機(jī)械制造基礎(chǔ)(20211127045426)

1、自測單元 1 一、填空題1 在鐵碳合金中，萊氏體是由和所構(gòu)成的機(jī)械混合物。2 鋼的熱處理工藝由、和三個階段組成，一般來說，它不改變熱處理工件的， 而改變其。3 金屬材料的基本性能包括強(qiáng)度指標(biāo)， 分為s、b、或、硬度、和-1等指標(biāo)。4 金屬抵抗沖擊載荷作用而不破壞的能力稱為，其數(shù)值，材料的韌性愈好。沖擊韌性值的大小與試驗的溫度、試樣的形狀、表面粗超度和等因素的影響。二 簡答題1、說明下列符號的含義及其所表示的機(jī)械性能指標(biāo)的物理意義：s，b，hrc ，180hbs10/1000/30。2、何為鋼的熱處理 ?鋼的熱處理方法有哪些基本類型? 3、退火和正火的主要區(qū)別是什么?生產(chǎn)中如何選擇退火和正火?

2、4、一批 45 鋼(含碳量 0.45 ) 試樣(尺寸 15 mm 10 mm)，因其組織晶粒大小不均勻，需采用退火處理。應(yīng)采用以下哪種退火工藝? （1）緩慢加熱至 700，保溫足夠時問，隨爐冷卻至室溫；（2）緩慢加熱至 840，保溫足夠時間，隨爐冷卻至室溫；（3）緩慢加熱至 1 l00 ，保溫足夠時間，隨爐冷卻至室溫。自測單元 2 一填空題1) 孔的公差帶在軸的公差帶之上為_配合；?孔的公差帶與軸的公差帶相互交迭 _配合；孔的公差帶在軸的公差帶之下為_ 配合。2) 配合公差等于 _ ，其數(shù)值應(yīng)是 _ 值。3) 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，?基孔制配合中，?基準(zhǔn)孔以 _?偏差為基本偏差 ,其數(shù)值等于 _，（基軸制

3、配合中，基軸以 _偏差為基本偏差，其數(shù)值等于 _） 。4) 公 差 帶 的 位 置 由 _決 定 ， 公 差 帶 的 大 小 由_ 決定。5) 基本尺寸小于500mm, 國家標(biāo)準(zhǔn)對標(biāo)準(zhǔn)公差規(guī)定了_級，最高級為 _最低級為 _。6) 標(biāo)準(zhǔn)公差的數(shù)值只與 _ 和_ 有關(guān)。7) 采用低碳合金鋼做重要的軸類零件是通過熱處理獲得優(yōu)秀的材料性 能 的 ， 因 此 通 常 需 要 對 零 件 毛 坯 進(jìn) 行 _， 以_，并獲得良好的加工性能。 加工中間進(jìn)行 _ ，在加工中需要安排對 _ 的 _和最后_ 。二. 選擇題(1) 相互結(jié)合的孔和軸的精度決定了_。、配合精度的高低、配合的松緊程度、配合的性質(zhì)(2)

4、配合是 _相同的孔與軸的結(jié)合。、基本尺寸、實際尺寸、作用尺寸、實效尺寸(3) 標(biāo)準(zhǔn)公差值與 _有關(guān)。、基本尺寸和公差等級、基本尺寸和基本偏差、公差等級和配合性質(zhì)、基本偏差和配合性質(zhì)三計算題已知一光滑圓柱配合件20h8/f7, 根據(jù)下表所列已知條件， 求其它各項數(shù)據(jù)，并填入表中。 （15 分）配合件的尺寸基本尺寸d（ d）極限尺寸極限偏差極限間隙（過盈）尺寸公差it 配合公差tf 公差配合圖最大dmax (dmax) 最小dmin (dmin) 上偏差es (es) 下偏差ei （ei）xmax （ ymin ）xmin（ymax ）20h8/f7 0.033 -0.020 0.021 四 簡答

