金属工艺学复习重点
第一章切削加工
1. 零件的种类
（1）轴类（2）盘套类（3）支架箱体（4）六面体（5）机身基座（6）特殊类
2. 切削运动
（1）主运动（2）进给运动
3. 切削用量三要素、公式
4. 零件表面的成型方法（1）轨迹法（2）成形法（3）展成法
5. 刀具的组成
6. 刀具的参考系
7. 刀具的几何角度？如何标注？
8. 常见的刀具材料及用途
9.
第二章特种加工
1.特种加工有那些？举出3个加工实例
第三章特性表面的加工
1.螺纹的种类、用途和标注
2.螺纹的基本要素
3.螺纹的加工方法
4.常见的齿轮种类？
5.齿轮的主要参数
6.齿轮的加工方法有那些？
7.插齿和滚齿有那些运动？
8.成形面的种类有那些？（1）回转（2）直线（3）立体第四章常见表面加工方案需选择
1.外圆加工方案
2.内孔加工方案
3.平面加工方案
4.表面加工方案的依据
（1）根据表面的尺寸精度和表面粗度
（2）零件结构形状和尺寸选择
（3）根据零件热处理状态选择
（4）根据零件材料的性能选择
（5）根据零件的批量选择
5.轴加工方案、盘套类加工方案、V形铁加工方案实例第五章数控加工技术
第六章
第七章其他新技术新工艺
一、爆炸成形
二、液压成形
三、旋压成形
四、喷丸成形
五、滚挤压加工
六、滚扎成形加工
七、胶接
第八章零件的结构工艺性
零件的结构工艺性
1. 尽量采用标准化参数
2. 便于装夹
3. 便于进刀和退刀
4. 避免给加工带来困难
5. 零件结构要有足够的刚度
6. 减少装夹次数
7. 减少机床调整
8. 减少刀具种类
9. 减少加工面积
10. 便于测量
11. 热处理
12. 便于装配
13. 分解独立装配
14. 避免在箱体内装配
15. 便于拆卸
16. 要有正确的装配基准
17. 增加调节环
第九章零件的制造工艺过程
第一节零件加工工艺的基本知识一、工艺过程的概念
1．生产纲领(N)：
企业在计划期内应当生产产品、产量和年度计划。生产纲领用年产量表示。
产品中某零件的生产纲领就是包括备品和废品在内的年产量。
N=Qn(1+α)(1+β)
式中：N--零件的生产纲领
Q---产品的生产纲领
n---产品中包含该零件的数量
α---该零件的备件率
β---该零件的平均废品率
例如：生产10000台轿车轮毂，计算生产轮毂的生产纲领。
N=Qn(1+α%)(1+β%)
=10000Ｘ5（1+3%）（1+1%）
=52015
2．生产类型（三种）
1）单件生产：单个地制造某一种零件，很少重复，甚至不完全不重复的生产，称为单件生产
2）成批生产：（小批、中批、大批）成批制造相同零件，每个一定时间重复生产。
3）大量生产：
按品种生产量角度划分生产类型，可以分为少品种大量生产、中量（成批）生产和多品种少量生产。而在成批生产中，又可划分为大批生产、中批生产和小批生产。由于大批和大量生产特点相近，单件和小批生产特点相近，所以在实际工作中，通常分为大量大批生产、成批生产和单件小批生产。在一般情况下，大批大量生产具有生产稳定、效率高、成本低、管理工作简单等特点。但也存在着投资大（专用夹具和专用机械设备的配备）、适应性差和灵活性差等特点。这样会给产品更新换代带来巨大损失。单件小批生产，由于作业现场不断变换品种，作业准备改变频繁，造成生产能力利用率低（人和机器设备的闲置等待）所以生产稳定性差、效率低、成本高、管理工作复杂等。因此，必须尽力做好作业准备、作业分配、作业进度计划和进度调整等工作。中批生产特点介于上述二者之间。
3.生产过程
生产过程是指将原材料转变为成品的全过程。
包括：原材料运输和保管、生产准备工作、毛坯制造、机械加工、热处理、装配、检验、调试、油漆和我装等。
4.工艺过程
生产过程中，直接改变原材料或毛坯的形状、相对位置、尺寸和性能等，使其成为成品或半成品的过程。
可以通过不同的工艺方法来完成。因而工艺过程又可具体分为铸造、锻造、冲压、焊接、机械加工、特种加工、热处理、表面处理、装配等工艺过程。
采用机械加工方法，直接改变加工对象的形状、尺寸和表面性能，使之成为成品的过程，称为机械加工工艺过程。
机械加工工艺过程是由若干个按一定顺序排列的工序组成。
5．工序
工序是指一个或一组工人，在一个工作地对同一个或同时几个工件所连续完成的那一部分工艺过程。
划分工序的主要依据是工作地点是否改变和加工是否连续。
这里的连续，是指工序内的工作需连续完成，不能插入其它工作内容或者阶段性加工。
工序是组成工艺过程的基本单元，也是制定生产计划、进行经济核算的基本单元。工序又可细分为安装、工位、工步、走刀等组成部分。
（1）工位
工位是指在一次装夹中，工件在机床上所占的每个位置上所完成那一部分工序。
（2）工步
工步是指在加工表面（或装配时的连续表面）不变、加工工具不变和切削用量不变的条件下，所连续完成的那部分工序。工步是构成工序的基本单元。
（3）走刀
走刀是指刀具相对工件加工表面进行一次切削所完成的那部分工作。每个工步可包括一次走刀或几次走刀。
举例：先确定加工方案：车、磨
工序工序内容
机床或场
地
1 车端面，钻中心孔，粗车各外圆，精车各外圆，切槽，倒角，车螺纹车床
2 磨±￠30±1.0065，￠35±0.008及￠45±0.008外圆至尺寸要求，
靠磨￠50台肩面
外圆磨床
3 检验
二、工件的安装
安装是指工件（或装配单元）通过一次装夹后所完成的那一部分工序。
装夹：将工件在机床上或夹具中定位、夹紧的过程。
1.直接找正装夹精度高，生产率低，要求工人水平，单件小批生产；
2.划线找正装夹加工余量均匀；
3.专用夹具装夹生产率高，不要求工人水平，大批大量生产。
￠
夹具简介
1.夹具的种类
1）通用夹具
2）专用夹具
2.夹具的主要组成部分
1）定位元件
2）夹紧机构
3）导向元件
4）夹具体和其他部分
三、工件的六点定位原理
xoy面上：1、2、3点：
xoz面上：4、5点：
yoz面上：6点
限制了六个自由度——六点定位原理
注意：
1．定位支撑点限制工件自由度必须使支撑点与工件定位面始终保持贴紧；
2．限制工件自由度的定位元件不一定是支撑点，常用定位板、心轴、V型块上
的有关表面。
超定位、过定位：
前后顶尖限制：
三爪自定心卡盘：
顶尖中心线和三爪止卡盘中心线不重合
——超定位会影响精度
不完全定位：
元件被限制的自由度数少于六个仍能满足加工要求。如有图加工通槽，只需限制五个自由度；平面磨床磨平面，只需限制三个自由度。
练习题：如图长V型块与短V型块各限制了几个自由度？
图9-8 悬挂的中间导向支承架
1－夹具底座；2、4－镗模支架；3－吊架
图9-9 以顶面和两销孔定位
1、 2－定位销；3－导向支承架；4－定位支承板
四、工件的基准
零件上用以确定其它点、线、面的位置所依据的那些点、线、面称为基准。根据其功用的不同，可分为设计基准、工艺基准两大类。
在零件图上用以确定其它点、线、面的基准，称为设计基准。
零件在加工、测量、装配等工艺过程中使用的基准统称工艺基准。
1．装配基准在零件或部件装配时用以确定它在机器中相对位置的基准。
2．测量基准用以测量工件已加工表面所依据的基准。例如以内孔定位用百（千）分表测量外圆表面的径向跳动，则内孔就是测量外圆表面径向跳动的测量基准。
图6-1 工序基准示例图6-2 齿轮的加工
3．工序基准在工序图中用以确定被加工表面位置所依据的基准。所标注的加工面的位置尺寸称工序尺寸。工序基准也可以看作工序图中的设计基准。图6-1 所示为钻孔工序的工序图，图a、b分别表示两种不同的工序基准和相应的工序尺寸。
