熱加工基礎(chǔ)總復(fù)習(xí)思考題

1、熱加工基礎(chǔ)總復(fù)習(xí)題第一章鑄造 一、名詞解釋鑄造：將熱態(tài)金屬澆注到與零件的形狀相適應(yīng)的鑄型型腔中冷卻后獲得鑄件的方法。熱應(yīng)力：在凝固冷卻過程中，不同部位由于不均衡的收縮而引起的應(yīng)力。收縮：鑄件在液態(tài)、凝固態(tài)和固態(tài)的冷卻過程中所發(fā)生的體積縮小現(xiàn)象，合金的收縮一般用體收縮率和線收縮率表示。金屬型鑄造：用重力澆注將熔融金屬澆人金屬鑄型而獲得鑄件的方法。流動性：熔融金屬的流動能力，僅與金屬本身的化學(xué)成分、溫度、雜質(zhì)含量及物理性質(zhì)有關(guān)，是熔融金屬本身固有的性質(zhì)。 二、 填空題1手工造型的主要特點是（適應(yīng)性強）（設(shè)備簡單）（生產(chǎn)準(zhǔn)備時間短）和（模樣成本低），在（成批）和（大量）生產(chǎn)中采用機械造型。2. 常用

2、的特種鑄造方法有（熔模鑄造），（金屬型鑄造）、（壓力鑄造），（低壓鑄造）和（離心鑄造）。3鑄件的凝固方式是按（凝固區(qū)域?qū)挾却笮。﹣韯澐值?，有（逐層凝固）、（中間凝固）和（糊狀凝固）三種凝固方式。純金屬和共晶成分的合金易按（逐層凝固）方式凝固。4鑄造合金在凝固過程中的收縮分三個階段，其中（液態(tài)收縮和凝固收縮）收縮是鑄件產(chǎn)生縮孔和縮松的根本原因，而（固態(tài)收縮）收縮是鑄件產(chǎn)生變形、裂紋的根本原因。5按照氣體的來源，鑄件中的氣孔分為（侵入性氣孔）、（析出性氣孔）和（反應(yīng)性氣孔）三類。因鋁合金液體除氣效果不好等原因，鋁合金鑄件中常見的“針孔”屬于（析出性氣孔）。6鑄鋼鑄造性能差的原因主要是（熔點高，流動

3、性差）和（收縮大）。7影響合金流動性的內(nèi)因有（液態(tài)合金的化學(xué)成分）外因包括（液態(tài)合金的導(dǎo)熱系數(shù)）和（黏度和液態(tài)合金的溫度）。8鑄造生產(chǎn)的優(yōu)點是（成形方便）、（適應(yīng)性強）和（成本較低）。缺點是（鑄件力學(xué)性能較低）、（鑄件質(zhì)量不夠穩(wěn)定）和（廢品率高）。三、是非題 1鑄造熱應(yīng)力最終的結(jié)論是薄壁或表層受拉。 ( × ) 2鑄件的主要加工面和重要的工作面澆注時應(yīng)朝上。 (× ) 3冒口的作用是保證鑄件同時冷卻。 (× ) 4鑄件上寬大的水平面澆注時應(yīng)朝下。 (P ) 5鑄鐵的流動性比鑄鋼的好。 (P ) 6含碳43的白口鑄鐵的鑄造性能不如45鋼好。( ×) 7鑄造

4、生產(chǎn)特別適合于制造受力較大或受力復(fù)雜零件的毛坯。(× ) 8收縮較小的灰鐵鑄件可以采用定向(順序)凝固原則來減少或消除鑄造內(nèi)應(yīng)力。 (×) 9相同的鑄件在金屬型鑄造時，合金的澆注溫度應(yīng)比砂型鑄造時低。(× ) 10壓鑄由于熔融金屬是在高壓下快速充型，合金的流動性很強。(P ) 11鑄件的分型面應(yīng)盡量使重要的加工面和加工基準(zhǔn)面在同一砂箱內(nèi)，以保證鑄件精度。(P ) 12采用震擊緊實法緊實型砂時，砂型下層的緊實度小于上層的緊實度。(× ) 13，由于壓力鑄造具有質(zhì)量好、效率高、效益好等優(yōu)點，目前大量應(yīng)用于黑色金屬的鑄造。(× ) 14熔模鑄造所得鑄

