機(jī)械制造工藝基礎(chǔ)部分課后答案

1、1.1.4 某工廠鑄造一批啞鈴，常出現(xiàn)如圖某工廠鑄造一批啞鈴，常出現(xiàn)如圖1-591-59所示的明縮所示的明縮 孔，有什么措施可以防止，并使鑄件的清理孔，有什么措施可以防止，并使鑄件的清理 工作量最?。抗ぷ髁孔钚?？縮孔冒口冷鐵答：可采用順序凝固，使鑄件按規(guī)定方向從一部分到另一部分逐漸凝固。在鑄件可能出現(xiàn)縮孔的厚大部位安放冒口?；蛟阼T件遠(yuǎn)離澆冒口的部位增設(shè)冷鐵，加快該處的冷卻速度，使厚壁凸臺(tái)反而最先凝固，從而實(shí)現(xiàn)自下而上的順序凝固。如圖所示1.1.5 某廠自行設(shè)計(jì)了一批如圖所示的鑄鐵鐵槽型梁。鑄后立即進(jìn)行了機(jī)某廠自行設(shè)計(jì)了一批如圖所示的鑄鐵鐵槽型梁。鑄后立即進(jìn)行了機(jī)械加工使用一段時(shí)間后，在梁的長(zhǎng)度

2、方向上發(fā)生了彎曲變形。械加工使用一段時(shí)間后，在梁的長(zhǎng)度方向上發(fā)生了彎曲變形。（1） 該梁壁厚均勻，為什么還會(huì)變形？判斷梁的變形方向。該梁壁厚均勻，為什么還會(huì)變形？判斷梁的變形方向。（2） 有何鑄造工藝措施能減少變形有何鑄造工藝措施能減少變形?（3） 為防止鑄件變形，請(qǐng)改進(jìn)槽型梁結(jié)構(gòu)。為防止鑄件變形，請(qǐng)改進(jìn)槽型梁結(jié)構(gòu)。答：1.因?yàn)樵撹T件有應(yīng)力是不穩(wěn)定的，將自發(fā)的通過(guò)變形來(lái)減小內(nèi)應(yīng)力，趨于穩(wěn)定狀態(tài)。向下凹。 2.采用同時(shí)凝固以便冷卻均勻，或用“反變形”工藝。 3.采用如下圖所示結(jié)構(gòu)?；蛟黾油鈭A角，減小熱節(jié)。1.1.11 某鑄件時(shí)常產(chǎn)生裂紋缺陷，如何區(qū)分其性質(zhì)？如果屬于熱裂某鑄件時(shí)常產(chǎn)生裂紋缺陷，如

3、何區(qū)分其性質(zhì)？如果屬于熱裂紋，應(yīng)該從那些方面尋找原因？紋，應(yīng)該從那些方面尋找原因？ (1)熱裂常發(fā)生在 鑄件的拐角處，截面厚度突變處等應(yīng)力集中的部位或鑄件最后凝固區(qū)的縮孔附近或尾部。裂紋往往沿晶界產(chǎn)生和發(fā)展，外形曲折，不規(guī)則，裂縫較寬，裂口表面氧化較嚴(yán)重。 冷裂外形常穿過(guò)晶粒，呈連續(xù)直線狀。裂縫細(xì)小，寬度均勻，斷口表面干凈光滑，具有金屬光澤或微氧化色。（2）鑄件結(jié)構(gòu)不合理，合金的收縮大，型（芯）砂退讓性差以及鑄造工藝不合理均可能引起熱裂，剛和鐵中的硫，磷降低了剛和鐵的韌性，使熱裂的傾向大大提高。1.2.2 1.2.2 確定如圖所示鑄件的鑄造工藝方案，要求如下：確定如圖所示鑄件的鑄造工藝方案，要

