《金属工艺复习》PPT课件.ppt
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1、热加工热加工P49 (8)n n当铸件处于高温阶段(图当铸件处于高温阶段(图当铸件处于高温阶段(图当铸件处于高温阶段(图2-82-8中中中中t0t1t0t1间间间间),两杆均处,两杆均处,两杆均处,两杆均处于塑性状态,尽管两杆的冷却速度不同,收缩不一致,于塑性状态,尽管两杆的冷却速度不同,收缩不一致,于塑性状态,尽管两杆的冷却速度不同,收缩不一致,于塑性状态,尽管两杆的冷却速度不同,收缩不一致,但瞬时的应力均可通过塑性变形而自行消失。但瞬时的应力均可通过塑性变形而自行消失。但瞬时的应力均可通过塑性变形而自行消失。但瞬时的应力均可通过塑性变形而自行消失。n n继续冷却后,冷速较快的杆继续冷却后,
2、冷速较快的杆继续冷却后,冷速较快的杆继续冷却后,冷速较快的杆已进人弹性状态,而粗已进人弹性状态,而粗已进人弹性状态,而粗已进人弹性状态,而粗杆杆杆杆I I 仍处于塑性状态仍处于塑性状态仍处于塑性状态仍处于塑性状态(图中图中图中图中t1t2t1t2间间间间)。由于细杆。由于细杆。由于细杆。由于细杆冷速冷速冷速冷速快,收缩大于粗杆快,收缩大于粗杆快,收缩大于粗杆快,收缩大于粗杆I I,所以细杆,所以细杆,所以细杆,所以细杆受拉伸、粗杆受拉伸、粗杆受拉伸、粗杆受拉伸、粗杆I I受压受压受压受压缩缩缩缩(图图图图b)b),形成了暂时内应力,但这个内应力随之便被,形成了暂时内应力,但这个内应力随之便被,
3、形成了暂时内应力,但这个内应力随之便被,形成了暂时内应力,但这个内应力随之便被粗杆粗杆粗杆粗杆I I的微量塑性变形(压短)而消失的微量塑性变形(压短)而消失的微量塑性变形(压短)而消失的微量塑性变形(压短)而消失(图图图图c)c)。n n当进一步冷却到更低温度时当进一步冷却到更低温度时当进一步冷却到更低温度时当进一步冷却到更低温度时(图中图中图中图中t2t3)t2t3),粗杆,粗杆,粗杆,粗杆I I也处也处也处也处于弹性状态,此时,尽管两杆长度相同,但所处的温于弹性状态,此时,尽管两杆长度相同,但所处的温于弹性状态,此时,尽管两杆长度相同,但所处的温于弹性状态,此时,尽管两杆长度相同,但所处的
4、温度不同。粗杆的温度较高,还将进行较大的收缩;细度不同。粗杆的温度较高,还将进行较大的收缩;细度不同。粗杆的温度较高,还将进行较大的收缩;细度不同。粗杆的温度较高,还将进行较大的收缩;细杆杆杆杆的温度较低,收缩已趋停止。因此,粗杆的温度较低,收缩已趋停止。因此,粗杆的温度较低,收缩已趋停止。因此,粗杆的温度较低,收缩已趋停止。因此,粗杆I I的收缩的收缩的收缩的收缩必然受到细杆必然受到细杆必然受到细杆必然受到细杆的强烈阻碍,于是,杆的强烈阻碍,于是,杆的强烈阻碍,于是,杆的强烈阻碍,于是,杆受压缩,杆受压缩,杆受压缩,杆受压缩,杆I I受拉伸,直到室温,形成了残余内应力受拉伸,直到室温,形成了
5、残余内应力受拉伸,直到室温,形成了残余内应力受拉伸,直到室温,形成了残余内应力(图图图图d)d)。n n热应力使铸件的厚壁或心部受拉伸,薄壁或表层受压热应力使铸件的厚壁或心部受拉伸,薄壁或表层受压热应力使铸件的厚壁或心部受拉伸,薄壁或表层受压热应力使铸件的厚壁或心部受拉伸,薄壁或表层受压缩。缩。缩。缩。n n预防热应力的基本途径是尽量减少铸件各个部预防热应力的基本途径是尽量减少铸件各个部预防热应力的基本途径是尽量减少铸件各个部预防热应力的基本途径是尽量减少铸件各个部位间的温度差,将浇口开在薄壁处,使薄壁处位间的温度差,将浇口开在薄壁处,使薄壁处位间的温度差,将浇口开在薄壁处,使薄壁处位间的温度
