機(jī)械制造工藝基礎(chǔ)部分課后答案.ppt

1 1 4某工廠(chǎng)鑄造一批啞鈴 常出現(xiàn)如圖1 59所示的明縮孔 有什么措施可以防止 并使鑄件的清理工作量最小 答 可采用順序凝固 使鑄件按規(guī)定方向從一部分到另一部分逐漸凝固 在鑄件可能出現(xiàn)縮孔的厚大部位安放冒口 或在鑄件遠(yuǎn)離澆冒口的部位增設(shè)冷鐵 加快該處的冷卻速度 使厚壁凸臺(tái)反而最先凝固 從而實(shí)現(xiàn)自下而上的順序凝固 如圖所示 1 1 5某廠(chǎng)自行設(shè)計(jì)了一批如圖所示的鑄鐵鐵槽型梁 鑄后立即進(jìn)行了機(jī)械加工使用一段時(shí)間后 在梁的長(zhǎng)度方向上發(fā)生了彎曲變形 1 該梁壁厚均勻 為什么還會(huì)變形 判斷梁的變形方向 2 有何鑄造工藝措施能減少變形 3 為防止鑄件變形 請(qǐng)改進(jìn)槽型梁結(jié)構(gòu) 答 1 因?yàn)樵撹T件有應(yīng)力是不穩(wěn)定的 將自發(fā)的通過(guò)變形來(lái)減小內(nèi)應(yīng)力 趨于穩(wěn)定狀態(tài) 向下凹 2 采用同時(shí)凝固以便冷卻均勻 或用 反變形 工藝 3 采用如下圖所示結(jié)構(gòu) 或增加外圓角 減小熱節(jié) 1 1 11某鑄件時(shí)常產(chǎn)生裂紋缺陷 如何區(qū)分其性質(zhì) 如果屬于熱裂紋 應(yīng)該從那些方面尋找原因 1 熱裂常發(fā)生在鑄件的拐角處 截面厚度突變處等應(yīng)力集中的部位或鑄件最后凝固區(qū)的縮孔附近或尾部 裂紋往往沿晶界產(chǎn)生和發(fā)展 外形曲折 不規(guī)則 裂縫較寬 裂口表面氧化較嚴(yán)重 冷裂外形常穿過(guò)晶粒 呈連續(xù)直線(xiàn)狀 裂縫細(xì)小 寬度均勻 斷口表面干凈光滑 具有金屬光澤或微氧化色 2 鑄件結(jié)構(gòu)不合理 合金的收縮大 型 芯 砂退讓性差以及鑄造工藝不合理均可能引起熱裂 剛和鐵中的硫 磷降低了剛和鐵的韌性 使熱裂的傾向大大提高 1 2 2確定如圖所示鑄件的鑄造工藝方案 要求如下 1 按單件小批生產(chǎn)條件分析最佳方案 2 按所選方案繪制澆注位置 分型面 分模面 采用型芯三箱造型 或使用型芯二箱造型 上 下 造型方法為手工造型 方案如圖 1 3 2試比較壓力鑄造 低壓鑄造 擠壓鑄造三種方法的異同點(diǎn)及應(yīng)用范圍 異同點(diǎn) 壓力鑄造是動(dòng)型提供壓力 最后從動(dòng)型中頂出鑄件 低壓鑄造是壓縮空氣提供壓力 鑄件由澆口進(jìn)行補(bǔ)縮 不要冒口 擠壓鑄造的壓力很小 外力不直接作用在工件上 沒(méi)有塑性變形組織 應(yīng)用范圍 壓力鑄造廣泛應(yīng)用于汽車(chē) 拖拉機(jī) 儀器儀表 醫(yī)療器械等制造行業(yè)中 低壓鑄造常用來(lái)生產(chǎn)汽缸體 汽缸蓋 活塞 曲軸箱 殼體等高質(zhì)量鋁合金 鎂合金鑄件 有時(shí)用于生產(chǎn)銅合金 鑄鐵件 擠壓鑄造適合于生產(chǎn)各種力學(xué)性能要求高 氣密性好的后壁鑄件 如汽車(chē)鋁輪轂 發(fā)動(dòng)機(jī)鋁活塞 鋁缸體 制動(dòng)器鋁鑄件等 不適合生產(chǎn)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的鑄件 1 4 2在方便鑄造和易于獲得合格鑄件的條件下 