第一篇:铸造工艺学总结终极版
第一章铸造工艺设计概论 一:设计依据:1.生产任务(a铸造的零件图样b零件的技术要求c产品的数量及生产期限)2生产条件(a设备的能力b车间原材料的应用情况和供应情况c工人的生产经验和技术水平d模具等工艺制备制造车间的加工和生产经验)3考虑经济性。
二:设计内容和程序:1铸造工艺图(a零件的工艺分析b造型及铸造方法的选择c确定浇注位置和分型面d选工艺参数e设计浇冒口,冷铁和铸肋f砂芯设计)2铸件图,3铸型装配图,4工艺卡。
第二章铸造工艺方案的确定(为看懂图例,理解原理准备)一:从避免缺陷方面审查逐渐结构:a合理的壁厚b铸件的结构不应造成严重的收缩阻碍(过渡和圆角)c内壁小于外壁d壁厚均匀,减小肥厚的部分e利用补缩实现顺序凝固f防止铸件翘曲变形g避免浇注系统的大平面。二:从简化铸造工艺方面改进零件结构:a改进妨碍起模的凸台,凸缘和肋板的结构b取消侧凹c改进铸件内腔的结构和减少砂芯d减少和简化分型面e有利于砂芯的固定和排气f减少清理铸件的工作量g简化模具制造h大型复杂件的分体铸造和简化小件的联合制造。三:浇注位置的确定:a铸件的重要部分应尽量置于下部b重要加工面应朝下或呈直立状态c使铸件的大平面朝下,避免夹砂结疤类缺陷d应保证铸件能充满e应有利于铸件的补缩g避免用吊砂,掉芯或悬臂式砂芯,便于下芯,合箱及检验h应使合箱位置,浇注位置和铸件冷却位置相一致。
四:分型面的选择:a应使铸件全部或大部置于同一半型内b尽量减少分型面的数量c分型面应尽量选用平面d便于下芯,合箱和检查型腔尺寸e不使砂箱过高f受力件的分型面的选择不应削弱铸件结构强度g注意减轻铸件清理和机械加工 第三章砂芯设计及铸造工艺设计参数
一:砂芯的作用:形成铸件的内腔,孔和铸件外形不能出砂的部位。二:芯头的组成:芯头长度,芯头斜度,芯头间隙,压环,防压环和积砂槽。三:铸件尺寸公差:定义:铸件各部分尺寸允许的极限偏差。影响因素:铸件设计要求的精度,机械加工要求,铸件数量和批量,铸造金属及合金种类,采用的铸造设备及工装,铸造工艺方法四:铸件重量公差:定义:以占铸件公称质量的百分率为单位的铸件质量变动的允许值机械加工余量:定义;铸件工艺设计时先增加的,而后在机械加工时又被切去的金属层厚度。影响因素:铸造合金种类,铸造工艺方法、生产批量,设备及工装的水平。五:起模斜度:定义:为了方便起模。在摸样,芯盒的出模方向留有一定斜度,以免损坏砂型或砂芯。六:铸造收缩率:K=(Lm—Lj)/Lj x100%
Lm:模样或芯盒工作面尺寸;Lj:铸件尺寸影响因素:合金种类和成分,铸件冷却、收缩时受到的阻力的大小、冷却条件的差异。:浇注系统设计
一:浇注系统的组成及各部分的作用? 1.浇口杯(外浇口):承接浇包的金属液,防止金属液飞溅和溢出,便于浇注;减轻液流对型腔的冲击;分离渣滓和气泡;阻止其进入型腔;增加充型压力头。2.直浇道:从浇口杯引导金属向下,进入横浇道、内浇道或直接导入型腔。提供足够的压力头,使金属液在重力作用下能克服各种流动阻力,在规定时间内充满型腔。3.直浇道窝:金属液对直浇道底部有强烈的冲击作用,并产生涡流和高度紊流区,常引起冲砂、渣孔和大量氧化夹杂物等铸造缺陷。其可改善金属液流动情况。4.横浇道:a.向内浇道分配洁净的金属液;b.储留最初浇入的含气和渣污的低温金属液并阻留渣滓c.使金属液流平稳和减少产生氧化夹杂物。5.内浇道:控制充型速度和方向,分配金属,调节铸件各部位的温度和凝固顺序,浇注系统的金属液通过内浇道对铸件有一定的补缩作用。二:浇注系统的类型和优缺点?封闭浇注系统:优点:有较好的阻渣能力,可防止金属液卷入气体,消耗金属少,清理方便。缺点:进入型腔的金属液流速度高,易产生喷溅和冲砂,使金属氧化,使型内金属液发生扰动、涡流和不平静。2.开放式浇注系统:优点:进入型腔时金属液流速度小,充型平稳,冲刷力小金属氧化轻。缺点:阻渣效果稍差,内浇道较大,金属消耗略多。三:按内浇道在铸件上的位置分类:顶注式浇注系统:优点:易充满,减少薄壁件浇不到、冷隔缺陷;充型后上部温度高于底部,利于铸件自下而上的顺序凝固和冒口的补缩;冒口的尺寸小,节约金属;内浇道和附近受热较轻;结构简单,易于清理。缺点:易造成冲砂缺陷;金属液下落过程中接触空气,出现激溅、氧化、卷入空气等现象,使充型不平稳。易产生砂孔、铁豆、气孔和氧化夹杂物等缺陷;大部分浇注时间,内浇道工作在非淹没状态,相对来说,横浇道阻渣条件较差。
底注式浇注系统:优点:内浇道基本上在淹没状态下工作,充型平稳;可避免金属液发生激溅、氧化及由此而形成的铸件缺陷;无论浇口比是多大,横浇道基本工作在充满状态下,有利于阻渣;型腔内的气体容易顺序排除。缺点:充型后金属的温度分布不利于顺序凝固和冒口补缩;内浇道附近容易过热,导致缩孔、缩松和结晶粗大等缺陷;金属液面在上升过程中容易结皮,难以保证高大的铸件充满,易形成浇不到、冷隔等缺陷;金属消耗较大。中间注入式浇注系统:对内浇道以下的型腔部分为顶注式;对内浇道以上型腔部分为底注式。故它兼有顶注式和底注式浇注系统的优缺点。4.阶梯式浇注系统:优点:金属液从底层内浇道流入,型内液面自下而上流经各层内浇道,充型平稳,型腔内气体排除顺利。充型后,上部金属液温度高于下部,有利于顺序凝固和冒口的补缩,铸件组织致密。易避免缩孔、缩松、冷隔及浇不到等铸造缺陷。利用内浇道,可减轻内浇道附近的局部过热现象。缺点:造型复杂,有时要求几个水平分型面,要求正确的计算和结构设计,否则,容易出现上下各层内浇道同时进入金属液的“乱浇”现象,或底层进入金属液过多,形成下部温度高的不理想的温度分布。
四:什么是奥赞公式?把浇注系统看作充满流动金属液的管道,用水利学原理计算浇注系统阻流最小截面积的基础。适用封闭式浇注系统(S阻=m/ρτμ√2gHp)
S阻——阻流截面积 m—流经阻流的金属总质量 ρ—金属液的密度 μ—充填全部型腔时,浇注系统阻流截面积的流量系数 Hp充填型腔时的平均计算压力头 τ—充填型腔时的总时间 五:快慢浇优缺点?
