金屬工藝學(xué)部分作業(yè)答案

1、作業(yè)作業(yè)機械制造基礎(chǔ)作業(yè)（機械制造基礎(chǔ)作業(yè)（1 1）1.1.材料的常用力學(xué)性能指標(biāo)有那些？若某種材料的零材料的常用力學(xué)性能指標(biāo)有那些？若某種材料的零件在使用過程中突然發(fā)生斷裂，是由于那些力學(xué)性能件在使用過程中突然發(fā)生斷裂，是由于那些力學(xué)性能指標(biāo)不足所造成的？指標(biāo)不足所造成的？ 常用力學(xué)性能指標(biāo)有常用力學(xué)性能指標(biāo)有: :強度、塑性、剛度、硬度、沖擊韌性、疲勞強度。強度、塑性、剛度、硬度、沖擊韌性、疲勞強度。強度、塑性、沖擊韌性、疲勞強度。強度、塑性、沖擊韌性、疲勞強度。2. （1）碳溶入碳溶入 FeFe中所形成的固溶體中所形成的固溶體是鐵素體，其符號為F F，性能特點是強度低，塑性高強度低，塑性

2、高。 （2）碳溶入碳溶入 FeFe中所形成的固溶體中所形成的固溶體是奧氏體，其符號為A A，性能特點是強度低，塑性高強度低，塑性高。 （3）滲碳體是 FeFe 與 C C 形成的金屬化合物金屬化合物，其分子式為FeFe3 3C C ，性能特點是硬度高，脆性大硬度高，脆性大。鋼號類 別適用零件舉例質(zhì)量含碳量成分用途普優(yōu)高優(yōu)低中高碳素合金結(jié)構(gòu)工具Q235沖壓件45軸類60Si2Mn彈簧T8銼刀T13A鉆頭W18Cr4V銑刀15沖壓件2. 將下表中所列達到鋼種歸類2. 合金的結(jié)構(gòu)有（1）固溶體固溶體 ，（2）金屬化合物金屬化合物，（3）機械混合物機械混合物 三種；其中固溶體固溶體具有良好的塑性，金屬

3、化合物金屬化合物具有高的硬度和脆性。3. 鑄造合金從冷卻、凝固至室溫，起收縮要經(jīng)歷液態(tài)液態(tài)收縮、凝固收縮收縮、凝固收縮和固態(tài)收縮固態(tài)收縮三個階段，其中固態(tài)收縮固態(tài)收縮是產(chǎn)生應(yīng)力和裂紋的根本原因，液態(tài)收縮和凝固收縮液態(tài)收縮和凝固收縮是產(chǎn)生縮孔和縮松的主要原因。4影響鑄鐵組織和性能的因素是什么？現(xiàn)有三根直徑分別為10mm、30mm、60mm的灰口鑄鐵試棒，測得它們的抗拉強度均為200Mpa，問這三根試棒的成分是否相同？牌號是否相同？為什么？1)化學(xué)成分和冷卻速度。2 2）牌號相同，成分不同。因為其強度相同。3 3）因為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因素。試棒的直徑不同冷卻速度不同

4、，要獲得同一強度，必須調(diào)整其化學(xué)成分。5 5有一測試鑄造應(yīng)力用的應(yīng)力框鑄件，如圖有一測試鑄造應(yīng)力用的應(yīng)力框鑄件，如圖1-11-1所示，凝所示，凝固冷卻后，用鋼鋸沿固冷卻后，用鋼鋸沿A-AA-A線鋸斷，此時斷口間隙的大小會線鋸斷，此時斷口間隙的大小會發(fā)生什么變化？為什么？發(fā)生什么變化？為什么？1 1）變大。）變大。2 2）因為凝固冷卻后，鑄件因為凝固冷卻后，鑄件3030的粗桿處于拉應(yīng)力狀態(tài)，鑄件的粗桿處于拉應(yīng)力狀態(tài)，鑄件1010的細桿處于壓應(yīng)力狀態(tài)。的細桿處于壓應(yīng)力狀態(tài)。當(dāng)沿當(dāng)沿A-AA-A鋸斷后，粗桿給予細桿鋸斷后，粗桿給予細桿的壓力被釋放，所以斷口間隙的壓力被釋放，所以斷口間隙會變大。會變大

