机械制造基础知识点考试就考这些.docx
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机械制造基础知识点考试就考这些
第一章铸造
流程:
浇注—凝固—冷却至室温
Ⅰ、铸造:
将熔融金属浇注入铸型,凝固后获得一定形状和性能铸件的成型方法
铸造优点:
(1)可以铸出形状复杂铸件。
(2)适应性广,工艺灵活性大;
(3)铸件成本低
缺点:
(1)组织硫松,晶粒粗大,内部易产生缩孔、缩松,力学性能不高
(2)铸件质量不够稳定
(3)劳动条件差
Ⅱ、合金的铸造造性能
铸造性能:
铸造生产中所表现出来的工艺性能,它是合金流动性、收缩性、偏析和吸气性等性能的综合体现。
(一)合金的流动性(金属自身的固有属性)
1、流动性:
熔融金属的流动能力。
是影响熔融金属充型能力的因素之一。
2、流动性影响因素
(1)合金种类。
(灰铸铁流动性最好,铸钢的流动性最差)
(2)化学成分和结晶特征。
(纯金属和共晶成分的流动性最好)
(二)合金的充型能力(固有属性不能改变,人们更加注重充型能力)
1、充型能力:
考虑铸型及工艺因素影响熔融金属的流动性。
2、充型能力的影响因素
1)铸型填充条件
a、铸型的蓄热能力(砂型铸造比金属型铸造好)
b、铸型温度(提高铸造温度)
c、铸型中的气体(铸造的透气性)
2)浇注条件:
①浇注温度②充型压力(提高充型压力)③铸件结构
Ⅲ、凝固方式
1、逐层凝固方式:
随温度的下降,固相层不断加厚,直达铸件中心。
2、糊状凝固方式:
先呈糊状而后凝固的方式
3、中间凝固方式:
界于逐层和糊状凝固方式之间(多数合金为此种方式)
Ⅳ、铸造合金的收缩①体收缩率②线收缩率
㈠、收缩的三个阶段
①液态收缩:
金属在液态时由于温度的降低而发生的体积收缩
②凝固收缩:
熔融金属在凝固阶段的体积收缩
③固态收缩:
金属在固态由于温度降低而发生的体积收缩
㈡、影响收缩的因素
1、化学成分(合金中灰铸铁收缩最小,铸钢最大)
2、浇注温度(温度越高,液体收缩越大)
3、铸件结构与铸型条件
㈢、收缩对铸件质量的影响
1,形成缩孔和缩松。
产生的原因:
铸件凝固过程中,其液态收缩和凝固收缩所减少的体积如果得不到及时的补充,则在铸件最后凝固的部位形成一些孔洞。
大而集中地孔洞叫缩孔,细小而分散的孔洞叫缩松。
2,缩孔、缩松的防止措施
①采用定向凝固(是使铸件按规定的方向从一部分到另一部分逐渐凝固的过程)原则
②合理确定铸件浇注位置,内浇口位置及浇注工艺。
Ⅴ、铸造应力、变形和裂纹
1、铸造应力的产生
①、热应力—铸件在凝固和冷却过程中,不同部位由于不均衡的收缩而引起的应力(厚大部分受到拉伸,产生拉应力,细薄部分收到压缩,产生压应力)
②、固态相变应力③收缩应力
2、铸造应力的防止和清措施:
①、采用同时凝固原则;②、提高铸型温度;③、改善铸型和型芯的退让性;④、进行去应力退火(消除铸造应力最彻底的方法)
3、变形:
铸造变形和切削加工变形
4、裂纹:
热裂和冷裂
Ⅵ、铸造合金的偏析(铸件中出现化学成分不均匀的现象)
1、晶内偏析;②、区域偏折;③、体积质量偏析
Ⅵ、气孔的分类:
侵入性气孔;析出性气孔;反应性气孔。
(★★★析出性气孔:
它是溶解在金属液中的气体,在凝固时由金属液中析出而未能逸出铸件所产生的气孔)
Ⅶ、砂型铸造
砂型铸造——用型砂紧实成型的铸造方法,称为砂型铸造
主要工序:
制造模样、制备造型材料、造型、造芯、合型、熔炼、浇注、落砂、清理、检验。
一、造型方法的选择
一)手工造型:
按模样特征分:
整模造型挖砂造型假箱造型分模造型活块造型刮板造型
二)机器造型
二、铸造工艺设计
1铸造工艺图:
它是表示铸造分型面、浇冒口系统、浇注位置、型芯结构尺寸、控制凝固措施等的图样
2铸造图(毛坯图)
3、铸造方案的确定
(1)浇注位置的选择
浇注位置是浇注时铸件所处的位置。
(目的是保证铸件质量)
分型面是指两个铸型相互接触的表面(目的工艺操作方便)
一般先从保证铸件质量出发确定浇注位置,然后从工艺操作方便出发确定分型面
(2)★★★确定浇注位置应考虑以下几个原则(P40,看图!
