現(xiàn)代工程材料成形與機械制造基礎-第二版--冊-部分題庫與答案 (1)

1、現(xiàn)代工程材料成形機及機械制造基礎1.分析圖示軌道鑄件熱應力的分布，并用虛線表示出鑄件的變形方向。工藝上如何解決？軌道上部較下部厚，上部冷卻速度慢，而下部冷卻速度快。因此，上部產生拉應力，下部產生壓應力。變形方向如圖。 反變形法5.如圖一底座鑄鐵零件，有兩種澆注位置和分型面方案，請你選擇一最佳方案，并說明理由。方案()最佳.。 理由：方案()是分模造型，上下鑄件易錯邊，鑄件尺寸精度差。方案()是整模造型, 鑄件尺寸精度高。內腔無需砂芯成型，它是靠上、下型自帶砂芯來成形。6.下圖為支架零件簡圖。材料HT200，單件小批量生產。（1）選擇鑄型種類（2）按模型分類應采用何種造型方法？（3）在圖中標出分

2、型面、澆注位置、加工余量 (1) 砂型鑄造，(2)整模造型（3）分型面、澆注位置、加工余量：見圖9.如圖，支架兩種結構設計。（1）從鑄件結構工藝性方面分析，何種結構較為合理？簡要說明理由。（2）在你認為合理的結構圖中標出鑄造分型面和澆注位置。(1）（b）結構較為合理。因為它可省去懸臂砂芯。（2）見圖。分型面。 澆注位置(說明：澆注位置上、下可對調）12.如圖所示鑄件結構是否合理？如不合理，請改正并說明理由。鑄件上部太厚，易形成縮孔，壁厚不均勻易造成熱應力。可減小上部壁厚，同時設加強筋。無結構圓角，拐彎處易應力、開裂。設圓角。3.某廠鑄造一個1500mm的鑄鐵頂蓋，有圖示兩個設計方案，分析哪個方

3、案的結構工藝性好，簡述理由。(a)圖合理(b)圖結構為大的水平面，不利于金屬液體的充填，易造成澆不足、冷隔等缺陷；不利于金屬夾雜物和氣體的排除，易造成氣孔、夾渣缺陷；大平面型腔的上表面，因受高溫金屬液的長時間烘烤，易開裂使鑄件產生夾砂結疤缺陷。7.圖示鑄件的兩種結構設計，應選擇哪一種較為合理？為什么？零件一：(b)合理。它的分型面是一平面，可減少造型工作量，降低模板制造費用。零件二:(a)合理。凸臺便于起模，而a圖所示的凸臺需用活塊或增加外部芯子才能起模。8.改正下列砂型鑄造件結構的不合理之處。并說明理由（a）圖：鑄件外形應力求簡單，盡量不用活塊和型芯。圖a上凸臺妨礙起模，需采用活塊或型芯或三

4、箱造型。將外凸改為內凸，有利于外形起模，且不影響內腔成形。(b) 圖：凸臺結構應便于起模。圖示的凸臺需用活塊或增加外部芯子才能起模。將凸臺延長到分型面，省去了活塊或芯。 9.改正下列砂型鑄造件結構的不合理之處。并說明理由(a)圖：減少鑄件分型面的數(shù)量，可以降低造型工時，減少錯箱、偏芯等缺陷，提高鑄件的尺寸精度。(b)圖：設計時應盡量分散和減少熱節(jié)，避免多條筋互相交叉，防止產生熱應力和縮孔與縮松。 10.改正下列砂型鑄造件結構的不合理之處。并說明理由 (a)圖：凸臺結構應便于起模。圖示的凸臺需用活塊或增加外部芯子才能起模。將凸臺延長到分型面，省去了活塊或芯。(b)圖：鑄件壁不宜過厚，否則易引起晶

