工程材料及機(jī)械制造基礎(chǔ)加工部分ppt課件

1、顧偉生 副教授l 定義：l 將液態(tài)金屬澆注到鑄型中，待其冷卻凝固，以獲得一定外形、尺寸和性能的毛坯或零件的成形方法。充型液態(tài)合金填充鑄型的過程。充型才干液態(tài)合金充溢鑄型型腔，獲得外形準(zhǔn)確、輪廓明晰鑄件的才干。 假設(shè)充型才干缺乏，鑄件將產(chǎn)生澆不到可冷隔等缺陷。影響充型才干的主要要素： 1合金的流動(dòng)性； 2澆注溫度； 3鑄型填充條件。l合金收縮的三個(gè)階段l 液態(tài)收縮T液T凝開無影響，但假設(shè)堵塞那么產(chǎn)生縮孔。l凝固收縮 T凝開 T凝終產(chǎn)生縮孔縮松的主要環(huán)節(jié)。l固態(tài)收縮 T凝終 T室總尺寸減少，產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，導(dǎo)致裂紋，變形等。l為什么共晶成分的合金流動(dòng)性較好？l可鍛鑄鐵l低C低Si的鐵水 白口鑄鐵 KT

2、澆注長(zhǎng)時(shí)間 40-70或100小時(shí)高溫退火920-980度l球化劑用純鎂或稀土鎂合金,作用是使石墨成球狀析出l孕育劑用75%硅鐵,作用是促使鑄鐵石墨化,防止產(chǎn)生白口 加球化劑進(jìn)展球化處置加孕育劑進(jìn)展孕育處置l孕育鑄鐵和球墨鑄鐵(或可鍛鑄鐵)是經(jīng)過什么方式來提高其強(qiáng)度?l鑄造合金性能鑄造合金性能l最小壁厚最小壁厚l壁厚太小壁厚太小,易產(chǎn)生澆缺乏易產(chǎn)生澆缺乏,冷隔冷隔,或白口等缺或白口等缺陷陷l壁厚太大壁厚太大,冷卻速度慢冷卻速度慢,晶粒粗大晶粒粗大,易產(chǎn)生縮易產(chǎn)生縮孔等孔等,使機(jī)械性能下降使機(jī)械性能下降l合理截面外形合理截面外形,用加強(qiáng)筋等用加強(qiáng)筋等(壁厚均勻壁厚均勻,減輕減輕分量分量,添加剛度

3、添加剛度)l可提高剛度可提高剛度,減少分量減少分量l抗彎強(qiáng)度的相對(duì)值抗彎強(qiáng)度的相對(duì)值%l金屬分量的相對(duì)值金屬分量的相對(duì)值%l鑄造合金性能鑄造合金性能l鑄造圓角鑄造圓角l熱量大熱量大,易產(chǎn)生縮孔易產(chǎn)生縮孔l柱狀晶結(jié)合處柱狀晶結(jié)合處,結(jié)合力弱結(jié)合力弱l應(yīng)力集中應(yīng)力集中l(wèi)美觀美觀,防止外角傷人防止外角傷人,防型腔尖防型腔尖角沖壞等角沖壞等為什么說鑄造圓角是鑄件的特征?鑄造采用加強(qiáng)筋有何作用?l金屬在常溫下經(jīng)過塑性變形后，其組織和性能會(huì)發(fā)生顯著的變化：l組織變化l晶粒沿最大變形方向伸長(zhǎng)l在晶間產(chǎn)生碎晶，使變形困難l晶格發(fā)生歪扭，產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力l 性能變化l、HB，、ak，加工硬化l益處：是一種硬化手段l害

4、處：進(jìn)一步加工不利lT再0.4 T熔；回復(fù): T回(0.25-0.3)T熔l可以消除加工硬化，構(gòu)成等軸晶粒l再結(jié)晶退火，碳鋼為600700 ，小于T臨l冷熱變形l冷變形：金屬在再結(jié)晶溫度以下的變形，有加工硬化景象l熱變形：金屬在再結(jié)晶溫度以上的變形，有再結(jié)晶組織而無加工硬化景象l纖維組織使金屬性能具有方向性l平行于纖維組織的方向，其抗拉強(qiáng)度高l垂直于纖維組織的方向，其抗剪強(qiáng)度高l為了獲得更好性能的零件，設(shè)計(jì)加工工藝時(shí)要留意：l使零件在任務(wù)中受最大正應(yīng)力與纖維方向一致l使零件在任務(wù)中受最大切應(yīng)力與纖維方向垂直l最好使纖維組織沿零件輪廓分布面而不被切斷l(xiāng)定義：是衡量金屬資料經(jīng)受壓力加工時(shí)難易程度的

