機械制造概論復習題

1、 總復習題一、 判斷題（對、錯×、每小題2分，共20分）1、影響合金流動性的主要因素是砂型太潮濕 （× ）2、鑄件毛坯產(chǎn)生粘砂的原因主要是合金化學成分不合格 （× ）3、拔模斜度與設計斜度是沒有區(qū)別的。 （× ）4、碳鋼的含碳量越高，其強度和塑性也越高。 （）5、鍛造重型機械零件時，只能采用自由鍛鍛造方法 （ ）6、金屬在塑性變形過程中，原子排列得最密的結晶面上易產(chǎn)生滑移 （×）7、氬弧焊主要用于焊接易氧化得元件和構件。 （ ）8、碳當量為0.40.6%的鋼材可焊性好。 （× ） 9、增大車刀前角可使收縮系數(shù)（切屑）減小，因而可降低切

2、削力 （ ）10、在切削過程中，非常軟和非常硬的材料難于加工。 （ ）二、 填空題（每題2分，共20分）1、鑄件外壁拔模斜度的角度 15分-3度 。2、普通車床主軸箱應選用 灰口 牌號 HT200 鑄鐵。3、內(nèi)燃機汽缸套是采用 OT400-18 鑄造。4、沖裁零件時，為獲得良好的斷裂面應選擇較 比較小 凸凹模間隙。5、拉延時，為了防止周邊起皺時應選用較 比較大的 凸凹模圓角半徑。6、手工電弧焊所用的焊接電壓 16-35 V、電弧長度 3-16 mm。7、產(chǎn)生焊接應力和變形的根本原因是 熱影響區(qū) 的影響。8、砂輪的磨粒愈 小 、精度愈 高 。9、使砂輪繼續(xù)保持銳利的切削性能稱為 自銳性 。10、

3、機床通過變速機構獲得一系列的轉速，通常是按 等比級數(shù) 排列的。 金屬材料及熱處理部分習題1.1什么叫彈性變形？什么叫塑性變形？ 答：隨外力消除而消失的變形稱為彈性變形。當外力去除時，不能恢復的變形稱為塑性變形。1.2 0.2的含義是什么？為什么低碳鋼不用此指標？ 答：0.2 為名義屈服強度（點），適用于沒有明顯屈服現(xiàn)象的金屬材料。低碳鋼有明顯的屈服現(xiàn)象，用s 表示。1.3抗拉強度與硬度之間有沒有一定的關系？為什么？ 答：有。因為它們以不同形式反映了材料在外力作用下抵抗變形和斷裂的能力。只是反映的材料體積不同，b 反映的是被測材料整個體積內(nèi)，而HRC反映被壓處。 1.4 k代表什么指標？為什么k

4、 不用于設計計算？ 答：k 代表金屬材料的沖擊韌度，即試樣缺口底部面積上的沖擊吸收功，代表抵抗沖擊載荷作用而不破壞的能力。因為k值的影響因素多，重復性差，且工件大多以小能量多次沖擊下工作，此時的壽命主要取決于強度。所以，不直接用于設計計算。1.5某低碳鋼拉伸試樣，直徑為10mm，標長為50mm，屈服時應力為18840N，斷裂前的最大拉力為35320N，拉斷后將試樣接起來，標距之間的長度為73mm，斷口處截面直徑為6.7mm。問該低碳鋼的s 、b 、 各是多少？其硬度大約是多少？ 答: 2.1已知Cu的原子直徑為2.56 A , 求Cu的晶格常數(shù),并計算1mm3 C3333u中的原子個數(shù)。 答:

5、Cu為面心立方晶格,因為,所以,因為面心立方晶胞體積為A3,內(nèi)含4個原子,所以原子個數(shù)= (個)2.2 已知Zn的原子直徑為2.75 A,求Zn的晶格常數(shù),并計算1mm3 Zn中的原子個數(shù)。 答:Zn為密排六方晶格,因為,所以a=2r=D=2.75A; ;晶體體積：，內(nèi)含6個原子，所以：原子個數(shù)(個)2.3在立晶體中，AB晶向如圖2-34所示，求AB晶向指數(shù)。 答：坐標值：1/2、1/2、1；AB晶相指數(shù)：1 1 22.4在立方晶體中，一晶面通過Y=1/2、Z=3并平行于X軸，它的晶面指數(shù)是多少？繪圖表示。 答： 截距：，1/2，3 倒數(shù)：0，2，1/3 晶面指數(shù)：（0 6 1）2.5一塊質量

