工程材料课件说明及参考题答案.ppt

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1、工程材料与成形工艺基础课 件,课件主编：赵海霞 付平技术支持：张丽敏主 审：孟庆东化学工业出版社,工程材料与成形工艺基础,开本：16开定价：28.00元2008年9月化学工业出版社出版编辑联系方式化学工业出版社 机械电气分社王清颢（hao）地址：北京东城区青年湖南街13号（100011)Tel：010-64519284 Email：,课件编写说明,为配合由苏德胜等编写的工程材料与成形工艺基础的出版，制作了配套使用的电子课件。内容分三部分，安排如下：1.分三篇分别用文字、图表、实景及配以必要的动画等多种形式，对各章内容进行形象化的描述；2各章学习指导；3试题庫。参加本课件编写制作的有：赵海霞主编

2、(第一九章；第十七十九章)、付平副主编(第十十六章)、苏德胜(各章学习指导；试题庫)。另外，张丽敏、滕腾也参加了课件中部分图、表的校正，汇总等工作。课件由孟庆东教授审阅。在编写过程中得到各位编者所在学校领导、老师的大力支持，参阅、借用了许多同类课件的资料，在此一一表示衷心的感谢。编者企望电子课件能对采用此教材的师生的教与学有所邦助。但由于编者水平有限，经验不足，加之时间匆忙，恐有许多错漏不不足之处，敬请读者批评指正。本电子课件可由化学工业出版社网站wwwcipcomcn下载。联系方式：电子课件编者 赵海霞 青岛科技大学 机电学院,目 录,绪论第一篇 金属材料及热加工成形基础第一章 金属材料的主

3、要性能第二章 金属材料的结构第三章 铁碳合金第四章 钢的热处理工艺基础第五章 工业用钢和铸铁第六章 有色金属第七章 铸造第八章 焊接与切割第九章 金属压力加工,第二篇 金属切削加工基础第十章 钳工第十一章 金属机械加工基础第十二章 车削加工与镗削加工第十三章 铣、刨、插、拉削加工第十四章 磨削及光整加工第十五章 零件材料和毛坯的选择及零件切削另工工艺的制订第十六章 现代制造技术简介第三篇 非金属材料和复合材料与成形工艺基础第十七章 有机非金属材料第十八章 工程陶瓷材料第十九章 复合材料各章学习指导与习题参考解答提示。试题库,第一章 金属材料的主要性能第二章 金属材料的结构第三章 铁碳合金第四章

4、 钢的热处理工艺基础第五章 工业用钢和铸铁第六章 有色金属第七章 铸造第八章 焊接第九章 金属压力加工,第一篇 金属材料及热加工成形基础第二篇 金属切削加工基础第三篇非金属材料和复合材料与成形工艺基础试题庫,学习指导,一、学习要求 了解金属材料的基本性能,懂得材料的力学性能及其性能指标的物理意义，熟记力学性能指标的符号和单位。二、学习方法 本章只要解基本内容即可,着重理解力学性能指标及名词、术语的物理意义。三、重点 本章重点是金属材料力学性能的物理意义,有关材料的物理性能、化学性能和工艺性能只要求做一般了解。四、本章应注意以下内容(1)拉伸曲线。(2)屈服点和抗拉强度,注意两者的区别。(3)布

5、氏硬度和洛氏硬度,两者的应用范围。(4)冲击韧性及应用。(5)疲劳强度及应用。,思考题与习题,1-1.说明下列力学性能指标的名称、单位及其含义：E、S、0.2、-1、aK、HBS、HRC。答：参見教材P5;7;,8;9。1-2.试绘出低碳钢的-曲线，指出在曲线上哪点出现颈缩现象?如果拉断后试棒上没有颈缩,是否表示它未发生塑性变形?答：参見教材P5。1-3.举例说明在日常生活用品中,哪些是用钢铁制造的?哪些是用有色金属及合金制造的?答：如自行车车架、弹簧是用钢制造的；而机床、设备的底座则是用铁制造的。1-4.硬度和抗拉强度之间有没有一定的关系?为什么?答：参見教材P5。1-5.代表什么指标?这一

6、指标的意义是什么?答：参見教材P5。1-6.什么情况下产生疲劳断裂?什么叫疲劳极限?答：参見教材P5。,学习指导,一、学习要求掌握金属的晶体结构、金属的结晶过程和纯铁的同素异构转变,为学习铁碳合金打下基础；掌握实际晶体的结构和晶体缺陷。二、学习方法 学习本章时,只要掌握和理解基本内容即可,着重理解晶体结构、金属的结晶过程及名词、术语的物理意义。有些内容一时不能理解的,可结合后面章节的学习进一步理解。三、重点和难点 本章重点是金属的晶体结构、金属的结晶过程和纯铁的同素异构转变，实际晶体的结构和晶体缺陷。本章难点是晶体的形核与长大，实际晶体的缺陷。四、本章应注意以下内容(1)晶格、晶胞、晶面、晶向