1:快浇优点:金属的温度和流动性降低幅度小,易充满型腔。减少皮下气孔倾向。充型期间对砂型上表面的热作用时间短,可减少夹砂结疤类缺陷。对灰铸铁、球墨铸铁件,快浇可充分利用共晶膨胀消除缩孔、缩松缺陷。缺点:对型壁有较大的冲击作用,容易造成胀砂、冲砂、抬箱等缺陷。浇注系统的重量稍大,工艺出品率略低。2:慢浇优点:对型壁的冲刷作用较轻;可防止胀砂、冲砂、抬箱等缺陷。有利型内、芯内气体的排除。对体收缩大的合金,当采用顶注法或内浇道通过冒口时,慢浇可减小冒口。浇注系统消耗金属少。缺点:浇注期间金属对型腔上表面烘烤时间长,促成夹砂结疤和粘砂类等缺陷。金属液温度和流动性降低幅度大,易出现冷隔、浇不到及铸件表面皱纹。慢浇还常降低造型流水线的生产率。第五章冒口、冷铁和铸肋 1冒口的定义、种类作用?
冒口是铸型内用来存储金属液的空腔,在铸件形成时补给金属作用:防止缩松、缩孔、排气和集渣的作用。分类:a:通用冒口(普通冒口<位置分:顶冒口、侧冒口、贴边冒口;依顶部覆盖分:明冒口、暗冒口)b:特种冒口(压力方式分:大气压力冒口、压缩空气冒口、发气压力冒口),加热方式分:保温、发热、加氧电弧加热、煤气加热冒口,易割冒口;铸铁件实用冒口:(直接实用、控制压力冒口,冒口无补缩)2通用冒口的补缩原理?(实现顺序凝固的条件)
a:冒口的凝固时间大于或等于铸件(被补缩部分)的凝固时间 b:足够的金属液补充铸件的液态和凝固收缩,补偿浇注后型腔扩大的体积 c:在凝固期间,冒口和被补缩部分之间存在补缩通道,扩张角向着冒口。
3冒口的形状圆柱形、球顶圆柱形、长(腰)圆柱形、球形及扁球形等多种4选择冒口位置的原则?a.冒口应就近设在铸件热节的上方或侧旁; b.冒口应尽量设在铸件最高、最厚的部位; c.冒口不应设在铸件重要的、受力大的部位,以防组织粗大降低强度; d.冒口位置不要选在铸造应力集中处,应注意减轻对铸件的收缩阻碍,以免引起裂纹; e.尽量用一个冒口同f 冒口布置在加工面上,可节约铸件精整工时,零件外观好; g.不同高度上的冒口,应用冷铁使各个冒口的补缩范围隔开。5冒口的有效补缩距离冒口作用区与末端区长度之和,它是确定冒口数目的依据,与铸件结构、合金成分及凝固特性、冷却条件、对铸件质量要求的高低等多种因素有关,称为冒口补缩距离
6铸钢件冒口的设计法是让冒口和冒口颈部先于铸件凝固,利用全部或部分的共晶膨胀量在铸件内部建立压力,实现自补缩,更有利于克服缩松缺陷。优点:实用冒口的工艺出品率高,铸件品质好,成本低,比普通冒口更实用。6:冷铁的分类:内冷铁和外冷铁作用a在冒口难以补缩部位防止缩孔缩松b 防止壁厚交叉部位产生裂纹 c与冒口配合使用,能加强铸件的顺序凝固条件,扩大冒口补缩距离或范围,减少冒口数目或体积 d加速个别热节冷却,使铸件接近同时凝固 e改善铸件局部金相组织和力学性能防止厚铸件中的偏析.6:内冷铁的四个熔接过程:a浇注后短时间内吸热升温,靠近冷铁的金属液过冷,产生粒状等轴晶 b自粒状等轴晶表面生长树枝晶,随时间延长,结晶速度小,直到结晶前沿停止,温度上升到固相线附近c冷铁作用区温度升高,周围已形成的树枝晶重新熔化,冷铁表面达到熔点 d冷铁局部或完全熔化,铸件外壁结晶前沿向中心推进而使凝固结束6补贴(衬补、增肉):为实现顺序凝固和增加补缩效果,在靠近冒口的的铸件壁厚上不加倾斜的金属块6模数法定义和原理?M=V/A铸件体积与面积之比。计算原理:前提是只要铸件的模数相同,其凝固时间相近或相等,冒口凝固时间应大于铸件(被补缩部分)的凝固时间。
7实用冒口设计法原理:让冒口和冒口颈先于铸件凝固,利用全部或部分的共晶膨胀量在铸件内部建立压力,实习自补缩,更有利于克服缩松缺陷。优点:工艺出品率高、铸件品质好,成本低,更实用。8提高通用冒口补缩效率措施?a提高冒口中金属液的补缩压力 b延长冒口金属液的保持时间9铸肋又称工艺肋分为:a割肋(收缩肋)防止铸件热裂 b 拉肋(加强肋)防止铸件变形
第六章铸造工艺装备设计
1通常按材质的不同,模样分为:木模样、塑料模样和金属模样(1)材料性能要求:耐磨性高,表面光滑,强度高,不易吸潮变(2)材料选择需考虑的因素:造型方法、铸件生产批量及铸件的结构和技术要求。模板组成:一般模板由模底板、模样、浇冒口系统模、加热元件和定位元件等组成
第二篇:河南科技大学《铸造工艺学》复习总结
铸造工艺学重点
一、设计依据
(一)生产任务
(1)铸造零件图样 提供的图样必须清晰无误,有完整的尺寸和各种标记
(2)零件的技术要求 金属材质牌号、金相组织、力学性能要求、铸件尺寸及重量公差及其它的特殊性能要求
(3)产品数量及生产期限 产品数量是指批量大小,生产期限是指交货日期的长短。数量大的采取先进技术,应急单件产品应考虑使生产设备尽可能简单
(二)生产条件
1)设备能力2)车间原材料的应用情况和供应情况3)工人技术水平和生产经验4)模具等工艺装备制造车间的加工能力和生产经验
(三)考虑经济性
二、设计内容和设计程序
设计内容:铸造工艺图、铸件(毛坯)图、铸型装配图(合箱图)、工艺卡及操作工艺规程 设计程序:1)零件的技术条件和结构工艺性分析2)选择铸造及造型方法3)确定浇注位臵和分型面4)选用工艺参数5)设计浇冒口、冷铁和铸肋6)砂型设计7)在完成铸造工艺图的基础上,画出工艺图8)完成砂箱设计图后9)画出铸型装配图10)综合整个设计内容
三、铸件结构审查(P216-P219)
四、浇注位臵的确定
1)铸件的重要部分应尽量臵于下部2)重要加工面应朝下或呈直立状态3)使铸件的大平面朝下,避免夹砂结疤类缺陷4)应保证铸件能充满5)应有利于铸件的补缩6)避免用吊砂、吊芯或悬臂式砂芯,便于下芯、合箱及检验7)应使合箱位臵、浇注位臵和铸件冷却位臵一致
五、分型面的选择
1)应使铸件全部或大部分臵于同一半型内2)应尽量减少分型面的数目3)分型面应尽选用平面4)便于下芯、合箱和检查型腔尺寸5)不使砂箱过高6)受力件的分型面的选择不应削弱铸件结构强度7)注意减轻铸件清理和机械加工量
六、芯头的组成、作用和设计
芯头组成:芯头长度、斜度、间隙、压环、防压环和积砂槽等结构 作用:固定型芯,避免型芯漂浮,将芯子中浇注时产生的气体导出