4、求如下：（1 1）按單件小批生產(chǎn)條件分析最佳方案）按單件小批生產(chǎn)條件分析最佳方案; ;（2 2）按所選方案繪制澆注位置，分型面，分模面。）按所選方案繪制澆注位置，分型面，分模面。采用型芯三箱造型，或使用型芯二箱造型采用型芯三箱造型，或使用型芯二箱造型上下上下上下造型方法為手工造型，方案如圖：1.3.2 1.3.2 試比較壓力鑄造，低壓鑄造，擠壓鑄造三種方法的異同點(diǎn)及應(yīng)用試比較壓力鑄造，低壓鑄造，擠壓鑄造三種方法的異同點(diǎn)及應(yīng)用范圍。范圍。異同點(diǎn)：壓力鑄造是動(dòng)型提供壓力，最后從動(dòng)型中頂出鑄件；低壓鑄造異同點(diǎn)：壓力鑄造是動(dòng)型提供壓力，最后從動(dòng)型中頂出鑄件；低壓鑄造是壓縮空氣提供壓力，鑄件由澆口進(jìn)行補(bǔ)

5、縮，不要冒口；擠壓鑄造的壓是壓縮空氣提供壓力，鑄件由澆口進(jìn)行補(bǔ)縮，不要冒口；擠壓鑄造的壓力很小，外力不直接作用在工件上，沒有塑性變形組織。力很小，外力不直接作用在工件上，沒有塑性變形組織。應(yīng)用范圍：壓力鑄造廣泛應(yīng)用于汽車，拖拉機(jī)，儀器儀表，醫(yī)療器械等應(yīng)用范圍：壓力鑄造廣泛應(yīng)用于汽車，拖拉機(jī)，儀器儀表，醫(yī)療器械等制造行業(yè)中；低壓鑄造常用來(lái)生產(chǎn)汽缸體，汽缸蓋，活塞，曲軸箱，殼制造行業(yè)中；低壓鑄造常用來(lái)生產(chǎn)汽缸體，汽缸蓋，活塞，曲軸箱，殼體等高質(zhì)量鋁合金，鎂合金鑄件，有時(shí)用于生產(chǎn)銅合金，鑄鐵件。擠壓體等高質(zhì)量鋁合金，鎂合金鑄件，有時(shí)用于生產(chǎn)銅合金，鑄鐵件。擠壓鑄造適合于生產(chǎn)各種力學(xué)性能要求高，氣密性

6、好的后壁鑄件，如汽車鋁鑄造適合于生產(chǎn)各種力學(xué)性能要求高，氣密性好的后壁鑄件，如汽車鋁輪轂，發(fā)動(dòng)機(jī)鋁活塞，鋁缸體，制動(dòng)器鋁鑄件等，不適合生產(chǎn)結(jié)構(gòu)復(fù)雜輪轂，發(fā)動(dòng)機(jī)鋁活塞，鋁缸體，制動(dòng)器鋁鑄件等，不適合生產(chǎn)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的鑄件。的鑄件。1.4.21.4.2在方便鑄造和易于獲得合格鑄件的條件下，圖在方便鑄造和易于獲得合格鑄件的條件下，圖1-621-62所示鑄件構(gòu)造有所示鑄件構(gòu)造有何值得改進(jìn)之處？怎樣改進(jìn)？何值得改進(jìn)之處？怎樣改進(jìn)？構(gòu)造改進(jìn)如圖所示：懸臂部分改為工字梁。1.5.4 1.5.4 某鑄件壁厚有某鑄件壁厚有5mm5mm，20mm,52mm20mm,52mm三種，要求鑄件各處的抗拉強(qiáng)度三種，要求鑄件各

7、處的抗拉強(qiáng)度都能達(dá)到都能達(dá)到150MPa150MPa，若選用，若選用HT150HT150牌號(hào)的灰鑄鐵澆注，能否滿足其性能要牌號(hào)的灰鑄鐵澆注，能否滿足其性能要求？求？答：由表中數(shù)據(jù)可得：HT150 175（2.510mm） 145 (1020mm) 130 (2030mm) 120 (3050mm) 因鑄件在壁厚20mm,52mm處無(wú)法承受150MPa強(qiáng)度，所以不滿足性能要求。 2.1.1 錫在20、鎢在1100 變形，各屬于哪種變形？為什么(錫的熔點(diǎn)為232 ，鎢的熔點(diǎn)為3380 )？ 答：按照絕對(duì)溫度計(jì)算。絕對(duì)溫度零點(diǎn)是-237 。 錫在20變形屬于熱變形，其T再=0.4（232+237）K

