机械制造基础-第十四章
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机械制造基础文档编制序号:[KK8UY-LL9IO69-TTO6M3-MTOL89-FTT688]第12章什么是液态合金的流动性影响合金流动性的因素有哪些它与液态合金的充型能力有何关系为什么铸钢的充型能力比铸铁差液态合金的流动能力成为流动性。
化学成分、铸型的结构和性质、浇注条件。
液态合金的流动性好,易充满型腔,有利于气体和非金属夹杂物上浮和对铸件进行补缩;流动性差,则充型能力差,铸件易产生浇不到、冷隔、气孔和夹渣等缺陷。
钢的含碳量比铁低,铸铁的结晶温度区间比铸钢大,凝固过程中的固液断面固液相区的宽度增加,流动性更好,所以充型能力好。
缩孔和缩松对铸件质量有何影响为何缩孔比缩松较容易防止缩孔和缩松使铸件手里的有效面积减小,而且在孔洞处易产生应力集中,可使铸件力学性能大大减低,以致成为废品。
缩孔是铸件最后凝固部位容积较大的孔洞,采用顺序凝固加冒口的方法就可以防止,但缩松是分散在铸件没区域内的细小缩孔,分部面积很大,所以不好防止什么是顺序凝固原则和同时凝固原则两种凝固原则各应用于哪种场合所谓顺序凝固是使逐渐远离冒口的部位先凝固,然后是靠近冒口的部位凝固,最后才是冒口凝固同时凝固原则是尽量减少铸件各部位间的温度差,使其均匀的冷却加冒口,安防冷铁。
这两种凝固方式适合于收缩率较小的灰铁件铸造。
铁水在砂型里面凝固的时候,顺序凝固一般都是薄壁部分先凝固,厚壁的部分后凝固,也就是铸件壁厚凝固冷却速度有差异;而同时凝固指的是铸件所有壁厚凝固冷却速度温差较小,一般会在热节部位采用冷铁激冷的方式,迫使热节部位快速凝固,这种凝固方式适合于薄壁、壁厚较均匀的铸件。
同时凝固原则适用铝青铜,铝硅合金和铸钢件。
顺序凝固适用灰铸铁,锡青铜等影响金属的锻造性能的因素有哪些提高金属锻造性能的途径是什么材料性质的影响(化学成分、金属组织)加工条件的影响(变形温度、变形速度、应力状态)在压力加工过程中,要根据具体情况,尽量创造有利变形条件,充分发挥金属塑性,降低其变形抗力,以达到塑性成形加工的目的。
机械制造基础自学考试大纲上海大学编I.课程性质与设置目的要求(一)课程性质、特点和设置目的“机械制造基础”是《机械制造及自动化》专业专科自学考试计划中的一门专业基础课,是为培养满足《机械制造及自动化》高级人才需要而设置的。
通过该课程的学习,了解常用工程材料的性能和选用原则;掌握各种主要加工方法的实质、基本工艺理论与工艺特点;培养分析零件结构工艺性和选择加工方法的初步能力,从而为学习其他后继课程奠定基础。
(二)考试要求1.了解常用金属的一般性质、适应范围和选用原则2.初步掌握各种主要加工方法的实质、工艺特点和基本原理。
并具有选择毛胚,零件加工方法的基本知识。
3.了解各种主要加工方法的设备和工具的工作原理、大致结构和范围。
4.初步掌握零件的结构工艺性和常用金属的工艺性。
5.掌握工程材料及热处理工艺。
6.了解现代制造技术的典型工艺、方法及其原理。
II.课程的基本内容与考核目标第一章工程材料一、课程内容1.金属材料简介2.晶体的结构3.金属的结晶4、二元合金和其晶体结构5.铁碳合金6.钢的热处理7.塑料8.现代结构材料9.功能材料10.纳米材料二、考核要点1.机械性能(强度、硬度、弹性、塑性、冲击韧性等)2.金属的晶体结构3.金属的结晶过程。