设计1芯头高度:1)对于细而高的砂芯,上下都应留有芯头,以免在液体金属冲击下发生偏斜,而且下芯头应取高一些。对于湿型可不留间隙,以便下芯后能使砂芯保持直立,便于合箱2)对于粗而矮的砂芯,常不可用上芯头(高度为零),这可使造型、合箱方便3)对于等截面的或上下对称的砂芯,上下芯头可用相同的高度和斜度,而对需要区分上下芯头的砂芯,一般应使下芯头高度高于上芯头的 2芯头斜度:为合箱方便,避免上下芯头和铸型相碰,上芯头和上芯头座的斜度应大些。对水平芯头,如果造芯时芯头不留斜度就能顺利从芯盒中取出,那么芯头可不留斜度。芯座—模样的芯头总是留有斜度的,至少在断面上要留有斜度,上箱斜度比下箱的大,以免合箱时和砂芯相碰
3芯头间隙:为下芯方便,通常在芯头和芯座之间留有间隙。机器造型、制芯时间隙一般较小,而手工造型、制芯则间隙较大,湿型的间隙小,干砂型、自硬型的间隙大;芯头尺寸大,间隙大
七、铸造工艺设计参数
1.铸件尺寸公差 铸件尺寸公差是指铸件各部分尺寸允许的极限偏差,取决于铸造工艺方
法等多种因素
2.机械加工余量 为保证铸件的加工面尺寸和零件精度,应有加工余量,即在铸件工艺设计时预先增加的,而后在机械加工时又被切去的金属层厚度,成为机械加工余量,简称加工余量。
3.铸造收缩率 K=[(Lm-Lj)/Lj]*100% Lm—模样(或芯盒)工作面的尺寸 Lj—铸件尺寸 4.起模斜度 为了方便起模,在模样、芯盒的出模方向留有一定的斜度,以免损坏砂型或砂芯,这个斜度成为起模斜度。
八、浇注系统的组成及各部分的作用
1.浇口杯:承受来自浇包的金属液,防止金属液飞溅和溢出,便于浇注;减轻液流对型腔的冲击;分离渣滓和气泡,阻止其进入型腔;增加充型的压力头
2.直浇道:从浇口杯引导金属向下,进入横浇道、内浇道或直浇道导入型腔。提供足够的压力头,使金属液在重力作用下能克服各种流动阻力,在规定的时间内充满型腔
3.直浇道窝:缓冲作用;缩短直—横拐弯处的高度紊流区;改善内浇道的流量分布;减小直—横浇道拐弯处的局部阻力系数和水头损失;浮出金属液中的气泡 4.横浇道:向内浇道分配洁净的金属液;储留最初浇入的含气和渣污的低温金属液并阻留渣滓;使金属液流平稳和减少产生氧化夹渣物
5.内浇道:控制充型速度和方向,分配金属,调节铸件各部位的温度和凝固顺序,浇注系统的金属液通过内浇道对铸件有一定的补缩作用
九、浇注系统的分类及其优缺点 按内浇道在铸件上的位臵分类
(一)顶注式浇注系统
优点:容易充型,可减少薄壁件浇不到、冷隔方面的缺陷;充型后上部温度高于底部,有利于铸件自下而上的顺序凝固和冒口的补缩;冒口尺寸小,节约金属;内浇道附近受热较轻;结构简单,易于清除
缺点:易造成冲砂缺陷;金属液下落过程中接触空气,出现激溅、氧化、卷入空气等现象,使充型不平稳;易产生砂孔、铁豆、气孔和氧化夹杂物缺陷;大部分浇注时间,内浇道工作在非淹没状态,相对地说,横浇道阻渣条件较差
(二)底注式浇注系统
优点:内浇道基本上在淹没状态下工作,充型平稳;可避免金属液发生激溅、氧化及由此而形成的铸件缺陷;无论浇口比是多大,横浇道基本工作在充满状态下,有利于阻渣;型腔内的气体容易顺序排出 缺点:充型后金属的温度分布不利于顺序凝固和冒口补缩;内浇道附近容易过热,导致缩孔、缩松和结晶粗大等缺陷;金属液面在上升中容易结皮,难于保证高大的薄壁铸件充满,易产生浇不到、冷隔等缺陷;金属消耗较大
(三)中间注入式浇注系统
对内浇道以下的型腔部分为顶注式;对内浇道以上的型腔部分相当于底注式。兼有顶注式和底注式的优缺点。
(四)阶梯式浇注系统
优点:金属液首先由底层内浇道充型,随着型内液面上升,自下而上地、顺序地流经各层内浇道。因而充型平稳,型腔内气体排出顺利。充型后,上部金属液温度高于下部,有利于顺序凝固和冒口的补缩,铸件组织致密。易避免缩松、缩孔、冷隔及浇不到等铸造缺陷。利用多内浇道,可减轻内浇道附近的局部过热现象
缺点:造型复杂,有时要求几个水平分型面,要求正确的计算和结构设计,否则,容易出现上下各层内浇道同时进入金属液的“乱浇”现象,或底层进入金属液过多,形成下部温度高 的不理想的温度分布
九、冒口、冷铁和铸肋
(一)冒口
1.作用:冒口是铸型内用以储存金属液的空腔,在铸件形成时补给金属,有防止缩松、缩孔、排气和集渣的作用。2.种类:见P290 3.通用冒口补缩原理 1)基本条件
a)冒口凝固时间不小于铸件(被补缩部分)的凝固时间
b)有足够的金属液补充铸件的液态收缩和凝固收缩,补偿浇注后型腔扩大的面积 c)在凝固期间,冒口和被补缩部分之间存在补缩通道,扩张角向着冒口 2)选择冒口位臵的原则
a)冒口应就近设在铸件热节的上方或侧旁
b)冒口应尽量设在铸件最高、最厚的部位。对低处的热节增设补贴或使用冷铁,造成补缩的有利条件
c)冒口不应设在铸件重要的、受力大的部位 d)冒口位臵不要选在铸造应力集中处
e)尽量用一个冒口同时补缩几个热节或铸件
f)冒口布臵在加工面上,可节约铸件精整工时,零件外观好 g)不同高度上的冒口,应用冷铁使各个冒口的补缩范围隔开 3)冒口有效补缩距离的确定
冒口的有效补缩距离为冒口作用区与末端区长度之和
a)铸钢件的补缩距离 阶梯形铸钢件的冒口补缩距离比板形件的大;冒口的垂直补缩距离至少等于冒口的水平补缩距离
b)铸铁件通用冒口的补缩距离 灰铁中,高牌号的补缩距离小;球铁中,只有用湿型或壳型铸造较厚的球铁时,才有必要使用传统冒口补缩;可锻铸铁冒口的补缩距离为4-4.5倍壁厚 c)有色金属的冒口补缩距离
锡青铜和磷青铜类合金的冒口的补缩距离短,易于出现分散缩松;无锡青铜和黄铜的冒口补缩距离大;黄铜冒口的补缩距离为5-9倍壁厚;铝青铜和锰青铜的补缩距离为5-8倍壁厚;共晶型铝合金的冒口补缩距离为4.5倍壁厚;非共晶型铝合金的冒口补缩距离为2倍壁厚 4)外冷铁的影响
在两个冒口之间安放冷铁,相当于在铸件中间增加了激冷端,使冷铁两端向着两个冒口方向的温度梯度扩大,形成两个冷铁末端区,显著地增大了冒口的补缩距离 5)补贴的应用
为实现顺序凝固和增强补缩效果,铸造工艺人员在靠近冒口的铸件壁厚上补加的倾斜的金属块成为补贴。补贴可造成向冒口的补缩通道,实现补缩;补贴可消除铸件下部热节处的缩孔,还可延长补缩距离,减少冒口数目 4.模数法的原理
遵循顺序凝固的条件。首先,冒口的凝固时间应大于铸件被补贴部位的凝固时间;其次,冒口必须能提供足够的金属液,以补偿铸件和冒口在凝固完毕前的体收缩和因型壁移动而扩大的容积,使缩孔不致伸入铸件内。5.实用冒口设计法