设计基准
基准定位基准
工艺基准度量基准
装配基准
作为定位基准的点或线，总是以具体表面来体现的，这种表面就称为定位基准面。
例如，轴类零件与盘套类零件，当定位基准均为轴线时，定位基准面却分别是中心孔和内孔。
4．定位基准用以确定工件在机床上或夹具中正确位置所依据的基准。如轴类零件的中心孔就是车、磨工序的定位基准。如图6-2所示的齿轮加工中，从图a可看出，在加工端面E及内孔F的第一道工序中，是以毛坯外圆面A及端面B确定工件在夹具中的位置的，故A、B面就是该工序的定位基准。图b是加工齿轮端面B及外圆A的工序，用E、F面确定工件的位置，故E、F面就是该工序的定位基准，由于工序尺寸方向的不同，作为定位基准的表面也就不同。
作为基准的点、线、面有时在工件上并不一定实际存在（如孔和轴的轴线、某两面之间的对称中心面等），在定位时是通过有关具体表面起定位作用的，这些表面称定位基面。例如在车床上用顶尖拨盘安装一根长轴，实际的定位表面（基面）是顶尖的锥面，但它体现的定位基准是这根长轴的轴线。因此，选择定位基准，实际上既选择恰当的定位基面。
五、定位基准的选择原则
定位基准分为粗基准和精基准。
粗基准：用毛坯的未加工的表面作为定位基准。凡是以未经过机械加工的毛坯表面作定位基准的，称为粗基准，粗基准往往在第一道工序第一次装夹中使用。
精基准：用加工过的表面作为定位基准。
（1）粗基准的选择原则：
尽量选择不要求加工的表面作为粗基准。
若零件的所有表面都需加工，应选择加工余量和公差最小的表面作为粗基准。
选择光洁、平整、面积足够大、装夹稳定的表面作粗基准。
粗基准一般只在第一道工序中使用，以后应尽量避免重复使用。
(一)粗基准的选择
粗基准的选择，主要考虑如何保证加工表面与不加工表面之间的位置和尺寸要求，保证加工表面的加工余量均匀和足够，以及减少装夹次数等。具体原则有以下几方面：
1．如果零件上有一个不需加工的表面，在该表面能够被利用的情况下，应尽量选择该表面作粗基准。
2．如果零件上有几个不需要加工的表面，应选择其中与加工表面有较高位置精度要求的不加工表面作第一次装夹的粗基准。
3．如果零件上所有表面都需机械加工，则应选择加工余量最小的毛坯表面作粗基准。
4．同一尺寸方向上，粗基准只能用一次。
5．粗基准要选择平整、面积大的表面。
(二)精基准的选择
选择精基准时，主要应考虑如何保证加工表面之间的位置精度、尺寸精度和装夹方便，其主要原则是：
1．基准重合原则即选设计基准作本道加工工序的定位基准，也就是说应尽量使定位基准与设计基准相重合。这样可避免因基准不重合而引起的定位误差。
2．基准统一原则在零件加工的整个工艺过程中或者有关的某几道工序中尽可能采用同一个（或一组）定位基准来定位，称为基准统一原则。
3．互为基准原则若两表面间的相互位置精度要求很高，而表面自身的尺寸和形状精度又很高时，可以采用互为基准、反复加工的方法。
4．自为基准原则如果只要求从加工表面上均匀地去掉一层很薄的余量时，可采用以加工表面本身作定位基准。
●退火和正火大多数铸铁和锻件要进行退火或正火，一般安排在毛坯制造和粗加工之间，以改善切削加工性能。
●调质调质可获得良好的综合机械性能，调质后仍可用刀具进行加工，因此一般安排在粗加工和半精加工之间。这样了有利于消除粗加工产生的内应力。
●淬火工件淬火后的硬度一般高于HRC40，用普通刀具加工较为困难，因此淬火通常安排在半精加工之后磨削之前。
●时效对于尺寸稳定性要求高的精密零件，必须进和时效处理。根据零件精度和刚性不同，时效可以安排一次或多次。一次时效一般安排在粗加工和半精加工之间，二次时效安排在半精加工和精加工之间。
拟订工艺过程
拟订工艺过程就职把零件各表面的加工，按顺序作合理的安排。工序安排一般要考虑以下三条原则：
●基准先行原则。
●粗、精加工分开原则。
●先主后次原则。
确定各工序的加工余量
编制工艺卡片。
第二节零件加工工艺的制定
一、制定零件加工工艺的内容和要求
二、制定零件加工工艺的步骤
1.研究零件图样及其技术要求
2.选择毛坯的类型
3.零件的工艺分析
（1）确定主要表面的加工方法和步骤
（2）确定定位基准
①阶梯轴
②盘类零件
③支架箱体类④
4.安排热处理工序
5.拟定工艺路线
（1）基准先行原则
（2）粗精分开原则
（3）确定各工序加工余量、切削用量和工时定额
工艺路线是指从毛坯制造开始经机械加工、热处理、表面处理生产出产品、零件所经过的工艺流程。工艺路线是工艺规程的总体布局，它主要涉及零件表面加工方法的选择、加工阶段的划分、加工工序数目的确定和工序的安排。
1、表面加工方法的选择
在选择零件各表面的加工方法时，主要应从以下几个方面来考虑。
(一)零件的结构
包括组成零件各表面的性质和尺寸的大小及结构的复杂程度。各种典型表面都有其相适应的加工方法。例如，外圆表面的加工，主要以车、磨为主；孔的加工，则以钻、铰、车、镗、磨等为主；平面加工又以铣、刨、插、拉、车、磨等为主；精密螺纹加工是以车、磨、研为主；齿形的主要加工方法有滚、插、拉、磨、剃、珩、研等。
(二)各种加工方法所能达到的经济精度和表面粗糙度
任何一种加工方法能获得的加工精度和表面粗糙度都有一个相当大的范围，而高精度的获得一般要以高成本为代价，不适当的高精度要求，会导致加工成本急剧上升。
(三)工件材料的性质
加工方法的选择，常受工件材料性质的限制。例如淬火钢淬火后应采用磨削加工；而有色金属磨削困难，常采用金刚镗或高速精密车削来进行精加工。
(四)工件的结构形状和尺寸
以内圆表面加工为例，回转体零件上较大直径的孔可采用车削或磨削；箱体上IT7级的孔常用镗削或铰削，孔径较小时宜用铰削，孔径较大或长度较短的孔宜选用镗削。
(五)生产率和经济性
选择加工方法一定要考虑生产类型，这样才能保证生产率和经济性要求。
2、加工阶段的划分
零件的加工质量要求较高或结构较为复杂时，一般工艺路线较长，工序较多。从零件的整个机械加工工艺过程来看，可划分为五个加工阶段：
(一)粗加工阶段此阶段主要任务是切除大部分加工余量，应使用高生产率的加工方法和设备，以提高生产率。而对于精度要求很低的加工表面，在本阶段可直接加工完毕。
(二)半精加工阶段此阶段要切除粗加工后可能产生的变形和缺陷，并为主要表面的精加工作好准备。一般安排在热处理之前进行。对于次要表面的加工（如钻孔、攻丝、铣键槽等）则在本阶段加工完毕。
(三)精加工阶段此阶段是要保证主要表面达到图纸规定的质量要求，主要是靠精加工方法和工艺装备保证质量。
(四)光整加工阶段主要是为加工质量要求特别高（6级以上标准公差，表面粗糙度Ra0.2um以下）的表面设置的加工阶段。该阶段主要用光整加工方法和专门的工艺装备来降低表面粗糙度值，用以获得很光洁的表面。
(五)超精密加工阶段其加工精度在0.3～0.03μm、表面粗糙度值在
Ra0.05～0.03μm范围（或称亚微米级加工）。
划分加工阶段的目的是：
1．零件在加工中由于受切削力、切削热和内应力的作用，不可避免地要产生变形，影响加工质量。划分加工阶段并使各加工阶段有一定的时间间隔，便于残余应力得到释放，从而减少这些变形带来的影响，或者在加工阶段之间安排诸如热处理、校直、自然时效等工序来消除各种变形的影响，提高加工质量。
2．由于各加工阶段的主要任务不同，加工方法、加工设备、不同等级的技术工人的配备也就不同。为合理地使用设备和发挥技术工人的积极性，粗加工用功率大、精度较低、效率高的设备和技术等级低的工人。精加工则与之相反，从而发挥机床的各自特点，满足高效、低耗生产的要求。