7、及三种常见晶格。(2)实际晶体的结构和三种晶体缺陷。(3)金属的结晶过程、过冷度、晶核、晶粒、晶界及晶粒细化方法。(4)纯铁的同素异构转变。,思考题与习题,2-1.何谓单晶、多晶、晶粒?为什么单晶体呈各向异性,而多晶体不显示各向异性?答：参見教材P12。2-2.何谓晶体结构及晶格?金属常见的晶体结构有几种?试绘出三种常用金属的典型晶格。答：参見教材P12。2-3.何谓晶面、晶向?答：参見教材P12。2-4.何谓同素异构转变(以铁为例说明之?答：参見教材P14。2-5.晶体和非晶体在性能上有何不同的特点?答：参見教材P11。2-6.试从金属的结晶过程,分析影响晶粒粗细的因素。为什么铸铁断口的表层

8、晶粒细小,而心部晶粒粗大?答：参見教材P5。2-7.何谓枝晶偏析？对合金的力学性能有何影响？答：参見教材P17。,学习指导,一、学习要求 掌握合金的基本结构、固溶强化和弥散强化的概念；通过铁碳相图的学习,学会利用Fe-Fe3C相图来分析铁碳合金的成分、组织与性能间的关系。二、学习方法 本章学习时,首先要理解合金的基本结构及相关强化的概念、成分与性能的关系；在此基础上,进一步掌握铁碳合金的基本组织组成物和相组成物的概念、力学性能、组织与性能间的关系及铁碳相图的应用。三、重点和难点本章重点是Fe-Fe3C相图的分析,典型合金结晶过程的理解。Fe-Fe3C相图的分析和铁碳合金成分、组织与性能间的关系

9、。难点是Fe-Fe3C相图的分析。四、本章应注意以下内容(1)有关合金结构和组织的基本概念。(2)合金相结构的分类、固溶体与化合物的本质区别和它们的性能特点。(3)固溶强化和弥散强化的概念和实际意义。(4)典型合金结晶过程的冷却曲线、冷却过程中的转变及室温下的组织及相。(5)二元相图与合金性能(力学性能、物理性能及工艺性能)带规律性的一些若系。,(6)铁碳合金系中存在的基本相和组织，以及它们的本质、构造、性质及其形成条件。(7)绘制Fe-Fe3C相图，准确地标注出Fe-Fe3C相图中重要点的成分及温度坐标,说明图中重要线的意义,能用相组成物和组织组成物标注各相区。(8)能分析典型成分铁碳合金的

10、结晶过程及相关的冷却曲线及其室温下的平衡组织。(9)铁碳合金成分、组织结构和性能间的关系。,思考题与习题,3-1.解释下列名词：固溶体、金属化合物、机械混合物、相、平衡相图。答：参見教材P15。3-2.何谓置换固溶体?何谓间隙固溶体?何谓金属化合物?答：参見教材P15。3-3.细晶强化、冷变形强化及固溶强化的含义是什么?有何实用意义?答：参見教材P13。3-4.固溶强化与纯金属结晶有何异同?答：参見教材P18。3-5.为什么不能把共晶体称为相?答：参見教材P16。3-6.何谓共晶反应?何谓共析反应?两者有何异同?答：参見教材P18。3-7.铁碳合金状态图主要用途是什么?答：参見教材P25。,学

11、习指导,一.学习要求了解热处理过程的组织转变，掌握热处理各种工艺及应用。二、学习方法学习本章前，须掌握铁碳合金及其相图的基本知识，最好对热处理生产有一定的感性认识,在掌握各种冷却转变产物的含义、力学性能的基础上，进一步理解各种热处理工艺及其应用。三、重点和难点本章的重点是退火、正火、淬火、回火、表面热处理的工艺特点及选用。难点是对C曲线的理解和各种转变产物概念的掌握，以及各冷却转变产物之间的异同点。四、本章应注意以下内容 1.钢在加热时的组织转变。2.舆氏体冷却产物的形态和力学性能。3.C曲线的分祈与应用。4.P、S、，T、B上、B下、M等符号的含义。5.完全退火、球化退火、去应力退火的目的、

12、工艺特点及应用。6.正火的目的、工艺特点及应用。7.亚共析钢、过共析钢的加热温度区间。8.淬生介质及淬火方法。9.低温回火、中温回火、高温回火的加热湿度、回火后的组织及硬度、三种回火的目的及适用范围。10.表面热处理的概念。,思考题与习题,4-1.什么是热处理？热处理的目的是什么?答：参見教材P27。4-2.马氏体与贝氏体转变有哪些异同点?答：参見教材P31。4-3.试述影响C曲线形状和位置的主要因素。答：参見教材P30。4-4.马氏体的硬度主要取决于什么?说明马氏体具有高硬度的原因。答：参見教材P31-32。4-5.珠光体、贝氏体和马氏体的组织和性能有什么区别?答：参見教材P30-32。4-

13、6.什么是残余奥氏体?它会引起什么问题?答：参見教材P27。4-7.什么是退火热处理?常用的退火分为哪几种?各有何特点?答：参見教材P27。,4-8.什么叫球化退火?球化退火的目的是什么?主要用于什么钢?答：参見教材P27。4-9.什么是正火热处理?目的是什么?用于什么场合?答：参見教材P27。4-10.什么是淬火?淬火对冷却速度有何要求?答：参見教材P27。4-11.什么叫淬透性和淬硬性?它们各自的影响因素有哪些?答：参見教材P33。4-12.什么是回火?回火工艺的分类、目的、组织与应用是什么?答：参見教材P27。4-13.什么叫调质处理?调质处理获得什么组织?答：参見教材P34。4-14.