6、一定的純鐵，發(fā)生-Fe-Fe時，其體積如何變化？ 答：體積縮小。因為質量一定，原子個數(shù)一定，而-Fe的排列比-Fe緊密，占空間小，所以體積減小。2.6金屬的晶粒大小對其力學性能有何影響？如何控制液態(tài)金屬的結晶過程，以獲得細小晶粒？ 答：晶粒越細，晶界就越多，晶界處的晶格排列方向極不一致，犬牙交錯、互相咬合,從而增加了塑性變形的抗力，提高了金屬的強度。同時，金屬的塑性和韌性也可得到提高。 采用快速冷卻、人工精核、機械震動、超聲波振動、電的磁攪拌等方法可獲得細小晶粒。2.7解釋下列名詞：合金、組元、相、組織、相圖、固溶體、金屬化合物、鐵素體、奧氏體、滲碳體、珠光體、萊氏體、Fe3C、Fe3C、Fe

7、3C、亞共析鋼、共析鋼、過共析鋼。答：合金:是由兩種和兩種以上的金屬與非金屬元素或金屬與非金屬元素組成的具有金屬性質的物質。組元:是組成合金的最基本的物質。相：在金屬或合金中，凡成分相同、結構相同并與其他部分有界面分開的均勻組成部分稱為相。組織：在顯微鏡下所觀察到的晶粒的大小、形態(tài)和分布叫作顯微組織。相圖：是指在平衡條件下，合金的成分、溫度和組織之間關系的圖形。固溶體：組成合金的組元，在固態(tài)時相互溶解，所形成的單一均勻的物質。金屬化合物：合金組元之間發(fā)生相互作用而生成的晶格類型和性能不同于任一組元的物質。鐵素體：碳溶于-Fe中形成的固溶體。奧氏體：碳溶于-Fe中形成的固溶體。滲碳體：鐵與碳形成

8、的金屬化合物Fe3C。珠光體：鐵素體和滲碳體組成的兩相混合物。萊氏體：奧氏體和滲碳體組成的兩相混合物。Fe3C： 從液體金屬中直接結晶出的滲碳體稱為一次滲碳體.Fe3C：從奧氏體中析出的滲碳體稱為二此滲碳體.Fe3C：由鐵素體中析出的滲碳體稱為三次滲碳體.亞共析鋼:含碳量為0.0282.11之間的室溫組織為F+P的鋼.共析鋼: 含碳量為0.77、室溫組織為P的鋼.過共析鋼:含碳量大于0.77、室溫組織為P+ Fe3C的鋼。鑄造部分習題一、如圖所示的鑄件有哪幾種分型方案？各有何優(yōu)缺點？III1、兩方案均可行，但I方案存在錯箱可能。該零件不算太高，故方案II稍好，從冒口安放來看，II方案容易安放（

9、在中間）。IIIIIIIIIIVA A2、I，方案II型芯穩(wěn)定，但40凸臺妨礙拔模。3、方案I:125兩圓臺凸起妨礙拔模，軸頭孔型芯頭復雜，安放有困難；方案II:底部A處妨礙拔模，有錯箱可能；方案III:僅有錯箱可能，方案可行；方案IV:分型面處有圓弧，需要挖砂，頂部圓臺妨礙拔模。III方案I： 分型面為曲面，不利于分型。方案II：4、方案I： 分型面為曲面，不利于分型。方案II：分型面在最大截面處，且為平面，方案可行。鍛造部分習題1  繪制鍛件圖應考慮的幾個主要因素是什么？答：對自由鍛件而言，應考慮：敷料；鍛件余量；鍛件公差。 對模鍛件而言，應考慮：分模面；余量、公差和敷料；模鍛斜