5、題根據(jù)鐵碳相圖說明當(dāng)含碳量為0.7 的碳素鋼從液態(tài)狀態(tài)凝固過程中經(jīng)過有液態(tài)到室溫組織的基本過程，包括不同區(qū)間的狀態(tài)和結(jié)構(gòu)。自測單元 3 一、填空題1 適用于加工平面、尺寸較大的溝槽和加工窄長的平面。其直線往復(fù)運動，工作臺橫向間歇移動，可獲得較好的表面粗糙度。2 常見的外圓加工方法有和。3 滾齒機(jī)的機(jī)床用類代號（字母）和主參數(shù)（數(shù)字）表示，其主參數(shù)是指機(jī)床的，它利用進(jìn)行齒輪加工的專門機(jī)床，但不能加工齒輪、人字形齒輪的輪齒。4 刀具的獨立標(biāo)注角度是，和。二 簡答題1 結(jié)合圖所示簡述金屬切削中4 個基本過程，指出3 個變形區(qū)及其切削過程中的基本特點？2 從切削用量、工件材料和刀具幾何角度方面簡述影響

6、切削熱的主要因素。3 以車削外圓為例簡述切削力及其分力。4 什么是積屑瘤？試述其成因和對加工的影響。在精加工工藝設(shè)計中，如何考慮積屑瘤問題？5 什么是逆銑？逆銑對加工的影響？自測單元 4 一 填空1 加工階段一般可以劃分為，三個階段。2 尺寸鏈的兩個特性是相關(guān)性（即一個尺寸變動組成其它尺寸變動）和。 （即各尺寸構(gòu)成） 。二 簡答題1 誤差復(fù)映2 粗基準(zhǔn) ？如何選擇粗基準(zhǔn)？簡述選擇粗基準(zhǔn)的一般原則？3 欠定位？欠定位允許否？4 六點定位原則？三計算題1 在加工如圖所示零件時，圖樣要求保證尺寸60.1mm ，因這一尺寸不便于測量，只能通過度量尺寸 l 來間接保證，試求工序尺寸 l 及其公差。2在車

7、床上加工長軸零件已知：該批零件毛坯影響切削力變化的最大誤差為2.5mm 。零件加工存在誤差復(fù)映現(xiàn)象影響加工質(zhì)量，其端面如圖。 測量得到切削加工系統(tǒng)的剛度系數(shù)k=100,其誤差復(fù)映影響系數(shù)為c=15 問：要得到誤差為0.06 的尺寸精度，需要設(shè)計最少走刀幾次。（提示：誤差復(fù)映系數(shù)= c/k）3分析圖示萬能升降臺銑床的主運動傳動鏈。（圖在下頁）（1）寫出該傳動鏈的兩個端點。（2）寫出傳動路線表達(dá)式。（3）計算轉(zhuǎn)速級數(shù)及主軸最高轉(zhuǎn)速和最低轉(zhuǎn)速。自測單元 1 答案一、填空題1 奧氏體滲碳體2 加熱 、 保溫冷卻形狀 ， 性能。3屈服強(qiáng)度s、抗拉強(qiáng)度 b、伸長率斷面收縮率 、疲勞強(qiáng)度-14 沖擊韌性，愈

8、大，內(nèi)部組織二 簡答題1、說明下列符號的含義及其所表示的機(jī)械性能指標(biāo)的物理意義：s，b，hrc ，180hbs10/1000/30。答：s：屈服強(qiáng)度材料產(chǎn)生屈服現(xiàn)象時的最小應(yīng)力值稱為屈服強(qiáng)度，用符號 s (mpa)表示。b：抗拉強(qiáng)度材料被拉斷前所能承受的最大載荷時的應(yīng)力值稱為抗拉強(qiáng)度，用符號 b(mpa)表示。hrc： 洛氏硬度 洛氏硬度試驗是目前應(yīng)用最廣的試驗方法，是一種壓入硬度試驗，是測量壓痕的深度以深度大小表示材料的硬度值。180hbs10/1000/30。 ： 180hbs10/1000/30表示用直徑為10mm 的淬火鋼球在1000kgf(9.807kn) 的載荷作用下時問保持30

