機(jī)械制造基礎(chǔ)簡(jiǎn)答題答案

1、第一部分工程材料四、簡(jiǎn)答題1什么是工程材料？按其組成主要分為哪些種類?答：工程材料主要指用于機(jī)械工程和建筑工程等領(lǐng)域的材料。按其組成主要分為：金屬材料、高分子材料、無機(jī)非金屬材料、復(fù)合材料。2什么是金屬的熱處理？有哪些常用的熱處理工藝？答：金屬熱處理就是通過加熱、保溫和冷卻來改變金屬整體或表層的組織，從而改善和提高其性能的工藝方法。金屬熱處理工藝可分為普通熱處理（主要是指退火、正火、淬火和回火等工藝）、表面熱處理（包括表面淬火和化學(xué)熱處理）和特殊熱處理（包括形變熱處理和真空熱處理等）。3鋼退火的主要目的是什么？常用的退火方法有哪些？答：鋼退火的主要目的是：細(xì)化晶粒，均勻組織，提高機(jī)械性能；降低

2、硬度，改善切削加工性；消除殘余內(nèi)應(yīng)力，避免鋼件在淬火時(shí)產(chǎn)生變形或開裂；提高塑性、韌性，便于塑性加工為最終熱處理做好組織準(zhǔn)備。常用的退火方法有完全退火、等溫退火、球化退火、去應(yīng)力退火、擴(kuò)散退火、再結(jié)晶退火。4鋼正火的主要目的是什么？正火與退火的主要區(qū)別是什么？如何選用正火與退火？答：鋼正火的主要目的是細(xì)化晶粒，改善組織，提高力學(xué)性能；調(diào)整硬度，便于進(jìn)行切削加工（?HB）;消除殘余內(nèi)應(yīng)力，避免鋼件在淬火時(shí)產(chǎn)生變形或開裂；為球化退火做好組織準(zhǔn)備。正火與退火的主要區(qū)別是冷卻速度不同。正火與退火的選用：不同的退火方法有不同的應(yīng)用范圍和目的，可根據(jù)零件的具體要求選用；正火可用于所有成分的鋼，主要用于細(xì)化珠

3、光體組織其室溫組織硬度比退火略高，比球化退火更高；一般來說低碳鋼多采用正火來代替退火。為了降低硬度，便于加工，高碳鋼應(yīng)采用退火處理。5淬火的目的是什么？常用的淬火方法有哪幾種？答：淬火是將鋼奧氏體化后快速冷卻獲得馬氏體組織的熱處理工藝。淬火的目的主要是為了獲得馬氏體，提高鋼的硬度和耐磨性。它是強(qiáng)化鋼材最重要的熱處理方法。常用的淬火方法有：?jiǎn)我捍慊稹㈦p液淬火、分級(jí)淬火和等溫淬火。6.淬火后，為什么一般都要及時(shí)進(jìn)行回火？回火后鋼的力學(xué)性能為什么主要是決定于回火溫度而不是冷卻速度？答：淬火鋼一般不宜直接使用，必須進(jìn)行回火以消除淬火時(shí)產(chǎn)生的殘余內(nèi)應(yīng)力，提高材料的塑性和韌性，穩(wěn)定組織和工件尺寸。由于回火

4、后鋼的力學(xué)性能取決于回火后的組織與結(jié)構(gòu)，而回火后的組織與結(jié)構(gòu)是由回火溫度而不是由冷卻速度決定的。7回火的目的是什么？常用的回火操作有哪些？試指出各種回火操作得到的組織、性能及應(yīng)用范圍。答：回火的目的是：消除淬火時(shí)產(chǎn)生的殘余內(nèi)應(yīng)力；提高材料的塑性和韌性，獲得良好的綜合力學(xué)性能；穩(wěn)定組織和工件尺寸。常用的回火方法有以下三種：(1)低溫回火(250以下)組織：回火組織為回火馬氏體。性能：基本上保持了淬火后的高硬度(一般為5864HRC)和高耐磨性。應(yīng)用：主要用于高碳工具鋼、模具、滾動(dòng)軸承、滲碳、表面淬火的零件及低碳馬氏體鋼和中碳低合金超高強(qiáng)度鋼。(2)中溫回火(350500C)組織：回火組織為回火屈