10、度；模鍛圓角半徑。1 2  與自由鍛相比，模鍛具有哪些優(yōu)點？答：模鍛具有鍛件精度高、結構更復雜、表面粗糙度低、生產(chǎn)效率以及要求操作者技術水平低等優(yōu)點。但是模鍛不能鍛造巨型鍛件，而且模具成本高，不適應單件小批量生產(chǎn)。58用50沖孔模具來生產(chǎn)50落料件能否保證沖壓件的精度？為什么？答：不能保證沖壓件的精度，落料件的直徑大于50mm。因為凹模的尺寸決定落料件尺寸，此題中使用的凸模直徑為50mm，而凹模的直徑為50+Z mm（Z為凸凹模之間的間隙），所以落料件的直徑大于50mm。59用250×1.5板料能否一次拉深直徑為50的拉深件？應采取哪些措施才能保證正常生產(chǎn)？答：因為：（m為

11、拉深系數(shù)）所以此件不能一次拉深成形。應采取的措施是：多次拉深（可安排45次）；多次拉深后，對工件進行退火處理，保證足夠的塑性；加潤滑劑，來減少摩擦阻力。2 3  翻邊件的凸緣高度尺寸較大而一次翻邊實現(xiàn)不了時，應采取什么措施？措施1：首先將坯料拉深成形，然后將底部沖孔，最后將底部內(nèi)緣金屬翻邊形成凸緣。措施2：首先將坯料拉深成形，然后切掉底部金屬。63寫出下面零件的成形工序并排序。答：（1） （1）         落料；（2） （2）      &

12、#160;  沖底板的二孔；（3） （3）         彎曲；（4） （4）         沖立壁的二孔。焊接部分思考題解答1熔焊、壓焊和釬焊的實質有何不同？ 解：熔焊的實質是金屬的熔化和結晶，類似于小型鑄造過程。 壓焊的實質是通過金屬欲焊部位的塑性變形，擠碎或擠掉結合面的氧化物及其他雜質，使其純凈的金屬緊密接觸，界面間原子間距達到正常引力范圍而牢固結合。 釬焊的實質使利用液態(tài)釬料潤濕母材，填充接頭間隙，并與母材相互擴散

13、實現(xiàn)連接焊件。2焊條藥皮由什么組成？各有什么作用？ 解： 1）穩(wěn)弧劑 主要使用易于電離的鉀、鈉、鈣的化合物，如碳酸鉀、碳酸鈉、大理石、長石和鉀（或鈉）水玻璃等，以改善引弧性能，提高電弧燃燒的穩(wěn)定性。2）造渣劑 其組成是金紅石、大理石、鈦百粉、長石、菱苦土、鈦鐵礦、錳礦等，其主要作用是在焊接過程中形成具有一定物化性能的熔渣覆蓋于熔池的表面，不讓大氣侵入熔池，且有冶金作用。3）造氣劑 用糊精、淀粉、纖維素等有機物，或碳酸鈣等無機物做造氣劑。這些物質在電弧熱的作用下分解出CO和H2等氣體包圍在電弧與熔池周圍，起到隔絕大氣、保護熔滴和熔池的作用，并影響熔滴過渡。4）脫氧劑 主要應用錳鐵、硅鐵、鈦鐵、鋁

14、鐵和石墨等，脫去熔池中的氧。錳鐵還兼起脫硫作用。5）合金劑 主要應用錳鐵、硅鐵、鉻鐵、鉬鐵、釩鐵和鎢鐵等鐵合金，向熔池中滲入合金元素，使焊縫得到必要的化學成分。6）粘結劑 常使用鉀、鈉水玻璃。將上述各種藥皮成分按配比制成粉末，有粘結劑調和后牢固地涂在焊芯上，從而制成焊條。3酸性焊條和堿性焊條在特點和應用上有何差別？ 解：酸 性 焊 條堿 性 焊 條熔渣呈酸性熔渣呈堿性保護氣體是H2與CO，H2占50%左右保護氣體是CO與CO2，H25%，因此稱低氫焊條電弧穩(wěn)定，可用交流或直流焊接藥皮中氟化物惡化電弧穩(wěn)定性，需用直流焊接，藥皮中增加穩(wěn)弧劑后，方可交直兩用焊接電流大，焊縫成形好，但熔深較淺焊接電流