3．便于安排热处理工序。例如，粗加工后安排时效处理，消除粗加工时工件所产生的残余应力；精加工又安排在淬火工序之后，以利于提高加工精度和消除淬火产生的变形及氧化层。
4．便于发现毛坯的缺陷，以便及时报废或修补，减少浪费。
5．精加工阶段放在最后进行加工，可以避免因零件在周转时的运输当中精加工表面的碰伤及划伤。
3、工序集中与工序分散
安排零件的加工工艺过程时，还要解决工序集中和工序分散问题。在不同的生产条件下，工艺人员编制的工艺会有所不同。。
我们把同一个零件工艺过程中工序多少的状况称为工序的集中和分散。
工序集中就是在每个工序中加工内容很多，尽可能在一次安装中加工许多表面，或尽量在同一台设备上连续完成较多的加工要求。这样，零件工艺过程中工序少，工艺路线短。
工序分散则相反，它把加工表面分的很细，每个工序加工内容少，表现为工序多，工艺路线长。
由于工序的集中和分散各有特点，究竟按何种原则确定工序数量，这要根据生产纲领、机床设备及零件本身的结构和技术要求等作全面的考虑。但从技术的发展方向来看，随着数控机床、加工中心的发展和应用，今后将更多地趋向于工序集中。
4、加工顺序的安排
《工程材料及热加工工艺基础》复习要领 第一篇工程材料 一、基本概念 晶体、非晶体、晶格、晶胞、晶面、晶向、单晶休、多晶休、晶粒、晶界、结晶、同素界晶转变（重结晶）、过冷度、变质处理（孕育处理）、组元、相、固溶体、金属化合物、机械混合物、固溶强化、共晶反应、共析反应、热脆、冷脆、钢的热处理、化学热处理、索氏体、屈氏体（托氏体）、贝氏体、马氏体、临界冷却速度、红硬性、球化处理、石墨化退火 二、基本知识点 1.评定金属材料各项力学性能（强度、硬度、塑性、韧性等）的具体指标的物理意义及表示符号 2.单晶体与多晶体的区别 3.金属中常见的三种品格类型（分类、原子数、致密度） 4.结品的必要条件:具有一定的过冷度 5.结晶的-?般规律 6.晶粒大小对机械性能的影响及细化晶粒的主要方法 7.三种合金（固溶体，金属化合物，机械混合物）的结构、分类、晶格类型特点及力学性能特点 &铁碳合金基本组织的概念、成分、组织结构和性能特征 9.铁碳合金相图中特性点的物理意义、温度、含碳量 10.铁碳合金相图中的特性线的物理意义 11.铁碳合金的分类 12.碳的含量与铁碳合金力学性能间的关系 13.钢的结品过程及组织转变（会绘制冷却曲线及室温下组织示意图） 14.共晶、共析反应式 15?常用热处理工艺的概念、目的、加热温度范围、冷却方式 16.钢的分类、编号及应用 17.铸铁种类、牌号表示法、性能特点及应用 18.能对简单或典型零件的材料进行选择 第二篇铸造 一、基本概念 充型能力、收缩、定向凝固（顺序凝固）、同时凝固 二、基本知识点 1.影响充型能力的因素及充型能力对铸件质量的影响
2.合金的收缩阶段及其对铸件质量的影响（缩孔、缩松、铸造内应力、变形和裂
《金属工艺学》复习资料 一、填空： 1.合金的收缩经历了(液态收缩)、(凝固收缩)、(固态收缩)三个阶段。 2.常用的热处理方法有（退火）、（正火）、（淬火）、（回火）。 3.铸件的表面缺陷主要有（粘砂）、（夹砂）、（冷隔）三种。 4.根据石墨的形态，铸铁分为（灰铸铁）、（可锻铸铁）、（球墨铸铁）、（蠕墨铸铁）四种。 5.铸造时，铸件的工艺参数有（机械加工余量）、（起模斜度）、（收缩率）、（型芯头尺寸）。 6.金属压力加工的基本生产方式有（轧制）、（拉拔）、（挤压）、（锻造）、（板料冲压）。 7.焊接电弧由（阴极区）、（弧柱）和（阳极区）三部分组成。 8.焊接热影响区可分为（熔合区）、（过热区）、（正火区）、（部分相变区）。 9.切削运动包括（主运动）和（进给运动）。 10.锻造的方法有（砂型铸造）、（熔模铸造）和（金属型铸造）。 11.车刀的主要角度有（主偏角）、（副偏角）、（前角）、（后角）、（刃倾角）。 12.碳素合金的基本相有（铁素体）、（奥氏体）、（渗碳体）。 14.铸件的凝固方式有（逐层凝固）、（糊状凝固）、（中间凝固）三种。 15.铸件缺陷中的孔眼类缺陷是（气孔）、（缩孔）、（缩松）、（夹渣）、（砂眼）、（铁豆）。 17.冲压生产的基本工序有（分离工序）和（变形工序）两大类。 20.切屑的种类有（带状切屑）、（节状切屑）、（崩碎切屑）。 21.车刀的三面两刃是指（前刀面）、（主后刀面）、（副后刀面）、（主切削刃）、（副切削刃）。 二、名词解释： 1.充型能力：液态合金充满铸型型腔，获得形状完整、轮廓清晰铸件的能力，成为液态合金的充型能力。2．加工硬化：随着变形程度增大，金属的强度和硬度上升而塑性下降的现象称为加工硬化。
塑性加工金属塑性变形 1.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和硬度指标都有所提高，但塑性和韧性有所下降的现象。 2.回复：将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，使原子恢复到平衡位置，晶体内残余应力大大减小的现象。 3.再结晶：当温度升高到该金属熔点的0.4倍时，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，变为与变形前晶格结构相同的新等轴晶粒的过程。4、冷变形：是金属在再结晶温度以下所进行的变形或加工，如钢的冷拉或冷冲压等；热变形：是金属在再结晶温度以上所进行的变形或加工，如钢的热轧、热锻等。 5.可锻性：材料在锻造过程中经受塑性变形而不开裂的能力。6.锻造比：锻造时变形程度的一种表示方法，通常用变形前后的截面比、长度比、或高度比来表示。7.锻造：自由锻与模锻的生产与应用。与自由锻相比，模锻尺寸精度高，机械加工余量小，锻件的显微组织分布更为合理，可进一步提高零件的使用寿命。模锻生产率高，操作简单，容易实现机械化和自动化。但设备投资大，模锻成本高，生产准备周期长，且模锻件的质量受到模锻设备吨位的限制，因而适用于中小型锻件的成批和大量生产。 1.切削运动：包括主运动和进给运动。朱运动使刀具和工件之间产生相对运动，促使道具前刀面接近工件而实现切削。他的速度最高，消耗功率最大。进给运动使刀具与工件之间附加的相对运动，与主运动配合，即可连续地切削，获得具有所需几何特性的已加工表面。 2.切削三要素：切削速度：切削刃上选定点相对于工件主运动的瞬时速度(m/s)；进给量：刀具在紧急运动方向上相对工件的位移量（mm/z）；背吃刀量：在通过切削刃上选定点并垂直于该点主运动方向的切削层尺寸平面中，垂直于进给运动放向测量的切削尺寸（mm）。 3.切削层参数：切削层公称横接面积：切削层在切削尺寸平面里的实际横接面积；切削公称宽度：主切削刃截形上两个极限点间的距离；切削层公称厚度：很截面积与公称宽度之比 4.刀具材料基本要求：较高硬度、足够强度和韧性承受切削力和冲击和震动、较好耐磨性、较高耐热性、较好工艺性。常用材料：碳素工具钢、合金工具钢、高速钢、硬质合金及陶瓷材料。5、车刀切削部分组成：前面：道具上切削流过的表面；后面：刀具上与工件上切削中产生的表面相对的表面。切削刃：指刀具前面上拟作切削刃的刃，有主切削刃和副切削刃之分。6、刀具几何角度和作用：主偏角（一般45、60、75、90度）、副偏角（5—15）：影响切削层截面的形状和参数，切削分力的变化并和副偏角一起影响已加工表面的粗糙度、前角（5-15）、后角（8-12）：减少道具后面与工件表面的摩擦，并配合前角改变切削刃的锋利与强度、刃倾角（负5—+5）：影响刀头的强度、切削和排屑方向 5.