机械工程师资格考试指导书(精编版)_图文

导读:其特点是:可制作各种复杂形状的机械零件,b.铸件的型芯对收缩的机械阻力,①对铸件质量要求的内容主要有铸件表面粗糙度、铸件机械加工余量、铸件重量公差和铸件,电火花线切割加工工艺过程:高速走丝线切割广泛采用Φ0.06~0.2mm的钼丝,因为它耐损耗、抗拉强度高,丝质不易变脆且较少断丝。走丝速度一般以小于10m/s为宜。2习题7.什么是电火花线切割加工?答:在电火花加工中利用导线电电极(钼丝或铜丝)

机械工程师资格考试指导书(精编版)_图文

电火花线切割加工工艺过程:

高速走丝线切割广泛采用Φ0.06~0.2mm的钼丝,因为它耐损耗、抗拉强度高,丝质不易变脆且较少断丝。

走丝速度一般以小于10m/s为宜。

2习题7. 什么是电火花线切割加工?

答:在电火花加工中利用导线电电极(钼丝或铜丝)以及电极与工件间的相对运动和放电对工件进行切割的加工方法叫做电火花线切割加工。

2习题8. 一般情况下电火花线切割加工达到什么样的切割效率、表面粗糙度和加工精度?

答:一般情况下切割效率为20mm2/(min2A)。

表面粗糙度:①高速切割为Ra5-25μm,最佳只有Ra1μm;②低速切割一般可达Ra1.25μm,最佳Ra0.2μm。

加工精度指尺寸精度、形状精度和位置精度的总称。①快速切割时可控加工精度在0.01~0.02mm。②低速走丝时可达0.005~0.002mm。

2习题9. 线切割加工的主要工艺参数指标及经济性因素分析。

答:线切割加工的主要工艺参数指标是:①切削速度。指单位时间内电极丝中心线在工件上切割的面积

总和,单位用mm2/min表示,通常40~80mm2/min为高速切削速度;将每安培电流的切割速度称为切割效率,一般切割效率为20 mm2/(min2A)。②表面粗糙度。高速切割为Ra5-25μm,最佳只有Ra1μm;低速切割一般可达Ra1.25μm,最佳Ra0.2μm。③电极丝损耗量。对高速走丝线切割机床,用电极丝在切割10000mm2面积后,电极丝直径的减少量来表示。一般每切割10000mm2,钼丝直径减少不应大于0.01mm。④加工精度。指尺寸精度、形状精度和位置精度的总称。快速切割时0.01~0.02mm。低速走丝时0.005~0.002mm。

影响线切割加工工艺经济性因素主要有:电极丝及移动速度、工件厚度及材料、工件材料、预置进给速度。

习题10. 什么是激光加工?(原理)

答:激光是一种亮度高,方向性好的相干光,其发散角小和单色性好,焦点处功率可达107-1011w/cm2,温度可达万度以上,其加工就是利用材料在激光照射下瞬时急剧熔化和汽化,并产生强烈的冲击波使熔化物质爆炸式地喷溅和去除来实现加工的。

激光加工可用于切割、打孔、打标、刻制等去除材料的加工。也可用于材料表面热处理等材料改性的加工和材料焊接等。

激光打孔可以在任何材料上进行,激光打孔的直径可以小到0.01mm以下,深径比可达50:1。

切割金属材料时,大多采用CO2激光器。大功率CO2激光器所输出的连续激光可切割钢板、钦板、石英、陶瓷及塑料、木材、布匹、纸张等。

2习题11. 金属加工常用的激光器是哪些?它们之间的区别除了在工件物质以外,还在于什么?

答:金属加工常用的激光器有两种,一种是固体激光器,如红宝石激光器、玻璃激光器、YAG激光器和金绿宝石激光器;另外一种是气体激光器:如CO2激光器、Ar(氩)激光器等。它们之间的区别除了在工作介质外,还在于激光波长、输出功率、应用范围等。

习题12. 影响激光打孔工艺质量的因素主要有哪些?

