机械设计制造及其自动化专业金属工艺学课程设计

机械设计制造及其自动化专业金属工艺学课程设计内容摘要：

下几个： 敦促 使坯料高度减小、横截面积增大的铸造工序。 拔长 使坯料横截面积减小、长度增加的铸造工序。 冲孔 在坯料上冲出透孔或不透孔的锻造工序。 扭转 将坯料的一部分相对另一部分绕其轴线旋转一定角度的工序。 错移 将坯料的一部分相对另一部分错移开，但仍保持轴心平行的锻造工序。 切割 将坯料分成几部分或部分地割开，或从坯料的外部割掉一部分，或从内部割出一部分的锻造工序。 （ 2）辅助工序 是指进行基本工序之前的预变行工序。 （ 3）精整工序 在完成基本工序之后，用以提高锻件尺寸及位置精度的工序。 四．确定坯料质量 （一）坯料质量公式（单位均为 kg） = + + +m m m m m烧 损坯 料 锻 件 料 头 芯 料 m锻 件 —— 指锻件质量 m烧 损 —— 指加热时坯料表面氧化而烧损的质量 m料 头 —— 指锻件时从锻件端部切去的金属重量（指质量），其目的是保证端部质量以及得到平直的端面。 十 m芯 料 —— 指冲孔时冲掉金属的质量 五．加热温度及加热时间的确定 （ 1）可查有关 手册上的锻造温度范围表。 （ 2）以经验公式确定加热时间 τ = KD 式中 τ —— 加热时间，单位为 h； D—— 断面直径或边长，单位为： cm K—— 系数，低碳钢 K取 ~，高碳钢 K 取 ~，一般合金钢 K取 ~. 六．锻件图 七 ．机械加工 （ 1）车：车出各外圆和两端面。 （ 2）划：划出两槽线。 （ 3）铣：铣出两槽。 （ 4）钳：去毛刺，倒钝锐边，打件号。 （ 5）检：按照图样要求检验。 八．锻后热处理 一般情况，低碳钢采用正火；中碳钢采用完全退火；合金工具钢等锻后采用球化退火或等温退火。 热处理的种类非常多，基本主要可分成两大类，第一类是组织构造不会经由热处理而发生变化或者也不应该发生改变的，第二则是基本的组织结构发生变化者。 第一热处理程序，主要用於消除内应力，而此内应力係在铸造过程中由於冷却状况及条件不同而引起。 组织、强度及其他机械性质等，不因热处理而发生明显变化。 对於第二类热处理而言，基地组织发生了明显的改变，可大致分為五类： (1)软化退火：其目的主要在於分解碳化物，将其硬度降低，而 提高加工性能，对於球状石磨铸铁而言，其目的在於获得具有甚高的肥力铁组织。 (2)正常化处理：主要用改进或是使完全是波来铁组织的铸品获得均匀分布 十一 的机械性质。 (3)淬火：主要為了获得更高的硬度或磨耗强度，同时的到甚高的表面耐磨特性。 (4)表面硬化处理：主要为获得表面硬化层，同时得到甚高的表面耐磨特性。 (5)析出硬化处理：主要是為获得高强度而伸长率并不因而发生激烈的改变。 焊接 下图为油罐焊缝布置的方案， 编写 焊缝 工艺设计图 一．油罐材料的选取 可选用 Q235A， Q235A 有一定的伸长率、强度，良好的韧性和铸造性，易于冲压和焊接。 二．焊接工艺 常用的焊接方法很多，每种方法都有适用范围。 选择焊接方法实际是针对焊件材料及结构特点选出一种比较合适的焊接方法。 原则仍是使用性、先进性和经济性。 有时可选两种以上方法时，应按企业设备、工艺习惯而优化选择。 下面分析常用焊件方法的适用场合。 气焊适用于低碳钢薄板和有色金属的焊件、铸件的焊补，以及火焰钎焊、局部加热、变形矫正、局部热处理等方面。 