原理:让冒口和冒口颈先于铸件凝固,利用全部或部分的共晶膨胀量在铸件内部建立压力,实现自补缩,更有利于克服缩松缺陷。
控制压力冒口的原理:安放冒口补给铸件的液态收缩,在共晶膨胀初期冒口颈通畅,可使铸件内部铁液回填冒口以释放“压力”。控制回填程度使铸件内建立适中的内压用来克服二次收缩缺陷——缩松。从而达到既无缩孔、缩松,又能避免铸件胀大变形。6.提高通用冒口补缩效率的措施
a)提高冒口中金属液的补缩压力,如采用大气压力冒口等
b)延长冒口中金属液的保持时间,如采用保温冒口、发热冒口等
(二)冷铁
为增加铸件局部冷却速度,在型腔内部及工作表面安放的金属块成为冷铁
1.作用:在冒口难于补缩的部位防止缩松、缩孔;防止壁厚交叉部位及急剧变化部位产生裂纹;与冒口配合使用,能加强铸件的顺序凝固条件,扩大冒口补缩距离或范围,减少冒口数目或体积;用冷铁加速个别热节的冷却,使整个铸件接近于同时凝固;改善铸件局部的金相组织和力学性能
2.内冷铁的熔接过程1)浇注后,在很短的时间内,冷铁吸热升温,使靠近冷铁表面的金属液过冷,产生类似纯金属组织的粒状等轴晶;2)自粒状等轴晶表面陆续生长树枝晶,随时间延长,结晶速度减小,直到结晶前沿停止前进,此时,冷铁的温度已上升到固相线附近3)冷铁作用区温度升高,冷铁周围已形成的树枝晶重新熔化,冷铁表面达到熔点4)内冷铁局部或完全融化,最后由于铸件外壁结晶前沿向中心推进而使凝固结束
(三)铸肋的分类及其作用
铸肋分为割肋和拉肋,割肋的作用是防止铸件热裂,拉肋的作用是防止铸件变形。割肋要在清理时去除,而拉肋必须在消除内应力的热处理之后才能去除
第三篇:铸造总结
1.铸造生产的特点是什么?举出1~2个生产生活用品的零件是铸造生产的,并进行分析。答:铸造生产的特点有:(1)、能够生产形状复杂的毛坯,特别是内腔复杂的毛坯。(2)、适应性广,可生产小至几克,大至几百吨的各种金属及其合金的铸件。(3)、节省金属材料和机械加工的工作量。(4)、生产成本低。(5)、铸造工序复杂,容易产生铸造缺陷,铸件废品率高,力学性能低于锻件,劳动条件差。
我们炒菜用的铸铁锅,机床床身,汽车发动机机体等都是铸造生产的。铸铁锅质量轻,形状简单;机床床身质量重,复杂程度中等;汽车发动机机体形状复杂,质量属中小铸件。
2.简述砂型铸造的生产过程。
答:砂型铸造的生产过程如下: 烘干→筛分→混砂→松砂→停放→填砂→紧实→扎气眼→起模→制作浇冒口系统→下芯→合箱→金属熔炼→浇注→出箱→抛丸→清理打磨→检验→入库。
3.型砂、芯砂应具有哪些性能?若铸件表面比较粗糙,且带有难于清除的砂粒,试分析与型芯砂的哪些因素有关?
答:型砂、芯砂应具有的性能:(1)、强度;保证铸型受外力不至被破坏。(2)、透气性;浇注时允许气体通过而逸出。(3)、可塑性;紧实时易成形且获得清晰的轮廓。(4)、耐火性:在高温液态金属的作用下不软化,不熔化,不与金属烧结。(5)、退让性;铸件凝固收缩时,型芯砂不阻碍铸件收缩。
若铸件表面比较粗糙,且带有难于清除的砂粒,是型芯砂的粒度大,耐火度低所至。
4.为什么对芯砂的要求高于型砂?有那些粘结剂可配制芯砂? 答:由于型芯在浇注时,大部分被高温液态金属包围,散热条件差,受热强度大,故需要更高的性能。
5、模样的形状、尺寸与铸件是否一样?为什么?制造模样时,在零件图上加了那些工艺参数?
答:模样的形状与铸件一样,尺寸有所加大,因为金属在冷却、凝固还有收缩;制造模样时在零件图上加了:收缩量、加工余量、拔模斜度、补铁、芯头、活块、工艺补正量、反变形量、防变形拉筋等。
6、手工造型方法有哪几种?选用的主要依具是什么? 答:(1)、整模造型;(2)、分模造型;(3)、挖砂造型;(4)、活块造型;(5)、刮板造型(6)、组芯造型;(7)、地坑造型。
选用的主要依具是:铸件的形状、结构和大小;铸件的质量和使用要求;生产批量的多少;工人技术水平的高低;生产企业的工装情况。
7.什么是砂型铸造的手工造型和机器造型,各有什么特点?
(1)手工造型:指全部用手工或手动工具完成的造型工序。手工造型按起模特点分为整模、挖沙、分模、活块、假箱、三箱等造型方法。
手工造型方法比较灵活,适应性较强,生产准备时间短,但生产率低、劳动强度
大,铸件质量较差。因此,手工造型多用于单件小批量生产。
(2)机器造型:指用机器完成全部或至少完成紧砂和起模操作的造型工序。机器造型可大大提高生产率和铸件尺寸精度,降低表面粗糙度,减少加工余量,并改善工人的劳动条件,目前正日益广泛地应用于大批量生产中。
7、机器造型的实质是什么?紧砂与起模有那些方式?
答: 机器造型的实质是用机器代替了手工紧砂和起模。紧砂方式有:压实式;震击式;震压式;射压式;抛砂式。起模方式有:顶箱起模;回程起模。
8、浇注系统由哪几部分组成?其主要作用是什么? 答:浇注系统由浇口杯、直浇道、横浇道、内浇道组成。其主要作用是导入金属、挡渣、补缩、调节铸件的冷却顺序。
9、冒口的作用是什么?其设置的原则是什么? 答:冒口的作用是补缩、排气、除渣。设置原则是设置在铸件热节处。
10、何谓铸造工艺图?砂型铸造工艺图包括那些内容?
答:铸造工艺图就是用规定的工艺符号和文字绘在零件图样上,或另绘工艺图,表示铸型的分型面,浇注系统,浇注位置,型芯结构尺寸,冒口位置大小,冷铁等的图样。
铸造工艺图包括的内容有:分型面;浇注位置;浇注系统,型芯结构尺寸;收缩量,加工余量;拔模斜度;补铁;冒口位置大小;冷铁大小位置;排气孔等。11.如何铸造一个空心的圆球?答:作一个万向旋转的模具,预留一个浇注口,金属液浇入后,迅速堵住浇注口,使模具作万向旋转,待金属凝固后开模,可得空心圆球。
12.何谓浇注位置?确定铸件浇注位置的原则是什么?答:浇注时铸件在铸型中所处的位置,叫浇注位置。确定浇注位置的原则:(1)铸件的主要加工面,重要的工作面,应向下,或侧面。(2)铸件的打平面应向下。(3)铸件薄而大的平面应向下,或者侧面。(3)铸件厚的平面应向上,或者侧面,便于设置冒口或冷铁。
13.何谓分型面?何谓分模面?确定分型面的原则
是什么?答:分型面是为了便于取出模样,将铸型作成几部分,其结合面叫分型面。确定分型面的原则是:(1)尽可能将铸件全部或大部放入下砂型内。(2)分型面的数目越少越好,且尽可能为平面。
(3)尽量减少型芯与活块的数量。(4)分型面的选择应有利用下芯,合箱,型芯便于定位。14.选择浇注位置?