晶粒大小对金属性质的影响,冷却曲线和过冷度,同素异构转变。
4.合金的基本结构5.二元合金状态图的概念6.铁碳合金的基本组织7.铁碳合金状态图的基本概念(铁碳合金状态图的组元和各部分组成,钢的组织转变)8.钢的热处理原理(热处理过程中━加热及冷却时的组织转变)9.钢的热处理工艺(退火、正火、淬火、回火等热处理方法的实质及其应用)10.常用工程塑料的分类和性能11.现代结构材料的种类和性能12.功能材料的种类和分类13.纳米材料的性能及其应用三、考核要求1.识记:1)强度、硬度、弹性、塑性、冲击韧性等概念2)了解钢和铸铁的分类及性能3)晶粒、晶格、晶胞、结晶的概念4)了解结晶的过程5)铁碳合金的基本组织6)了解塑料的分类和性能7)了解结构材料的分类和性能8)了解纳米技术的性能及其应用2.领会:1)掌握晶粒大小对金属性质的影响2) 同素异构转变的性质3) 掌握钢冷却转变产物的特点、形成条件及其力学性能3.应用:1)合金的基本结构2)掌握铁碳合金状态图,能简单分析不同状态时的组织变化 3)掌握钢的热处理工艺方法及其应用场合第二章铸造成形一、课程内容1.铸件成形理论基础2.造型方法3.铸造工艺分析4.特种铸造5.常用铸造方法的比较6.铸造新工艺新技术简介二、考核要点1.铸造生产的基本概念、工艺过程和特点2.合金流动性及其对铸件质量的影响,影响流动性的因素3.影响收缩的主要因素、缩孔的形成及其预防措施4.铸造内应力、变形和裂纹的形成及其防止5.各种造型方法的特点和应用6.铸造工艺图的制定7.铸件结构与铸造工艺的关系8.常用铸铁的类别、性能和应用9.熔模铸造的工艺过程及其特点适用场合10.金属型铸造的工艺过程及其特点适用场合11.压力铸造的工艺过程及其特点适用场合12.离心铸造的工艺过程及其特点适用场合14.各种铸造方法的比较三、考核要求:1.识记1)流动性的概念。
简答题第12章什么是液态合金的流动性?影响合金流动性的因素有哪些?它与液态合金的充型能力有何关系?为什么铸钢的充型能力比铸铁差?液态合金的流动能力成为流动性。
化学成分、铸型的结构和性质、浇注条件。
液态合金的流动性好,易充满型腔,有利于气体和非金属夹杂物上浮和对铸件进行补缩;流动性差,则充型能力差,铸件易产生浇不到、冷隔、气孔和夹渣等缺陷。
钢的含碳量比铁低,铸铁的结晶温度区间比铸钢大,凝固过程中的固液断面固液相区的宽度增加,流动性更好,所以充型能力好。
缩孔和缩松对铸件质量有何影响?为何缩孔比缩松较容易防止?缩孔和缩松使铸件手里的有效面厚壁第13章化学成情况,垂直径300(2的机械性能全面提高。
但这与热加工的变形量和加工终了温度关系很大,一般来说变形量应大些,加工终了温度不能太高。
(3)热加工能使金属中残存的枝晶偏析、可变形夹杂物和第二相沿金属流动方向被拉长,形成纤维组织(或称“流线”),使金属的机械性能特别是塑性和韧性具有明显的方向性,纵向上的性能显着大于横向上的。
因此热加工时应力求工件流线分布合理。
重要的轴类锻件在锻造过程中常安排有墩粗工序,为什么?因为锻件存在缩孔宿松等缺陷,合理的镦粗工序能焊合内部缺陷,以满足技术要求。
模锻件为何要有斜度、圆角及冲孔连皮斜度: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。
