《金属工艺及机制基础》课程教案
第一讲铸造工艺及其对铸件结构的要求
【教学目标】
1.熟悉铸造的优缺点及应用；
2.掌握铸造工艺分析及铸造工艺图的绘制；
3.掌握铸造工艺对铸件结构的要求。
【教学重点】
1.绘制典型铸造工艺图的方法及步骤；
2.具有分析零件铸造结构工艺性的初步能力。
【教学过程】
一、浇注位置和分型面的选择
1.板书和讲解浇注位置和分型面的概念；
2.展示和讲解浇注位置和分型面的选择原则；
二、铸造工艺参数的确定
1.板书和讲解铸造收缩率的确定；
2.板书和讲解加工余量的确定；
3.板书和讲解拔模斜度的确定；
4.板书和讲解最小铸出孔和槽。
三、型芯设计
1．展示和讲解型芯头的设计；
四、铸造工艺图的绘制
1.板书和讲解绘制铸造工艺图的方法及步骤；
2.展示和讲解铸造工艺图绘制实例；
五、铸造工艺对铸件结构的要求
1. 展示和讲解铸造工艺对铸造结构的要求。
第二讲合金的铸造性能及其对铸件结构的要求
【教学目标】
1.掌握合金的铸造性能及其对铸件质量的影响；
2.掌握防止缩孔和缩松的措施。
【教学重点】
1.影响合金流动性和收缩性的因素；
2.防止缩孔和缩松的方法；
【教学过程】
一、合金的流动性
1.板书和讲解流动性的概念；
2.板书和讲解合金的流动性对铸件质量的影响；
3.展示和讲解影响合金流动性的因素。
二、合金的收缩
1.板书和讲解收缩的概念；
2.板书和讲解影响收缩的因素；
3.展示和讲解缩孔和缩松的形成
4.展示和讲解缩孔和缩松的防止方法；
第三讲铸造应力、铸件变形、铸件裂纹和结构工艺性分析
【教学目标】
1.掌握铸造应力和变形的危害及产生原因；
2.掌握铸造性能对铸件结构的要求。
【教学重点】
1.铸造热应力和机械应力的产生原因；
2.铸件的结构工艺性分析；
【教学过程】
二、合金的收缩
5. 铸造应力
(1). 展示和讲解铸造热应力和机械应力产生的原因；
(2). 板书和讲解减小和消除铸造应力的方法。
6. 铸件的变形
(1). 展示和讲解铸件变形产生的原因及危害；
(2). 板书和讲解防止铸件变形的方法。
7. 铸件裂纹
(1). 板书和讲解热裂和冷裂的产生原因；
(2). 展示和讲解防止热裂和冷裂的方法。
三、合金的铸造性能对铸件结构的要求
1.展示和讲解合金铸造性能对铸件结构的要求。
第四讲特种铸造
【教学目标】
1.掌握熔模铸造、金属型铸造、压力铸造和离心铸造的工艺过程、特点及应用范围。
【教学重点】
1.使学生了解特种铸造方法的生产特点、铸件结构及应用。
【教学过程】
一、熔模铸造
1.展示和讲解熔模铸造的工艺过程；
2.板书和讲解熔模铸件的结构特点；
3.板书和讲解熔模铸造的特点和适用范围。
二、金属型铸造
1. 展示和讲解金属铸型的结构；
2.板书和讲解金属型铸造的工艺特点和铸件的结构特点；
3.板书和讲解金属型铸造的特点和应用范围。
三、压力铸造
1.展示和讲解压铸机和压铸工艺过程；
2.板书和讲解压铸件的结构特点；
3.板书和讲解压力铸造的特点和应用范围。
四、离心铸造
1.展示和讲解离心铸造机和离心铸造的工艺过程；
2.板书和讲解离心铸造的特点
3.板书和讲解离心铸造的优缺点及应用范围。
第五讲锻造比和锻造流线、金属的锻造性能
【教学目标】
1.掌握锻造比的计算方法；
2.掌握锻造流线对锻造机械性能的影响；
3.掌握金属锻造性能的概念及影响因素。
【教学重点】
1.合理确定锻造比；
2.金属锻造性能及影响因素。
【教学过程】
一、锻造比和锻造流线
1.板书和讲解锻造比的概念和计算方法；
2.展示和讲解锻造流线及对锻件性能的影响。
二、金属的锻造性能
1.展示和讲解影响金属锻造性能的因素。
2.板书和讲解金属锻造性能的应用
第六讲锤上自由锻工艺规程的制定
【教学目标】
1.掌握自由锻的特点及工艺过程；
2.掌握自由锻件结构的工艺性分析。
【教学重点】
1.自由锻工艺规程的内容及编制步骤；
2.自由锻件结构工艺性的分析。
【教学过程】
一、锤上自由锻工艺规程的制定
1.展示和讲解自由锻件图的绘制和变形工步的确定；
2.展示和讲解自由锻的工序；
3.板书和讲解坯料重量和尺寸的计算；
4.板书和讲解自由锻设备的选择；
5.展示和讲解坯料的加热和锻件的冷却与热处理。
二、自由锻典型工艺实例
1．展示和讲解自由锻典型工艺实例。
三、自由锻件的结构工艺性
1. 展示和讲解自由锻件的结构工艺性分析。
第七讲板料冲压
【教学目标】
1.掌握板料冲压的特点及应用；
2.掌握落料和冲孔的工艺过程及质量控制方法；
3.掌握弯曲和拉深的工艺过程及质量控制方法。
【教学重点】
1.落料和冲孔件的断口质量控制；
2.弯曲和拉深变形时的受力分析和质量控制。
【教学过程】
一、冲裁
1.展示和讲解冲裁时板料的变形和分离过程；
2.展示和讲解冲裁件的结构工艺性分析；
3.板书和讲解落料和冲孔模具尺寸设计和模具间隙的确定。
4.展示和讲解落料和冲孔件的结构工艺性
二、弯曲
1.展示和讲解弯曲变形时的受力分析；
2.板书和讲解弯曲件的质量控制。
3.板书和讲解弯曲件的结构工艺性
三、拉深
1.展示和讲解拉深的变形过程和应力分布；
2.展示和讲解拉深件的质量控制措施。
3.展示和讲解拉深件的结构工艺性
