机械制造基础知识点（考试就考这些）

华北科技学院《机械制造基础》复习知识点---终结版

第一章 铸 造

流程：浇注—凝固—冷却至室温

Ⅰ、铸造：将熔融金属浇注入铸型，凝固后获得一定形状和性能铸件的成型方法

铸造优点：（1）可以铸出形状复杂铸件。 （2）适应性广，工艺灵活性大； （3）铸件成本低

缺点：（1）组织硫松，晶粒粗大，内部易产生缩孔、缩松，力学性能不高 （2）铸件质量不够稳定 （3）劳动条件差 Ⅱ、合金的铸造造性能

铸造性能：铸造生产中所表现出来的工艺性能，它是合金流动性、收缩性、偏析和吸气

性等性能的综合体现。

（一）合金的流动性（金属自身的固有属性）

1、流动性：熔融金属的流动能力。是影响熔融金属充型能力的因素之一。 2、流动性影响因素 （1）合金种类。（灰铸铁流动性最好，铸钢的流动性最差） （2）化学成分和结晶特征。（纯金属和共晶成分的流动性最好）

（二）合金的充型能力（固有属性不能改变，人们更加注重充型能力）

1、充型能力：考虑铸型及工艺因素影响熔融金属的流动性。 2、充型能力的影响因素 1）铸型填充条件

a、铸型的蓄热能力 （砂型铸造比金属型铸造好） b、铸型温度 （提高铸造温度） c、铸型中的气体（铸造的透气性）

2）浇注条件： ①浇注温度 ②充型压力（提高充型压力） ③铸件结构

Ⅲ、凝固方式

1、逐层凝固方式：随温度的下降，固相层不断加厚，直达铸件中心。 2、糊状凝固方式：先呈糊状而后凝固的方式

3、中间凝固方式：界于逐层和糊状凝固方式之间（多数合金为此种方式） Ⅳ、铸造合金的收缩 ①体收缩率 ②线收缩率 ㈠、收缩的三个阶段

①液态收缩：金属在液态时由于温度的降低而发生的体积收缩 ②凝固收缩：熔融金属在凝固阶段的体积收缩

③固态收缩：金属在固态由于温度降低而发生的体积收缩 ㈡、影响收缩的因素

1、化学成分（合金中灰铸铁收缩最小，铸钢最大） 2、浇注温度 （温度越高，液体收缩越大） 3、铸件结构与铸型条件 ㈢、收缩对铸件质量的影响 1，形成缩孔和缩松。

产生的原因：铸件凝固过程中，其液态收缩和凝固收缩所减少的体积如果得不到及时的补充，则在铸件最后凝固的部位形成一些孔洞。大而集中地孔洞叫缩孔，细小而分散的孔洞叫缩松。

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2，缩孔、缩松的防止措施 ①采用定向凝固（是使铸件按规定的方向从一部分到另一部分逐渐凝固的过程）原则 ②合理确定铸件浇注位置，内浇口位置及浇注工艺。 Ⅴ、铸造应力、变形和裂纹

1、铸造应力的产生 ①、热应力—铸件在凝固和冷却过程中，不同部位由于不均衡的收缩而引起的应力（厚

大部分受到拉伸，产生拉应力，细薄部分收到压缩，产生压应力） ②、固态相变应力 ③ 收缩应力

2、铸造应力的防止和清措施：①、采用同时凝固原则；②、提高铸型温度；③、改善铸型和型芯的退让性；④、进行去应力退火（消除铸造应力最彻底的方法） 3、变形：铸造变形和切削加工变形 4、裂纹：热裂和冷裂