答:影响激光打孔工艺质量的主要因素有:①输出功率和照射时间。激光能量越大,孔径越大孔也越深,能量适当,才能获得好的圆度,能量提高,锥度减小,能量过大,孔成中鼓形,激光的照射时间一般为几分之一毫秒,激光能量一定时,时间太长会使能量扩散到非加工区,时间太短则因功率密度过大使蚀除物以高温气体喷出,那会使能量的使用效率降低。②焦距和发散角。发散角小的激光束经短焦距的聚焦物镜以后,在焦面上可以获得更小的光斑及更大的功率密度。焦面上的光斑直径小,打孔就小,而且,由于功率密度大,激光束对工件的穿透力也大,打出的孔不仅深,而且锥度小。所以要尽可能采用短焦距物镜(20mm左右),以减少激光束的发散角。③焦点位置。焦点位置低时,透过工件表面的面积大,不仅会发生很大的喇叭口,而且会由于能量密度减小而影响加工深度(增大了它的锥度),但焦点太高同样会分散能量密度而无法加工,激光的实际焦点往往在工件表面或低于工件表面为宜。④工件材料。由于各种材料吸收的光谱不一样,经透镜聚焦到工件上的能量不可能被全部吸收,相当一部分能量将被反射或透射而散失掉。在生产实践中,必须根据工件材料的性能(吸收光谱)选择合理的激光器。

习题13. 什么是超声加工?

答:超声加工是利用工具端面做超声频振动,通过磨料悬浮液加工脆硬材料的一种成型法。其可以加工硬质合金、淬火钢等脆硬金属材料。还可以加工玻璃、陶瓷、半导体锗和硅片,同时还可以用于清洗,焊接和探伤等。

习题14. 超声加工的基本原理?(过程)

答:加工时,工具1在工件2之间加入液体(水或煤油)

和磨料混合的悬浮液3,并使工具以很小的力F轻轻压在工

件上,超声换能器6产生16000HZ以上的超声频纵向振动,

并借助于变幅杆把振幅放大到0.05~0.1mm,驱动工具端面

做超声振动,迫使工作液中悬浮的磨粒以很大的速度和加速

度不断地撞击、抛磨被加工工件表面,把被加工表面的材料

粉碎成很细的细微粒,从工件上被打击下来,虽然每次下打

下来的材料很小,但由于每秒种打击16000次以上,所以仍

有一定的加工速度。

简单回答:利用超声振动的工具端面,使悬浮在工作液

中的磨料冲向工作表面,去除工件表面材料。

2超声加工表面粗糙度可达Ral ~0.1μm,加工精度可达0.01~0.02mm。

2影响加工速度的因素主要有:工具振动频率、振幅、工具和工件间的静压力、磨料的种类和粒度、工具和工件材料等。

2一般振幅在0.01~0.1mm,频率在16000~25000Hz之间。通常采用的浓度为磨料对水的质量比约0.5~1左右

2超声加工的精度,除受机床、夹具精度影响之外,主要与磨料粒度、工具精度及其磨损清况、加工深度、材料性质等有关。一般加工孔的尺寸精度可达±0.02~0.05mm。

超声清洗的原理主要是基于超声振动在液体中产生的交变冲击和空化作用。超声波在清洗液(汽油、煤油、酒精或水等)中传播时,液体分子往复高频振动产生正负交变的冲击波。当声强达到一定数值时,液体中急剧生长微小空化气泡并瞬时强烈闭合,产生的微冲击波使清洗物表面的污物遭到破坏,并从被清洗表面脱落下来。虽然每个微气泡的作用并不大,但每秒钟有上亿个空化气泡在作用,就具有很好的清洗效果。

2习题15. 超声加工的应用

答:超声加工的应用主要有以下几个方面:①可以加工金属和非金属等硬脆材料;②可以对硬脆材料进行型孔和型腔加工,也可对半导体材料切割加工;③利用超声进行清洗:超声波在清洗液(汽油、煤油、酒精和水等)中传播时,液体分子往复高频振动产生正负交变的冲击波。当声强达到一定数值时,液体中急剧生产微小空化气泡并瞬时强烈闭合,产生的微冲击波使清洗物表面的污物遭到破坏。超声振动可用于喷油嘴、喷丝板、微型轴承、仪表齿轮、印刷电路板等的清洗。

4.6 铸造

★铸造及其特点

将熔化的金属液,浇铸入预先准备的铸型内,制作出所需金属零件的方法为铸造。其特点是:可制作各种复杂形状的机械零件;重量可从几克至几百吨;可生产多种金属或合金的产品;与锻压、冲压、粉末冶金等比较,其生产金属零件的重量、形状与合金种类均更多、更复杂。

铸件自液态、凝固态至固态的冷却过程中所发生的体积减小,称为铸件的收缩。当合金自凝固线冷却至常温时,铸件各方向线尺寸的缩小现象属固态收缩(线收缩率),它对铸件的尺寸精度影响最大。铸造收缩是造成铸件裂纹、变形、缩孔或缩松的基本原因。

习题1. 什么是合金的流动性与收缩,影响合金流动性与线收缩的因素是什么?