5、一個(gè)工藝性能l金屬的s大， 小，那么容易變形，不易開裂，省力l金屬的鍛造性能取決于金屬的本質(zhì)和加工條件l金屬的本質(zhì)l加工條件l應(yīng)力形狀的影響l變形溫度的影響lT變?cè)酱螅沟锰砑樱?s下降，那么鍛造性能好，這是提高金屬鍛壓性能的主要方法，但溫度過高將產(chǎn)生過熱，過燒，脫碳，嚴(yán)重氧化等缺陷，甚至使鍛件報(bào)廢l目的: 提高金屬的塑性,降低變形抗力.l變形速度的影響：l0aV， s la V， s l再結(jié)晶來不及完全消除金屬l變形引起的加工硬化，使之逐l漸積累。l塑性變形對(duì)組織和性能的影響塑性變形對(duì)組織和性能的影響l拉應(yīng)力能使得拉應(yīng)力能使得 ， sl壓應(yīng)力壓應(yīng)力， s l金屬資料在室溫下經(jīng)過塑性變形后，其

6、組織和性能會(huì)發(fā)生什么變化？l冷熱變形的區(qū)別是什么？l如何思索資料中的纖維組織？l在普通情況下，為什么隨變形速度提高，金屬的鍛壓性能變差？l自在鍛工序: 墩粗,拔長(zhǎng),沖孔,彎曲,改動(dòng),(擴(kuò)孔) 等l沖裁：落料沖孔 l是使資料沿封鎖輪廓分別的工序。 l落料：被分別的部分為廢品，而周邊是廢料l沖孔，被分別的部分為廢料，而周邊是廢品l凹模和凸模都具有鋒利的任務(wù)刃口l凹模和凸模間應(yīng)有適當(dāng)?shù)拈g隙Z510SS為板厚lZ主要影響沖裁件的質(zhì)量和模具的壽命：lZ越大，沖裁件質(zhì)量下降毛刺等缺陷產(chǎn)生lZ越大，模具的壽命上升刃口間的摩擦減小，沖裁力減小，模具不易磨損l間隙Z的大小主要取決于板厚和沖裁件質(zhì)量。l板材彎曲時(shí)

7、內(nèi)側(cè)受壓，外側(cè)受拉，為防止拉裂當(dāng)拉 b那么拉裂，為防止拉裂，有最小彎曲半徑Rmin=(0.251)S, 資料塑性好，R可取小些。l希望彎曲線垂直纖維方向，假設(shè)平行，那么易拉裂，可添加R改良。l由于有彈性變形存在，有回彈景象，普通回彈角010度，S越大，回彈角越大l定義：使板料制成中空外形零件的工序l拉深模與沖裁模類似，區(qū)別為l拉深凹凸模無刃口，而有適當(dāng)?shù)膱A角。l拉深凹凸模間隙S, Z1.11.3)Sl拉深缺陷l起皺l拉裂(多次拉深和再結(jié)晶退火可防止拉裂l金屬?zèng)_壓加熱的目的是什么？始鍛溫度過高有什么不好？l沖裁模與拉深模有何區(qū)別？l沖裁時(shí)，凹凸模之間的調(diào)整間隙主要影響什么？l板料彎曲時(shí)要留意哪些

