工程材料與成型工藝基礎(chǔ)習(xí)題答案ppt課件

1 工程材料的主要性能分為 1 使用性能和 2 工藝性能 1 又包括力學(xué)性能 物理性能和化學(xué)性能等 作業(yè)1工程材料 2 金屬的變形包括彈性變形和塑性變形 一 填空題 3 通過(guò)拉伸試驗(yàn)可測(cè)得的強(qiáng)度指標(biāo)主要有屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度 可測(cè)得的塑性指標(biāo)有延伸率和斷面收縮率 5 實(shí)際金屬的晶體缺陷有點(diǎn)缺陷 空位或間隙原子 線缺陷 位錯(cuò) 和面缺陷 晶界 4 常見(jiàn)的金屬晶格類(lèi)型有體心立方晶格 面心立方晶格和密排六方晶格三種類(lèi)型 Fe屬于體心立方晶格 Fe屬于面心立方晶格 Fe屬于體心立方晶格 6 金屬的理論結(jié)晶溫度與實(shí)際結(jié)晶溫度之差稱為過(guò)冷度 金屬的冷卻速度越快 過(guò)冷度越大 獲得的晶粒越細(xì) 7 細(xì)化金屬材料的晶粒 可使金屬的強(qiáng)度 硬度提高 塑性 韌性提高 在生產(chǎn)中常用的細(xì)化晶粒的方法有增大過(guò)冷度 變質(zhì)處理 機(jī)械攪拌和振動(dòng) 壓力加工再結(jié)晶 熱處理 8 合金的晶體結(jié)構(gòu)有固溶體和金屬化合物 其中固溶體具有良好的塑性 金屬化合物具有高的硬度和脆性 10 鐵碳合金相結(jié)構(gòu)中 屬于固溶體的有鐵素體和奧氏體 其中鐵素體是碳在 Fe中形成的固溶體 11 鐵碳合金的力學(xué)性能隨含碳量的增加 其強(qiáng)度和硬度增高 而塑性和韌性降低 但當(dāng)wC 1 0 時(shí) 強(qiáng)度隨其含碳量的增加而降低 9 在鐵碳合金的基本組織中 珠光體屬于復(fù)相結(jié)構(gòu) 它由鐵素體和滲碳體按一定比例組成 珠光體用符號(hào)P表示 12 鐵碳合金中 共析鋼wC為0 77 室溫平衡組織為P 亞共析鋼wC為0 77 室溫平衡組織為P Fe3C 共晶白口生鐵wC為4 3 室溫平衡組織為L(zhǎng)d 亞共晶白口生鐵wC為4 3 室溫平衡組織為Fe3CI Ld 13 鋼是以Fe為主要元素 含碳量一般在2 11 以下 并含有其他元素的材料 鋼按化學(xué)成分可分為碳素鋼 合金鋼和特殊性能鋼三類(lèi) 鋼按主要質(zhì)量等級(jí)分類(lèi) 可分為普通鋼 優(yōu)質(zhì)鋼和高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼三類(lèi) 合金鋼均屬于優(yōu)質(zhì)鋼和高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼質(zhì)量等級(jí)鋼 14 20CrMnTi鋼按化學(xué)成分分類(lèi) 它屬于結(jié)構(gòu)鋼中的合金鋼 適宜制造齒輪等較重要的零件 16 GCr9 GCr15鋼按化學(xué)成分分類(lèi) 它們屬于結(jié)構(gòu)鋼中的合金鋼 主要用來(lái)制造軸承套圈 滾珠 滾柱 15 40Cr 40CrMo鋼按化學(xué)成分分類(lèi) 它們屬于結(jié)構(gòu)鋼中的合金鋼 適宜制造主軸 連桿等零件 二 簡(jiǎn)答題與應(yīng)用題1 材料的常用力學(xué)性能指標(biāo)有那些 若某種材料的零件在使用過(guò)程中突然發(fā)生斷裂 是由于那些力學(xué)性能指標(biāo)不足所造成的 1 常用力學(xué)性能指標(biāo)有 強(qiáng)度 塑性 剛度 硬度 沖擊韌性 疲勞強(qiáng)度 2 零件在使用過(guò)程中突然發(fā)生斷裂 是由于強(qiáng)度 塑性 沖擊韌性 疲勞強(qiáng)度等力學(xué)性能指標(biāo)不足所造成的 2 畫(huà)出低碳鋼的應(yīng)力 應(yīng)變曲線 并簡(jiǎn)述拉伸變形的幾個(gè)階段 b oe段 彈性變形esbk段 塑性變形s點(diǎn) 屈服點(diǎn)b點(diǎn) 最大應(yīng)力點(diǎn)k點(diǎn) 