【正文】 ……………………………………………………………………………… 34 第十四章 零件的結(jié)構(gòu)工藝性………………………………… …………………… 35 習題 ……………………………………………………………………………… 35 第十五章 先進制造技術…………………………………………………………… 習題 ……………………………………………………………………………… 習題答案 ………………………………………………………………………… 36 3 課程的任務和學習方法 一、本課程的特點 本課程是一門有關機械零件制造方法及其用材的綜合性技術基礎課。閱讀時要注重對基本概念、基本理論的理解，同時要積極開展 理論 與 實踐 的 結(jié)合 。 掌握金屬材料的力學性能各項指標的概念，符號及表示方法，應用條件和范圍 。 符號表示：屈服強度 σ s—— 材料產(chǎn)生屈服時的最小應力。 應用條件和范圍： 材料進行壓力加工時 選 材 的主要依據(jù)。 沖擊韌度 ak。 填寫下列力學性能指標的符號：屈服點（ ）、洛氏硬度 A 標尺（ ）、抗拉強度（ ）、斷后伸長率 ( )。 掌握 合金的基本概念，了解固溶體和金屬間化合物的概念 。晶體缺陷會使金屬內(nèi)部晶格發(fā)生晶格畸變， 產(chǎn)生內(nèi)應力；金屬的性能發(fā)生變化，強度、硬度增加。常用方法有：增加過冷度；變質(zhì)處理；振動等。固溶體的晶格類型保持溶劑的晶格類型。 二元合金相圖的分析： 相圖橫坐標表示二元合金成分分數(shù)，縱坐標表示溫度；特性點：純金屬熔點；特性線：液相線、固相線。 二、判斷題 無論是純金屬，還是合金，其結(jié)晶過程都是恒溫過程 。 掌握 含碳量對鐵 碳合金組織轉(zhuǎn)變和力學性能的影響。 2） 鐵碳合金基本組織 ： 鐵素體：碳溶于 α Fe 中所形成的間隙固溶體，用符號 F表示 。 萊氏體： 1148186。 2） 典型鐵碳合金結(jié)晶過程和組織轉(zhuǎn)變： 工業(yè)純鐵：含碳量 ≤ %，室溫平衡組織 F。 對鋼力學性能的影響：：隨著鋼中含碳量的增加，鋼的強度、硬度增加，而塑性、韌性下降， 但當含碳量超過 %時，強度明顯下降。（ ） 三、選擇題 8 鐵素體為（ ）晶格 。 在加熱溫度相同時，加熱速度愈快，保溫時間愈短，奧氏體晶粒愈小。 應用：完全退火用于鑄、鍛、焊、軋件及中碳鋼和中碳合金鋼； 球化退火用于高碳鋼鍛軋件；去應力退火用于鑄、鍛、焊、軋件。 應用：用于中、高碳鋼及中 、高 碳合金鋼提高硬度 和耐磨性。 淬火及高溫回火的復合熱處理工藝稱為調(diào)質(zhì)。 鋼的滲碳：目的是提高表層碳的含量，經(jīng)過淬火和低溫回火，提高工件表面的硬度、耐磨性和疲勞強度。 按回火溫度不同可將回火分為（ ）回火、（ ）回火、（ ）回火 。 A 淬火 +高溫回火 B 淬火 +中溫回火 C 淬火 +低溫回火 球化退火用于（ ）鍛軋件 。 12 三、 基本內(nèi)容 工業(yè)用鋼 1） 常存元素對鋼性能的影響 ： 錳和硅存在鋼中，大部分溶于鐵素體中，能提高鋼的強度和硬度， 是有益元素。） 非鐵合金 1）鋁合金的分類、牌號和用途： 鋁合金的分類：按成分和工藝特點分為變形鋁合金和鑄造鋁合金。 四、習題 一、填空題 鋼中常存雜質(zhì)元素有硅、錳、硫、磷，其中 （ ） 、（ ） 是有益 元素， （ ）、（ ）是有害元素 。（ ） 三、選擇題 在下列三種鋼中， （ ） 鋼的彈性最好，（ ）鋼的硬度最大，（ ）鋼的塑性最好 。 熟悉合金的鑄造性能 。 鑄件常見的缺陷的特征及產(chǎn)生原因，見書中表 72 2） 特種鑄造： 熔模鑄造的工藝過程：制母?！鷫盒汀葡災！