切削过程：切削塑形金属是，材料受到道具的作用以后，开始产生弹性变形。随着刀具继续切入，金属内部的应力、应变继续加大。当应力达到材料的屈服点时，产生塑形变形。刀具再继续前进，应力进而达到材料的断裂强度，金属材料被挤裂，并沿着刀具的前面流出而成为切屑。 6.切屑种类：带状切屑、节状切屑、崩碎切屑 7.切削力切削功率的计算：P18 8.切屑热的来源：在切屑过程中，由于绝大部分的切削功都转变成热量，所以有大量的热产生，这些热称之为切削热。主要来源：切屑变形所产生的热量；切屑和刀具的前面之间的摩擦所产生的热量；工件与刀具后面之间的摩擦所产生的热量。 9.切屑热的分布：切屑热产生以后，由切屑、工件、刀具及周围的介质传出、各部分传出的比例取决于工件材料、切削速度、刀具材料及刀具几何形状等。车削时的切屑热主要由切屑传出。 10.切屑热对切削的影响：传入切削及介质中的热量越多，对加工越有利；传入刀具的热量虽然不是很多，但由于刀具切削部分体积很小，因此刀具的温度可达到很高。温度升高以后会加速刀具的磨损；传入刀具的热量，可能使工件变形，产生形状和尺寸的误差。 1、铣削的工艺特点：1）生产率较高。2）铣削时容易产生振动。3）刀齿散热条件好。应用：铣削时，主运动是铣刀的回转运动，进给运动是工件的直线运动或曲线运动。铣刀可以用来加工平面、成形面、齿轮、沟槽，还可以进行孔加工，如钻孔、扩孔等。 铣削可分为粗铣、半精铣、精铣。 1、外圆加工方案的分析及其应用： （1）粗车除淬硬钢以外，各种零件的加工都适用。当零件的外圆面要求精度低、表面粗糙度值较大时，只粗车即可。（2）粗车—半精车对于中等精度和粗糙度要求的末淬硬工件的外圆面，均可采用此方案。（3）粗车—半精车—磨（粗磨或半粗磨）此方案最适于加工精度稍高、粗糙度值较小，且淬硬的钢件外圆面，也广泛用于加工未淬硬的钢件或铸件。（4）粗车—半精车—粗磨—精磨此方案的适用范围基本上与（3）相同，只是外圆面要求的精度更高、表面粗糙度值更小，需将磨削分为粗磨和精磨，才能达到要求。（5）粗车—半精车—粗磨—精磨—研磨（或超级光磨或镜面磨削）此方案可达到很高的精度和很小的表面粗糙度值，但不宜用于加工塑性大的有色金属零件。（6）粗车—精车—精细车此方案主要适用于精度要求高的有色金属零件的加工。塑性加工金属塑性变形 1.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和硬度指标都有所提高，但塑性和韧性有所下降的现象。 2.回复：将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，使原子恢复到平衡位置，晶体内残余应力大大减小的现象。 3.再结晶：当温度升高到该金属熔点的0.4倍时，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，变为与变形前晶格结构相同的新等轴晶粒的过程。4、冷变形：是金属在再结晶温度以下所进行的变形或加工，如钢的冷拉或冷冲压等；热变形：是金属在再结晶温度以上所进行的变形或加工，如钢的热轧、热锻等。 5.可锻性：材料在锻造过程中经受塑性变形而不开裂的能力。6.锻造比：锻造时变形程度的一种表示方法，通常用变形前后的截面比、长度比、或高度比来表示。7.锻造：自由锻与模锻的生产与应用。与自由锻相比，模锻尺寸精度高，机械加工余量小，锻件的显微组织分布更为合理，可进一步提高零件的使用寿命。模锻生产率高，操作简单，容易实现机械化和自动化。但设备投资大，模锻成本高，生产准备周期长，且模锻件的质量受到模锻设备吨位的限制，因而适用于中小型锻件的成批和大量生产。 11.切削运动：包括主运动和进给运动。朱运动使刀具和工件之间产生相对运动，促使道具前刀面接近工件而实现切削。他的速度最高，消耗功率最大。进给运动使刀具与工件之间附加的相对运动，与主运动配合，即可连续地切削，获得具有所需几何特性的已加工表面。 12.切削三要素：切削速度：切削刃上选定点相对于工件主运动的瞬时速度(m/s)；进给量：刀具在紧急运动方向上相对工件的位移量（mm/z）；背吃刀量：在通过切削刃上选定点并垂直于该点主运动方向的切削层尺寸平面中，垂直于进给运动放向测量的切削尺寸（mm）。 13.切削层参数：切削层公称横接面积：切削层在切削尺寸平面里的实际横接面积；切削公称宽度：主切削刃截形上两个极限点间的距离；切削层公称厚度：很截面积与公称宽度之比 14.刀具材料基本要求：较高硬度、足够强度和韧性承受切削力和冲击和震动、较好耐磨性、较高耐热性、较好工艺性。常用材料：碳素工具钢、合金工具钢、高速钢、硬质合金及陶瓷材料。5、车刀切削部分组成：前面：道具上切削流过的表面；后面：刀具上与工件上切削中产生的表面相对的表面。切削刃：指刀具前面上拟作切削刃的刃，有主切削刃和副切削刃之分。6、刀具几何角度和作用：主偏角（一般45、60、75、90度）、副偏角（5—15）：影响切削层截面的形状和参数，切削分力的变化并和副偏角一起影响已加工表面的粗糙度、前角（5-15）、后角（8-12）：减少道具后面与工件表面的摩擦，并配合前角改变切削刃的锋利与强度、刃倾角（负5—+5）：影响刀头的强度、切削和排屑方向 15.切削过程：切削塑形金属是，材料受到道具的作用以后，开始产生弹性变形。随着刀具继续切入，金属内部的应力、应变继续加大。当应力达到材料的屈服点时，产生塑形变形。刀具再继续前进，应力进而达到材料的断裂强度，金属材料被挤裂，并沿着刀具的前面流出而成为切屑。 16.切屑种类：带状切屑、节状切屑、崩碎切屑 17.切削力切削功率的计算：P18 18.切屑热的来源：在切屑过程中，由于绝大部分的切削功都转变成热量，所以有大量的热产生，这些热称之为切削热。主要来源：切屑变形所产生的热量；切屑和刀具的前面之间的摩擦所产生的热量；工件与刀具后面之间的摩擦所产生的热量。 19.切屑热的分布：切屑热产生以后，由切屑、工件、刀具及周围的介质传出、各部分传出的比例取决于工件材料、切削速度、刀具材料及刀具几何形状等。车削时的切屑热主要由切屑传出。 20.切屑热对切削的影响：传入切削及介质中的热量越多，对加工越有利；传入刀具的热量虽然不是很多，但由于刀具切削部分体积很小，因此刀具的温度可达到很高。温度升高以后会加速刀具的磨损；传入刀具的热量，可能使工件变形，产生形状和尺寸的误差。 1、铣削的工艺特点：1）生产率较高。2）铣削时容易产生振动。3）刀齿散热条件好。应用：铣削时，主运动是铣刀的回转运动，进给运动是工件的直线运动或曲线运动。铣刀可以用来加工平面、成形面、齿轮、沟槽，还可以进行孔加工，如钻孔、扩孔等。 铣削可分为粗铣、半精铣、精铣。 2、外圆加工方案的分析及其应用： （1）粗车除淬硬钢以外，各种零件的加工都适用。当零件的外圆面要求精度低、表面粗糙度值较大时，只粗车即可。（2）粗车—半精车对于中等精度和粗糙度要求的末淬硬工件的外圆面，均可采用此方案。（3）粗车—半精车—磨（粗磨或半粗磨）此方案最适于加工精度稍高、粗糙度值较小，且淬硬的钢件外圆面，也广泛用于加工未淬硬的钢件或铸件。（4）粗车—半精车—粗磨—精磨此方案的适用范围基本上与（3）相同，只是外圆面要求的精度更高、表面粗糙度值更小，需将磨削分为粗磨和精磨，才能达到要求。（5）粗车—半精车—粗磨—精磨—研磨（或超级光磨或镜面磨削）此方案可达到很高的精度和很小的表面粗糙度值，但不宜用于加工塑性大的有色金属零件。（6）粗车—精车—精细车此方案主要适用于精度要求高的有色金属零件的加工。
