零件或部件在机器中的位置所依据的点、线或面称为装配基准依据的点、线或面称为装配基准工艺基准工艺基准l定位基准定位基准l度量基准度量基准l装配基准装配基准刀具的标注角度刀具的标注角度 在正交平面在正交平面 (P(P0 0) )： 前角前角0 0前

61、刀面与基面间前刀面与基面间的夹角的夹角 前角大，刃口锋利，切屑变前角大，刃口锋利，切屑变小，切削力小，切削轻快小，切削力小，切削轻快。但但易产生崩刃。易产生崩刃。 应根据刀具和工程材料及加应根据刀具和工程材料及加工性质选择：工性质选择：u加工塑性材料，取较大的加工塑性材料，取较大的前角前角u粗加工取较小的前角粗加工取较小的前角后角后角0 0主后刀面与切削平面间的夹角主后刀面与切削平面间的夹角u增大后角可减少摩擦，提高工件加工质量和刀增大后角可减少摩擦，提高工件加工质量和刀具耐用度，并使切削刃锋利具耐用度，并使切削刃锋利u在保证加工质量和刀具耐用度的前提下，一般在保证加工质量和刀具耐用度的前提下

62、，一般粗加工、强力车削，材料较硬时取小值粗加工、强力车削，材料较硬时取小值l在在 基基 面面 (Pr)(Pr)：l主偏角主偏角rr主切削刃与进给方向主切削刃与进给方向间的夹角间的夹角 影响切削层的形状，切削刃的工作影响切削层的形状，切削刃的工作长度和单位切削刃上的负荷。减少长度和单位切削刃上的负荷。减少rr，主切削刃单位长度上的负荷减主切削刃单位长度上的负荷减少，刀具磨损小，耐用。少，刀具磨损小，耐用。4545、6060、7575、9090。影响径向车削分力大小影响径向车削分力大小 。l车细长轴时，由于径向力的作用，车车细长轴时，由于径向力的作用，车削的工件易出现腰鼓形。削的工件易出现腰鼓形。

63、 l副偏角副偏角rr副切削刃与进给方向副切削刃与进给方向间的夹角间的夹角 影响已加工表面的粗糙度和刀尖强影响已加工表面的粗糙度和刀尖强度，减少度，减少rr，减少表面的粗糙度的减少表面的粗糙度的数值，还可提高刀具强度。过小，会数值，还可提高刀具强度。过小，会使副切削刃与已加工面的摩擦增加，使副切削刃与已加工面的摩擦增加，引起震动，降低表面质量。引起震动，降低表面质量。5 51515。粗加工取较大值。粗加工取较大值。 副偏角对残留面积的影响副偏角对残留面积的影响原因：由于金属的挤压和强烈摩擦，使切屑与前刀面之原因：由于金属的挤压和强烈摩擦，使切屑与前刀面之间产生很大的应力和很高的切削温度间产生很大

64、的应力和很高的切削温度条件：当应力和温度条件适当时，切屑底层与前刀面之条件：当应力和温度条件适当时，切屑底层与前刀面之间的摩擦力很大，使得切屑底层流出速度变得缓慢，形间的摩擦力很大，使得切屑底层流出速度变得缓慢，形成一层很薄的成一层很薄的“滞流层滞流层”。形成：当滞流层与前刀面的摩擦阻力超过切屑内部的结形成：当滞流层与前刀面的摩擦阻力超过切屑内部的结合力时，滞流层的金属与切屑分离而粘附在切削刃附近合力时，滞流层的金属与切屑分离而粘附在切削刃附近形成积屑瘤。形成积屑瘤。1. 1. 积屑瘤的形成积屑瘤的形成积屑瘤积屑瘤有利方面有利方面保护刀具保护刀具增加工增加工作前角作前角积屑瘤硬积屑瘤硬度很高度

65、很高可代替切削刃可代替切削刃进行切屑，减进行切屑，减少刀具的磨损少刀具的磨损积屑瘤的存在，积屑瘤的存在，使刀具的实际工使刀具的实际工作前角增大作前角增大可减小切削变形可减小切削变形和切削力，使切和切削力，使切削轻快削轻快2. 积屑瘤对切削加工的影响积屑瘤对切削加工的影响车刀前形成的切削积屑瘤车刀前形成的切削积屑瘤刨刀前形成的积屑瘤刨刀前形成的积屑瘤不利方面不利方面影响工件影响工件尺寸精度尺寸精度影响工件表影响工件表面粗造度面粗造度积屑瘤破裂后会划伤表面，积屑瘤破裂后会划伤表面，加快刀具磨损加快刀具磨损会形成硬点和毛刺，使工件表面会形成硬点和毛刺，使工件表面粗造度值增大粗造度值增大时大时小，时有