4.板书和讲解拉深板料的计算
第八讲焊接过程和焊接质量
【教学目标】
1.掌握焊接的概念和焊接的分类；
2.掌握电弧的产生和电弧的结构；
3.掌握熔化焊的冶金特点；
4.掌握电焊条的组成及作用；
5.掌握电焊条的种类、型号和牌号、电焊条的选用原则。【教学重点】
1.电弧的结构；
2.熔化焊的冶金特点及防护措施；
3.电焊条的型号和牌号；
4.电焊条的选用原则。
【教学过程】
一、概述
1.板书和讲解焊接的分类及应用；
2.展示和讲解电弧的产生和结构；
二、熔化焊冶金特点
1.展示和讲解熔化焊的冶金过程及特点；
2.板书和讲解为保证焊缝质量需要采取的措施；
三、电焊条
1.板书和讲解电焊条的组成及作用；
2.板书和讲解电焊条的种类和特性；
3.板书和讲解电焊条的型号和牌号；
4.板书和讲解碱性电焊条和酸性电焊条的区别；
5.板书和讲解电焊条的选用原则。
第九讲焊接接头的组织和性能、焊接变形和焊接应力
【教学目标】
1.掌握焊接热循环的概念;
2.掌握焊接接头的概念;
3.掌握低碳钢的焊接接头的组织性能在焊接过程中的变化；
4.掌握易淬火钢的焊接接头的组织性能在焊接过程中的变化；
5.掌握焊接变形和焊接应力的危害；
6.掌握焊接变形和焊接应力的产生原因；
7.掌握减小和消除焊接应力和焊接变形的措施。
【教学重点】
1.焊接接头的组织性能在焊接过程中的变化；
2.焊接应力的产生原因；
3.减小和消除焊接变形和焊接应力的措施。
【教学过程】
一、焊接接头的组织和性能
1.板书和讲解焊接热循环和焊接接头的概念；
2.展示和讲解焊缝和熔合区的组织和性能；
3.展示和讲解焊接热影响区的组织和性能；
4.板书和讲解影响焊接接头性能的因素。
二、焊接接头和焊接应力
1.板书和讲解焊接变形和焊接残余应力的危害；
2.展示和讲解焊接变形和焊接残余应力的产生原因；
3.展示和讲解焊接变形的防止和矫正；
4.展示和讲解减小和消除焊接残余应力的措施。
三、焊接缺陷
1.板书和讲解焊接缺陷的危害；
2.板书和讲解焊接热裂纹的特征及产生原因；
3.板书和讲解热裂纹的防止措施；
4.展示和讲解焊接冷裂纹的形态和特征及产生原因；
5.板书和讲解防止冷裂纹产生的措施。
第十讲电阻焊和钎焊、常用金属材料的焊接性
【教学目标】
1.掌握点焊、缝焊和对焊的工艺过程、特点及应用；
2.掌握钎焊的工艺过程、特点及应用；
3.掌握金属材料焊接性的概念、评价金属材料焊接性的方法；
4.掌握常用金属材料焊接特点。
【教学重点】
1.点焊、缝焊和对焊的特点及应用；
2.掌握软钎焊和硬钎焊的特点及应用；
3.掌握各类金属材料焊接特点。
【教学过程】
一、电阻焊
1.板书和讲解电阻焊的概念、特点及应用；
2.展示和讲解点焊的过程；
3.板书和讲解点焊的特点和应用；
4.展示和讲解缝焊的过程；
5.板书和讲解缝焊的特点及应用；
6.展示和讲解电阻对焊和闪光对焊的过程；
7.板书和讲解电阻对焊和闪光对焊的特点及应用。
二、钎焊
1.板书和讲解钎焊的概念；
2.板书和讲解钎剂的作用；
3.板书和讲解软钎焊和硬钎焊的特点和用途；
4.板书和讲解钎焊与熔焊及压焊的区别。
三、常用焊接方法的比较和选用
1.板书和讲解常用焊接方法的比较和选用。
四、常用金属材料焊接
（一）金属材料焊接性
1.板书和讲解金属材料焊接性的概念；
2.板书和讲解金属焊接性的间接评价方法。
（二）碳素结构钢和低合金结构钢的焊接
1.板书和讲解低碳钢的焊接；
2.板书和讲解低合金结构钢的焊接；
3.板书和讲解中碳钢的焊接。
（三）不锈钢的焊接
1.板书和讲解不锈钢的焊接性能及焊接特点。
（四）铸铁的焊补
1.板书和讲解铸铁的热焊补；
2.板书和讲解铸铁的冷焊补。
第十一讲焊接结构工艺性机械零件毛坯的选择
【教学目标】
1.掌握焊接材料的选用原则；
2.掌握焊缝布置的一般原则；
3.掌握焊接接头型式和坡口型式的设计。
4.掌握各类毛坯的特点及选择原则；
5.掌握如何选择毛坯材料和制造方法。
【教学重点】
1.合理布置焊缝；
2.焊接接头型式和坡口型式的选择。
3.具有选择常用机械零件毛坯材料和制造方法的能力。
【教学过程】
1.板书和讲解焊接结构材料的选择；
2.展示和讲解焊缝布置；
3.展示和讲解焊接接头型式和坡口型式的设计。
4.板书和讲解毛坯制造方法选择的指导思想；
5.讲解铸造毛坯的优缺点及应用；
6.讲解锻造毛坯的优缺点及应用；
7.冲压件的优缺点及应用；
8.讲解焊接件的优缺点及应用；
9.讲解型材或板材下料件的优缺点及应用。
第十二讲切削加工概述
【教学目标】
1 掌握切削加工的特点；
2 掌握切削用量三要素；
3 掌握切削加工的阶段；
4 了解切削加工的分类，发展方向，零件表面的成形方法。
【教学重点】
1 切削用量三要素，切削加工的阶段。
【教学过程】
一、切削加工的分类、特点、作用和发展方向
1 分析和板书：机械加工和钳工加工；
2 分析和板书：切削加工的特点；
3 分析和板书：切削加工的发展方向。
二、零件的种类和组成
1 分析和板书：零件的种类；
2 分析和板书：组成零件的表面。
三、机床的切削运动
1 分析和板书：主运动和进给运动；
2 分析和板书：切削用量三要素：切削速度，进给量，背吃刀量；.