Ⅵ、铸造合金的偏析（铸件中出现化学成分不均匀的现象） ① 、晶内偏析；②、区域偏折；③、体积质量偏析 Ⅵ、气孔的分类：

侵入性气孔；析出性气孔；反应性气孔。 （★★★析出性气孔：它是溶解在金属液中的气体，在凝固时由金属液中析出而未能逸出铸件所产生的气孔） Ⅶ、 砂型铸造

砂型铸造——用型砂紧实成型的铸造方法，称为砂型铸造

主要工序：制造模样、制备造型材料、造型、造芯、合型、熔炼、浇注、落砂、清理、检验。

一、造型方法的选择

一）手工造型：按模样特征分：整模造型 挖砂造型 假箱造型 分模造型 活块造

型 刮板造型 二）机器造型 二、铸造工艺设计

1铸造工艺图：它是表示铸造分型面、浇冒口系统、浇注位置、型芯结构尺寸、控制凝固措施等的图样

2铸造图（毛坯图） 3、铸造方案的确定 （1）浇注位置的选择

浇注位置是浇注时铸件所处的位置。（目的是保证铸件质量）

分型面是指两个铸型相互接触的表面（目的工艺操作方便）

一般先从保证铸件质量出发确定浇注位置,然后从工艺操作方便出发确定分型面 （2）★★★确定浇注位置应考虑以下几个原则（P40,看图！！）

①收缩大的及壁厚差较大铸件，应按定向凝固原则，将壁厚及铸件热节置于上部或侧部。 ②重要加工面，耐磨表面等质量要求较高部位应置于下面成侧面。

③具有大面积的薄壁部分放在铸型下部，同时要尽量使薄壁部分处于垂直位置或倾斜位置。

④具有大平面铸件，应将大平面朝下

（3）★★★分型面的选择（P42,看图!!!） 选择分型面应考虑以下原则：

①、分型面尽量采用平面分型，避免曲面分型，或尽量选在最大截面上。

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②、尽量将铸件全部或大部放在一个砂箱，防止错箱、飞翅、毛刺等。 ③、应使铸件加工面和加工基准面处于同一砂箱中 ④、尽量减少分型面数目。

⑤、铸件的非加工表面上，尽量避免有披缝。 ⑥、分型面的选择应尽量与铸型浇注位置一致。 三、铸造工艺参数的选择

（1）★★★加工余量：指为保证加工面尺寸和零件精度，在铸件工艺设计时预先增加的而在机械加工时切去的金属层厚度。

（2）起模斜度：为使模样容易从铸型中取出或型芯自芯盒中脱出，平行于起模方向在模样或芯盒壁上的斜度。

四、零件结构的铸造工艺性

铸造工艺性包括：铸件结构的合理性；铸件结构的工艺性；铸件结构对铸造方法的适应性。

㈠ ★★★铸件结构的合理性(P64看图！！！) ⒈铸件应有合理的壁厚 ⒉铸件壁厚应力求均匀

⒊铸件壁的联接形式要合理

①、不同壁厚应采取逐渐过渡形式；②、铸件壁应尽量避免金属积聚；③、转角

应设计成圆角，以避免热节；④、壁的联接应避免锐角 ⒋尽量避免过大的水平面

⒌铸件结构应避免冷却收缩受阻和有利于减小变形 五★★★铸件结构的工艺性(P67看图!!!) （一）、铸件的外形设计

①、应使铸件具有最少的分型面；②、应尽量使分型面平直；③、避免外部侧凹；

④、改进妨碍起横的凸台，凸缘和肋条的结构；⑤、铸件要有结构斜度 （二）铸件内腔的设计

①、应使铸件尽可能的用成少用型芯；②、铸件的内腔设计应使型芯安放稳固，

排气容易，清砂方便；③、铸件结构设计中应避免封密空腔

第二章 锻压

锻造 冲压 自由锻 模锻 分离工序 成行工序 切断 冲裁 拉深 弯曲 落料 冲孔 压力加工 锻压 轧制 挤压 拉拔 Ⅰ、锻压——对坯料施加外力，使其产生塑性变形，改变尺寸，形状及性能，用以制造机械

零件、工件或毛坯的成形加工方法，是锻造和冲压的总称。属于压力加工范畴

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压力加工还包括轧制、挤压、拉拨等 压力加工的基础：塑性变形 ㈠ 、锻造流线——金属的脆性杂质被打碎，顺着金属主要伸长方向呈碎粒状或链状分布；

塑性杂质随金属变形沿主要伸长方向呈带状分布，锻后金属组织就具有一定的方向性。又称为纤维组织。它使金属呈现异向性。

㈡ 、锻造比——锻造时变形程度的一种表示方法。y>1

通常用变形前后截面比，长度比或高度比来表示

㈢ 、★★★设计和制造零件时应遵循的原则：使零件工作时，最大正应力与流线方向重

合，最大切应力与流线方向垂直，并使流线分布与零件的轮廊相吻合，尽量不被切断。 ㈣ 金属的锻造性能：指金属经受锻压加工时成形的难易程度的工艺性能 衡量指标：塑性、变形抗力。（塑性高，变形抗力小，锻造性能好） 它决定于金属的本质和变形条件： A金属的本质

