金屬工藝學是高等工科院校機械類、材料類、經濟管理類及其他近機類各專業學生必修的一門綜合性的技術基礎課,是研究機器零件常用金屬材料和加工方法,即從選擇材料、製造毛坯、直到加工出零件的綜合性課程。
主要內容包括:金屬材料及熱處理、鑄造、壓力加工、焊接和金屬切削加工五大部分的基礎知識,涉及金屬材料及其加工工藝的各個方面。
通過本課程的學習,應使學生掌握常用金屬材料的種類、成分、組織、性能和改性方法,具有選用金屬材料的初步能力;掌握金屬零件的主要加工方法、基本原理和工藝特點,具有選擇毛坯、零件加工方法及工藝分析的初步能力;具有綜合運用工藝知識、分析零件結構工藝性的初步能力;瞭解與本課程有關的新材料、新工藝、新技術及其發展趨勢,為其它相關後續課程的學習和以後工作奠定必要的技術基礎。
重點難點:
(1)重點:
1. 強度與塑性;
2. 硬度;
3. 韌性;
4. 金屬的結晶過程;
5. 體心、面心及密排六方晶格;
6. 純鐵的同素異晶轉變;
7. 鐵素體與奧氏體;
8. 珠光體與萊氏體;
9. 鐵碳合金狀態圖;
10. 鋼在結晶過程中的組織轉變;
11. 退火和正火;
12. 淬火和回火;
13. 表面淬火;
14. 合金的流動性;
15. 澆注條件;
16. 鑄件的凝固方式;
17. 縮孔與縮松;
18. 澆注條件;
19. 手工造型;
20. 澆注位置的選擇;
21. 分型面選擇原則;
22. 熔模鑄造;
23. 金屬型鑄造;
24. 壓力鑄造;
25. 低壓鑄造;
26. 金屬塑性變形實質;
27. 塑性變形對金屬組織和性能的影響;
28. 變形溫度、速度及應力狀態對塑性的影響;
29. 自由鍛;
30. 鍛模;
31. 曲柄壓力機傳動原理;
32. 落料與沖孔;
33. 拉深;
34. 簡單、連續及復合沖模;
35. 沖壓件結構工藝性;
36. 擠壓;
37. 焊接電弧;
38. 焊接接頭的組織與性能;
39. 焊接應力與變形;
40. 焊條電弧焊;
41. 埋弧焊;
42. 氣體保護焊;
43. 電阻焊;
44. 鋼材焊接性的估算方法;
45. 焊接接頭工藝設計;
46. 切削用量三要素;
47. 常用刀具材料;
48. 刀具角度;
49. 切屑的形成及種類;
50. 積屑瘤;
51. 車床主傳動系統分析;
52. 傳動鏈表達式及傳動系統圖;
53. 車削工藝特點及應用;
54. 鑽鏜工藝;
55. 銑削工藝特點及應用;
56. 周銑法與端銑法;
57. 磨削工藝;
58. 外圓磨削;
59. 研磨;
60. 電火花加工;
61. 電解加工;
62. 典型表面加工方法選擇;
63. 螺紋加工;
64. 齒形加工;
65. 零件結構的工藝性。
(2)難點:
1. 強度與塑性指標的分析計算;
2. 純鐵的同素異晶轉變;
3. 應用鐵碳合金狀態圖分析鋼在結晶過程中的組織轉變;
4. 表面淬火的基本原理;
5. 鑄造分型面選擇原則;
6. 鑄件熱應力的形成;
7. 熔模鑄造工藝過程;
8. 鑄件熱應力的形成;
9. 纖維組織的形成及對工件性能的影響;
10. 鍛造方法的選擇;
11. 拉深工藝過程及拉深係數;
12. 復合沖模結構;
13. 電磁成形基本原理;
14. 焊接接頭的組織與性能;
15. 焊接應力及防止變形方法;
16. 閃光對焊原理及特點;
17. 刀具角度的定義、作用及選擇;
18. 積屑瘤的形成及對加工過程的影響;
19. 車床主傳動系統圖及傳動鏈表達式;
20. 雙刃浮動鏜刀原理及加工特點;
21. 無心外圓磨床磨外圓原理及特點;
22. 超級光磨的原理及特點;
23. 超聲加工基本原理;24. 展成法加工齒形。
學習安排:
第一篇 金屬材料導論(3學時)
金屬材料的主要性能
鐵碳合金
鋼的熱處理
第二篇 鑄 造(5學時)
鑄造工藝基礎
砂型鑄造
特種鑄造
鑄件結構設計
第三篇 金屬壓力加工(7學時)
金屬的塑性變形
鍛造
板料沖壓
特種壓力加工方法簡介
第四篇 焊 接(4學時)
電弧焊
其它常用焊接方法
常用金屬材料的焊接
焊接結構設計
第五篇 切削加工(13學時)
金屬切削的基礎知識
金屬切削機床的基本知識
常用加工方法綜述
精密加工和特種加工簡介
典型表面加工分析
工藝過程的基本知識
零件結構的工藝性
詞 匯 表:
1、強度:金屬材料在外力作用下,抵抗塑性變形和斷裂的能力。
2、硬度:金屬材料抵抗局部變形特別是塑性變形的能力。
3、塑性:金屬材料產生塑性變形而不被破壞的能力。
4、鐵素體:碳溶解於α—Fe中形成的固溶體。
5、奧氏體:碳溶解於γ—Fe中形成的固溶體。
