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1、考试题型及分数分布情况考试题型及分数分布情况考试题型及分数分布情况考试题型及分数分布情况一、填空题（每空分，共20分）二、问答题（每小题5分，共10分）三、选择题（每小题1分，共10分）四、工艺计算题（共30分）五、零件工艺结构题：修改不合理工艺结构并画出合理的零件结构图、简述改进理由（每小题3分共30分）第1页/共65页铸造铸造第2页/共65页液态成型的优点液态成型的优点适于做复杂外形，特别是复杂内腔的毛坯适于做复杂外形，特别是复杂内腔的毛坯对材料的适应性广，铸件的大小几乎不受限制对材料的适应性广，铸件的大小几乎不受限制成本低，原材料来源广，成本低，原材料来源广，价格低廉，一般不需价格低廉，
2、一般不需要昂贵的设备要昂贵的设备对于某些塑性很差的材料对于某些塑性很差的材料(如铸铁等如铸铁等)是制造其是制造其毛坯或零件的唯一成型工艺毛坯或零件的唯一成型工艺1 12 23 34 4第3页/共65页 液态金属充满铸型型腔，获得形状准确、轮廓清晰的成型件的能力，称为充液态金属充满铸型型腔，获得形状准确、轮廓清晰的成型件的能力，称为充型能力。充型能力不足时会产生浇不足、冷隔、夹砂、气孔、夹渣等缺陷。型能力。充型能力不足时会产生浇不足、冷隔、夹砂、气孔、夹渣等缺陷。充型能力首先取决于合金的流动性，同时又受铸型性质、浇注条件和铸件结构充型能力首先取决于合金的流动性，同时又受铸型性质、浇注条件和铸件结
3、构等因的影响。等因的影响。铸造最适合制造内腔形状复杂零件的方法。铸造最适合制造内腔形状复杂零件的方法。浇注位置：是指浇注时铸件在铸型中所处的位置。这个位置是否正确，对铸件浇注位置：是指浇注时铸件在铸型中所处的位置。这个位置是否正确，对铸件的质量影响很大。的质量影响很大。第4页/共65页型砂型砂型砂主要由原砂、粘结剂和水等组成型砂主要由原砂、粘结剂和水等组成应具备应具备透气性透气性强度强度耐火性耐火性可塑性可塑性退让性等基本性能。退让性等基本性能。对铸件不良影响 垮砂气孔粘砂裂纹 等绳轮单件小批量生产，材料HT200 第5页/共65页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
4、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：工艺带来许多困难，会造成许多铸造缺陷。（如：缩孔、缩松、裂纹、变形等）。缩孔、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 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；-固态收缩固态收缩第6页/共65页液态成形内应力、变形与裂纹液态成形内应力、变形与裂纹内应力内应力热应力热应力机械应力机械应力l变形：残余
5、热应力的存在，使铸件处在一种非稳定状态，变形：残余热应力的存在，使铸件处在一种非稳定状态，将自发地通过铸件的变形来缓解其应力，以回到稳定的平衡将自发地通过铸件的变形来缓解其应力，以回到稳定的平衡状态状态l裂纹：当热应力大到一定程度会导致出现裂纹裂纹：当热应力大到一定程度会导致出现裂纹(热裂纹与冷热裂纹与冷裂纹）裂纹）铸件在凝固和冷却的过程中，由于铸件铸件在凝固和冷却的过程中，由于铸件的壁厚不均匀，导致不同部位不均衡的的壁厚不均匀，导致不同部位不均衡的收缩而引起的应力。收缩而引起的应力。铸件在固态收缩时，因受到铸型、型芯、铸件在固态收缩时，因受到铸型、型芯、浇冒口、砂箱等外力阻碍而产生的应力。浇
6、冒口、砂箱等外力阻碍而产生的应力。第7页/共65页普通灰铸铁件普通灰铸铁件基体：基体：F F、P P、F+PF+P生产：铁水熔炼好后直接浇铸生产：铁水熔炼好后直接浇铸牌号：牌号：HTXXXHTXXXHT:HT:表示灰铸铁中文拼音的代号表示灰铸铁中文拼音的代号XXX:XXX:三位数字表示最抵抗拉强度三位数字表示最抵抗拉强度(MPa)(MPa)石墨形态：粗片状石墨形态：粗片状问题l1 1）灰铸铁牌号为什么不用含碳量多少）灰铸铁牌号为什么不用含碳量多少表示，而用力学性能表示？表示，而用力学性能表示？l2 2）有一铸件当其强度不够时，可否通）有一铸件当其强度不够时，可否通过增大截面过增大截面 解决？解