斷裂點(diǎn) 3 圖1 1所示為三種不同材料的拉伸載荷 拉力 變形量 伸長(zhǎng)量 曲線 試樣尺寸相同 試比較這三種材料的抗拉強(qiáng)度 屈服強(qiáng)度和塑性的大小 抗拉強(qiáng)度 2 1 3屈服強(qiáng)度 1 3 2塑性 3 2 1 圖1 1拉伸曲線 4 用20鋼制成 10 標(biāo)距30 的試樣作拉伸試驗(yàn) 測(cè)得屈服時(shí)的拉力為21630N 斷裂前的最大拉力為34940N 拉斷后測(cè)得標(biāo)距長(zhǎng)度為65 斷裂處直徑為5 試計(jì)算 b s 的值 5 零件的失效形式有哪些 影響失效的基本因素有哪些 1 斷裂 塑性變形 過(guò)量彈性變形 磨損 腐蝕等 2 設(shè)計(jì)因素 材質(zhì)因素 工藝因素和安裝使用不當(dāng) 6 什么是同素異晶轉(zhuǎn)變 請(qǐng)繪出純鐵的冷卻曲線 并指出同素異晶轉(zhuǎn)變溫度和晶格類(lèi)型 1 固態(tài)下隨著溫度的變化 金屬的晶體結(jié)構(gòu)從一種晶格類(lèi)型轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N晶格類(lèi)型的過(guò)程 8 圖1 1所示為部分的鐵碳合金狀態(tài)圖 請(qǐng)?jiān)谟疫叺腡 t圖中畫(huà)出含碳量為0 45 的鐵碳合金的結(jié)晶過(guò)程并標(biāo)注出各溫度段的組織 L L A A F F P A 11 填表回答 一 填空題1 液態(tài)金屬的充型能力主要取決于合金的流動(dòng)性 流動(dòng)性不好的合金鑄件易產(chǎn)生澆不足和冷隔 氣孔 夾渣等鑄造缺陷 2 影響液態(tài)合金流動(dòng)性的主要因素有合金的化學(xué)成分 合金的物理性質(zhì) 合金的溫度 不溶雜質(zhì)和氣體等 合金的凝固溫度范圍越寬 其流動(dòng)性越差 3 任何一種液態(tài)金屬注入鑄型以后 從澆注溫度冷卻至室溫都要經(jīng)歷三個(gè)相互聯(lián)系的收縮階段 即液態(tài)收縮 凝固收縮和固態(tài)收縮 導(dǎo)致鑄件產(chǎn)生縮孔和縮松的根本原因是液態(tài)收縮和凝固收縮 導(dǎo)致鑄件產(chǎn)生應(yīng)力 變形 裂紋的原因是固態(tài)收縮 金屬材料成形基礎(chǔ)作業(yè) 2 4 鑄件在凝固過(guò)程中所造成的體積縮減如得不到液態(tài)金屬的補(bǔ)充 將產(chǎn)生縮孔或縮松 凝固溫度范圍窄的合金 傾向于 逐層凝固 因此易產(chǎn)生縮孔 而凝固溫度范圍寬的合金 傾向于 糊狀凝固 因此易產(chǎn)生縮松 5 準(zhǔn)確地估計(jì)鑄件上縮孔可能產(chǎn)生的位置是合理安排冒口和冷鐵的主要依據(jù) 生產(chǎn)中確定縮孔位置的常用方法有畫(huà)等溫線法 內(nèi)切圓法和計(jì)算機(jī)模擬凝固法等 6 順序凝固原則主要適用于逐層凝固的合金 其目的是消除縮孔 同時(shí)凝固原則主要適用于糊狀凝固的合金 其目的是減小應(yīng)力 7 鑄件在冷卻收縮過(guò)程中 因壁厚不均等因素造成鑄件各部分收縮的不一致引起內(nèi)應(yīng)力 這種應(yīng)力稱之為熱應(yīng)力 鑄件收縮受到鑄型 型芯及澆注系統(tǒng)的機(jī)械阻礙而產(chǎn)生的應(yīng)力稱為機(jī)械應(yīng)力 8 砂型鑄造制造鑄型的過(guò)程 可分為手工造型和機(jī)器造型 各種機(jī)器造型機(jī)械按緊實(shí)型砂的特點(diǎn)不同分為震壓造型 微震壓實(shí) 高壓造型 拋砂造型等 9 特種鑄造主要包括熔模鑄造 金屬型鑄造 壓力鑄造和離心鑄造等 10 在大批量生產(chǎn)條件下 下列鑄件宜選用的鑄造方法是 機(jī)床床身砂型鑄造 鋁活塞壓力鑄造 鑄鐵污水管離心鑄造 汽輪機(jī)葉片壓力鑄造 1 液態(tài)合金的充型能力是液體金屬充滿鑄型型腔 獲得尺寸精確 輪廓清晰的成形件 鑄件 的能力 2 影響液態(tài)合金充型能力的因素有合金的流動(dòng)性 澆注條件 鑄型充填條件 1 合金在鑄造生產(chǎn)條件下 