3 分析和板书：零件表面的成形方法。
四、切削加工的阶段
1 分析和板书：切削加工分阶段的优点，热处理工艺的安排。
五、总结和结尾
1 总结：切削用量三要素和切削加工分阶段是后续学习的关键。
2 结尾：掌握切削用量和切削加工分阶段是切削加工方案中的热处理
工艺安排提供理论基础。
第十三讲刀具与刀具切削过程（刀具角度）
【教学目标】
1 掌握刀具角度的静止参考系；
2 掌握5个基本刀具角度；
3 了解车刀的组成。
【教学重点】
1 刀具角度静止参考系，刀具基本角度的确定。
【教学过程】
一、车刀的组成
1 分析和板书：三面两刃一尖。
二、确定刀具角度的静止参考系
1 分析和板书：基面，切削平面，正交平面。
三、刀具标注角度
1 分析和板书：前角，后角，主偏角，副偏角，刃倾角。
四、总结和结尾
1 总结：正确确定刀具角度静止参考系，正确标注刀具基本角度是学
习难点和重点。
2 结尾：刀具角度的正确标注为正确选择切削加工要素提供重要依据。
第十四讲刀具与刀具切削过程（刀具角度和刀具材料）
【教学目标】
1 掌握刀具工作角度对加工的影响；
2 掌握硬质合金刀具材料；
3 了解其它刀具材料。
【教学重点】
1 刀具工作角度，硬质合金刀具。
【教学过程】
一、刀具的工作角度
1 分析和板书：刀尖高低对刀具工作角度的影响；
2 分析和板书：刀杆中心线偏斜对刀具工作角度的影响；
3 分析和板书：考虑进给运动对刀具工作角度的影响。
二、刀具材料
1 分析和板书：普通刀具材料；
2 分析和板书：超硬刀具材料。
三、总结和结尾
1 总结：正确认识刀尖高低，刀杆中心线，考虑进给运动对刀具工作
角度的影响，能正确选择刀具材料。
2 结尾：刀具工作角度是切削加工的实际刀具角度，正确选择意义重
大，正确选择刀具材料是顺利进行加工的前提条件。
第十五讲刀具与刀具切削过程（刀具切削过程）
【教学目标】
1 掌握切削变形区；
2 掌握切削力，切削热和积屑瘤；
3 了解切削加工的实质，表面变形强化和残余应力。
【教学重点】
1 削变形区，切削力，切削热和积屑瘤。
【教学过程】
一、刀具切削过程的实质
1 分析和板书：正确理解刀具切削过程的实质是挤压变形过程。
二、切削变形区
1 分析和板书：切削过程的三个变形区。
三、切削力
1 分析和板书：三个切削分力及来源；
2 分析和板书：切削力对加工的影响。
四、切削热
1 分析和板书：切削热来源，传散；
2 分析和板书：切削热对加工的影响。
五、积屑瘤
1 分析和板书：积屑瘤的产生条件；
2 分析和板书：积屑瘤对加工的影响；
3 分析和板书：避免积屑瘤产生的措施。
六、表面变形强化和残余应力
1 分析和板书：表面变形强化产生的原因；
2 分析和板书：残余应力的产生。
七、总结和结尾
1 总结：正确认识切削加工的实质，切削力、切削热对加工的影响，
积屑瘤产生的原因及对加工的影响。
2 结尾：切削力、切削热和积屑瘤是切削过程的重要物理现象，对刀
具加工过程有重要影响。
第十六讲磨具与磨削过程普通刀具切削加工方法综述
(一)
【教学目标】
1 掌握磨削过程的实质；
2 掌握磨削的特点；
3掌握车削加工、钻削加工的加工特点；
4 掌握镗削加工、铣削加工、刨削加工的加工特点；
5 了解磨料的种类、粒度和硬度。
【教学重点】
1 磨削过程及其特点；
2 钻削加工特点。
【教学过程】
一、磨具
1 分析和板书：磨料、粒度、结合剂、硬度、组织、形状和尺寸，磨具标记。
二、磨削过程
1 分析和板书：切削过程的实质：切削、刻划和摩擦抛光。
2分析和板书：磨削过程的特点。
三、车削加工
1 分析和板书：车外圆、车孔、车平面、车锥面的方法。
四、钻削加工
1 分析和板书：麻花钻头的几何结构、钻孔特点及改进措施；
2 分析和板书：扩孔钻的几何结构和扩孔的特点；
3 分析和板书：铰刀的结构、安装方法及铰孔的特点；
4 分析和板书：锪孔钻及锪孔的方法。
五、镗削加工
1 分析和板书：单刃镗刀镗孔的方法及特点；
2 分析和板书：浮动镗刀镗孔的方法及特点；
3 分析和板书：在镗床上加工外圆和端面的方法及特点。
六、铣削加工
1 分析和板书：用各种刀具铣削平面的加工方法；
2 分析和板书：铣沟槽的方法。
七、刨削加工
1 分析和板书：刨削加工所用的机床及特点；
2 分析和板书：刨平面的方法及特点；
3 分析和板书：刨沟槽的方法及特点；
4 分析和板书：铣削和刨削的分析比较。
三、总结和结尾
1 总结：正确认识磨削过程的实质及其特点，比较普通切削加工的不
同；理解各种加工方法及其特点，并加以比较分析。
2 结尾：磨削过程主要是工件的精加工，正确掌握其加工特点对于保
证零件的最终质量有重要作用；掌握上述各种加工方法是正
确制定加工方案的基础。
第十七讲普通刀具切削加工方法综述(二) 磨削加工方法
【教学目标】
1 掌握插削加工和拉削加工的加工特点；
2 掌握普通磨削和无心磨削的加工特点；
3 了解高效磨削和沙带磨削的加工特点。
【教学重点】
1 插销加工和拉削加工；
2 普通磨削和无心磨削。
【教学过程】
一、插削加工
1 分析和板书：插削内外表面的方法；
2 分析和板书：插削键槽的方法。
二、拉削加工
1 分析和板书：圆孔拉刀及拉内圆的方法；
2 分析和板书：键槽拉刀及拉孔内键槽的方法；
3 分析和板书：平面拉刀及拉平面的方法。
三、普通磨削
1 分析和板书：磨外圆的方法，分析比较横磨法和纵磨法；
2 分析和板书：磨内圆的方法，分析比较磨内圆和磨外圆；
3 分析和板书：磨平面的方法，分析比较周磨法和端磨法。
四、无心磨削
1 分析和板书：无心纵磨的方法及特点；
2 分析和板书：无心横磨的方法及特点。
五、高效磨削和沙带磨削
1 了解和自学。
六、总结和结尾
1 总结：掌握上述加工方法及其特点，并加以比较分析。
2 结尾：掌握上述各种加工方法是正确制定加工方案的基础，为以后
学习加工工艺奠定基础。
第十八讲精密加工方法综述加工精度和表面质量
【教学目标】
1 掌握研磨、珩磨、超精加工和抛光的加工方法及特点；
2 掌握加工精度及其影响因素；
3 掌握表面质量及其影响因素；
4 了解刮削、宽刀细刨和低粗糙度磨削的加工方法及特点。
【教学重点】
1 研磨、珩磨、超精加工和抛光的特点；