7、决？提高灰铸铁的性能提高灰铸铁的性能第8页/共65页可锻铸铁件的生产可锻铸铁件的生产可锻铸铁生产：将白口铸铁件经长时间的高温石墨可锻铸铁生产：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体或珠光体的基体分布着团絮状石墨团絮状石墨的铸铁。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b=300b=300400Mpa400Mpa，塑性（，
8、塑性（12%12%）和韧性（）和韧性（k 30 k 30 J/cmJ/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第9页/共65页可锻铸铁的牌号可锻铸铁的牌号 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，第一组数字表示其最低抗拉强最低抗拉强度度 b b(MPa)(MPa)，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 。KTH30006KTH
9、30006 KTZ45006KTZ45006 可铁黑可铁黑可铁珠可铁珠 b b b b 第10页/共65页球墨铸铁件球墨铸铁件主要特点主要特点石墨成球状，对基体的割裂作用已降到最低，石墨成球状，对基体的割裂作用已降到最低，力学性能比灰铸铁有显著提高。力学性能比灰铸铁有显著提高。可通过热处理改善金属基体，进一步提可通过热处理改善金属基体，进一步提高性能。这一点与灰铸铁不同。高性能。这一点与灰铸铁不同。球墨铸铁较灰铸铁易产生缩孔、缩球墨铸铁较灰铸铁易产生缩孔、缩松、皮下气孔、夹渣等缺陷。松、皮下气孔、夹渣等缺陷。石墨析出时，发生膨胀，应适当提高铸石墨析出时，发生膨胀，应适当提高铸型刚度。型刚度。调
10、速套筒大批量生产、材料QT800-2？第11页/共65页l是铸件让远离冒口的地方是铸件让远离冒口的地方先凝固先凝固l靠近冒口的地方次凝固最靠近冒口的地方次凝固最后才是后才是冒口冒口本身凝固本身凝固l现以厚补薄，将缩孔转移现以厚补薄，将缩孔转移到冒口中去到冒口中去原则：原则：定向凝固原则定向凝固原则合理布置内浇道及确定浇铸工艺。合理布置内浇道及确定浇铸工艺。方法方法合理应用冒口、冷铁和补贴等工艺措施。合理应用冒口、冷铁和补贴等工艺措施。A A等温线法等温线法B B内切圆法内切圆法判断缩孔出判断缩孔出现的方法现的方法消除消除缩孔缩孔和缩和缩松的松的方法方法第12页/共65页热应力的消除方法热应力的
11、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冷铁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。第13页/共65页工艺参数的确定工艺参数的确定加工余量加工余量收缩率收缩率拔模斜度拔模斜度铸造圆角铸造圆角工艺参数工艺参数第14页/共65页铸造工艺图实例铸造工艺图实例分分型型面面的的选选取取至至关关重重要要衬套的零件图、铸造工艺图、铸件图衬套的零件图、铸造工艺图、铸
12、件图第15页/共65页(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，需挖砂造型第16页/共65页内腔设计少用芯，安芯排气与清理，事先考虑想仔细内腔设计少用芯，安芯排气与清理，事先考虑想仔细(a)(b)a)a)改进前；改进前；b)b)改进后改进后第17页/共65页结构应使工艺简化结构应使工艺简化简化外形，分形少 第18页/共65页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
13、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）第19页/共65页加工余量加工余量孔的铸出：要考虑铸出的可能性、必要性、和经济性。一般大孔用下芯的方式铸出，而小孔则用机加工完成。铸造收缩率铸造收缩率 铸件在凝固和冷却过程中会铸件在凝固和冷却过程中会发生收缩而造成各部分体积和发生收缩而造成各部分体积和尺寸缩小。尺寸缩小。为使铸件的实际尺为使铸件的实际尺寸符合图样要求，在制作模样寸符合图样要求，在制作模样和芯盒时，模样和芯盒的制造和芯盒时，模样和芯盒的制造尺寸应比铸件放大一个该合金尺寸应比铸件放大一个该合金的收缩率。的收缩率。合金收缩率的大小取决于铸合金收缩