獲得優(yōu)質(zhì)鑄件的難易程度 2 流動(dòng)性和收縮 合金的流動(dòng)性越好 收縮越小 鑄造性能越好 2 什么是合金的鑄造性能 衡量合金鑄造性能的主要指標(biāo)是什么 其是如何影響的 二 簡(jiǎn)答題與應(yīng)用題 1 什么是液態(tài)合金的充型能力 影響液態(tài)合金充型能力的因素有哪些 3 現(xiàn)采用鑄造方法澆注三根直徑分別為 10mm 30mm 60mm的灰口鑄鐵試棒 測(cè)得它們的抗拉強(qiáng)度均為200MPa 問(wèn)這三根試棒的成分是否相同 牌號(hào)是否相同 若不相同 應(yīng)有何區(qū)別 1 牌號(hào)相同 成分不同 2 因?yàn)殍T鐵的牌號(hào)是用強(qiáng)度來(lái)表示的 其強(qiáng)度相同 則牌號(hào)相同 而影響鑄鐵組織和性能的因素是化學(xué)成分和冷卻速度兩個(gè)因素 試棒的直徑不同 冷卻速度不同 要獲得同一強(qiáng)度 必須調(diào)整其化學(xué)成分 即 10mm的試棒其碳硅含量較高 而 30mm 60mm的試棒其碳硅含量依次降低 4 有一測(cè)試鑄造應(yīng)力用的應(yīng)力框鑄件 如圖2 1所示 凝固冷卻后 用鋼鋸沿A A線鋸斷 30的粗桿 此時(shí)斷口間隙的大小會(huì)發(fā)生什么變化 為什么 1 變大 2 因?yàn)槟汤鋮s后 30的粗桿處于拉應(yīng)力狀態(tài) 10的細(xì)桿處于壓應(yīng)力狀態(tài) 當(dāng)沿A A鋸斷后 粗桿給予細(xì)桿的壓力被釋放 細(xì)桿的彈性壓縮變形恢復(fù)伸長(zhǎng) 所以斷口間隙會(huì)變大 圖2 1鑄造應(yīng)力框鑄件 5 灰口鑄鐵的組織和性能決定于什么因素 為什么在灰口鑄鐵中 碳硅含量越高 則其強(qiáng)度越低 1 灰口鑄鐵的組織和性能決定于化學(xué)成分和冷卻速度 2 因?yàn)樘?硅含量越高 鑄鐵中的石墨片就越粗大 石墨數(shù)量也越多 對(duì)基體的破壞就越嚴(yán)重 同時(shí)基體中鐵素體的量增加 珠光體的量減少 所以鑄鐵的強(qiáng)度越低 6 有一包鐵水 其成分為wC 3 2 wSi 1 8 澆成階梯型鑄件 如圖2 2所示 試問(wèn)在五個(gè)厚度不同的截面上的組織是否相同 各是何種組織 1 不同 2 由于鑄件壁厚不同 其各部分冷卻速度不同 壁厚5 10 20 30 40mm處的組織分別為麻口組織 Ld 石墨 P 石墨 P 石墨 F P 石墨 F 石墨 圖2 2階梯鑄件 7 某廠鑄造一個(gè) 1500mm的鑄鐵頂蓋 有如圖2 3所示兩種設(shè)計(jì)方案 試分析哪種方案易于生產(chǎn) 并簡(jiǎn)述其理由 1 方案a易于生產(chǎn) 2 由于鑄件的尺寸很大 壁厚較薄 屬于大平面結(jié)構(gòu) 鑄件上的大平面極易產(chǎn)生澆不足 夾砂 夾渣 氣孔等缺陷 圖 a 的方案 一方面避免了上述不利因素 還因?yàn)榫哂辛艘欢ǖ慕Y(jié)構(gòu)斜度 有利于造型 圖2 3鑄鐵頂蓋的兩種設(shè)計(jì)方案 8 分析圖2 4所示零件分型方案的優(yōu)缺點(diǎn) 并選擇其中與零件生產(chǎn)類(lèi)型相適應(yīng)的分型方案 大批量生產(chǎn) 單件生產(chǎn) 1 2 方案1 方案1 方案2 方案2 圖 b 方案1 優(yōu)點(diǎn)是起模高度小 砂箱高度減小 缺點(diǎn)是分開(kāi)模造型對(duì)合箱精度要求較高 不易保證整個(gè)螺紋內(nèi)孔表面的質(zhì)量 且需要砂芯 方案2 優(yōu)點(diǎn)是整體模造型 鑄件的尺寸精度易于保證 鑄件螺紋內(nèi)孔表面質(zhì)量均勻 可以直接鑄出鑄件的內(nèi)腔 省去了型芯 缺點(diǎn)是下砂箱高度大 起模高度較大 單件生產(chǎn)時(shí) 應(yīng)選擇方案2 答 圖 a 方案1 優(yōu)點(diǎn)是起模高度小 砂箱高度減小 缺點(diǎn)是分開(kāi)模造型對(duì)合箱精度要求較高 方案2 優(yōu)點(diǎn)是整體模造型不會(huì)因錯(cuò)箱造成鑄件廢品 