茪ぁ簾鷿沧ⅰ謇?。 鑄件產(chǎn)生 內(nèi)應力、變形和裂紋 的主要原因是（ ）收縮 。 熟悉錘上模鍛的工藝過程 。 2） 自由鍛工藝規(guī)程的制定 ： 包括：繪制鍛件圖、 計算坯料質(zhì)量及尺寸、選擇鍛造工序。 模鍛件結(jié)構(gòu)設計：要有合理的分模面、模鍛斜度和圓角半徑；配合表面要留有加工余量，非配合表面可不留加工余量；避免截面相差過大，薄壁、高筋、凸起等結(jié)構(gòu)；避免深孔和多孔結(jié)構(gòu)； 減少余塊，簡化模鍛工藝。 模鍛按使用設備不同，可分為 （ ） 模鍛 、（ ） 模鍛 、（ ）模鍛 三種。 A 沖裁 B 落料 C 沖孔 四、名詞解釋 熱變形 冷變形 五 、簡答題 什么叫冷變形強化 ？ 以圓鋼為坯料， 自由鍛制帶孔圓環(huán)形、圓筒形鍛件，其鍛造工序有何異同 ？ 下圖中自由鍛鍛件結(jié)構(gòu)工藝性不好，說明原因，畫出正確圖形。 了解 膠接基本原理、膠粘劑和膠接工藝特點 。 熱影響區(qū) 分為過熱區(qū)、正火區(qū)和部分相變區(qū)。 焊條：由焊芯和藥皮組成，焊芯起導電和填充金屬作用，藥皮起保護、冶金作用。其特點是：焊接變形小、勞動條件好、操作方便、易于實現(xiàn)自動化，在自動化生產(chǎn)線上應用較多，但設備投資大、耗電多、接頭形式和工件厚度受到一定限制。主要用于精密儀表、電器零部件、異種金屬結(jié)構(gòu)、復雜薄板結(jié)構(gòu)及硬質(zhì)合金刀具。 低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼的焊接：淬硬傾向和冷裂傾向較小，焊接性較好，強度級別低的焊前不需要預熱，強度級別高的焊前需要預熱。 四、習題 一、填空題 焊接的實質(zhì)是被連接的焊件形成 （ ） 間的結(jié)合 。 。 掌握典型零件毛坯的選擇。其特點及應用見表 101。 四、習題 一、填空題 零件失效的主要形式有（ ）失效，（ ）失效，（ ）失效，（ ）失效四種類型 。 第 11 章 金屬切削加工的基礎知識 25 一、學習目標 掌握切削運動和切削要素 。 主運動：切下切屑所必需的最基本的運動， 也是切削加工中速度最高、消耗功率最多的運動。 量具刃具鋼：用于制造形狀復雜手工刀具。 切削平面 Ps：通過切 削刃上任一點與切削刃相切，垂直于 基面 的平面。： 正交平面內(nèi)前刀面與基面之間的夾角。切削力、切削熱主要來自這個區(qū)域。 4）切削力： 總切削力 F：三個變形區(qū)的變形抗力和切屑、工件與刀具間的摩擦力的合力。 切削加工質(zhì)量與切削效率 1）影響材料切削加工性的主要因素： 材料的強度和硬度愈高；塑性、韌性愈大；導熱系數(shù)愈小，材料的切削加工性愈差。 切削液 種類和選用： 水溶液： 水加入少量防銹劑和潤滑 劑。 高速鋼刀具取較大前角；硬質(zhì)合金刀具取較小前角；工藝系統(tǒng)剛性較差時，取較大前角。高濃度乳化液主要用于精車、攻絲、鉸孔、插齒等。提高工藝系統(tǒng)剛度、采取消振隔振措施，減少振動對表面粗糙度的影響。增大主偏角，可明顯減小背向力，減小工件彎曲變形和振動。 該區(qū)域?qū)?工件已加工表面的變形強化和殘余應力及后刀面的 磨損有很大影響。 其主要作用是 減少主后刀面與工件過渡表面之間的摩擦 。 副偏角κ r39。 硬質(zhì)合金：多制成各種形狀刀片，機動加工各種金屬材料。 2） 切削要素： 切削用量要素：切削速度、進給量、背吃刀量。 了解工件的切削加工性，了解影響已加工表面質(zhì)量的因素 。（ ） 三、選擇題 選擇下列零件材料：箱蓋 （ ） ， 齒輪軸（ ），螺栓（ ） 。 