5、氏體。性能：回火屈氏體的硬度一般為3545HRC,具有較高的彈性極限和屈服極限。它們的屈強(qiáng)比(ds/ob)較高，一般能達(dá)到0.7以上，同時(shí)也具有一定的韌性。應(yīng)用：主要用于各種彈性元件。(3)高溫回火(500650C)組織：回火組織為回火索氏體。性能：其綜合力學(xué)性能優(yōu)良，在保持較高強(qiáng)度的同時(shí)，具有良好的塑性和韌性。硬度一般為2535HRG應(yīng)用：廣泛用于綜合力學(xué)性能要求高的各種機(jī)械零件，例如軸、齒輪坯、連桿、高強(qiáng)度螺栓等。8什么是調(diào)質(zhì)處理？調(diào)質(zhì)的主要目的是什么？鋼在調(diào)質(zhì)后是什么組織？答：通常在生產(chǎn)中將各種鋼件淬火及高溫回火的復(fù)合熱處理工藝稱為調(diào)質(zhì)處理。調(diào)質(zhì)的主要目的是提高零件的綜合機(jī)械性能。鋼在調(diào)

6、質(zhì)后的組織是：回火索氏體9說明下列零件毛坯進(jìn)行正火的主要目的及正火后的組織：（l）20鋼鍛造的齒輪毛坯； 2） 2）45鋼鍛造用的機(jī)床主軸毛坯； 3） T12軋制而成的鋰刀毛坯（組織為網(wǎng)狀Fe3Cn和片狀珠光體）。答：（1）20鋼齒輪正火后的組織為：S+F目的：提高硬度，避免粘刀，改善切削加工性。 2） 2）45鋼鍛造用的機(jī)床主軸毛坯正火后的組織為：S+F目的：（正火代替完全退火，節(jié)約時(shí)間和能源）細(xì)化晶粒，改善組織，改善機(jī)械性能。 3） T12鋼軋制而成的鋰刀毛坯正火前的組織為網(wǎng)狀Fe3Cn和片狀珠光體，正火后的組織為：S+Fe3Cn目的：細(xì)化晶粒，改善組織，減少或消除網(wǎng)狀滲碳體，為后續(xù)工序（

7、球化處理）做好組織準(zhǔn)備。10指出下列工件的淬火及回火溫度，并說明其回火后獲得的組織及其大致硬度。(D45鋼小軸(要求綜合性能)；(2) 60彈簧鋼;(3) T12鋰刀。答:工件淬火溫度回火溫度回火后的組織回火后的硬度45鋼小軸Ac3+3050c500650cS回HRC253560彈簧鋼Ac3+3050c350500cT回HR(4550T12鋰刀Ac1+3050c150250c晌HRC556511.45鋼軸的生產(chǎn)工藝過程如下，試說明其中各熱處理工序的目的鍛邇*正大粗加工T質(zhì)精加工f局部表面淬火+低溫回火磨削答：正火：消除鍛造時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力或調(diào)整材料的硬度，使其便于切削加工。調(diào)質(zhì)處理：提高材料的綜

8、合機(jī)械性能。局部表面淬火+低溫回火：局部表面淬火是為了局部提高材料表面的硬度，從而提高其耐磨性；低溫回火是為了消除殘余內(nèi)應(yīng)力，防止工件變形開裂，同時(shí)保持材料淬火后的高硬度。12.用45鋼制車床主軸，要求軸頸部位硬度為5658HRC其余地方為2024HRC,其加工工藝路線為：鍛造“正火”機(jī)械加工”軸頸表面淬火“低溫回火”磨加工。請(qǐng)說明以下問題。（1）正火的目的及大致熱處理工藝參數(shù)。（2）表面淬火及低溫回火的目的。（3）使用狀態(tài)下軸頸及其他部位的組織。答:（1）主軸正火的目的是為了細(xì)化晶粒，改善組織，消除內(nèi)應(yīng)力，同時(shí)，改善切削加工性，保證主軸心部的力學(xué)性能。加熱到850，保溫一定的時(shí)間，出爐后在空

9、氣中冷卻。（2）表面淬火的目的是為了獲得馬氏體組織，提高主軸的硬度，改善耐磨性；低溫回火的目的是為了消除淬火應(yīng)力，防止變形和開裂，同時(shí)，保持高的淬火硬度。（3）使用狀態(tài)下軸頸表面白組織是回火馬氏體M回，軸頸心部的組織是回火索氏體和鐵素體S回+F,其他部位的組織是索氏體和鐵素體S+F。15.試分析下列零件的工作條件和主要力學(xué)性能要求，選擇相應(yīng)的材料（寫出23種材料的牌號(hào)）：（1）彈簧（2）汽車變速箱小齒輪（3）機(jī)床傳動(dòng)用大齒輪（4）輕載載貨汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸（5）鉗工用的銼刀（6）高速切削刀具（7）機(jī)床主軸（8）機(jī)床床身答:（1）彈簧:60、65、70、65Mn、60Si2MnA（2）汽車變速箱小齒