5、。6. 6. 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，則其強度越低？灰口鑄鐵中，碳硅含量越高，則其強度越低？1 1）灰口鑄鐵的組織和性能決定于）灰口鑄鐵的組織和性能決定于化學(xué)成分和冷卻速度化學(xué)成分和冷卻速度。2 2）因為碳、硅含量越高，鑄鐵中的石墨片就越粗大，）因為碳、硅含量越高，鑄鐵中的石墨片就越粗大，石墨數(shù)量也越多，對基體的破壞就越嚴(yán)重。同時基體石墨數(shù)量也越多，對基體的破壞就越嚴(yán)重。同時基體中鐵素體的量增加，珠光體的量減少。所以鑄鐵的強中鐵素體的量增加，珠光體的量減少。所以鑄鐵的強度越低。度越低。7 7用成分相當(dāng)于牌

6、號用成分相當(dāng)于牌號HT200HT200的鐵水澆注成如圖的鐵水澆注成如圖1-21-2所示的所示的鑄件，該鑄件最厚截面為鑄件，該鑄件最厚截面為60mm60mm，最薄截面為，最薄截面為15mm15mm，試，試問最厚和最薄截面上的組織是否相同？為什么？問最厚和最薄截面上的組織是否相同？為什么？1 1）不同不同。2 2）因為鑄件壁厚不同，即其冷卻速度不因為鑄件壁厚不同，即其冷卻速度不同。厚壁處鑄件的冷卻速度慢，鑄鐵中的同。厚壁處鑄件的冷卻速度慢，鑄鐵中的石墨片就粗大，石墨數(shù)量也越多，對基體石墨片就粗大，石墨數(shù)量也越多，對基體的破壞就越嚴(yán)重。同時基體中鐵素體的量的破壞就越嚴(yán)重。同時基體中鐵素體的量增加，珠

7、光體的量減少。薄壁處鑄件的冷增加，珠光體的量減少。薄壁處鑄件的冷卻速度快，鑄鐵中石墨片細小，石墨數(shù)量卻速度快，鑄鐵中石墨片細小，石墨數(shù)量較少。同時基體中鐵素體的量減少，珠光較少。同時基體中鐵素體的量減少，珠光體的量增多。體的量增多。8. 8. 某些鑄件如圖某些鑄件如圖1-31-3所示，請回答下列問題：所示，請回答下列問題：（1 1）選擇分型面并用符號）選擇分型面并用符號“ ”“ ”表示；表示；（2 2）確定澆注位置并用符號）確定澆注位置并用符號“ “ 上、下上、下”表示；表示；（3 3）對鑄件結(jié)構(gòu)不合理的地方作出修改。）對鑄件結(jié)構(gòu)不合理的地方作出修改。9. 9. 圖圖1-41-4所示為鑄鐵底座

8、，在保證所示為鑄鐵底座，在保證 5050的孔和的孔和HH不變的前提下，請回答：不變的前提下，請回答：（1 1）修改結(jié)構(gòu)不合理之處；（）修改結(jié)構(gòu)不合理之處；（2 2）在圖上標(biāo)出最佳分型面和澆注位置。）在圖上標(biāo)出最佳分型面和澆注位置。 505 004 603 902 0151 555120851010確定如圖確定如圖1-5 1-5 所示鑄件的鑄造工藝方案。要求如下：所示鑄件的鑄造工藝方案。要求如下：（1 1）在單件、小批生產(chǎn)條件下，分析最佳工藝方案；）在單件、小批生產(chǎn)條件下，分析最佳工藝方案；（2 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）按所選最佳工藝方案繪制鑄造工藝圖（包括澆注