第1页，共5页 第2页，共5页 启用前绝密★ 《金属工艺学》（闭卷） 本试卷考试时间为100分钟，满分100分 一、单项选择题（每小题1分，共20分） 1．在设计机械零件时，一般用 作为零件计算的主要依据。 A ．σb ； B ．σs ； C ．δ； D ．ψ 2．断后伸长率大小与试样尺寸有关，同一材料的 。 A ．δ10＞δ5； B ．δ 10=δ5； C ．δ 10＜δ 5 3．常见金属晶格类型中，金属强度较高的是 。 A ．体心立方晶格； B ．面心立方晶格； C ．密排六方晶格 4．确定合金的浇注温度一般宜在液相线上以 。 A ．30~50℃； B ．50~100℃； C ．100~200℃ 5．优质碳素结构钢，如果是特级优质的，在牌号后面加 。 A ．A ； B ．B ； C ．C ； D ．D ； E ．E 6．将钢奥氏体化后，先浸入冷却能力强的介质中，然后又取出立即转入冷却能力弱的介 质中冷却的淬火工艺称为 α-Fe 。 A ．单介质淬火； B ．双介质淬火； C ．马氏体分级淬火； D ．贝氏体等温淬火 7．α-Fe, r-Fe 同素异晶转变温度是 A ．1538℃； B ．1394℃； C ．912℃； D ．727℃； 8．提高灰铸铁件表面硬度和耐磨性的热处理方法是 。 A ．调质； B ．表面淬火； C ．等温淬火； D ．正火 9．铸造合金的临界壁厚可按其最小壁厚的的 来考虑。 A ．2倍； B ．3倍； C ．4倍 D.5倍 10．淬火后马氏体的硬度决定于 A ．冷却速度； B ．转变速度； C ．谈的质量分数； 11．在铁碳合金中，二次渗碳体的形态为 。 A ．片层状； B ．网状； C ．板条状 ；D, 片状 12．金属表面相变强化方法有 。 A ．激光合金化； B ．激光淬火； C ．喷丸； D ．滚压 13．低合金高强度结构钢中的主要合金元素是 A ．Mn ； B ．Cr ； C ．Ni 14．型砂根据粘结剂不同，分为很多种，其中使用较广的是 。 A ．粘土砂； B ．树脂砂； C ．水玻璃砂； D ．油砂 15．下列材料中， 锻造性能最好。 A ．T10A ； B ．玻璃钢； CT12．； D ．20钢 16．下列材料中， 是复合材料。 A ．电木； B ．玻璃钢； C ．有机玻璃； D ．石英 17．刀具材料要求有高的硬度，通常要求硬度在 以上。 A ．50HRC ； B ．60HR C ； C ． 70HRC D.80 HRC 18．铸造铝合金分为四类，其中 属于铝硅合金。 A ．ZL102； B ．ZL201； C ．ZL301； DZL401． 19、下列钢材中焊接性最好的是 。 A. Q235 B.65 C.08 D. T8 20、淬火一般安排在 ： A.毛坯制造之后； B.粗加工之后， C.磨削之前， D.磨削之后。 二、填空题（每1分，共35分） 1．金属材料的使用性能是金属在使用时所表现出的性能，它包括 和 2．热处理工艺都有 、 、 三个阶段组成
属 工 -艺 学 第 五 版 上 强度：金属材料在里的作用下，抵抗塑性变形和断裂的能力。指标：屈服点（b s）、抗拉强度（b b）塑性：金属材料在力的作用下产生不可逆永久变形的能力。指标：伸长率（S）、断面收缩率（ 3 硬度：金属材料表面抵抗局部变形，特别是塑性变形压痕、划痕的能力。 1布氏硬度：HBS （淬火钢球）。HBW （硬质合金球） 指标：-2洛氏硬度：HR （金刚石圆锥体、淬火钢球或硬质和金球） 3韦氏硬度 习题： 1什么是应力，什么是应变？ 答：试样单位面积上的拉称为应力，试样单位长度上的伸长量称为应变。 5、下列符号所表示的力学性能指标名称和含义是什么？
答：b b:抗拉强度，材料抵抗断裂的最大应力。 （7 S :屈服强度，塑性材料抵抗塑性变形的最大应力。 6：条件屈服强度，脆性材料抵抗塑性变形的最大应力 7 -1 ：疲劳强度，材料抵抗疲劳断裂的最大应力。 S：延伸率，衡量材料的塑性指标。 a k :冲击韧性，材料单位面积上吸收的冲击功。 HRC洛氏硬度，HBS压头为淬火钢球的布氏硬度。HBW压头为硬质合金球的布氏硬度。 过冷度：理论结晶温度与实际结晶温度之差。冷却速度越快，实际结晶温度越低，过冷度越大。纯金属的结晶包括晶核的形成和晶核的长大。 同一成分的金属，晶粒越细气强度、硬度越高，而且塑性和韧性也越好。 原因：晶粒越细，晶界越多，而晶界是一种原子排列向另一种原子排列的过度，晶界上的排列是犬牙交错的，变形是靠位错的变移或位移来实现的，晶界越多，要跃过的障碍越多。 M提高冷却速度，以增加晶核的数目。 J 2在金属浇注之前，向金属液中加入变质剂进行变质处理，以增加外来晶核，还可以采用热处理或塑性加工方法，使固态金属晶粒细化。 3采用机械、超声波振动，电磁搅拌等 合金：两种或两种以上的金属元素，或金属与非金属元素溶合在一起，构成具有金属特性的新物质。组成元素成为组员。 U、固溶体：溶质原子溶入溶剂晶格而保持溶剂晶格类型的金属晶体。 铁碳合金组织可分为：2、金属化合物：各组员按一定整数比结合而成、并具有金属性质的均匀物质 （渗 < 碳体） 3、机械混合物：结晶过程所形成的两相混合组织。
1．影响金属充型能力的因素有：金属成分、温度和压力和铸型填充条件。 2．可锻性常用金属的塑性和变形抗力来综合衡量。 3．镶嵌件一般用压力铸造方法制造，而离心铸造方法便于浇注双金属铸件。 4．金属型铸造采用金属材料制作铸型，为保证铸件质量需要在工艺上常采取的措施包括：喷刷涂料、保持合适的工作温度、严格控制开型时间、浇注灰口铸铁件要防止产生白口组织。 5．锤上模锻的锻模模膛根据其功用不同，可分为模锻模膛、制坯模膛两大类。 6．落料件尺寸取决于凹模刃口尺寸，冲孔件的尺寸取决于凸模刃口（冲子）尺寸。（落料件的光面尺寸与凹模的尺寸相等的，故应该以凹模尺寸为基准，冲孔工件的光面的孔径与凸模尺寸相等，故应该以凸模尺寸为基准。）7．埋弧自动焊常用来焊接长的直线焊缝和较大直径的环形焊缝。 8．电弧燃烧非常稳定，可焊接很薄的箔材的电弧焊方法是等离子弧焊。 9．钎焊可根据钎料熔点的不同分为软钎焊和硬钎焊。
二、简答题 1．什么是结构斜度？什么是拔模斜度？二者有何区别？ 拔模斜度：铸件上垂直分型面的各个侧面应具有斜度，以便于把模样（或型芯）从型砂中（或从芯盒中）取出，并避免破坏型腔（或型芯）。此斜度称为拔模斜度。 结构斜度：凡垂直分型面的非加工表面都应设计出斜度，以利于造型时拔模，并确保型腔质量。 结构斜度是在零件图上非加工表面设计的斜度，一般斜度值比较大。 拔模斜度是在铸造工艺图上方便起模，在垂直分型面的各个侧面设计的工艺斜度，一般斜度比较小。有结构斜度的表面，不加工艺斜度。 2．下面铸件有几种分型面？分别在图上标出。大批量生产时应选哪一种？为什么？
分模两箱造型，分型面只有一个，生产效率高； 型芯呈水平状态，便于安放且稳定。 3．说明模锻件为什么要有斜度和圆角？ 斜度：便于从模膛中取出锻件； 圆角：增大锻件强度，使锻造时金属易于充满模膛，避免锻模上的内尖角处产生裂纹，减缓锻模外尖角处的磨损，从而提高锻模的使用寿命。 4．比较落料和拉深工序的凸凹模结构及间隙有什么不同？ 落料的凸凹模有刃口，拉深凸凹模为圆角；
广西大学金属工艺学 复习重点