鑄件精度易于保證 缺點(diǎn)是下砂箱高度大 起模高度較大 不易起模 機(jī)器造型采用型板時(shí)內(nèi)腔1不易形成 在大批量生產(chǎn)時(shí) 應(yīng)選擇方案1 9 圖2 5所示為鑄鐵底座 在保證 50的孔和H不變的前提下 請(qǐng)回答 1 修改結(jié)構(gòu)不合理之處 2 在圖上標(biāo)出最佳分型面和澆注位置 上 下 10 確定如圖2 6所示鑄件的鑄造工藝方案 要求如下 1 在單件 小批生產(chǎn)條件下 分析最佳工藝方案 2 按所選最佳工藝方案繪制鑄造工藝圖 包括澆注位置 分型面 機(jī)械加工余量 起模斜度 鑄造圓角 型芯及芯頭等 其余 上 下 11 確定如圖2 7所示鑄件的鑄造工藝方案 要求如下 1 畫(huà)出幾種可能的分型方案 2 在單件 小批生產(chǎn)條件下 分析并確定最佳工藝方案 3 按所選最佳方案繪制鑄造工藝圖 包括澆注位置 分型面 機(jī)械加工余量 起模斜度 鑄造圓角 型芯及芯頭等 上 下 收縮率 1 方案 最佳 12 鑄件結(jié)構(gòu)工藝性 判斷下列鑄件的結(jié)構(gòu)工藝性 若不合理 請(qǐng)?jiān)谠瓐D上進(jìn)行改 一 填空題1 單晶體的塑性變形是通過(guò)滑移和孿晶的方式完成的 多晶體的塑性變形包括晶內(nèi)變形和晶間變形 2 冷成形后的金屬將產(chǎn)生加工硬化現(xiàn)象 表現(xiàn)為金屬材料的強(qiáng)度和硬度提高 而塑性和韌性降低 3 產(chǎn)生加工硬化的金屬在加熱到較高的溫度時(shí)要發(fā)生回復(fù)和再結(jié)晶 4 由于鍛造流線的存在 金屬的力學(xué)性能具有各向異性 一般平行鍛造流線方向的抗拉強(qiáng)度 塑性和韌性比垂直方向要高 5 金屬在鍛造時(shí)加熱的目的是提高可鍛性 或提高塑性 降低變形抗力 金屬材料成形基礎(chǔ)作業(yè) 3 6 自由鍛的基本工序有鐓粗 拔長(zhǎng) 沖孔 彎曲 扭轉(zhuǎn) 錯(cuò)移 其中最常用的是鐓粗 拔長(zhǎng) 和沖孔三種 7 鍛模模膛通常分為 制坯模膛和 模鍛模膛 其中 又可分為拔長(zhǎng)模膛 滾壓模膛 彎曲模膛和切斷模膛 又可分為預(yù)鍛模膛和終鍛模膛 8 沖壓的基本工序包括 分離和 變形 其中 又分為落料 沖孔 剪切等 又分為拉深 彎曲 翻邊等 9 沖壓模具按照沖床的一次行程所完成工序的多少可分為簡(jiǎn)單沖模 連續(xù)沖模和復(fù)合沖模 其中在模具的同一位置上同時(shí)可以完成兩道以上工序的模具稱為復(fù)合沖模 10 純鉛 T熔 327 的再結(jié)晶溫度為 33 它在常溫下的變形為熱變形 而鎢 T熔 3380 的再結(jié)晶溫度為1188 它在1000 下的變形為冷變形 T再 0 4T熔 0 4 327 273 240 K T再 240 273 33 T再 0 4T熔 0 4 3380 273 1461 K T再 1461 273 1188 11 壓力加工的基本生產(chǎn)方式有軋制 擠壓 拉拔 自由鍛 模鍛 板料沖壓 對(duì)于大型重要件應(yīng)采用自由鍛方法生產(chǎn) 12 圖3 1所示墊圈擬采用簡(jiǎn)單沖裁模生產(chǎn) 其沖壓工序?yàn)?1 落料 2 沖孔 若模具的單面間隙為0 05mm 則 1 的凸模尺寸為 49 9mm 凹模尺寸為 50mm 2 的凸模尺寸為 15mm 凹模尺寸為 15 1mm 圖3 1墊圈 二 簡(jiǎn)答題與應(yīng)用題1 何謂金屬的塑性成形 壓力加工 為什對(duì)某些重要的機(jī)械零件要采用塑性成形制坯 1 在外力作用下使金屬坯料產(chǎn)生塑性變形 獲得具有一定形狀 尺寸和力學(xué)性能的毛坯或零件的成形工藝方法 2 這是因?yàn)樗苄猿尚沃婆魇共牧系牧W(xué)性能提高 a 細(xì)化晶粒 改善組織 b 壓合鑄造缺陷 c 使纖維組織不被切斷 并沿制件外形合理分布 13 單晶體塑性變形的實(shí)質(zhì)是晶體內(nèi)部的滑移和孿晶 而多晶體塑性變形的實(shí)質(zhì)是晶粒內(nèi)部產(chǎn)生滑移和孿晶 