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机械制造工艺基础 绪论 第一章 铸造工艺 第二章 锻压工艺 第三章 焊接工艺 第四章 材料切削加工基础 第五章 典型表面加工 第七章 机械加工工艺规程 绪论 一、加工制造业及在国民经济中的作用： 制造技术是使原材料变成产品的技术的总称，是国民经济的重要支柱产业。 二、机械制造工艺基础课程的研究范畴、任务： 1、材料的性能和行为特征： 工程材料可分为金属材料、高分子材料、陶瓷材料、复合材料。 2、加工工艺方法： 热加工：液态成形、塑性成形、连接成形 冷加工：切削加工 工程材料的分类 金属材料：金属材料是以过渡族金属为基础的纯金属及其含有金属、半金属或非金属的合金，是工程材料中最重要的材料之一。 高分子材料：高分子材料是以高分子化合物为主要组分的材料。每一个高分子化合物又都是由一种或几种简单的低分子化合物聚合而成的，故高分子化合物也称高分子聚合物(简称高聚物)。 陶瓷材料：主要是指由一种或多种金属元素与非金属元素的氧化物、碳化物、氯化物、硅化物及硅酸盐所组成的无机非金属多晶材料。 复合材料：是由两种或两种以上性质不同的材料组合起来的一种固体材料。 3、制造过程的集成和质量控制： 加工制造过程是一个复杂的过程，还应了解相关的工业工程、质量控制、工程管理等。 本课程包括以下内容：各种加工方法的特点、理论基础；常用材料的工艺性能及对加工工艺的影响；机械零件设计的结构工艺性；机械生产工艺流程、各种工艺方法的相互联系等。 三、课程特点： 1、加工工艺是时时更新、进步的： 经济的竞争是以技术竞争为核心。 2、加工工艺互相联系，构成一个整体： 零件的机械加工要综合应用多种方法，从毛坯成形、后续精加工、表面处理、装配等。以齿轮为例： 了解产品的使用要求、技术性能要求： 选材：要满足性能要求，同时便于组织生产。 机械性能：σb、 σs、 αk、HB等。 使用要求：表面要求、耐磨、耐蚀等。 工艺性能：易于加工。 制订工艺流程： 下料——锻造——正火——粗车——调质——精车、齿加工——齿面表面淬火——低温回火——磨削——成品 质量、经济分析： 3、实践性强。 分为砂型铸造和特种铸造。 砂型铸造：成本低廉，适应性广，占铸件总产量90%以上。 特种铸造：熔模铸造、金属型铸造、 压力铸造、低压铸造等。 质量好，效率高。 成本高，适应性有局限。 1.1 铸造工艺基础 合金流动性的测定是采用螺旋形标准试样。常用铸造合金中灰铸铁、硅黄铜的流动性最好，铝合金次之，铸钢最差。 3、铸型充填条件 ① 铸型导热能力：金属型导热能力强，容易降低合金的流动性。而干砂型，特别是将铸型在加热状态下浇注金属液时，其合金的流动性将显著增加。 ② 铸型的阻力：铸型内反压力增大，将导致铸型对金属液流动的阻力增加，从而降低合金流动性。 1.1.2 铸件的凝固方式 1.1.3 合金的收缩性： 1．合金收缩的概念 合金从浇注、凝固直至冷却到室温的过程中，其体积或尺寸缩减的现象，称为收缩。收缩经历如下三个阶段： 3、铸件中的缩孔与缩松： (2)缩孔和缩松的防止： 1 内应力的形成： ①热应力：由于铸件各部分冷却速度不同，以致在同一时间内铸件各部分收缩不一致，导致相互约束而引起的内应力。 3 铸件的裂纹及其防止： ① 热裂： 形状特征：裂纹短、缝隙宽、形状曲折、缝内呈氧化色。 形成原因：热裂是在铸件凝固末期，接近固相线 的高温下形成的。 在铸钢和铸造铝合金中较常见。 防止措施：应尽量选择凝固温度范围小、热裂倾向小的合金和改善铸件结构；提高型砂和芯砂的退让性 ；此外，应严格控制含硫量。 ② 冷裂： 形状特征：裂纹细小，呈连续直线状，缝内有金属光泽或轻微氧化色。 形成原因：较低温度下，由于热应力和收缩应力的综合作用，铸件的内应力超过合金的强度极限而产生的。 出现部位：铸件受拉应力，特别是应力集中处。 凡是减少铸件内应力或降低合金脆性的因素均能防止冷裂。控制含P量。 此外，设置防裂筋亦可有效地防止铸件裂纹。 1.1.5 合金的吸气性： 液态合金中吸入了气体，若在其冷凝过程中不能逸出，或滞流在金属中，则在冷凝后将使铸件内形成气孔缺陷。 按照气体的来源，分为侵入性气孔、析出性气孔、反应性气孔。 3、反应气孔： 反应气孔是液态金属与铸型材料、芯撑、冷铁或熔渣之间发生化学反应产生气体而形成的。 皮下气孔： 冷铁气孔：Fe3O4 + 4C =3Fe + 4CO↑ 1、侵入性气孔： 主要是砂型和型芯中的气体侵入金属液中而形成的气孔