8、 (1100+237)K。 2.2.3 如何確定模鍛件分模面的位置？答：按照以下原則確定分模面的位置要保證模鍛件能從模膛中取出。按選定的分模面制成的鍛模后，應(yīng)使上、下兩模沿分模面的模膛輪廓一致，以便在安裝鍛模和生產(chǎn)中容易發(fā)現(xiàn)錯(cuò)?，F(xiàn)象，及時(shí)調(diào)整鍛模的位置。最好把分模面選在模膛深度最淺的位置處，使金屬很容易充滿模膛，便于取出鍛件，有利于鍛模的制造。選定的分模面應(yīng)使零件上所加的敷料最少。1) 最好使分模面為一個(gè)平面，使上、下鍛模的膛深度基本一致，差別不宜過(guò)大，以便于制造鍛模。 2.2.5 圖2-55所示的零件的模鍛工藝性如何？為什么？應(yīng)如何修改使其便于模鍛？圖2-55 答：工藝性不好，原因在于有突出

9、物，不便于取模，存在著薄壁，而且沒有一定的拔模斜度。修改后的圖形見教材P70，如圖2-26。 2.2.6 圖2-56所示的兩個(gè)零件采用錘上模鍛工藝成形,試選擇合適的分模面。圖2-56(a) 平連桿(b) 彎連桿 2.2.7 圖2-57所示零件若批量分別為單件、小批、大批量生產(chǎn)時(shí)，應(yīng)選用哪種方法制造？定性的畫出各種方法所需的鍛件圖。其生產(chǎn)為單件，宜采用自由鍛，鍛件圖如下。小批量生產(chǎn)的齒輪，宜采用摩擦壓力機(jī)上模鍛，鍛件圖如下。大批量生產(chǎn)的通孔回轉(zhuǎn)體零件，宜采用平鍛機(jī)上模鍛，鍛件如下。 圖 2-57 不同的零件 2.2.9 圖2-58所示零件采用模鍛方法制坯，設(shè)計(jì)上有哪些不合理的地方？為什么？不合理

10、的地方如圖：1.應(yīng)設(shè)計(jì)為圓角，減小金屬流動(dòng)時(shí)的摩擦阻力和使金屬液充分的填滿模膛；2.應(yīng)有一定的拔模斜度,便于拔模；3.應(yīng)設(shè)計(jì)得更厚，不然金屬容易冷卻，不易充滿模膛；4.應(yīng)為非機(jī)械加工面，模鍛的尺寸精度高和表面粗糙度底，所示處不用于配合。 2.4.4 用50沖孔模具來(lái)生產(chǎn)50落料件能否保證沖壓件的精度？為什么？ 答：不能。沖孔模的設(shè)計(jì)以凸模為基準(zhǔn)，考慮到磨損，凸模取合乎公差要求的最大值，因而，使用沖孔模，來(lái)生產(chǎn)落料件，尺寸偏大。 2.4.5 用2501.5板料能否一次拉深成直徑為50的拉深件？應(yīng)采取哪些措施才能保證正常生產(chǎn)？如果為多次拉深，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)每次拉深系數(shù)。 答：不能一次拉深成型，應(yīng)采用多次拉

11、深，為保證材料有足夠的塑性，一兩次拉深之后應(yīng)安排工序間的退火處理，再著，多次拉深中，拉深系數(shù)應(yīng)一次比一次大。 各次拉深系數(shù)，m1=0.5，m2=0.625，m3=0.64(m=m1m2m3=0.2) 。 2.4.9 試述圖2-60所示沖壓件的生產(chǎn)過(guò)程。1.先從板材上沖裁出上圖形狀。2.再在圖示位置沖掉兩個(gè)圓孔。3.最后沿著圖示虛線位置折彎。3.2.6 3.2.6 常見焊接缺陷有哪幾種？其中對(duì)焊接接頭性能危害最常見焊接缺陷有哪幾種？其中對(duì)焊接接頭性能危害最大的為哪幾種？大的為哪幾種？答：焊接接頭的不完整性稱為焊接缺陷，主要有焊接裂紋，未焊透，夾渣，氣孔和焊縫外觀缺陷等。其中危害最大的是焊接裂縫和

