中南大学制造工程训练实习报告全

一、填空

一、工程材料实习报告

1 .热处理工艺过程通常由加热 、 保温、 冷却三个阶段组成。热 处理的目的是改变金属内部的组织结构,改善力学性能。 2. 退火处理有如下作用:

消除中碳钢铸件缺陷;改善高碳钢切削加工性能;去除大型铸件、锻 件应力。

3. 常用的表面热处理方法有 表面淬火与化学热处理 等几种,表面 热处理的目的是改善零件的表面性能,表面处理后零件的心部性能一 般影响不大。

4. 工具(刀具、量具和模具)需要高硬度和高耐磨性,淬火之后, 应在150-250℃ 温度范围内进行低温回火;弹簧和弹性零件需要高强

度、高弹性和一定的韧性,淬火之后应在300-500℃温度范围进行 中 温回火;齿轮和轴类等零件需要获得良好的综合力学性能,淬火之后, 应在500-650℃ 温度范围内进行高温回火。

5 .钢与铸铁的基本区别之一是含碳量不同,钢的含碳量在 2.11% 以下,铸铁的含碳量在2.11% 以上。而钢的含碳量在 0.25%以下时称 为低碳钢, 含碳量为0.25-0.60%为中碳钢,含碳量在大于0.6%时为 高碳钢。

6 .调质是淬火 与 高温回火相结合的热处理工艺。 二、名词解释 退火:金属缓慢加热到一定温度,保持足够时间,然后以适宜速度冷

却的过程;

正火:将工件加热至 Ac3或 Acm 以上30~50℃,保温一段时间后,从

炉中取出在空气中或喷水、喷雾或吹风冷却的金属热处理工艺; 淬火:钢加热到临界温度 Ac3(亚共析钢)或 Ac1(过共析钢)以上 某一温度,保温一段时间,使之全部或部分奥氏体1化,然后以大于 临界冷却速度的冷速快冷到 Ms 以下(或 Ms 附近等温)进行马氏体(或 贝氏体)转变的热处理工艺;

强度:表征金属材料抵抗断裂和变形的能力;

塑性:金属材料在外力作用下产生永久变形而不被破坏的能力; 冲击韧度:反应材料在冲击载荷的作用下抵抗断裂破坏的能力。 三、将下列各种牌号的材料,填入合适的类别,并举例说明可以制造

何种零件

Q235 45 QT600-2 HT200 KTB350-06 60Si2Mn W18Cr4V 35CrMo T10 T12A 1Cr18Ni9 9SiCr Q235碳素结构钢 ,可以制造螺栓 键 轴

W18Cr4V 高速钢 , 可以制造切削刀具 模具 45碳素结构钢 ,可以制造轴 齿轮 1Cr18Ni9不锈钢 ,可以制造 医疗工具 量具 T10碳素工具钢,可以制造锯条 冲头 HT200灰口铸铁 ,可以制造底座 泵体 阀体 T12A 高级优质碳素工具钢 ,可以制造量规 KTB350-06可锻铸铁 , 可以制造扳手 犁刀

35CrMo 合金调质钢 ,可以制造齿轮 主轴 QT600-2 球墨铸铁 ,可以制造 连杆 曲轴 60Si2Mn 合金弹簧钢 ,可以制造减震弹簧 9SiCr 合金工具钢 ,可以制造丝锥 四、问答:

1 .碳钢的力学性能与含碳量有何关系?低碳钢、中碳钢、高碳钢的 力学性能有何特点?

答:碳含量对碳钢力学性能的影响:随着碳含量的增加,钢的硬度始 终上升,塑性、韧性始终下降;当碳含量小于0.9%时,随着碳含量的 增加强度增加,反之,强度下降。

低碳钢的强度和硬度较低,而塑性和韧性较高; 中碳钢的综合性能比较好;

高碳钢的强度和硬度较高,而塑性和韧性较低。

2 .如何区别白口铸铁、灰口铸铁、可锻铸铁和球墨铸铁,它们的力

学性能有何特点?

答:白口铸铁(white cast iron)碳以渗碳体形态存在的铸铁,其断 面为灰白色,是一种良好抗磨材料,在磨料磨损条件下工作。较高的 硬度,但很脆,适用于制造冲击载荷小的零件。具有很大的硬度和脆 性。不能承受冷加工,也不能承受热加工,只能直接用于铸造状态。 灰口铸铁(gray iron)全部或大部分碳以片状石墨形态存在,断口呈 灰暗色。灰铸铁有一定的强度,但塑性和韧性很低,不能压力加工, 成本低。

可锻铸铁 (malleable cast iron),由一定化学成分的铁液浇注成白 口坯件,再经退火而成的铸铁,石墨团絮状,对基体的割裂作用较小, 较高的强度、塑性和冲击韧度,可以部分代替碳钢。

球墨铸铁:其中 C 以球状存在于铸铁基件中,具有很高的拉伸强度、 屈服强度、塑性、冲击韧度,耐磨减震,工艺性较好,成本低。

二、热处理实习报告

一、记录热处理实验数据,并认真填写下表:

热处理实验记录表

材 料

热处理状态

内容

原始状 态

正火 淬火 低温回火 中温回火 高温回火

加热温度: 加热温度: 加热温度: 加热温度:

工艺 规范

热轧空 冷

45

保温保温保温保温

加热温度: 时间: 时间: 时间: 时间:

保温时间: 冷却方式: 冷却方式: 冷却方式: 冷却方式: 冷却方式:

水冷

硬度 HRC

空冷

空冷

空冷

加热温度: 加热温度: 加热温度: 加热温度:

T10

工艺 规范 热轧空 冷

780℃ 保温200℃ 保温400℃ 保温600℃ 保温

加热温度: 时间: 时间: 时间: 时间:

保温时间: 冷却方式: 冷却方式: 冷却方式: 冷却方式: 冷却方式:

水冷

硬度 HRC

空冷

空冷

空冷

二、各实验小组之间交换热处理

实验与硬度检测的数据,在图 1 中 画 出 回 火 温 度 与 回 火 后 硬 度 的关系曲线 , 分析钢淬火后随 着 回 火 温 度 升 高 的 硬 度 变 化 趋 势。

