2022年材料成型技术复习资料 .docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 1 液态成型定义:材料液态成形技术通常称之为铸造,它是指熔炼金属,制造铸型并将熔融金属浇入铸型凝固后,获得具有肯定外形、尺寸和性能的金属零件或毛坯的成形方法；2 金属塑性成形的概念: 它是指在外力作用下,使金属材料产生预期的塑性变形,以获得所需外形、尺寸和力学性能的毛坯或零件的加工方法；在工业生产中又称压力加工；3 焊接 : ,使别离的金属产生原子间的结合与扩散T,焊接是通过加热或加热的同时又加压的手段形成坚固接头的一种永久性连接的工艺方法. 3铸形条件1浇注温度一般浇4 影响金属充型才能的因素有哪些？1合金的流淌性; 2 铸型模具和型芯性质越

2、高,液态金属的充型才能越强；2充型压力 液态金属在流淌方向上所受的压力越大,充型才能越强；3浇注系统的结构 浇注系统的结构越复杂,流淌阻力越大,充型才能越差；4铸件结构1折算厚度 折算厚度也叫当量厚度或模数,为铸件体积与外表积之比；折算厚度大,热量散失慢,充型才能就好；铸件壁厚相同时,垂直壁比水平壁更简洁充填；2铸件复杂程度 铸件结构复杂,流淌阻力大,铸型的充填就困难；5 常见铸件缺陷及特点6 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 7 分型面的挑选原就 : 1应尽可能使全部或大部分铸件,或者加工基准面与重要的加工面处于

3、同一半型内；以防止因合型不准产生错型,保证铸件尺寸精度；2应尽量削减分型面的数目分型面数量少, 既能保证铸件精度, 又能简化造型操作；3 分型面应尽量选用平面平直的分型面可简化造型工艺过程和模板制造,简洁保证铸件精度,这对于机器造型尤为重要；4尽量使型腔及主要型芯位于下型；8 金属流淌性流淌性定义：在肯定浇注温度和自然压力下,液态合金布满型腔,形成轮廓清楚,外形和尺寸符合要求的优质铸件的才能；9 影响金属流淌性的因素（1）金属本身的化学成分（2）金属的结晶温度区间 ,温度区间越大 ,其流淌性越差（3）金属的熔点 ,熔点越高 ,流淌性越差10 液态成形铸造的分类目前铸造成形技术的方法种类繁多；按

4、生产方法分类,可分为砂型铸造和特种铸造；按合金分类可分为铸铁、铸钢、铝合金铸造、铜合金铸造、镁合金铸造、钛合金铸造等；名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 11 浇注位置的挑选原就1 重要加工面应朝下或位于侧面2 铸件的大平面尽可能朝下或采纳倾斜浇注3大面积薄壁结构应处于下部或垂直/ 倾斜放置,防止浇不足和冷隔缺陷；4厚大部位放在分型面邻近上部或侧面 12 热裂纹的防止措施 : a合理设计铸件结构；b改善铸型和型芯的退让性；c限制铸钢和铸铁中的 S含量；d选用结晶温度区间小的合金；冷裂纹防止措施：a削减铸造应力；b降低

5、合金中 P 的含量；c去应力退火；d设计铸件时应防止应力集中；13 缩孔与缩松有何区分？如何防止缩松缩孔？缩孔：缩孔是指金属液在铸模中冷却和凝固时,在铸件的厚大部位及最终凝 1）固部位形成一些容积较大的孔洞；产生缘由： 先凝固区域堵住液体流淌的通道,后凝固区域收缩所缩减的容积得不到补充；2）缩松：是指金属液在铸模中冷却和凝固时,在铸件的厚大部位及最终凝固部位形成一些分散性的小孔洞；产生缘由：当合金的结晶温度范畴很宽或铸件断面温度梯度较小时,凝固过程中有较宽的糊状凝固两相并存的区域；随着树枝晶长大,该区域被分割成很多孤立的小熔池,各部分熔池内剩余液态合金的收缩得不到补充,最终形成了外形不一的分散

6、性孔洞即缩松；另外, 缩松仍可能由凝固时被截留在铸件内的气体无法排除所致；不过,缩松内外表应当是光滑,近似球状；防止措施： 实行定向凝固的方法防止缩孔、疏松的显现；14 影响铸件收缩的因素有哪些？1化学成分 不同成分的合金其收缩率一般也不相同；在常用铸造合金中铸钢的收缩最大,灰铸铁最小；2浇注温度 合金浇注温度越高,过热度越大,液体收缩越大；3铸件结构与铸型条件铸件冷却收缩时,因其外形、尺寸的不同,各部分的冷却速度不同,导致收缩不一样,且相互阻碍,又加之铸型和型芯对铸件收缩的阻力,故铸件的实 际收缩率总是小于其自由收缩率；这种阻力越大,铸件的实际收缩率就越小；15 防止或减小铸造应力的措施有哪