圖1 62所示鑄件構(gòu)造有何值得改進(jìn)之處 怎樣改進(jìn) 構(gòu)造改進(jìn)如圖所示 懸臂部分改為工字梁 1 5 4某鑄件壁厚有5mm 20mm 52mm三種 要求鑄件各處的抗拉強(qiáng)度都能達(dá)到150MPa 若選用HT150牌號(hào)的灰鑄鐵澆注 能否滿(mǎn)足其性能要求 答 由表中數(shù)據(jù)可得 HT150175 2 5 10mm 145 10 20mm 130 20 30mm 120 30 50mm 因鑄件在壁厚20mm 52mm處無(wú)法承受150MPa強(qiáng)度 所以不滿(mǎn)足性能要求 2 1 1錫在20 鎢在1100 變形 各屬于哪種變形 為什么 錫的熔點(diǎn)為232 鎢的熔點(diǎn)為3380 答 按照絕對(duì)溫度計(jì)算 絕對(duì)溫度零點(diǎn)是 237 錫在20 變形屬于熱變形 其T再 0 4 232 237 K 1100 237 K 2 2 3如何確定模鍛件分模面的位置 答 按照以下原則確定分模面的位置要保證模鍛件能從模膛中取出 按選定的分模面制成的鍛模后 應(yīng)使上 下兩模沿分模面的模膛輪廓一致 以便在安裝鍛模和生產(chǎn)中容易發(fā)現(xiàn)錯(cuò)?，F(xiàn)象 及時(shí)調(diào)整鍛模的位置 最好把分模面選在模膛深度最淺的位置處 使金屬很容易充滿(mǎn)模膛 便于取出鍛件 有利于鍛模的制造 選定的分模面應(yīng)使零件上所加的敷料最少 最好使分模面為一個(gè)平面 使上 下鍛模的膛深度基本一致 差別不宜過(guò)大 以便于制造鍛模 2 2 5圖2 55所示的零件的模鍛工藝性如何 為什么 應(yīng)如何修改使其便于模鍛 圖2 55 答 工藝性不好 原因在于有突出物 不便于取模 存在著薄壁 而且沒(méi)有一定的拔模斜度 修改后的圖形見(jiàn)教材P70 如圖2 26 2 2 6圖2 56所示的兩個(gè)零件采用錘上模鍛工藝成形 試選擇合適的分模面 圖2 56 a 平連桿 b 彎連桿 2 2 7圖2 57所示零件若批量分別為單件 小批 大批量生產(chǎn)時(shí) 應(yīng)選用哪種方法制造 定性的畫(huà)出各種方法所需的鍛件圖 其生產(chǎn)為單件 宜采用自由鍛 鍛件圖如下 小批量生產(chǎn)的齒輪 宜采用摩擦壓力機(jī)上模鍛 鍛件圖如下 大批量生產(chǎn)的通孔回轉(zhuǎn)體零件 宜采用平鍛機(jī)上模鍛 鍛件如下 圖2 57不同的零件 2 2 9圖2 58所示零件采用模鍛方法制坯 設(shè)計(jì)上有哪些不合理的地方 為什么 不合理的地方如圖 1 應(yīng)設(shè)計(jì)為圓角 減小金屬流動(dòng)時(shí)的摩擦阻力和使金屬液充分的填滿(mǎn)模膛 2 應(yīng)有一定的拔模斜度 便于拔模 3 應(yīng)設(shè)計(jì)得更厚 不然金屬容易冷卻 不易充滿(mǎn)模膛 4 應(yīng)為非機(jī)械加工面 模鍛的尺寸精度高和表面粗糙度底 所示處不用于配合 2 4 4用 50沖孔模具來(lái)生產(chǎn) 50落料件能否保證沖壓件的精度 為什么 答 不能 沖孔模的設(shè)計(jì)以凸模為基準(zhǔn) 考慮到磨損 凸模取合乎公差要求的最大值 因而 使用沖孔模 來(lái)生產(chǎn)落料件 尺寸偏大 2 4 5用 250 1 5板料能否一次拉深成直徑為 50的拉深件 應(yīng)采取哪些措施才能保證正常生產(chǎn) 