9、s所測得的布氏硬度值為 180。2、何為鋼的熱處理 ?鋼的熱處理方法有哪些基本類型? 答：鋼的熱處理主要是改善鋼的性能，主要有兩個途徑（1）調(diào)整鋼的化學(xué)成分，加入合金元素（2）鋼的熱處理，改變組織結(jié)構(gòu)熱處理：通過加熱，保溫，冷卻等操作方法，使鋼的組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，以獲得所需性能的一種加工工藝。分類：普通熱處理：退火，正火，淬火，回火表面熱處理：表面淬火（火焰加熱，感應(yīng)加熱），化學(xué)熱處理（滲碳，氮化，碳氮共滲）3、退火和正火的主要區(qū)別是什么?生產(chǎn)中如何選擇退火和正火? 答：正火和退火的工藝目的基本相同，工藝也基本一樣，只是正火的冷卻速度稍快一些，故正火的組織比較細(xì)，它的硬度、強(qiáng)度比退火高。45

10、鋼正火、退火狀態(tài)的機(jī)械性能比較退火和正火工藝很相似，實際應(yīng)用時可以從以下三方面考慮進(jìn)行選擇。1) 切削加工性考慮：一般認(rèn)為硬度在170230hbs 范圍內(nèi)的鋼材，其切削加工性能較好。硬度高，不但難以加工，且刀具容易磨損；但硬度過低時，切削加工中易 “ 粘刀” ，使刀具發(fā)熱而磨損，且加工后零件表面粗糙度值也高。2）從使用性能考慮：對于亞共析鋼來說，正火處理比退火處理具有較好的機(jī)械性能。 如果零件的性能要求不高， 可用正火作為最終熱處理。但當(dāng)零件形狀復(fù)雜，正火的冷卻速度較快，有形成裂紋的缺陷時，則用退火。3）從經(jīng)濟(jì)上考慮： 正火比退火的生產(chǎn)周期短， 成本低，操作方便，故在可能的條件下，應(yīng)優(yōu)先采用正

11、火。4、一批 45 鋼(含碳量 0.45 ) 試樣(尺寸 15 mm 10 mm)，因其組織晶粒大小不均勻，需采用退火處理。應(yīng)采用以下哪種退火工藝? （1）緩慢加熱至 700，保溫足夠時問，隨爐冷卻至室溫；（2）緩慢加熱至 840，保溫足夠時間，隨爐冷卻至室溫；（3）緩慢加熱至 1 l00 ，保溫足夠時間，隨爐冷卻至室溫。答：應(yīng)采用（ 2）退火工藝 . 狀態(tài)抗拉強(qiáng)度2延伸率 () 沖擊值2hbs(w) 退火65007000 1520 400600 180 正火70008000 1520 500800 220 自測單元 1 答案一、填空題1 奧氏體滲碳體2 加熱 、 保溫冷卻形狀 ， 性能。3屈

12、服強(qiáng)度s、抗拉強(qiáng)度 b、伸長率斷面收縮率 、疲勞強(qiáng)度-14 沖擊韌性，愈大，內(nèi)部組織二 簡答題1、說明下列符號的含義及其所表示的機(jī)械性能指標(biāo)的物理意義：s，b，hrc ，180hbs10/1000/30。答：s：屈服強(qiáng)度材料產(chǎn)生屈服現(xiàn)象時的最小應(yīng)力值稱為屈服強(qiáng)度，用符號 s (mpa)表示。b：抗拉強(qiáng)度材料被拉斷前所能承受的最大載荷時的應(yīng)力值稱為抗拉強(qiáng)度，用符號 b(mpa)表示。hrc： 洛氏硬度 洛氏硬度試驗是目前應(yīng)用最廣的試驗方法，是一種壓入硬度試驗，是測量壓痕的深度以深度大小表示材料的硬度值。180hbs10/1000/30。 ： 180hbs10/1000/30表示用直徑為10mm

13、的淬火鋼球在1000kgf(9.807kn) 的載荷作用下時問保持30 s所測得的布氏硬度值為 180。2、何為鋼的熱處理 ?鋼的熱處理方法有哪些基本類型? 答：鋼的熱處理主要是改善鋼的性能，主要有兩個途徑（1）調(diào)整鋼的化學(xué)成分，加入合金元素（2）鋼的熱處理，改變組織結(jié)構(gòu)熱處理：通過加熱，保溫，冷卻等操作方法，使鋼的組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，以獲得所需性能的一種加工工藝。分類：普通熱處理：退火，正火，淬火，回火表面熱處理：表面淬火（火焰加熱，感應(yīng)加熱），化學(xué)熱處理（滲碳，氮化，碳氮共滲）3、退火和正火的主要區(qū)別是什么?生產(chǎn)中如何選擇退火和正火? 答：正火和退火的工藝目的基本相同，工藝也基本一樣，只是正