9、位置、分型面、機械加工余量、起模斜度、鑄造圓角、型芯及芯頭等）面、機械加工余量、起模斜度、鑄造圓角、型芯及芯頭等）其余其余上上下下材料：材料：HT150HT150收縮率：收縮率：1%1%1111確定如圖確定如圖1-6 1-6 所示鑄件的鑄造工藝方案。要求如下：所示鑄件的鑄造工藝方案。要求如下：（1 1）在單件、小批生產(chǎn)條件下，分析并確定最佳工藝方案；）在單件、小批生產(chǎn)條件下，分析并確定最佳工藝方案；（2 2）按所選最佳方案繪制鑄造工藝圖（包括澆注位置、分型）按所選最佳方案繪制鑄造工藝圖（包括澆注位置、分型面、機械加工余量、起模斜度、鑄造圓角、型芯及芯頭等）面、機械加工余量、起模斜度、鑄造圓角、

10、型芯及芯頭等）上上下下收縮率收縮率:1%:1%上上下下上上下下12. 圖2-1所示鑄件在單件、小批量生產(chǎn)中，應(yīng)采用哪種造型方法？在原圖上用符號標(biāo)出最佳的分型面與澆注位置。下下上上鑄造收縮率：1%13. 13. 生產(chǎn)如圖生產(chǎn)如圖2-32-3所示鑄件，材料為所示鑄件，材料為HT150HT150，試回答下列問題，試回答下列問題（1 1）標(biāo)）標(biāo)出圖示零件幾種不同的分型方案；（出圖示零件幾種不同的分型方案；（2 2）在你認為最佳的分型方案上做）在你認為最佳的分型方案上做鑄造工藝圖。鑄造工藝圖。1212鑄件結(jié)構(gòu)工藝性：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，請在原圖上進行修改。判斷下列鑄件的

11、結(jié)構(gòu)工藝性，若不合理，請在原圖上進行修改。 1. 純鉛（T熔：327）的再結(jié)晶溫度為-33-33，它在常溫下的變形為 熱熱 變形。而鎢（ T熔：3380）在1000的變形為 冷冷 變形，這是因為 T T再再 = 1188= 11881000 。T T再再 = 0.4T= 0.4T熔熔 = 0.4= 0.4（327+273327+273）= 240= 240（K K）T T再再 = 240 273 = -33= 240 273 = -33（）T T再再 = 0.4T= 0.4T熔熔 = 0.4= 0.4（3380+2733380+273）= 1461= 1461（K K）T T再再 = 1461

12、 273 = 1188= 1461 273 = 1188（）機械制造基礎(chǔ)作業(yè)（機械制造基礎(chǔ)作業(yè)（2 2）2. 壓力加工的基本生產(chǎn)方式有軋制、擠壓、拉拔、自由鍛、軋制、擠壓、拉拔、自由鍛、模鍛、板料沖壓模鍛、板料沖壓，對于大型重要件，例如大型發(fā)電機中轉(zhuǎn)子的毛坯應(yīng)采用自由鍛自由鍛方法來生產(chǎn)。3. 圖3-1所示墊圈擬采用簡單沖裁模生產(chǎn)，其沖壓工序為（1）落料落料、（2）沖孔沖孔，若模具的單面間隙為0.05mm，則（1）的凸模尺寸為 49.9mm49.9mm、凹模尺寸為 50mm50mm，（2）的凸模尺寸為 15mm15mm、凹模尺寸為 15.1mm15.1mm。4. 圖3-3所示為一鋼制拖鉤，可以用

13、下列方法制造：鑄造、鍛造、板料切割，其中以鍛造鍛造方法制得的拖鉤拖重能力最大。這是因為（1 1）細化晶粒、改善組細化晶粒、改善組織，提高力學(xué)性能；（織，提高力學(xué)性能；（2 2）壓合鑄造缺）壓合鑄造缺陷；（陷；（3 3）使纖維組織不被切斷，并沿）使纖維組織不被切斷，并沿制件外形合理分布。制件外形合理分布。拔長；切肩、拔長；切肩、拔長。5對圖2-3和圖2-4定性繪出鍛件圖，并選擇自由鍛基本工序（零件全部機械加工）。（1）階梯軸（圖2-3）。坯料尺寸：150220 ；材料：45鋼 ；生產(chǎn)批量：10件。 （2）套筒（圖2-4）。坯料尺寸：150170 ；材料：45鋼 ；生產(chǎn)批量：20件。 鐓粗；沖孔；