如果為多次拉深 請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)每次拉深系數(shù) 答 不能一次拉深成型 應(yīng)采用多次拉深 為保證材料有足夠的塑性 一兩次拉深之后應(yīng)安排工序間的退火處理 再著 多次拉深中 拉深系數(shù)應(yīng)一次比一次大 各次拉深系數(shù) m1 0 5 m2 0 625 m3 0 64 m m1 m2 m3 0 2 2 4 9試述圖2 60所示沖壓件的生產(chǎn)過(guò)程 1 先從板材上沖裁出上圖形狀 2 再在圖示位置沖掉兩個(gè)圓孔 3 最后沿著圖示虛線(xiàn)位置折彎 3 2 6常見(jiàn)焊接缺陷有哪幾種 其中對(duì)焊接接頭性能危害最大的為哪幾種 答 焊接接頭的不完整性稱(chēng)為焊接缺陷 主要有焊接裂紋 未焊透 夾渣 氣孔和焊縫外觀(guān)缺陷等 其中危害最大的是焊接裂縫和氣孔 3 2 11產(chǎn)生焊接應(yīng)力與變形的原因是什么 焊接過(guò)程中和焊后 焊縫區(qū)縱向受力是否一樣 清除和防止焊接應(yīng)力有哪些措施 答 焊接過(guò)程的加熱和冷卻受到周?chē)浣饘俚募s束 不能自由膨脹和收縮 當(dāng)約束很大時(shí) 則會(huì)產(chǎn)生殘余應(yīng)力 無(wú)殘余變形 當(dāng)約束很小時(shí) 既產(chǎn)生殘余應(yīng)力 又產(chǎn)生殘余變形 采取以下措施可以防止或消除焊接應(yīng)力 1 焊接不要有密集交叉 截面和長(zhǎng)度也要盡可能小 以減少焊接局部加熱 從而減少焊接應(yīng)力 2 采取合理的焊接順序 使焊縫能夠自由收縮 以減少應(yīng)力 3 采用小線(xiàn)能量 多層焊 也可減少焊接應(yīng)力 4 焊前預(yù)熱可以減少工件溫差 也能減少殘余應(yīng)力 5 當(dāng)焊縫還處于較高溫度時(shí) 錘擊焊縫使金屬伸長(zhǎng) 也能減少焊接殘余應(yīng)力 6 焊后進(jìn)行消除應(yīng)力的退火可消除殘余應(yīng)力 3 2 12按下圖示拼接大塊鋼板是否合理 為什么 要否改變 怎么改變 為減少焊接應(yīng)力與變形 其合理的焊接次序是怎樣的 答 不合理 焊縫密集交叉 局部加熱多 易產(chǎn)生焊接應(yīng)力和變形 可考慮改成圖2的拼接方式 或圖3方式 合理的焊縫次序?yàn)?應(yīng)先分別焊接左圖上 中 下三塊 然后將三塊連成整體 a 圖1 圖3 來(lái)自朱春來(lái)的作業(yè) 3 3 5點(diǎn)焊的熱源是什么 為什么會(huì)有接觸電阻 接觸電阻對(duì)點(diǎn)焊熔核的形成有什么影響 怎樣控制接觸電阻的大小 答 點(diǎn)焊是用圓柱電極壓緊工件 通過(guò)電流流過(guò)工件產(chǎn)熱獲得焊點(diǎn) 工件無(wú)為金屬 金屬有自身的電阻 接觸電阻小時(shí) 吸熱少而散熱快 導(dǎo)致熔核偏向電阻大的一方 形成熔核偏移 可以采用特殊電極或工藝墊片來(lái)改變接觸電阻 3 4 3用下列板材制作圓筒型低壓容器 試分析其可焊性 并選擇焊接方法和焊接材料 1 A3鋼板 厚20mm 批量生產(chǎn) 2 20鋼板 厚2mm 批量生產(chǎn) 3 45鋼板 厚6mm 單件生產(chǎn) 4 紫銅板 厚4mm 單件生產(chǎn) 5 鋁合金板 厚20mm 單件生產(chǎn) 6 