2 加工精度和表面粗糙度的影响因素。
【教学过程】
一、刮削加工
1 分析和板书：刮平面的削方法及特点。
二、宽刀细刨
1 分析和板书：宽刀细刨的加工方法、特点及加工要求。
三、研磨
1 分析和板书：掌握研具和研磨液；
2 分析和板书：手工研磨外圆的方法；
3 分析和板书：手工研磨内圆的方法；
4 分析和板书：手工研磨平面的方法；
5 分析和板书：研磨的特点。
四、珩磨
1 分析和板书：珩磨头的结构和珩磨方法；
2 分析和板书：珩磨的特点。
五、低粗糙度磨削
1 了解和自学。
六、超精加工
1 分析和板书：超精头的结构和超精加工过程，超精加工的特点。
七、抛光
1 分析和板书：抛光用具的结构和抛光过程，抛光加工的特点。
八、加工精度
1 分析和板书：加工精度的概念：尺寸精度、形状精度和位置精度。
2 分析和板书：加工精度的五个影响因素。
九、表面质量
1 分析和板书：表面质量的概念：主要介绍表面粗糙度。
2 分析和板书：表面粗糙度的四个影响因素。
十、总结和结尾
1 总结：掌握上述加工方法及其特点，加工精度和表面质量。
2 结尾：掌握上述各种加工方法为以后学习加工工艺奠定基础。
第十九讲特种加工工艺基础
【教学目标】
1 掌握各种特种加工方法及其特点；
【教学重点】
1 特种加工的特点及对机械制造工艺技术的影响；
2 电火花加工的原理及特点。
【教学过程】
一、特种加工概述
1 分析和板书：特种加工的产生、发展与特点；
2 分析和板书：特种加工的分类和对机械制造工艺技术的影响。
二、电火花加工
1 分析和板书：电火花加工的原理；
2 分析和板书：电火花加工的基本工艺规律；
3 分析和板书：电火花加工的应用范围及各种方法。
三、其他特种加工方法
1 了解和自学：电解加工、超声波加工、激光加工、电子束和离子束加工和复合加工。
四、总结和结尾
1 总结：掌握电火花加工方法、特点和应用。
2 结尾：特种加工的特殊性为合理选用加工工艺问题提出了一条新途
径。
第二十讲特型表面的加工
【教学目标】
1 掌握螺纹的基本概念和基本要素；
2 掌握螺纹的滚压；
3 掌握齿形加工的精度和侧隙规定；
4 了解其他螺纹的加工方法及特点。
5 掌握铣齿、滚齿和插齿的工艺特点及应用范围；
6 了解剃齿、珩齿、磨齿和研齿的工艺特点及应用范围。
【教学重点】
1 螺纹的基本要素；
2 滚压螺纹。
3 铣齿、滚齿和剃齿。
【教学过程】
一、螺纹加工概述
1 分析和板书：螺纹加工的种类和用途；
2 分析和板书：螺纹的基本概念和基本要素；
3 分析和板书：螺纹的公差等级及标记。
二、车螺纹
1 分析和板书：车螺纹的具体方法及特点。
三、铣螺纹
1 分析和板书：盘状铣刀铣螺纹的方法及特点；
2 分析和板书：旋风法铣螺纹的方法及特点。
四、攻螺纹和套螺纹
1 分析和板书：攻丝和套扣的方法、工具和应用范围。
五、磨螺纹
1 分析和板书：单片砂轮磨削螺纹的方法和特点；
2 分析和板书：多片组合砂轮磨削螺纹的方法及特点。
六、滚压螺纹
1 分析和板书：搓板滚压螺纹的方法及特点；
2 分析和板书：滚轮滚压螺纹的方法及特点；
3 分析和板书：滚压螺纹的优点和缺点。
七、电火花加工螺纹
1 分析和板书：对于难加工材料采用旋转电火花加工螺纹。
八、齿形加工概述
1 分析和板书：常用齿轮传动形式，圆柱齿轮的主要参数；
2 分析和板书：齿轮传动的精度等级及其影响因素；
3 分析和板书：齿侧间隙的规定及其影响因素，图样标注。
九、铣齿
1 分析和板书：铣削直齿圆柱齿轮的方法；
2 分析和板书：了解螺旋齿轮的铣削过程；
3 分析和板书：铣削齿轮的工艺特点及应用。
十、插齿
1 分析和板书：插齿设备及刀具简介；
2 分析和板书：插齿原理和插齿运动；
3 分析和板书：插齿工作范围。
《金属工艺学》试卷A 1、填空题（共20分，每小题2分） 1. 金属材料的力学性能主要包括 强度 、 硬度 、 塑性 、 韧性 等。 2. 金属的结晶过程包括 晶核形成 和 晶核长大 。 3. 过冷奥氏体的等温转变产物有 珠光体 、 贝氏体 和 马氏体 三种类型。 4. 电阻焊按接头形式包括 点焊 、 缝焊 和 对焊 。 5. 合金的流动性差，易产生 浇不足 、 冷隔 等铸件缺陷。 6. 焊接热影响区包括 熔合区 、 过热区 、 正火区 、 部分相变区 。 7. 按照外形不同，切屑可分为 节状切屑 、 带状切屑 、 粒状切屑 、 崩碎切屑 四类。 8. 一般机械加工中，使用最多的刀具材料是 高速钢 和 硬质合金 。 9. 常用的切削液有 水溶液 、 切削油 和 乳化液 。 10. 板料冲压的基本工序可分为两大类 分离工序 和 成形工序 。 2、选择题（共20分，每小题2分） 1. 金属在疲劳试验时，试样承受的载荷为（ 4）。 (1) 静载荷 (2) 动载荷 (3) 冲击载荷 (4) 交变载荷 2. 固溶强化的根本原因是（ 3）。 (1) 晶格类型发生变化 (2) 晶粒变细 (3) 晶格发生畸变 (4) 晶格发生滑移 3. A1、Ar1、Ac1、A3之间的关系为（ 2 ）。 (1) A1>Ar1>Ac1>A3 (2) Ar1 材料成形工艺基础 1.铸件的凝固方式和各自特点 (1)逐层凝固方式。恒温下结晶的纯金属或共晶合金，在铸件凝固过程中其截面上的凝 固区域宽度等于0，固液两相界面清楚。随着温度的下降，固体层不断加厚，逐步达到铸件中心。如果合金的结晶温度范围很小，或截面温度梯度很大，铸件截面的凝固区域则很窄，也属于逐层凝固方式。 (2)糊状凝固方式。如果铸件截面温度场较平坦，或合金的结晶温度范围很宽，铸件凝 固的某一段时间内，其凝固区域里既有已结晶的晶体，也有未凝固的液体。 (3)中间凝固方式。如果合金的结晶温度范围较窄，或者铸件截面的温度梯度较大，铸 件截面上凝固区域介于前两者之间。 2.铸件的凝固方式和凝固原则有何不同？何谓顺序凝固原则和同时凝固原则？各适合用于什么合金和铸件结构条件？ （1）逐层凝固是指铸件某一截面上，铸件的凝固从表层逐渐向中心发展，直至中心最后凝固：而顺序凝固则是指从铸件的薄壁到厚壁再到冒口的有次序 地凝固。同样，也不要把糊状凝固与同时凝固相混淆。 （2）顺序凝固原则：是指采用各种措施保证铸件结构上各部分，按照远离冒口的部分最先凝固，然后是靠近冒口的部分，最后才是冒口本身凝固的次序 进行。主要适用于必须补缩的场合，如铝青铜，铝硅合金和铸钢件等。 同时凝固原则：是采取工艺措施保证铸件结构上各部分之间没有温差或温差尽量 小，使各部分几乎同时凝固。适用于收缩较小的普通灰铸铁和球墨铸铁。 5.缩孔和缩松是怎样形成的？如何防止铸件中产生缩孔和缩松？ 答：缩孔：缩孔产生的基本原因是合金的液态收缩和凝固收缩值远大于固态收缩值，缩孔形成的条件是金属恒温或很小的温度范围内结晶，铸件壁以逐层凝固方式进行凝固缩松:缩松和形成缩孔原因相同，但形成条件不同，他主要出现在结晶温度范围宽.呈糊状凝固方式的合金中，或铸件厚壁中。 防止：缩孔和缩松的数量可以相互转化。 1制定正确的铸造工艺（1）合理确定内浇口位置及浇注工艺。采用高温慢浇可加强顺序凝固，有利于补缩，以消除缩孔（2）合理应用冒口，冷铁等工艺措施。用铸铁，钢和铜制成冷铁 2符合顺序凝固原则，并最后凝固的地方安置冒口，使缩孔移至冒口中。 8.铸件产生热裂和冷裂的原因是什么？如何防止铸件产生裂纹？ 热裂形成原因：1铸件的凝固方式。宽凝固温度范围呈糊状凝固方式的合金最容易产生热裂。随着凝固温度范围的变小，合金的热裂倾向变小，恒温凝固的共晶合金最不容易形成热裂。2凝固时期受到阻碍，得看收缩受到阻碍的大小即铸件凝固区域固相晶粒骨架开始线收缩后受到外部和内部阻碍造成足够大的应力，则会导致热裂的产生。防止：防止热裂的方法是使铸件结构合理，壁厚均匀，避免热节；改善铸型和型芯的退让性，减小浇.冒口对铸件收缩的机械阻碍；减少合金中有害杂质含量，可提高合金高温强度。 冷裂形成原因：冷裂是铸件处于弹性状态即在低温时形成的裂纹。冷裂往往出现在铸件受拉应力部位，特别是有应力集中的地方。防止冷裂的方法是尽量减少铸造应力，防止带轮冷裂的措施：1把内浇口开在薄点的轮辐处，以实现同时凝固；2较早打箱，以去除铸型对收缩的阻碍，打箱后立即用砂子埋好铸件，使其缓慢冷却；3修改结构，加大连接圆角，以增加强度和减少应力集中。 技师机械类理论考试专业公共基础知识复习试题技师理论试题 科目编号科目编号 机械基础金属工艺学 1~25 76~100 机械制图金属材料与热处理 26~50 101~125 公差电工 51~75 126~150 注:同一科目的判断题与选择题编号均一致。 判断题 1 ( )凡是四个构件连结成一个平面，即成为平面四杆机构。 2 ( )A型、B型和C型三种型式普通平键的区别主要是端部形状不同。 3 ( )在液压系统中，粗滤油器一般安装在液压泵的吸油管路上;精滤油器一般安装在液压泵的出油管路上。 4 ( )采用变位齿轮相啮合可以配凑中心距。 5 ( )矩形螺纹的自锁条件为:螺纹升角必须小于或等于摩擦角。 6 ( )液压泵的输出功率即为泵的输出流量和其工作压力的乘积. 7 ( )当溢流阀安装在泵的出口处,起到过载保护作用时,其阀芯是常开的. 8 ( )链传动一般不宜用于两轴心连线为铅垂线的场合. 9 ( )带传动是通过带与带轮间的摩擦力来传递运动和动力的. 10 ( )联轴器和离合器在联接和传动作用上是相同的 11 ( )弹性套柱销联轴器可以缓冲、吸振，运用于高速、有振动和经常正反转起动频 繁的场合。 12 ( )当变速器作恒扭矩使用时，应按最低转速时的输出功率选用。 13 ( )摩擦力的方向总是与该物体滑动或滑动趋势的方向相同。 14 ( )润滑油的粘度越大，则内摩擦阻力越小。 15 ( )液压传动系统中，压力的大小取决于液压油流量的大小。 16 ( )滚动螺旋的应用已使磨损和效率问题得到了极大改善。 17 ( )链传动是依靠啮合力传动，所以它们的瞬时传动比很准确。 18 ( )凸 轮机构就是将凸轮的旋转运动转变为从动件的往复直线运动。 19 ( )由于传动带具有弹性且依靠摩擦力来传动，所以工作时存在弹性滑动，不能适用于要求传动比恒定的场合。 20 ( )齿轮齿条传动只能将齿轮的旋转运动通过齿条转变为直线运动。 21 ( )液压传动中，传递动力和运动的工作介质为油液。 22 ( )内燃机中的曲柄滑块机构;牛头刨床中的导杆机构均是平面四杆机构 23 ( )螺旋传动能将螺杆的旋转运动转变为螺母的直线运动。 24 ( )带传动具有过载保护作用，可避免其它零件的损坏。 25 ( )在对心曲柄滑块机构中,若以滑块为主动件,机构具有死点位置. 26 ( )机件的真实大小应以图样上所注的尺寸数值为依据,但与图形的大小及绘图的准确度也有关。 27 ( )机械图样中(包括技术要求和说明)的英寸、角度、弧长等单位，须注明其计 量单位的代号及名称。 28 ( )平面图形在所平行的投影面上的投影反映实长，另两个投影面上的投影积聚成 线段，且平行于投影轴。 29 ( )用曲线板描每一段曲线时，至少应包含前一段曲线的最后一个点，而在本段后 1 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； 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。 金属工艺学课后答案 1、什么是应力？什么是应变？ 答：试样单位截面上的拉力，称为应力，用符号ζ表示，单位是MPa。 试样单位长度上的伸长量，称为应变，用符号ε表示。 2、画出低碳钢拉伸曲线图，并指出缩颈现象发生在拉伸图上哪一点？若没有出现缩颈现象，是否表示试样没有发生塑性变形？ 答：b 点发生缩颈现象。若没有出现缩颈现象，试样并不是没有发生塑性变形，而是没有产生明显的塑性变形。 3、将钟表发条拉直是弹性变形还是塑性变形？怎样判断它的变形性质？ 答：将钟表发条拉直是弹性变形，因为当时钟停止时，钟表发条恢复了原状，故属弹性变形。 4、布氏硬度法和洛氏硬度法各有什么优缺点？各适用于何种场合。下列情况应采用哪种硬 度法测定其硬度？ 答：布氏硬度法：（1）优点：压痕面积大，硬度值比较稳定，故测试数据重复性好，准确度 较洛氏硬度法高。（2）缺点：测试费时，且压痕较大，不适于成品检验。 （3）应用：硬度值HB 小于450 的毛坯材料。 洛氏硬度法：（1）优点：设备简单，测试简单、迅速，并不损坏被测零件。 （2）缺点：测得的硬度值重复性较差，对组织偏析材料尤为明显。 （3）应用：一般淬火件，调质件。 库存钢材——布氏硬度锻件——布氏硬度 硬质合金刀头——洛氏硬度台虎钳钳口——洛氏硬度。 5、下列符号所表示的力学性能指标的名称、含义和单位是什么？ ζ：强度，表示材料在外加拉应力的作用下，抵抗塑性变形和断裂的能力，单位MPa。 ζs：屈服强度，指金属材料开始发生明显塑性变形时的应力，单位MPa。 ζb：抗拉强度，指金属材料在拉断前可能承受的最大应力，单位MPa。 ζ0.2：屈服强度，试样在产生0.2%塑性变形时的应力，单位MPa。 ζ-1：疲劳强度，表示金属材料在无数次的循环载荷作用下不致引起断裂的最大应力，单位MPa。 δ：伸长率，试样产生塑性变形而发生破坏是的最大伸长量。 αk：冲击韧性，金属材料在一次性、大能量冲击下，发生断裂，断口处面积所承受的冲击功，单位是J/cm2 HRC：洛氏硬度，无单位。 HBS：布氏硬度，无单位。表示金属材料在受外加压力作用下，抵抗局部塑性变形的能力。HBW：布氏硬度，无单位。 1、金属的晶粒粗细对其力学性能有什么影响？ 答：晶粒越细小，ζb、HB、αk 越高；晶粒越粗，ζb、HB,、αk,、δ下降。 2、什么是同素异晶转变？试画出纯铁的冷却曲线，并指出室温和1100℃时的纯铁晶格有什 么不同？ 答：随温度的改变，固态金属晶格也随之改变的现象，称为同素异 铸造：铸造是一种将液态金属（一般为合金）缴入铸型型腔、冷却凝固后获得毛胚火零件（通称为铸件）的成形工艺。 铸造应力：铸件收缩应力、热应力和相变应力的矢量和。 熔模铸造：也称失蜡铸造，因为熔模铸件具有较高的尺寸精度和较好的表面质量又称为精密铸造。 铸造偏析在铸件凝固后，其截面上的不同部位，以至晶粒内部，产生化学成分的不均匀现象，称为铸造偏析。 剪切工序：使板料沿不封闭轮廓线分离的工序。 砂型铸造：用型砂紧实成铸型并用重力浇注的铸造方法。 金属型铸造：用重力浇注将熔融金属浇入金属铸型获得铸件的方法。压力铸造：熔融金属在高压下高速充型，并在压力下凝固的铸造方法。离心铸造：熔融金属浇入绕水平、倾斜或垂直轴旋转的铸型，在离心力作用下，凝固成形的铸件轴线与旋转铸型轴线重合的铸造方法。铸件多是简单的圆筒形，不用芯子形成圆筒内孔。 锻造：锻造是一种利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法。 冲压：板料的冲压成形是利用冲模使板料产生分离或变形的成形工艺。焊接：通过加热和(或)加压，使工件达到原子结合且不可拆卸连接的一种加工方法。包括熔焊、压焊、钎焊等。 收缩性：合金在浇注，凝固直至冷却到室温的过程中体积或尺寸减缩的现象。 流动性：合金的流动性是指合金本身在液态下的流动能力。 定向凝固：利用合金凝固时晶粒沿热流相反方向生长的原理，控制热流方向，使铸件沿规定方向结晶的铸造技术。 同时凝固：是指采取一定的工艺措施，尽量减小铸件各部分之间的温度差，使铸件的各部分几乎同时进行凝固。 落料：利用冲裁取得一定外形的制件或坯料的冲压方法。 轧制：金属(或非金属)材料在旋转轧辊的压力作用下，产生连续塑性变形，获得要求的截面形状并改变其性能的方法。 挤压：用冲头或凸模对放置在凹模中的坯料加压，使之产生塑性流动，从而获得相应于模具的型孔或凹凸模形状的制件的锻压方法。 冲孔：把坯料内的材料以封闭的轮廓和坯料分离开来，得到带孔制件的冲压方法。 模锻：利用模具使毛坯变形而获得锻件的锻造方法。 自由锻造：自由锻造是利用冲击力或压力使金属在上下砧面间各个方向自由变形，不受任何限制而获得所需形状及尺寸和一定机械性能的锻件的一种加工方法，简称自由锻。 飞边（槽）：锤上模锻锻模上的组成部分，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。 冲孔连皮：在模锻当中，模锻件上的通孔，不能直接锻出，只能锻成盲孔，中间留有一定厚度的金属层δ，称为冲孔连皮。 压力焊：利用焊接时施加一定压力而完成焊接的方法。 熔化焊：焊接过程中，将焊接接头在高温等的作用下至熔化状态。 可焊性：材料在规定的施焊条件下，焊接成设计要求所规定的构件并满足预定服役要求的能力。 可锻性：材料在锻造过程中经受塑性变形不开裂的能力。 热焊法是将铸件整体或局部缓慢预热到600~700℃，焊接中保持400℃以上，焊后缓慢冷却。 冷焊法是焊补前不对铸件预热或在低于400℃的温度下预热的焊补方法。 拉深：变形区在一拉一压的应力状态作用下，使板料(浅的空心坯)成形为空心件(深的空心件)而厚度基本不变的加工方法。 弯曲：采用一定的工模具将毛坯弯成所规定的外形的锻造工序。 成形：使用某种工艺手段，将坯料或工件制成具有预定形状和尺寸的工艺过程。 压力焊：是通过对焊接区域施加一定的压力来实现焊接的方法。 埋弧焊是一种电弧在焊剂层下燃烧并进行焊接的电弧焊方法。 氩弧焊是采用惰性气体——氩气作为保护气体的气体保护焊方法。电渣焊是利用电流通过液体熔渣所生产的电阻热进行焊接的方法 电阻焊是将焊件组装后通过电极施加压力，利用电流通过接头的接触面及邻近区域 所产生的电阻热进行焊接的方法。 摩擦焊是利用焊件表面相互摩擦所产生的热，使端面达到热塑性状态，然后迅速顶压，完成焊接的一种压焊方法。 熔焊是一种将焊件接头部位加热至熔化状态，不加压力完成焊接过程的方法。 压焊是在焊接过程中必须对焊件施加压力（加热或不加热）以完成焊接的方法。 钎焊是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、低于母材熔点的温度，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。 咬边：在焊缝与母材的交接处产生的沟槽和凹陷。 缩孔：液态金属凝固过程中由于体积收缩所形成的孔洞。 缩松：缩松是指铸件最后凝固的区域没有得到液态金属或合金的补缩形成分散和细小的缩孔。 分型面：铸型组元间的接合面。 分模面：分开磨具取出产品和教主系统凝料的课分离的接触表面。 连续模：连续模，指的是压力机在一次冲压行程中，采用带状冲压原材料，在一副模具上用几个不同的工位同时完成多道冲压工序的冷冲压冲模，模具每冲压完成一次，料带定距移动一次，至产品完成。 