【正文】 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。 3）合金的鍛造性能： 內在因素：對鋼來講，含碳量愈低，鍛造性能愈好，合金元素與多，鍛造性能愈差，含硫量和含磷量愈多，鍛造性能愈差。 2） 自由鍛工藝規(guī)程的制定 ： 包括：繪制鍛件圖、 計算坯料質量及尺寸、選擇鍛造工序。 模鍛 1） 模鍛的優(yōu)點： 與自由鍛相比，斷件的尺寸和精度比較高，加工余量少，節(jié)約工時與材料；鍛造流線分布合理，生產(chǎn)率高。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。繪制模鍛件圖 注意分型面、加工余量、模鍛斜度、模鍛圓角和沖孔連皮等。 模鍛件結構設計：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、凸起等結構；避免深孔和多孔結構； 減少余塊，簡化模鍛工藝。分離工序包括落料、沖孔、修整、剪切。 2） 沖模： 按組合方式分為 單工序模、級進模、組合模三種。 四、習題 一、填空題 當沿著鍛造流線方向拉伸時，有 （ ） 抗拉強度；當沿著垂直鍛造流線方向剪切時，有（ ）抗剪強度 。 模鍛按使用設備不同，可分為 （ ） 模鍛 、（ ） 模鍛 、（ ）模鍛 三種。 二、判斷題 金屬冷塑性變形后，強度和硬度下降，而塑性和韌性提高 。С時的加工屬于熱加工 。 （ ） 三、選擇題 下列材料中， （ ） 的鍛造性能最好，（ ）的鍛造性能最差 。 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構工藝性不好，說明原因，畫出正確圖形。 了解 電弧焊 焊接接頭的組織和性能，了解焊接應力和變形 。 掌握 結構鋼焊條的選用。 熟悉常用金屬材料的焊接性及焊接工藝特點。 了解 膠接基本原理、膠粘劑和膠接工藝特點 。 2） 焊接方法的分類： 按焊接過程特點可分為熔焊、壓焊、釬焊三大類。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。 焊縫的組織是柱狀晶體的鑄造組織，由于合金化的作用， 性能不低于母材。 熱影響區(qū) 分為過熱區(qū)、正火區(qū)和部分相變區(qū)。 2） 焊接應力和變形 ： 產(chǎn)生原因 ： 由于焊件在焊接時是不均勻的局部加熱和冷卻，造成焊件的熱脹冷卻速度和組織變化先后不一致，從而導致 焊接應力和變形的產(chǎn)生，影響焊件質量 。 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。 常用焊接方法 1） 手工電弧焊： 特點與應用：具有設備簡單、操作靈活、對接頭要求不高、焊接條件和位置不限、成本低、應用廣泛，但有強烈的弧光和煙塵、 勞動條件差、效率低、對工人技術水平要求高，焊接質量不穩(wěn)定。 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。焊接 20 一般 碳素結構鋼、低合金結構鋼 結構，選用強度等級相同的焊條，焊接特殊性能鋼結構，選用成分相同或相近 的焊條，焊接承受動載、交變載荷、沖擊載荷的結構，選用堿性焊條，焊接 承受靜載的 結構，選用 酸性焊條。氬弧焊適用于焊接易氧化的有色金屬和合金鋼。 CO2 焊適用于焊接 低碳鋼 和 強度級別不高的普通低 合金 結構 鋼 ，主要焊接薄 板 。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?？p焊只適合于 3mm 以下薄板結構焊接，如易拉罐、油箱、煙道等。 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。С以上的釬焊叫 硬釬焊 。主要用于精密儀表、電器零部件、異種金屬結構、復雜薄板結構及硬質合金刀具。碳當量越大，焊接性越差。 2)碳素結構鋼、低合金高強度結構鋼的焊接： 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。 中碳鋼的焊接 :淬硬傾向和冷裂傾向較大，焊前必需預熱。 低合金高強度結構鋼的焊接：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。 焊接結構工藝性 1） 焊接接頭設計 ： 接頭形式有對接、搭接、角接、 T形接四種。 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。 三、本章重點 常用焊接方法的過程、特點和應用。 四、習題 一、填空題 焊接的實質是被連接的焊件形成 （ ） 間的結合 。 焊接接頭中性能最差的部位是 （ ） 區(qū)和 （ ） 區(qū) 。 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 。（ ） 焊接冷 裂 紋的產(chǎn)生主要跟含氫量的多少有關 。 。 A H08A B E4315(結 427) C E5015(結 507) 低碳鋼焊前一般（ ）預熱， 低溫焊厚板時（ ）預熱； 中碳鋼焊前（ ）預熱。 