答:钢淬火后,随回火温度升高, 硬度减小。

三、铸造实习报告

一、图示砂型铸造的主要工艺过程

图2砂型铸造工艺过程

二、填空:

1.型(芯)砂主要是由石英砂、粘结剂、水、附属物等组成。

2.型(芯)砂应具备强度、透气性、耐水性、退让性等基本性能; 芯子一般处于熔融金属的包围之中,工作条件更差,故芯砂的性能要 求更高。

3.型砂中有时需要加入煤粉,目的是增加耐水性,芯砂中有时加入 木屑,目的是增加其退让性。 三、解释下列名词:

透气性: 透过气体的能力;

耐火性: 工件在一定时间内满足标准耐火试验中规定的稳定性、完 事性、隔热性和其他预期功能的能力; 退让性:随铸件收缩而被压缩的性能。 四、图3是铸型装配图,写出图上各部分的名

1.外浇口,2.直浇道,3.内浇道,4. 型腔,

5. 芯子,6.芯座, 7.下型, 8. 下型腔,

9. 分型面,10.上型,11.上砂箱,12.通气孔,

13.出气孔,14.型芯通气孔。

图3 铸型装配图图4 落砂后带有浇注系统的铸件

五、图4是落砂后未清理的铸件,写出各部分的名称:

1.外浇口,2.出气口,3.直浇道,

4.横浇道,5.内浇口,6.铸件。 六、回答下述问题 什么叫铸造?铸造生产有哪些特点?

答:铸造是将熔融金属浇注到具有与零件形状相适应的铸型中,经过 凝固、冷却后,获得毛坯或零件的方法。 铸造生产有以下特点:

1.可以生产出形状十分复杂,特别是具有复杂内腔的零件或毛坯; 2.铸件生产适应性强,工艺灵活性大;

3.铸件的形状、尺寸比较接近零件的形状尺寸,可以实现少或无切削 加工,节约切削加工工时和金属; 4.铸造成本低,设备简单,生产周期短; 5.铸件的力学性能较差,废品率较高。

6.生产条件差,劳动强度大,铸造生产过程中的废气、粉尘等对周围 环境造成污染。

四、铸造实习报告

一、填空

1 .制定铸造工艺图时,应考虑 铸件的浇注位置、 分型面的选择、

加工余量、 起模斜度、铸造圆角等内容,在下芯处应制出 芯座。

2 .手工造型时,灰口铸铁件不铸出的孔径为 L25 mm ,而铸钢件 不铸出的孔径为 L30 mm 。

3 .浇注系统的作用是:平稳的将熔融金属导入并充满型腔,避免金

属冲击芯子并阻止熔渣和其他夹杂物进入型腔且浇注时不卷入气体, 并尽可能使铸件冷却时符合顺序凝固的原则。典型浇注系统由外浇 口 、直浇口、横浇道和 内浇道组成。 出气、 和 观察。

冒口的作用是 补缩、集渣、

4 .芯子的主要作用是 用来形成铸件内腔;

5 .起模斜度的作用是使铸件能从型砂中顺利取出;

6 .浇注温度对铸件质量有显著影响,浇注温度过高,铸件可能产生

毛孔和缩孔缺陷;过低可能产生冷隔缺陷;

7 .分型面应尽量选择在铸件的最大截面部位;

8 .熔融金属的流动性差,容易使铸件产生浇不足、冷隔、加渣、气 孔的缺陷。

二、图 5是内浇道开设的两种方案,哪一种合理,哪一种不合理, 请说明理由。

图 5 内浇道开设方案

a 不合理,内浇道正对芯子,将会将其冲毁;b 合理,无此现象。 三、解释下列名词

加工余量:在铸件需加工的表面上,应该增加在切削前加工物切去的 金属层的厚度,所增加的金属层为加工余量; 分型面:上型与下型之间的接合面;

流动性:熔融合金重填铸型的流动能力;

浇注系统:为填充型腔和冒口而开设于铸型中的一系列通道,通常由 浇口杯、直浇道和内浇道组成。

四、图 6、图7两种铸件,分别采用分模造型与整模造型,在图上分 别指出分型面,确

定它们的浇注位置。

上 分型面 下

分型面 上

图 6 套筒

图 7 平板

五、铸造实习报告

一、填空

1 .铸铁是应用最广泛的铸造合金,常用冲天炉熔炼,冲天炉的大小 是以每小时能够融化铁水的量来表示。炉料包括金属炉料、燃料、熔

剂。

2 .手工造型方法可归纳为整模造型、分模造型、挖砂造型、活块造 型、三箱造型、假箱造型、刮板造型、地坑造型八种。

3 .型砂中常用的粘结剂有普通粘土、膨润土和 水玻璃等几种。

4 .影响熔融金属流动性的因素有合金的化学成分 、浇注温度和铸 件工艺条件等,若流动性差,则铸件容易产生浇不足、冷隔等缺陷。

二、分析产生下列铸造缺陷的的主要原因:

缺 陷 名 称 缩孔

缺陷特征

产生缺陷的主要原因

气孔

砂眼 错箱

冷隔

裂纹

1.浇冒口位置不对或冒口太小;

孔的内壁粗糙,形状不规则 2.浇注温度过高,铁水成分不对; 多产生在厚壁处。

3.铸件结构不合理。

1.舂砂太紧或型砂透气性差;

2.型砂太紧或起模、修型时刷水过多;

孔的内壁圆滑光洁。 3.芯子通气孔堵塞或芯未烘干;

4.浇注温度过高,熔融金属收缩过大。 1.型砂和浇道内散砂未吹净;

2.型砂或芯砂强度不够,被铁水冲坏; 孔内的充塞型砂。

3.合型时砂型局部损坏。 1.合型时上、下型未对准;铸件沿分型面有相对错动

2.分模的上、下模未对准。1.浇注温度过低;铸件有未完全熔合的隙缝, 2.浇注时断流或浇注速度太慢; 交接处是圆滑的凹坑。

3.浇口位置不对或浇口太小。

1.铸件结构设计不合理,厚薄不均匀;

铸 件 上 有 不 规 则 裂 纹 或 已 2.型砂或芯砂退让性差;

裂开,裂缝表面有氧化色。 3.落砂过早;合金化学成分不当。

三、问答题

1 .什么叫湿砂型?什么叫干砂型?它们各用于什么情况下?