!
)
①收缩大的及壁厚差较大铸件,应按定向凝固原则,将壁厚及铸件热节置于上部或侧部。
②重要加工面,耐磨表面等质量要求较高部位应置于下面成侧面。
③具有大面积的薄壁部分放在铸型下部,同时要尽量使薄壁部分处于垂直位置或倾斜位置。
④具有大平面铸件,应将大平面朝下
(3)★★★分型面的选择(P42,看图!
!
!
)
选择分型面应考虑以下原则:
①、分型面尽量采用平面分型,避免曲面分型,或尽量选在最大截面上。
②、尽量将铸件全部或大部放在一个砂箱,防止错箱、飞翅、毛刺等。
③、应使铸件加工面和加工基准面处于同一砂箱中
④、尽量减少分型面数目。
⑤、铸件的非加工表面上,尽量避免有披缝。
⑥、分型面的选择应尽量与铸型浇注位置一致。
三、铸造工艺参数的选择
(1)★★★加工余量:
指为保证加工面尺寸和零件精度,在铸件工艺设计时预先增加的而在机械加工时切去的金属层厚度。
(2)起模斜度:
为使模样容易从铸型中取出或型芯自芯盒中脱出,平行于起模方向在模样或芯盒壁上的斜度。
四、零件结构的铸造工艺性
铸造工艺性包括:
铸件结构的合理性;铸件结构的工艺性;铸件结构对铸造方法的适应性。
1★★★铸件结构的合理性(P64看图!
!
!
)
⒈铸件应有合理的壁厚
⒉铸件壁厚应力求均匀
⒊铸件壁的联接形式要合理
①、不同壁厚应采取逐渐过渡形式;②、铸件壁应尽量避免金属积聚;③、转角应设计成圆角,以避免热节;④、壁的联接应避免锐角
⒋尽量避免过大的水平面
⒌铸件结构应避免冷却收缩受阻和有利于减小变形
五★★★铸件结构的工艺性(P67看图!
!
!
)
(一)、铸件的外形设计
①、应使铸件具有最少的分型面;②、应尽量使分型面平直;③、避免外部侧凹;④、改进妨碍起横的凸台,凸缘和肋条的结构;⑤、铸件要有结构斜度
(二)铸件内腔的设计
①、应使铸件尽可能的用成少用型芯;②、铸件的内腔设计应使型芯安放稳固,排气容易,清砂方便;③、铸件结构设计中应避免封密空腔
第二章锻压
锻造
冲压
切断
冲裁
锻压
轧制
挤压
拉拔
落料
冲孔
压力加工
分离工序
成行工序
拉深
弯曲
Ⅰ、锻压——对坯料施加外力,使其产生塑性变形,改变尺寸,形状及性能,用以制造机械零件、工件或毛坯的成形加工方法,是锻造和冲压的总称。
属于压力加工范畴
压力加工还包括轧制、挤压、拉拨等压力加工的基础:
塑性变形
1、锻造流线——金属的脆性杂质被打碎,顺着金属主要伸长方向呈碎粒状或链状分布;塑性杂质随金属变形沿主要伸长方向呈带状分布,锻后金属组织就具有一定的方向性。
又称为纤维组织。
它使金属呈现异向性。
2、锻造比——锻造时变形程度的一种表示方法。
y>1
通常用变形前后截面比,长度比或高度比来表示
3、★★★设计和制造零件时应遵循的原则:
使零件工作时,最大正应力与流线方向重合,最大切应力与流线方向垂直,并使流线分布与零件的轮廊相吻合,尽量不被切断。
4金属的锻造性能:
指金属经受锻压加工时成形的难易程度的工艺性能
衡量指标:
塑性、变形抗力。
(塑性高,变形抗力小,锻造性能好)
它决定于金属的本质和变形条件:
A金属的本质
1、化学成分:
纯金属一般具有良好的锻造工艺性能(合金元素使合金锻造性能下降)
2、金属组织:
纯金属及固溶体锻造性能好(而碳化物的铸造性能差)
B变形条件
1、变形温度:
变形温度低、金属的塑性差,变形抗力大。
2、变形速度:
单位时间内的变形程度(一般采用速度较小的变形速度)
3、应力状态
4,坯料的表面质量:
表面粗糙或有划痕、裂纹变形中会产生应力集中,使缺陷扩展开裂。
Ⅳ、金属的塑性变形规律
1、体积不变条件;
2、最小阻力定律:
如果物体在变形过程中其质点有向各种方向移动的可能性,则物体各质点将向着阻力最小的方向移动
自由锻
Ⅴ、绘制自由锻件图应考虑以下因素:
加工余量、锻造公差、锻造余块
Ⅵ、选择变形工序1、基本工序2、辅助工序3、修整工序
基本工序:
镦粗、拔长、冲孔、芯棒拔长,马杠扩孔、弯曲、切断、错移、扭转、锻接。
①、轴杆类:
拔长
2空心类锻件:
镦粗、冲孔、马杠扩孔、芯棒拔长
3饼块类锻件:
镦粗、带孔件需冲孔
Ⅵ、★★★自由锻的结构工艺性(P96看图!
