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1《金属工艺学》复习资料一、填空：1.合金的收缩经历了(液态收缩)、(凝固收缩)、(固态收缩)三个阶段。2.常用的热处理方法有（退火）、（正火）、（淬火）、（回火）。3.铸件的表面缺陷主要有（粘砂）、（夹砂）、（冷隔）三种。4.根据石墨的形态，铸铁分为（灰铸铁）、（可锻铸铁）、（球墨铸铁）、（蠕墨铸铁）四种。5.铸造时，铸件的工艺参数有（机械加工余量）、（起模斜度）、（收缩率）、（型芯头尺寸）。6.金属压力加工的基本生产方式有（轧制）、（拉拔）、（挤压）、（锻造）、（板料冲压）。7.焊接电弧由（阴极区）、（弧柱）和（阳极区）三部分组成。8.焊接热影响区可分为（熔合区）、（过热区）、（正火区）、（部分相变区）。9.切削运动包括（主运动）和（进给运动）。10.锻造的方法有（砂型铸造）、（熔模铸造）和（金属型铸造）。11.车刀的主要角度有（主偏角）、（副偏角）、（前角）、（后角）、（刃倾角）。12.碳素合金的基本相有（铁素体）、（奥氏体）、（渗碳体）。14.铸件的凝固方式有（逐层凝固）、（糊状凝固）、（中间凝固）三种。15.铸件缺陷中的孔眼类缺陷是（气孔）、（缩孔）、（缩松）、（夹渣）、（砂眼）、（铁豆）。17.冲压生产的基本工序有（分离工序）和（变形工序）两大类。20.切屑的种类有（带状切屑）、（节状切屑）、（崩碎切屑）。21.车刀的三面两刃是指（前刀面）、（主后刀面）、（副后刀面）、（主切削刃）、（副切削刃）。二、名词解释：1.充型能力：液态合金充满铸型型腔，获得形状完整、轮廓清晰铸件的能力，成为液态合金的充型能力。2．加工硬化：随着变形程度增大，金属的强度和硬度上升而塑性下降的现象称为加工硬化。3．金属的可锻性：衡量材料在经受压力加工时获得优质制品难易程度的工艺性能，称为金属的可锻性。4．焊接：利用加热或加压等手段，借助金属原子的结合与扩散作用，使分离的金属材料牢固地连接起来的一种工艺方法。5.同素异晶转变：随着温度的改变，固态金属晶格也随之改变的现象，称为同素异晶转变。6．起模斜度：为使型芯便于从砂型中取出，凡垂直于分型面的立壁在制造模样时，必须留出一定的倾斜度，此倾斜度称为起模斜度。7.积屑瘤：在一定范围的切削速度下切削塑性金属时，常发现在刀具前刀面靠近切削刃的部位粘附着一小块很硬的金属，这就是积屑瘤。8．结晶：金属的结晶就是金属液体转变为晶体的过程，亦即金属原子由无序到有序的排列过程。9.热处理：就是将钢在固态下，通过加热、保温和冷却，以改变钢的组织，从而获得所需性能的工艺方法。10.锻造：利用冲击力或压力使金属在抵铁间或锻模中变形，从而获得所需形状和尺寸的锻件，这类工艺方法称为锻造。三、简答题：1．铸型分型面的选择原则是什么？答：（1）应使造型工艺简化。如尽量使分型面平直、数量少，避免不必要的活块和型芯等。（2）应尽量使铸件全部或大部置于同一砂箱，以保证铸件的精度。（3）为便于造型、下芯、合箱和检验铸件的壁厚，应尽量使型腔及主要型芯位于下箱。2．影响金属可锻性的因素有哪些？答：金属的可锻性取决于金属的本质和加工条件。对于金属本质来说：（1）不同化学成分的金属其可锻性不同；（2）金属内部的组织结构不同，其可锻性有很大差别；对于加工条件来说：（1）变形温度的影响；（2）变形速度的影响；（3）应力状态的影响；3．简述焊接接头热影响区的组织和性能？答：焊接接头热影响区可分为：熔合区、过热区、正火区和部分相变区等。（1）熔合区：熔化的金属凝固成铸态组织，未熔化金属因加热温度过高而成为过热粗晶。强度、塑性和韧性都下降。（2）过热区：由于奥氏体晶粒急剧长大，形成过热组织，故塑性及韧性降低。（3）正火区：加热时金属发生重结晶，转变为细小的奥氏体晶粒。冷却后得到均匀而细小的铁素体和珠光体组织，其力学性能优于母材。（4）部分相变区：珠光体和部分铁素体发生重结晶，转变成细小的奥氏体晶粒。部分铁素体不发生相变，但其晶粒有长大趋势。