浇注位置是指浇注时,铸件在铸型中所处的位置 铸件的重要工作面或主要加工面应朝下或呈侧立状态
铸件上的大平面结构或薄壁结构应朝下或呈侧立状态
选择浇注位置应有利于补缩,将厚大部位放在上侧,并在上面直接安放冒口,防止在铸件内部产生缩孔.区别下列名词(术语)的慨念。铸件与零件;
模样与型腔;芯头与芯座;分型面与分模面;起模斜度与结构斜度;浇注位置与浇道位置;型砂与砂型;出气口与冒口;缩孔与缩松;砂眼与渣眼;气孔与出气孔;浇不足用于冷隔。
答:零件是可以直接装配使用的产品,铸件是
在零件的基础上放有加工余量和补铁的毛坯。
模样是制造型腔用的模型,型腔是造型后取
出模样而得到的空腔。
芯头是模样上用于型芯定位用的工艺模样,芯座是造型后取出模样芯头后留下的空腔。
分型面是指型腔分成几部分的结合面,分模
面是指模样分成几部分的结合面。
起模斜度是为了便于模样从砂型中取出而
有意制作的工艺斜度,结构斜度是零件本身所设计需要的斜度。
浇注位置是浇注时铸件在铸型中所处的位
置,浇道位置是浇注系统相对与铸件所处的位置。
型砂是造型用的具有一定性能的砂,砂型是
具有型腔的砂团。
出气口是为了型腔排气而扎的排气孔,冒口
是在铸型内储存和补缩铸件用的在型腔内的空腔。
缩孔是铸件宏观的用肉眼可观察到的孔洞,缩松是用肉眼不容易观察到的显微的细小的组织疏松。
砂眼是型砂粒被金属包围形成的孔洞,渣眼
是金属氧化物或熔渣被金属包围形成的孔洞。
气孔是气体在金属凝固前来不及从金属中
逸出,而形成的孔洞,出气孔是为了排气,在砂型上扎的孔洞。
浇不足是由于金属液不够而没有充满型腔,冷隔是由于金属液温度太低,流动性差,在壁薄处金属液没有充满就已经凝固的现象。
16.合金的铸造性能有哪些?其影响因素是什么?
答:合金的流动性;合金的收缩;成分偏析。其影响因素有:(1)合金的化学成分;(2)合金的浇注温度;(3)铸型结构特征;(4)各合金元素的比重。
17.为什么铸铁的收缩比铸钢小?铸铁与铸钢的收缩都分三个阶段吗?为什么?答:(1)因为铸铁的熔点比铸钢低,铸铁的浇注温度比铸钢低;(2)铸铁中的碳可以直接以石墨形态析出,石墨化过程体积略有彭胀,抵消了部分收缩。铸铁与铸钢的收缩都分为三个阶段,因为他们都有液态收缩,凝固收缩,固态收缩。18.何谓铸造应力?产生的主要原因是什么?答:铸造应力是铸件在凝固收缩时,受到阻碍而引起的应力,主要包括热应力和机械应力。产生的主要原因是:(1)铸件在凝固、收缩时,受到铸型、型芯的机械阻碍产生机械应力。(2)由于铸件壁厚厚薄不均,冷却速度不一致,产生热应力。这两方面的因素是产生应力的主要原因。
26.铸件有那些常见缺陷?产生的主要原因是什么?答:气孔,缩孔,裂纹,冷隔,夹砂,粘砂,错型,错芯,渣眼,砂眼。
31.下列铸件大批量生产时,宜采用何种铸造方法?
车床床身,电子打火煤气炉喷头,煤气罐安全阀,缝纫机机头,污水管,气缸套,名人纪念铜像。
答:车床床身——砂型铸造。电子打火煤气炉喷头
——熔模铸造。煤气罐安全阀——压铸。缝纫机机头——砂型铸造。
污水管,气缸套——离心铸造。名人纪念铜像——
砂型铸造。铝活塞-金属型铸造。气缸套-离心。汽车喇叭-压力。汽轮机叶片-熔模。大模数齿轮滚刀-熔模。带轮及飞轮-砂型和离心。大口径铸铁管-离心。发动机缸体-铸铝用压力和低压其他用砂型。
32.什么是合金的充型能力,影响充型能力的因素哪些,如何提高合金的充型能力? 答:液态金属流经浇注系统充满铸型型腔,获得形状完整、轮廓清晰的铸件的能力;
1).金属性质方面的因素—合金成分:纯金属,共晶成分及化合物是在固定的温度下凝固的;结晶潜热:在金属温度较低时,结晶潜热对充型能力起决定性作用,在纯金属和共晶成分合金在固定温度下凝固吗,结晶潜热的作用能够集中发挥对于结晶温度范围较宽的合金对流动性的影响不大;液态金属的比热容和导热系数:合金液的比热、密度越大,导热系数越小, 充型能力越好;液态金属的粘度和表面张力:黏度越高,流动性越差。
2).铸件结构方面的因素—铸件的壁越薄、结构形状越复杂,液态合金的充型能力越差。应采取适当提高浇注温度、预热铸型等措施来改善其充型能力
3).浇注条件方面的因素—浇注温度越高、充型压力越大(充型压头越大、直浇道越长),则液态金属的充型能力越好;
4).铸型性质方面的因素—铸型的型腔越宽、铸型的温度越高(预热)、导热能力越差并且铸型中的气体含量越少(即透气性越高),充型能力越好。
提高充型能力的措施:1)铸型性质方面:利用涂料增加铸型的热阻,提高铸型的排气能力,减小铸型在金属充填期间的发气速度,有利于提高充型能力。2)浇注条件方面:适当提高浇注温度提高充型压头,简化浇注系统有利于提高充型能力。33.铸件的凝固方式是按凝固区域宽度大小来分的:
逐层凝固(性能最好)中间凝固 糊状凝固纯金属和共晶成分的合金易按(逐层凝固)方式凝固。
34.控制铸件凝固的工艺原则:
顺序凝固原则—远离冒口部分→靠近冒口部分→冒口本身的次序凝固。
同时凝固原则—采取工艺措施保证铸件结构上各部分之间没有温差或温差很小,使各部分同时凝固。
35.什么是铸造?
将液态金属浇注到具有与零件形状、尺寸相适应的铸型型腔中,待其冷却凝固,以获得毛坯或零件的生产方法。也就是:液态金属成形 36..什么叫铸造性能?
合金在铸造成形的整个工艺过程中,容易获得外形正确、内部健全的铸件的性能。主要指合金的充型能力和收缩性。
37.为什么对薄壁铸件和流动性较差的合金,要采用高温快速浇注?
答:适当提高液态金属或合金的浇注温度和浇注速度能改善其流动性,提高充型能力,因为浇注温度高,浇注速度快,液态金属或合金在铸型中保持液态流动的能力强。因此对薄壁铸件和流动性较差的合金,可适当提高浇注温度和浇注速度以防止浇不足和冷隔现象。38.铸造性能对铸件质量的影响
铸件中的缩孔与缩松-降低力学性能、气密性和物理化学性能
铸造应力-降低零件稳定性 铸件的裂纹-降低零件使用寿命 铸件的变形-零件报废
铸件的气孔和非金属夹杂-成为裂纹源,降低气密性
39.收缩的三个阶段
Ⅰ-液态收缩,Ⅱ-凝固收缩,Ⅲ-固态收缩,Ⅰ+Ⅱ-体收缩,Ⅲ-线收缩,固态收缩往往表现为铸件外形尺寸的减小。
.体收缩—铸造合金由液态到常温的体积改变量。
线收缩—铸造合金由高温到常温的线尺寸改变量。在设计和制造模样时,线收缩更有意义。其中(液态收缩和凝固收缩)收缩是铸件产生缩孔和缩松的根本原因,而(固态收缩)收缩是铸件产生变形、裂纹的根本原因。
40.什么叫缩孔缩松?铸件中产生缩孔和缩松的主要原因是什么?生产工艺上有哪些预防措施? 液态金属在冷却和凝固过程中,若液态收缩和凝固收缩引起的容积缩减的部分得不到补充,在铸件最后凝固部位形成的空洞,大的叫缩孔,细小分散的叫缩松。铸件中产生缩孔和缩松的主要原因是合金的液态收缩和凝固收缩。
在实际生产中,通常采用顺序凝固原则,并设法使分散的缩松转化为集中的缩孔,再使集中的缩孔转移到冒口中,最后将冒口去除,即可获得完好铸件。即通过设置冒口和冷铁,使铸件从远离冒口的地方开始凝固并逐渐向冒口推进,冒口最后凝固。
41.哪类合金易产生缩孔(条件)? 逐层凝固的合金倾向于产生几种缩孔,如纯金属和共晶成分合金。
哪类合金易产生缩松(条件)? 糊状凝固的合金倾向于产生缩松,如结晶温度范围宽的合金
43.什么叫热应力?