14、火的冷卻速度稍快一些，故正火的組織比較細(xì)，它的硬度、強(qiáng)度比退火高。45 鋼正火、退火狀態(tài)的機(jī)械性能比較退火和正火工藝很相似，實際應(yīng)用時可以從以下三方面考慮進(jìn)行選擇。1) 切削加工性考慮：一般認(rèn)為硬度在170230hbs 范圍內(nèi)的鋼材，其切削加工性能較好。硬度高，不但難以加工，且刀具容易磨損；但硬度過低時，切削加工中易 “ 粘刀” ，使刀具發(fā)熱而磨損，且加工后零件表面粗糙度值也高。2）從使用性能考慮：對于亞共析鋼來說，正火處理比退火處理具有較好的機(jī)械性能。 如果零件的性能要求不高， 可用正火作為最終熱處理。但當(dāng)零件形狀復(fù)雜，正火的冷卻速度較快，有形成裂紋的缺陷時，則用退火。3）從經(jīng)濟(jì)上考慮： 正

15、火比退火的生產(chǎn)周期短， 成本低，操作方便，故在可能的條件下，應(yīng)優(yōu)先采用正火。狀態(tài)抗拉強(qiáng)度2延伸率 () 沖擊值2hbs(w) 退火65007000 1520 400600 180 正火70008000 1520 500800 220 4、一批 45 鋼(含碳量 0.45 ) 試樣(尺寸 15 mm 10 mm)，因其組織晶粒大小不均勻，需采用退火處理。應(yīng)采用以下哪種退火工藝? （1）緩慢加熱至 700，保溫足夠時問，隨爐冷卻至室溫；（2）緩慢加熱至 840，保溫足夠時間，隨爐冷卻至室溫；（3）緩慢加熱至 1 l00 ，保溫足夠時間，隨爐冷卻至室溫。答：應(yīng)采用（ 2）退火工藝 . 自測單元 3

16、答案一、填空題1 刨削主運動進(jìn)給運動2 車削磨削3 y 最大加工尺寸范成法輪齒內(nèi)4 前角后角主偏角副偏角副后角刃傾角二 簡答題1 結(jié)合圖所示簡述金屬切削中4 個基本過程，指出 3 個變形區(qū)及其切削過程中的基本特點？答：形成切屑的過程經(jīng)歷了“擠壓、滑移、擠裂、切離”四個階段。第一變形區(qū)（圖中）， 其變形的主要特征就是滑移面的剪切變形，以及隨之產(chǎn)生的加工硬化。在第二變形區(qū)（圖中）切屑沿前刀面流出，受到前刀面的擠壓和摩擦，金屬流動緩慢，表層晶粒再度被拉長出現(xiàn)纖維化。第三變形區(qū)（圖中）的已加工表面產(chǎn)生變形與回彈，造成纖維化、加工硬化和殘余應(yīng)力， 對已加工表面的質(zhì)量和刀具的磨損都有很大的影響。2 從切削

17、用量、工件材料和刀具幾何角度方面簡述影響切削熱的主要因素。答：影響因素：（1）切削用量的影響：切削速度越高，由切屑帶走的熱量越多；進(jìn)給量增大，切削功消耗多，切削溫度升高；背吃刀量增大，增加了散熱面積，散熱條件明顯改善。（2）工件材料的影響：工件材料的硬度和強(qiáng)度越高，切削溫度越高；工件材料的塑性越大，切削溫度越高。（3）刀具幾何角度的影響：前角增大，功消耗少，切削溫度降低；主偏角增大，散熱面積減少，切削溫度略有上升。3 以車削外圓為例簡述切削力及其分力。答：通常將車刀對工件作用分解為相互垂直的三個分力：切削力、進(jìn)給力和背向力。切削力（或稱主切削力、切向分力） ：切削合力在主運動方向上的正投影。進(jìn)

