工程材料与成型技术复习资料
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材料与成形技术A(2)、B(2)总复习一、复习要点
1.铸造工艺图:
单件小批→手工造型,整模、分模、活块、三箱、挖砂
大批量→机器造型,不能三箱、挖砂、活块(用外型芯)
②浇注位置的选择:重要的平面朝下、回转面侧立,大平面朝下,薄壁朝下,厚壁(热节)在上或靠近分型面
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防平面上粘砂防浇不足便于放置冒口进行补缩
③分型面、分模面的选择:最大截面,铸件大部分在下箱,平直,少用活块和型芯
④工艺参数:加工余量(加工面上添画,写文字:上面>侧面>底面),拨模斜度(加工面)、结构斜度(非加
工面,须注明:征得设计者同意),收缩率,铸孔要有芯头芯座、不铸孔涂黑或打叉(单件小批
25以下不铸、大批15以下不铸),浇注系统(外浇口朝着上箱、内浇口放在分型面,能浇进型腔)2.定向凝固(顺序凝固)和同时凝固
定向凝固原则→防止缩孔,适用于收缩大的合金(如铝青铜、铸钢、铝硅合金等)或壁厚差别大的铸件
同时凝固原则→防止应力和变形,适用于收缩小的合金或结晶间隔大的合金(如灰铸铁、锡青铜等)
重点关注书中或上课PPT中的阶梯形零件的两种方案(图):浇口、冒口、冷铁的不同摆放位置
3.铸造应力和变形分析:
热应力(残余应力)→壁厚不均匀,造成冷却有先有后、收缩有先有后、有大有小,形成相互阻碍
机械应力→砂的阻碍,暂时的
4.铸件的结构工艺性(不合理结构的修改)
从铸造工艺(简化造型过程)和合金铸造性能(防止铸件缺陷)两方面考虑
①加工硬化:塑变后,强度、硬度上升,塑性、韧性下降
②回复:T回= 0.25T熔,部分消除加工硬化(请注意公式中的T为绝对温度)
③再结晶:T再= 0.4T熔,完全消除加工硬化
2.自由锻工艺规程(自由锻件图、变形工步、坯料尺寸)
坯料质量m坯=m锻件+m烧损+m料损
镦粗
D=(0.8~1.0)3坯
V
拔长
D=5.1
~
3.1
max
D
3.模锻分模面及模锻件图(最大截面,上下形状一致、深浅基本平分,平直面,冲孔连皮,不锻孔:<25mm)胎模、平锻模结构图(有侧凹的锻件)
4.简单模、连续模、复合模结构简图及刃口尺寸计算(冲孔+落料;落料+拉深)
凹
D=(max
D-∆
x)凹
+δ
凸
d=(min
d+∆
x)0
凸
δ
-
凸
D=(凹
D-min
Z)0
凸
δ
-
凹
d=(凸
d+min
Z)凹
+δ
拉深模(不考虑磨损、回弹,只考虑工件尺寸):工件标注内径尺寸时:凸
d=d工件0
凸
δ
-
;凹
d=(凸
d+2t)凹
+δ
0工件标注外径尺寸时:凹
d=d工件凹
+δ
;凸
d=(凹
d-2t)0凸δ-
5. 自由锻件、模锻件、冲压件的结构工艺性(修改不合理的结构)
①造型方法的选择
落料模冲孔模
HT200,50件→手工砂型铸造
HT200,50万件→机器砂型铸造
ZL102,镶嵌铜轴孔,10万件→压力铸造
45钢,200件→胎模锻
45钢,200万件→平锻机上模锻
QT600-2,100万件→机器砂型铸造
40Cr,100万件→曲柄压力机上模锻
W18Cr4V,10万件→斜轧(回转成形)
ZGW18Cr4V,10万件→熔模铸造
汽轮机叶片、大模数齿轮滚刀→熔模铸造
污水管、气缸套→离心铸造
铝合金台扇底座、马达罩→压力铸造
铝制牙膏壳→复合挤压
螺栓、螺母→冷镦+搓丝
钢球→回转成形(斜轧)
钛合金球罐→超塑成形(超塑胀形)
纪念币→超塑成形(超塑压印)
细钢丝对接→闪光对焊
厚钢板叠焊→爆炸焊接
普通家用轿车的车身拼焊→CO2焊,高级轿车的车身拼焊→激光焊
自行车钢圈的生产过程:轧制→缝焊→闪光对焊;自行车三角架的焊接→盐浴钎焊
二、基本概念
1.合金的充型能力不足将产生浇不足和冷隔缺陷,通过控制合金成分(共晶点附近),提高浇注温度及浇注压力……
2.合金的凝固方式:纯金属或共晶合金→逐层凝固,结晶间隔特宽的合金→糊状凝固
注意区分:定向凝固=顺序凝固≠逐层凝固
体积凝固=糊状凝固≠同时凝固
3.合金的收缩:液态收缩、凝固收缩是形成缩孔、缩松的基本原因;固态收缩是形成应力、变形、裂纹的原因
4.铸造中使用的模样尺寸应比铸件放大一个线收缩率(液态收缩、凝固收缩由冒口补缩)
5.常用合金中,铸钢收缩最大,灰口铸铁收缩最小(石墨的膨胀抵消了部分收缩)
6.铸造应力:热应力→壁厚不均匀,收缩受阻造成;残余热应力规律→厚拉薄压;圆柱体车外圆、钻孔后的变形。
机械应力→受型、芯阻碍形成的,是暂时的。
7.机器造型是指由机器完成紧砂和起模。常用机器造型方法:气动微振压实造型、高压造型、垂直无箱挤压造型
注意:机器造型不能三箱、不能挖砂,对妨碍起模的地方经常使用外型芯块
8.特种铸造方法的特点及选用:
①熔模铸造→用于形状复杂、难切削的高熔点合金的精密铸件,如叶片、滚刀、工艺品等。
②压力铸造→用于形状复杂的或带嵌件的有色金属薄壁件,如铝合金台扇底座、马达罩、摩托车轮毂等。
但内部有大量气孔,不宜机加工、热处理,不宜作气密件。
压力铸造的压力比低压铸造大,但其铸件的致密度不如低压铸件
③低压铸造→用于致密度要求较高的薄壁件,材料不限,如高速内燃机铝活塞、摩托车气缸体。
④离心铸造→无型芯、无浇注系统,致密度高,用于空心回转件生产,如中等直径的污水管、气缸套等。
⑤陶瓷型铸造→生产精密铸件,如塑料注塑模、橡胶鞋底成形模具等
1.塑性变形的实质:单晶体→滑移、孪晶;多晶体→晶内滑移和孪晶,晶间滑动和转动
1.各种焊接方法的适用场合
2.梁、筒的焊接工艺设计
如双联齿轮
曲轴
麻花钻
毛坯成形方法选择