答:湿砂型:造型之后不烘干,分型之后即可浇注,用于一般铸件的 铸造。

干砂型:造型之后将铸造置于烘房中烘干,使铸件中水分挥发,用于 大型铸件或重要的铸件以及铸钢件。

2 .什么叫涂料?什么叫扑料?如何使用涂料和扑料?

答;为提高铸件表面质量和防止铸铁表面粘砂,在铸型型腔和芯子外 表刷上一层涂料,铸铁件多用石墨,铸钢件多用石英粉。 为提高铸件质量,在湿型砂的型腔撒上一层干墨粉,称为扑料。 3 .铸铁熔炼应满足什么要求?熔炼过程中铁水成分会产生哪些变

化?熔剂在冲天炉熔炼过程中起什么作用?

答:铸铁熔炼应满足:1.熔融的金属的温度足够高;2.熔融金属的化 学成分符合要求;3.融化率高;4.热能消耗少,成本较低。 熔炼过程中铁水含碳量有所增加,硅、猛等合金元素含量有所烧损, 杂质磷含量基本不变,硫有较大的增加(约50%);

熔剂可以降低渣的熔点,增加熔渣的流动性,使熔渣与铁水分离,使 浮渣从渣口排出。

4 .铸件结构工艺性应有什么要求?

答:1、铸件的外形应力求简化,造型时便于起模:

(1)避免铸件的外形有侧凹;

(2)尽可能使分型面为平面,去掉不必要的外圆角; (3)铸件上凸台和筋条的设计,应考虑其结构便于造型;

2、铸件的外形应尽可能使铸件的分型面数目最少; 3、在铸件上设计结构斜度;

4、铸件内腔尽量不用或少用型芯,以简化铸造工艺; 5、应考虑好型芯的稳固、排气顺畅和清理方便; 6、应避免封闭内腔;

7、合理设计铸件壁厚,尽可能壁厚均匀;

8、铸件壁的连接方式要合理,要有合适的圆角且避免交叉和锐角连 接;

9、避免铸件收缩阻碍; 10、避免大的水平面。

六、铸造合金的流动性实验报告

一.根据实验情况填写下表。

铸造合金流动性实验记录表

组别

浇注温度(℃)

浇注压头

流动

000

亚共晶铝硅合金 (有涂料) 亚共晶铝硅合金 (无涂料)

710 710

95 95

第四

二、试述影响合金流动性能和充填性能的主要因素,并简述在生产中 如何防止铸件产生浇不到、冷隔与缩孔等缺陷。 答:影响合金的流动性能和充填因素的主要因素:合金的化学成分、

浇注温度和铸造工艺条件等;防止浇不到可提高浇注温度,增加流动 性;防止冷隔可提高浇注温度,加快浇注速度,尽量不中断,选好浇 口位置和大小;防止缩孔可选好浇口位置,以及适合的浇口大小,控 制浇注温度,防止过高。

七、锻压实习报告

一、填空

1 .具有良好塑性的金属材料才能进行锻压,钢材、有色金属和其他 合金等材料可以锻压,而铸铁等材料,因塑性差,不能进行锻压。

2 .锻造时,将金属加热的目的是 提高塑性,降低变形能力、以便 与较小的力产生较大的变形。

3 .金属在加热时,可能产生的缺陷有 氧化、 脱碳、过热、过烧和

开裂等五种。在一般加热条件下氧化与脱碳是不可避免的,而过烧和

开裂是无法挽救的缺陷。过热的金属在锻造时容易产生组织不均匀, 力学性能变 差。锻件晶粒粗大时,可用 反复锻造、热处理使之细化。 4 .自由锻的基本工序有镦粗、拔长、冲孔、弯曲、弯曲、扭转、错 移和切割等。其中应用较多的是镦粗、拔长、冲孔、弯曲、弯曲、扭 转。

5 .锻件锻好后,要注意冷却方法。对于低、中碳钢及合金结构钢的 小型锻件,一般采用空冷;合金工具钢锻件,锻后采用坑冷;高合金 钢锻件及大型锻件锻后应采用炉冷。

6 . 45 钢的始锻温度为 1200℃;终锻温度为800℃;

7 .空气锤的规格以 空气锤落下部分的质量来表示。

8 .冲压的基本工序有剪切、落料、冲孔、修整、弯曲、拉伸、成行、 翻边等几种。

二、图8是空气锤运动简图

写出图中所指下列部分的名称:

图 8 空气锤运动简图

1.压缩缸, 2. 工作缸, 3.压缩活塞 4. 工作活塞, 5. 连杆, 6. 电动机 7. 减速机构, 8. 控制阀, 9. 手柄 10. 蹋杆, Ⅱ

11.上砧铁, 12. 下砧铁

用踏杆(或手柄)操纵旋阀,空气锤可完成锤头上悬、连续锻击

单次锻击、下压等动作。

三、解释下列名词 始锻温度:各种金属在锻压时所允许的最高加热温度; 终锻温度:金属停止锻造的温度;

过热:钢坯在超过始锻温度情况下加热或在高温下保温时间过长,内 部的晶粒变得粗大的现象;

过烧:钢坯在超过始锻温度较多甚至接近熔点温度下加热,晶粒边界 会发生严重氧化或出现局部融化现象;

镦粗:使坯料横截面增大,刚度减少的锻造工序,可分为整体镦粗和 局部镦粗;

拨长:使坯料长度增加,横截面积减小的工序,拔长也称为延伸。

四、回答下列问题

1 ·什么叫锻造,锻件的组织和力学性能有什么特点?举例说明锻造的 作用。 答:锻造是将金属坯料放在上下砧板或锻模中使之受到冲击力或压力

而变形的加工方法,可分为自由锻和模锻;

锻件的组织存在晶粒粗细不均匀,并且有气孔、缩孔等缺陷,一般锻 件的强度和硬度都较低;

凡受力复杂、负荷较大、冲击载荷较大,例如轴和齿轮,可用锻造获 得毛坯。

2 .自由锻造锻件的结构工艺性有哪些要求?