由于铸件壁厚不均或各部分冷却速度不同,使铸件各部分的收缩不同步而引起的应力。它在铸件落砂后仍然存在于铸件内部,是一种残留应力。铸造热应力最终的结论是薄壁或表层受拉 机械阻碍应力
机械应力是因铸件的收缩受到铸型或型芯等的机械阻碍而形成的应力。这种应力是暂时的,铸件落砂后或机械阻碍消失后会自行消失。44.铸件产生铸造内应力的主要原因是什么? 怎么减小、消除铸造应力?
铸件产生铸造内应力的主要原因是合金的固态收缩受阻。
为了减小铸造内应力,在铸造工艺上可采取同时凝固原则。所谓同时凝固原则,就是采取工艺措施保证铸件结构上各部分之间没有温差或温差尽量小,使各部分同时凝固。此外,还可以采取去应力退火或自然时效等方法,将残余应力消除。
45.手工造型特点?
设备简单,适应性强,生产准备时间短,成本低,在成批和大量生产中采用机械造型
机器造型(芯)特点?
◎紧实度均匀◎生产率高◎噪声较大 ◎结构较复杂
46合金流动性不好时容易产生哪些铸造缺陷?影响合金流动性的因素有哪些?设计铸件时,如何考虑保证合金的流动性?
合金的流动性是指液态合金本身的流动能力。合金流动性不好时,容易出现冷隔、浇不足、气孔、夹渣及缩孔等铸造缺陷。
影响合金流动性的主要因素有:合金的成分、温度、物理性质、难熔质点和气体等。
设计铸件时,应从以下几个方面考虑保证合金的流动性:
(1)从合金流动性的角度考虑,在铸造生产中,应尽量选择共晶成分、近共晶成分或凝固温度范围小的合金作为铸造合金。
(2)液态合金的比热容和密度越大、导热系数越小、粘度越小,合金的流动性越好。
(3)液态合金的浇注温度必须合理。
提高合金的流动性生产中常采用提高浇注温度,过高产生粘砂严重。
47.合金流动性对铸件质量的影响?
48.什么是铸造合金的收缩性?有哪些因素影响铸件的收缩性?
合金在从液态冷却至室温的过程中,其体积或尺寸缩小的现象称为收缩。从浇注温度冷却到室温分为液态收缩、凝固收缩和固态收缩三个收缩阶段。
铸件收缩的大小主要取决于合金成分、浇注温度、铸件结构和铸型。
49根据确定铸件浇注位置的一般原则,指出下列每一组图形中的哪一个是合理的,并说明其理由。
答:图1: a)不合理 b)合理
铸件的重要加工面、工作面、受力面应尽量放在底部或侧部,以防止这些面产生铸造缺陷。图示的齿轮轮齿是加工面和使用面,应将其朝下。
图2: a)不合理 b)合理
浇注位置应有利于所确立的顺序凝固,对于体收缩较大的合金,浇注位置应尽量满足定向凝固的原则,铸件厚实部分应在浇注位置上方,以利于冒口补缩。图3:a)不合理 b)合理
浇注位置应有利于砂芯的定位支撑,使排气顺畅,尽量避免吊芯、悬臂砂芯。
50.什么是铸件的冷裂纹和热裂纹?防止裂纹的主要措施有哪些?
如果铸造内应力超过合金的强度极限时,铸件便会产生裂纹。裂纹分为热裂和冷裂两种。
(1)热裂:热裂是在凝固后期高温下形成的,主要是由于收缩受到机械阻碍作用而产生的。它具有裂纹短、形状曲折、缝隙宽、断面有严重氧化、无金属光泽、裂纹沿晶界产生和发展等特征,在铸钢和铝合金铸件中常见。
防止热裂的主要措施是:除了使铸件的结构合理外,还应合理选用型砂或芯砂的黏结剂,以改善其退让性;大的型芯可采用中空结构或内部填以焦炭;严格限制铸钢和铸铁中硫的含量;选用收缩率小的合金。
(2)冷裂:冷裂是在较低温度下形成的,常出现在铸件受拉伸部位,特别是有应力集中的地方。其裂缝细小,呈连续直线状,缝内干净,有时呈轻微氧化色。壁厚差别大,形状复杂或大而薄的铸件易产生冷裂。因此,凡是能减少铸造内应力或降低合金脆性的因素,都能防止冷裂的形成。同时在铸钢和铸铁中要严格控制合金中的磷含量。
第四篇:机械制造工艺学总结
学院:机电工程学院
机械制造工艺学学习报告
班级:13机械本2 姓名:黄
宇 学号:20130130815
机械制造过程是机械产品从原材料开始到成品之间各相互关联的劳动过程的总和。它包括毛坯制造、零件机械加工、热处理、机器的装配、检验、测试和油漆包装等主要生产过程,也包括专用夹具和专用量具制造、加工设备维修、动力供应(电力供应、压缩空气、液压动力以及蒸汽压力的供给等)。
工艺过程是指在生产过程中,通过改变生产对象的形状、相互位置和性质等,使其成为成品或半成品的过程。机械产品生产工艺过程又可分为铸造、锻造、冲压、焊接、机械加工、热处理、装配、涂装等。其中与原材料变为成品直接有关的过程,称为直接生产过程,是生产过程的主要部分。而与原材料变为产品间接有关的过程,如生产准备、运输、保管、机床与工艺装备的维修等,称为辅助生产过程。
主要包括机械加工工艺规程的制订、机床夹具设计原理、机械加工精度、加工表面质量、典型零件加工工艺、机器装配工艺基础、机械设计工艺基础、现代制造技术及数控加工工艺等部分。
机械制造工艺学的研究对象是机械产品的制造工艺,包括零件加工和装配两方面,其指思想是在保证质量的前提达到高生产率、经济型。课程的研究重点是工艺过程,同样也包括零件加工工艺过程和装配工艺过程。工艺是使各种原料、半成品成为产品的方法和过程。
各种机械的制造方法和过程的总称为机械制造工艺
工艺系统:在机械加工时,机床、夹具、刀具和工件构成的一个完整的系统。研究加工精度的方法:单因素分析法、统计分析法
加工表面质量:加工表面的几何形貌和表面层材料的力学物理和化学性质 几何形貌:表面粗糙度表面波纹度纹理方向表面缺陷。表面材料力学的物理化学性能:表面层金属的冷作硬化、表面层金属金相组织变化。冷作硬化:机械加工中因切削力产生的塑性变形使表层金属硬度和强度提高的现象。
机械加工工艺规程是规定产品或零部件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件,是一切有关生产人员都应严格执行、认真贯彻的纪律性文件
机械加工工艺规程的作用
1根据机械加工工艺规程进行生产准备(包括技术准备)
2.机械加工工艺规程是生产计划、调度,工人的操作、质量检查等的依据 3.新建或扩建车间,其原始依据也是机械加工工艺规程
机械加工工艺规程的设计原则:
(1)可靠地保证零件图样上所有技术要求的实现(2)必须能满足生产纲领要求
(3)在满足技术要求和生产纲领要求前提下,一般要求工艺成本 最低
(4)尽量减轻工人的劳动强度,保障生产安全。
通过对机械制造工艺学的学习我对我们机械设计制造及其自动化这个专业有了更深一步的理解,知道了工件的装夹与夹具的基础、机械工艺规程的制定典型模具与机械零件加工工艺、装配工艺、还有刀具的相关知识。使我受益匪浅。
第五篇:机械制造工艺学总结