5、件的尺寸精度高，而表面光潔度較低。(× ) 15金屬型鑄造主要用于形狀復(fù)雜的高熔點難切削合金鑄件的生產(chǎn)。(× )四、選擇題 1形狀復(fù)雜的高熔點難切削合金精密鑄件的鑄造應(yīng)采用( b ) (a)金屬型鑄造(b)熔模鑄造(c)壓力鑄造 2鑄造中，設(shè)置冒口的目的( d ) (a) 改善冷卻條件 (b)排出型腔中的空氣 (c)減少砂型用量 (d)有效地補充收縮 3下列易產(chǎn)生集中縮孔的合金成分是( a ) (a) 0 77C(b)球墨鑄鐵(c)43C 4下列哪種鑄造方法生產(chǎn)的鑄件不能進(jìn)行熱處理，也不適合在高溫下使用( b ) (a)金屬型鑄造(b)壓力鑄造(c)熔模鑄造 5為了消幾除鑄

6、造熱應(yīng)力，在鑄造工藝上應(yīng)保證( b ) (a)順序(定向)凝固 (b)同時凝固 (c)內(nèi)澆口開在厚壁處 6直澆口的主要作用是( a ) (a)形成壓力頭，補縮(b)排氣(c)擋渣 7在各種鑄造方法中，砂型鑄造對鑄造合金種類的要求是( c ) (a)以碳鋼、合金鋼為主 (b)以黑色金屬和銅合金為主 (c)能適用各種鑄造合金 8由于( c )在結(jié)晶過程中收縮率較小，不容易產(chǎn)生縮孔、縮松以及開裂等缺陷，所以應(yīng)用較廣泛 (a)可鍛鑄鐵(b)球墨鑄鐵(c)灰鑄鐵 9灰口鑄鐵適合于制造床身、機架、底座、導(dǎo)軌等結(jié)構(gòu)，除了鑄造性和切削性優(yōu)良外，還因為(b ) (a)抗拉強度好(b)抗壓強度好(c)沖擊韌性好

7、10制造模樣時，模樣的尺寸應(yīng)比零件大一個( c ) (a)鑄件材料的收縮量 (b)機械加工余量 (c)鑄件材料的收縮量機械加工余量 11下列零件適合于鑄造生產(chǎn)的有( a ) (a)車床上進(jìn)刀手輪(b)螺栓(c)自行車中軸 12普通車床床身澆注時，導(dǎo)軌面應(yīng)該( b ) (a)朝上(b)朝下(c)朝左側(cè) 13為提高合金的流動性，生產(chǎn)中常采用的方法是( a ) (a)適當(dāng)提高澆注溫度(b)加大出氣口(c)延長澆注時間 14澆注溫度過高時，鑄件會產(chǎn)生( b ) (a)冷隔(b)粘砂嚴(yán)重(c)夾雜物 15金屬型鑄造主要適用于澆注的材料是( b ) (a)鑄鐵(b)有色金屬(e )鑄鋼16鑄造時不需要使用

8、型芯而能獲得圓筒形鑄件的鑄造方法是( b ) (a) 砂型鑄造 ( b) 離心鑄造 (c) 熔模鑄造 (d) 壓力鑄造17車間使用的劃線平板,工作表面要求組織致密均勻,不允許有鑄造缺陷。其鑄件的澆 注位置應(yīng)使工作面( b ) (a) 朝上 (b) 朝下 (c) 位于側(cè)面 (d) 傾斜 五、綜合分析題 1.何謂合金的充型能力？影響充型能力的主要因素有哪些？P3答：液態(tài)合金充滿型腔，獲得形狀完整、輪廓清晰的鑄件的能力，稱為液態(tài)合金的充型能力。 影響充型能力的主要因素為： (1)合金的流動性；(2)鑄型的充型條件；(3)澆注條件；(4)鑄件結(jié)構(gòu)等。2.合金的充型能力不好時，易產(chǎn)生哪些缺陷？設(shè)計鑄件時

9、應(yīng)如何考慮充型能力？答：合金的充型能力不好時澆不到，冷隔(1)在澆注過程中鑄件內(nèi)部易存在氣體和非金屬夾雜物；（2)容易造成鑄件尺寸不精確，輪廓不清晰；(3)流動性不好，金屬液得不到及時補充，易產(chǎn)生縮孔和縮松缺陷。 設(shè)計鑄件時應(yīng)考慮每種合金所允許的最小鑄出壁厚，鑄件的結(jié)構(gòu)盡量均勻?qū)ΨQ。以保證合金的充型能力。3.為什么對薄壁鑄件和流動性較差的合金，要采用高溫快速澆注？答：適當(dāng)提高液態(tài)金屬或合金的澆注溫度和澆注速度能改善其流動性，提高充型能力，因為澆注溫度高，澆注速度快，液態(tài)金屬或合金在鑄型中保持液態(tài)流動的能力強。因此對薄壁鑄件和流動性較差的合金，可適當(dāng)提高澆注溫度和澆注速度以防澆注不足和冷隔。4.