铸造 1金属工艺学是一门传授有关制造金属零件工艺方法的综合性技术基础课。是2铸造到今天为止仍然是毛坯生产的主要方法。是 3铸造生产中，最基本的工艺方法是离心铸造。否 4影响合金的流动性因素很多，但以化学成分的影响最为显著。是 5浇注温度过高，容易产生缩孔。是 6为防止热应力，冷铁应放在铸件薄壁处。否 7时效处理是为了消除铸件产生的微小缩松。否 8浇注温度越高，形成的缩孔体积就越大。是 9热应力使铸件薄壁处受压缩。是 10铸造中，手工造型可以做到三箱甚至四箱造型。是 二、单选题 1液态合金的流动性是以（ 1）长度来衡量的． ①. 螺旋形试样②. 塔形试样 ③. 条形试样④. 梯形试样 2响合金的流动性的最显著的因素是（2 ） ①. 浇注温度②. 合金本身的化学成分 ③. 充型压力④. 铸型温度 3机器造型（ 1） ①. 只能用两箱造型②. 只能用三箱造型 ③. 可以用两箱造型，也可以用三箱造型④. 可以多箱造型
4铸件的凝固方式有（ 1） ①. 逐层凝固，糊状凝固，中间凝固②. 逐层凝固，分层凝固，中间凝固③. 糊状凝固，滞留凝固，分层凝固④. 过冷凝固，滞留凝固，过热凝固5缩孔通常是在（4） ①. 铸件的下部②. 铸件的中部 ③. 铸件的表面④. 铸件的上部 6（3 ）不是铸造缺陷 ①. 缩松②. 冷裂 ③. 糊状凝固④. 浇不足 7浇注车床床身时，导轨面应该（1） ①. 放在下面②. 放在上面 ③. 放在侧面④. 可随意放置 8三箱造型比两箱造型更容易（2 ） ①. 产生缩孔和缩松②. 产生错箱和铸件长度尺寸的不精确 ③. 产生浇不足和冷隔④. 产生热应力和变形 9关于铸造，正确的说法是（ 2） ①. 能加工出所有的机械零件②. 能制造出内腔形状复杂的零件 ③. 只能用铁水加工零件④. 砂型铸造可加工出很薄的零件 10关于热应力，正确的说法是（3 ） ①. 铸件浇注温度越高，热应力越大②. 合金的收缩率越小，热应力越大
哈尔滨理工大学 2009—2010学年第一学期考试试题A 卷 系（部、中心、教研室）机械基础 出题教师 舒庆 许小村 系（部、中心、教研室）主任： 考试科目： 金属工艺学 考试时间：100分钟 试卷总分100分 一、名词解释（每小题4分，总计20分） 1、强度 2、HT200 3、分型面 4、塑性变形 5、熔焊 二、单项选择题（共8小题，每小题2分，总计16分） 1、 钢和生铁的主要区别是含碳量，一般含碳（ ）的铁碳合金称为生铁。 A 小于2.11% B 小于0.0218% C 小于0.77% D 大于2.11% 2、为了改善轴类零件的综合机械性能，通常对轴进行（ ）热处理。 A ．正火 B ．表面淬火 C ．调质 D ．完全退火 3、下列各铸铁中,铸造性能最好的是（ ） A.普通灰口铸铁. B.孕育铸铁 C.可锻铸铁. D.球墨铸铁 4、用铸造毛坯的零件图上应有（ ） A.分型面. B.结构斜度和圆角 C.分型面加拔摸斜度圆角. D.拔模斜度加圆角 5、大量生产2mm 厚低碳钢垫圈，适于采用（ ）生产。 A. 锻造 B. 焊接 C. 铸造 D.板料冲压 6、为简化锻件形状,不予锻出而添的那部分金属称为（ ）。 A ．余块 B.余量 C ．坯料 D 料头 7、焊条电弧焊焊接时产生焊接变形的根本原因是：（ ） A 焊件受局部不均匀的加热 B. 焊接电流太大 C.焊后冷却太快 D.材料焊接性差 8、用直流手工焊机焊接下列工件时,哪种不宜采用反接法? （ ） A.厚板工件. B.薄板工件 C.铸铁工件. D.有色金属及其合金 三、 填空题（每空2分，共18分） 1、钢的整体热处理工艺主要有退火、__________、_________和________。 2、合金的铸造性能通常以 和 两个指标来衡量。 3、拉深件常见的缺陷有 和 。 4、按焊条药皮的类型,电焊条可分为 和 两大类。
第一篇金属材料材料导论 第一章金属材料的主要性能 第一节金属材料的力学性能 力学性能的定义：材料在外力作用下，表现出的性能。 一、强度与塑性 概念：应力；应变 拉伸实验 F（ k· F ?L（mm） ?L e 1.强度： 定义：塑性变形、断裂的能力。 衡量指标：屈服强度、抗拉强度。 （1）屈服点： 定义：发生屈服现象时的应力。 公式：σs＝F s/A o（MPa） （2）抗拉强度： 定义：最大应力值。 公式：σb＝F b/A o 2.塑性： 定义：发生塑性变形，不破坏的能力。 衡量指标：伸长率、断面收缩率。 （1）伸长率： 定义： 公式：δ＝（L1－L0）/L0×100％ （2）断面收缩率： 定义： 公式：Ψ＝（A0－A1）/A0×100％ 总结：δ、Ψ越大，塑性越好，越易变形但不会断裂。
二、硬度 硬度： 定义：抵抗更硬物体压入的能力。 衡量：布氏硬度、洛氏硬度等。 1.布氏硬度：HB （1）应用范围：铸铁、有色金属、非金属材料。 （2）优缺点：精确、方便、材料限制、非成品检验和薄片。 2.洛氏硬度：HRC用的最多 一定锥形的金刚石（淬火钢球），在规定载荷和时间后，测出的压痕深度差即硬度的大小（表盘表示）。 （1）应用范围：钢及合金钢。 （2）优缺点：测成品、薄的工件，无材料限制，但不精确。 总结：数值越大，硬度越高。 第二章铁碳合金 第一节纯铁的晶体结构及其同素异晶转变 一、金属的结晶 结晶：液态金属凝结成固态金属的现象。 实际结晶温度－金属以实际冷却速度冷却结晶得到的结晶温度Tn。一、金属结晶的过冷现象： 金属的实际结晶温度总是低于理论结晶温度，Tn 金属工艺 第二章名词解释 1.疲劳断裂：在变动载荷的作用下，零件经过较长时间工作或多次应力循环后所发生的突然断裂现象。 2.拉伸曲线：拉伸过程中载荷（F）与试样的伸长量（△L)之间的关系，过程；弹性变形，塑性变形和断裂。☆P5 第三章名词解释 1.过冷度：理论结晶温度与实际结晶温度的差。（△T=Tm-Tn) 第四章名词解释 铁碳合金相图☆P33——41 第五章名词解释 1.退火：将工件加热到临界点以上或在临界点以下某一温度保温一定时间后，以缓慢的冷却速度（一般随炉冷却）进行冷却的热处理工艺。 2.正火：将钢件加热到Ac 3或Ac cm 以上30——50℃，保温适当的时间后，从炉中 取出在空气中冷却的热处理工艺。 3.淬火：将工件加热到Ac 3或Ac 1 以上30——50℃奥氏体化后，保温一定的时间， 然后以大于临界冷却速度冷却（一般为油冷或水冷），获得马氏体或（和）贝氏体组织的热处理工艺。 4.回火：工件淬硬后，重新加热到A 1 以下的某一温度，保温一段时间，然后冷却到室温的热处理工艺。 5.C曲线（过冷奥氏体等温转变曲线）：表示过冷奥氏体等温转变的温度，转变时间与转变产物及转变量（转变开始及终了）的关系曲线图。☆P47——48 第六章名词解释 1.冷脆：杂质元素（磷）使钢的塑性和韧性显著下降，并且温度愈低脆性愈严重。 2.热脆：当钢在热变形加工时，共晶体首先熔化，使钢的强度，韧性下降而产生脆性开裂。 3.孕育铸铁：经过孕育处理的灰铸铁☆P93 第十章名词解释 1.铸造：将熔融金属浇铸，压射或吸入铸型型腔中，待其凝固后而得到一定形状和性能的铸件。 2.浇注系统（浇道）：为了使熔融金属溶液顺利填充型腔和冒口而开设于铸型中的一系列通道。 第十一章名词解释 1.冷变形强化（加工硬化）：金属材料在冷塑性变形时，随着变形程度的增加，金属材料的强度和硬度提高，但塑性和韧性下降。 第十二章名词解释 1.手工电弧焊：用手工操作焊条进行焊接的一种电弧焊方法。 ☆各种金属焊接性能的比较P209——214. 第二章填空题 1.金属塑性的指标主要有断后伸长率和断面收缩率两种。 2.洛氏硬度的标尺有HRA,HRB,HRC三种。 3.常用测定硬度的方法有布氏硬度测试法，洛氏硬度测试法和维氏硬度测试法。 金 属 工 艺 学 第 五 版 上 册纲要 强度：金属材料在里作用下，抵抗塑性变形和断裂能力。指标：屈服点（σs）、抗拉强度（σb）。 塑性：金属材料在力作用下产生不可逆永久变形能力。指标：伸长率（δ）、断面收缩率（ψ）硬度：金属材料表面抵抗局部变形，特别是塑性变形压痕、划痕能力。 1布氏硬度：HBS（淬火钢球）。HBW（硬质合金球） 指标：2洛氏硬度：HR（金刚石圆锥体、淬火钢球或硬质和金球） 3韦氏硬度 习题： 1什么是应力，什么是应变？ 答：试样单位面积上拉称为应力，试样单位长度上伸长量称为应变。 5、下列符号所示力学性能指标名称和含义是什么？ 答：σb：抗拉强度，材料抵抗断裂最大应力。 σs：屈服强度，塑性材料抵抗塑性变形最大应力。 σ0.2：条件屈服强度，脆性材料抵抗塑性变形最大应力 σ-1：疲劳强度，材料抵抗疲劳断裂最大应力。 δ：延伸率，衡量材料塑性指标。 αk：冲击韧性，材料单位面积上吸取冲击功。 HRC：洛氏硬度，HBS：压头为淬火钢球布氏硬度。HBW：压头为硬质合金球布氏硬度。 过冷度：理论结晶温度与实际结晶温度之差。冷却速度越快，实际结晶温度越低，过冷度越大。 纯金属结晶涉及晶核形成和晶核长大。 同一成分金属，晶粒越细气强度、硬度越高，并且塑性和韧性也越好。 因素：晶粒越细，晶界越多，而晶界是一种原子排列向另一种原子排列过度，晶界上排列是犬牙交错，变形是靠位错变移或位移来实现，晶界越多，要跃过障碍越多。 1提高冷却速度，以增长晶核数目。 2在金属浇注之前，向金属液中加入变质剂进行变质解决，以增长外来晶核，还可以采用热解决或塑性加工办法，使固态金属晶粒细化。 3采用机械、超声波振动，电磁搅拌等 合金：两种或两种以上金属元素，或金属与非金属元素溶合在一起，构成具备金属特性新物质。构成元素成为成员。 1、固溶体：溶质原子溶入溶剂晶格而保持溶剂晶格类型金属晶体。铁碳合金组织可分为： 2、金属化合物：各成员按一定整数比结合而成、并具备金属性质 均匀物质（渗碳体） 3、机械混合物：结晶过程所形成两相混合组织。 铸造将液态金属浇注到具有与零件形状、尺寸相适应的铸型型腔中，待其冷却凝固，以获得毛坯或零件的生产方法 液态合金的充型能力液态合金充满铸型型腔，获得形状完整、轮廓清晰铸件的能力 缩孔它是集中在铸件上部或最后凝固部位容积较大的孔洞。缩孔多呈倒圆锥形，内表面粗糙，通常隐藏在铸件的内层，但在某些情况下，可暴露在铸件的上表面，呈明显的凹坑。 缩松分散在铸件某区域内的细小缩孔，称为缩松。当缩松与缩孔的容积相同时，缩松的分布面积要比缩孔大得多。缩松的形成原因也是由于铸件最后凝固区域的收缩未能得到补足，或者，因合金呈糊状凝固，被树枝状晶体分隔开的小液体区难以得到补缩所致。 热应力它是由于铸件的壁厚不均匀、各部分的冷却速度不同，以致在同一时期内铸件各部分收缩不一致而引起的。 机械应力它是合金的固态收缩受到铸型或型芯的机械阻碍而形成的内应力 热裂热裂是在高温下形成的裂纹。其形状特征是：缝隙宽、形状曲折、缝内呈氧化色 结晶：金属的结晶就是金属液体转变为晶体的过程，亦即金属原子由无序到有序的排列过程。 热处理：就是将钢在固态下，通过加热、保温和冷却，以改变钢的组织，从而获得所需性能的工艺方法。 冷裂冷裂是在低温下形成的裂纹。其形状特征是：裂纹细小、呈连续直线状，有时缝内呈轻微的氧化色 可锻铸铁可锻铸铁又称为玛铁。它是将白口铸铁经石墨化退火而形 成的一种铸铁。 球墨铸铁球墨铸铁是上世纪40年代末发展起来的一种铸造合金， 它是向出炉的铁水中加入球化剂和孕育剂而得到的球状石墨铸铁。 起模斜度为了使模样（或型芯）便于从砂型（或芯盒）中取出，凡 垂直于分型面的立壁在制造模样时，必须留出一定的倾斜度（图2-36）， 此倾斜度称为起模斜度。 熔模铸造用易熔材料制成模样，然后在模样上涂挂耐火材料，经硬 化之后，再将模样熔化以排出型外，从而获得无分型面的铸型。由于 模样广泛采用蜡质材料来制造，故又常将熔模铸造称为“失蜡铸造”。 金属型铸造将液态合金浇人金属铸型、以获得铸件的一种铸造方法。由于金属铸型可反复使用多次（几百次到几千次），故有永久型铸造之称 压力铸造简称压铸。它是在高压下（比压约为5～150MPa）将液态或半液态合金快速地压人金属铸型中，并在压力下凝固，以获得铸件的方法 离心铸造将液态合金浇人高速旋转（250～1500 r/min）的铸型，使金属液在离心力作用下充填铸型并结晶 利用金属在外力作用下所产生的塑性变形，来获得具有一定形状、尺寸和力学性能的原材料、毛坯或零件的生产方法，称为金属压力加工，又称金属塑性加工。轧制金属坯料在两个回转轧辊的孔隙中受压变形，以获得各种产品的加工方法。拉拔金属坯料被拉过拉拔模的模孔而变形的加工方法。 挤压金属坯料在挤压模内被挤出模孔而变形的加工方法。 锻造金属坯料在抵铁或锻模模膛内变形而获得产品的方法。 金属工艺学试题 一、填空题：25% 1．在切削加工过程中，工件上会形成三个表面，它们是______________ 、______ 、和______ 。2．切削运动主要包括_________ 和________ 两类。 3．切削用量包括____________ 、_______ 和 4 ．切削液的作用是___________ 、_______ ________ 、和清洗作用。 5．_________________ 是材料抵抗变形和断裂 的能力。 6．a—Fe 是___ 立方晶格 7 ． 合金在固态下，组元间仍能互相溶解而形成的均匀相称为_ 8．珠光体是_______ 和 ____ ___ 的机械混 合 物 9 ．含碳量处于0.0218%~~~2.11% 的铁碳合金称为____________ 10 ．钢的热处理工艺一般由______ 、_______ 、_______ 三个阶段组成。11．分别填出下列铁碳合金组织的符号。 奥氏体________ 铁素体_________ 珠光体 12 ． 45钢按用途分类属于 13 ． 钢的热处理一般由_______ 、 ______ 、 ____ 三个阶段组 成。 14 ． 金属材料的性能包括___________ 性能、 _______ 性能、___________ 性能和 _______ 性能。 15．原子规则排列的物质叫 般固态金属都属于 o 16．固态合金的相结构可分为_____________ 和 ___________ 两大类。 17．分别填出下列铁碳合金组织的符 号。 奥氏体铁素体 ___________ 渗碳体 ___________ 珠光体 ___________ 18 ．钢的热处理一般由___________ __________ 、__________ 三个阶段组成。 19．奥氏体转变为马氏体，需要很大过冷度， 其冷却速度应_____________ ，而且必须过冷到 _________________ 温度以下。 20 ．_________________ 是材料抵抗变形和断 裂的能力。 21．__________ _______ 是材料产生变形而又 不破坏的性能。 22 ．珠光体是_________ 和______ __的机 械混合物 23 ．