复合模：在压力机的一次行程中，在模具的同一部位上，同时完成两道或两道以上的冲压工序的冲模。 简单模：指在曲柄压力机的一次行程中完成一个过程的冲模。 起模斜度：为使模样（或型芯）易于从砂型（或芯盒）中取出，凡垂直与分型面的侧壁，制造模样时必须作出一定的倾斜度，称为起模斜度 《金属工艺及机制基础》三级项目报告 《金属工艺及机制基础》三级项目报告 上压辊轴 班级：2014级机自2班 小组成员：周子业、吴建辉、梁孟德、王林林、韩思琦指导教师：邹芹、于辉 提交时间：2016年6月24号 目录 一、上压辊轴分析 (2) 1.1零件名称——上压辊轴 (2) 1.2零件简图： (2) 1.3零件技术要求 (2) 1.4零件分析 (2) 二、毛坯生产工艺方案的分析 (4) 2.1毛坯选择原则： (4) 2.2毛坯制造方案： (5) 三、铸造阶段 (6) 3.1工艺分析 (6) 3.2选择造型方法 (6) 3.3确定浇注位置和选择分型面 (6) 3.4确定加工余量 (7) 3.5确定起模斜度 (8) 3.6确定收缩率 (9) 3.7铸造圆角 (9) 四、锻造阶段 (10) 4.1绘制锻件图 (10) 4.2锻造方案 (10) 4.3计算坯料质量及尺寸 (10) 4.4选定锻造设备 (11) 4.5确定锻造温度范围 (11) 上压辊轴自由锻工艺卡 (12) 五、机械加工工艺方案的分析 (13) 5.1零件机械加工工艺的分析和加工方法： (13) 5.2确定定位基准 (14) 5.3热处理工序安排 (14) 5.4 工艺过程的拟定： (14) 5.5 各个工序机床、加工余量、夹具、刀具的选用 (15) 上压辊轴机械加工工艺卡 (16) 六、成员贡献及感想 (21) 参考文献： (22) 一、上压辊轴分析 1.1零件名称——上压辊轴 1.2零件简图： 图1 1.3零件技术要求 1.调质硬度HB220-250 2.未注倒角1X45度 3.K03-50 K06-15各1件 1.4零件分析 上压辊轴是典型的轴类零件，属于中小型轴类零件，主要的平面为台阶面、外圆面、端面、键槽、孔、内螺纹。该零件没有越程槽、件数为1属于单件生产，外圆面主要要求公差等级IT6~IT7 其余 12.5 3 45 A A C C ?40+0.018 +0.002 25 ?40-0.025-0.05 A ?50 40 2 ?40+0.018+0.002 B ?42±0.012 55 43 30 256 ??0 A -B ??0 A -B C D 0.8 0.8 1.6 1.6 6.3 6.3R 1 R 1 R 1 B B 370-0.2 20 25 A -A 旋转C -C M 12 ?13 6.3 6.3 120 -0.043 ?0 C 350-0.2 6.3 6.3 120 -0.043 ?0D 60° 3.2 借(通)用件登记旧底图总号底图总号签字日 期 日期 档案员K 03-50 标记设计处数分区更改文件号签名年、月、日 阶段标记重量比例共 张 第 张 标准化批准 审核工艺 燕山大学机械厂上压辊轴 K 03-50 45 1:12010.5.24数量三部、六部各一 B -B 旋转 1.调质硬度H B 220-250 2.未注倒角1345° 3.K 03-50K 06-15各1件 技术要求 《金属工艺学》期末总复习题及答案 一、单项选择： 1、测定淬火钢件的硬度，一般常选用（B）来测试。 A、布氏硬度计； B、洛氏硬度计； C、维氏硬度计。 2、材料抵抗变形或断裂的能力称为（A）。 A、强度； B、硬度； C、塑性； D、韧性； E、疲劳强度。 3、奥氏体为（B）晶格。 A、体心立方； B、面心立方； C、密排六方。 4、金属的（C）越好，则其锻造性能越好。 A、强度； B、硬度； C、塑性； D、韧性； E、疲劳强度。 5、铁碳合金相图上ES线，用代号（B）表示。 A、A1 ； B、Acm ； C、A3 。 6、T10A牌号中，10表示其平均碳的质量分数为（B）。 A、0.10％； B、1.0％； C、10％。 7、在下列三种钢中，（C）钢的弹性最好。 A、T10A； B、20 ； C、65 。 8、过共析钢的淬火加热温度应选择在（A）。 A、Ac1＋10～20℃； B、Accm以上； C、Ac3＋30～50℃。 9、选择制造下列零件的材料：冷冲压件（A）；齿轮（C）；小弹簧（B）。 A、08F； B、70； C、45。 10、选择制造下列工具所用的材料：锉刀（C）；手工锯条（B）。 A、T9Mn； B、T10A； C、T12 。 11、调质处理就是（C）。 A、淬火＋低温回火； B、淬火＋中温回火； C、淬火＋高温回火。 12、化学热处理与其它热处理方法的基本区别是（C）。 A、加热温度； B、组织变化； C、改变表面化学成分。 13、零件渗碳后，一般需经（A）处理才能达到表面高硬度和耐磨的目的。 A、淬火＋低温回火； B、正火； C、调质。 14、将相应的牌号填入空格内：普通黄铜（A）；特殊黄铜（D）； 锡青铜（B）；硅青铜（C）。 A、H70； B、QSn4-1； C、QSi 3-1； D、HAl 77-2。 15、拉伸试验时，试样拉断前能承受的最大标称应力称为材料的（B）。 A、屈服点； B、抗拉强度； C、弹性极限。 16、作疲劳试验时，试样承受的载荷为（C）。 A、静载荷； B、冲击载荷； C、循环载荷。 17、铁素体为（A）晶格。 A、体心立方； B、面心立方； C、密排六方。 18、铁碳合金相图上GS线，用代号（C）表示。 A、A1 ； B、Acm ； C、A3 。 19、铁碳合金相图上的共析线是（C），共晶线是（A）。 A、ECF线； B、ACD线； C、PSK线。 20、08F牌号中，08表示其平均碳的质量分数为（A）。 A、0.08％； B、0.8％； C、8％。 21、选择制造下列工具所用的材料：锉刀（C）；手工锯条（B）。 A、T9A ； B、T10 ； C、T12 。 22、将下列合金钢牌号归类：耐磨钢（B）；合金弹簧钢（A）； 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。 