6、差,将浇口开在薄壁处,使薄壁处铸型在浇注过程中的升温较厚壁处。有时为增铸型在浇注过程中的升温较厚壁处。有时为增铸型在浇注过程中的升温较厚壁处。有时为增铸型在浇注过程中的升温较厚壁处。有时为增快厚壁处的冷速,还可在厚壁处安放冷铁。采快厚壁处的冷速,还可在厚壁处安放冷铁。采快厚壁处的冷速,还可在厚壁处安放冷铁。采快厚壁处的冷速,还可在厚壁处安放冷铁。采用同时凝固原则可减少铸造内应力,防止铸件用同时凝固原则可减少铸造内应力,防止铸件用同时凝固原则可减少铸造内应力,防止铸件用同时凝固原则可减少铸造内应力,防止铸件的变形和裂纹缺陷,又可免设冒口。其缺点是的变形和裂纹缺陷,又可免设冒口。其缺点是的变形和裂
7、纹缺陷,又可免设冒口。其缺点是的变形和裂纹缺陷,又可免设冒口。其缺点是铸件的心部容易出现缩孔或缩松。铸件的心部容易出现缩孔或缩松。铸件的心部容易出现缩孔或缩松。铸件的心部容易出现缩孔或缩松。n n 同时凝固原则主要用于灰铸铁、锡青铜等。同时凝固原则主要用于灰铸铁、锡青铜等。同时凝固原则主要用于灰铸铁、锡青铜等。同时凝固原则主要用于灰铸铁、锡青铜等。这是由于灰铸铁的铜倾向于糊状凝固,采用定这是由于灰铸铁的铜倾向于糊状凝固,采用定这是由于灰铸铁的铜倾向于糊状凝固,采用定这是由于灰铸铁的铜倾向于糊状凝固,采用定向凝固也难以有效地消除其显微缩松缺陷。向凝固也难以有效地消除其显微缩松缺陷。向凝固也难以有
8、效地消除其显微缩松缺陷。向凝固也难以有效地消除其显微缩松缺陷。n n对于厚薄不均匀,截面对于厚薄不均匀,截面对于厚薄不均匀,截面对于厚薄不均匀,截面不对称及具有细长特点不对称及具有细长特点不对称及具有细长特点不对称及具有细长特点的杆类、板类及轮类等的杆类、板类及轮类等的杆类、板类及轮类等的杆类、板类及轮类等铸件,当残留铸造应力铸件,当残留铸造应力铸件,当残留铸造应力铸件,当残留铸造应力超过铸件材料的屈服极超过铸件材料的屈服极超过铸件材料的屈服极超过铸件材料的屈服极限时,往往产生翘曲变限时,往往产生翘曲变限时,往往产生翘曲变限时,往往产生翘曲变形。形。形。形。n n如前述框形铸件,细杆如前述框形
9、铸件,细杆如前述框形铸件,细杆如前述框形铸件,细杆受压缩,粗杆受压缩,粗杆受压缩,粗杆受压缩,粗杆I I受拉伸,受拉伸,受拉伸,受拉伸,但两杆都有恢复自由状但两杆都有恢复自由状但两杆都有恢复自由状但两杆都有恢复自由状态的趋向,即杆态的趋向,即杆态的趋向,即杆态的趋向,即杆I I总是力总是力总是力总是力图压缩,杆图压缩,杆图压缩,杆图压缩,杆IIII总是力图总是力图总是力图总是力图伸长,伸长,伸长,伸长,如果连接两杆的如果连接两杆的如果连接两杆的如果连接两杆的横梁刚度不够,横梁刚度不够,横梁刚度不够,横梁刚度不够,结果会结果会结果会结果会出现如图所示的翘曲变出现如图所示的翘曲变出现如图所示的翘曲
10、变出现如图所示的翘曲变形。变形使铸造应力重形。变形使铸造应力重形。变形使铸造应力重形。变形使铸造应力重新分布,残余应力会减新分布,残余应力会减新分布,残余应力会减新分布,残余应力会减小一些,但不会完全消小一些,但不会完全消小一些,但不会完全消小一些,但不会完全消除。除。除。除。n n图所示图所示图所示图所示T T形梁铸钢件,形梁铸钢件,形梁铸钢件,形梁铸钢件,当板当板当板当板I I厚、板厚、板厚、板厚、板IIII薄时,浇薄时,浇薄时,浇薄时,浇铸后板铸后板铸后板铸后板I I受拉,板受拉,板受拉,板受拉,板IIII受压。各自都力图恢复原受压。各自都力图恢复原受压。各自都力图恢复原受压。各自都力图