答:液态合金自身的流动能力称为流动能力。影响金属流动性的因素主要有:1)合金材料的物理与化学性质:化学成份、比热、热导率、粘度系数。2)外部条件的干扰,如铸型温度、铸型发气能力、浇铸温度、浇铸系统结构等。3)铸件结构的工艺性:如厚度大小与厚度变化的结构的复杂程度等。4)凝固态到固态的冷却过程所发生的何种减小称为铸件的收缩。铸件各方向线尺寸的缩小现象属固态收缩(线收缩率),它对铸件的尺寸精度影响最大。

影响合金收缩的因素:

①化学成份:碳素钢的含碳量增多,液态收缩增大,固态略减速,灰铁中C、Si量增加,石墨化能力增强,石墨的比容体积大,能弥补收缩,硫可阻碍石墨析出,使收缩率增大,适当增加Mn、生成MnS抵消了硫对石墨化的阻碍作用,但S过高又使收缩率增大。

②浇铸温度:通常浇铸温度提高100°C体积收缩增加1.6%。

③铸件结构和铸型条件:铸件在铸型中的冷却过程,往往不是自由收缩,其阻力来源于:a. 铸件各部分的冷却速度不同引起各部分收缩不一致,相互约束而对收缩产生阻力;b. 铸件的型芯对收缩的机械阻力,因此铸件的实际收缩率比自由收缩率要小一些。

习题2. 铸铁的收缩率及产生缩孔、缩松的几率比铸钢小的原因。

答:根据Fe-Fe3C相图可以找出不同成分的钢或铸铁的熔点,确定铸造温度,根据相图中液相线和固相线之间的距离可估计铸造性能的好坏,距离越小铸造性能就越好,钝铁、共晶成份或接近共晶成份的铸铁铸造性能通常都比铸钢好,其流动性好,其收缩率及产生缩孔、缩松的几率都比铸钢小,显微偏析也少。

★铸造工艺设计

1. 铸件结构的工艺性审查。审查的内容主要有:①铸件的最小壁厚。②内壁厚度是否小于外壁厚度10%~20%。③厚壁断面与薄壁断面相连接时,应有合理的过渡形状和尺寸,当相交的两壁厚度为A与B(B>A),连接处是否符合圆弧半径r= 0.5(A+B),过渡长度L≥4(A+B)。④检查铸件的细长比、结构斜度、

壁间的间隔和最小间隙是否合理。

2. 确定工艺方案。①选择造型方法。②选择铸型种类。对要求质量高的单件、小批的大、中型铸件可选用干型,对大批、、小件可选用湿型。对要求精度高的单件或成批的大、中型铸件,可选择树脂砂造型、壳型、V一法、实型(消失模)等。③选择模型种类。产量大的可选用金属模或塑料模,产量小则选用木模。④选择浇铸位置。薄壁部位或较大的平面(加工面或非加工面)放于型腔的下面。如无法放在下面则放于立面,如机床床身的铸造将最重要的导轨面放于下面。铸型的放置应保证砂芯的定位、稳定支承和排气通畅。补缩冒口尽可能地放于铸件上部,暗冒口也应高于被补缩部位。⑤选择分型面。分型面尽量采用平面。铸件尽可能放在同一箱内,至少保证加工面和加工基准面放在同一砂箱内,以减少尺寸偏差。尽量减少分型面,一般机器造型只用一个分型面,手工造型可选择两个以上的分型面。应尽量减少砂芯、活块的数量。此外,选择分型面还应考虑下芯、合箱、起模、检查尺寸、定位和紧箱的要求。