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 《金属工艺及机制基础》三级项目报告 内容：下压辊轴的加工工艺制定 班级： 2013级机械设计制造及其自动化12班 小组成员：张中杰董超奇渠飞顾怀超黄波 指导教师：邹芹朱玉英 提交时间： 2015.6.18 I 一、课程任务及要求 指导思想是力求在提高产品质量、降低生产成本和提高生产效率的前提下，使工艺方案尽量简化，课程任务及要求如下： 1.仔细理解题意，明确设计任务 2.对零件制造的总体方案进行论证和选定，其中包括： (1)毛坯制造方案的可行性分析及比较， (2)主要表面机械加工方案的分析及选择。 3.毛坯生产工艺方案的分析，其中包括： (1)工艺性综合分析， (2)生产方法的确定， (3)工艺参数的确定及其他工艺问题的分析， (4)工艺图的绘制。 4.机械加工工艺方案的分析，其中包括： (1)零件机械加工工艺的分析， (2)工艺基准的选定， (3)工艺过程的拟定， (4)工艺文件的编制， (5)各个工序机床、加工余量、夹具、刀具的选用， (6)绘制机械加工过程中所需的工艺图 5.完成全部工艺编制工作。 6.编写一份完整的工艺制定说明书，并列出参考文献。 二、工艺说明书内容 1.第一部分：设计目录 2.第二部分：工艺说明书及附件或附图 3.第三部分：成员贡献及感想 4.第四部分：参考文献 三、工艺制定可选择方案(见下图) 目录 一、毛坯生产工艺方案的分析： (1) 1.铸造选择 (1) 2.锻造选择 (1) 二、主要表面机械加工方案的分析及选择 (1) 三、毛坯生产工艺方案 (2) 1.铸造工艺设计 (2) 2.锻造工艺设计 (5) 四、切削工艺设计方案 (11) 1.车削加工轴...........................错误！未定义书签。 2.轴上键槽的铣削 (14) 3.填写冷加工工艺卡片 (16) Ⅰ铸造后切削加工工艺卡片 (16) Ⅱ锻造后切削加工工艺卡片 (18) Ⅲ下料机械切削加工工艺卡片 (21) 五、成员分工及感想........................错误！未定义书签。 六、参考文献 (25) 金属工艺学期末考试卷 （适用数控、模具、汽修专业） 一、填空题（共15分，每空格0.5分） 1机械零件常用毛坯种有、、 、、等。 2 焊接方法按焊接过程特点可为、、。 3 整个焊接接头由：、、组成。 4 一个零件完整的工艺过程由、、、 、组成。 5 焊接性能较好的金属材料是和。 6 机械零件材料选择的一般原为、、。 7 零件失效的主要类型有、、、 。 8 造成定位误差的主要原因是和不重合。 9 在焊接长直水平焊缝和大直径环缝应选用焊，仅在立焊位置焊构件应选用焊，焊接易氧化的铝件时多用焊。 二 单选题（每题1.5分，共15分） 1 焊接时在被焊工件的结合处产生（）使分离的工件连为一体。 A 机械力 B 原子间结合力 C 粘接力 D A、B和C 2 工件焊接后应进行（） A 重结晶退火 B 去应力退火 C 再结晶退火 D 扩散退火 3 根据加工要求，不需要限制六个自由度的定位方案称为（） A 过定位 B 欠定位 C 完全定位 D 不完全定位 4 零件加工时精基准一般为（） A 工件毛坯面 B 工件的已加工表面 C 工件待加工表面 5 在机械加工中直接改变工件的形状、尺寸和表面质量使之成为所需零件的过程称（） A 生产过程 B 工艺过程 C 工艺规程 D 机械加工工艺过程 6 对于重要结构，承受冲击载荷或在低温下工作的结构焊接时应选用碱性焊条，原因是（） A 焊缝金属含氢量低 B 焊缝金属韧性好 C 焊缝金属抗裂性强 D A、B和C 7 按基准的不同作用分为设计基准和（）两类 A 工艺基准 B 定位基准 C 测量基准 D 装配基准 8 在进行机械加工时，必须使工件在机床或夹具中占据一个正确位置，这是（） A 夹紧 B 装夹 C 压紧 D 定位 9 （）是工艺过程的基本组成部分 A 工序 B 工步 C 复合工步 D 工位 10 焊接时各类残渣的量多没有足够的时间浮出熔池表面就会产生（） A 气孔 B 裂纹 C未焊透 D 夹渣 《金属工艺基础C》标准课程 课程名称：金属工艺基础C/ Basic metalwork technology C 课程编号：1303020065 适用专业：珠宝首饰设计 课程学时/学分：56/3 实验（创作、制作、上机）学时/学分：40学时 审定人： 开课部门： 一、课程的性质与目的 本课程是装饰专业必修的锻造金属圆雕的提高课程。要求学生在金属工艺基础B的基础上结合锻造、焊接、铆接等多种工艺方法，完成金属圆雕的设计制作。 本课程的开设主要是培养学生在设计与工艺制作方面的综合能力,使学生能够较深入的掌握专业设计规律，熟悉工艺流程, 为进一步的专业设计和工艺制作打下良好的基础。 二、课程讲授的主要内容 理论教学内容：从工艺和设计的角度提高艺术设计的整体意识,运用综合工艺设计制作其作品，充分使用锻造技术，现代工艺对金属表面肌理的研究,金属肌理在自己作品中的表现，建立综合设计的能力，通过吸收多形式的艺术门类为金属工艺作品服务。使用最直观简单的视觉语言，最精炼的表达对头像造型的认识，为设计不规则变化的三维立体金属造型打下理解的基础。 实验教学内容：完成一件圆雕金属工艺作品,该作品在综合工艺上的运用,能证明在整体意识的提高。通过制作工具的过程使同学们能够身体力行的体验金属工艺的“物性”，并针对其中出现的问题进行针对性的讨论和解决，通过介绍不规则圆雕锻造的基本操作手法，让学生们了解圆雕锻造的规律性内容。 三、课程教学基本要求 金属工艺基础C是在继金工A和金工B的基础上进一步训练锻造技能的金属加工课程，相对于前面的课程，金工C的目的是训练难度较高的圆雕锻造技法，对圆雕的认识不同于简单的浮雕和器皿，而更像是三维雕塑的艺术思维训练，因而对作品稿件的三维雕塑的体块表现要求较高。从表面上看用到的工具是和浮雕以及器皿锻造的工具大相径庭，而实际上是训金属工艺设计课后题
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