5、粒粗大，還會出現(xiàn)縮孔、縮松、偏析等缺陷，使鑄件的力學性能下降；過厚的鑄件壁，還會造成金屬的浪費。1.如圖單件小批量生產的階梯軸，試確定鍛造方法，定性地繪出鍛件圖（可就在原圖基礎上畫），并指出需采用哪些工序才能鍛成（原始坯料為圓鋼）？ 自由鍛 下料、拔長、兩端壓肩、局部拔長、切頭1.圖示鍛造零件，單件生產。確定鍛造方法及鍛造工序（工步），繪制鍛件簡圖。（所有面均加工） 自由鍛 下料、鐓粗、沖孔、擴孔。2.圖示鍛造零件，大批量生產。確定鍛造方法及鍛造工序（工步），并繪制鍛件工藝簡圖。（所有面均加工） 錘上模鍛 下料終鍛切飛邊沖孔連皮分型面、加工余量、沖孔連皮、拔模斜度如圖。9.簡述錘上模鍛件分型面

6、的選擇原則。標出下圖所示錘上模鍛件的分模面。 應取最大截面為分模面，保證鍛件順利地從模膛取出；應使模膛深度最淺； 鍛件上所加的敷料最少；使上下模膛的輪廓相同；分模面盡量為一平面 。10.試為下圖所示模鍛件選擇合理的分模面位置。 (a) (b) (c)19.下圖所示自由鍛件的兩種結構，哪一個合理？為什么？（1）（a）合理。自由鍛無法鍛出圖（b）的錐體結構 （2）（b）合理。自由鍛無法鍛出圖（a）的加強筋。20.下圖所示自由鍛件的兩種結構，哪一個合理？為什么？ (1)(b)合理。幾何體的交接處不應形成空間曲線(2)(a)合理。避免零件具有薄壁、高筋、凸起等不良結構。21.如圖所示鍛件，在大批量生產

7、時，其結構是否適于模鍛的工藝要求？如有不當，請修改并簡述理由。 其結構不適于模鍛的工藝要求。 零件輪輻過于扁薄，薄壁部分金屬模鍛時容易冷卻，不易充滿模膛。非加工表面間所形成的角應按模鍛圓角來進行設計。零件上與錘擊方向平行的非加工表面，應設計出模鍛斜度。22.改進下列自由鍛零件的結構工藝性，并說明理由。(a)幾何體的交接處不應形成空間曲線。(b)鍛件的橫截面積有急劇變化或形狀較復雜時，應設計成由數(shù)個簡單件構成的組合體，每個簡單件鍛制成形后，再用焊接方式構成整體零件.23.改進下列自由鍛零件的結構工藝性，并說明理由。 (a)幾何體的交接處不應形成空間曲線。(b)鍛件的橫截面積有急劇變化或形狀較復雜

8、時，應設計成由數(shù)個簡單件構成的組合體，每個簡單件鍛制成形后，再用機械聯(lián)接方式構成整體零件。24.改進下列自由鍛零件的結構工藝性，并說明理由。(a)幾何體的交接處不應形成空間曲線。(b)排樣應合理，使廢料最少。 25.請糾正原結構錯誤。30.為減少焊接應力與變形。下圖焊件應采用何焊接順序？如不采用此順序可能會出現(xiàn)何種問題？ 焊接順序：1-2-3-4-5-6-7-8。可減少角變形。（溫度分布均衡，開始焊接時產生的便形可被后來焊接部位的變形所抵消）。 如不采用此順序可能會出現(xiàn)角變形。31.為減少焊接應力與變形。下圖焊件應采用何焊接順序？如不采用此順序可能會出現(xiàn)何種問題？ 焊接順序：1-2。 如采用2