8、問題？l沖孔模和落料模在尺寸上有何區(qū)別，為什么？l終鍛模膛與鍛件的區(qū)別是什么？l設(shè)置預(yù)鍛模膛的目的是什么？與終鍛模膛的區(qū)別是什么？l 定義：定義：l經(jīng)過加熱或加壓，或兩者并用，并且用或不用填充資料，使經(jīng)過加熱或加壓，或兩者并用，并且用或不用填充資料，使工件到達(dá)金屬原子結(jié)合得一種銜接方式。工件到達(dá)金屬原子結(jié)合得一種銜接方式。l 根據(jù)焊接過程的特點(diǎn)，焊接方法可分為：l熔焊l壓力焊l釬焊l焊接電?。汉附与娀。?l電弧是氣體放電的一種方式電弧是氣體放電的一種方式l焊接電弧使焊條端部與焊件之間的空氣電焊接電弧使焊條端部與焊件之間的空氣電離區(qū)產(chǎn)生的一種劇烈而耐久的放電景象。離區(qū)產(chǎn)生的一種劇烈而耐久的放電景

9、象。l焊接電弧的產(chǎn)生：短路焊接電弧的產(chǎn)生：短路空載空載熄滅熄滅l焊接電弧在熄滅時(shí)，放出大量的光能和熱焊接電弧在熄滅時(shí)，放出大量的光能和熱能能60008000 Kl 電焊機(jī)有兩個(gè)根本要求： l具有陡降的外特性l具有一定的空載電壓以滿足引弧需求5090Vl限制適當(dāng)?shù)亩搪冯娏? 1.5 I變)l電弧長(zhǎng)度發(fā)生變化時(shí)，能保證電弧的穩(wěn)定l焊接電流具有調(diào)理特性l常用的電焊機(jī)有交流弧焊和直流弧焊機(jī)兩類l 組成： l由(金屬)焊芯和藥皮組成l焊芯：l傳導(dǎo)焊接電流，產(chǎn)生電弧l焊芯熔化作為焊縫的填充金屬l 藥皮： l作用：l穩(wěn)定電弧，既容易引弧又穩(wěn)定電弧l機(jī)械維護(hù)，造氣造渣，隔離空氣l冶金處置，滲合金，脫碳，脫氧l

10、 焊接接頭=焊縫熱影響區(qū)l 熱影響區(qū)HAZl指焊縫兩側(cè)因焊接熱作用而發(fā)生組織和性能變化的區(qū)域區(qū)域區(qū)域溫度區(qū)間溫度區(qū)間 組織組織機(jī)械性能機(jī)械性能熔合區(qū)熔合區(qū)AE AE ACAC線（約線（約0.10.11mm1mm）鑄態(tài)組織鑄態(tài)組織過熱粗晶過熱粗晶、akak( (接頭變化，引起應(yīng)力集中接頭變化，引起應(yīng)力集中) )過熱區(qū)過熱區(qū)AcAc3 3線以上線以上100100200 200 AEAE線線 過熱粗晶過熱粗晶、akak( (尤其尤其 ak25ak253030) )正火區(qū)正火區(qū) Ac Ac3 3 AcAc3 3線以上線以上100100200200( (正火組織正火組織) ) 細(xì)晶細(xì)晶、akak部分相變

11、區(qū)部分相變區(qū)AcAc1 1 AcAc3 3 線線晶粒粗細(xì)不均晶粒粗細(xì)不均稍差稍差再結(jié)晶區(qū)再結(jié)晶區(qū)T T再再 AcAc1 1 線線 細(xì)晶細(xì)晶、HBHB、ak ak l防止和減少焊接變形的工藝措施防止和減少焊接變形的工藝措施l反變形法反變形法l加余量法加余量法l剛性?shī)A持法剛性?shī)A持法l選用合理的焊接次序選用合理的焊接次序l矯正焊接變形的方法矯正焊接變形的方法l機(jī)械矯正法機(jī)械矯正法l火焰加熱矯正法火焰加熱矯正法l 減少和消除焊接應(yīng)力的工藝措施l選擇合理的焊接次序l預(yù)熱法l焊后除應(yīng)力退火l 金屬資料的焊接性l是指被焊金屬在一定的焊接工藝條件下，獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭的難易程度。l優(yōu)質(zhì)焊接街頭l工藝焊接性l運(yùn)用焊接性 C當(dāng)量當(dāng)量CMn/6lC當(dāng)量, 0.6% 較低，淬硬傾向很強(qiáng)，焊接性很差要加非常嚴(yán)厲措施，否那么不行l(wèi)低碳鋼焊接性良好，各種方法均可焊接l中碳鋼焊接l預(yù)熱l用J507焊條l用小電流