晶粒之間進(jìn)行滑動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng) 2 什么是熱塑性成形和冷塑性成形 生產(chǎn)中如何選用 1 在再結(jié)晶溫度以上的變形為熱塑性成型 在再結(jié)晶溫度以下的變形成為冷塑性成形 2 生產(chǎn)中應(yīng)根據(jù)材料的塑性及對(duì)零件的要求進(jìn)行選用 材料的塑性較好 要求變形后部分提高強(qiáng)度 硬度時(shí)選用冷塑性成形 要求材料的可鍛性好 變形抗力小時(shí)選用熱塑性成形 3 熱處理能否消除壓力加工后的纖維組織 采用何種方法可以改變纖維方向 1 不能 2 可以采用壓力加工 塑性成形 的方法改變纖維方向 4 圖3 3所示為一鋼制拖鉤 可以用下列方法制造 鑄造 鍛造 板料切割 其中以什么方法制得的拖鉤拖重能力最大 為什么 1 以鍛造方法制得的拖鉤拖重能力最大 2 這是因?yàn)殄懺炜梢?a 細(xì)化晶粒 改善組織 提高力學(xué)性能 b 壓合部分鑄造缺陷 c 使纖維組織不被切斷 并沿制件外形合理分布 圖3 2拖鉤 拔長(zhǎng) 切肩 拔長(zhǎng) 切肩 拔長(zhǎng) 5 對(duì)圖3 3和圖3 4定性繪出鍛件圖 并選擇自由鍛基本工序 零件全部機(jī)械加工 1 階梯軸 圖3 3 坯料尺寸 150 220 材料 45鋼 生產(chǎn)批量 10件 2 套筒 圖3 4 坯料尺寸 150 170 材料 45鋼 生產(chǎn)批量 20件 鐓粗 沖孔 切肩 芯軸拔長(zhǎng) 或者 拔長(zhǎng) 局部鐓粗 沖孔 6 圖3 5所示零件大批量生產(chǎn)時(shí) 應(yīng)選擇哪種鍛造方法較為合理 請(qǐng)定性繪出鍛件圖 并選擇鍛造基本工序 模型鍛造 工序 1 鐓粗 2 預(yù)鍛 3 終鍛 4 切邊 5 沖孔 6 修整 圖3 5齒輪 7 將材料及尺寸均相同的金屬坯料加熱到相同的溫度 分別在空氣錘和水壓機(jī)上成形時(shí) 金屬坯料的變形抗力是否相同 為什么 當(dāng)金屬材料的塑性較差時(shí) 應(yīng)采用何種鍛壓設(shè)備進(jìn)行成形 1 不同 2 因?yàn)樵诓煌脑O(shè)備上變形速度不同 則其變形抗力不同 其在空氣錘上的變形抗力較大 水壓機(jī)上較小 3 當(dāng)金屬材料的塑性較差時(shí) 應(yīng)采用水壓機(jī)進(jìn)行成形 8 現(xiàn)擬將一厚度為2mm 直徑為120mm的平板坯料 拉深成直徑為40mm 高度為40mm的杯形零件 如圖3 6所示 為防止其產(chǎn)生拉裂 拉穿 起皺等缺陷 在模具設(shè)計(jì)及工藝上應(yīng)采取什么措施 現(xiàn)擬采用多次拉深成形 需拉深幾次方可成形 寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程 在模具設(shè)計(jì)及工藝上應(yīng)采取 凸凹模的工作部分必須具有一定的圓角 凸凹模間隙要合理 控制拉深系數(shù) m 設(shè)置壓邊圈 涂潤(rùn)滑油拉深次數(shù) 2次m d D 0 5 0 8 設(shè)取m1 0 5 60 120得d1 60m2 40 60 0 67 0 5由上面的計(jì)算可知 兩次拉深即可成形 圖3 6拉深件 9 下列自由鍛件 模鍛件及沖壓件的結(jié)構(gòu)工藝性是否合理 若不合理 請(qǐng)修正 12 1 按照實(shí)現(xiàn)焊接過(guò)程手段的不同 焊接方法可分為熔化焊 壓力焊和釬焊三大類(lèi) 埋弧自動(dòng)焊屬于熔化焊 2 手工電弧焊的焊條由 1 焊條芯和 2 藥皮兩部分組成 1 的作用是 導(dǎo)電 填充 2 的作用是 機(jī)械保護(hù)作用 冶金處理作用 穩(wěn)定電弧的作用 金屬材料成形基礎(chǔ)作業(yè) 4 3 焊接接頭由 1 焊縫和 2 焊接熱影響區(qū)組成 2 又可分為熔合區(qū) 過(guò)熱區(qū) 正火區(qū)和部分相變區(qū)等四個(gè)區(qū)域 其中對(duì)焊接接頭性能影響最大的區(qū)域是熔合區(qū)和過(guò)熱區(qū) 一 填空題 5 生產(chǎn)中常見(jiàn)的焊接變形形式有 收縮變形 