機(jī)械制造基礎(chǔ)復(fù)習(xí)一089課件

1.鑄件的溫度場

在合金凝固和冷卻的某瞬間，鑄件橫斷面上的溫度分布曲線。Ⅰ－Ⅰ、Ⅱ－Ⅱ?yàn)榈葴鼐€。2.鑄件的凝固區(qū)凝固區(qū)S——對鑄件質(zhì)量影響較大。①合金的結(jié)晶溫度②溫度梯度一、鑄件的凝固

T表層中心St鑄件ⅠⅡ題一、金屬的液態(tài)成型基礎(chǔ)（5分）P.2(1)逐層凝固(2)糊狀凝固

(3)中間凝固——大多數(shù)合金的凝固方式

表層中心t鑄件固相線液相線成分溫度表層中心t鑄件液固液表層中心St鑄件溫度液相線固凝固區(qū)3.鑄件的凝固方式

使合金具有具有良好的充型能力和補(bǔ)縮條件。

凝固層將固相區(qū)與金屬液分開，充型能力和補(bǔ)縮條件變差調(diào)整凝固方式的措施：（1）選擇傾向于逐層凝固的合金合金的結(jié)晶溫度范圍越小，凝固區(qū)域越窄，越趨向于逐層凝固?；诣T鐵、硅鋁合金等為逐層凝固，高碳鋼為糊狀凝固。

（2）加大溫度梯度在合金結(jié)晶溫度范圍已定的前提下，凝固區(qū)的寬窄取決于鑄件內(nèi)外層之間的溫度差。若鑄件內(nèi)外層之間的溫度差由小變大，則其凝固區(qū)相應(yīng)由寬變窄。

如采用金屬型鑄造等。2）鑄件的臨界壁厚在最小壁厚和臨界壁厚之間就是適宜的鑄件壁厚。在砂型鑄造條件下，臨界壁厚≈3×最小壁厚

3）鑄件截面形狀在一定鑄造工藝條件下，所能澆注出的鑄件最小壁厚。

2．鑄件壁厚應(yīng)均勻、避免厚大截面二、鑄件壁的連接1．鑄件的結(jié)構(gòu)圓角2．避免銳角連接3．厚壁與薄壁間的聯(lián)接要逐步過渡4．減緩筋、輻收縮的阻礙三、鑄件外形的設(shè)計

1．避免外部側(cè)凹、凸起；2．分型面應(yīng)盡量為平直面；上中中下上下3．凸臺、筋條的設(shè)計應(yīng)便于起模。五、鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)考慮的其它問題1．鑄造方法2．組合鑄件的設(shè)計四、自由鍛件結(jié)構(gòu)工藝性1.避免斜面和錐度2.避免曲面相交3.避免加強(qiáng)筋和凸臺4.采用組合工藝題二、鍛件的結(jié)構(gòu)工藝性（2分）P.92/101

4.避免設(shè)計深孔、多孔結(jié)構(gòu)；5.采用鍛焊組合工藝。二、胎模鍛造利用自由鍛設(shè)備在活動模具上生產(chǎn)模鍛件的方法。1.扣模2.筒模3.合模1.沖壓方法對結(jié)構(gòu)工藝性的要求1）對沖裁件的要求①沖裁件的形狀應(yīng)力求簡單、對稱，有利于材料的合理利用；②應(yīng)避免細(xì)長槽和細(xì)長臂結(jié)構(gòu)；

題二、沖壓件的結(jié)構(gòu)工藝性（4分）P.109

③沖裁件的內(nèi)外轉(zhuǎn)角處，應(yīng)盡量避免尖角。工序圓弧角最小圓角半徑黃銅、紫銅、鋁低碳鋼合金鋼落料0.24×t0.35×t0.30×t0.50×t0.45×t0.70×t沖孔0.20×t0.45×t0.35×t0.60×t0.50×t0.90×t沖裁件最小圓角半徑2）對彎曲件的要求①彎曲件的形狀應(yīng)力求簡單、對稱，并考慮材料纖維方向；②彎曲半徑不能小于材料允許的最小彎曲半徑；