機架、箱體類零件：箱體類零件 大多選用鑄鐵鑄造； 承載較大的箱體可用鑄鋼；要求重量輕、散熱好的箱體，可采用鋁合金鑄造；單件小批生產(chǎn)時，可采用鋼材焊接而成。 典型 零件 選材及工藝路線 1） 齒輪類 零件 選材及工藝路線 ： 常用齒輪材料：重要用途中載齒輪用中碳鋼或中碳合金鋼鍛制；高速耐沖擊重載齒輪用低碳鋼或低碳合金鋼鍛制；低速無沖擊輕載精度底齒輪用鑄鐵制造；直徑大形狀復雜齒輪用鑄鋼制造。 第 10 章 機械 零件 材料及毛坯的選擇 一、學習目標 了解 機械 零件 失效的主要形式和原因 。 二、判斷題 鋼中的碳和合金元素對鋼的焊接性的影響是不同的，合金元素的影響最大 。 2）焊縫布置： 焊縫布置 盡可能分散、應避開應力集中部位、布置應盡可能對稱、應便于操作、應盡量減少焊縫長度和數(shù)量、應盡量避開機械加工表面。 2)碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼的焊接： 低碳鋼的焊接 :沒有淬 硬傾向，冷裂傾向小，焊接性良好，焊前不需要預熱。 4） 釬焊： 釬焊按釬料熔點分為軟釬焊和硬釬焊，釬料熔點 在 450186。氬弧焊適用于焊接易氧化的有色金屬和合金鋼。 預防變形的工藝措施 ： 反變形法、剛性固定法、合理安排焊接順序、焊前預熱，焊后處理。不足之處有不能拆卸，更換修理不方便，接頭組織性能變差，存在焊接應力及缺陷，易產(chǎn)生變形等。 掌握 結(jié)構(gòu)鋼焊條的選用。С時的加工屬于熱加工 。 2） 沖模： 按組合方式分為 單工序模、級進模、組合模三種。模鍛模膛 包括終鍛模膛和預鍛模膛；制坯模膛包括拔長模膛、滾壓模膛、彎曲模膛和切斷模膛。 2） 鍛造流 線及鍛造比 ： 鍛造流線是金屬的性能呈各項異性：沿著流線方向拉伸時，有較高的抗拉強度；沿著流線垂直方向剪切時，有較高的抗剪強度。 A 鑄鋼 B 鑄鐵 C 鑄銅 下列鑄件大批 量 生產(chǎn)時，采用什么方法鑄造為宜？車床床身（ ）、汽輪機葉片（ ）、鑄鐵水管（ ） 。 三、本章重點 手工造型方法的特點與應用。 二、基本內(nèi)容 鑄造成形工藝基礎 1）合金的流動性和充型能力： 流動性好的合金，充型能力強，易獲得形狀完整、尺寸準確、輪廓清晰、壁薄和形狀復雜的鑄件。 A 40Gr B 60Si2MnA C ZGMn133 為下列零件正確選材，汽車變速齒輪（ ）；儲酸槽（ ）；滾動軸承（ ）。 根據(jù)碳在鑄鐵中存在的形式及石墨的形態(tài)，鑄鐵分為（ ）、（ ）、（ ）、（ ）。） 2）銅合金的分類、牌號和用途： 銅合金的分類：按 加入合金元素分為黃銅、白銅、青銅 。） 鋼的用途：（參看教材，要求基本做到從鋼的編號可以判斷出鋼的類別、大致成分和主要用途。 A 刃、量、模具等 B 彈簧等 C 重要傳動件等 化學熱處理與其他熱處理方法的根本區(qū)別是（ ）。（ ） 鋼的晶粒因過熱而粗化時，就 有 變脆的傾向 。 三、本章重點 鋼的退火、正火、淬火、回火的工藝特點和應用 。 感應加熱表面淬火一般用于中碳鋼或中碳合金鋼。（ 2）中溫回火 (350— 500186。 應用：用于中 、低 碳鋼 提高硬度，改善切削加工性 能； 用于高碳鋼 消除網(wǎng)狀滲碳體、為球化退火做準備。С —— Ms之間溫度等溫冷卻，轉(zhuǎn)變產(chǎn)物為貝氏體組織，下貝氏體組織具有較高的強度和硬度、塑性和韌性 ；在 Ms 以下 溫度等溫冷卻，轉(zhuǎn)變產(chǎn)物為 馬氏 體組織， 低碳板條狀馬氏體具有較高的硬度和強度、較好的塑性和韌性，高碳針片狀馬氏體具有很高的硬度、但塑性和韌性很差，脆性大。 第 4 章 鋼的熱處理 一、 學習目標 了解鋼在加