14、什么叫表面热处理?常用的表面热处理有哪些?答：参見教材P34。4-15.什么叫火焰加热表面淬火?目的是什么?有哪些特点?用于什么场合?答：参見教材P34。4-16.什么叫化学热处理?常用的化学热处理的种类有哪些?答：参見教材P35。4-17.什么是渗碳处理?目的是什么?答：参見教材P35-36。4-18.目前热处理新工艺有哪些?答：参見教材P37。,学习指导,一、学习要求 掌握工业用钢和铸铁的基本内容，初步学会工业用钢和铸铁的选用及其相关热处理工艺。二、学习方法 学习本章时,首先要弄清楚工业用钢和铸铁的分类体系,然后按照钢的牌号、成分估算、热处理方法及其热处理后的最终组织、用途等方面,自己逐一

15、检查每一类材料是否真正掌握，必要时,可及时复习前面各章的相关内容。特殊钢和合金铸铁只要作一般了解 三、重点和难点 本章的重点是工业用钢和铸铁的常用牌号、主要成分的估算、热处理方法及其热处理后的最终组织、应用等内容。本章的难点是合金元素的作用、热处理工艺和材料的选用。四、本章应注意以下内容 1.了解碳钢与合金钢的特点，熟悉工业用钢的分类和编号方法。基本能由钢号推断出它属于哪一类钢种，大概化学成分和主要用途。2.了解合金元素在钢中的作用。3.熟悉常用工业用钢(重点是结构钢中的渗碳钢和调质钢，工具钢中的高速钢)的工作条件、性能特点、化学成分、常规热处理、典型钢种及其主要用途。,4.特殊性能钢的基本知

16、识。5.铸铁石墨化的基本过程。6.铸铁的成分特点、石墨形态对性能的影响。7.灰铸铁的石墨形态、基本组织、常用牌号及其含义、热处理及应用。8.可锻铸铁的石墨形态、常用牌号及意义。9.球墨铸铁的牌号含义及应用。10.蠕墨铸铁的牌号台义及应用。11.合金铸铁的基本扣识。,思考题与习题,5-1.在普通碳钢中,除了铁和碳外,一般还有哪些元素?答：参見教材P41。5-2.在钢中加入合金元素有哪些作用?铬、镍、铝在钢中的主要作用有哪些?答：参見教材P44。5-3.合金元素对奥氏体形成有什么影响?答：参見教材P?475-4.合金元素对过玲奥氏体稳定性有何影响?答：参見教材P44。5-5.合金元素对淬火钢回火组

17、织转变有何影响?答：参見教材P?5-6.从钢的分类、供应状态所保证的指标及化学成分、性能、用途等方面区分以下钢号。Q235 08 40Cr T12 60 60Si2Mn 0Cr18N9TI答：参見教材P42 P43 P43 P43 P43 P45 P475-7选择下列钢件的退火工艺，并说明其退火目的及退火后组织：(1)经冷轧后的15钢(0.15c)钢板，要求降低硬度；答：参見教材P42(2)ZG35(0.35c)铸钢齿轮；答：参見教材P44,(3)具有网状渗碳体的T12(1.2c)钢。答：参見教材P335-8哪些钢可以以正火代替退火?答：参見教材P33?5-9回火工艺的分类、目的、组织与应用?

18、答：参見教材P34?5-10.试综合比较分析表面淬火、渗碳、氮化在用钢、热处理工艺及应用方面的异同。答：参見教材P445-11回火工艺的分类、目的、组织与应用?答：参見教材P345-12试综合比较分析表面淬火、渗碳、氮化在用钢、热处理工艺及应用方面的异同。答：参見教材P34-36?,学习指导,一、学习要求1.掌握了解铝、铜及其合金的一般特性、分类和牌号。2.一般了解粉末冶金的特点及应用，轴承合金及其他有色金属。二、学习方法 学习本章时,首先要弄清楚有色金属的分类体系,然后按牌(代)号、材料类型、强化方法、组织性能、用途等方面自己逐一检查是否真正掌握；对轴承合金及其他有色金属掌握基本内容即可。三