角變形 彎曲變形 扭曲變形 波浪形變形等五種 減小和預(yù)防焊接變形的工藝方法有 加裕量法 反變形法 剛性固定法 選擇合理的焊接次序等 矯正焊接變形的方法有 機(jī)械矯正法和火焰矯正法 4 焊接時(shí) 產(chǎn)生焊接應(yīng)力和變形的主要原因是 在焊接過(guò)程中 對(duì)工件進(jìn)行局部加熱和快速冷卻 6 根據(jù)釬料熔點(diǎn)的不同 釬焊可分為 軟釬焊和硬釬焊兩類(lèi) 在焊接硬質(zhì)合金車(chē)刀時(shí) 常用硬釬焊 而在焊接電器元件時(shí) 常用軟釬焊 7 焊接時(shí)往往都要對(duì)被焊工件進(jìn)行加熱 熔化焊加熱的目的是熔化母材和焊接材料 壓力焊加熱的目的是使母材處于塑性狀態(tài) 釬焊加熱的目的是熔化釬料 潤(rùn)濕母材 8 如圖4 1所示為汽車(chē)傳動(dòng)軸 由鍛件 45鋼 和鋼管 Q235鋼 焊接而成 大批量生產(chǎn)時(shí) 合適的焊接方法為CO2氣體保護(hù)焊 使用的焊接材料為焊絲H08Mn 9 汽車(chē)車(chē)輪由輪圈和輻板組成 材料均為Q235鋼 如圖4 2所示 大批量生產(chǎn)時(shí) 輪圈由卷板機(jī)卷成 再經(jīng)手工電弧焊焊接而成 而輪圈與輻板則用CO2氣體保護(hù)焊焊接連為一體 焊接材料為焊絲H08Mn 10 焊接時(shí)一般都要對(duì)被焊區(qū)域進(jìn)行保護(hù) 以防有害氣體的侵入 手工電弧焊采用熔渣保護(hù) 埋弧自動(dòng)焊采用焊劑保護(hù) 氬弧焊的保護(hù)措施是氬氣保護(hù) 而在釬焊過(guò)程中則利用熔劑來(lái)進(jìn)行保護(hù) 圖4 2汽車(chē)車(chē)輪 二 簡(jiǎn)答題與應(yīng)用題 1 減少焊接應(yīng)力的工藝措施有哪些 如何消除焊接應(yīng)力 1 減少焊接應(yīng)力的工藝措施 1 合理選擇焊接順序 2 錘擊或碾壓焊縫 3 采用小能量 多層焊 4 焊前預(yù)熱 焊后緩冷 2 消除焊接應(yīng)力 焊后去應(yīng)力退火 2 試分析焊接工人在焊接厚焊件時(shí) 為什么有時(shí)用園頭小錘對(duì)處于紅熱狀態(tài)的焊縫進(jìn)行敲擊 答 因?yàn)楹翊蠛讣?qiáng)度大 在焊接過(guò)程中不易變形 焊接應(yīng)力較大 致使工件產(chǎn)生裂紋的傾向較大 所以在焊接過(guò)程中 常用園頭小錘對(duì)處于紅熱狀態(tài)的焊縫進(jìn)行敲擊 使其產(chǎn)生塑性變形 以減小應(yīng)力 減小其產(chǎn)生裂紋的傾向 3 焊接熱影響區(qū)的寬窄對(duì)焊接接頭的性能有什么影響 如何減少和消除焊接熱影響區(qū) 答 1 焊接接頭包括焊縫和焊接熱影響區(qū) 熱影響區(qū)的寬窄對(duì)焊接接頭的質(zhì)量起著決定性的作用 熱影響區(qū)越寬 焊接接頭產(chǎn)生裂紋的傾向越大 承載能力越差 2 減小和消除熱影響區(qū)的方法有 小電流 快速焊接 采用先進(jìn)的焊接方法 焊前預(yù)熱 焊后熱處理 正火 4 釬焊與熔化焊相比 其焊接過(guò)程的實(shí)質(zhì)有什么不同 釬焊時(shí)所用的熔劑起什么作用 答 1 熔焊是將被焊工件局部加熱到熔化狀態(tài) 彼此產(chǎn)生原子間的結(jié)合形成共同的接頭 實(shí)現(xiàn)永久的連接 而釬焊是用低熔點(diǎn)的金屬做釬料 將工件和釬料加熱到高于釬料熔點(diǎn)而低于母材熔點(diǎn)的溫度 利用液態(tài)釬料濕潤(rùn)母材 填充接頭間隙并與母材相互擴(kuò)散 冷卻凝固后實(shí)現(xiàn)連接 其兩被焊工件之間無(wú)原子間的結(jié)合 2 釬焊時(shí)所用熔劑的作用 清理作用 去除表面氧化皮 降低表面張力 改善液態(tài)釬料對(duì)焊件的濕潤(rùn)性 增強(qiáng)毛細(xì)管作用 保護(hù)作用 5 簡(jiǎn)述熔焊冶金過(guò)程特點(diǎn)及保證焊接質(zhì)量的措施 1 熔焊冶金過(guò)程特點(diǎn) a 熔池金屬溫度高于一般冶金溫度 b 熔池金屬冷卻快 