14、率的大小取决于铸造合金的种类及铸件的结构、造合金的种类及铸件的结构、尺寸等因素。尺寸等因素。通常灰通常灰铸铁铸铁的铸造收缩率是的铸造收缩率是0.7%1.0%0.7%1.0%，铸钢铸钢的铸造收缩率的铸造收缩率为为1.3%2.0%1.3%2.0%余量；斜度；型芯；型芯头；余量；斜度；型芯；型芯头；分型面和浇注位置分型面和浇注位置 第20页/共65页便于起模实例便于起模实例肋的布置第21页/共65页凸肋设计避活块 第22页/共65页压力加压力加工工第23页/共65页l回复回复：冷变形后的金属加热至一定温度后，因原：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，晶粒子的活
15、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，在晶粒大小尚无变化的情况下残余应力大大减小，在晶粒大小尚无变化的情况下使其力学性能和物理性能部分得以恢复的过程（硬使其力学性能和物理性能部分得以恢复的过程（硬度大幅降低度大幅降低）l加工硬化部分消除 l再结晶：当温度升高到该金属熔点的倍时再结晶：当温度升高到该金属熔点的倍时（T T T T再熔）再熔）再熔）再熔）(K)(K)(K)(K)，金属原子获得更多的热能，使塑性变形后金属，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，变为变形前晶格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，不是相变过程
16、结构相同的新等轴晶粒，不是相变过程l晶粒越细小、组织越均匀、越致密，相应的力学晶粒越细小、组织越均匀、越致密，相应的力学性能越好，强度高塑性高性能越好，强度高塑性高 第24页/共65页冷变形及热变形冷变形及热变形 冷变形：变形温度低于回复温度时，金属在变形过冷变形：变形温度低于回复温度时，金属在变形过程中只有加工硬化而无回复与再结晶现象，变形后的程中只有加工硬化而无回复与再结晶现象，变形后的金属只具有加工硬化组织，这种变形称为冷变形。产金属只具有加工硬化组织，这种变形称为冷变形。产生的原因：生的原因：晶粒沿变形最大的方向伸长晶粒沿变形最大的方向伸长晶格与晶粒均发生扭曲，产生内应力晶格与晶粒均发
17、生扭曲，产生内应力晶粒间产生碎晶，滑移受阻晶粒间产生碎晶，滑移受阻热变形：变形温度在再结晶温度以上时，变形产生热变形：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，变形后金属具有再结晶的等轴晶粒组织，而无任何加工硬化痕迹，具有再结晶的等轴晶粒组织，而无任何加工硬化痕迹，这种变形称为热变形这种变形称为热变形冷变形与热变形相比，其优点是冷变形与热变形相比，其优点是 尺寸、形状精度高尺寸、形状精度高第25页/共65页锻模模膛及其功用锻模模膛及其功用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
18、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。第26页/共65页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
19、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，称为冲孔连皮。终锻后在孔内留下一薄层金属，称为冲孔连皮。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-锻件锻件第27页/共65页制坯模膛制坯模膛l拔长模膛：用来减小坯料某部分拔长模膛：用来减小坯料某部分的横截面积，以增加该部分的长