19、、重点和难点 本章的重点是铝合金的种类、牌(代)号和应用；黄铜、青铜的含义、牌号和应用。难点是固溶一时效强化及应用。四、本章应注意以下内容(1)结合铝合金相图的特点,能初步分析有色金属及其合金的主要强化途径。(2)不可热处理的形变铝合金,如防锈铝；可热处理形变铝合金，如硬铝、超硬铝、锻铝等；铸造铝合金,如A1Si、A1Cu、A1Mg、A1Zn等的主要不同点及它们的代号、应用。(3)CuZn合金中Zn含量对黄铜组织、性能的影响，黄铜的牌号、应用；青铜的组织,性能特点和牌号、应用。(4)轴承合金的性能要求、组织特点及典型合金。(5)其他有色合金只要作一般了解。,思考题与习题,6-1.与钢相比，铝合

20、金主要优缺点是什么?答：参見教材P51。6-2.铝合金的分类方法是什么?答：参見教材P51。6-3.何种铝合金宜采用时效硬化?何种铝合金宜采用变形强化?答：参見教材P51-52。6-4.何种铝合金宜于铸造?答：参見教材P52。6-5.形变铝合金包括哪几类?航空发动机活塞、飞机大梁、飞机蒙皮应选用哪类铝合金?答：参見教材P52-53。6-6.什么是黄铜?什么是青铜?各有何性能特点?答：参見教材P54-55。6-7.对滑动轴承合金材料有什么性能要求?常用的滑动轴承合金有哪些?高速大型机床主轴轴承和高速柴油机轴承选用哪些轴承合金?为什么?答：参見教材P56。6-8.什么叫粉末冶金和粉末冶金材料?特点

21、有哪些?答：参見教材P5。6-9.硬质合金有哪些性能特点?常用硬质合金有哪几类?答：参見教材P57-58。,6-10.为什么含油轴承材料有“自动润滑作用”?答：参見教材P58。6-11.解释材料的意义。H68 ZCuPb30 ZL102 2All YT5 YG3X答：参見教材P54 P55 P53 P53 P58 P58,学习指导,一、学习要求1.理解液态金属充型能力的含义及其影响因素。2.了解铸件的凝固方式和合金的收缩过程。3.熟悉常见的液态成形件的缺陷，能初步分析常见缺陷的产生原因、特征及相应的防止措施。4.了解液态成形件质量与控制的一般思路和方法。5.了解常见液态成形合金的熔铸特点。6.

22、了解常见的液态金属成形方法，能分析比较各种成形方法的特点和应用,对一些典型零件能较为合理地选用成形方法。7.了解砂型铸造浇注位置、分型面及工艺参数的选择，了解绘制典型铸件的铸造工艺简图。8.根据合金铸造性能、铸造工艺及铸造方法，分析铸件的结构工艺性。9.了解铸造成形技术新工艺、新技术及其发展趋势。,二、学习方法及应注意的内容1.金属铸造成形在机械制造业中占有重要的地位,它是制造毛坯、零件的重要方法之一。由于其具有：能够成形形状复杂、特别是具有复杂内腔的毛坯；适应性广，几乎不受尺寸、质量、生产类型、合金材料等的限制；成形成本低廉，原材料来源广泛且价格低廉，成形中一般不需要昂贵设备；液态成形金属件

23、和零件尺寸形状相近，便于切削加工等优点。因此，在工业上得到了非常广泛的应用。对于任何一种成形工艺而言，讨论的重点都在常见的成形材料、成形方法及成形工艺设计这三个方面。2.液态金属的充型能力 液态金属充满铸型型腔，获得尺寸精确、轮廓清晰的成形件的能力，称为液态金属的充型能力。液态金属的充型能力取决于熔融金属的流动能力，显然熔融金属的流动能力越强，其充型能力也就越好。通常提到，影响液态金属充型能力的因素有金属本身的流动性和工艺因素两个方面。金属本身的流动性对充型能力的影响比较直观，也容易理解，但铸造工艺因素对充型能力的影响涉及到许多方面，较为杂乱，也因此会顾此失彼，最终归为不容易记忆。其实,在学习

24、工科课程中最为忌讳的是死记硬背，在学习这部分内容时也同样如此，应重在分析理解上。3.前面已经提到金属本身的流动性对充型能力的影响比较直观，那么对于工艺因素对充型能力的影响也可以联系金属本身的流动性来理解,应用“特征分析法”进行分析。液态金属的充型能力的实质是熔融金属的流动能力,熔融金属的流动能力一般表现为熔融金属在型腔中保持液态的时间的长短以及流动的阻力大小。金属本身的流动性好，可以理解为金属能够保持液态的停留时间长，且流动的阻力小，由此就可以得出这样一个结论：凡是有利于延长金属液态的停留时问和减小金属流动的阻力的因素，都会提高液态金属的充型能力。把握住这一特征，同时联系到铸造工艺因素，即浇注

25、条件、铸型条件以及铸件结构三个方面，逐一分析,应该说液态金属的充型能力的影响因素就显而易见了。例如，铸件结构对液态金属的充型能力的影响如下。,4.铸件缺陷的分析及防止 金属液态成形过程比较复杂,一些工艺过程难以控制，易产生各种缺陷,产品质量不够稳定,因此对铸件缺陷进行分析,并根据分析提出相应的工艺措施，对于提高铸件质量、减少废品有着重要意义。同时,铸件缺陷的分析后提出相应改进的工艺措施也是本章学习的重点内容之一。5.热应力的形成过程及变形规律铸造应力 一般包括热应力和机械应力,其中热应力主要是由于壁厚不均匀造成的,而机械应力则是由于合金的收缩受到了铸型和型芯之机械阻碍而造成的。三、重点和难点