處于液態(tài)的時(shí)間短 c 空氣對(duì)焊縫的影響嚴(yán)重 2 保證焊接質(zhì)量的工藝措施 a 減少有害氣體進(jìn)入熔池 b 滲入合金元素 c 清除已進(jìn)入熔池的有害元素 6 鋁及鋁合金 銅及銅合金等有色金屬焊接的主要問(wèn)題是什么 在生產(chǎn)中常采取哪些措施解決這些問(wèn)題 1 鋁及鋁合金的焊接特點(diǎn) 1 易氧化 2 易產(chǎn)生氣孔 3 易變形開(kāi)裂 4 接頭易軟化 采用氬弧焊 氣焊 釬焊 電阻焊 2 銅及銅合金的焊接特點(diǎn)1 難熔合 2 易氧化 3 易產(chǎn)生氣孔 4 易變形開(kāi)裂 采用氬弧焊 氣焊 釬焊 碳弧焊 7 在焊接如圖4 3所示的T字形截面梁時(shí) 由于焊縫位置分布不對(duì)稱 該件焊后易產(chǎn)生彎曲變形 請(qǐng)?jiān)谠瓐D上用虛線畫(huà)出該圖可能彎曲后的焊件輪廓 即焊件的彎曲方向 現(xiàn)擬用火焰加熱法矯正該變形 試在原圖上標(biāo)注出加熱部位 8 現(xiàn)有厚4mm 長(zhǎng)1200mm 寬800mm的鋼板3塊 需拼焊成一塊長(zhǎng)1800mm 寬1600mm的矩形鋼板 問(wèn)如圖3 2所示的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否合理 若不合理 請(qǐng)予以改正 為減小焊接應(yīng)力與變形 其合理的焊接次序應(yīng)如何安排 焊接次序 123 9 用30mm厚的16Mn鋼板焊接一直徑為5m的容器 16Mn的化學(xué)成分如下 wc 0 12 0 20 wSi 0 20 0 55 wMn 1 20 1 60 wP S 0 045 1 計(jì)算16Mn的碳當(dāng)量 2 判斷16Mn的焊接性 3 在常溫下焊接時(shí)是否需要預(yù)熱 預(yù)熱溫度應(yīng)為多少 1 16Mn的成分取上限時(shí) Ce 0 2 1 6 6 0 47 2 16Mn焊接性較差 3 由于16Mn的焊接性較差 焊件厚度又較厚 需焊前適當(dāng)預(yù)熱 以防止裂紋的產(chǎn)生 預(yù)熱溫度150 250 10 什么是焊接電弧 試畫(huà)出焊接電弧的結(jié)構(gòu) 并指出各部分的名稱 溫度及熱量分布 1 焊接電弧是在具有一定電壓的電極與焊件之間的氣體介質(zhì)中產(chǎn)生的強(qiáng)烈而持久的放電現(xiàn)象 2 電弧的構(gòu)造及溫度 熱量分布 2400K占36 2600K占42 5000 8000K占21 11 判斷下列各種焊件的結(jié)構(gòu)是否合理 若不合理 請(qǐng)?jiān)谠瓐D上修改 1 切削用量三要素是v f ap 車(chē)外圓時(shí) 已知工件轉(zhuǎn)速n 320r min 車(chē)刀移動(dòng)速度vf 64mm min 其它條件如圖5 1所示 試求切削速度v 進(jìn)給量f 切削深度ap 金屬材料成形基礎(chǔ)作業(yè) 5 2 繪圖表注下列刀具的幾何角度 0 0 Kr Kr 1 外圓車(chē)刀 0 100 0 80 Kr 600 Kr 100 2 端面車(chē)刀 0 150 0 100 Kr 450 Kr 300 3 內(nèi)圓車(chē)刀 0 100 0 80 Kr 600 Kr 100 1 車(chē)外圓 n f 切削平面 主剖面 0 0 kr Kr 切削平面 主剖面 0 0 kr Kr 2 端面車(chē)刀 0 0 kr Kr n 3 內(nèi)圓車(chē)刀 3 切削刀具材料應(yīng)具備 較高的硬度 有足夠的強(qiáng)度和韌性 有較好的耐磨性 較高的耐熱性 有較好的工藝性等性能 常用的刀具材料有 碳素工具鋼 合金工具鋼 高速鋼 硬質(zhì)合金 4 可加工內(nèi)圓表面的切削加工方法有 鉆 擴(kuò) 鉸 車(chē) 鏜 拉 銑 磨 珩磨 其中在實(shí)體上加工孔時(shí) 必須首先進(jìn)行鉆削加工 5 可加工平面的切削加工方法有 刨 銑 車(chē) 端面 磨 拉 研磨 其中刨和銑是最主要的方法 6 切削力可分解為主切削力 切向力 背向力 徑向力 和進(jìn)給力 