电弧焊中以手工电弧焊应用最广，七主要原因是设备简单、操作方便、灵活 ，适用于 2mm以上各种金属结构的焊接。 电渣焊应用在大厚度的钢板、大截面的轴及环形件的焊接上，是以小拼大，实现以焊代锻、以焊代铸的工艺法。 焊缝无密封要求的薄板可采用点焊，有密封要求的薄板容器可采用缝焊，杆件可采用对焊。 在焊缝力学性能要求不高或只承受压应力等情况下可以选择钎焊。 采用焊条电弧焊方法来焊接油罐 （ 1）接头形式 手工电弧焊的接头形式有对接、搭接、 T 型接和角接等。 选择依据是：弓工件的结构形状，被焊部位厚度或相对厚度，使用条件及施工方法 十二 等。 （ 2） 坡口形式 焊件较厚（ δ 8mm）是不易焊透，要开坡口。 有 Y 形、带钝边 U 形和双 V 形坡口，其中双 V 形坡口用于双面焊。 从保证焊件质量上说，带钝边 U 形坡口容易保证根部焊透，但加工比较困难一些。 Y 形和双 V 形坡口比较好加工。 选择坡口的依据是：被焊工件的厚度和结构形式、坡口加工手段以及焊接条件等。 （ 1）焊件材料的力学性能和化学成分 低碳钢和强度等级较低的低合金结构钢，如 Q23 16Mn 等可根据被焊工件材料的强度等级，按等强原则选取相同强度等级的焊条，如 J42 J507 焊条。 焊件厚度不大时可不用预热。 焊件的厚度较大或结构刚度较大时，如低碳焊件板厚大于 50mm,16Mn 焊件板厚大于 20mm，焊件环境温度较低时，应选用碱性低氢焊条，并预热 100℃ ~150℃。 强度等级较高的低合金结构钢，焊接性较差，容易冷裂，一般都要预热，并选用相应强度等级的碱性低氢焊条。 中碳钢的焊接性差，焊接区容易冷裂，焊接时要预热，焊后要缓冷，可选用J507 焊条。 不锈钢、耐热钢的焊件要注意焊件的化学成分，手工电弧焊是应选用与焊件相同化学成分类型的奥氏体不锈钢焊条的耐热钢焊条。 如果焊件材料含 S、 P 等杂质较高，则必须选用抗裂性较好的碱性低氢焊条。 （ 2）焊条直径的选择 焊条直径和焊接电流的大小是影响焊接质量和生产率的重要因素。 焊条直径 d 取决于工件厚度、接头型式和焊缝在空间的位置，通常是按工件厚度选取，如平焊低碳钢时，焊条直径可按下表选取。 焊条直径的选择（ mm） 焊条厚度 2 3 4~7 8~12 ＞ 12 焊条直径 ~2 ~ ~4 4~5 4~ 焊缝厚度为 10mm， 所以选直径为 4mm的焊条 （ 3） 焊接电流的选择 焊接电流是焊条电弧焊的主要工艺参数，焊工在操作过程中 需要调节的只有焊接电流，而焊接速度和电弧电压都是由焊工控制的。 焊接电流的选择直接影响着焊接质量和劳动生产率。 焊接电流越大，熔深越大，焊条熔化快，焊接效率也高，但是焊接电流太大时，飞溅和烟雾大，焊条尾部易发红，部分涂层要失效或崩落，而且容易产生咬边、焊瘤、烧穿等缺陷，增大焊件变形，还会使接头热影响区晶粒粗大，焊接接头的韧性降低；焊接电流太小，则引弧困难，焊条容易粘连在工件上，电弧不稳定，易产生未焊透、未熔合、气孔和夹渣等缺陷，且生产率低。 因此，选择焊接电流时，应根据焊条类型、焊条直径、焊件厚度、接头形式、焊 缝位置及焊接层数来综合考虑。 首先应保证焊接质量，其次应尽量采用较大的电流，以提高生产效率。 板厚较的， T 形接头和搭接头，在施焊环境温度低时，由于导热较快，所以焊接电流要大一些。 但主要考虑焊条直径、焊接位置和焊道层次等因素。 增大焊接电流能提高生产率，但电流过大易造成焊缝咬边、烧穿等缺陷，同时金属组织也会因为过热而发。