1机械加工工艺过程:对机械零件采用各种加 工方法直接改变毛坯地形状、尺寸、表面粗糙 1实际定位方案时考虑三方面:1)根据加工面的尺寸形状和位置要求确定所需限制1减少传动链误差的措施1)尽量缩短传动链尽以减少传动元件数量。2)提高传动件1金相组织变化的原因(1)机械加工过程中产生的切削热会使得工件的加工表面产 部劳动过程。
2生产过程:将原材料或半成品转变为成品的各有关劳动过程的总和。包括:①生产技术准备过程如产品设计、生产准备、原材料的运输和保管;②毛坯制造过程;③机械加工和热处理;装配和调试过程;生产服务过程。
3机械加工工艺过程组成:是由一个或若干个顺序排列的工序组成的.依次细分为安装、工位、工步和走刀。
4生产专业化程度的分类,一般分为:(1)单件生产(2)成批生产(3)大量生产 5工艺特征 单件小批 成批生产 大批大量
①零件的互换性:缺乏互换性;大部分具有互换性;具有广泛的互换性
②毛坯制造方法与加工余量:木模手工造型或自由锻,加工余量大;部分采用金属模铸造或模锻,加工余量中等;广泛采用金属模机器造型、模锻或其它高效方法,加工余量小
③机床设备:通用机床;部分通用机床和高效机床;广泛采用高效专用机床及自动机床
④工艺装备:大多采用通用夹具、标准附件、通用刀具、万能量具。靠划线和试切法达到精度要求;广泛采用夹具,较多采用专用刀具和量具 ;广泛采用高效夹具、复合刀具、专用量具或自动检验装置 生产组织:机群式;分工段排列设备;流水线或自动线
⑤对工人的技术要求:较高;一定水平;调整工:要求高操作工:要求低 ⑥成本:较高;中等;较低
⑦工艺文件的要求:编制简单的工艺过程卡片;编制详细的工艺规程及关键工序的工序卡片;编制详细的工艺规程、工序卡片、调整卡片
⑧发展趋势:采用成组工艺,数控机床加工中心及柔性制造单元;采用成组工艺,用柔性制造系统或柔性自动线;用计算机控制的自动化制造系统、车间或无人工厂实现自适应控制
6定位 — 使工件在机床或夹具上占有正确位置。
7夹紧 — 对工件施加一定的外力,使其已确定的位置在加工过程中保持不变。8工件的装夹方法
①直接找正装夹用划针,百分表或目测直接找正工件在机床或夹具中的正确位置,然后再夹紧。这种方法称为直接找正装夹。精度高,效率低,对工人技术水平高。②划线找正装精度不高,效率低,多用于形状复杂的铸件。
③夹具装夹精度和效率均高,广泛采用。9六点定位原理:将 6 个支承抽象为6个“点”,6个点限制了工件的6 个自由度,这就是六点定位原理。10工件定位时的几种情况 1)完全定位:工件六个自由度被分别完全限制的定位,称为完全定位。2)不完全定位
根据具体的加工方法,在满足加工要求的前提下,把限制工件少于六个自由度的定位,称为不完全定位。3)欠定位
当定位支承点的数目,少于应限制的自由度数目,工件不能正确定位,不能满足加工要求。这种定位方式,称为欠定位。4)过定位几个定位支承点,同时限制同一个自由度的定位,称为过定位
★注意以下几点:1)设置3个定位支承点的平面限制一个移动自由度和两个转动自由度,称为主要定位面。2)设置2个定位支承点的平面限制两个自由度,称为导向定位面。3)设置1个定位支承点的平面限制一个自由度,称为止推定位面或防转定位面。4)一个定位支承点只能限制一个自由度。5)定位支承点必须与工件的定位基准始终贴紧接触。6)工件在定位时需要限制的自由度数目以及究竟是哪几个自由度,完全由工件的加工要求所决定。7)定位支承点所限制的自由度,原则上不允许重复或互相矛盾。
11总体分析法判别是否有欠定位;分件分析法判别是否有过定位
12机械加工工艺系统:零件进行机械加工时,必需具备一定的条件,即要有一个系统来支撑,称之为机械加工工艺系统。由能量分系统和信息分系统组成 的自由度2)在定位方案中,利用总体分析法和分件分析法来分析是否有欠定位和过定位,分析中应注意定位的组合关系,若有过定位,应分析气是否允许3)从承受切削力、加紧力、重力,以及为装夹方便,易于加工尺寸调整等角度考虑,在不定位中是否应有附加自由度的限制
2基准是用来确定生产对象上几何要素之间的几何关系所依据的那些点、线或面。分为两大类:设计基准和工艺基准
3工艺基准又可以分为工序基准、定位基准、测量基准和装配基准。
工序基准:工序图上用来确定本工序表面加工后的尺寸、形状、位置的基准。4选择要求:首先考虑用设计基准;其次工序基准应可用于工件的定位与工序尺寸的检查;且能够可靠地保证零件设计尺寸的技术要求。
5定位基准:在加工时用于使工件占据正确位置以得到准确工序尺寸的基准。定位误差产生原因:基准不重合基准位移 定位基准在加工时用于使工件占据正确位置以得到准确工序尺寸的基准,又可以分为粗基准、精基准、附加基准
① 粗基准:未经机械加工的定位基准② 精基准:经过机械加工的定位基准.③ 附加基准:零件上依据机械加工工艺需要而专门设计的的定位基准
6测量基准:在加工中或加工后用来测量工件的形状、位置和尺寸误差时所采用的基准。
7装配基准:在装配时用来确定零件或部件在产品中的相对位置所采用的基准。8机械加工精度:是指零件加工后的实际几何参数(尺寸、形状和位置)与理想几何参数的符合程度。
9分类:装夹(定位误差和夹紧误差)调整误差、加工误差(工艺系统的动误差,测量误差)
10加工误差:是指零件加工后的实际几何参数(尺寸、形状和位置)与理想几何参数的偏离程度。加工精度越高,则加工误差越小,反之越大。(1)当尺寸精度要求高时,相应的位置精度和形状精度也要求高。其次形状精度应高于尺寸精度,而位置精度在多数情况下也应高于尺寸精度。(2)当形状精度要求高时,相应的位置精度和尺寸精度不一定要求高。
11误差的敏感方向: 原始误差所引起的切削刃与工件间的相对位移,如果产生在加工表面的法线方向上,则对加工误差有直接的影响;如果产生在加工表面的切线方向上,就可以忽略不记。我们把加工表面的法向称之为误差的敏感方向。
12加工误差和加工精度的区别联系:是从两个不同的角度来评定加工零件的几何参数,加工精度的低和高就是通过加工误差的大和小来表示的。所谓保证和提高加工精度的问题,实际上就是限制和降低加工误差问题。
14加工原理误差:加工原理是指加工表面的形成原理。加工原理误差是由于采用了近似的切削运动或近似的切削刃形状所产生的加工误差。
15机床主轴回转误差 :指主轴实际回转轴线对其理想回转轴线的漂移。
▲主轴回转误差的基本型式a)径向圆跳动 b)端面圆跳动 c)倾角摆动
16主轴回转误差对加工精度的影响 1)主轴径向圆跳动对加工精度的影响2)主轴的轴向窜动对加工精度的影响3)主轴的倾角摆动对加工精度的影响
17影响主轴回转精度的主要因素①轴承误差②轴承的间隙③与轴承配合零件的误差④主轴转速⑤主轴系统径向不等刚度和热变形
18提高主轴回转精度的措施1)提高主轴部件的设计与制造精度 2)对滚动轴承进行预紧3)采用误差转移法