66、时无，使时大时小，时有时无，使切削切削力力产生波动而产生波动而引起振动引起振动积屑瘤的顶端突出于切削刃之外，积屑瘤的顶端突出于切削刃之外，使实际的使实际的切削深度切削深度不断不断变化变化 3. 3. 积屑瘤的控制积屑瘤的控制影响积屑瘤影响积屑瘤的因素的因素工件材料工件材料切削用量切削用量刀具角度刀具角度切削液等切削液等控制措施控制措施要避免在要避免在中温、中速中温、中速加工加工塑性材料塑性材料，对材料进行正火或调质对材料进行正火或调质增大前角增大前角可可减小切削变形减小切削变形，降低切，降低切削温度，减小积屑瘤的高度削温度，减小积屑瘤的高度采用润滑性能优良的切削采用润滑性能优良的切削液可减少甚

67、至消除积屑瘤液可减少甚至消除积屑瘤粗加工时对已加工表粗加工时对已加工表面质量要求不高，可面质量要求不高，可利用积屑瘤减小切削利用积屑瘤减小切削力，保户刀具；力，保户刀具；而精加工时，要保证而精加工时，要保证工件加工质量，必须工件加工质量，必须避免产生积屑瘤。避免产生积屑瘤。切削液切削液 作用：改善润滑条件，减小作用：改善润滑条件，减小摩擦热；冷却降温，摩擦热；冷却降温， 改善散改善散热条件；清洗工件等。热条件；清洗工件等。分类：分类： l水溶液（加一定量的防锈剂水溶液（加一定量的防锈剂苏打）苏打） 主要起冷主要起冷 却降温作用；用却降温作用；用于粗加工于粗加工l矿物油矿物油 同时起润滑和冷却作

68、用，同时起润滑和冷却作用，以润滑为主；以润滑为主； 用于精加工用于精加工l乳化液乳化液 （乳化油加水稀释，（乳化油加水稀释，70%98%70%98%的水），可用的水），可用于粗、精加工。于粗、精加工。l加工铸铁一般不用切加工铸铁一般不用切削液。组织内有石墨削液。组织内有石墨能起润滑作用。能起润滑作用。l用硬质合金刀具，也用硬质合金刀具，也不用切削液。不用切削液。镗孔3)3)镗削工艺特点镗削工艺特点la.a.适应性广适应性广lb.b.不仅可以保证单个孔的尺寸不仅可以保证单个孔的尺寸精度和形状精度和形状, ,而且可以保证孔与而且可以保证孔与孔之间的相互位置精度孔之间的相互位置精度lc.c.广泛用于

69、单件，小批量生产广泛用于单件，小批量生产中的孔或中的孔或孔系的加工孔系的加工ld.d.生产率低生产率低对于直径较大的孔（一对于直径较大的孔（一般般D 80D 80100mm100mm）、内）、内成形面或孔内环槽等，成形面或孔内环槽等，镗削是唯一合适的加工镗削是唯一合适的加工方法。方法。l车床镗孔车床镗孔l镗床镗孔镗床镗孔车床镗孔车床镗孔a)a)镗通孔；镗通孔；b)b)镗不通孔；镗不通孔；c)c)镗槽；镗槽；d)d)镗内凹槽镗内凹槽减少换刀次数和内孔沟槽的加工减少换刀次数和内孔沟槽的加工改进前改进前改进后改进后统统一一零零件件形形状状同类结构参数尽量统一同类结构参数尽量统一改进前：加改进前：加工

70、退刀槽、过工退刀槽、过渡圆弧、锥面渡圆弧、锥面和键槽时需要和键槽时需要多把刀具，并多把刀具，并增加了换刀和增加了换刀和对刀次数对刀次数 。改进后：即改进后：即可减少刀具的可减少刀具的种类，又可节种类，又可节省换刀和对刀省换刀和对刀等的辅助时间。等的辅助时间。留有足够的退刀槽、空刀槽和越程槽越程槽越程槽足够宽足够宽退刀槽退刀槽改进前改进前改进后改进后磨削退刀槽的结构磨削退刀槽的结构磨削退刀槽的结构磨削退刀槽的结构磨孔的磨孔的越程槽越程槽 为了避免刀具为了避免刀具或砂轮与工件的某或砂轮与工件的某个部分相碰，有时个部分相碰，有时要留出要留出退刀槽、空退刀槽、空刀槽和越程槽等。刀槽和越程槽等。刨刨刨刨

71、削削削削零零零零件件件件结结结结构构构构工工工工艺艺艺艺性性性性改进前改进前改进后改进后避免砂轮与工件相碰避免砂轮与工件相碰 铣铣削削零件结构工艺性零件结构工艺性改进前改进前改进后改进后改进前改进前改进后改进后键槽同向，减少二键槽同向，减少二次装夹定位次装夹定位 加工面在同一高加工面在同一高度上度上 减少走刀次数减少走刀次数减少走刀次数减少走刀次数尽量减少加工余量减少加减少加工面积工面积改进前改进前改进后改进后刨刨削削零零件件结结构构工工艺艺性性（一一）即可减少加工面积，又能保证装即可减少加工面积，又能保证装配时零件间很好地接合。配时零件间很好地接合。磨磨削削零零件件结结构构工工艺艺性性改进前改进前改进后改进后内内孔孔的的沟沟槽槽改进前改进前改进后改进后减少加减少加工面积工面积