15、較?。?0%）、焊縫成形稍差、易堆高，熔深較深可長弧操作，要求不嚴須短弧操作，電流適當，否則產(chǎn)生氣孔對水銹產(chǎn)生的敏感性不大，焊條在焊前經(jīng)150200烘干1小時即可，若不吸潮，可不烘干對水銹產(chǎn)生氣孔的敏感性較大，焊條在使用前應經(jīng)300350烘干12小時，而后放保溫筒中保存使用熔渣呈玻璃狀，易脫渣熔渣呈結晶狀，坡口第一層脫渣較困難焊接時煙塵較少焊接時煙塵稍多，產(chǎn)生HF有讀性氣體，應加強通風藥皮成分氧化性強、易腐蝕有用合金，合金元素過渡性差藥皮成分有還原性、合金燒蝕少，合金元素過渡效果好脫硫、脫磷能力差，抗裂性差有較多CaO，脫硫、脫磷能力強，抗裂性好焊縫中含氫量高，易生“白點”，影響塑性焊縫中含氫

16、量低焊縫常溫沖擊韌度一般焊縫常溫、低溫沖擊韌度較高用于一般鋼結構，生產(chǎn)率高用于鍋爐壓力容器的受壓元件與正要結構4與手弧焊相比，埋弧自動焊有什么特點？ 解： 埋弧自動焊與手弧焊相比，有以下特點： （1）生產(chǎn)率高 埋弧自動焊使用的光焊絲可通過較大的電流（100A以上），能得到計較高的熔敷速度和較大的熔深；焊絲很長，卷成盤狀，焊接過程中連續(xù)施焊，節(jié)省了更換焊條的時間。所以，它比手弧焊的生產(chǎn)率提高510倍。（2）焊接質量高而且穩(wěn)定 埋弧自動焊焊劑供給充足，電弧區(qū)保護嚴密，熔池保持液態(tài)時間較長，冶金過程進行得較為完善，氣體和雜質易于浮出，同時，焊接規(guī)范自動控制調節(jié)，所以，焊接質量高而穩(wěn)定，焊縫成形美觀。

17、（3）節(jié)省焊接材料 對于較厚的焊件（3025mm），可不開坡口，一次焊透，焊絲填充量減少，節(jié)約了由于加工坡口而消耗的金屬材料；而且沒有焊條頭的浪費，飛濺很少。（4）改善了勞動條件 埋弧自動焊看不見弧光，焊接煙霧很少。焊接時，只要焊工調整管理埋焊機就自動進行焊接。由于以上特點，埋弧自動焊在工業(yè)生產(chǎn)中已得到廣泛應用，它最適于焊接批量較大的長直焊縫和較大直徑的環(huán)形焊縫。但埋弧焊也有不足之處，如焊短焊縫和曲折焊縫時，不如手弧焊靈活；在焊接位置上僅用于平焊；對于狹窄位置及薄板焊接，埋弧自動焊也受到一定限制。5CO2焊和氬弧焊各有什么特點？ 解： CO2焊有以下特點： （1）成本低 可采用廉價易得的CO2

18、氣體代替焊劑或藥皮，焊接成本僅是埋弧焊或手弧焊的40%左右。（2）生產(chǎn)率高 自動送進焊絲，電流密度大，電弧熱量集中，熔深比手弧焊大，可減少施焊層數(shù)和角焊縫焊角尺寸，焊后沒有熔渣，節(jié)省了清渣的時間，可比手弧焊提高生產(chǎn)率13倍。（3）操作性好 CO2焊是明弧焊，清楚地看到焊接過程，容易發(fā)現(xiàn)問題而及時調整，并且象手弧焊一樣靈活，適于各種焊接位置。（4）質量較好 選用合適的焊絲并注意操作時，焊接質量還是比較好的。由于電弧在壓縮下燃燒，熱量集中，因而變形和產(chǎn)生裂紋的傾向較小。焊接薄板時，由于氣焊。但是，CO2的氧化作用時熔滴飛濺較為嚴重，因此，焊縫成形不夠光滑。另外，焊接煙塵較大，弧光強烈；如果控制不當