7、些？各部分壁厚相差愈大,冷却时温度愈不匀称,合理设计铸件结构铸件的外形愈复杂,铸造应力愈大；因此,在设计铸件时应尽量使铸件外形简洁、对称、壁厚匀称；尽量选用线收缩率小、弹性模量小的合金；采纳同时凝固的工艺 所谓同时凝固是指实行一些工艺措施,使铸件各部分温差很小,几乎同时进行凝固,如以下图所示；因各部分温差小,不易产生热应力和热裂,铸件变形 小；名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 16 收缩、收缩的过程、收缩率、收缩的三个基本阶段收缩定义：在凝固和冷却过程中,体积和尺寸减小的现象；收缩的三个基本阶段：金属由浇注温度冷却

8、到室温经受了液态收缩、凝固收缩和固态收三个相互关联的收缩阶段收缩率LVV 铸型V 铸件100 %体收缩率：体收缩率是铸件产生缩孔或缩松 的根本缘由；V 铸件线收缩率是铸件产生应力、变形、裂纹 的根本缘由L 铸型L铸件100 %L 铸件17 凝固 ,凝固的方式、影响金属凝固的因素铸型中的合金从液态转变为固态的过程,称为铸件的凝固,或称为结晶；名师归纳总结 铸件的凝固方式:逐层凝固糊状凝固中间凝固第 4 页,共 12 页影响铸件凝固方式的主要因素：（1）合金的结晶温度范畴（2）铸件的温度梯度18不合理结构综合案例- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总

9、结 - - - - - - -第 5 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 问题：1、如右图所示浇注位置如何选取？2、分型面如何选取？方案 沿底版中心分型；轴孔下芯便利,但底版上四个凸台必需采纳活块且铸件在上、下箱各半 方案 沿底面分型,铸件全部在下箱,不会产生错箱,铸件易清理；但轴孔内凸台必需采纳活块 或下芯且轴孔难以铸出；3、浇注系统如何设计？冒口、冷铁如何设置？4、如何绘制铸造工艺图？案例综合分析争论A 支架零件材料为 HT200,单件,小批量生产,工作时承担中等静载荷,试进行铸造工艺设计；争论内容：1零件结构工艺性分析；2挑选铸造方法及造型方法；3浇注位置的

10、分析；4分型面的挑选；5浇注系统的设计； 6工艺参数的确定；名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1零件结构工艺分析：从铸造工艺性考虑,零件结构存在两个问题,一是筒壁过厚,易产 生粗晶、缩孔等缺陷；二是凸缘至筒壁的转角处未采纳圆角 过渡,易产生应力集中,要作相应的修改；2挑选铸造方法及造型方法 该支架为一般灰铸铁件,工 作时承担中等静载荷,强度、精度和质量要求均不高,且为 单件、小批生产；宜采纳砂型铸造手工造型中的两箱造 型；3浇注位置和分型面 争论如下两种工艺方案方案 I:采纳分模两箱造型, 浇注时铸件轴线处于水平位

11、置,两凸缘端面侧立, 质量较易保证；各圆柱面虽有一部分朝上,但多为非加工面, 直径 70mm 内外表虽需加工但质量要求不高；该方案的分型面与模样的分模面重合,且芯头位于分型面上,便于下芯、型芯排气和尺寸检验；但该方案铸件分在两个砂箱,易产生错型缺陷,合型时需加强砂型定位 . 方案 II: 采纳分模三箱造型,浇注时铸件轴线处于垂直为止,朝下的凸缘端面质量较好；分型面为两凸缘端面,铸件位于同一个砂箱中,不会产生错型缺陷；但需要加大加工质量以保证朝下的凸缘端面质量,金属损耗和切削工作量均较大,且三箱造型操作费工；4确定工艺参数铸件尺寸公差：由于精度要求不高,故取CT15. 5mm ,标注为要求的机械