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 。 掌握 典型 零件 選材及工藝路線 。 掌握典型零件毛坯的選擇。 23 2） 零件 失效的原因 ： 結構設計不合理、材料選取不當、加工工藝問題、適用維護不當。 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。 機床主軸 選材及工藝路線 ：材料 40Cr 或 45；工藝路線為：下料→鍛造→正火→粗切削加工→調質→半精加工（花鍵除外）→局部淬火、回火（錐孔及外錐體）→粗 磨 （外圓、外錐體、錐空）→銑花鍵→花鍵高頻淬火、回火→精磨削 球墨鑄鐵曲軸 工藝路線 ：鑄造→高溫正火→高溫回火→機械加工→ 軸頸表面 淬火 、自熱回火 →磨削 常用毛坯加工方法的 特點及應用 1）毛坯的種類： 機械零件常用毛坯種類有鑄件、鍛件、焊接件、沖壓件和型材等。其特點及應用見表 101。 4）典型機械零件毛坯的選擇： 軸桿類零件： 承受彎矩、傳遞扭矩、要求具有高的力學性能的軸桿類零件，多 24 采用鍛件；結構復雜、受力不大的凸輪軸、曲軸等，可采用球墨鑄鐵鑄造； 承受彎矩和 傳遞扭矩 很小 、力學性能 要求不高的 軸桿類零件，多采用 型 材 ； 某些情況可采用鑄 焊、鍛 焊結合方式制造。 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。 常用毛坯加工方法的特點及應用 。 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 。 二、判斷題 齒輪類零件、軸類零件最好用鍛鋼制作 。（ ） 三、選擇題 選擇下列零件材料：箱蓋 （ ） ， 齒輪軸（ ），螺栓（ ） 。 A 鑄件 B 鍛 件 C 沖壓件 四、簡答題 簡述汽車齒輪的選材與工藝路線。 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 。 熟悉車刀切削部分的幾何參數(shù) 。 了解工件的切削加工性，了解影響已加工表面質量的因素 。 二、基本內容 切削運動和切削要素 1） 切削運動： 切削運動：為了切除工件上多余 的金屬，刀具與工件之間所作的相對運動。 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。 進給運動： 是使工件切削層不斷投入切削而加工出完整表面的運動。 2） 切削要素： 切削用量要素：切削速度、進給量、背吃刀量。 金屬切削刀具： 1） 刀具常用材料： 碳素工具鋼：用于制造簡單手工刀 具。 量具刃具鋼：用于制造形狀復雜手工刀具。 高速鋼：用于制造形狀復雜機動刀具。 硬質合金：多制成各種形狀刀片，機動加工各種金屬材料。 2） 車刀切削部分的幾何參數(shù)： 外圓車刀切削部分的組成：前刀面、主后刀面、副后刀面、主切削刃、副切削刃、刀尖。 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。 3） 車刀正交平面參考系內的標注角度： 主偏角 κ r： 基面內主切削刃與進給方向的夾角。 副偏角κ r39。其主要作用是影響 工件以加工表面粗糙度。： 正交平面內前刀面與基面之間的夾角。 后角 α 。 其主要作用是 減少主后刀面與工件過渡表面之間的摩擦 。其主要作用是 控制切屑流向 金屬切削過程中的物理現(xiàn)象 1） 金屬切削過程的實質： 就是通過刀具把金屬層變?yōu)榍行嫉倪^程，其實質是一個擠壓變形的過程，塑性金屬在切削過程中一般要經(jīng)歷彈性變形、塑性變形、擠裂破壞和切離四個階段。切削力、切削熱主要來自這個區(qū)域。 該區(qū)域對積屑瘤的形成和前刀面磨損有直接影響。 該區(qū)域對 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。 對切削加工的影響：粗加工時有好處，保護刀刃，增大前角。 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。 影響因素：有工件材料、刀具角度和切削用量。增大主偏角，可明顯減小背向力，減小工件彎曲變形和振動。 切削熱的傳出：在切削過程中有切屑、工件和周圍介質傳出。 切削加工質量與切削效率 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。選擇合適切削速度，避免產(chǎn)生積屑瘤，可明顯降低表面粗糙度。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。 表面殘余應力：采用時效處理可有效消除表面殘余應力。 切削液 種類和選用： 水溶液： 水加入少量防銹劑和潤滑 劑。 乳化液： 乳化油與水稀釋而成。高濃度乳化液主要用于精車、攻絲、鉸孔、插齒等。普通車削、攻絲用機油；精車有色金屬和鑄鐵用煤油；加工螺紋用植物油；在礦物油中加入油性劑和極壓添加劑，用于精 28 銑、鉸孔、功絲和齒輪加工等。 高速鋼刀具取較大前角；硬質合金刀具取較小前角；工藝系統(tǒng)剛性較差時，取較大前角。 主