10、縮孔和縮松產(chǎn)生原因是什么？如何防止？答：縮孔縮松產(chǎn)生原因：鑄件設(shè)計不合理，壁厚不均勻；澆口、冒口開設(shè)的位置不對或冒口太小；澆注鐵水溫度太高或鐵水成分不對，收縮率大等。主要原因是液態(tài)收縮和凝固態(tài)收縮所致。 防止措施： (1)澆道要短而粗；(2)采用定向凝固原則；(3)鑄造壓力要大；(4)鑄造時間要適當(dāng)?shù)难娱L；（5)合理確定鑄件的澆注位置、內(nèi)澆口位置及澆注工藝。5.什么是定向凝固原則和同時凝固原則？如何保證鑄件按規(guī)定凝固方式進(jìn)行凝固？答：定向凝固（也稱順序凝固）就是在鑄件上可能出現(xiàn)縮孔的厚大部位安放冒口，在遠(yuǎn)離冒口的部位安放冷鐵，使鑄件上遠(yuǎn)離冒口的部位先凝固，靠近冒口的部位后凝固。 同時凝固，就是

11、從工藝上采取各種措施，使鑄件各部分之間的溫差盡量減小，以達(dá)到各部分幾乎同時凝固的方法。 控制鑄件凝固方式的方法：（1）正確布置澆注系統(tǒng)的引人位置，控制澆注溫度、澆注速度和鑄件凝固位置；(2)采用冒口和冷鐵；(3）改變鑄件的結(jié)構(gòu)；(4)采用具有不同蓄熱系數(shù)的造型材料。6.哪類合金易產(chǎn)生縮孔？哪類合金易產(chǎn)生縮松？如何促進(jìn)縮松向縮孔轉(zhuǎn)化？答：逐層凝固的合金傾向于產(chǎn)生集中縮孔，如純鐵和共晶成分鑄鐵。糊狀凝固的合金傾向于產(chǎn)生縮松，如結(jié)晶溫度范圍寬的合金。 促進(jìn)縮松向縮孔轉(zhuǎn)化的方法有： (1)提高澆注溫度，合金的液態(tài)收縮增加，縮孔容積增加； (2)采用濕型鑄造。濕型比干型對合金的激冷能力大，凝固區(qū)域變窄，

12、使縮松減少，縮孔容積相應(yīng)增加； (3)凝固過程中增加補縮壓力，可減少縮松而增加縮孔的容積。7.圖2-2-1是兩種T型鑄件，試分析鑄件中熱應(yīng)力分布情況，并畫出熱應(yīng)力引起的彎曲。 8圖2-2-2為應(yīng)力框鑄件，凝固冷卻后沿A-A線鋸斷，此時斷口間隙大小會產(chǎn)生什么變？試分析原因。 如變形圖可知，間隙大小會增大。 9鑄鋼的鑄造性能如何？鑄造工藝上的主要特點是什么？ 答：鑄造性能：鋼液的流動性差；鑄鋼的體積收縮率和線收縮率大；易吸氣氧化和粘砂；鑄鋼的鑄造性能較差，易產(chǎn)生縮孔和裂紋等缺陷。 工藝特點：鑄鋼件在鑄造工藝上必須首先考慮補縮問題，防止產(chǎn)生縮孔和裂紋等缺陷，鑄件壁厚要均勻，避免尖角和直角結(jié)構(gòu)，還可設(shè)