11、恢复原状的趋势,板状的趋势,板状的趋势,板状的趋势,板I I力图缩短一点,板力图缩短一点,板力图缩短一点,板力图缩短一点,板力图伸长力图伸长力图伸长力图伸长一点。若铸钢件刚度不够,将发生板一点。若铸钢件刚度不够,将发生板一点。若铸钢件刚度不够,将发生板一点。若铸钢件刚度不够,将发生板I I内凹板内凹板内凹板内凹板IIII外凸的变形。外凸的变形。外凸的变形。外凸的变形。反之,当板反之,当板反之,当板反之,当板I I薄,板薄,板薄,板薄,板IIII厚时,厚时,厚时,厚时,将发生反向翘曲。将发生反向翘曲。将发生反向翘曲。将发生反向翘曲。P61(9)答:)答:n n车床床身车床床身车床床身车床床身 H
12、T200 HT200 n n摩托车气缸体摩托车气缸体摩托车气缸体摩托车气缸体 ZL202 ZL202 铝硅合金适用于形状复铝硅合金适用于形状复铝硅合金适用于形状复铝硅合金适用于形状复杂的薄壁件或气密性要求较高的零件,如内燃杂的薄壁件或气密性要求较高的零件,如内燃杂的薄壁件或气密性要求较高的零件,如内燃杂的薄壁件或气密性要求较高的零件,如内燃机气缸体、化油器等。机气缸体、化油器等。机气缸体、化油器等。机气缸体、化油器等。n n火车轮火车轮火车轮火车轮 ZG25 ZG25 压气机曲轴压气机曲轴压气机曲轴压气机曲轴 QT600-2 QT600-2 气缸气缸气缸气缸套套套套 QT700-2 QT700
13、-2 自来水管弯头自来水管弯头自来水管弯头自来水管弯头 KTH300-06KTH300-06 n n减速器蜗轮减速器蜗轮减速器蜗轮减速器蜗轮 铸造铜合金铸造铜合金铸造铜合金铸造铜合金ZQSn10-1 ZQSn10-1 很好的耐很好的耐很好的耐很好的耐磨性和很高的耐腐蚀性。磨性和很高的耐腐蚀性。磨性和很高的耐腐蚀性。磨性和很高的耐腐蚀性。P73(5)P73(6)n n答:如下图所示。可答:如下图所示。可答:如下图所示。可答:如下图所示。可采用采用采用采用整体模挖砂造整体模挖砂造整体模挖砂造整体模挖砂造型,因为它的模型简型,因为它的模型简型,因为它的模型简型,因为它的模型简单,零件在一个箱内单,零
14、件在一个箱内单,零件在一个箱内单,零件在一个箱内且避免了活块分,容且避免了活块分,容且避免了活块分,容且避免了活块分,容易保证质量,重要的易保证质量,重要的易保证质量,重要的易保证质量,重要的表面表面表面表面4040在一个箱内在一个箱内在一个箱内在一个箱内并位于侧面但分型面并位于侧面但分型面并位于侧面但分型面并位于侧面但分型面是曲面,单件和小批是曲面,单件和小批是曲面,单件和小批是曲面,单件和小批生产条件下最好。生产条件下最好。生产条件下最好。生产条件下最好。n n大批大量生产时大批大量生产时大批大量生产时大批大量生产时分分分分开模两箱造型(最好)开模两箱造型(最好)开模两箱造型(最好)开模两
15、箱造型(最好),简单避免了活块分,简单避免了活块分,简单避免了活块分,简单避免了活块分,重要的表面重要的表面重要的表面重要的表面4040位于位于位于位于侧面,容易保证质量,侧面,容易保证质量,侧面,容易保证质量,侧面,容易保证质量,但有可能错箱。但有可能错箱。但有可能错箱。但有可能错箱。P81(2)n n铸件的结构斜度,铸件上垂直铸件的结构斜度,铸件上垂直铸件的结构斜度,铸件上垂直铸件的结构斜度,铸件上垂直于分型面的不加工表面直接在于分型面的不加工表面直接在于分型面的不加工表面直接在于分型面的不加工表面直接在零件图上示出的较大的斜度称零件图上示出的较大的斜度称零件图上示出的较大的斜度称零件图上