12、氣孔。3.2.11 3.2.11 產(chǎn)生焊接應(yīng)力與變形的原因是什么？焊接過(guò)程中和焊后，焊縫區(qū)產(chǎn)生焊接應(yīng)力與變形的原因是什么？焊接過(guò)程中和焊后，焊縫區(qū)縱向受力是否一樣？清除和防止焊接應(yīng)力有哪些措施？縱向受力是否一樣？清除和防止焊接應(yīng)力有哪些措施？答：焊接過(guò)程的加熱和冷卻受到周圍冷金屬的約束，不能自由膨脹和收縮。當(dāng)約束很大時(shí)，則會(huì)產(chǎn)生殘余應(yīng)力，無(wú)殘余變形。當(dāng)約束很小時(shí)，既產(chǎn)生殘余應(yīng)力，又產(chǎn)生殘余變形。 采取以下措施可以防止或消除焊接應(yīng)力： (1)焊接不要有密集交叉，截面和長(zhǎng)度也要盡可能小，以減少焊接局部加熱，從而減少焊接應(yīng)力。 （2）采取合理的焊接順序，使焊縫能夠自由收縮，以減少應(yīng)力。 （3）采用小

13、線能量，多層焊，也可減少焊接應(yīng)力。 （4）焊前預(yù)熱可以減少工件溫差，也能減少殘余應(yīng)力。 （5）當(dāng)焊縫還處于較高溫度時(shí)，錘擊焊縫使金屬伸長(zhǎng)，也能減少焊接殘余應(yīng)力。 （6）焊后進(jìn)行消除應(yīng)力的退火可消除殘余應(yīng)力。3.2.12 3.2.12 按下圖示拼接大塊鋼板是否合理？為什么？要否改變？怎么改變？按下圖示拼接大塊鋼板是否合理？為什么？要否改變？怎么改變？為減少焊接應(yīng)力與變形，其合理的焊接次序是怎樣的為減少焊接應(yīng)力與變形，其合理的焊接次序是怎樣的? ?答：不合理。 焊縫密集交叉。局部加熱多，易產(chǎn)生焊接應(yīng)力和變形。 可考慮改成圖2的拼接方式，或圖3方式。 合理的焊縫次序?yàn)?，?yīng)先分別焊接左圖上，中，下三塊

14、。然后將三塊連成整體。2aa圖1圖2圖3（來(lái)自朱春來(lái)的作業(yè)）3.3.5 3.3.5 點(diǎn)焊的熱源是什么？為什么會(huì)有接觸電阻？接觸電阻對(duì)點(diǎn)焊熔核點(diǎn)焊的熱源是什么？為什么會(huì)有接觸電阻？接觸電阻對(duì)點(diǎn)焊熔核的形成有什么影響？怎樣控制接觸電阻的大??？的形成有什么影響？怎樣控制接觸電阻的大??？答：點(diǎn)焊是用圓柱電極壓緊工件，通過(guò)電流流過(guò)工件產(chǎn)熱獲得焊點(diǎn)。工件無(wú)為金屬，金屬有自身的電阻。接觸電阻小時(shí)，吸熱少而散熱快，導(dǎo)致熔核偏向電阻大的一方，形成熔核偏移?？梢圆捎锰厥怆姌O或工藝墊片來(lái)改變接觸電阻。3.4.3 3.4.3 用下列板材制作圓筒型低壓容器，試分析其可焊性，并選擇焊接方法用下列板材制作圓筒型低壓容器，試