20、度。的横截面积，以增加该部分的长度。l滚压模膛：用来减小坯料某部分滚压模膛：用来减小坯料某部分的横截面积，以增大另一部分的横的横截面积，以增大另一部分的横截面积。主要是使金属按模锻件形截面积。主要是使金属按模锻件形状来分布。状来分布。l弯曲模膛：对于弯曲的杆类模锻弯曲模膛：对于弯曲的杆类模锻件，需用弯曲模膛来弯曲坯料。件，需用弯曲模膛来弯曲坯料。l切断模膛：上模与下模的角部组切断模膛：上模与下模的角部组成的一对刀口，用来切断金属。成的一对刀口，用来切断金属。拔长模膛拔长模膛a-a-开式开式b-b-闭式闭式a-a-开式开式b-b-闭式闭式滚压模膛滚压模膛a-a-弯曲弯曲模膛模膛b-b-切断切断模
21、膛模膛弯曲与切断模膛弯曲与切断模膛第28页/共65页锤上模锻成型工艺设计锤上模锻成型工艺设计 锤上模锻成型的工艺过程一般为：切断毛坯锤上模锻成型的工艺过程一般为：切断毛坯加热加热坯料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锻件热处理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、计算坯锤上模锻成型的工艺设计包括制定锻件图、计算坯料尺寸、确定模锻工步料尺寸、确定模锻工步(选择模膛选择模膛)、选择设备及安排、选择设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。工步的确定。锤
22、上模锻的锻模模膛，根据其功用不同，可分为锤上模锻的锻模模膛，根据其功用不同，可分为预预锻模膛、终锻模膛锻模膛、终锻模膛和和制坯模膛制坯模膛等三类。等三类。第29页/共65页 液态模锻原理仿真液态模锻原理仿真液态模锻液态模锻l液态模锻的工艺流液态模锻的工艺流程：程：l原材料配制原材料配制熔炼熔炼浇注浇注加压成型加压成型脱模脱模冷却冷却热处理热处理检验检验入库。入库。l液态模锻造是一种介于铸造和锻造之间的加工方法。第30页/共65页l精密模锻精密模锻是在模锻设备上锻造出形状复杂、锻件精度高的模是在模锻设备上锻造出形状复杂、锻件精度高的模锻工艺。如精密模锻伞齿轮，其齿形部分可直接锻出而不必再锻工艺。
23、如精密模锻伞齿轮，其齿形部分可直接锻出而不必再经切削加工。模锻件尺寸精度可达经切削加工。模锻件尺寸精度可达IT12IT12IT15IT15，表面粗糙度为，表面粗糙度为。l精密模锻工艺过程：精密模锻工艺过程：先将原始坯料普通模锻成中间坯料先将原始坯料普通模锻成中间坯料再再对中间坯料进行严格的清理，除去氧化皮或缺陷对中间坯料进行严格的清理，除去氧化皮或缺陷最后采用无最后采用无氧化或少氧化加热后精锻氧化或少氧化加热后精锻(如图如图)。精密模锻精密模锻下料下料普通模锻普通模锻精密模锻精密模锻精密模锻的大致工艺过程精密模锻的大致工艺过程第31页/共65页薄板的薄板的冲压成型冲压成型分分 离离 工工 序序
24、：使坯料的一部分与另一部分相：使坯料的一部分与另一部分相互分离的工序。如落料、冲孔、切断、精冲互分离的工序。如落料、冲孔、切断、精冲等。等。变变 形形 工工 序序：使坯料的一部分相对于另一部：使坯料的一部分相对于另一部分产生位移而不破裂的工序。如拉深、弯曲、分产生位移而不破裂的工序。如拉深、弯曲、翻边、胀型、旋压等。翻边、胀型、旋压等。落料及冲孔（统称落料及冲孔（统称冲裁冲裁）落料落料是被分离的部分为成品，而周边是废料；是被分离的部分为成品，而周边是废料；冲孔冲孔是被分离的部分为废料，而周边是成品。是被分离的部分为废料，而周边是成品。第32页/共65页l拉深中常见的废品及防止措施拉深中常见的废
25、品及防止措施l拉伸件中最危险的部位是直壁与底部的过渡圆角处，当拉拉伸件中最危险的部位是直壁与底部的过渡圆角处，当拉应力超过材料的强度极限时，此处将被应力超过材料的强度极限时，此处将被“拉裂拉裂”。防止。防止“拉拉裂裂”的措施有：的措施有：l正确选择拉伸系数正确选择拉伸系数l拉深件直径拉深件直径d d与坯料直径与坯料直径D D的比值称为拉深系数，用的比值称为拉深系数，用m m表示，表示，即即m=d/Dm=d/D。l拉深系数不小于。坯料的塑性差取上限值，塑性好取下拉深系数不小于。坯料的塑性差取上限值，塑性好取下限值。限值。拉深废品拉深废品第33页/共65页l如果拉深系数过小，不能一次拉深成形时，则
26、可采用如果拉深系数过小，不能一次拉深成形时，则可采用多次拉深工艺。多次拉深工艺。l第一次拉深系数第一次拉深系数 m1=d1/Dm1=d1/Dl第二次拉深系数第二次拉深系数 m2=d2/d1m2=d2/d1l第几次拉深系数第几次拉深系数 mn=dn/dn-1mn=dn/dn-1l总的拉深系数总的拉深系数 m=m1m2mnm=m1m2mn多次拉深时圆筒直径的变化多次拉深时圆筒直径的变化第34页/共65页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1)1)r r凹。这两个圆
