1、 1 昆明理工大学 制造技术工程实训 实 习 报 告 参考答案 一、工程材料基础知识 （一）工程材料 1、工程材料按其性能可分为结构材料和功能材料。前者通常以力学性能为主，兼有一定的物理、化学、性能。而后者是以特殊物理化学性能为主的功能材料。工程上通常按化学分类法对工程材料进行分类，可分为金属材料、陶瓷材料、高分子材料、复合材料。 2、组成合金的结构形式有固溶体、金属化合物、机械混合物三种。刚和铁的基本组成元素是铁和碳，统称为铁碳合金，其中碳含量大于 2.11%为铁，小于 2.11%为钢。 3、 碳素钢是指碳含 量小于 2.11%和含有少量硅、锰、硫、磷等杂质元素所组成的铁碳合金，简称碳钢；合
2、金钢是在碳钢的基础上加入其它金属（如硅、锰、铬、镍等）元素的铁碳合金；铸铁是含碳量大于 2.11%的铁碳合金。碳素钢价格低廉，工艺性好，广发应用与机械制造中；合金钢按加入合金元素的不同，具有不同的性能（高耐磨性、耐蚀性、耐低温、高磁性等），按用途可分为结构钢、特殊性能钢；铸铁按其2 碳的存在形态可分为灰口铸铁和百口铸铁。 4、 常用的非金属材料有种：工程塑料、复合材料、工业橡胶、工业陶瓷等。 工程塑料具有密度小、耐腐蚀、耐磨减模型好、良 好的绝缘性能以及成型性等优点，此外还有强度硬度较低、耐热性差、易老化和儒变等缺点； 复合材料具有较高的比强度和比模量、较好的疲劳强度、耐蚀、耐热、耐磨、减震的
3、特点； 工业陶瓷：高硬度、高耐磨、高弹性模量 、高抗压强度、高熔点、耐高温、耐腐蚀、脆性大等特点； 合成橡胶 :耐热、耐磨、耐老化；耐寒；耐臭氧 （二）材料处理技术 1、热处理工艺主要是通过控制加热 温度 、保温 时间 、冷却速度 ，从而改变材料的表面或内部组织结构，最终达到改善工件的工艺性能和使用性能的目的。常用的热处理方法有：退火、正火、回火、淬火、调质。 2、说明一下热处理工艺的主要目的： 退火：降低硬度，改善切削加工性能；消除残余应力，稳定尺寸；减少变形与裂纹倾向细化晶粒，调整组织，消除组织缺陷。 回火：消除工件淬火产生的残余应力，防止变形与开裂，调3 节性能获得工艺所求力学性能和加工
4、性能，稳定组织与尺寸，保证精度。 淬火： 提高试件的硬度、强度以及耐磨性。 表面淬火：通过快速加热对表面处理，获得硬度高耐磨的表面层，内部组织仍保持原来的塑性和韧性。 3、 1）退火 2）正火 3）淬火 4）回火 4、 1）调质处理：淬火加高温回火结合的热处理。 2）化 学热处理：把材料放入一定的介质内加热，介质中的原子扩散到材料表面。 5、重在齿轮（ 40Cr）：淬火、高温回火、调质； 弹簧（ 60Si2Mn）：淬火、中温回火； 锉刀（ T12）：淬火、低温回火。 6、 转化膜处理是将工件浸入某些溶液中，在一定条件下使其产生一层致密的氧化膜，提高工件防腐蚀的能力；钢的氧化处理是：将钢件在空气
5、 水蒸气或化学药物中加热到适当温度，使其表面形成蓝色的氧化膜。这种工艺又叫作发蓝处理。主要目的是：提高氧化膜的防腐蚀能力和润滑性能。 二、材料成型加工 （一）金属铸造成形 1、用方块图表示铸 造生产过程。 4 2、型砂的组成原料：原砂、粘结剂、附加物、水。其中常用的附加物有锯末、煤粉、淀粉。 3、砂型铸造中，型砂主要应具备透气性、耐火性、退让性、强度、可塑性 五方面的性能要求。 4、区分下列名词术语。 （ 1）分型面：两个相邻铸型的结合面； 分模面：为了适应分模造型时便于取模而将一个模面分开的切面。 （ 2）模型：铸造成形过程中使用的模具 铸型：一般由 上型、下型、型芯、浇注系统等几部分组成，
6、浇注时容纳液态金属，冷却 后形成铸件。 5、6、 （ 1）造型 （ 2）合箱 （ 3）浇注 芯盒 模型 造芯 造型 型砂 合箱 铸型 浇注 落砂 清理 铸件 芯砂 5 （ 4） 落砂 （ 5） 清理 造型方法：挖砂造型、整模造型、分模造型等 7、 1）单件、小批采用 手工造型； 2）成批、大量采用 机器造型。 8、 9、（ 1） 孔眼类缺陷：气孔、针孔、缩孔、缩松、疏松等； （ 2）裂纹类缺陷：热裂、冷裂、冷隔等； （ 3）表面类缺陷：夹砂、结疤、粘砂等。 10、特种铸造是指：除砂型铸造外的其他铸造方法，具体有熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、离心铸造等铸造方法。 （二）金属塑性成形 1、金属塑