16、示出的较大的斜度称结构斜度,这样起模省力铸件结构斜度,这样起模省力铸件结构斜度,这样起模省力铸件结构斜度,这样起模省力铸件精度高,同时便于用砂垛取代精度高,同时便于用砂垛取代精度高,同时便于用砂垛取代精度高,同时便于用砂垛取代型芯。型芯。型芯。型芯。n n铸件些部位应具有结构斜度,铸件些部位应具有结构斜度,铸件些部位应具有结构斜度,铸件些部位应具有结构斜度,要依照分型面的位置而定。因要依照分型面的位置而定。因要依照分型面的位置而定。因要依照分型面的位置而定。因此,在铸件设计过程中,设计此,在铸件设计过程中,设计此,在铸件设计过程中,设计此,在铸件设计过程中,设计者初步选定分型面、是确定结者初步
17、选定分型面、是确定结者初步选定分型面、是确定结者初步选定分型面、是确定结构斜度的前提。构斜度的前提。构斜度的前提。构斜度的前提。n n铸件结构斜度的大小随垂直壁铸件结构斜度的大小随垂直壁铸件结构斜度的大小随垂直壁铸件结构斜度的大小随垂直壁的高度而不同,高度愈小、角的高度而不同,高度愈小、角的高度而不同,高度愈小、角的高度而不同,高度愈小、角度愈大,具体数值可参阅表。度愈大,具体数值可参阅表。度愈大,具体数值可参阅表。度愈大,具体数值可参阅表。铸件的凸台或壁厚过渡处的斜铸件的凸台或壁厚过渡处的斜铸件的凸台或壁厚过渡处的斜铸件的凸台或壁厚过渡处的斜度可达度可达度可达度可达30453045。(6)n
18、 na a直角连接处形成了金属的积直角连接处形成了金属的积直角连接处形成了金属的积直角连接处形成了金属的积聚,而内侧散热条件差,故较聚,而内侧散热条件差,故较聚,而内侧散热条件差,故较聚,而内侧散热条件差,故较易产生缩孔和缩松;易产生缩孔和缩松;易产生缩孔和缩松;易产生缩孔和缩松;b b在载荷的在载荷的在载荷的在载荷的作用下,直角处内侧产生应力作用下,直角处内侧产生应力作用下,直角处内侧产生应力作用下,直角处内侧产生应力集中,内侧实际承受的应力较集中,内侧实际承受的应力较集中,内侧实际承受的应力较集中,内侧实际承受的应力较平均应力大大增加。平均应力大大增加。平均应力大大增加。平均应力大大增加。
19、n nc c(P79P79)因合金结晶的方向性,)因合金结晶的方向性,)因合金结晶的方向性,)因合金结晶的方向性,在直角的对角线上形成了整齐在直角的对角线上形成了整齐在直角的对角线上形成了整齐在直角的对角线上形成了整齐的分界面,使转角处成为铸件的分界面,使转角处成为铸件的分界面,使转角处成为铸件的分界面,使转角处成为铸件的薄弱环节。的薄弱环节。的薄弱环节。的薄弱环节。n n上述均使转角处的机械性能下上述均使转角处的机械性能下上述均使转角处的机械性能下上述均使转角处的机械性能下降,易产生裂纹。圆角大小应降,易产生裂纹。圆角大小应降,易产生裂纹。圆角大小应降,易产生裂纹。圆角大小应与壁厚相适应,过
20、大过小都会与壁厚相适应,过大过小都会与壁厚相适应,过大过小都会与壁厚相适应,过大过小都会造成热节。(表造成热节。(表造成热节。(表造成热节。(表2-122-12)。)。)。)。n n尽量使分型面为平面,可采用尽量使分型面为平面,可采用尽量使分型面为平面,可采用尽量使分型面为平面,可采用较简便的分离模造型。如选用较简便的分离模造型。如选用较简便的分离模造型。如选用较简便的分离模造型。如选用图的弯曲分型面,则需采用挖图的弯曲分型面,则需采用挖图的弯曲分型面,则需采用挖图的弯曲分型面,则需采用挖砂或假箱造型。去掉不必要的砂或假箱造型。去掉不必要的砂或假箱造型。去掉不必要的砂或假箱造型。去掉不必要的外