15、分析其可焊性，并選擇焊接方法和焊接材料。和焊接材料。（1 1）A3A3鋼板，厚鋼板，厚20 mm 20 mm ，批量生產(chǎn)；（，批量生產(chǎn)；（2 2）2020鋼板，厚鋼板，厚2mm2mm，批量生產(chǎn)；，批量生產(chǎn)；（3 3）4545鋼板，厚鋼板，厚6mm6mm，單件生產(chǎn)；（，單件生產(chǎn)；（4 4）紫銅板，厚）紫銅板，厚4mm4mm，單件生產(chǎn)；（，單件生產(chǎn)；（5 5）鋁合金板，厚鋁合金板，厚20mm20mm，單件生產(chǎn)；（，單件生產(chǎn)；（6 6）鎳鉻不銹鋼板，厚）鎳鉻不銹鋼板，厚10mm10mm，小批生產(chǎn)。，小批生產(chǎn)。答：（對(duì)焊絲、焊劑、焊條牌號(hào)不做要求）（1）可焊性較好，采用批量生產(chǎn), 小件使用CO2焊，選

16、用H08Mn2SiA焊絲加強(qiáng)脫氧和合金化，大件用埋弧焊選用H08A或H08MnA焊絲和HJ431焊劑；（2）可焊性良好，采用縫焊（板厚小于3毫米，無(wú)密封要求，應(yīng)選用電阻點(diǎn)焊，有密封要求，選用縫焊）；（3）可焊性不大好，采用手弧焊，使用J607，或J707焊條；（4）銅的焊接性較低碳鋼低?？蛇x用氬弧焊焊絲選用特制的紫銅焊焊絲。焊劑主要成分是硼砂和硼酸。（5）焊接性不好，采用氬弧焊，專用鋁合金焊絲；（6） 鎳、鉻的加入使合金鋼中的碳當(dāng)量增加, 可焊性差, 應(yīng)采用氬弧焊，選用Ni-Cr不銹鋼焊絲，也可采用手弧焊，采用不銹鋼焊條。3.5.1 3.5.1 如下圖三種焊件，其焊件布置是否合理？若不合理，加

17、以改正。如下圖三種焊件，其焊件布置是否合理？若不合理，加以改正。解：三種皆不合理，改進(jìn)如下：只一條焊縫即可3.5.2 3.5.2 下圖示兩種低碳鋼支架，如批量生產(chǎn)，設(shè)計(jì)最合理的生產(chǎn)工藝方下圖示兩種低碳鋼支架，如批量生產(chǎn)，設(shè)計(jì)最合理的生產(chǎn)工藝方案。如用焊接方法，試選用焊接方法，并對(duì)接頭形式與焊接材料提出工案。如用焊接方法，試選用焊接方法，并對(duì)接頭形式與焊接材料提出工藝要求。藝要求。答：應(yīng)當(dāng)用焊接工藝，焊接方法是手弧焊。 選用J422焊條。 接口形式可采用單邊Y型坡口。圖畫得不理想，沒有遵守軸測(cè)圖的畫法規(guī)定。 3.5.3 焊接梁尺寸如圖3-56所示,材料為15鋼,現(xiàn)有鋼板最大長(zhǎng)度為2500mm。要

18、求:決定腹板與上、下翼板的焊縫位置,選擇焊接方法,畫出各條焊縫接頭形式并制定各條焊縫和焊接次序圖3-56 焊接工藝設(shè)計(jì) 答: 腹板與上、下翼板的焊縫位置應(yīng)選在腹板上的耳板與翼板交接處,圖中510的位置,采用手弧焊,焊接順序如圖中數(shù)字所示,各焊縫接頭形式如下。注意對(duì)稱焊上下翼板的對(duì)接接頭受力最大，先焊接，也要避開最大應(yīng)力處。焊縫1,對(duì)接接頭,雙Y形接頭焊縫26,810,T形接頭,不開坡口焊縫7此四處也要講順序，對(duì)稱來(lái)焊3.5.6 3.5.6 計(jì)算下圖示對(duì)接焊縫的橫向收縮量。計(jì)算下圖示對(duì)接焊縫的橫向收縮量。S=0.25*(3*3+17*17+3*17)/20+0.125*3 =4.73754.2.