軸向力 影響切削力的因素有工件材料 切削用量 刀具角度和刀具材料及切削液 8 切屑的種類(lèi)有帶狀切屑 節(jié)狀切屑和崩碎切屑 影響切屑變形的因素有工件材料 刀具角度 切削用量 7 刀具磨損的形式有前刀面磨損 后刀面磨損和前后刀面同時(shí)磨損 刀具的磨損過(guò)程分為初期磨損階段 正常磨損階段和急劇磨損階段三個(gè)階段 9 積屑瘤的形成條件是什么 其對(duì)加工過(guò)程會(huì)產(chǎn)生什么影響 1 切削塑性材料 中等切削速度 2 代替切削刃切削 保護(hù)刀具 增大了刀具前角 可減小切削變形和切削力 積屑瘤不穩(wěn)定 易產(chǎn)生振動(dòng)和沖擊 減低加工精度 增大表面粗糙度 10 刀具的主要標(biāo)注角度有哪些 其對(duì)加工過(guò)程的影響如何 1 前角 后角 主偏角 副偏角和刃傾角 2 前角的影響 減小切屑的變形 減小前刀面與切屑之間的摩擦力 因此增大前角 可以減小切削力和切削熱 減小刀具的磨損 提高工件的加工精度和表面質(zhì)量 后角的影響 減小刀具后刀面與加工表面之間的摩擦 增大后角 可以減小刀具的磨損 提高工件的加工表面質(zhì)量 主偏角 減小主偏角 提高刀具壽命 使徑向分力增大 易引起工件變形和振動(dòng) 副偏角 影響零件的已加工表面粗糙度及刀具壽命刃傾角 影響刀頭強(qiáng)度及切屑流出的方向 11 為什么許多復(fù)雜刀具如銑刀 拉刀 滾刀等用高速鋼制造 高速鋼的切削速度比碳素工具鋼和合金工具鋼提高1 3倍 而且韌性好 制造工藝性好 可以鍛 焊 熱軋加工 且熱處理變形小 可以制造形狀復(fù)雜的刀具 12 填表回答所列加工方法的主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行者 工件或刀具 及運(yùn)動(dòng)形式 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 直線運(yùn)動(dòng)或往復(fù)直線運(yùn)動(dòng) 13 選擇圖5 2所示零件內(nèi)孔的加工方法 材料 45 14 按零件要求 選擇加工方法及加工順序 15 圖5 4所示為心軸體零件 數(shù)量28件 毛坯為鍛件 請(qǐng)選擇加工方案 16 圖5 5所示為小架零件 數(shù)量50件 毛坯為鑄件 請(qǐng)選擇加工方案 17 加工圖5 6所示零件上的外圓A B C 根據(jù)所給條件選擇加工方案 包括熱處理工序的安排 圖5 6外圓面加工 18 加工圖5 7所示零件上的A B C D孔 根據(jù)所給條件選擇加工方案 包括熱處理工序的安排 圖5 7內(nèi)圓面加工 1 什么是生產(chǎn)過(guò)程 什么是工藝過(guò)程 金屬材料成形基礎(chǔ)作業(yè) 6 將原材料制成各種零件并裝配成機(jī)器的全過(guò)程 稱為生產(chǎn)過(guò)程 在生產(chǎn)過(guò)程中 直接改變?cè)牧匣蛎鞯男螤?尺寸 相對(duì)位置和性能等 使其成為成品或半成品的過(guò)程 稱為工藝過(guò)程 2 切削加工過(guò)程中所用的夾具有哪些類(lèi)型 專用夾具主要有哪幾部分組成 夾具中常用的定位元件有哪些 1 按使用范圍的不同 機(jī)床夾具通?？煞譃橐韵聨最?lèi) 通用夾具 專用夾具 成組可調(diào)夾具 組合夾具 自動(dòng)化生產(chǎn)用夾具 2 專用夾具主要由 定位元件 夾緊裝置 導(dǎo)向及對(duì)刀元件 夾具體 連接元件 其他元件及裝置等組成 3 常用的定位元件 支承釘或支承板 V形塊 定位套筒 定位心軸 定位銷(xiāo) 3 工件的基準(zhǔn)包括 1 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和 2 工藝基準(zhǔn) 其中 2 為工藝過(guò)程中所使用的基準(zhǔn) 2 又可分為定位基準(zhǔn) 測(cè)量基準(zhǔn)和裝配基準(zhǔn) 4 T形螺桿如圖6 1所示 其工藝過(guò)程如下 請(qǐng)分別填表寫(xiě)出其工序 安裝 工位及工步 1 在鋸床上切斷下料 35 125 2 在車(chē)床