③彎曲高度H>2t。④帶孔件的彎曲：3）對拉深件的要求①彎曲件的形狀應(yīng)力求簡單、對稱，并不宜太高；②拉深件的圓角半徑應(yīng)滿足：rdt、R

2t；

2.改進(jìn)結(jié)構(gòu)可簡化工藝及節(jié)省材料1）采用沖焊結(jié)構(gòu)2）采用沖口工藝3）盡量簡化沖壓件的結(jié)構(gòu)§3接頭工藝設(shè)計一、接頭形式的設(shè)計1.對接接頭2.搭接接頭3.角接接頭4.T字接接頭對接接頭—接頭受力簡單、均勻，應(yīng)力集中較小，強(qiáng)度較高，優(yōu)先選用搭接接頭—接頭強(qiáng)度好。但受力復(fù)雜，應(yīng)力集中嚴(yán)重，易產(chǎn)生焊接缺陷。二、坡口形式的設(shè)計不同厚度的工件焊接時：2.焊縫應(yīng)對稱分布3.焊縫應(yīng)避開應(yīng)力集中處和最大應(yīng)力處4.零件的結(jié)構(gòu)工藝性的幾方面要求:1）加工表面的幾何形狀應(yīng)盡量簡單,盡可能布置在同一平面上或同一軸線上。

2）由相互位置精度要求的表面，最好能在一次安裝中加工出來。

3）盡可能減少加工表面的數(shù)量和面積，合理地規(guī)定零件的精度和表面粗糙度，以利于減少切削加工量。題二、切削加工、裝配結(jié)構(gòu)工藝性（6分）P.130

4）應(yīng)力求零件的某些結(jié)構(gòu)尺寸標(biāo)準(zhǔn)化，以便于采用標(biāo)準(zhǔn)刀具和通用量具，降低生產(chǎn)成本。

5）零件應(yīng)便于安裝，定位準(zhǔn)確，夾緊可靠；便于加工，易于測量；便于裝配和拆卸。

6）零件結(jié)構(gòu)應(yīng)與先進(jìn)的加工工藝方法相適應(yīng)。

7）零件應(yīng)具有足夠的剛性，能承受切削力和夾緊力，以便于提高切削用量，提高生產(chǎn)率。3．結(jié)構(gòu)工藝性是相對概念隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，新材料、新設(shè)備、新工藝的應(yīng)用，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性好壞的概念也在變化，如過去認(rèn)為工藝性差的零件結(jié)構(gòu)，現(xiàn)在在數(shù)控機(jī)床和加工中心上已不難加工。1）分模面的選擇①分模面應(yīng)選在鍛件的最大截面處；②分模面的選擇應(yīng)使模膛淺而對稱；③分模面的選擇應(yīng)使鍛件上所加敷料最少；④分模面應(yīng)最好是平直面。題三－1.確定錘上模鍛的分模面（5分）共15分P.97

（二）變形工序使坯料的一部分相對一部分產(chǎn)生位移而不被破壞的工序。（拉深、彎曲、翻邊、成形等）題三－2.確定沖壓變形工藝（5分）共15分

p.120D1.拉深使坯料在凸模的作用下壓入凹模，獲得空心體零件的沖壓工序。1）拉深變形過程ddh2）拉深廢品①拉裂（拉穿）②起皺3）拉深模設(shè)計及工藝特點(diǎn)①凸凹模的工作部分必須具有一定的圓角；r凹=10tr凸=（0.6-1）r凹②凸凹模間隙要合理Z=（1.1-1.2）tZ—單邊間隙③控制拉深系數(shù)（m）m=d/D=（0.5-0.8）D=100d=20；h=42d1=55d2=3232/55=0.58d3=2020/32=0.628④設(shè)置壓邊圈⑤涂潤滑油2.彎曲將平直板料彎成一定的角度或圓弧的工序。1）彎曲的變形特點(diǎn)①變形區(qū)域主要在圓角部位；②外層金屬受拉應(yīng)力，內(nèi)層金屬受壓應(yīng)力。2）彎曲缺陷彎裂3）彎曲工藝特點(diǎn)①彎曲半徑r≥rmin=（0.25-1）t；②毛刺應(yīng)位于內(nèi)側(cè)；③彎曲線應(yīng)盡量與坯料纖維方向垂直；④“回彈”問題a）設(shè)計補(bǔ)償角b）對工件進(jìn)行退火c）設(shè)計加強(qiáng)筋3.翻邊、成形1）翻邊在帶孔的平坯料上用擴(kuò)孔的方法獲得凸緣的工序。2）成形包括：起伏、脹形、壓印等三、沖模的分類及結(jié)構(gòu)1.簡單沖模2.連續(xù)沖模3.復(fù)合沖模沖床在一次行程中只完成一個沖壓工序。沖床在一次行程中在不同的工位同時只完成兩個以上的沖壓工序。沖床在一次行程中在同一工位同時完成兩個以上的沖壓工序?！?典型工藝設(shè)計實(shí)例題三－3改進(jìn)油罐焊縫布置（5分）共15分p.185