13、置鑄造小肋（防止鑄件結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)因收縮應(yīng)力而產(chǎn)生熱裂）、提高型砂和型芯的退讓性、多開內(nèi)澆道、設(shè)置冒口和冷鐵。10金屬型鑄造為何能改善鑄件的力學(xué)性能？灰鑄鐵件用金屬型鑄造時，可能遇到哪些問題？答：金屬型鑄造采用耐高溫的金屬做鑄型，其型芯一般也用金屬制成。故鑄型和型芯都不具有退讓性，且導(dǎo)熱性好，鑄件冷卻速度快，所以組織細(xì)密，力學(xué)性能高。 問題：澆不到、冷隔、裂紋等。11壓力鑄造、低壓鑄造和擠壓鑄造的工藝特點及應(yīng)用范圍有何不同？壓力鑄造工藝特點：1）鑄件的尺寸精度最高，表面粗糙度Ra值最小。2）鑄件強度和表面硬度都較高。3）生產(chǎn)效率很高，生產(chǎn)過程易于機械化和自動化。應(yīng)用：非鐵合金鑄件，發(fā)動機氣缸體、氣缸

14、蓋、變速箱箱體、發(fā)動機罩、儀表和照相機的殼體與支架、管接頭、齒輪低壓鑄造的特點：1.液體金屬充型比較平穩(wěn) 2.鑄件成型性好 3.鑄件組織致密力學(xué)性能高 4.提高了金屬液的工藝出品率5.勞動條件好，設(shè)備簡單，易實現(xiàn)機械化和自動化應(yīng)用：低壓鑄造主要用來鑄造質(zhì)量要求高的鋁合金、鎂合金鑄件，也可用于薄壁殼體類鋼制鑄件。如氣缸體、氣缸蓋、高速內(nèi)燃機的鋁活塞等形狀較復(fù)雜的薄壁鑄件。擠壓鑄造特點：液態(tài)金屬利用率高、工序簡化和質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)點，是一種節(jié)能型的、具有潛在應(yīng)用前景的金屬成形技術(shù)。擠壓鑄造技術(shù)已成功地用于汽、摩托車制造業(yè),航空及兵工領(lǐng)域,在儀表、五金工具 、建筑等行業(yè)中也已大量應(yīng)用。 12下列鑄件在大

15、批量生產(chǎn)時，采用什么鑄造方法為佳？鋁活塞：金屬型鑄造汽缸套：離心鑄造汽車?yán)龋簤毫﹁T造縫紉機頭：砂型鑄造汽輪機葉片：熔模鑄造車床床身：砂型鑄造大模數(shù)齒輪滾刀：熔模鑄造帶輪及飛輪：砂型或離心大口徑鑄鐵管：離心發(fā)動機缸：壓力鑄造或低壓鑄造 13何為鑄件結(jié)構(gòu)斜度？與起模斜度有何不同？圖2-2-5所示結(jié)構(gòu)是否合理？如何改進(jìn)？ 答：鑄件結(jié)構(gòu)斜度為鑄件上垂直于分型面的不加工表面，為起模方便和鑄件精度所具有的斜度。鑄件的結(jié)構(gòu)斜度與起摸斜度不容混淆。結(jié)構(gòu)斜度是在零件設(shè)計時直接在零件圖上標(biāo)出，且斜度值較大；起模斜度是在繪制鑄造工藝圖時，對零件圖上沒有結(jié)構(gòu)斜度的立壁給予很小的起模斜度（0.5°3.0&#

16、176;）圖中內(nèi)腔上方的小孔斜度不合理，模型不易從砂型中取出。14為什么鑄件會產(chǎn)生熱裂紋？影響鑄件產(chǎn)生熱裂紋的主要因素是什么？收縮較大的金屬（特別是鑄鋼件），由于高溫時（即凝固期或剛凝固完畢時）的強度和塑性等性能低，是產(chǎn)生熱裂的根本原因。影響熱裂紋的主要因素有： (1)鑄件材質(zhì) 結(jié)晶溫度范圍較窄的金屬不易產(chǎn)生熱裂紋，結(jié)晶溫度范圍較寬的金屬易產(chǎn)生熱裂紋。灰鑄鐵在冷凝過程中有石墨膨脹，凝固收縮比白口鑄鐵和碳鋼小，不易產(chǎn)生熱裂紋，而白口鑄鐵和碳鋼熱裂傾向較大。硫和鐵形成熔點只有985的低熔點共晶體并在晶界上呈網(wǎng)狀分布，使鋼產(chǎn)生“熱脆”。 (2)鑄件結(jié)構(gòu) 鑄件各部位厚度相差較大，薄壁處冷卻較快，強度增