26、重点如下:液态金属充型能力的含义及其影响因素。常见缺陷的产生原因、特征及相应的防止措施。能够较为合理地选择典型零件的液态成形方法。浇注位置及分型面的选择原则和方法。难点为：热应力形成过程及变形规律。,思考题与习题,7-1.铸造生产的特点是什么?举1、2个生产、生活用品的零件是铸造生产的,并进行分析。答：参見教材P60。？7-2.简述砂型铸造的生产过程。答：参見教材P60。7-3.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：参見教材P60。？7-4.为什么对芯砂的要求高于型砂?有哪些粘结剂可配制芯砂?答：参見教材P60。？7-5.模样的

27、形状、尺寸与铸件是否一样?为什么?制造模样时,在零件图样上加了哪些工艺参数?答：参見教材P62。？7-6.手工造型方法有哪几种?选用的主要依据是什么?答：参見教材P66。7-7.机器造型的实质是什么?紧砂与起模有哪些方式?答：参見教材P62。,7-8.浇注系统有哪几部分组成?其主要作用是什么?答：参見教材P65。7-9.冒口的作用是什么?其设置的原则是什么?答：参見教材P65。7-10.何谓铸造工艺图?砂型铸造工艺图包括哪些主要内容?答：参見教材P65。7-11.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：

28、出气口与冒口：缩孔与缩松；砂眼与渣眼；气孔与出气孔；浇不足与冷隔。答：参見教材P61-70。7-12.何谓浇注位置?确定铸件浇注位置的基本原则是什么?答：参見教材P66。7-13.何谓分型面?何谓分模面?确定分型面的原则是什么?答：参見教材P66。7-14.在你的学习、实习与生活环境中,举出2个砂型铸造的零件,找出其分型面和内浇道、冒口的位置。答：参見教材P65图7-6和P66图7-77-15.何谓冲天炉?其大致结构如何?答：参見教材P69。7-16.合金的铸造性能有哪些?其影响因素是什么?答：参見教材P67-68。,7-17.熔炼合金时,有哪几种熔炼炉?其规格是什么?答：参見教材P68;P7

29、1。7-18.何谓铸造应力?产生的主要原因是什么?答：参見教材P68。7-19.现铸造铸钢(ZG200400)轨道,图7-25,试分析其铸造应力及变形方向。题7-25图答：参見教材P73表7-3中之变形一栏。7-20.下列铸件大批量生产时,宜采用何种铸造方法?车床床身，煤气罐安全阀，缝纫机头；污水管,气缸套，名人纪念铜像。答：参見教材P79表7-4。7-21.检验铸件质量的方法有哪些?检验的内容是什么?答：参見教材P72。7-22.铸件有哪些常见缺陷?它们产生的主要原因是什么?答：参見教材P73。7-23.什么是熔模铸造?试简述其工艺过程,它有哪些优越性?答：参見教材P74。7-24.金属型铸

30、造的主要特点是什么?其应用如何?答：参見教材P76。,7-25.压力铸造与金属型铸造的主要区别是什么?压力铸造适用于何种金属?何种产品?答：参見教材P76。7-26.试举出生产、生活设施中用离心铸造的产品或零件。答：参見教材P78。,学习指导,一、学习要求初步掌握焊接成形原理及特点。了解焊接冶金过程和加热过程及其对焊接接头组织性能的影响。理解焊接应力与变形的形成及防止。初步掌握常用焊接方法的特点。具有合理选用焊接方法及相关焊接材料的初步能力。了解金属的焊接性能,熟悉常用金属的焊接特点。熟悉常用焊接接头形式和坡口形式,确定焊缝布置的主要原则，具有分析焊件结构工艺性的初步能力。了解焊接新工艺、新技

31、术及其发展趋势。熟悉常用的金属的切割方法及适用范围。二、学习指导本章全面介绍了焊接成形的基本知识。在学习方法上应把握以下两个方面：第一要与实际紧密联系，在学习之前尽可能全面复习金属材料的知识，有条件的话，可以到实习现场去参观，这样有利于加深理解所学知识；第二，在学习过程中，应不断地进行联系、综合和分析比较，如比较焊接件与铸件或锻件各有什么特点,什么样的零件适合采用焊接，什么样的零件适合采用铸造，什么样的零件适合采用焊接，再如一个具体零件应该采用什么焊接方法，为什么采用这种方法而不采用那种方法等。本章内容本身并没有太难理解的知识点。在学习过程中,足要注重梳理相关知识，并进行归纳总结,达到学习要求