27、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 Z1.2)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第35页/共65页自由锻件的结构工艺性自由锻件的结构工艺性避免锥体和斜面结构避免锥体和斜面结构几何体间的交接处几何体间的交接处不应形成空间曲线不应形成空间曲线改成平面与圆柱、改
28、成平面与圆柱、平面与平面平面与平面锻件的结构工艺性锻件的结构工艺性第36页/共65页自由锻件的结构工艺性自由锻件上不应设计自由锻件上不应设计出加强筋、凸台、工字形截面出加强筋、凸台、工字形截面截面变化大的锻件，截面变化大的锻件，采用组合连接采用组合连接第37页/共65页焊接焊接第38页/共65页焊接方法焊接方法电弧焊电弧焊熔焊电渣焊电渣焊等离子弧焊等离子弧焊电子束焊电子束焊激光焊激光焊气体保护焊气体保护焊埋弧焊埋弧焊根据实现原子结合根据实现原子结合基本途径的不同，基本途径的不同，对熔焊分类。对熔焊分类。手弧焊手弧焊熔化焊熔化焊压力焊压力焊钎焊钎焊 第39页/共65页焊接接头的组织与性能焊接接头
29、的组织与性能 熔焊热原的高温集中融化焊缝区金属，并向工件金属传导热量，必然引起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的组织和性能发生变化。焊缝及附近区域金属的组织和性能发生变化。焊缝区焊缝区在焊接接头横截面上测量的焊缝在焊接接头横截面上测量的焊缝金属的区域。金属的区域。熔合区熔合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区的过渡区。热影响区的过渡区。热影响区热影响区-受焊接热循环的影响，焊缝附近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的母材因焊接热作用发生组织或性能变化的区域（区域（熔合区，过热区、正火
30、区、部分相变熔合区，过热区、正火区、部分相变区区）。低碳钢的焊接接头中正火区的性能最）。低碳钢的焊接接头中正火区的性能最好。好。第40页/共65页由于电弧产生的热量在阳极和阴极上有一定的差异，由于电弧产生的热量在阳极和阴极上有一定的差异，在使用直流电焊机焊接时，有两种接线方法：在使用直流电焊机焊接时，有两种接线方法：l直流正接：焊件接正极，焊条接负极（厚板、酸性焊条）直流正接：焊件接正极，焊条接负极（厚板、酸性焊条）l直流负接直流负接：焊件接负极，焊条接正极（薄板、碱性低氢：焊件接负极，焊条接正极（薄板、碱性低氢焊条、低合金钢和铝合金）焊条、低合金钢和铝合金）直流正接与负接直流正接与负接第41
31、页/共65页熔池的保护熔池的保护焊剂是由焊剂是由SiOSiO2 2，MnOMnO、MgOMgO及及CaFCaF等组成的硅酸盐。等组成的硅酸盐。焊剂保护的效果焊剂保护的效果l形成熔融的液态焊剂薄膜，使熔池与空气隔绝，大大形成熔融的液态焊剂薄膜，使熔池与空气隔绝，大大减少焊缝中的含气量，提高焊缝韧性。减少焊缝中的含气量，提高焊缝韧性。l延长熔池存在时间，加强了冶金反应，有利于气孔、延长熔池存在时间，加强了冶金反应，有利于气孔、夹渣的析出。夹渣的析出。气保护渣-气联合保护渣保护手工电弧焊？第42页/共65页摩擦焊摩擦焊l摩擦焊的工艺过程原理摩擦焊的工艺过程原理l摩擦焊是利用焊件接触面相对旋转运动中相
32、互摩擦摩擦焊是利用焊件接触面相对旋转运动中相互摩擦所产生的热，使端部达到塑性状态，然后迅速顶锻，所产生的热，使端部达到塑性状态，然后迅速顶锻，完成焊接的一种压焊方法。完成焊接的一种压焊方法。l摩擦焊具有以下优点：摩擦焊具有以下优点：l接头的焊接质量好、稳定，其废品率是闪光对焊的接头的焊接质量好、稳定，其废品率是闪光对焊的1%1%左右。左右。l适于焊接异种钢和异种金属适于焊接异种钢和异种金属，如碳素结构钢，如碳素结构钢-高速高速钢、铜钢、铜-不锈钢、铝不锈钢、铝-铜、铝铜、铝-钢等。钢等。气门芯气门芯第43页/共65页埋弧焊 埋弧焊的原理及特点埋弧焊的原理及特点 埋弧自动焊是用焊剂进行渣保护，埋