7、性成形方法是指：金属材料通过压力加工，使其6 产生 塑性变形，从而获得所需工件的尺寸，形状及性能的一种工艺方法。 常用的金属塑性成形方法有 锻 造成形、冲压成形、挤压成形、拉拔成形、轧 锻 成形。 2、铸造时将金属加热的目的是降低金属强度，使其变形抗力降低、提高可锻性。锻造时，金属材料允许的最高加热温度 称为始锻温度，加热温度过高会产生过热和过烧现象。 45钢的始锻温度为 1200度，终锻温度为 800度。 3、锻造的基本工序是指通过改变材料内部组织可塑性的工序。自由锻的基本工序有：镦粗、拔长、弯曲、扭转、切割、错移。 4、模型锻造是指：利用模具使坯料在模膛内产生塑性变形，从而获得锻件的方法；
8、与自由锻相比，它的优点是：锻件形状复杂、尺寸精确、表面光滑加工余量小，节约材料和工时锻件流线分布符合外形结构、力学性能高生产效率高；缺点是：模具费用高，生产周期长锻件重量不宜过大，一般小于 150Kg. 5、板料冲压具有以下特点：冲压件质量轻、强度较高、刚性好，尺寸精度和表面粗糙度高等优点操作简单，工艺过程以实现机械化和自动化，生产率高，材料消耗少，产品成本低冲模结构复杂，精度要求高，制造费用高，只适于大批量生产。其基本工序有：分离工序变形工序（包括7 弯曲、拉深变形和翻 边等）。 6、 7、标出图示空气锤各部分的名称，并简述工作原理。 下砥铁 上砥铁 锤杆 工作活塞 工作缸 上旋阀 压缩缸
9、压缩活塞 下旋阀 减速机构 电动机 工作原理：空气锤有压缩气缸和工作气缸，电动机通过减速机构和曲柄连杆机构带动压缩气缸里的压缩活塞上下运动，产生压缩空气。 8、 8 9、锻坯在加热过程中易产生的缺陷 有 ：塑性越来越差，变形抗力越来越大。锻件常用的冷却方式有：空冷、 坑 冷、炉冷三种，冷却速度过快会使锻件产生表面应力，发生断裂等缺陷。 10、粉末锻造通常是指：将粉末烧结的 预成形坯加热后，在闭式模中锻造成零件的成型工艺 。它是将传统粉末冶金和精密锻造结合起来的新工艺，并兼有二者优点。具有成形精确，材料利用率高，锻造能量消耗少等特点；液态模锻是指将一定量的液态金属注入金属模膛，随后在压力作用下，
10、是处于熔融或半熔融状态的金属液发生流动并凝固成形，同时伴有少量塑性变形，从而获得毛坯或零件的方法。特点有 :变形过程中液态金属始终承受等静压力。在压力下完成结晶凝固已凝固的金属发生塑性变形保证其尺寸精度凝固过程中液态金属能得到强制补缩，比铸件组织致密成形能力高9 于固态金属热模锻，可成形 形状复杂。 （三）金属焊接成形 1、初级电源（电源开关） 电焊机（交流） 极性线 焊钳 焊条 焊接工件 焊缝 2、电焊机是手工点焊机的主要设备，也是焊接电弧的电源设备，可分为交流、直流两大类。 你实习所用焊机名称： 逆变直流弧焊机 ， 型号 ZX7-315S。 初级电压是 380V，空载电压是 80V。 3、
11、焊条的直径是指焊芯直径，一般直径为 2.5mm 和 3.2mm的焊条，其焊接大概应分别为 75 125和 96 160的范围选择，同时还要根据工艺要求、材料性质、操作位置等来确定适合的焊接电流。 根据焊条药皮组成物 不同，焊条可分为酸性焊条、碱性焊条两大类，其中采用碱性焊条焊接， 其焊缝机械性能较好。 4、手弧焊引弧方式一般有碰击 （敲击法） 和摩擦 （划擦法）两种，焊条接触工件时电弧电压为 0（空载电压） ，引弧后电10 压随弧长的增长而增高。 5、焊接接头最基本的接头形式有：对、塔、角、丁 字 几种，常用坡口形状有： I、 V、 U、 X、 K 几种，根据焊缝所处位置，焊接常分为平、横、立
12、、仰。 6、 1）氧气瓶，储存氧气； 2）减压阀，调节工作压力； 3）乙炔发生器，发生储存乙炔气； 4）回火防止器，防止回火安全装置； 5）焊炬，焊接专用工具； 6）焊丝，填充材料。 7、 工件接正极，焊条接负极为正接法，反之为反接法； 焊接较薄工件时，常采用反接法 ； 为防止烧穿工件。 8、碳化焰：氧乙混合比例小于 1，乙炔偏多，乙炔燃烧不充分，易渗碳。温度 2700 度 2900 度，适于含碳量偏高的金属焊接。 中性焰：氧乙混合比例 1 1.2，燃烧所产生 CO2和 CO 对熔池有保护作用。温度 3000 度 3200 度，广泛应用于中低碳钢的焊接 氧化焰：氧乙混合比例大于 1.2，氧气偏多，具有氧化作用。温度 3100度 3300度，较少使用，仅用于黄铜青铜的焊接。 9、除手弧焊和气焊外，其 他焊接方法有：埋弧 自动焊 、氩