32、应该不成为太大的问题。,三、重点和难点重点内容包括：常见材料的成形性能、成形方法及成形工艺设计三个方面。学习的具体重点如下：熔焊焊接接头的组织与性能。焊接应力与变形的形成及防止。常用焊接方法的特点和应用范围。焊接结构工艺性。金属的切割方法和应用范围难点：难在结合具体情况，对上述知识的综合应用，尤其是以焊接方法的选择最为突出。此外，焊接应力和变形是焊接工艺中的关键问题，涉及到焊接件的设计与成形、缺陷分析与质量控制等众多方面，在学习过程中应给予足够的重视 四、本章应注意以下内容(1)焊接方法的选择 应充分考虑材料的焊接性、焊件厚度、生产批量及严晶质量要求等要素，并结合各种焊接方法的特点和应用范围来

33、确定。焊接成形方法选择的基本原则是：在保证产品质量的前提下,优先选择常用焊接方法，生产批量较大时还需考虑提高生产率和降低生产成本。焊接成形方法选择的基本方法是类比法，即要熟悉各种焊接方法的特点和应用范围，尤其是常用的焊接方法，然后根据具体要求，结合工程上类似情况进行选择。关于常用焊接方法的特点和应用范围许多书上都进行了列表比较,本书就不再重复。(2)焊接应力和变形 它是伴随着焊接过程必然出现的一个工艺问题,与焊接的产品质量密切相关,也是进行焊接设计所需考虑的一个重点问题。,思考题与习题,8-1.金属焊接的实质是什么?举例说明焊接、铆接的应用及其特点。答：参見教材P81。8-2.焊接分为哪三大类

34、?它们是根据什么划分的?答：参見教材P81。8-3.何谓焊接电弧?其构造及温度分布如何?答：参見教材P82。8-4.什么是电弧的极性?如何选用?答：参見教材P82。8-5.对手弧焊的弧焊机有哪些基本要求?常见弧焊机有哪几种?各适用于何种场合?答：参見教材P82。8-6.电焊条由哪些部分组成?其作用是什么?怎样选用?焊条的种类是怎样划分的?答：参見教材P83。8-7.E4303与J422的区别是什么?并解释字母与数字的含义。答：参見教材P83。8-8.手弧焊焊接工艺包括哪些主要内容?焊接电流与焊条直径的大小对焊接的影响如何?答：参見教材P84-P85。,8-9.焊接接头与焊缝是一回事吗?焊缝有哪

35、几种空间位置?答：参見教材P91。8-10.开坡口的目的是什么?怎样确定坡口的形式?答：参見教材P84。8-11.何谓热影响区?焊接低碳钢时,其热影响区有哪几个区?答：参見教材P91。8-12.为什么说热影响区中过热区是比较危险的区域?答：参見教材P91。8-13.气焊与手弧焊比较,其特点是什么?答：参見教材P85-P86。8-14.气焊火焰包括哪几部分?氧乙炔焰有哪几种?其应用如何?答：参見教材P85。8-15.氧乙炔气焊有哪些主要设备?答：参見教材P86。8-16.何谓左焊法?右焊法?答：参見教材P87。8-17.何谓埋弧焊?它与手弧焊比较有哪些特点?答：参見教材P87。8-18.何谓气体

36、保护电弧焊?常用的有哪几种?其应用如何?答：参見教材P87-P88。8-19.何谓电渣焊?有何特点?应用于何种场合?答：参見教材P88。8-20.等离子弧焊的实质是什么?其特点是什么?答：参見教材P88-P89。,8-21.电子束焊的实质是什么?其特点是什么?答：参見教材P89。8-22.激光焊的实质是什么?有什么特点?答：参見教材P90。8-23.电阻焊的实质是什么?其特点如何?举例说明各种电阻焊的应用。答：参見教材P89。8-24.钎焊的实质是什么?有哪些特点?举例说明软钎焊与硬钎焊的应用。答：参見教材P90。8-25.何谓金属的焊接性?如何评定钢的焊接性?试比较45钢与40Cr钢的焊接性

37、?答：参見教材P90-P91。8-26.对于焊接性比较差的钢制焊件,为了保证其焊接质量,焊接时应采取哪些工艺措施?答：参見教材P91-P92。8-27.为什么铸铁的焊接称为焊补?其有哪些焊补方法?如何选用?答：参見教材P92。8-28.铜及铜合金的焊接特点是什么?答：参見教材P92。8-29.铝及铝合金的焊接特点是什么?答：参見教材P92-P93。8-30.为了防止与减少焊接应力和变形,可以采用哪些措施?答：参見教材P93。8-31.焊缝内部质量的检验方法有哪几种?其基本原理是什么?答：参見教材P94。,8-32.金属切割有哪些方法?气割金属时,被切割金属应具备哪些条件?铸铁与铜合金能够气割吗