14、切肩；芯軸拔長。拔長；局部鐓粗；沖孔。拔長；局部鐓粗；沖孔。鐓粗；沖孔；切肩；芯軸拔長。（3 3）壓蓋）壓蓋6圖2-5所示零件大批量生產(chǎn)時，應(yīng)選擇哪種鍛造方法較為合理？請定性繪出鍛件圖，并選擇鍛造基本工序。其余工序:1)鐓粗、2）預(yù)鍛、3）終鍛、4）切邊、5）沖孔、6）修整。7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，請修正。設(shè)計模鍛斜度；設(shè)計模鍛斜度；設(shè)計模鍛斜度；設(shè)計模鍛斜度；模鍛件壁不能太??；模鍛件壁不能太??；最小截面與最大截最小截面與最大截面之比應(yīng)大于面之比應(yīng)大于0.50.5。1. 按照焊接過程的特點，可把焊接方法分為熔化焊、熔化焊、壓力焊壓力焊和釬焊釬焊三大類。手工

15、電弧焊屬于熔化焊熔化焊，而點焊屬于壓力焊壓力焊。2. 手工電弧焊的焊條由（1）焊條芯焊條芯和（2）藥皮藥皮兩部分組成；（1）的作用是導(dǎo)電、導(dǎo)電、填充填充；（2）的作用是機機械保護作用、械保護作用、 冶金處理作用、冶金處理作用、穩(wěn)定電弧的作用穩(wěn)定電弧的作用。機械制造基礎(chǔ)作業(yè)（機械制造基礎(chǔ)作業(yè)（3 3） 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) ， 過熱區(qū) ， 正火區(qū) 和 部分相變區(qū) 等四個區(qū)域，其中對焊接接頭性能影響最大的區(qū)域是熔合區(qū)和過熱區(qū) 。 4. 電弧焊的冶金過程特點是（1 1）熔池溫度高于一般）熔池溫度高于一般冶金溫度，（冶金溫度，（2 2）熔池冷卻

16、速度快、液態(tài)停留時間短，）熔池冷卻速度快、液態(tài)停留時間短，（3 3）空氣對焊縫的影響嚴(yán)重。）空氣對焊縫的影響嚴(yán)重。5. 生產(chǎn)中常見的焊接變形形式有：收縮變形、角變形、彎收縮變形、角變形、彎曲變形、扭曲變形、波浪形變形曲變形、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、選擇加裕量法、反變形法、剛性固定法、選擇合理的焊接次序合理的焊接次序等。矯正焊接變形的方法有：機械矯正法機械矯正法和火焰矯正法火焰矯正法。6. 填表比較下例不同的焊接方法焊接方法熱 源保護方式焊接材料可焊焊位手工電弧焊電弧熱藥皮（氣、渣）電焊條全埋弧自動焊電弧熱焊劑（氣、渣）焊絲、焊

17、劑平氬弧焊電弧熱氬氣焊絲、氬氣全電渣焊電阻熱液態(tài)渣池焊絲、焊劑立電阻焊電阻熱無無全釬 焊外加熱源溶劑釬料、溶劑全4. 在焊接丁字形截面梁時（如圖4-1），由于焊縫位置分布不對稱，因此焊后易產(chǎn)生彎曲變形，請在原圖上用畫出彎曲后的焊件輪廓（即焊件的彎曲方向），現(xiàn)擬采用火焰加熱法矯正該變形，在原圖上標(biāo)出加熱部位。1 12 23 35. 現(xiàn)有厚4mm、長1200mm、寬800mm的鋼板3塊，需拼焊成一長1800mm、寬1600mm的矩形鋼板，問如圖所示的拼焊方法是否合理？為什么？若須改變，怎樣改變？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？ 6判斷下列各種焊件的結(jié)構(gòu)是否合理？若不合理，請在原圖

