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江苏开放大学机械制造技术第一次形考实践作业
江苏开放大学信息工程学院
实验与技能训练一 砂型铸造工艺设计
【实践目标】
会进行砂型铸造工艺设计。
【实践内容】
图所示为联轴器零件，材料为H200，成批生产，采用砂型铸造、手工造型。
请你为该零件选择浇注位置和分型面、确定工艺参数、进行冒口和浇注系统的设计并绘制出铸造工艺图。
图1-1 联轴器零件图
【实践操作】
1.选择浇注位置和分型面
（1）浇注位置
该铸件的浇注位置可以有两个方案，即轴线呈垂直的位置和呈水平的位置。轴线垂直放置的浇注位置能使铸件圆周方向性能均匀，朝上的端面易出现的夹杂等缺陷可通过增大加工余量去除。
（2）分型面
该铸件的分型面选择也可以有两个方案，即铸件的大端面和过铸件轴线的剖面。它们都能使模样顺利地从铸型中取出，但前者可采用整模造型，后者需采用分模造型。由于该铸件的轴向尺寸不大，故可采用的浇注位置和分型方案，用整模造型，铸型处于下箱，铸件的尺寸精度高，表面光洁，不易产生铸型缺陷，而且模样制造也方便些。
2.确定工艺参数
铸件采用手工造型，砂型铸造，在成批生产的条件下，其尺寸公差等级可达IT13~IT11，相配套的加工余量等级为H。由于浇注时处在上方的端面易产生缺陷，故单独取为J级。具体数值可查工艺手册确定。铸件结构简单，收缩阻力不大，取铸件线收缩率为1%；起模斜度选择为0°45′；芯头结构、尺寸见图。
3.冒口、浇注系统设计
由于铸件采用了铸造性能优良的灰铸铁HT200，因此其浇、冒口设计无特殊要求。铸件下薄上厚，高度不大，可采用顶注式的压边浇口，就完成烧注成型，也可进行由上而下的补缩，效果较好。
4.绘制出铸造工艺图。
实验与技能训练二 焊条电弧焊操作
【实践目标】
学会焊条电弧焊操作。
【实践内容】
1.学会引弧、收弧
2.了解手工电弧焊的基本原理和要点
3.掌握焊接技巧
4.熟悉弧焊机的使用
【实践操作】
1.选择两节需焊接的角钢
2.选取适当的焊条将两节角钢用平焊的方法按对接方式焊接
3.利用铁锤将角钢焊点敲平
【实践报告】
完成以下问题。
1、焊条电弧焊的优缺点有哪些？
参考答案：
优点：
①设备简单，价格便宜，维护方便。焊接操作时不需要复杂的辅助设备，只需要配备简单的辅助工具，方便携带。
②不需要辅助气体防护，并且具有较强的抗风能力。
③操作灵活，适应性强，凡焊条能够到达的地方都能进行焊接。焊条电弧焊适于焊接单件或小批量工件以及不规则的、任意空间位置和不易实现机械化焊接的焊缝。
缺点：
1、依赖性强。焊条电弧焊的焊缝质量可以通过调节焊接电源、焊条、焊接工艺参数外，还依赖于焊工的操作技巧和经验。
2、焊工劳动强度大，劳动条件差。焊接时，焊工始终在高温烘烤和有毒烟尘环境中进行手工操作及眼睛观察。
3、生产效率低。与自动化焊接方法相比，焊条电弧焊使用的焊接电流较小，而且需要经常更换焊条。手工电弧焊属于特种作业，国家规定从业人员必须经过相关理论和实践知识的培训，通过考试合格发国家通用的特种作业人员操作证，持证上岗，因为无证作业缺乏相关的知识，引起的事故触目皆新。如果无证操作引起火灾爆炸或者触电事故的，相关单位责任人和操作人会收到相应的处罚，严重的有的可能会被追究刑事责任。
2、焊条电弧焊常见的缺陷有哪些？这些缺陷是怎样造成的？
参考答案：焊条电弧焊常见的焊接缺陷有未焊透、夹渣、气孔、咬边、焊瘤、焊接裂纹等。产生焊接缺陷的主要原因是焊前接头处未清理干净、焊条未烘干、焊接工艺参数选择不当或操作方法不正确等。
实验与技能训练三 其他焊接方法操作
【实践目标】
能复述埋弧焊、氩弧焊、二氧化碳气体保护焊、气焊、电渣焊、电阻焊、钎焊等其中二至三种焊接方法的操作
【实践内容】
1.能说出不同焊接方法的焊接特点和焊接工艺
2.会根据加工对象选择合适焊接方法
【实践操作】
1.观看视频
2.记录焊接设备和工艺过程
3.讨论各种焊接方法的特点
4.讨论焊接方法的适用场合
【实践报告】
回答以下问题。
1、铜及铜合金的焊接有哪些特点？采用什么工艺措施保证焊接质量？
参考答案：焊接特点如下：
(1)由于铜的导热性特别好，如果采用与低碳钢相同的规范，则母材难以熔合并易产生焊不透现象。
(2)铜及铜合金的线膨胀系数大，工件焊后易产生变形。
(3)铜及铜合金在液态下能溶解大量的氢气，由于冷却速度快，氢气来不及逸出造成大量的气孔产生。
(4)铜在液态下容易氧化，合金元素烧损严重，因此塑性、韧性明显下降。
(5)焊缝及热影响区易产生裂纹。
2、焊补铸铁件有哪些困难？通常采用哪些方法？
参考答案：困难：
(1)熔合区易产生白口组织。由于焊接时为局部加热,焊后铸铁件上的焊补区冷却速度远比铸造成形时快得多,因此很容易形成自口组织,其硬度很高,焊后很难进行机械加工。
(2)易产生裂纹。铸铁强度低,塑性差。当焊接应力较大时,就会在焊缝及热影响区内产生裂纹,甚至使焊缝整体断裂。此外，当采用非铸铁组织的焊条或焊丝冷焊铸铁件时,铸铁因碳及硫、磷杂质含量高,基体材料过多熔入焊缝中，易产生裂纹。
(3)易产生气孔。铸铁含碳量高,焊接时易生成CO和co2气体,铸铁凝固中由液态转变为固态所经过的时间很短，熔池中的气体来不及逸出而形成气孔。此外,铸铁的流动性好，立焊时熔池金属容易流失,所以一般只应进行平焊。
方法：
1、从焊接后的使用强度上来说最du好的也是最常用的就是手工电弧焊，配套的焊条用普通的或者重要的铸铁对于抗裂性能要求高一些的就用进口铸铁焊条。
2、铸铁铸造缺陷，特别是灰口铸铁铸造缺陷的焊接用的氩弧焊丝焊接， 提醒一下氩弧焊接铸铁终究是不如手工电弧焊来的效果好，主要是指抗裂性能和焊接后的强度，一把氩弧用于修复微小气孔或者小尺寸的磨损修复。
3、冷焊机，一般火花机来修复铸造的缺陷，优点是温度不高，缺点是强度要差一些，所以铸造针眼缺陷修复还是可以的。
4、气体保护焊接铸铁是不推荐的，这种的焊接效果强度不如手工电弧焊，小缺陷不如氩弧或者冷焊机。
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