12、加工余量：余量等级取H 级,余量值取GB/T6414-CT15-RAM5H 铸件线收缩率：因是灰铸铁且为受阻收缩,取为 0.8% 起模斜度：因该铸件凸缘端面为需机械加工的外表,选增加壁厚形式,斜度值取为1 度 不铸出的孔：该铸件 6 个直径 18 孔均不铸出 芯头形式 :采纳水平芯头5设计浇注系统 该铸件为灰铸铁件,铸造性能好, 壁厚较匀称, 故采纳同时凝固原就,为匀称的引入金属液,且削减对型芯的冲击及便于造型操作,在分型面处的铸件两凸缘位置开设内浇道；19 模型锻造分模面的确定原就a 要保证模锻件易于从模膛中取出,故通常分模面挑选在模锻件最大截面上；b 所选定的分模面应能使模膛的深度最浅,这

13、样有利于金属布满模膛,便于锻件的取出和锻模的制造；c 选定的分模面应能使上下两模沿分模面的模膛轮廓一样,这样在安装锻模和生产中发觉错模现象时,便于准时调整锻模位置；d 分模面最好是平面,且上下锻模的模膛深度尽可能一样,便于锻模制造；e 所选分模面尽可能使锻件上所加的敷料最少,这样既可提高材料的利用率,又削减了切削加工的工作量；20、如何正确设计落料模和冲孔模？落料模. 凹模尺寸 =落料件尺寸. 凸模尺寸 =凹模尺寸 -最小合理间隙值因凹模磨损后增大了落料尺寸,因此,凹模设计应接近落料件最小极限尺寸；名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 12 页精选学习资料 - - - - -

14、 - - - - 冲孔模 凸模尺寸 =冲孔尺寸,以凸模为基准设计； 凹模尺寸 =凸模尺寸 +最小合理间隙值 凸模磨损后减小冲孔尺寸,因此,凸模设计应接近冲孔最大极限尺寸；21 绘制模锻件图时应考虑的因素有哪些？应考虑分模面、加工余量、锻件公差和敷料、模锻斜度、模锻件圆角半径等22、模锻过程中影响金属布满模堂的因素有哪些？金属的塑性和变形抗力；塑性高、变形抗力低的金属简洁布满模膛；飞边槽的外形和位置；飞边槽部宽度与高度之比b/h 及槽部高度h 是主要因素；b/h 越大, h 越小,就金属在飞边流淌阻力越大；强迫充填作用越大,但变形抗力也增大；金属模锻时的温度；金属的温度高,其塑性好、抗力低,易于

15、布满模膛；锻件的外形和尺寸；具有空心、薄壁或凸起部分的锻件难于锻造、锻件尺寸越大,形 状越复杂,就越难锻造；设备的工作速度；工作速度较大的设备其充填性较好；充填方式；镦粗比挤压易于充型； 他 如锻模有无润滑、有无预热等 23 板料冲压成形的特点,落料和冲孔工序的定义；优点：1冲压件精度高,外表光滑,无切削,互换性好；2冲压件质量轻、强度、刚性较高；3操作简便,生产率高,易于自动化；4废料少,成本低；缺点：1变形冲压件的材料应有足够塑性与较低变形抗力；2有加工硬化现象,严峻时使金属失去近一步变形的才能3模具费用高,不宜单件小批生产；落料 : 是从板料上冲出肯定外形的零件或坯料,冲下部分是成品；冲

16、孔 : 是在板料上冲出孔,冲下部分是废料；24 自由锻造 自由锻成形过程 自由锻造是利用冲击力或压力使金属材料在上下两个砧铁之间或锤头与砧铁之间产生 变形,从而获得所需外形、尺寸和力学性能的锻件成形过程；零件图绘制锻件图运算坯料质量和尺寸下料 确定工序、加热温度、设备等 加热坯料、锻打检验 锻件25 金属塑性成形定义、类型、方法及优缺点；定义 : 它是指在外力作用下,使金属材料产生预期的塑性变形,以获得所需外形、尺 寸和力学性能的毛坯或零件的加工方法；在工业生产中又称压力加工；方法 :板料轧制轧板轧环设备轧辊压机拔长优点：名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 12 页精选学习

17、资料 - - - - - - - - - 组织细化致密、力学性能提高；体积不变,材料转移成形,材料利用率高 ; 生产率高,易机械化、自动化等；可获得精度较高的零件或毛坯,可实现少无切削加工；缺点：不能加工脆性材料；难以加工外形特殊复杂特殊是内腔、体积特殊大的制品；设备、模具投资费用大；26 什么是再结晶和再结晶温度？什么是加工硬化？加工硬化 :金属进行塑形变形时,随着变形程度增加,其强度和硬度不断提高,塑性和冲击韧性不断降低的现象 书 79 页27 模锻的定义及主要特点是什么？定义： 它是将坯料置于锻模模腔内,锻件的成形过程；然后施加冲击力或压力使坯料发生塑性变形而获得与自由锻相比,模锻具有如