18、上修改。 機械制造基礎(chǔ)作業(yè)（機械制造基礎(chǔ)作業(yè)（4 4）1. 切削用量三要素是 V、f、ap 。車外圓時，已知工件轉(zhuǎn)速n=320r/min，車刀移動速度vf=64mm/min，其它條件如圖4-1所示，試求切削速度v、進給量f、切削深度ap。 V=V=2. 2. 繪圖表注下列刀具的幾何角度（繪圖表注下列刀具的幾何角度（ 0 0 、 0 0 、Kr Kr 、KrKr）1 1）外圓車刀（）外圓車刀（ 0 0 =10 =100 0 、 0 0 =8 =80 0 、Kr =60Kr =600 0 、KrKr=10=100 0）2 2）端面車刀（）端面車刀（ 0 0 =15 =150 0 、 0 0 =10

19、 =100 0 、Kr =45Kr =450 0 、KrKr =30 =300 0）3 3）內(nèi)圓車刀（）內(nèi)圓車刀（ 0 0 =10 =100 0 、 0 0 =8 =80 0 、Kr =60Kr =600 0 、KrKr =10 =100 0）1 1）車外圓）車外圓d dw wd dm mnf f切削平面切削平面主剖面主剖面 0 0 0 0krkrKrKrf f切削平面切削平面主剖面主剖面 0 0 0 0krkrKrd dw wn(2) 端面車刀f f 0 0 0 0krkrKrn(3) 內(nèi)圓車刀3. 工件的基準(zhǔn)包括（1） 設(shè)計 基準(zhǔn)和（2）工藝 基準(zhǔn)，其中（1）為 在零件圖上所使用的基準(zhǔn)，（

20、2）為 在零件的制造、裝配和測量過程中 所使用的基準(zhǔn)。 4. 填表回答所列加工方法的主運動和進給運動的執(zhí)行者（工件或刀具）及運動形式（旋轉(zhuǎn)運動、直線運動或往復(fù)直線運動）加工方法主運動進給運動執(zhí)行者運動方式執(zhí)行者運動方式車外圓面工件工件旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)刀具刀具直線運動直線運動銑平面刀具刀具旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)工件工件直線運動直線運動龍門刨刨平面工件工件往復(fù)直線運動往復(fù)直線運動刀具刀具間歇直線運動間歇直線運動鉆孔（鉆床）刀具刀具旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)刀具刀具直線運動直線運動臥式鏜床鏜孔刀具刀具旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)工件工件直線運動直線運動0 . 8 50 35+0.0270淬火鉆孔粗鏜半精鏜磨削；不淬火 鉆孔擴孔粗絞精絞；鉆孔粗鏜半精鏜精鏜精細

21、鏜。5. 選擇圖5-2所示零件內(nèi)孔的加工方法（材料：45）6. 圖4-3所示為心軸體零件，數(shù)量28 件，毛坯為鍛件，請選擇加工方案。表面加工方案AM24鉆孔鏜內(nèi)孔車螺紋（攻絲）B7：24錐面粗車外圓半精車外圓車錐面C48h6粗車半精車粗磨精磨D直角槽插7. 圖4-4所示為小架零件，數(shù)量50 件，毛坯為鑄件，請選擇加工方案。表面加工方案A平面粗銑精銑B20h7粗車半精車粗磨精磨C凸臺銑D通槽銑EM6螺紋鉆孔攻絲材料表面粗糙度加工方法及加工順序45粗車半精車45粗車半精車精車45粗車半精車磨黃銅粗車半精車精車精細車45粗車半精車粗磨精磨研磨1. 按零件要求，選擇加工方法及加工順序。機械制造基礎(chǔ)作業(yè)（機械制造基礎(chǔ)作業(yè)（4 4）2判斷下列零件的結(jié)構(gòu)工藝性是否合理，若不合理，請在原圖上修改。4-M64-M54-M64-M63如圖5-3圖示為一小軸零件，中小批生產(chǎn)，試填表制定其機械加工工藝過程。材料：材料：4545淬火回火：淬火回火：HRC4045HRC4045單件、小批量生產(chǎn)單件、小批量生產(chǎn)序號工序名稱工序內(nèi)容設(shè)備1車車端面、打中心孔；車另一端面、