§4典型工藝設(shè)計實(shí)例一、焊條電弧焊

特點(diǎn)(1)設(shè)備簡單、應(yīng)用靈活方便。(2)勞動條件差、生產(chǎn)率低、質(zhì)量不穩(wěn)定。焊接過程①引弧②形成熔池③形成焊縫熔化焊

題四－1常用焊接方法的質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)性（5分）－2選擇合適的焊接方法（5分）共15分1.焊條焊條芯藥皮焊縫的填充材料

—填充焊縫電極傳導(dǎo)電流

—導(dǎo)電機(jī)械保護(hù)的作用冶金的作用穩(wěn)定電弧的作用焊條芯藥皮藥皮的種類：①氧化鈦型；②氧化鈦鈣型；③鈦鐵礦型；④氧化鈦型；⑤纖維素型；⑥低氫鉀型；⑦低氫鈉型；⑧石墨型；⑨鹽基型。(1)組成和作用（2）焊條的種類結(jié)構(gòu)鋼焊條—J；鉬和鉻耐熱鋼焊條—R；低溫鋼焊條—W；不銹鋼焊條—A；堆焊焊條—D；鑄鐵焊條—Z；鎳及鎳合金焊條—Ni；銅及銅合金焊條—T；鋁及鋁合金焊條—L；特殊用途焊條—TSJ507藥皮種類（低氫型）抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼焊條J422藥皮種類（鈣鈦型）抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼焊條酸性焊條：堿性焊條：在熔渣中以酸性氧化物為主（TiO2、SiO2、Fe2O3）在熔渣中以堿性氧化物為主（K2O、Na2O、CaO、MnO）2.焊條的選用1.根據(jù)被焊工件的強(qiáng)度選用2.根據(jù)被焊工件的化學(xué)成分選用3.根據(jù)被焊工件工作條件和結(jié)構(gòu)選用4.根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)狀況選用二、埋弧自動焊焊接電源控制箱焊接小車焊接熱源：電弧熱溶池保護(hù)：焊劑（氣、渣）1.埋弧自動焊設(shè)備及焊接過程2.埋弧自動焊工藝1）焊前準(zhǔn)備2)采取防漏措施①雙面焊；②手工電弧焊封底；③焊劑墊；④采用鎖底坡口；⑤水冷銅墊板。板厚在20～25mm以下的工件可不開坡口；但在實(shí)際生產(chǎn)中，板厚在14～22mm應(yīng)開Y型坡口，半厚在22~50mm，可開雙Y型坡口或U型坡口。3)要有引弧板和引出板環(huán)焊縫：焊絲起弧點(diǎn)應(yīng)與環(huán)的中心偏離一定距離a；（a=20~40mm）。直徑小于250mm一般不采用埋弧焊。3.埋弧自動焊工藝特點(diǎn)1）生產(chǎn)率高（手弧焊的5~10倍）2）焊接質(zhì)量高且穩(wěn)定。3）節(jié)約金屬材料、生產(chǎn)成本低。4）勞動條件好。5）只能在水平位置焊接。應(yīng)用：主要用于較厚鋼板的長直焊縫和較大直徑的環(huán)形焊縫焊接。如壓力容器的環(huán)焊縫和直焊縫、鍋爐冷卻壁的長直焊縫、船舶和潛艇殼體、其重機(jī)械、冶金機(jī)械（高爐爐身）等的焊接。三、氣體保護(hù)焊1.氬弧焊利用氬氣作為保護(hù)性介質(zhì)的電弧焊方法。焊接熱源：電弧熱保護(hù)介質(zhì)：ArAr①不與金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)—不產(chǎn)生夾渣缺陷②不溶解于液體金屬中—不產(chǎn)生氣孔缺陷③比重大于空氣（25%）“陰極破碎”作用1）熔化極氬弧焊25mm以下的工件2）非熔化極氬弧焊適于6mm以下工件的焊接3）氬弧焊的特點(diǎn)及應(yīng)用①機(jī)械保護(hù)效果好，焊縫金屬純凈，焊縫成形美觀，焊接質(zhì)量優(yōu)良。②電弧燃燒穩(wěn)定，飛濺小。③焊接熱影響區(qū)和變形小。④可進(jìn)行全位置焊接。⑤氬氣昂貴，設(shè)備造價高。應(yīng)用：適用于易氧化的有色金屬及合金鋼材料的焊接。如：鋁、鎂、鈦及其合金和耐熱鋼、不銹鋼等。適用所有金屬材料的焊接。以CO2氣體作為保護(hù)性介質(zhì)的電弧焊方法。焊接熱源：電弧熱保護(hù)介質(zhì)：CO2CO2①與金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)—產(chǎn)生夾渣缺陷②溶解于液體金屬中—產(chǎn)生CO