冷却后晶粒大小不均，因而力学性能比正火区稍差。24．简述车削的工艺特点及应用？答：车削的工艺特点：（1）易于保证工件各加工面的位置精度；（2）切削过程比较平稳；（3）适用于有色金属零件的精加工；（4）刀具简单。车削的应用：可以加工各种回转表面，如内外圆柱面、内外圆锥面、螺纹、沟槽、断面和成形面等。加工精度可达IT8—IT7，表面粗糙度Ra值为1.6—0.8um。5．对刀具材料有哪些基本要求？答：（1）较高的硬度；（2）足够的强度和韧度，以承受切削力、冲击和振动；（3）较好的耐磨性；（4）较高的耐热性；（5）较好的工艺性。6．板料冲压工艺的特点是什么？答：（1）可以冲压出形状复杂的零件，且废料较少；（2）产品具有足够高的精度和较低的表面粗糙度值，冲压件的互换性较好；（3）能获得重量轻、材料消耗少、强度和刚度都较高的零件；（4）冲压操作简单，工艺过程便于机械化和自动化，生产效率很高。故零件成本低。7．切削液的作用是什么？有哪些种类？答：切削液主要通过冷却和润滑作用来改善切削过程。它一方面吸收并带走大量切削热，起到冷却作用；另一方面它能渗入到刀具与工件和切屑的接触便面，形成润滑膜，有效地减少摩擦。切削液的种类：（1）水基切削液，如：水溶液、乳化液等；（2）油基切削液，主要成分是矿物油，少数采用动植物油或复合油。8．简述铣削的工艺特点及应用？答：铣削的工艺特点：（1）生产率较高；（2）容易产生振动；（3）刀齿散热条件较好。铣削的应用：主要用来加工平面（包括水平面、垂直面和斜面）、沟槽、成形面和切断等。加工精度可达IT8—IT7，表面粗糙度Ra值为1.6—3.2um。9．简述防止焊接变形和开裂的方法？答：焊接应力的存在会引起焊件的变形。防止焊接变形的方法：（1）在结构设计中采用对称结构或大刚度结构、焊缝对称分布结构；（2）施焊中，采用反变形措施或刚性夹持方法；（3）正确选择焊接参数和焊接次序，对减少焊接变形也很重要；焊接应力过大的严重后果是使焊件产生裂纹。防止焊接开裂的方法：（1）合理选材；（2）采取措施减小应力；（3）选用合理的焊接工艺和焊接参数（如采用碱性焊条、小能量焊接、预热、合理的焊接次序）。10.简述钻削的工艺特点及应用？答：钻削的工艺特点：（1）容易产生“引偏”（2）排屑困难；（3）切削热不易传散；钻削的应用：主要用于粗加工，例如精度和粗糙度要求不高的螺钉孔、油孔和螺纹底孔等。加工精度IT10以下，表面粗糙度Ra值大于12.5um。11.为保证铸件性能，对铸件结构有哪些要求？答：（1）应尽量避免铸件起模方向存有外部侧凹，便于起模；（2）尽量使分型面为平面；（3）凸台和筋条结构应便于起模；（4）垂直分型面上的不加工表面最好有结构斜度；（5）尽量不用和少用型芯；（6）应有足够的芯头，以便于型芯的固定、排气和清理；（6）合理设计铸件的壁厚；（7）铸件的壁厚应尽可能均匀；（8）设计铸件壁的联接或转角时，也应尽力避免金属的积聚和内应力的产生；（9）为防止热裂，可在铸件易裂处增设防裂筋；（10）设计铸件的筋、辐时，应尽量使其得以自由收缩，以防产生裂纹。11．铣削方式有哪些？各有何优、缺点？答：铣削方式有：周铣法（用圆柱铣刀的圆周力齿加工平面）和端铣法（用端铣刀的端面刀齿加工平面）。优缺点：（1）端铣的切削过程比周铣时平稳，有利于提高加工质量；（2）端铣可以达到较小的表面粗糙度。（3）端铣时，刀具系统的刚度较好；生产效率高，加工表面质量好。（4）周铣法的适应性广。13.焊缝布置的工艺原则是什么？答：（1）焊缝布置应尽量分散；（2）焊缝的位置应可能对称布置；（3）焊缝应尽量避开最大应力断面和应力集中位置；（4）焊缝应尽量避开机械加工表面；（5）焊缝位置应便于焊接操作；14.焊接接头的形式有哪些？答：焊接接头形式可分为对接接头、T形接头、角形接头和搭接接头四种。15.纤维组织是怎样形成的？有何利弊？答：铸锭在压力加工中产生塑性变形时，基体金属的晶粒形状和沿晶界分布的杂质形状都发生了变形，它们都将沿着变形方向被拉长，呈纤维状。