答:1.圆锥体的锻造用专门工具,比较困难,应尽量避免,与此相似, 锻件上的斜面也不易锻出,应尽量避免;

2.圆柱体与圆柱体交换处的锻造困难应改变平面与圆柱体交接或平 面与平面交接;

3.加强筋与表面凸台等难以用锻造获得,应避讳这种结构,对于椭圆 形或工字形截面、弧面以及曲线表面也应避免;

4.横截面有急剧变化或形状复杂应分为几个易锻造的简单部分,总 之,应使锻件结构合理,加工方便。

八、焊接实习报告

一、按编号将图 9所示交流电弧焊供电系统中各装置的名称和作序号

用 填入下表

图9 焊条电弧焊供电系统

二、填空

1 .焊条电弧焊有两种引弧方法,一种是敲击引弧法,另一种是摩擦 引弧法。

2 .交流弧焊机的空载电压是约60-80V,工作电压是约20-30V。

3 .焊条药皮由矿石粉末、铁合金粉、有机物和化工制品按一定比例 配成,它起保证电弧集中、稳定、使熔融金属容易过渡、气渣联合保 护和冶金处理作用。

4 .直流弧焊时,工件接负极称为反接,焊接薄板和不锈钢工件时采 用; 工件接正极称为正接,焊接厚板、厚工件工件时采用。 5 .焊接工艺参数主要是指焊条直径、焊接电流、焊接速度等。

6 .最基本的焊接接头形式有对接、搭接、角接、丁行接等。焊接的 空间位置有平焊、立焊、横焊、仰焊。其中平焊位最好操作焊接,也 易保证焊缝质量,立焊位与仰焊位因熔池金属有滴落的趋势,操作难 度大,生产率低,质量也不易保证。

7 .常见焊接缺陷有:焊瘤、气孔、裂纹、夹渣、未焊透、咬边等。 三、名词解释

坡口:为了保证焊透,大于6mm 厚度的焊接件接头处加工成的特定几 何形状;

钝边:为了便于施焊和防止烧穿,坡口的下部留的2mm 的直边。 四、怎样选择焊条直径和焊接电流大小?焊接电流为什么不能过大也 不能过小? 答:焊条直径应根据被焊工件厚度、焊接位置、接头形式及焊接层数

决定;焊接电流是根据焊条直径、工件厚度、接头形式和焊缝空间位 置决定;焊接电流太小时,引弧困难,焊条易粘连至工件,电弧不稳 定;电流过大时,焊条尾部发红,使焊条药皮失效或崩落,且质量低。 五、说明三种氧 -乙炔焰的性质与应用范围,并填入表内。

名氧气与乙炔

混合比 氧化焰

大于1.2 1.1到

火焰性质

火焰、焰心的长度短,只

能看到焰心和外焰

应用范围

焊接黄铜 焊接低碳

钢、中碳钢、普通

中性焰 1.2

碳化焰

小于1.1

焰心尖锥形,色白而明亮,

低合金钢、不锈钢、紫铜、

轮廓清楚 火焰长而软,焰

铝及铝合金等

心呈灰白

焊接高碳钢、铸铁;补焊以

色,内焰淡白色,外焰橙 及硬质合金的堆焊

黄色

六、填空

1 .氧气切割过程可分为三个阶段,( 1 )预热火焰:将起割处金属 预热到燃点( 2 )将被加热到燃点的金属喷射氧以使金属燃烧( 3 ) 金属燃烧反应生成液态熔渣,并被氧气吹除,沿厚度方向切除金属。

2 .氧气切割对材料的要求是(1)金属的燃点低于熔点且导热性低 (2) 燃烧生成的氧化物熔渣的熔点比金属熔点低(3)_金属燃烧放 出大量热,宜于氧气切割的材料有铁、低碳钢、中碳钢、低合金结构 钢等,不宜氧气切割的材料有高碳钢、铸铁、高合金钢、铜、铝等。

3 .气焊时焊丝没有外层药皮,利用焊剂来保护熔池和保证焊缝的冶

金质量;

4 .焊接 3mm 以下厚度的焊接件,一般采用气焊, 3mm 以上时 一般采用电弧焊;

5 .火焰钎焊时,焊件不熔化,焊料熔化后填充焊缝,使工件两部分 连接成牢固的整体。

九、车削与数控车削实习报告

一、写出图 10所示卧式车床所指部分的名称

图10 卧式车床

1. 床头箱; 2.主轴;3. 进给箱;4. 方刀架;5.小拖板;6. 大拖板;

7.尾垫;8.丝杠;9.光杠;10.溜板箱;11.中拖板; 12.挂轮变速机构; 二、填空

1 .车床的主运动是工件作高速旋转运动,进给运动是刀具的移动;

2 .车床的小刀架可沿转盘上面的导轨作短距离移动,扳转转盘成所 需角度后小刀架可作斜向进给,以便车削锥面;

3 .车床的尾架用来支承长轴类工件或装夹钻头等工具,可用于钻 孔、扩孔、铰孔和攻螺纹等工作;

4 .卧式车床 C6136 的含义是:“ C ”代表车床,“ 6 ”代表卧式,“ 1

”代表普通车床,“ 36 ”代表 最大车削直径为360mm。

5 .安装车刀时,刀尖高度应与车床主轴轴线持平,刀杆超出刀台的

悬伸长度不应超过刀杆高度的2倍。 三、名词解释

切削运动:在切削加工中刀具与工件的相对运动,即表面成形运动。 可分解为主运动和进给运动;

插补:机床数控的核心问题是控制执行机构按预定的轨迹运动,一般 情况已知起点、终点坐标和曲线方程,由数控系统实时计算出中间点 的坐标,即插补各个中间点的坐标;

背吃刀量:垂直于进给速度方向的切削层最大尺寸; CAM :computer Aided Manufacturing,计算机辅助制造; 脉冲当量:相对于每一脉冲信号的机床运动部件的位移量称为脉冲当 量,又称作最小设定单位。 四、问答题

1 .车削加工的工艺特点是什么? 答:1、易于

保证工件各加工面的位置精度

a 例如易于保证同轴度要求,利用卡盘安装工件,回转轴线是车床主 轴回转轴线;利用前后顶尖安装工件,回转轴线是两顶尖的中心连线; b 易于保证端面与轴线垂直度要求由横溜板导轨,与工件回转轴线的 垂直度;

2、切削过程较平稳避免了惯性力与冲击力,允许采用较大的切削用 量,高速切削,利于生产率提高。

3、适于有色金属零件的精加工:有色金属零件表面粗糙度大 Ra 值要

求较小时,不宜采用磨削加工,需要用车削或铣削等。用金刚石车刀 进行精细车时,可达较高质量。

4、刀具简单:车刀制造、刃磨和安装均较方便。 2 .数控加工的特点是什么?