鎳鉻不銹鋼板 厚10mm 小批生產(chǎn) 答 對(duì)焊絲 焊劑 焊條牌號(hào)不做要求 1 可焊性較好 采用批量生產(chǎn) 小件使用CO2焊 選用H08Mn2SiA焊絲加強(qiáng)脫氧和合金化 大件用埋弧焊選用H08A或H08MnA焊絲和HJ431焊劑 2 可焊性良好 采用縫焊 板厚小于3毫米 無(wú)密封要求 應(yīng)選用電阻點(diǎn)焊 有密封要求 選用縫焊 3 可焊性不大好 采用手弧焊 使用J607 或J707焊條 4 銅的焊接性較低碳鋼低 可選用氬弧焊焊絲選用特制的紫銅焊焊絲 焊劑主要成分是硼砂和硼酸 5 焊接性不好 采用氬弧焊 專(zhuān)用鋁合金焊絲 6 鎳 鉻的加入使合金鋼中的碳當(dāng)量增加 可焊性差 應(yīng)采用氬弧焊 選用Ni Cr不銹鋼焊絲 也可采用手弧焊 采用不銹鋼焊條 3 5 1如下圖三種焊件 其焊件布置是否合理 若不合理 加以改正 解 三種皆不合理 改進(jìn)如下 只一條焊縫即可 3 5 2下圖示兩種低碳鋼支架 如批量生產(chǎn) 設(shè)計(jì)最合理的生產(chǎn)工藝方案 如用焊接方法 試選用焊接方法 并對(duì)接頭形式與焊接材料提出工藝要求 答 應(yīng)當(dāng)用焊接工藝 焊接方法是手弧焊 選用J422焊條 接口形式可采用單邊Y型坡口 圖畫(huà)得不理想 沒(méi)有遵守軸測(cè)圖的畫(huà)法規(guī)定 3 5 3焊接梁尺寸如圖3 56所示 材料為15鋼 現(xiàn)有鋼板最大長(zhǎng)度為2500mm 要求 決定腹板與上 下翼板的焊縫位置 選擇焊接方法 畫(huà)出各條焊縫接頭形式并制定各條焊縫和焊接次序 圖3 56焊接工藝設(shè)計(jì) 答 腹板與上 下翼板的焊縫位置應(yīng)選在腹板上的耳板與翼板交接處 圖中5 10的位置 采用手弧焊 焊接順序如圖中數(shù)字所示 各焊縫接頭形式如下 注意對(duì)稱(chēng)焊上下翼板的對(duì)接接頭受力最大 先焊接 也要避開(kāi)最大應(yīng)力處 焊縫1 對(duì)接接頭 雙Y形接頭 焊縫2 6 8 10 T形接頭 不開(kāi)坡口 焊縫7 此四處也要講順序 對(duì)稱(chēng)來(lái)焊 3 5 6計(jì)算下圖示對(duì)接焊縫的橫向收縮量 S 0 25 3 3 17 17 3 17 20 0 125 3 4 7375 4 2 10切屑是怎樣形成的 常見(jiàn)的切屑有幾種 答 1 金屬切削過(guò)程實(shí)際就是切屑的形成過(guò)程 被切削金屬層受到刀具的擠壓作用 產(chǎn)生彈性變形 隨著切削的繼續(xù)進(jìn)行 刀具繼續(xù)給被切金屬層施加壓力 金屬內(nèi)部的應(yīng)力和應(yīng)變也隨之變大 當(dāng)應(yīng)變達(dá)到材料的屈服極限時(shí) 被切削金屬層產(chǎn)生塑性變形 此時(shí)切削仍在進(jìn)行 金屬內(nèi)部應(yīng)力與應(yīng)變繼續(xù)變大 當(dāng)應(yīng)力達(dá)到材料斷裂強(qiáng)度極限時(shí) 被切金屬層就會(huì)斷裂而形成切屑 此時(shí) 金屬內(nèi)部應(yīng)力迅速下降 又重新開(kāi)始彈性變形 塑性變形 斷裂變形的循環(huán) 產(chǎn)生新的切屑 2 常見(jiàn)的切屑有帶狀 節(jié)狀 崩碎三類(lèi)切屑 4 3 2粗車(chē)45鋼軸外圓 毛坯直徑dw 86mm 