目前常用的硬质合金是 ___ 和 ____________________ ___ 。 二、选择题30% 1、在拉伸试验 中， 试样拉断前能承受的最大 应力称为材料的（） A?屈服极限 B 抗拉强度 C 弹性极限 2、洛氏硬度C 标尺所用的压头是（） A ?淬硬钢球 B 金刚石圆锥体 C 硬 质合金球 3 、纯铁在700摄氏度时称为（） A铁素体 B 奥氏体C珠光体 D 渗碳体 4 ?铁素体为（）晶格 A 面心立方 B 体心立方 C 密排 元方 D 复杂的人面体 1 3、常用金属的塑性判断依据是断后伸长率和（） A 硬度 B 强度 C 断面收缩率 D 屈服极限 4、金属的韧性通常随温度降低（） A 变好 B 变差 C 不变 D 都不对 5、铁碳合金相图中，ECF线是（） A 液相线 B 共析线 C 固相线 D 共晶线 6、钢是以铁为主要元素的铁碳合金，一般含碳量小于（） A 0.77% B 2.11% C 4.3% D 6.69% 7、碳钢中常有杂质存在，其中有害元素是（） A 硅 B 锰 C 硫 D 碳 8、钢号45的优质碳素结构钢，其平均含碳量是（） A 45% B 4.5% C 0.45% D 0.045% 9、对铸钢ZG200——400说法正确的是（） A 200是屈服点的最低值 B 200是抗拉强度最低值 C 400是屈服点最低值 D 400是抗拉强度最高值 10、淬火后主要获得的室温组织为（） A 奥氏体 B 渗碳体 C 贝氏体 D 马氏体或贝氏体 11、对40Gr的说法正确的是（） A 渗碳钢 B 调质钢 C 工具钢 D 高速钢 12、下列用于制造弹簧的优质碳素结构钢为（） A Q195 B 08F C 35 D 65 13、T12中含碳量平均为（） A 12% B 0.12% C 1.2% D 0.012% 14、对完全退火说法正确的是（） A 能降低硬度 B 主要用于共析钢 C退火后组织为奥氏体 D 不利于切削加工 15、合金钢淬火时一般选用的冷却介质为（） A 水 B 油 C 盐水 D 石灰水 16、以提高钢件表面耐蚀力为目的，可选（） A 渗碳 B 淬火 C 高频加热表面淬火D渗氮 17、对W18Gr4V多次回火说法正确的是（） A 硬度降低 B 硬度升高C硬度不变 D 都不对 18、可锻铸铁中石墨是（） A 大片状 B 团絮状 C 球状 D 蠕虫状 19、当铸件某部位是白口铸铁时，将加热850——950保温，目的是（） 金属工艺学第五版上册纲要b）。σ强度：金属材料在里的作用下，抵抗塑性变形和断裂的能力。指标：屈服点（s）、抗拉强度（σψ）塑性：金属材料在力的作用下产生不可逆永久变形的能力。指标：伸长率（δ）、断面收缩率（硬度：金属材料表面抵抗局部变形，特别是塑性变形压痕、划痕的能力。1布氏硬度：HBS （淬火钢球）。HBW（硬质合金球） 指标：2洛氏硬度：HR（金刚石圆锥体、淬火钢球或硬质和金球） 3韦氏硬度 习题： 1什么是应力，什么是应变？ 答：试样单位面积上的拉称为应力，试样单位长度上的伸长量称为应变。 5、下列符号所表示的力学性能指标名称和含义是什么？ ：抗拉强度，材料抵抗断裂的最大应力。bσ答： s：屈服强度，塑性材料抵抗塑性变形的最大应力。σ 0.2：条件屈服强度，脆性材料抵抗塑性变形的最大应力σ -1：疲劳强度，材料抵抗疲劳断裂的最大应力。σδ：延伸率，衡量材料的塑性指标。 k：冲击韧性，材料单位面积上吸收的冲击功。α HBW：压头为硬质合金球的布氏硬度。：洛氏硬度，HBS：压头为淬火钢球的布氏硬度。HRC过冷度：理论结晶温度与实际结晶温度之差。冷却速度越快，实际结晶温度越低，过冷度越大。纯金属的结晶包括晶核的形成和晶核的长大。同一成分的金属，晶粒越细气强度、硬度越高，而且塑性和韧性也越好。原因：晶粒越细，晶界越多，而晶界是一种原子排列向另一种原子排列的过度，晶界上的排列是犬牙交错的，变形是靠位错的变移或位移来实现的，晶界越多，要跃过的障碍越多。1提高冷却速度，以增加晶核的数目。 2在金属浇注之前，向金属液中加入变质剂进行变质处理，以增加外来晶核，还可以采用热处理或塑性加工方法，使固态金属晶粒细化。 3采用机械、超声波振动，电磁搅拌等 合金：两种或两种以上的金属元素，或金属与非金属元素溶合在一起，构成具有金属特性的新物质。组成元素成为组员。 金属工艺学考试资料及答案 1、什么是熔模铸造？试述其大致工艺过程。(P169) 答：熔模铸造是用易熔材料制成模样，然后在模样上涂耐火材料，经硬化后，再将模样熔化，排出型外，获得无分型面铸型，浇注即可获得铸件。因为熔模广泛采用蜡质材料来制造，故这种方法也称失蜡铸造。它是发展较快的一种精密铸造方法。 工艺过程：1、压型制造 2、蜡模制造 3、蜡模组装4、结壳5、脱蜡 6、焙烧、浇注 7、落沙和清理。 2、与自由锻相比，模锻具有哪些优点？(P185) 答：与自由锻相比,模锻的优点：锻件的形状和尺寸比较精确，机械加工余量较小，节省加工工时，材料利用率高；可以锻制形状较为复杂的锻件；生产率较高；操作简单，劳动强度低，对工人技术水平要求不高，易于实现机械化；锻件内流线分布更为合理，力学性能高。 3、用φ50冲孔模具来生产φ50落料件能否保证冲压件的精度？为什么？P193 答：不能。落料和冲孔时，首先使金属发生弯曲，然后由于凸模和凹模刃口的作用，使坯料在与切口接触处开始出现裂纹，随着凸模继续往下压，上下两处裂纹扩展连在一起，使坯料分离。为了使成品边缘光滑，凸模刃口必须锋利，凸凹模间隙要适当均匀。而用φ50冲孔模具来生产φ50落料件没有间隙了。影响断面质量，模具寿命以及成品的尺寸精度。 4、用φ250×1.5板料能否一次拉深直径为φ50的拉深件？应采取哪些措施才能保证正常生产？ P194 答：不能，因为一次性拉伸，变形量过大，容易出现拉穿现象。为了避免拉穿，应分几次进行拉深，逐渐增加工件的深度，减小工件的直径，即所谓多次拉深。 5、解释应力与应变的概念 答：单位面积上所承受的附加内力称为应力，当材料在外力作用下不能产生位移时，它的几何形状和尺寸将发生变化，这种形变就称为应变 6、说明晶粒粗细对力学性能的影响。P28 答：细晶粒的金属不仅仅强度较高，而且塑性及韧性也较好。因为晶粒越细，一定体积的晶粒数目越多，在同样变形条件下，变形量分散在更多的晶粒内进行，使各晶粒的变形也比较均匀而不致产生过分的应力集中现象。此外，晶粒越细，晶界就越多，越曲折，越不利于裂纹的传播，从而使其在断裂前能承受较大的塑性变形，表现出较高的塑性和韧性。 7、何谓退火和正火？两者的特点和用途有什么不同？P53 答：退火是将钢加热到适当温度，保温一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。（退火主要用于铸、锻、焊毛坯或半成品零件，作为预备热处理。退货后获得珠光体型组织。退火的主要目的：软化钢材以利于切削加工；消除内应力以防止工件变形；细化晶粒，改善组织，为零件的最终热处理做准备。）正火是将钢加热到Ac3（或Accm）以上30到50摄氏度，保持适当时间，出炉后在空气中冷却的热处理工艺。正火与退火的主要差别：前者冷却冷却速度快，得到的组织比较细小，强度和硬度也稍高些。（正火主要应用：1、对力学性能要求不高的结构、零件，可用正火作为最终热处理，以提高其强度硬度和韧性。2、对低、中金属工艺学期末复习
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