答:1.可以加工具有复杂型面的工件; 2.加工精度高质量稳定;3. 生产率高,工效为普通机床的3-7倍;4.改善劳动条件,减轻工人的 劳动强度;5.有利于生产管理现代化;6.数控加工是 CAD/CAE 技术和 先进制造技术基础

3 .设计零件的结构时,从便于切削加工的角度应考虑哪些原则?

答:1.便于刀具进入加工面;

2.设计必要的退刀槽和越程槽以便于退刀和越程;

3.钻孔表面应与钻头轴线垂直,以便于钻头正常钻孔,避免钻头受力 不均匀损坏;

4.加工表面形状应与标准刀具一致;

5.尺寸结构应尽可能统一,减少刀具数量和调整次数。

*4. (机械类学生作业) 解释车刀的主要几何角度,并说明各主要 几何角度对车削加工的影响。 答:1.主偏角是主切削刃在基面上的投影与进给方向间的夹角,主要

影响切削抗力和刀具强度及散热,角度值越大抗力越小,刀具强度越 差;2.主后角是主主刀面与切削平面的夹角,影响刀具强度;3.副偏 角是副切削刃在基面上的投影与背离进给方向间的夹角,主要作用是 减少副切削刃与已加工表面的摩擦;4.副后角是副后刀面与截面的夹

角,影响刀具强度;5.刀尖角是主切削刃与副切削刃的夹角,影响刀 具强度及散热,前角是前刀面与基面的夹角,影响刃口的锋利和强度, 影响切削变形和切削力;6.刃倾角是主切削刃是基面的夹角,主要作

用是控制切削流向和影响刀具强度;7.楔角是前刀面与后刀面在主截 面内的夹角,影响刀头强度。

十、车削和数控车削实习报告(2)

一、填空

1 .常用的刀具材料有碳素工具钢、合金工具钢、高速钢和硬质合金, 其中碳素工具钢可以作锉刀材料;

2 .作为刀具材料,应具备高硬度、足够强度和韧度、高热硬性和良 好的工艺性能和经济性五种性能。

3 .硬质合金车刀常用的牌号有 YG 类硬质合金,主要用于车削铸 铁等金属材料;YT 类硬质合金主要用于车削钢材等金属材料;其中

适于粗加工的牌号分别为 YG8N 和 YT5;适于精加工的牌号分别为 YG3X 和 YT30 4 .进给量的大小影响加工工件的加工精度和表面粗糙度,精加工时

主要考虑对加工精度的影响,应选0.02-0.2mm/r 的进给量;

5 .组成车刀切削部分的“三面”是指前刀面、后刀面和副后刀面 “二 刃”是指主切削刃、副切削刃;“一尖”是指刀尖;

6 .在普通车床上加工短棒料或盘类零件用三爪卡盘安装,加工轴类 零件用顶尖安装,加工方形或长方形零件用四爪卡盘安装;

7 .切削用量三要素是指切削速度 、进给量和背吃刀量;分别用符

号 v 、f 和 p 表示。

二、写出图 11中所指的部分的名称

( 1 ) AB 是基面,

( 2 ) AC 是 切削面,

(3)O — O 是剖视面;

1 是前刀面; 2 是后刀 面; 3 是已加工面; 4

是加工面;

5 是待加工面;

图 11 车削轴类零件示意

( 3 )在图上用规定的刀具角度的代号标出前角、后角、主偏角与

副偏角。前角γ0 后角α0 主偏角 Kγ 副偏角 Kγ’(见图) 三、问答题

1 .粗车和精车的目的各是什么?在粗车和精车时如何选择切削用 量?

答:粗车的目的是尽快从工件上切去大部分加工余量,使工件接近最 后的尺寸和形状。粗车要给精车留有台适的加工余量;精车的目的是 保证零件的尺寸精度和表面粗糙度的要求;粗车:根据刀具、材料等

因素,在机床的工件、夹具、刀具和机床刚度足够的条件下,首先选 择较大的背吃刀量,尽量把加工余料一次加工切去,其次选用较大的

进给量,根据背吃刀量和进给量来决定切削速度;精车:背吃刀量较

小,进给量以表面粗糙度决定,粗糙度越小,进给量越小。

2 .为什么在一个数控加工程序中第一个插补指令后一定有一个 F 指令?而第一个插补指令之后的插补指令可以没有 F 指令? 答:在一个数控加工程序中必须指定进给量,而 F 代码就是用于指定

插补进给速度,所以第一个插补指令后一定有一个 F 指令;F 代码是 横态指令,模态指令是具有自保性的指令,即后面的程序段与前面的

程序段代码相同时,可以不必重复指令,即第一个 F 后可以没有 F 指 令。

3 .编写数控加工程序时,设定编程原点应考虑什么原则?

答:为了编程方便选择工作原点(编程原点)应尽量与工作原点选择 在工艺基准上,这样对保证工艺精度有益。 4 .现有如图 12 所示的工件毛坯,设机床与刀具均已调试好,运

行如下所示程序后,请将零件加工后的图形画出,解释各程序行的含 义,并指出程序中的惟一的一个错误。

N010 M03 M41 * 低速启动,主轴正转

N020 G00 Z100 * 快退刀到 Z200

N030 T1 *选用1号刀

N040 G00 Z2 * 进刀到 Z2

N050 G01 X22 Z0 *车至φ22,Z0处(错

误:插补指令后要有 F 指令设定进给量)

N060 G01 X23 Z-40 *车至φ23,Z-40处

N070 G00 X26 Z100 *退刀至 X26,Z100处

N080 M02 * 程序结束

十一、钳工实习报告(1)

一、填空

1.