!
!
)
模锻
1、分类:
单模膛模锻和多模膛模锻
2、飞边槽:
由飞边桥和飞边仓组成(终锻模锻中才有飞边槽)
Ⅶ、冲压(薄板冲压)
1)冲裁:
不仅工件带有毛刺,而且断面有三个特征区:
塌角、光亮带和断裂带
2)冲裁间隙:
凹、凸模工作部分水平投影尺寸之差称为冲裁间隙z
3)凸模、凹模尺寸的确定:
落料时凹模刃口尺寸等于落料件尺寸,凸模尺寸为凹模尺寸减去z
冲孔时凸模尺寸等于孔的尺寸,凹模尺寸为凸模尺寸加z
4)拉深系数:
拉深变形后制件的制件与其毛坯直径的比值。
m=d/D
Ⅷ、弯曲弯形时应注意的几个问题:
A、内弯曲半径rmin,限定最小弯曲半径B、弯曲线与坯料流向方向要垂直
C、坯料有无表面缺陷,划伤、毛刺等。
D、弯曲回弹
第三章焊接
Ⅰ、焊接:
通过加热或加压,或两者并用,在用或不用填充材料,使工件达到结合的一种方法。
(定义)
Ⅱ、焊接的方法分类:
熔焊、压焊、钎焊
1焊接的实质:
使两个分离的物体通过加热成加压,或两者并用的方法,来克服阻碍原子结合的因素以达到二者永久牢固连接。
2焊接电弧:
具有一定电压的两极间或电极与母材间,在气体介质中产生的强裂而持久的放电现象。
3焊接电弧分阴极区,阳极区和弧柱区,其中弧柱区温度最高
Ⅲ、焊缝区的金属组织与性能
1焊缝金属区;
2熔合区;(力学性能差)
3热影响区
a过热区(危险较大,力学性能差);
b细晶区(正火区):
力学性能优于母材
c不完全重结晶区(部分相变区)
d再结晶区:
焊前未经冷加工变形的焊件不存在再结晶区
Ⅳ、焊接裂纹与焊接变形形式:
离焊缝近的温度高的受到拉应力,离焊缝远的温度低的,受到压应力
Ⅴ、焊接变形的矫正
1、机械矫正法2、火焰矫正法
Ⅵ、焊条
1、焊条的组成和作用
组成:
药皮(①透气,保护作用;②冶金作用;③稳弧、脱渣作用)
焊芯(①填充材料;②导电电极):
直接影响焊缝质量。
3、焊条的分类①酸性焊条:
工艺性能好,焊接质量好,力学性能不高(多用酸性)
②碱性焊条:
力学性能高,工艺性差。
埋弧焊:
电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的方法
气体保护电弧焊:
氩弧焊、二氧化碳气体保护焊
Ⅶ、钎焊:
采用比母材熔点低的金属材料作钎料,将焊件和钎料加热到高于钎料熔点,低于母材熔化温度,利用液态钎料润湿母材,填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接焊件的方法。
钎焊种类:
1、硬钎焊:
适用于受力较大及工作温度较高的焊件。
如自行车车架,切削道具
2、软钎焊:
(松香)用于受力不大或工作温度较低的工件,如电子器件,仪表,仪器
㈠、焊接性的评定
1、用碳当量法估算钢材的焊接性CE
①、CE越高,钢材的焊接性越差。
②、ωCE<0.4%热影响区淬硬及冷裂倾向不大,焊接性优良;
③、ωCE=0.4-0.6%时,热影响区的淬硬及冷裂倾向逐渐增大,焊接性较差;
④、ωCE>0.6%时,热影响区的淬硬及冷裂倾向严重,焊接性很差。
2、焊接性试验
Ⅷ、铸铁补焊方法:
(1)避免白口和裂纹的措施:
a,使焊缝金属缓慢冷却,调整热循环,使碳元素可以自由地游离出来。
b,调整焊缝金属的化学成分,加入硅铝元素促进石墨化
c,同时,焊接过程中采用工艺措施,减小焊接应力,防止裂纹产生
(2)铸铁补焊方法:
热焊法(500-700℃)、半热焊法(400℃)、冷焊法(低于400℃
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