19导轨导向精度:指机床导轨副的运动件实际运动方向与理想运动方向的符合程度两者之间的差值称为导向误差
20影响机床导轨导向误差的因素1)机床制造误差2)机床安装误差3)导轨磨损机床传动链误差定义机床传动链指传动链始末两端执行元件间相对运动的误差。的制造和安装精度,尤其是末端零件的精度。3)尽可能采用降速运动4)消除传动链中齿轮副的间隙。5)采用误差校正机构对传动误差进行补偿
2工艺系统刚度可定义为:在加工误差敏感方向上工艺系统所受外力与变形量之比。
3工艺系统刚度对加工精度的影响(1)切削力作用点位置变化引起的工件形状误差1)机床变形引起的加工误差2)工件的变形3)机床变形和工件变形共同引起的加工误差(2)切削过程中受力大小变化引起的加工误差—误差复映(3)夹紧力和重力引起的加工误差被加工工件在装夹过程中,由于刚度较低或着力点不当,都会引起工件的变形,造成加工误差。(4)重力引起的加工误差(5)惯性力引起的加工误差
4误差复映现象是在机械加工中普遍存在的一种现象,它是由于加工时毛坯的尺寸和形位误差、装卡的偏心等原因导致了工件加工余量变化,而工件的材质也会不均匀,故引起切削力变化而使工艺系统变形量发生改变产生的加工误差。
5影响机床部件刚度的因素很多1)连接表面间的接触变形2)接合面间摩擦力的影响3)接合面间的间隙4)部件中个别薄弱零件的影响
6减小工艺系统受力变形的途径
(1)提高工艺系统刚度1)合理设计零部件结构2)提高联接表面的接触刚度3)采用合理的装夹方式和加工方式(2)减小载荷及其变化图
7减少和控制工艺系统热变形的主要途径①减少发热和隔离热源②均衡温度场③ 改进机床布局和结构设计④保持工艺系统的热平衡⑤控制环境温度⑥热位移补偿 8常值系统性误差在顺序加工一批一批工件时,误差的大小和方向保持不变者,称为。
9变值系统性误差在顺序加工一批一批工件时,误差的大小和方向呈有规律变化者,称为。
10随机性误差在顺序加工一批一批工件时,误差的大小和方向呈无规律者,称为 11㈠加工表面质量{表面层的几何形状特征⑴ 表面粗糙度:它是指加工表面上较小间距和峰谷所组成的微观几何形状特征。⑵ 表面波度:它是介于宏观形状误差与微观表面粗糙度之间的周期性形状误差。⑶ 表面加工纹理它是指表面切削加工刀纹的形状和方向}{伤痕是指在加工表面个别位置上出现的缺陷
㈡表面层的物理力学性能,化学性能(1)冷作硬化:机械加工过程中,工件表层金属在切削力的作用下产生强烈的塑性变形,金属的晶格扭曲,晶粒被拉长、纤维化甚至破碎而引起表层金属的强度和硬度增加,塑性降低,这种现象称为加工硬化。(2)表面层的金相组织变化(3)零件表面层残余应力}
12表面质量对零件耐磨性的影响(1)表面粗糙度对耐磨性的影响表面粗糙度对摩擦副的影响,不是表面粗糙度值越小越耐磨,在一定工作条件下,表面粗糙度Ra值约为0.32~0.25μm较好。(2)表面纹理方向对耐磨性的影响(3)表面层的加工硬化对耐磨性的影响
13表面质量对零件疲劳强度的影响:表面粗糙度表面层金属的力学性能和化学性能14表面质量对零件耐腐蚀性能的影响:表面粗糙度表面层金属的力学性能和化学性能4.表面质量对零件间配合性质的影响相配零件间的配合性质是由过盈量或间隙量来决定的。5.表面质量对零件其他性能的影响表面质量对零件的使用性能还有一些其他影响
15影响表面粗糙度的因素及降低表面粗糙度的工艺措施
(一)影响切削加工表面粗糙度的因素1.影响切削残留面积高度的因素2.影响切削表面积屑瘤和鳞刺的因素
(二)磨削加工对表面粗糙度的影响(1)几何原因1)切削用量对表面粗糙度的影响2)砂轮的粒度和砂轮的修整对表面粗糙度的影响(2)物理因素金属表面层的塑性变形
生剧烈的温升,当温度超过工件材料金相组织变化的临界温度时,将发生金相组织转变。(2)磨削淬火钢时表面层产生的烧伤磨削淬火钢时极易发生磨削烧伤,磨削淬火钢时表面层产生的烧伤有:
① 回火烧伤磨削区温度超过马氏体转变温度而未超过相变温度,则工件表面原来的马氏作组织将产生回火现象,转化成硬度降低的回火组织——索氏体或屈氏体。
②淬火烧伤 磨削区温度超过相变温度,马氏体转变为奥氏体,由于冷却液的急冷作用,表层会出现二次淬火马氏体,硬度较原来的回火马氏体高,而它的下层则因为冷却缓慢成为硬度降低的回火组织。③退火烧伤 不用冷却液进行干磨削时,磨削区温度超过相变温度,马氏体转变为奥氏体,因工件冷却缓慢则表层硬度急剧下降,这时工件表层被退火。
2残余应力:构件在制造过程中,将受到来自各种工艺等因素的作用与影响;当这些因素消失之后,若构件所受到的上述作用与影响不能随之而完全消失,仍有部分作用与影响残留在构件内,则这种残留的作用与影响称为残留应力或残余应力。3残余应力(又称内应力)是指当外部载荷去除以后,仍然残存在工件内部的应力。残余应力的产生(1)毛坯制造和热处理过程产生的残余应力(2)冷校直带来的残余应力(3)切削加工带来的残余应力 4减少内应力引起变形的措施1)合理设计零件结构 应尽量简化结构,减小零件各部分尺寸差异,以减少铸锻件毛坯在制造中产生的残余应力2)增加消除残余应力的专门工序对铸、锻、焊件进行退火或回火;工件淬火后进行回火;对精度要求高的零件在粗加工或半精加工后进行时效处理(自然、人工、振动时效处理)3)合理安排工艺过程在安排零件加工工艺过程中,尽可能将粗、精加工分在不同工序中进行 5影响磨表面层金属残余应力的工艺因素:切削速度与被加工材料,前角
6影响磨削残余应力的工艺因素:磨削用量,工件材料,砂轮的影响
7强迫振动由外界周期性的干扰力(激振力)作用引起
8强迫振动特征频率特征:与干扰力的频率相同,或是干扰力频率整倍数。幅值特征:与干扰力幅值、工艺系统动态特性有关。当干扰力频率接近或等于工艺系统某一固有频率时,产生共振。相角特征:强迫振动位移的变化在相位上滞后干扰力一个φ角,其值与系统的动态特性及干扰力频率有关。
9自激振动在没有周期性外力作用下,由系统内部激发反馈产生的周期性振动 10自激振动特征自激振动是一种不衰减振动。自激振动的频率等于或接近于系统的固有频率。自激振动能否产生及振幅的大小取决于振动系统在每一个周期内获得和消耗的能量对比情况。
11自激自激振动机理1)再生机理2)振型耦合机理3)负摩擦原理4)切削力滞后原理
12工序能力是指处于稳定状态下的实际加工能力,工序能够稳定地生产出产品的能力常用标准偏差δ的6倍来表示工序能力的大小。
13获取尺寸精度:试切,调整,定尺寸计算法,自动控制法
14误差减少犯法:误差预防,误差补偿 15保证机器或部件装配精度的方法 互换法,选配法,修配法,调整法 成本:都是高
组成环:少,少,多,多
大批,大批,大批或单件,大批或单件