6、珠光體:鐵素體和滲碳體組成的機械混合物。
7、共析鋼:含碳量為0.77%的鋼。
8、退火:將鋼加熱、保溫,然後隨爐冷卻或埋入灰中使其緩慢冷卻,獲得接近平衡組織的熱處理工藝。
9、淬火:將鋼加熱到AC3或AC1以上30~50℃,保溫後在冷卻介質中快速冷卻,獲得馬氏體組織的熱處理工藝。
10、表面淬火:將鋼的表層淬火到一定的深度,而心部仍保持未淬火狀態的一種局部淬火方法。
11、合金的流動性:液態合金本身的流動能力。
12、鑄造:將液態合金澆注到具有與零件形狀、尺寸相適應的鑄型型腔中,待冷卻凝固後獲得毛坯或零件的生產方法。
13、縮孔:鑄件在冷卻凝固過程中由於體積收縮得不到補充而在最後凝固部位形成的倒圓錐形孔洞。
14、砂型鑄造:採用木製零件模型,利用液體合金自身的重力注滿型砂鑄型並冷卻凝固成型的金屬零件製造方法。
15、金屬型鑄造:將液態合金澆入金屬鑄型以獲得鑄件的方法。
16、壓力鑄造:在高壓下將液態或半液態合金快速壓入金屬鑄型中,並在壓力下凝固以獲得鑄件的方法。
17、熔模鑄造:採用易熔材料製造模樣並塗上耐火塗料,然後通過撒砂的方式製造硬殼,加熱熔化掉易熔材料得到無分型面的鑄型並進行鑄造的工藝方法。
18、低壓鑄造:液態合金在較低壓力作用下,自下而上地充填型腔並在壓力結晶形成鑄件的工藝方法。
19、離心鑄造:將液體合金澆入高速旋轉的鑄型,使金屬液體在離心力作用下充滿鑄型並結晶的鑄造方法。
20、壓力加工:採用外力使固態金屬產生塑性變形,獲得具有一定形狀、尺寸和力學性能的原材料、毛坯或零件的生產方法。
21、塑性變形:當外力增大到使金屬的內應力超過該金屬的屈服點之後,即使外力停止作用也並不消失的金屬變形。
22、加工硬化:金屬隨塑性變形程度的增大,強度和硬度上升而塑性下降的現象。
23、自由鍛:利用外力使金屬在上下兩個抵鐵之間產生塑性變形,從而獲得所需形狀及尺寸零件的製造方法。
24、模鍛:利用外力使金屬在鍛模模膛內產生塑性變形,從而獲得鍛件的製造方法。
25、板料沖壓:利用沖模使板料產生分離或變形的加工方法。
26、精密模鍛:在模鍛設備上鍛造出形狀複雜、高精度鍛件的鍛造工藝。
27、擠壓:使坯料在擠壓模內受壓擠出而變形的加工方法。
28、軋制:金屬在軋輥的作用下產生連續塑性變形的加工方法。
29、焊接:利用加熱或加壓等方式通過金屬原子間的結合與擴散作用使金屬材料牢固連接起來的加工方法。
30、焊條電弧焊:利用焊條與工件間產生的電弧熱將工件和焊條熔化進行焊接的一種工藝方法。
31、埋弧焊:在焊劑保護層下面進行的電弧焊。
32、氬弧焊:以氬氣作為保護氣體的電弧焊。
33、二氧化碳氣體保護焊:以二氧化碳為保護氣體的電弧焊。
34、電阻焊:利用電流通過焊件及其接觸處的電阻熱將焊件局部熔化或軟化,然後在壓力下焊接的方法。
35、摩擦焊:利用工件間相互摩擦產生的熱量熔化或軟化金屬,然後在壓力作用下焊接的方法。
36、釬焊:利用熔點比焊件低的釬料作為填充金屬,加熱時釬料熔化而焊件不熔化,熔化釬料冷卻凝固後將焊件連接起來。
37、電渣焊:利用電流通過溶渣所產生的電阻熱作為熱源進行焊接的方法。
38、前角:在正交平面(或主剖面)內刀具前刀面與基面之間的夾角。
39、後角:在正交平面(或主剖面)內刀具主後刀面與切削平面之間的夾角。
40、主偏角:在基面內刀具進給方向與主切削刃之間的夾角。
41、積屑瘤:刀具前刀面由於摩擦作用粘附在靠近切削刃部位的堅硬金屬。
42、刀具壽命:刀具從開始切削到完全報廢實際切削時間的總和。
43、金屬切削機床:對金屬工件進行切削加工的機器。
44、車削:利用車床對圓形回轉體進行切削加工的方法。
45、鑽削:利用鑽床、車床、鏜床及銑床對圓孔類工件進行切削加工的方法。
46、刨削:利用刨床對平面類工件進行切削加工的方法。
47、銑削:利用銑床對平面或曲面類工件進行切削加工的方法。
48、磨削:利用磨床和砂輪對工件進行切削加工的方法。
49、研磨:利用研具及研磨劑對工件進行精整加工的方法。
50、珩磨:利用帶有油石的珩磨頭對孔進行精整加工的方法。
51、拋光:採用塗有磨膏的高速旋轉拋光輪對工件表面進行光整加工的方法。
52、電火花加工:在工具和工件間施加一定電壓並使之放電,利用放電產生的熱量熔化並對工件進行加工的方法。
53、電解加工:利用金屬在電解液中產生陽極溶解的電化學反應原理,對金屬進行加工的方法。
54、高能束加工:利用被聚焦到加工部位上的高能量密度射束,去除工件上多餘材料的特種加工方法。
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