18、下优点 : 生产效率高；能锻造外形复杂的锻件,并可使金属流线分布更为合理；模锻件的尺寸较精确,外表质量好,加工余量较小；节约金属材料,削减切削加工工作量；在批量足够的条件下,能降低零件成本；模锻操作简洁,劳动强度低；缺点：模锻设备吨位限制,锻件质量一般在 艺敏捷性较差,生产预备周期较长；适合于小型锻件的大批、大量生产150kg 以下；设备投资较大,模具费用高,工28 可锻性的定义及影响金属可锻性的因素,二个基本定律；什么是最小阻力定律？可段性书 81 页 因素 82 页29 当冲裁件断面品质要求较高时,应选取较小的间隙值；冲裁件断面品质无严格要求时,应尽可能加大间隙,以利于提高冲模寿命；合理间

19、隙 Z 的数值按体会公式运算：Z = m t其中 t材料厚度；m与材质及厚度有关的系数；板材较薄时,低碳钢、纯铁铜、铝合金 m=0.06 高碳钢 m=0.08 m 可按如下数据选用：当板料厚度 t 3mm 时,因冲裁力较大,应适当放大系数 m；对冲裁件断面无特殊要求时,系数 m 可放大倍；1. 连杆和齿轮,假设由模锻改为自由锻,零件结构应如何转变？名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2.以下图所示圆垫片,材料为Q235, 板料厚度为3mm,试分别运算落料模和冲孔模的刃口尺寸；3 滤清器壳体冲压工艺及模具设计一、冲压工

20、艺方案分析 方案一：落料第一次拉延 其次次拉延 局部成形整形 切边 冲孔 翻边；方案二：落料和第一次拉延其次次拉延和局部成形整形切边和冲孔 翻边；方案三：落料和第一次拉延其次次拉延和局部成形整形 切边 翻边和冲孔；冲压工艺方案分析 假设采纳方案一,就生产率低,所需模具太多,造成工件尺寸的积存误差大,而且成本很 高；假设采纳方案二,虽然合并了一些可以合并的工序,但是先冲孔后翻边,可能会影响孔的 形位尺寸；在方案三中既保证了前后工序的互不影响,又使一些工序得到合并,节约了人力物力,是 比较好的一种方案；4 下料 1落料拉延复合模 2其次步拉延及局部成形 3整形 4切边名师归纳总结 5 翻边及冲孔5

21、 材质为 Q235 某零件的冲压过程：第 10 页,共 12 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 1落料 2拉深 3其次次拉深 4冲孔 5翻边 6 黄铜弹壳的冲压过程：1落料 2拉深 3其次次拉深 4多次拉深 5成形 6收口 工件壁厚要经过多次减薄拉深,由于变形程度较大,工序间要进行多次退火；7 离合器壳体冲压成型工艺设计方案 1. 备料 大凸台拉延 小凸台拉延 整形 切边 冲 5 孔及边孔,翻 2孔 冲侧大方孔 冲侧小方孔及冲、翻M6 底孔 压筋 冲 11 孔翻中心孔；方案 2. 备料 大凸台拉延 小凸台拉延 整形 切边冲中心孔 压筋冲边孔 冲 15

22、 孔翻 2 孔翻中心孔 冲侧大孔 冲侧小方孔及冲、翻 M6 底孔；方案 3. 备料 大凸台拉延 小凸台拉延 整形 切边冲中心孔 翻中心孔 冲名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 侧大孔 冲侧小方孔及冲、翻M6 底孔 冲 15 孔翻 2 孔压筋冲边孔8 案例分析：一汽车变速箱主动齿轮,材料为45 钢,产量为3000 件/月,选用模锻来加工毛坯,请你绘制模锻件图该件直径 25 的孔不锻出 因放在机加工余量后孔径25,外径的加工余量放4mm半径上放 2mm ,高度上加工余量放；分模面如下图,凡垂直分模面的立壁均放模锻斜度 5 ；30、板料别离过程：落料,冲孔,切断,修整；31、板料成形过程：拉深、弯曲、翻边、成形、收口；33、为了防止拉深缺陷拉裂和起皱应当如何确定拉深工艺？34、板料冲压件结构设计应遵循哪些原就？名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 12 页