19、10 切屑是怎樣形成的?常見的切屑有幾種? 答：（1）金屬切削過(guò)程實(shí)際就是切屑的形成過(guò)程。被切削金屬層受到刀具的擠壓作用，產(chǎn)生彈性變形。隨著切削的繼續(xù)進(jìn)行，刀具繼續(xù)給被切金屬層施加壓力，金屬內(nèi)部的應(yīng)力和應(yīng)變也隨之變大；當(dāng)應(yīng)變達(dá)到材料的屈服極限時(shí)，被切削金屬層產(chǎn)生塑性變形。此時(shí)切削仍在進(jìn)行， 金屬內(nèi)部應(yīng)力與應(yīng)變繼續(xù)變大，當(dāng)應(yīng)力達(dá)到材料斷裂強(qiáng)度極限時(shí)，被切金屬層就會(huì)斷裂而形成切屑。此時(shí)，金屬內(nèi)部應(yīng)力迅速下降，又重新開始彈性變形塑性變形斷裂變形的循環(huán)，產(chǎn)生新的切屑。 （2）常見的切屑有帶狀、節(jié)狀、崩碎三類切屑。 4.3.2 粗車45鋼軸外圓，毛坯直徑dw=86mm，粗車后直徑 dm=80mm，被加工

20、外圓表面長(zhǎng)度lw=50mm，切入、切出長(zhǎng)度l1=l2=3mm，切削用量 vc=120m/min ，f=0.2mm/r，ap=3mm，試求基本工藝時(shí)間tm。 答：車削行程長(zhǎng)度l=l1+l2+lw=50+3+3mm=56mm； tm=*dw*l*h / (1000*v*f*ap) l=lw+l1+l2=50+3+3=56mm h=(86-80)2=3 vc=120m/min=2m/s 代入得: tm=*86*56*3/（1000*2*0.2*3)=37.8s5.3.3 簡(jiǎn)述平面銑刀的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并根據(jù)銑刀的特點(diǎn)歸納平面銑削的工藝特點(diǎn)。 答:平面銑刀主要有圓柱銑刀和端面銑刀兩種，前者軸線平行于被加工表

21、面，后者軸線垂直于被加工表面。由于銑刀的刀齒都是相同的，所以可以用一個(gè)刀齒的特點(diǎn)來(lái)說(shuō)明整個(gè)銑刀的特點(diǎn)。而每個(gè)刀齒都相當(dāng)于一把車刀，因此銑刀的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與車刀幾乎相同。 銑削的工藝特點(diǎn)主要有以下幾個(gè)方面： （1）生產(chǎn)率高。 （2）容易產(chǎn)生沖擊和振動(dòng)。 （3）刀齒散熱條件較好。 （4）切削的方式多樣化。 5.4.1 對(duì)7級(jí)精度的斜齒圓柱齒輪、蝸輪、扇形齒輪、多聯(lián)齒輪和內(nèi)齒輪，各采用什么方法加工比較合適？ 答:斜齒圓柱齒輪采用滾齒，蝸輪采用滾齒法；扇形齒輪、多聯(lián)齒輪采用插齒法；內(nèi)齒輪采用插齒法或拉齒法。 5.4.2 對(duì)齒面淬硬和齒面不淬硬的6級(jí)精度直齒圓柱齒輪，其齒形的精加工面應(yīng)采取什么方法？ 答：對(duì)沒有淬硬的6級(jí)精度直齒圓柱齒輪可以進(jìn)行剃齒，從而達(dá)到需要的精度。而對(duì)淬硬了的可以采用珩齒,以消除淬火后的氧化皮和輕微磕碰而產(chǎn)生的齒面毛刺與壓痕7.2.5 試分析圖7-61所示齒輪的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、裝配基準(zhǔn)及滾切齒形時(shí)的定位基準(zhǔn)、測(cè)量基準(zhǔn)。圖7-61答：平面B是平面A的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，其它均以中心軸為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，齒輪的軸線和端面B為裝配基準(zhǔn)，滾切齒形時(shí)以孔和端面B為定位基準(zhǔn)，孔的軸線為測(cè)量基準(zhǔn)。7.2.9 分析圖7-64所示鉆鉸連桿零件小頭孔，保證小頭孔與大頭孔之間的距