38、?为什么?答：参見教材P9-P95。8-33.等离子弧与激光能够切割金属吗?应用如何?答：参見教材P96。8-34.题8-34图所示拼焊大块钢板是否合理?如不合理请改进。为了减小焊接应力与变形，合理的焊接顺序是什么?答：参見教材P93。,学习指导,一、学习要求 1.熟悉金属的锻造性能及其影响因素。2.了解金属塑性成形基本方法、特点、工艺过程及相关设备。3.初步掌握自由锻和模锻的基本工序，能绘制简单的锻件工艺图。4.初步掌握典型模锻件的模锻过程及工艺规程，能绘制简单的锻件图。5.熟悉板料冲压的特点、基本工序及应用。6.初步具有分析中小型零件锻造和冲压结构工艺性的能力，对典型锻件具有较合理地选用锻

39、造方法的能力。7.了解精密锻造、零件轧制和精密冲压等加工方法。8.了解锻压新工艺、新技术及其发展趋势。二、学习方法（1）本章介绍了压力加工方法的基本知识,重点研究丁锻压工艺和设备。在学习中，应紧紧围绕本章的学习要求,把握主要内容,并应注重这些知识的综合应用。对于次要内容,如设备结构等知识,仅需做概括性的了解即可。为了学好本章内容，一方面要联系金工实习中获得的感性知识,另一方面要结合“机械工程材料”中金属塑性变形原理来理解锻压工艺过程涉及的相关知识。（2）本章内容本身并没有太难理解的知识点。在学习过程中,只要注重梳理相关知识,并进行归纳总结,达到学习要求应该不成为太大的问题。难在结合具体情况,对

40、上述知识的综合应用。,三、重点和难点重点：金属锻造性的含义及其影响因素。自由锻的特点和应用范围，工艺过程，结构工艺性，锻件图及工艺设计。模锻的特点、方法和应用范围,锤上模锻工艺过程,结构工艺性。板料冲压的特点和应用范围，基本工序的变形特点和用途，结构工艺性。本章学习的难点为：模锻方法的选择。四、本章应注意以下内容1.模锻方法的选择在现代生产中,同一锻件往往可以采用各种模锻方法来成形。在选择模锻方法时,必须避免盲目追求技术上的“先进性”,应结合具体的生产条件,并要看到生产条件的变化和发展。如胎模锻,它的技术经济性比其他方法差,但模具简单和制造周期短,可以充分利用自由锻设备,对于中小批锻件生产,采

41、用胎模锻往往能获得很好的经济效果,因此在这种情况下更为适用。模锻方法选择的根本原则是：在满足获得完整锻件的前提下,取得良好的经济效果。2.锻压内应力在锻压加工过程中，金属坯料内总是伴随有内应力的产生。内应力是坯料内一种拉、压应力相互平衡的应力,它既降低金属的可锻性,又是坯料开裂的原因之一。在学习过程中,对各种内应力的概念不能混淆，应区分不同的应力，采取不同的工艺措施来减小其危害。,一般内应力产生的原因主要有以下几点。变形前坯料内原有的内应力。例如，钢锭在浇注冷却过程中和在热轧的钢材中都会产生残余内应力。这种内应力可以采用退火消除。坯料在加热过程中，由于加热温度不均匀而产生的热应力。因变形不均匀

42、而产生的内应力。变形不均匀是难以避免的。如金属镦粗时的变形就是不均匀的。从整体上看，圆柱体金属镦粗后侧面形成鼓肚。这是因为圆柱体的两个端面在变形时分别同上、下砧铁接触，产生了较大的摩擦力阻止金属流动，故属于难 变形区,而圆柱体的中问部分没有受到摩擦力的作用，属于易变形区,金属流动快,所以在中间形成了鼓肚。这样使得在圆柱体的中部外廓部分就形成切向拉应力，若该应力 过大，就会引起坯料开裂。,思考题与习题,9-1何谓塑性加工?其特点是什么?它有哪些加工方式?答：参見教材P98。9-2举例说明适于锻压生产的金属及零件，或毛坯。答：参見教材P98。9-3.钢经过锻造后为什么能改善其力学性能?答：参見教材

43、P99。9-4何谓塑性变形?其机理是什么?答：参見教材P98。9-5何谓加上硬化(形变强化)?其利、弊各什什么?答：参見教材P99。9-6在室温下，可否对低碳钢和紫铜连续进行塑性加工？为什么?答：参見教材P100。9-7何谓再结晶?其晶格类型是否发生变化?为什么?答：参見教材P99。9-8.何谓冷变形加工?何谓热变形加工?答：参見教材P100。9-9在室温下能够将铅(熔点为327)丝折断吗?为什么?答：参見教材P100。,9-1020钢在其锻造温度范围内锻打时，是否有加工硬化现象?为什么?答：参見教材P101。9-11“趁热打铁”的含义是什么?锻造工为什么忌讳打黑铁?答：参見教材P101-P1

44、02。9-12.何谓纤维组织?它是怎样形成的?其存在的利弊是什么?答：参見教材P100。9-13.纤维组织能够清除吗?为什么?答：参見教材P100。9-14何谓金属的锻造性能?其影响因素是什么?答：参見教材P100。9-15何谓自由锻?有哪几类?其适用范围如何?答：参見教材P103。9-16自由锻有哪些基本工序？锻制木工斧头需要哪些基本工序?答：参見教材P104-P105。9-17常用的自由锻设备有哪几类?它们的规格是什幺?答：参見教材P103。9-18简述空气锤的基本工作原理。答：参見教材P103。9-19自由锻工艺规程包括哪些主要内容?答：参見教材P58。?9-20何谓锻造比(变形比)?其