33、弧自动焊是用焊剂进行渣保护，焊丝为一电极在焊剂层下引燃电焊丝为一电极在焊剂层下引燃电弧燃烧。因电弧在焊剂包围下燃弧燃烧。因电弧在焊剂包围下燃烧，所以热效率高；焊丝为连续烧，所以热效率高；焊丝为连续的盘状焊丝，可连续馈电；焊接的盘状焊丝，可连续馈电；焊接无飞溅，可实现大电流高速焊接，无飞溅，可实现大电流高速焊接，生产率高；金属利用率高，焊接生产率高；金属利用率高，焊接质量好，劳动条件好。埋弧焊适质量好，劳动条件好。埋弧焊适于平直长焊缝和环焊缝的焊接。于平直长焊缝和环焊缝的焊接。1-1-焊件；焊件；2-2-焊剂；焊剂；3-3-焊剂斗；焊剂斗；4-4-焊丝焊丝5-5-送丝滚轮；送丝滚轮；6-6-导电
34、嘴导电嘴7-7-焊缝；焊缝；8-8-焊渣焊渣第44页/共65页l埋弧焊的应用埋弧焊的应用 埋弧焊主要用于埋弧焊主要用于压力容器的压力容器的环缝环缝焊和直缝焊焊和直缝焊，锅，锅炉冷却壁的长直炉冷却壁的长直焊缝焊接，船舶焊缝焊接，船舶和潜艇壳体的焊和潜艇壳体的焊接，起重机械接，起重机械（行车）和冶金（行车）和冶金机械（高炉炉身）机械（高炉炉身）的焊接。的焊接。第45页/共65页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第46页/共65
35、页焊缝的布置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第47页/共65页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第48页/共65页由多块小板焊接拼装成大板材，焊缝合理布置焊缝布置应尽量分散第49页/共65页焊缝密集或交叉，会造成金属过热，加大热影响区，使组织恶化第50页/共65页合理焊缝布置合理焊缝布置第51页/共65页切削加切削加工工第52页/共65页切削运动与工件上形成的表面切削运动与工件上形成的表面切削运动切削运动 机床为实现切削加工，刀具与工件间机床为实现切削加工，
36、刀具与工件间必需具有一定的相对运动，包括主运必需具有一定的相对运动，包括主运动和进给运动。动和进给运动。主运动：主运动：是指在切削加工中，形成机是指在切削加工中，形成机床切削速度或消耗主要动力的工床切削速度或消耗主要动力的工 作运作运动。动。进给运动：进给运动：是指在切削加工中，对工是指在切削加工中，对工件的多余材料不断被去除的工作运动。件的多余材料不断被去除的工作运动。切削运动切削运动第53页/共65页注释：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）主运动可以是工件来实现（车外圆）；
37、主运动也可以是刀具来实现（切断、刨、铣加工）是刀具来实现（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
38、动卧铣卧铣立铣立铣铣刀旋铣刀旋转运动转运动工件纵向、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第54页/共65页在在 基基 面面 (Pr)(Pr)：主偏角主偏角rr主切削刃与进给方主切削刃与进给方向间的夹角向间的夹角 影
39、响切削层的形状，切削刃的影响切削层的形状，切削刃的工作长度和单位切削刃上的负荷。工作长度和单位切削刃上的负荷。减少减少rr，主切削刃单位长度上的，主切削刃单位长度上的负荷减少，刀具磨损小，耐用。负荷减少，刀具磨损小，耐用。4545、6060、7575、9090。影响径向车削分力影响径向车削分力大小大小 。车细长轴时，由于径向力的作用，车细长轴时，由于径向力的作用，车削的工件易出现腰鼓形。车削的工件易出现腰鼓形。副偏角副偏角rr副切削刃与进给方副切削刃与进给方向间的夹角向间的夹角 影响已加工表面的粗糙度和刀影响已加工表面的粗糙度和刀尖强度，减少尖强度，减少rr，减少表面的粗，减少表面的粗糙度的数