氣孔缺陷③比重大于空氣（25%）①氧化嚴(yán)重；②氣孔傾向大（CO）；③飛濺嚴(yán)重。1)存在問題2.

CO2氣體保護(hù)焊①生產(chǎn)率高（是手弧焊的1~3倍）。②成本低（是手弧焊的40%）。③焊接熱影響區(qū)和變形小。④可進(jìn)行全位置焊接。⑤飛濺嚴(yán)重，焊縫成形差。應(yīng)用：適用于低碳鋼和強(qiáng)度級別不高的低合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接。目前廣泛用于造船、機(jī)車車輛、汽車制造、農(nóng)業(yè)機(jī)械等。2）CO2氣體保護(hù)焊的特點(diǎn)及應(yīng)用壓力焊五、電阻焊

通過加壓、或同時加熱加壓，使焊件產(chǎn)生塑性變形，并經(jīng)再結(jié)晶和擴(kuò)散作用，實(shí)現(xiàn)連接的焊接方法。1.點(diǎn)焊工藝參數(shù)電極壓力焊接電流通電時間適中

對組合焊件經(jīng)電極加壓，利用電流通過焊接接頭的接觸面及鄰近區(qū)域產(chǎn)生的電阻熱，實(shí)現(xiàn)焊接。焊點(diǎn)距離太近—分流現(xiàn)象嚴(yán)重太遠(yuǎn)—強(qiáng)度不夠應(yīng)用：4mm以下的薄板搭接。點(diǎn)焊縫焊2.縫焊應(yīng)用：3mm以下的薄板搭接。如：密封的容器（油箱、水箱等）、管道等。3.對焊主要用于棒料的對接。1）電阻對焊應(yīng)用：用于斷面簡單，直徑（或邊長）小于20mm或強(qiáng)度要求不太高的工件。2）閃光對焊應(yīng)用：用于重要工件的焊接。可焊相同金屬，也可焊異種金屬（鋁—鋼、鋁—銅等）。工件直徑—0.01mm~200mm。六、摩擦焊1.摩擦焊焊接過程2.摩擦焊接頭型式3.特點(diǎn)及應(yīng)用①質(zhì)量穩(wěn)定；②不需填充金屬及焊劑；③生產(chǎn)率高，易實(shí)現(xiàn)自動化。應(yīng)用：適用于黑色金屬、有色金屬；也適用于特種材料、異種材料焊接。摩擦焊七、釬焊是將釬料熔化，利用液態(tài)釬料濕潤母材，填充接頭間隙并與母材相互擴(kuò)散，冷凝后實(shí)現(xiàn)連接的焊接方法。種類1.軟釬焊2.硬釬焊釬料的熔點(diǎn)在450℃以下。接頭強(qiáng)度低，一般為60~190MPa，工作溫度低于100℃釬料的熔點(diǎn)在450℃以上。接頭強(qiáng)度高，在200MPa以上，工作溫度較高。釬料的作用①連接②填充釬料的種類①軟釬料：②硬釬料：錫鋁合金（焊錫）