45、他塑性加工方式有变形比吗?答：参見教材P100。,9-21模锻与自由锻比较有哪些特点?其应用范围如何?答：参見教材P107。9-22.模锻件上的飞边”、“连皮”是一回事吗?它们出现于模锻件的何种情况下?其作用是什么?答：参見教材P110。9-23胎模锻属于模锻吗?其实质是什么?应用如何?答：参見教材P110。9-24.举例说明压力机模锻与平锻机模锻的应用。答：参見教材P109。9-25.何谓板料冲压?其特点是什么?你知道哪些冲压制品?答：参見教材P112。9-26.常用的冲压设备有哪些?生产平垫圈必备哪些冲压设备?答：参見教材P112。9-27板料冲压有哪些基本工序?生产一个搪瓷脸盆要经过哪几

46、个基本工序?答：参見教材P112。9-28何谓挤压?它能生产哪些产品?答：参見教材P1128。9-29冲模有哪几类?简单冲模的结构包括哪几部分?答：参見教材P113。9-30.型钢是怎样生产的?答：参見教材P116。9-31钢板是怎样生产的?分哪几种?冷轧板的基本工艺过程是什么?答：参見教材P117。9-32塑性加工有哪些新工艺?新技术?答：参見教材P117-P118。,第十章 金属压力加工第十一章 金属机械加工基础第十二章车削加工镗削加工第十三章 铣、刨、插、拉削加工第十四章 磨削及光整加工第十五章 零件材料和毛坯的选择及零件切削加工工艺的制订第十六章 特种加工,学习指导,一、学习要求1.了

47、解钳工的分类及基本操作方法。2.了解划线的作用、分类及常用工具。3.掌握锉削、锯削工具的选择以及操作方法。4.了解孔加工的方法及常用钻床的类型、应用特点。5.了解螺纹加工的方法。二、学习方法 本章学习本章时，理解各种钳工工艺方法的含意、意义、操作要领。以备在金工实习及工作实践中得到正确地贯彻应用。三、重点和难点 重点在钳工加工意义的理解,各种钳工工艺操作方法的了解。本章学习钳工加工中的基本知识,而且很多都是生产、生活实践中常迂到的。学习中并无多大困难处。但是,对学生的实践知识有一定的要求,如果学生没有一定的感性知识,对各种加工方法不甚了解,接受和掌握本章内容就有一定的困难。,思考题与习题,10

48、-1.钳工一般如何分类?有哪些基本操作?答：参見教材P122。10-2.划线有哪些作用及类型?答：参見教材P123。10-3.常用划线工具可以分为哪些类型?答：参見教材P123。10-4.锉刀的常见截面形状有哪些?答：参見教材P128。10-5.锉齿粗细如何选择?答：参見教材P129。10-6.锯削有哪些应用?锯齿粗细如何选择?答：参見教材P126-127。10-7.普通小直径圆孔一般采用哪些方法来加工？答：参見教材P130。10-8.普通大直径圆孔一般如何加工?答：参見教材P130。10-9.螺纹孔有哪些加工方法?答：参見教材P130。,10-10.常用的钻床有哪些类型?各有何应用特点?答：

49、参見教材P130-131。10-14钻孔、扩孔、铰孔的经济加工精度各是什么?答：参見教材P133-135。10-15.丝锥、板牙各有什么用途?答：参見教材P135;13710-17.内螺纹底孔直径如何确定?答：参見教材P136。,学习指导,一、学习要求1.掌握切削加工的实质和工艺特点,以及它在机械制造中的作用。2.了解金属机械加工的基础知识。3.了解金属切削刀具的基础知识4.了解切削力和切削功率二、学习方法1.现代机器中,绝大多数零件的精度和表面质量是靠切削加工来保证的。这就可以看出,“切削加工”在机械制造中占着重要的地位,它与整个国家工业的发展密切联系着。2.应该指出,对机械制造、机电一体化

50、等专业来说,本篇是入门课,今后可能要从事这方面的工作,必须要有一个良好的开端。而对近机类专业来说,对于金属切削加工的知识,只有通过本课程学到。而这种知识在将来工作中,是必不可少的。有许多毕业生反映,在工作岗位上,常感到金属切削加工知识不足,所以初学时,应首先明确学习目的要求,从而激发学习的兴趣和自觉3.在学习这部分之前,最好通过工厂参观等环节,观察、了解几种主要机床(如车、铣、刨、钻和磨床等)的结构,所能完成的工作和应用范围,所使用的刀具、夹具、量具以及加工方法等，用这些感性知识作为本篇学习的基础。,三、重点和难点重点：1.切削加工的实质和工艺特点,以及它在机械制造中的作用。2.机械加工、切削