这种结构叫纤维组织。纤维组织使金属在性能上具有了方向性。金属在平行纤维方向上的塑性和韧性提高，而在垂直纤维方向上塑性和韧性降低。在设计和制造零件时，都应使零件在工作中产生的最大正应力方向与纤维方向重合，最大切应力方向与纤维方向垂直。并使纤维分布与零件的轮廓相符合，尽量使纤维组织不被切断。简答题31、什么叫刀具的前角？什么叫刀具的后角？简述前角、后角的改变对切削加工的影响。答：前角是刀具前面与基面间的夹角，在正交平面中测量；后角是刀具后面于切削平面间的夹角，在正交平面中测量。前角大，刀具锋利，这时切削层的塑性变形和摩擦阻力减小，切削力和切削热降低；但前角过大会使切削刃强度减弱，散热条件变差，刀具寿命下降，甚至会造成崩刀。增大后角，有利于提高刀具耐用度，但后角过大，也会减弱切削刃强度，并使散热条件变差。2、试述常用的手工造型有哪些？答：手工造型的方法很多，根据铸件的形状、大小和生产批量的不同进行选择，常用的有：整模造型，分模造型，挖砂造型，活块造型，刮板造型，三箱造型。3、切削热是怎样产生？它对切削加工有何影响答：在切削过程中，切削层金属的变形及刀具的前面与切屑、后面与工件之间的摩擦所消耗的功，绝大部分转变成切削热。切削热由切屑、刀具、工件及周围介质传出，其中传入切屑和周围介质的热量对加工无直接影响。传入刀具的热量是切削区的温度升高，刀具的温度升高，磨损加剧，会影响刀具的使用寿命。切削热传入工件，工件温度升高，产生热变形，将影响加工精度。4工件在锻造前为什么要加热？什么是金属的始锻温度和终锻温度？若过高和过低将对锻件产生什么影响？答：金属坯料锻造前，为了提高其塑性，降低变形抗力，使金属在较小的外力作用之下产生较大的变形，必须对金属坯料进行加热。金属在锻造时，允许加热到的最高温度称为始锻温度，始锻温度过高会使坯料产生过热、过烧、氧化、脱碳等缺陷，造成废品；金属停止锻造的温度叫做终锻温度，终锻温度过低，塑性下降，变形抗力增大，当降到一定温度的时候，不仅变形困难，而且容易开裂，必须停止锻造，重新加热后再锻。5、常见的电弧焊接缺陷有哪些？产生的主要原因是什么？答：咬边：焊接电流太大，焊条角度不合适，电弧过长，焊条横向摆动的速度过快；气孔：焊接材料表面有油污、铁锈、水分、灰尘等，焊接材料成分选择不当，焊接电弧太长或太短，焊接电流太大或太小；夹渣：电流过小，熔渣不能充分上浮，运条方式不当，焊缝金属凝固太快且周围不干净，冶金反应生成的杂质浮不到熔池表面；未焊透：焊接电流太小，焊接速度太快，焊件装配不当，焊条角度不对，电弧未焊透工件；裂纹：焊接材料的化学成分选择不当，造成焊缝金属硬、脆，在焊缝冷凝后期和继续冷却过程中形成裂纹，金属液冷却太快，导致热应力过大而形成裂纹，焊件结构设计不合理，造成焊接应力过大而产生裂纹。6、什么是主运动？什么是进给运动？各自有何特点？答：主运动是由机床或人力提供的主要运动，它促使刀具和工件之间产生相对的运动，从而使刀具前面接近工件；特点是在切削过程中速度最高，消耗动力最大，其运动方式可以是旋转运动也可以是往复直线运动。进给运动也是由机床或人力提供的运动，它使刀具与工件之间产生附加的相对运动，加上主运动，即可以连续进行切削，并得到具有所需几何特性的已加工表面；特点是在切削过程中速度低，消耗动力少，其运动可以是间歇的，也可以是连续的，可以是直线送进，也可以是圆周送进。在切削加工中，主运动只有一个，而进给运动可以有一个或数个。7、拉深变形时常见的缺陷是什么？分别采取什么措施加以解决？答：拉深缺陷：折皱和拉穿措施：折皱――加压边圈拉穿――凸凹模间的间隙要合适；凸凹模间的圆角要合适；选用合理的拉深系数。8、焊接应力与变形产生的原因是什么？常见的几种变形形式是什么？答：原因：焊缝局部不均匀的加热和冷却；变形形式：收缩变形，角变形，弯曲变形，扭曲变形，波浪变形。9、减少焊接应力与变形的工艺措施有那些？答：工艺措施：结构设计：焊缝位置应尽量对称结构中性轴；在保证结构有足够承载能力的条件下，尽量减少焊缝的