18、給力（或稱軸向分力） ：切削合力在進(jìn)給運動方向上的正投影。背向力（或稱徑向分力） ：切削合力在垂直于工作平面上的分力。4 什么是積屑瘤？試述其成因和對加工的影響。在精加工工藝設(shè)計中，如何考慮積屑瘤問題？答：在切削塑性材料時， 經(jīng)常在前刀面上靠近刃口處粘結(jié)一小塊很硬的金屬楔塊，這個金屬楔塊成為積屑瘤。在中速切削（ v=0.33m/s 左右）塑性材料時，在一定的切削條件下，隨著切屑與刀具前刀面溫度的提高，壓力、摩擦力的增加，使接近刀具前刀面切削刃處的切屑塑性變形層流速減慢，愈接近刀具前刀面處的流速愈慢。 當(dāng)溫度和壓力增加到一定程度，底層金屬層與前刀面產(chǎn)生粘結(jié)時，出現(xiàn)切屑“滯流”現(xiàn)象。積屑瘤改變刀具

19、實際前角， 在粗加工中減少切削力， 有利于切削，在精加工中由于積屑瘤的不穩(wěn)定，影響零件的精度， 脫落的積屑瘤碎片會劃傷零件表面，影響零件的表面質(zhì)量。在精加工中， 積屑瘤是不利于保證零件精度的，以此需要避免產(chǎn)生積屑瘤。在工藝設(shè)計中可采用高速切削和低速切削方法，常用的方法是合金鋼刀具的寬刃低速切削或硬質(zhì)合金刀具的高速切削。5 什么是逆銑？逆銑對加工的影響？答：在銑刀與工件已加工面的切點處，旋轉(zhuǎn)銑刀切削刃的運動方向與工件進(jìn)給方向相反的銑削稱為逆銑。逆銑時，切削層由薄到厚，刀齒切入時要滑移一段距離才能切入，因而摩擦嚴(yán)重，切削溫度升高，已加工表面粗糙度增大。銑刀對工件的垂直分力向上（不利于夾緊） ，使工

20、件產(chǎn)生向上抬起的趨勢，易產(chǎn)生振動而影響表面粗糙度。逆銑時，銑刀對工件的水平分力與工作臺的進(jìn)給方向相反，在水平分力的作用下工作臺絲杠與螺母間總保持緊密接觸（工作臺不會產(chǎn)生爬行啃刀現(xiàn)象），絲杠與螺母之間的間隙對銑削沒有任何影響。自測單元 4 答案一 填空1 粗加工階段，半精加工階段，精加工階段。2 封閉性（按順序、閉環(huán)） 。二 簡答題1 誤差復(fù)映答：誤差復(fù)映現(xiàn)象是指由于毛坯加工余量或材料硬度的變化，引起了切削力和工藝系統(tǒng)受力變形的變化，因而使加工后工件的尺寸誤差和形狀誤差產(chǎn)生了與毛坯誤差相似的現(xiàn)象。2 粗基準(zhǔn) ？如何選擇粗基準(zhǔn)？簡述選擇粗基準(zhǔn)的一般原則？答：采用毛坯上未經(jīng)加工的表面來定位，這種定位基準(zhǔn)稱為粗基準(zhǔn)。選擇粗基準(zhǔn)時， 應(yīng)該保證所有加工表面都有足夠的加工余量，而且各加工表面對不加工表面具有一定的位置精度。選擇時應(yīng)遵循下列原則：（1）選擇不加工表面作為粗基準(zhǔn)。（2）選取零件上重要的加工表面作為粗基準(zhǔn)，以便在精加工時可以保證該表面余量均勻。（3）對于所有表面都需要加工的零件，應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)，這樣可以避免因加工余量不足而造成廢品。（4）選擇毛坯制造中尺寸和位置可靠、穩(wěn)定、平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準(zhǔn)，這樣可以減少定位誤差和使工件裝夾可靠穩(wěn)定。 （5）粗基準(zhǔn)應(yīng)盡量