3. 确定铸造工艺参数。确定工艺参数必须考虑对铸件的质量要求和实现质量达标的措施。①对铸件质量要求的内容主要有铸件表面粗糙度、铸件机械加工余量、铸件重量公差和铸件尺寸公差等,均可根据相关国家标准确定。②最小铸出孔及槽,若铸件上孔和槽的尺寸过小,铸件壁厚较薄及浇铸金属的压力较高时,将很难铸出。因此,对不同铸造合金规定了最小铸出孔和槽的尺寸(应用时可参照手册)。对不加工孔应尽量铸出。对于正方形及长方形的孔或油路、气路的弯曲小孔等,虽然难以铸造,仍必须铸出。③铸造线收缩率,不同铸造合金的铸造线收缩率可参照相关手册。④工艺补正量与分型负数,工艺补正量是指为了弥补因工艺因素造成铸件局部尺寸超差,而在铸件的相应部位的非加工面上,预先增加一定余量,以保证铸件的正确尺寸。分型负数是为解决铸型分型面变形等因素造成的铸件尺寸偏差,事先在模样分型面上减掉相应高度的尺寸。

4. 砂芯设计。砂芯是为了解决铸件的内腔及外型难于出砂的部位而设置的。砂芯设计的主要步骤:①确定砂芯数量和每个砂芯的形状和尺寸。②砂芯的编号。③造芯和使用芯砂的种类。④芯头数量、形状、尺寸和定位。⑤对悬臂、大、重砂芯使用芯撑时应确定芯撑的位置、数量、形状和尺寸。⑥芯骨设计和通气道设计。砂芯的设计原则如下:①对单件、小批生产一般用手工制造,对复杂和成批生产可用机器造芯。对砂芯强度和尺寸精度要求高,型状复杂并难于清理的砂芯可选用冷芯盒或热芯盒树脂砂芯。②一般情况下,应尽可能减少砂芯数量。③对宽度(直径)大而高度低的内腔或孔(通或不通)且易于出砂时,可自带砂芯即砂型上的凸砂(下箱)或吊砂(上箱)。④合理选择砂芯的形状,对尺寸大形状复杂或精度要求高的部位,砂芯可采用分体式。⑤为减少烘干砂芯时的变形,尽可能使摆放的支撑面是平面或应用成型烘芯板烘干。单件生产可在平板上用湿新砂垫好入炉烘干。⑥为保证铸件铸出后的壁厚均匀和砂芯排气,芯盒的分盒面应与铸型的分型面一致,起模斜度的大小、方向也应与铸模保持一致。⑦考虑下芯与合箱方便,特别是组合芯,还应考虑下芯次序和易于检查相关尺寸。⑧为提高砂芯强度,砂芯应加芯骨。同时应考虑砂芯在铸型中的固定方法。⑨芯撑的形状和尺寸可根据ZB J31001.2-88和ZBJ31001.34一88标准选用。

5. 浇铸系统设计。①浇铸系统(俗称浇口)是将注入型中的液体金属导入型腔的通道。它由四部分组成(浇口杯、直浇口、内浇口和横浇口)。铸件的浇铸系统应满足以下工艺要求:控制液体金属的流速与方向,并能充满铸型;应能除渣、减少气体混入和液体金属的氧化生成夹杂物;对壁厚不均匀的铸件,可控制冷却方向和均匀型腔温度的功能。浇铸系统组元间,横截面积的比例以及内浇口尺寸的确定,将根据铸件的合金种类、壁厚和浇铸铁水重量而定。②内浇口的经验计算。形状简单的中、大型铸件按下式计算:

;G件——铸件质量(kg);X——经验系数;F内?X件/Hp。式中 F内——铸件内浇口总面积(cm2)

Hp——平均静压头(cm)。形状复杂的薄壁中、小型铸件按下式计算:F。③特殊需要的浇铸系内?X件

统形式还有阻流式、滤渣式、集渣包式、雨淋式。

例 如求材质为HT200,质量为60kg,壁厚δ= 6mm铸铁件浇注系统各组元的截面积。

解 计算如下:

①如采用封闭式浇铸系统,根据手册可选用:F直:F横:F内=1.15:1.1:1。

②用砂箱上箱总高及内浇口位置高度计算平均静压头:Hp=22cm。

F内=4.9360/22≈8.1cm2

则F直=1 .1538.1≈9.32cm2 F横=1.138 .1≈8.9 cm2

五星文库wxphp.com包含总结汇报、外语学习、行业论文、考试资料、IT计算机、旅游景点、资格考试、计划方案、党团工作以及机械工程师资格考试指导书(精编版)_图文等内容。

本文共28页1<<15161718192021>>28