21、圆角,省去挖砂操作。外圆角,省去挖砂操作。外圆角,省去挖砂操作。外圆角,省去挖砂操作。(9)P126(3)叙述图示零件在绘制锻件图时应考虑的内容。叙述图示零件在绘制锻件图时应考虑的内容。答:答:n1.确定锻件余量确定锻件余量-在零件的加工表面上为切削加工而加在零件的加工表面上为切削加工而加大的尺寸。由查表确定。大的尺寸。由查表确定。n2.锻件公差锻件公差 -是锻件名义尺寸的允许变动量。由查表是锻件名义尺寸的允许变动量。由查表确定。确定。n加工余量和公差:主轴全长为加工余量和公差:主轴全长为555毫米,则毫米,则73处为处为7 2,右端亦为右端亦为72;62直径为,左端亦为。直径为,左端亦为。n
22、3.敷料敷料(余块余块)-为简化锻件形状和结构,便于锻造而为简化锻件形状和结构,便于锻造而增设的一部分金属,称为敷料增设的一部分金属,称为敷料(余块余块)。其中键槽、中心孔和。其中键槽、中心孔和小的凹档以及小的凹档以及M 55和和50轴颈部皆附加余块。轴颈部皆附加余块。n确定了敷料确定了敷料(余块余块)、余量和公差后,即可绘制出自由锻锻件、余量和公差后,即可绘制出自由锻锻件图图 n 下图为锻件图,为了使锻造者了解零件的形状和尺寸,在下图为锻件图,为了使锻造者了解零件的形状和尺寸,在锻件图上用点划线画出其轮廓,并在锻件尺寸时下面,用括锻件图上用点划线画出其轮廓,并在锻件尺寸时下面,用括弧注上零件
23、尺寸。弧注上零件尺寸。P126(6)改正图示模锻锻件结构的不合理处。改正图示模锻锻件结构的不合理处。(7)图示零件采用锤上模锻制造,请选图示零件采用锤上模锻制造,请选择合适的分模面位置。择合适的分模面位置。aaaa(10)P167P167(3 3)产生焊接应力与变形的原因是什么)产生焊接应力与变形的原因是什么)产生焊接应力与变形的原因是什么)产生焊接应力与变形的原因是什么?在在在在焊接过程中和焊接以后,焊缝区纵向受力是否一样焊接过程中和焊接以后,焊缝区纵向受力是否一样焊接过程中和焊接以后,焊缝区纵向受力是否一样焊接过程中和焊接以后,焊缝区纵向受力是否一样?焊接应力是否一定要消除焊接应力是否一定
24、要消除焊接应力是否一定要消除焊接应力是否一定要消除?消除的办法有哪些消除的办法有哪些消除的办法有哪些消除的办法有哪些?n n焊接时,焊接时,焊接时,焊接时,区金属温度比区金属温度比区金属温度比区金属温度比区高,热胀量也较大,因此,区高,热胀量也较大,因此,区高,热胀量也较大,因此,区高,热胀量也较大,因此,区金属的伸区金属的伸区金属的伸区金属的伸长会受到长会受到长会受到长会受到区金属的阻碍,从而受到压应力作用,而区金属的阻碍,从而受到压应力作用,而区金属的阻碍,从而受到压应力作用,而区金属的阻碍,从而受到压应力作用,而区金属则受拉应区金属则受拉应区金属则受拉应区金属则受拉应力。当力。当力。当力
25、。当区金属所受压应力超过屈服极限时,该区域就产生了压缩塑性区金属所受压应力超过屈服极限时,该区域就产生了压缩塑性区金属所受压应力超过屈服极限时,该区域就产生了压缩塑性区金属所受压应力超过屈服极限时,该区域就产生了压缩塑性变形。当各区应力平衡时,钢板沿纵向均匀伸长变形。当各区应力平衡时,钢板沿纵向均匀伸长变形。当各区应力平衡时,钢板沿纵向均匀伸长变形。当各区应力平衡时,钢板沿纵向均匀伸长ll尺寸。尺寸。尺寸。尺寸。n n焊后冷却时,由于焊后冷却时,由于焊后冷却时,由于焊后冷却时,由于区金属在加热时已经产生了压缩塑性变形,所以冷区金属在加热时已经产生了压缩塑性变形,所以冷区金属在加热时已经产生了压
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