落料模与拉伸模的凸凹模间隙和刃口结构有何不同?为什么?落料模的凸模、凹模的间隙只是要根据所冲压的材料的厚度和材料的性质而定;而拉伸模具的凸模和凹模的间隙则是要加两个所要拉伸材料的厚度。
落料的凸凹模的刃口,因为要将材料剪切下来,所以都是尖锐的刀口:而拉伸模的凸模、凹模的刃口,都是圆弧的R,以便于所拉伸材料的流入。
拉伸模通常都做成落料拉伸一体的结构形式,将两道工序一次完成。
第14章低碳钢焊缝热影响区包括哪几个部分?简述其组织和性能。
第八章考点1、铝合金的分类根据铝合金的成分与生产工艺特点,可将铝合金分为变形铝合金和铸造铝合金两大类。
变形铝合金可分为不能用热处理强化合金和能用热处理强化合金。
2、常用铜合金的分类铜合金按其化学成分分为黄铜、青铜和白铜。
黄铜是指铜和锌为主的合金,白铜是指铜和镍为主的合金,青铜现泛指出黄铜和白铜以外的铜合金。
第九章考点1、由单体聚合为高聚物的方法有加聚反应和缩聚反应。
2、塑料的分类塑料按其合成树脂的热性能,可分为热塑性塑料和热固性塑料;按其使用X围可分为通用塑料、工程塑料和耐热塑料三类。
3、塑料制品的成形方法:⑴注射成形。
⑵压制成形。
⑶挤出成型。
⑷吹塑成形。
⑸浇注成形。
第十章考点1、铸造的概念铸造是指熔炼金属,制造铸型,并将熔融的金属浇入铸型,凝固后获得一定形状和性能的成形方法。
2、造型材料是指制造铸型用的材料,包括砂、粘结剂和各种附加物。
3、对型砂和芯砂的性能要求:⑴耐火度。
⑵强度。
⑶透气性。
⑷可塑性。
⑸退让性。
4、手工造型手工造型的造型过程全部由手工或手动工具完成。
特点:操作灵活,适应性强,模样成本低,生产准备时间短,但铸件质量不稳定,生产率低,且劳动强度大,主要用于单件、小批量生产。
常用的手工造型方法有:整模造型、分模造型、挖砂造型、刮板造型。
5、浇注系统浇注系统是指将金属液体注入型腔而在铸型中开设的一系列通道。
典型的浇注系统包括浇口杯或浇口盆、直浇道、横浇道和内浇道。
作用:浇口杯为开口较大的漏斗形,其作用是将来自浇包的金属引入直浇道,缓和冲击分离熔渣。
直浇道为一圆锥形垂直通道,其高度使金属液产生一定的静压力,以控制金属液流入铸型的速度和提高充型能力。
横浇道分配金属进入内浇道,并起挡渣的作用,它的断面一般为梯形,并设在内浇道之上,使得上浮的熔渣不致流入型腔。
内浇道是引导金属液进入型腔的部分,其作用是控制金属液的流速和流向,调整铸件各部分的温度分布。
浇注系统按内浇道位置的高低可分为顶注式、中注式、底注式、和阶梯式。
第一部分工程材料四、简答题1.什么是工程材料?按其组成主要分为哪些种类?答:工程材料主要指用于机械工程和建筑工程等领域的材料。
按其组成主要分为:金属材料、高分子材料、无机非金属材料、复合材料。
2.什么是金属的热处理?有哪些常用的热处理工艺?答:金属热处理就是通过加热、保温和冷却来改变金属整体或表层的组织,从而改善和提高其性能的工艺方法.金属热处理工艺可分为普通热处理(主要是指退火、正火、淬火和回火等工艺)、表面热处理(包括表面淬火和化学热处理)和特殊热处理(包括形变热处理和真空热处理等)。
3.钢退火的主要目的是什么?常用的退火方法有哪些?答:钢退火的主要目的是:①细化晶粒,均匀组织,提高机械性能;②降低硬度,改善切削加工性;③消除残余内应力,避免钢件在淬火时产生变形或开裂;④提高塑性、韧性,便于塑性加工⑤为最终热处理做好组织准备。