粗車(chē)后直徑dm 80mm 被加工外圓表面長(zhǎng)度lw 50mm 切入 切出長(zhǎng)度l1 l2 3mm 切削用量vc 120m min f 0 2mm r ap 3mm 試求基本工藝時(shí)間tm 答 車(chē)削行程長(zhǎng)度l l1 l2 lw 50 3 3mm 56mm tm dw l h 1000 v f ap l lw l1 l2 50 3 3 56mmh 86 80 2 3vc 120m min 2m s代入得 tm 86 56 3 1000 2 0 2 3 37 8s 5 3 3簡(jiǎn)述平面銑刀的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 并根據(jù)銑刀的特點(diǎn)歸納平面銑削的工藝特點(diǎn) 答 平面銑刀主要有圓柱銑刀和端面銑刀兩種 前者軸線(xiàn)平行于被加工表面 后者軸線(xiàn)垂直于被加工表面 由于銑刀的刀齒都是相同的 所以可以用一個(gè)刀齒的特點(diǎn)來(lái)說(shuō)明整個(gè)銑刀的特點(diǎn) 而每個(gè)刀齒都相當(dāng)于一把車(chē)刀 因此銑刀的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與車(chē)刀幾乎相同 銑削的工藝特點(diǎn)主要有以下幾個(gè)方面 1 生產(chǎn)率高 2 容易產(chǎn)生沖擊和振動(dòng) 3 刀齒散熱條件較好 4 切削的方式多樣化 5 4 1對(duì)7級(jí)精度的斜齒圓柱齒輪 蝸輪 扇形齒輪 多聯(lián)齒輪和內(nèi)齒輪 各采用什么方法加工比較合適 答 斜齒圓柱齒輪采用滾齒 蝸輪采用滾齒法 扇形齒輪 多聯(lián)齒輪采用插齒法 內(nèi)齒輪采用插齒法或拉齒法 5 4 2對(duì)齒面淬硬和齒面不淬硬的6級(jí)精度直齒圓柱齒輪 其齒形的精加工面應(yīng)采取什么方法 答 對(duì)沒(méi)有淬硬的6級(jí)精度直齒圓柱齒輪可以進(jìn)行剃齒 從而達(dá)到需要的精度 而對(duì)淬硬了的可以采用珩齒 以消除淬火后的氧化皮和輕微磕碰而產(chǎn)生的齒面毛刺與壓痕 7 2 5試分析圖7 61所示齒輪的設(shè)計(jì)基準(zhǔn) 裝配基準(zhǔn)及滾切齒形時(shí)的定位基準(zhǔn) 測(cè)量基準(zhǔn) 圖7 61 答 平面B是平面A的設(shè)計(jì)基準(zhǔn) 其它均以中心軸為設(shè)計(jì)基準(zhǔn) 齒輪的軸線(xiàn)和端面B為裝配基準(zhǔn) 滾切齒形時(shí)以孔和端面B為定位基準(zhǔn) 孔的軸線(xiàn)為測(cè)量基準(zhǔn) 7 2 9分析圖7 64所示鉆鉸連桿零件小頭孔 保證小頭孔與大頭孔之間的距離及兩孔的平行度 1 指出各定位元件所限制的自由度 2 判斷有無(wú)欠定位或過(guò)定位 3 對(duì)不合理的定位方案提出修改意見(jiàn) 圖7 64連桿 圖a 7 3 8指出圖7 69所示零件難以加工或無(wú)法加工的部位 并提出改進(jìn)意見(jiàn) a 答 1 A元件限制了x y方向移動(dòng)兩個(gè)自由度 B元件限制了x y方向的移動(dòng) 平面限制了繞x y的轉(zhuǎn)動(dòng)和沿z的移動(dòng) 存在過(guò)定位 A和B都限制了零件x y方向上的移動(dòng) 改動(dòng)如圖a所示 將小頭上