9、-1，則焊1時，焊件、橫向收縮收縮受阻產生應力，甚至造成焊縫交叉處產生裂紋。32.如圖，拼焊板件是否合理？為什么？如不合理，應怎樣改變？其合理的焊接次序是什么？ 不合理。焊縫密集交叉，會造成金屬過熱，加大熱影響區(qū)，使組織惡化；焊接應力大。焊縫布置如圖焊接次序是：先焊垂直焊縫，然后焊兩條水平焊縫。 33.下圖所示為低碳鋼丁字梁焊接件，焊后會產生如圖所示的彎曲變形，試分析產生彎曲變形的原因,如何矯正所產生的變形? 原因：丁字梁焊縫集中在下部，焊縫分布不對稱。焊后焊縫冷卻收縮受到低溫部分的阻礙。焊縫區(qū)縱向受拉應力，遠離焊縫區(qū)受壓應力。焊縫區(qū)產生壓縮變形，遠離焊縫區(qū)產生拉伸變形。 矯正：火焰矯正法。加

10、熱區(qū)如圖。加熱處在冷卻收縮時產生反向變形以矯正原有的變形。機械矯正法。在壓力機上施加外力矯正。 34.在圖中標出圖示T字形焊接梁可能出現(xiàn)的焊接變形方向，并說明原因。列舉矯正變形的工藝方法。 變形方向如圖虛線。T形梁焊縫集中在下部，焊縫分布不對稱。焊后焊縫冷卻收縮受到低溫部分的阻礙。焊縫區(qū)縱向受拉應力，遠離焊縫區(qū)受壓應力。焊縫區(qū)產生壓縮變形，遠離焊縫區(qū)產生拉伸變形。 矯正：火焰矯正法。機械矯正法。 35.下圖所示的兩種焊接結構中哪種比較合理？為什么？(a)結構合理。因為對接接頭好于搭接接頭。36.下圖所示兩種焊接結構，哪一個合理？為什么？(1)（b）合理。 焊縫應避開應力集中的轉角位置，以防止焊

11、接應力與外加應力相互疊加，造成過大的應力而開裂。(2)（b）合理。 焊縫布置盡可能分散，避免密集交叉。焊縫集中分布容易使接頭過熱，力學性能降低，甚至出現(xiàn)裂紋。焊縫位置盡可能對稱分布，焊縫的對稱布置可以使各條焊縫的焊接變形相抵消，對減小焊接變形有明顯的效果。 37.如圖焊接結構，何種較合理？簡要分析其原因。 (1)b合理 焊縫應盡量避開最大應力部位，以防止焊接應力與外加應力相互疊加，造成過大的應力而開裂。 (b)a合理 焊縫應盡量避開機械加工面，以避免焊接應力和變形對已加工表面精度的影響。38.如圖焊接件采用焊條電弧焊，何種方案較合理？簡要分析其原因。(1)b合理 焊縫應盡量避開最大應力部位，以

12、防止焊接應力與外加應力相互疊加，造成過大的應力而開裂。(2)b合理 焊縫盡可能分散布置，避免密集交叉。焊縫集中分布容易使接頭過熱，力學性能降低，甚至出現(xiàn)裂紋。39.如圖焊接結構，何種較合理？簡要分析其原因。(1)a合理 焊縫位置應考慮各焊接過程中對熔化金屬的保護。埋弧焊時應考慮接頭處容易存放焊劑、保持熔融合金和熔渣； (2)a合理 焊縫位置應考慮焊接所需要的施焊操作空間。手工電弧焊時需考慮留有一定焊接空間，以保證焊條的運行自如。40.如圖焊接結構，何種較合理？簡要分析其原因。(1)a合理 焊縫位置應考慮焊接所需要的施焊操作空間。點焊時應考慮電極安放。(2)a合理 焊縫位置應考慮各焊接過程中對熔化金屬的保護。氣體保護焊時應考慮氣體的保護效果。41.下圖所示焊接結構是否合理？為什么？若不合理,應如何改正?(a)不合理 焊縫位置應考慮焊接所需要的施焊操作空間。手工電弧焊時需考慮留有一定焊接空間，以保證焊條的運行自如。(b)不合理 焊縫應盡量避開機械加工面，以避免焊接應力和變形對已加工表面精度的影響。42. 下圖所示焊接結構是否合理？為什么？若不合理,應如何改正? (a)不合理 焊縫位置應考慮焊接所需要的施焊操作空間。點焊時應考慮電極安放。(b)不合