2.麻花钻切削部分常用的刀具材料是高速钢,它的切削速度一般不会 超过0.83m/s;

3.按画线钻孔和用钻模钻孔,在定心精度前者比后者低,在投资费用 上后者比前者高,在单件小批量生产时宜采用前者,在成批生产中宜 采用后者;

4.按 麻花 钻的 尾部 形状 分为 直柄 和锥 柄两 种结 构, 直径 小于 φ 12 (mm)时,一般为直柄,用钻头夹夹持装入钻轴,直径大于φ12(mm)

时为锥柄,用过渡套筒套紧后装入钻轴中;

5.麻花钻磨损主要表现在钻尖部分,重磨时要检查横刃斜角(ψ)与 锋角(2Φ)和两刃的对称性,一般ψ=50-55度,2Φ=118±2度;

6.安装钳工手锯条时,锯齿必须向前;一般起锯角度应小于15度;

7.钻削加工的主运动是钻头旋转,进给运动是轴向运动;

8.钻孔的尺寸精度为 IT13-IT15,表面粗糙度一般为 Ra50-12.5μm;

9.钳工手锯是由碳素工具钢制成的,丝锥和板牙是由合金工具钢制成

的。 二、名词

解释

装配:将零件按规定的技术要求组装起来,并经过调试,检验使 之称为合格产品的过程;

粗齿锯条:锯齿 t=1.6mm 的锯条,适用于锯切铜、铝等软金属及厚工 件;

细齿锯条:锯齿 t=0.8mm 的锯条,适用于锯切硬钢、板料及薄壁 管子等;

画线:根据图纸的要求,在毛坯的半成品上画出加工界线的一种 操作。

三、问答题

1.钳工操作有哪些特点? 答:1.以手工操作为主,劳动强度大,生产率低;

2.钳工的工作任务及工作范围很广,对工人技术水平要求高;

3.所用工具简单,操作灵活多样,可以完成用机械加工不便或难 以完成的操作。

2.划线的作用是什么?

答:1、检查毛坯的尺寸、形状、位置是否符合要求;为补救缺 陷提供依据。 2、合理分配加工余量。 3、为后续加工、检查提 供定位、装卡、找正依据。

3.钻孔的工艺特点是什么?

答:钻孔属粗加工,可达到的尺寸公差等级为 IT13~IT11,表面粗

糙度值为 Ra50~12.5μm。由于麻花钻长度较长,钻芯直径小而刚 性差,又有横刃的影响,故钻孔有以下工艺特点: 钻头容易偏斜;

孔径容易扩大;孔的表面质量较差;钻削时轴向力大。

4.钻床有哪些用途?如何加工精度要求较高的小孔?

答:钻床是具有广泛用途的通用性机床,可对零件进行钻孔、

扩孔、铰孔和攻螺纹等加工。在钻床上配有工艺装备时,还可以进行 镗孔,在钻床上配万能工作台还能进行分割钻孔、扩孔、铰孔。

加工精度较高的小孔可以选择手工铰孔,因为铰刀具有多个切削 刃,切削余量小,可以提高孔的加工精度,降低其表面的粗糙度,是 用于孔的精加工和半精加工的刀具;而且手工钻孔切削速度低,切削 力小,热量少,不受机床震动的影响,可以加工精度较高的小孔。

十二、钳工实习报告(2)

1.麻花钻是常用的钻孔工具,其工作部分包括切削部分和导向部分;

2.孔的加工方法通常有钻孔、扩孔、铰孔和攻螺纹四种,对于一般要 求不高的螺纹孔,通常采用攻螺纹加工;

3.钳工的基本操作有:画线、锯切、锉削、钻孔、扩孔、铰孔、刮削、 攻丝等;

4.金属的切削加工是刀具从工件上切去多余的部分,使获得的零件符 合要求的尺寸精度、形状精度、位置精度和表面粗糙度的加工过程;

5.锉刀的粗细是以每10mm 长度的锉刀面上,按锉齿的齿数分为粗锉 刀、细锉刀和油光锉刀三种;锉刀越细,锉出的表面越光,但生产率

则越低;

6.一般每种尺寸的手用丝锥由两只组成一套,分别称为头攻和二攻, 而机用丝锥一般是一支;

7.画线可分为平面画线和立体画线两种;

8.粗齿锯条适用于手锯铜铝等软金属及厚工件,细齿锯条适用于硬

钢、板料及薄壁管工件。

二、于下列图中,改正工艺性不良

处; 改正好的图如下:

a和 b 中孔应与钻头的形状保持一致;b 中螺纹加工到孔底不易实现; c 中斜面不易下刀,会造成钻头偏移,造成折断

三、问答题

1.锯削操作时,为什么锯弓前推时加压后退时不加压?为什么 锯钢时加润滑液而锯铸铁时不加?

答:手锯锯齿向前,锯弓前推时切削,所以前推时加压,使之锯切较 深;后退时由于顺着刃口的方向,很难锯切工件,反而浪费体力; 为防止锯齿过早磨损,在切削硬材料时加润滑液,例如切削钢,但由

于铸铁本身含碳,具有一定的润滑作用,所以锯铸铁时不加润滑液。 2.现欲在图15所示的钢件攻图示 M12-6h 长14mm 的不通孔内螺纹, 试计算底孔直径 d 与底孔深度 L(已知 M12的螺距为1.75mm) 答:由经验公式:螺距p=1.75mm,公称直径d=12mm

切削钢料:d0=10.25mm

钻孔深度=螺纹长度+0.7d

=14+0.7×12 =22.4mm

3.今须锯断图中截面形状的45#型钢,试选择锯条。

(1)锯切 U 型钢,选用中齿锯条; (2)锯切直径30mm钢筋,选用粗齿锯条; (3)薄壁钢管,选用细齿锯条;

十三、铣削与数控铣削实习报告

一、填空

1 .铣削平面时,主运动是铣刀的旋转,进给运动是工件的直线运动。

2 .在铣床上可以完成铣削平面、沟槽、成形面等工作。

3 .齿面加工有成形法和展成法两种,在卧式万能铣上加工齿面是属 于成形法。一般可达到

4 .今欲在卧式万能铣上铣 m=2,z=50的9级精度直齿圆柱齿轮, 应选6号模数的铣刀,铣刀与工件的相对位置应调整到铣刀的中心平 面与工件的中心轴对中,分度时,应选孔数为25(或30)的孔图,分 度手柄应转到第20(或24) 孔。

5 .铣削轴上的封闭式键槽,应选择立式铣床。

6 .数控铣床上采用位置反馈系统检测联动轴位置并将其反馈给数控 装置,从而构成全闭环控制。

7 .数控铣床一般由主轴、升降台、工作台和计算机部分组成。

二、名词解释

尺寸精度:零件实际尺寸与理想尺寸的相符程度; 切削速度: 铣刀最大直径处的圆周速率; 进给量:工作台每分钟移动的距离;

联动轴:在运动过程中通过动力源的牵制而带动其他部位运动的轴。

三、问答:

1 .铣削的工艺特点是什么?