19、，很容易產(chǎn)生氣孔。 氬弧焊特點： （1）由于用惰性氣體保護，所以適用于焊接各類合金鋼、易氧化的有色金屬，以及鋯、鉬等稀有金屬。（2）氬弧焊電弧穩(wěn)定，飛濺小，焊縫致密，表面沒有熔渣，而且成形美觀，焊接變形小。（3）明弧可見，便于操作，容易實現(xiàn)全位置自動焊接。（4）鎢極脈沖氬弧焊可焊接0.8mm以下的薄板及某些異重金屬。11焊接接頭有幾個區(qū)域？各區(qū)域的組織性能如何？ 解：焊接接頭包括焊縫、熔合區(qū)和熱影響區(qū)三部分。 （1）焊縫 焊縫金屬的結晶形成柱狀的鑄態(tài)組織，由鐵素體和少量珠光體組成。焊接時，熔池金屬受電弧吹力和保護氣體的吹動，使熔池底壁的柱狀警惕成長受到干擾，因此，柱狀晶體呈傾斜層狀，晶粒有所細

20、化。又因焊接材料的滲合金作用，焊縫金屬中錳和硅等合金元素的含量可能比母材金屬高，所以焊縫金屬的性能不低于母材。（2）熔合區(qū) 該區(qū)被加熱到固相線和液相線之間，熔化的金屬凝固成鑄態(tài)組織，而未熔化的金屬因加熱溫度過高而成為過熱的粗晶粒，致使該區(qū)強度、塑性和韌性都下降，并引起應力集中，是產(chǎn)生裂紋、局部脆性破壞的發(fā)源地。在低碳鋼焊接接頭中，熔合區(qū)雖然很窄，但在很大程度上決定著焊接接頭的性能。（3）熱影響區(qū) 由于焊縫附近各點受熱情況不同，熱影響區(qū)又分為過熱區(qū)、正火區(qū)和部分相變區(qū)。1）過熱區(qū) 焊接熱影響區(qū)中，具有過熱組織火晶粒明顯粗大的區(qū)域，稱為過熱區(qū)。過熱區(qū)被加熱到AC3以上100200至固相線溫度區(qū)間，

21、奧氏體晶粒急劇長大，形成過熱組織，因而該區(qū)的塑性及韌性降低。對于易淬火硬化的鋼材，此區(qū)脆性更大。2）正火區(qū) 該區(qū)被加熱到AC3至AC3以上100200之間，金屬發(fā)生重結晶，冷卻后得到均勻而細小的鐵素體和珠光體組織（正火組織），其力學性能優(yōu)于母材。3）部分相變區(qū) 該區(qū)被加熱到AC1AC3之間的溫度范圍內(nèi)，材料產(chǎn)生部分相變，即珠光體和部分鐵素體發(fā)生重結晶，使晶粒細化；部分鐵素體來不及轉變，具有較粗大的晶粒，冷卻后致使材料晶粒大小不均，因此，力學性能稍差。12闡述產(chǎn)生焊接應力和變形的原因。如何防止和減小焊接變形？解：金屬材料具有熱脹冷縮的基本屬性。由于焊件在焊接過程中是局部受熱且各部分材料冷卻速度不

22、同，因而導致焊件各部分材料產(chǎn)生不同程度的變形，引起了應力。焊接時局部加熱是焊件產(chǎn)生應力與變形的根本原因。防止與減小焊接變形的工藝措施（1）反變形法 用試驗或計算方法，預先確定焊后可能發(fā)生變形的大小和方向，在焊前將工件安置在與變形相反的位置上，以抵消焊后所發(fā)生的變形。（2）加余量法 根據(jù)經(jīng)驗，在焊件下料時加一定余量，通常為工件尺寸的0.1%0.2%，以補充焊后的收縮，特別是橫向收縮。（3）剛性夾持法 焊前將焊件固定夾緊，焊后變形即可大大縮小。但剛性夾持法只適用于塑性較好的低碳鋼結構，對淬硬性較大的鋼材及鑄鐵不能使用，以免焊后產(chǎn)生裂紋。（4）選擇合理的焊接順序 如果在構件的對稱兩側都有焊縫，應設法使兩側焊縫的收縮互相抵消或減弱。金屬切削加工部分習題答案何謂切削運動？試分析車、銑、刨、磨、鉆切削加工中的切削運動。答案：表面加工時，刀具工件的相對運動，即所謂切削運動，它是由主運動與進給運動合成的運動。加工方法主運動進給運動在車床上車削工件的旋轉運動車刀的直線移動在銑床上銑削銑刀的旋