10、輪：40、45、40Cr、40Mn、20Cr、20CrMnTi、35CrMo（3）機(jī)床傳動(dòng)用大齒輪：35、45、50、HT200、HT250、HT300、HT350（4）輕載載貨汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸：40Cr、35CrMo、QT600-3、QT700-2、QT800-2（5）鉗工用的銼刀：T10、T11、T12、T136）高速切削刀具：W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2（7）機(jī)床主軸：45、40Cr、35CrMo（8）機(jī)床床身：HT200、HT250、HT200、HT350第十三章切削加工基礎(chǔ)知識(shí)1、何謂切削運(yùn)動(dòng)？刀具與工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)稱為切削運(yùn)動(dòng)。它包括主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。主運(yùn)動(dòng)是切下切屑所需的

11、最基本的運(yùn)動(dòng)。與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)相比，它的速度高、消耗機(jī)床功率多。主運(yùn)動(dòng)一般只有一個(gè)。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是多余材料不斷被投入切削，從而加工出完整表面所需的運(yùn)動(dòng)。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)可以有一個(gè)或幾個(gè)。主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的適當(dāng)配合，就可對(duì)工件不同的表面進(jìn)行加工。2、試述刀具材料應(yīng)具備的性能。刀具材料應(yīng)具備的性能為：1 ）高的硬度。刀具材料的硬度必須高于工件材料的硬度。在常溫下，刀具材料的硬度一般應(yīng)在HRC6”上。2）足夠的強(qiáng)度和韌性。以便承受切削力和切削時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)，防止刀具脆性斷裂和崩刃。3）高的耐磨性。即抵抗磨損的能力。一般情況下，刀具材料硬度越高，耐磨性越好。4）高的耐熱性。指刀具材料在高溫下仍能保持硬度、強(qiáng)度、韌性和耐磨

12、等性能。5）良好的工藝性和經(jīng)濟(jì)性。為便于刀具本身的制造，刀具材料應(yīng)具有好的切削性能、磨削性能、焊接性能及熱處理性能等，而且要追求高的性能價(jià)格比。3、切削過程中有哪些物理現(xiàn)象？試述積屑瘤的產(chǎn)生對(duì)切削加工的影響。切削過程中的物理現(xiàn)象有積屑瘤和加工硬化現(xiàn)象。積屑瘤的存在有利也有弊。積屑瘤的不穩(wěn)定使切削深度和厚度不斷發(fā)生變化，影響加工精度，并引起切削力的變化，產(chǎn)生振動(dòng)、沖擊，而且脫落的積屑瘤碎片粘附在已加工表面上，使加工表面粗糙。因此，在精加工過程中，應(yīng)采取改變切削速度、選用適當(dāng)?shù)那邢饕旱却胧┍苊夥e屑瘤的產(chǎn)生。由于積屑瘤的硬度高于刀具，可以代替切削刃進(jìn)行切削，起到保護(hù)刀具的作用，同時(shí)積屑瘤的存在，增大

13、了刀具的實(shí)際工作前角，使切削過程輕快。因此，粗加工時(shí)積屑瘤的存在是有利的。4、簡(jiǎn)述合理選用切削用量三要素的基本原則。選擇切削用量的原則是：在保證加工質(zhì)量，降低成本和提高生產(chǎn)率的前提下，使ap、f、v的乘積最大，即使基本工藝時(shí)間最短。粗加工時(shí)，要盡可能提高金屬切除率，同時(shí)還要保證規(guī)定的刀具耐用度。在機(jī)床功率足夠時(shí)，應(yīng)盡可能選取大的背吃刀量，除留下精加工的余量外，最好一次走刀切除全部粗加工的余量。其次，根據(jù)工藝系統(tǒng)的剛度，按工藝裝備及技術(shù)條件選擇大的進(jìn)給量。最后再根據(jù)刀具耐用度的要求，針對(duì)不同的刀具材料和工件材料，選擇合適的切削速度v，以保證在一定刀具耐用度條件下達(dá)到最高生產(chǎn)率。精加工時(shí)，首先應(yīng)保