40、值，还可提高刀具强度。糙度的数值，还可提高刀具强度。过小，会使副切削刃与已加工面的过小，会使副切削刃与已加工面的摩擦增加，引起震动，降低表面质摩擦增加，引起震动，降低表面质量。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第55页/共65页切削加工性衡量指标切削加工性衡量指标:一定刀具耐用度下的切削速度一定刀具耐用度下的切削速度vTvT：即刀：即刀具耐用度为具耐用度为T(min)T(min)时切削某种材料所允许时切削某种材料所允许的切削速度。的切削速度。相对加工性相对加工性KrKr：即各种材料的：即各种材料的V60V60与与4545钢钢（正火）
41、的（正火）的V60V60之比值（后者的之比值（后者的V60V60作为比作为比较的基准，较的基准，(V60)j(V60)j）Kr=V60/(V60)jKr=V60/(V60)j改善切削加工性的途径改善切削加工性的途径:热处理热处理调整化学成分调整化学成分第56页/共65页镗孔镗孔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,而且可以保证孔与孔而且可以保证孔与孔之间的相互位置精度之间的相互位置精度lc.c.广泛用于单件，小批量生产广泛用于单件，小批量生产中的孔或孔系的加工中的孔或孔系的加工ld.d.生产率低
42、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）、）、内成形面或内成形面或孔内环槽孔内环槽等，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)镗内凹槽镗内凹槽第57页/共65页砂轮的磨削过程，实际上就是砂轮的磨削过程，实际上就是切削、刻划和滑擦切削、刻划和滑擦三三种作用的综合种作用的综合磨粒在高速、高压和高温作用下，将逐渐磨损而磨粒在高速、高压和高温作用下，将逐渐磨损而变得圆钝变得圆钝切削能力下降切削能力下降作用磨
43、粒上的力不断增加作用磨粒上的力不断增加 磨粒破碎磨粒破碎新的较锋利的棱角新的较锋利的棱角自锐性：砂轮的这种自行推陈出新、保持自身锋锐自锐性：砂轮的这种自行推陈出新、保持自身锋锐的性能的性能切屑和碎磨粒会把砂轮堵塞切屑和碎磨粒会把砂轮堵塞砂轮失去外形精度砂轮失去外形精度砂轮磨削一段时间后需要对砂轮进行修整砂轮磨削一段时间后需要对砂轮进行修整 磨削加工磨削加工第58页/共65页铣铣铣铣削零件结构工艺性削零件结构工艺性改进前改进后改进前改进后键槽同向，减少二键槽同向，减少二次装夹定位次装夹定位 加工面在同一高度上 减少走刀次数减少走刀次数键槽加工常选用铣削键槽加工常选用铣削 第59页/共65页 材料
44、为碳素钢的圆柱销轴如图所示，试将材料为碳素钢的圆柱销轴如图所示，试将3535、5555圆柱面及键槽的最终加工方法圆柱面及键槽的最终加工方法及设备？及设备？3535圆柱面：磨削，磨床；圆柱面：磨削，磨床；5555圆柱面：车削，车床；圆柱面：车削，车床；键槽：铣削，铣床键槽：铣削，铣床 第60页/共65页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后统一零件形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：
45、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。第61页/共65页留有足够的退刀槽、空刀槽和越程槽越程槽足够宽退刀槽改进前改进后磨削退刀槽的结构磨削退刀槽的结构磨孔的越程槽 为了避免刀具或砂轮与工件的某为了避免刀具或砂轮与工件的某为了避免刀具或砂轮与工件的某为了避免刀具或砂轮与工件的某个部分相碰，有时要留出个部分相碰，有时要留出个部分相碰，有时要留出个部分相碰，有时要留出退刀槽、退刀槽、空刀槽和越程槽等。空刀槽和越程槽等。刨刨削削零零件件结结构构工工艺艺性性改进前改进后避免砂轮与工件相碰 第62页/共65页刨刨刨刨削零件结构工艺性削零件结构工艺性改进前改进后加工面在同一高度上 减少走刀次数减少走刀次数第63页/共65页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后刨削零件结构工艺性（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。磨削零件结构工艺性改进前改进后内孔的沟槽改进前改进后减少加减少加工面积工面积第64页/共65页感谢您的观看！第65页/共65页