1、化学成分：纯金属一般具有良好的锻造工艺性能（合金元素使合金锻造性能下降）

2、金属组织：纯金属及固溶体锻造性能好（而碳化物的铸造性能差）

B变形条件

1、变形温度：变形温度低、金属的塑性差，变形抗力大。

2、变形速度：单位时间内的变形程度（一般采用速度较小的变形速度）

对塑性：压应力数目越多，塑性越好；拉应力数目越多，塑性越差

3、应力状态

对变形抗力：同号应力状态下变形抗力大于异号状态下变形抗力。

即同号难以滑移，异号容易滑移

4，坯料的表面质量：表面粗糙或有划痕、裂纹变形中会产生应力集中，使缺陷扩展开裂。 Ⅳ、金属的塑性变形规律

1、体积不变条件；

2、最小阻力定律：如果物体在变形过程中其质点有向各种方向移动的可能性，则物体

各质点将向着阻力最小的方向移动

自由锻

Ⅴ、绘制自由锻件图应考虑以下因素：

加工余量、锻造公差、锻造余块

Ⅵ、选择变形工序 1、基本工序 2、辅助工序 3、修整工序

基本工序：镦粗、拔长、冲孔、芯棒拔长，马杠扩孔、弯曲、切断、错移、扭转、锻接。 ①、轴杆类：拔长

② 空心类锻件：镦粗、冲孔、马杠扩孔、芯棒拔长 ③ 饼块类锻件：镦粗、带孔件需冲孔

Ⅵ、★★★自由锻的结构工艺性（P96看图!!!）

模锻

1、 分类：单模膛模锻和多模膛模锻

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2、 飞边槽：由飞边桥和飞边仓组成（终锻模锻中才有飞边槽）

Ⅶ、冲 压（薄板冲压）

1）冲裁：不仅工件带有毛刺，而且断面有三个特征区：塌角、光亮带和断裂带 2）冲裁间隙：凹、凸模工作部分水平投影尺寸之差称为冲裁间隙z 3）凸模、凹模尺寸的确定:

落料时凹模刃口尺寸等于落料件尺寸，凸模尺寸为凹模尺寸减去z 冲孔时凸模尺寸等于孔的尺寸，凹模尺寸为凸模尺寸加z

4）拉深系数：拉深变形后制件的制件与其毛坯直径的比值。m=d/D Ⅷ、弯曲弯形时应注意的几个问题：

A、内弯曲半径rmin，限定最小弯曲半径 B、弯曲线与坯料流向方向要垂直 C、坯料有无表面缺陷，划伤、毛刺等。 D、弯曲回弹

第三章 焊接

Ⅰ、焊接：通过加热或加压，或两者并用，在用或不用填充材料，使工件达到结合的一种方

法。(定义)

Ⅱ、焊接的方法分类：熔焊、压焊、钎焊

⒈ 焊接的实质：使两个分离的物体通过加热成加压，或两者并用的方法，来克服阻碍

原子结合的因素以达到二者永久牢固连接。

⒉ 焊接电弧：具有一定电压的两极间或电极与母材间，在气体介质中产生的强裂而持

久的放电现象。

⒊ 焊接电弧分阴极区，阳极区和弧柱区，其中弧

柱区温度最高

Ⅲ、焊缝区的金属组织与性能

1焊缝金属区； 2熔合区；（力学性能差） 3热影响区

a过热区(危险较大，力学性能差); b细晶区（正火区）：力学性能优于母材 c不完全重结晶区（部分相变区） d再结晶区：焊前未经冷加工变形的焊件不存在再结 晶区

Ⅳ、焊接裂纹与焊接变形形式：离焊缝近的温度高的受

到拉应力，离焊缝远的温度低的，受到压应力 Ⅴ、焊接变形的矫正

1、机械矫正法2、火焰矫正法 Ⅵ、焊条

1、焊条的组成和作用

组成： 药皮（①透气，保护作用；②冶金作用；③稳弧、脱渣作用）

焊芯（①填充材料；②导电电极）：直接影响焊缝质量。

3、 焊条的分类 ①酸性焊条：工艺性能好，焊接质量好，力学性能不高（多用酸性）

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