答: 1、断续加工。其相比较于车削加工,有切削冲击,因而需要 考虑刀具承受冲击载荷的问题。 2、开放式加工。其切削过程为开 放式的,排屑比较容易。 3、生产率较高。其为多齿工作,旋转运

动利于高速铣削。 4、刀齿散热条件较好。 5、容易产生振动。

2 .零件进行切削加工需达到有哪几方面的技术要求?

答:为保证机器装备后的精度符合设计要求,保证零件间的配合,满

足同种零件的互换和使用性能要求,根据零件的不同作用要提出不同 的技术要求。这些技术要求包括表面粗糙度、尺寸精度、位置精度及 表面热处理等。

3 .卧式万能铣与立铣在主运动形式上有什么不同?

答:卧式铣床的特点是主轴和工作台平行,为横向运动;立式铣床的 主轴与工作台垂直,为竖直方向运动。

4 .数控立式铣床与普通立式铣床有何异同?试从工作原理,操作方 法及加工范围等主要方面来进行论述。 答:数控立式铣床可以进行各种铣削、镗孔、刚性攻丝等加工,其加

工范围广,且性价比高,是机械制造行业高质、高精、高效的理想设 备。其依靠计算机软件对机床进行操作,而普通铣床则是通过手动操 作完成的;

数控立式铣床是综合现代高端计算机技术和普通铣床的基本原理而 制成的高科技产品,而普通铣床是其中一部分。

十四、磨削实习报告

一、填空

1 .磨削平面时,主运动是砂轮的高速旋转,进给运动是砂轮架垂直 进给运动、纵向往复运动;磨削轴类零件时,主运动是砂轮的高速旋

转,进给运动是工件圆周进给、工作台纵向往复运动。分别在平面磨

床和外圆磨床上完成。

2 .磨削时,其切削速度可达,温度可达℃,所以磨削时 必须使用足够的冷却液。砂轮磨钝后,可采用金刚石修整砂轮,磨削 硬质合金工件时,应采用金刚石、绿碳化硅砂轮。磨削高速钢工件时, 应采用刚玉类砂轮。

3 .磨削较硬的工件时,应采用较软的砂轮,磨削较软的工件时,应 采用较硬砂轮;

4 .在磨床上可以加工内外圆柱、内外圆锥、平面斜面以及螺纹、齿 轮等成型表面,并可以加工难切削材料。高精度有色金属工件加工采 用精加工代替磨削。

5 .磨削的尺寸精度一般可达到 IT 6级至 IT5 级,表面粗糙度 Ra

的值为μ m 至 m 。

6 .磨床工作台采用液压传动,所以其传动平稳。

二、名词解释 周磨法:用砂轮的圆周面磨削工件的方法;

端磨法:用砂轮的端面磨削工作的方法。

三、问答

1 .磨削的工艺特点是什么? 答:1.磨削加工是零件精加工的主要方法。通常磨削能达到的精度为

It6~It5,表面粗糙度值 Ra 一般为0.8~0.2μm; 2.磨削的加工范围很广,不仅可以加工内外圆柱面、内外圆锥面和平

面,还可加工螺纹、花键轴、曲轴、齿轮、叶片等特殊的成形表面。

不但可以加工一般硬度的材料,而且可以加工道具所不能加工的高硬 度材料; 3.磨削瞬间温度较高。

2 .磨削轴类零件时,在磨到尺寸后,为什么要进行多次无进给磨 削? 答:磨削轴类零件时,因径向力的作用,因而工件容易出现形状误

差(呈鼓状),所以当工件磨到尺寸后,可以消除受力变形一起的形 状误差,即进行光整加工,从而提高加工精度。 十五、数控电火花成形

一、填空

1 .电火花成形加工使用的工作液应具有绝缘性能,一般用煤油作为 工作液。

2 .电火花成形加工的特点是适用于难加工的材料、可以加工形状复 杂的零件、只适合加工导电材料、 加工速度慢和生产率低。

3 . MD21NC 操作系统的工作主画面可分为五个区域,各区域的 功能分别是:左上区显示 xyz 三轴的当前坐标、右上为电压和电流显 示加工数值 、右边是加工状态显示区 、中部程序编辑区和下部为操 作引导区。

4 .在主画面操作引导区中操作者可以根据画面提示进行手动加工程 序加工、定位、坐标位置、文件和加工参数等操作。

5 .MD21NC 系统编程的步骤是分析零件图纸编排工艺和数学处

理、编制加工和制作控制程序。

6 .电火花加工原理是基于两个电极之间的间隙脉冲放电的腐蚀的原 理进行的,电火花加工的实质是电蚀。

7 .电火花加工中,当工作电流小于 50A ,工作液面应高于工件顶 部50mm,工作电流增大,液面高度应相应增加。

8 .平动基本要素中,平动轨迹有圆、方、x 形等三种。平动动作的 伺服方式有自由、步进、锁定等三种方式。

9 .MD21NC 系统编程中常用的指令有 G 指令、M 指令、C 指令等。

10 .平动加工的作用是修光平面,精确控制加工尺寸精度,利于排

屑和对于精加工时因电极损耗而引起的加工偏差进行补偿。

二、进行电火花加工必须具备哪些条件? 答:1.必须采用脉冲电源,即火花放电必须是脉冲性、间歇性;

2.钼丝与工件的被加工表面之间必须保持一定间隙,间隙的宽度由工

作电压 、加工量等加工条件而定;

3.电火花线切割机床加工时,必须在有一定绝缘性能的液体介质中进 行。

三、 MD21NC 操作系统编程的一般格式如何表示?编程有哪些要 求与规定? 答:一般格式

G 代码参数

规定: 1.在一个语句中,如果有 C 代码,又有 M 代码和 G 代码,规 定 C 代码在前,M 代码在中,G 代码在后,代码与代码之间空一格;2. 在一个语句中,如果既有 LN 代码,又有 C 代码和 G 代码,规定 C 代

码在前,LN 代码在中,G 代码在后,代码与代码之间空一格。

一、填空

1 .线切割加工机床由主机、数控装置与脉冲电源三部分组成。

2 .控制系统每发出一个进给脉冲,工作台移动。

3 .四轴联动是指 、四轴,其作用是切割带锥度工件。

4 .用 AutoCAD 完成的图形送入机床前应生成 类型的文件其 理由是系统只能识别.dxf 类型保存在 AutoCAD 的文件。

二、问答

1 .线切割加工的工作原理与电火花成形加工的工作原理有何同异?