常用的退火方法有完全退火、等温退火、球化退火、去应力退火、扩散退火、再结晶退火。
4.钢正火的主要目的是什么?正火与退火的主要区别是什么?如何选用正火与退火?答:钢正火的主要目的是①细化晶粒,改善组织,提高力学性能;②调整硬度,便于进行切削加工(↑HB);③消除残余内应力,避免钢件在淬火时产生变形或开裂;④为球化退火做好组织准备。
正火与退火的主要区别是冷却速度不同。
正火与退火的选用:①不同的退火方法有不同的应用范围和目的,可根据零件的具体要求选用;②正火可用于所有成分的钢,主要用于细化珠光体组织.其室温组织硬度比退火略高,比球化退火更高;③一般来说低碳钢多采用正火来代替退火。
为了降低硬度,便于加工,高碳钢应采用退火处理.5.淬火的目的是什么?常用的淬火方法有哪几种?答:淬火是将钢奥氏体化后快速冷却获得马氏体组织的热处理工艺。
淬火的目的主要是为了获得马氏体,提高钢的硬度和耐磨性。
它是强化钢材最重要的热处理方法。
常用的淬火方法有:单液淬火、双液淬火、分级淬火和等温淬火.6。
淬火后,为什么一般都要及时进行回火?回火后钢的力学性能为什么主要是决定于回火温度而不是冷却速度?答:淬火钢一般不宜直接使用,必须进行回火以消除淬火时产生的残余内应力,提高材料的塑性和韧性,稳定组织和工件尺寸。
第十四章零件选材与加工工艺分析习题解答14-1 选择材料的一般原则有哪些? 简述它们之间联系。
答:选择材料的一般原则有①材料的使用性能应满足零件的使用要求;②) 材料的工艺性应满足加工要求;③选材时,还应充分考虑经济性。
在选用材料时,必须了解我国的资源和生产情况,从实际情况出发,全面考虑材料的使用性能、工艺性能和经济性等方面的因素,以保证产品性能优良、成本低廉、经济效益最佳。
14-2 什么是零件的失效? 一般机械零件的失效方式有哪几种?答:所谓失效是指:①零件完全破坏,不能继续工作;②严重损伤,继续工作很不安全;③虽能安全工作,但已不能满意地起到预定的作用。
一般零件的失效方式有:断裂、表面损伤、磨损、疲劳破坏、过量变形等。
14-3 生产批量对毛坯加工方法的选择有何影响?答:毛坯选择要考虑加工成本,成本与生产批量有关系:①在单件小批量生产的条件下,应选用常用材料、通用设备和工具、低精度、低生产率的毛坯生产方法。
②在大批量生产的条件下,应选用专用材料、专用设备和工具以及高精度高生产率的毛坯生产方法。
这样,毛坯的生产率高、精度高。
虽然专用材料、专用工艺装备增加了费用,但材料的总消耗量和切削加工工时会大幅度降低,总的成本也较低。
③单件、小批生产时,对于铸件应优先选用灰铸铁和手工砂型铸造方法;对于锻件应优先选用碳素结构钢和自由锻方法;在生产急需时,应优先选用低碳钢和手工电弧焊方法制造焊接结构毛坯。
④在大批量生产中,对于铸件应采用机器造型的铸造方法,锻件应优先选用模型锻造方法,焊接件应优先选用低合金高强度结构钢材料和自动、半自动的埋弧焊、气体保护焊等方法制造毛坯。
14-4 毛坯的选择原则是什么? 它们之间的相互关系如何?答:毛坯的选择原则是:保证零件的使用要求;降低制造成本,满足经济性;考虑实际生产条件。
三条原则是相互联系的,考虑时应在保证使用要求的前提下,力求做到质量好、成本低和制造周期短。
14-5 热处理的技术条件包括哪些内容? 如何在零件图上标注?答:热处理技术条件的内容包括:零件最终的热处理方法、热处理后应达到的力学性能指标等。