14、證零件的加工精度和表面質(zhì)量，同時(shí)還要保證必要的刀具耐用度和生產(chǎn)率。精加工往往采用逐漸減小背吃刀量的方法來逐步提高加工精度。為了既可保證加工質(zhì)量，又可提高生產(chǎn)率，精加工時(shí)常采用專門的精加工刀具并選用較小的背吃刀量和進(jìn)給量，以及較高的切削速度將工件加工到最終的質(zhì)量要求。第十四章零件表面的加工方法1、加工細(xì)長(zhǎng)軸時(shí)，容易產(chǎn)生腰鼓形（中間大、兩頭?。?，試分析產(chǎn)生的原因及應(yīng)采取的措施。加工細(xì)長(zhǎng)軸時(shí)，由于工件徑向剛性較差，在切削受力的過程中，引起較大的徑向變形，使中間部位的切削深度較兩端小，從而產(chǎn)生腰鼓形變形。為減小腰鼓形變形，可采用較大的主偏角，減小切削深度，采用中心架、跟刀架等方法。3、簡(jiǎn)述鉆孔時(shí)，產(chǎn)生

15、“引偏”的原因及減小“引偏”的措施。鉆孔時(shí)，產(chǎn)生“引偏”是由于橫刃較長(zhǎng)又有較大負(fù)前角，使鉆頭很難定心；鉆頭比較細(xì)長(zhǎng)，且有兩條寬而深的容屑槽，使鉆頭剛性很差；鉆頭只有兩條很窄的螺旋棱帶與孔壁接觸，導(dǎo)向性也很差；由于橫刃的存在，使鉆孔時(shí)軸向抗力增大。因此，鉆頭在開始切削時(shí)就容易引偏，切入以后易產(chǎn)生彎曲變形，致使鉆頭偏離原軸線。鉆頭的引偏將使加工后的孔出現(xiàn)孔軸線的歪斜、孔徑擴(kuò)大和孔失圓等現(xiàn)象。減小“引偏”的措施包括預(yù)鉆錐形定心坑；采用鉆套為鉆頭導(dǎo)向；刃磨時(shí)，盡量將鉆頭的兩個(gè)半鋒角和兩條主切削刃磨得完全相等。6、何為順銑和逆銑?試分析一般采用逆銑而很少采用順銑的原因。周銑銑平面又分為逆銑和順銑兩種方法

16、。當(dāng)銑刀和工件接觸部分的旋轉(zhuǎn)方向與工件的進(jìn)給方向相反時(shí)稱為逆銑；當(dāng)銑刀和工件接觸部分的旋轉(zhuǎn)方向與工件的進(jìn)給方向相同時(shí)稱為順銑。順銃忽大忽小的水平分力FH的方向與工作臺(tái)的進(jìn)給方向相同，由于工作臺(tái)進(jìn)給絲杠與固定螺母之間一般都存在間隙，當(dāng)水平分力FH值較小時(shí)，絲杠與螺母之間的間隙位于右側(cè)，而當(dāng)水平分力FH值足夠大時(shí)，就會(huì)將工件連同絲杠一起向右拖動(dòng)，使絲杠與螺母之間的間隙位于左側(cè)。在這種情況下，水平分力FH的大小變化會(huì)使工作臺(tái)忽左忽右來回竄動(dòng)，造成切削過程不平穩(wěn)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)打刀甚至損壞機(jī)床。逆銃時(shí)，水平分立FH與進(jìn)給方向相反，因此，工作臺(tái)進(jìn)給絲杠與螺母之間在切削過程中始終保持一側(cè)緊密接觸，工作臺(tái)不會(huì)竄動(dòng)，切削過程平穩(wěn)。銑床工作臺(tái)的進(jìn)給絲桿和螺母無消除間隙裝置時(shí)，一般采用逆銑。8、磨削加工為什么可以獲得較高的精度及較低的粗糙度？由于磨粒的刃口半徑p小，能切下一層極薄的材料；又由于砂輪表面上的磨粒多，磨削速度高（3035m/s）,同時(shí)參加切削的磨粒很多，在工件表面上形成細(xì)小而致密的網(wǎng)絡(luò)磨痕；再加上磨床本身的精度高、液壓傳動(dòng)平穩(wěn)和微量進(jìn)給機(jī)構(gòu)，因此，磨削的加工精度高（IT8