答:线切割加工是在电火花成形加工的基础上发展起来的,其使电火 花加工应用得到发展。 相同点:都是用两个电极板间隙脉冲的电腐蚀原理;

不同点:1.工作液不同;2.切割工具不同。

2 . CNC-10 控制系统有哪些功能?

答:(1)上下异形面,大锥度加工;

(2)双 PRC 结构,编程控制一体化,加工时调机编程;

(3)放电状态,波形显示,自动跟踪,无需变频调节;

(4)国际标准 ISO 代码方式控制;

(5)加工轨迹实时跟踪,显示工件轮廓三维造型;

(6)屏幕控制的方式,全部操作均用鼠标轨迹实现;

(7)现均数据断电记忆,上电恢复。

3 . CNC-10 系统编程屏上有多少个命令图标?常用图标、菜单有

哪些?

答:20个命令图标;常用图标:直线、圆、切圆、齿轮、过渡圆、辅 助圆、辅助线;菜单:文档、编辑、编程、杂项。

4 . CNC-10 系统控制屏上有哪些操作按钮?实习时用到了哪些操 作按钮? 答:原点、加工、暂停、复位、单段、检查、模拟、定位、读盘、回

退;实习时用到了加工、模拟、读盘。 三、解释下列代码的含义并将代码反译成图形(注意 CNC-10系统

的长度单位与其他数控系统的区别)

G92 X0 Y-10000

G02 X-9860 Y11667 I0 J10000

G01 X4930 Y29166

G02 X9860 Y0 I4930 J-833

G01 X4930 Y-29116

G02 X-9860 Y-11667 I-9860 J-1667

M00

M02

四、图 17中线切割加工的切割路线是否正确?为什么?如不正确, 请加以更正。

图 17 线切割加工工艺路线示意图

答:不正确;因为加工时,随着切割的进行,工件上须加工切离的部 分和夹持的部分的连续减少,工件刚度大为降低,容易产生变形影响

加工精度。(正确图形已给出)。

十七、逆向工程、快速成型与真空注型

一、填空

1.在逆向工程中,测量点资料所使用的设备按探头不同可分为接触式 和非接触式两种;

2.LSH400型激光扫描机由激光探头、四轴 CNC 工作台、显像卡、控 制箱、计算机等几部分组成。

3.CCD 探头是一种数组式光电耦合检像器,称为“电荷耦合器件”。

4.点资料后处理软件有 Surfacer、Geomagic Studio5、Solidworks 等。

5.3D 激光扫描时,其扫描方式有平面扫描和360。旋转扫描两种。

6.快速成型制造的基本工艺步骤分为:设计三维模型、近似处理、分 层处理、截面加工和叠加、原型件后处理。

7.快速成型制造中常用的文件格式是.STL,它是由一系列空间小平面 来代表物体表面,每个三角都由一个法向和三个顶点来描述。这样的 三角形定点和法向数据汇集在一起,形成描绘三维 CAD 模型的常用 格式。

8. MEM350熔融挤压快速成型的成型材料为 ABS,成型温度为246℃, 每层厚度0.15mm。

9.真空注型快速制造模具所用的模具材料是硅胶。

10.真空快速成型制造时所用的液态材料必须在真空条件下脱泡处 理,浇注完成后,硅胶模在温度为70-80℃的干燥箱中进行4-5h 固化

处理。

二、问答

1.什么是逆向工程?画出其流程图。 答:逆向工程是针对现有工件(样品或模型),尤其是包含复杂不规

则的自由曲面的模型和工件,利用3D 数字化测量仪器快速地测量出 轮廓坐标值,并构建曲面,经编辑、修改后,将图案转换至 CAD/CAM

系统,再由 CNC 加工机制作所需模具,或以快速成型机将样品模型制 造出来。

CNC 模具加工

取样 —3D 测量—数据处理—曲面构造—外形修饰

快速成型

—产品加工

2.请简述 Geomagic Studio5的基本功能。

答:Geomagic Studio 是 Geomagic 公司产品的一款逆向软件,可根 据任何实物零部件通过扫描点点云自动生成准确的数字模型,其主要

功能有:

1.自动将点云数据转换为多边形;2、快速减少多边形数目;3、把多 边形转换为曲面;4、曲面分析(公差分析等);5、输出与 CAD/CAM/CAE 匹配的档案格式(IGS,STL,DXF 等)。

3.真空注型主要有哪些方面的应用?

答:可用于硅橡胶软质模具的快速翻制和注塑产品的快速注型,利用 真空注型机可以经济快捷地小批量制作塑料产品,可以对各种原型 (快速成型制作的原型或现有的木材、塑料、金属材质等零件)制作

硅橡胶模具,并在真空注型机中快速浇注出无气泡、组织致密的塑料 产品。可制作形状复杂,壁厚小至0.5-1㎜的产品,还可以方便地在

硅橡胶模具中嵌插金属件。

4.传统的“去除法”加工制造零件与快速成型采用的“添加法”制造

零件各有哪些优点和缺点?

答:一.去除法 1.“去除法”是一种传统的制造方法,工艺方法成熟,能大批,小批

或单件制造各种零件,生产适应性广。

2.“去除法”适用于各种材料的制造。

3.“去除法”浪费大量原料,增加了成本,增加了生产工时,延迟了 交货期,降低了生产率。

二、添加法

1. 适用于新产品的单件制造或制造新产品的评价模型(样品)。

2. 有利于创新产品或设计制造新思维作品。

3. 目前制造材料受到限制。

4. 不能大批量生产零件。

5. 成本高。


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