17、加較快，阻礙厚壁處收縮，結(jié)果在強度較低的厚處（或厚薄相交處）出現(xiàn)熱裂紋。(3)鑄型阻力鑄型退讓性差，鑄件高溫收縮受阻，也易產(chǎn)生熱裂紋。 (4)澆冒口系統(tǒng)設(shè)置不當(dāng) 如果鑄件收縮時受到澆口阻礙；與冒口相鄰的鑄件部分冷凝速度比遠(yuǎn)離冒口部分慢，形成鑄件上的薄弱區(qū)，也都會造成熱裂紋。15請指出圖2-2-6鑄件結(jié)構(gòu)各有何缺點？應(yīng)如何改進(jìn)設(shè)計。a設(shè)計忽略了分型面盡量平直的要求，在分型面上增加了外圓，結(jié)果必須采用挖沙造型，將最大截面放在上面，便可采用簡單的整模造型了。b設(shè)計內(nèi)腔因出口直徑縮小，需采用型芯，將內(nèi)腔最大直徑D通到底，就可以采用自帶型芯形成的內(nèi)腔。c原設(shè)計鑄件各部分壁厚相差過大，壁厚處會產(chǎn)生金屬局部

18、集聚形成熱節(jié)，凝固收縮時形成縮孔，將孔00通到底，壁厚可均勻，減少缺陷。d原設(shè)計為空心球體，型芯取不出來，應(yīng)在分型面上增加兩個工藝孔，便于型芯的安放和取出。e原設(shè)計壁厚差別過大f法蘭尺寸大于立壁直徑，不便于整模造型，將上面法蘭尺寸設(shè)計成與立壁直徑相同。第二章鍛壓 一、名詞解釋 塑性變形：材料在外力的作用下發(fā)生的不可回復(fù)的變形。 加工硬化：金屬的塑性變形導(dǎo)致其強度、硬度提高，而塑性和韌性下降的現(xiàn)象。 纖維組織：熱加工時，鑄態(tài)組織中的各種夾雜物，由于在高溫下具有一定塑性，它們會沿著變形方向伸長，形成纖維分布，當(dāng)再結(jié)晶時，這些夾雜物依然沿被伸長的方向保留下來，稱為纖維組織。 可鍛性：衡量材料能夠進(jìn)行

19、壓力加工難易程度的工藝性能，包括材料的塑性和變形抗力。 自由鍛：只用簡單的通用性的工具，或在鍛造設(shè)備上的上、下砧間直接使坯料變形而獲得所需幾何形狀及內(nèi)部質(zhì)量的鍛件的加工方法。 二、填空題 1.影響合金鍛造性能的內(nèi)因有（化學(xué)成分）和（金屬組織）兩方面，外因包括（變形溫度）、（變形速度）、（應(yīng)力狀態(tài)）和（坯料表面質(zhì)量）。 2.沖壓的基本工序包括（變形）和（分離）兩大類。 3.繪制自由鍛件圖時應(yīng)考慮（加工余量）、（公差）和（余塊）等工藝參數(shù)問題。 4.鍛壓生產(chǎn)的實質(zhì)是（利用金屬在固態(tài)下的塑性成形），所以只有（塑性好的）材料適合于鍛造。 5.模型鍛造的基本方法包括（錘上模鍛）和（其他設(shè)備上模鍛）鍛造。

20、6.熱變形是指（金屬再結(jié)晶）溫度以上的變形。 7.金屬的鍛造性能決定于金屬的（塑性）和變形的（變形抗力）。 8.鍛造時，金屬允許加熱到的最高溫度稱（始鍛溫度），停止鍛造的溫度稱（終鍛溫度） 9深腔件經(jīng)多次拉深變形后應(yīng)進(jìn)行（再結(jié)晶退火）熱處理。 10.自由鍛鍛造設(shè)備有（空氣錘）、（蒸汽空氣錘）和（壓力機）三大類。 11.鍛壓加工方法的主要優(yōu)點是（力學(xué)性能高、節(jié)約金屬、生產(chǎn)率高、適應(yīng)性廣），主要缺點是（結(jié)構(gòu)工藝性要求高、尺寸精度低、初期投資費用高）。 12沖孔和落料的加工方法相同，只是作用不同，落料沖下的部分是（工件），沖孔沖下的部分是（廢料）。 13.金屬在加熱時可能產(chǎn)生的缺陷有（過熱）、（過燒

21、）和（氧化）等。 14.沖裁時板料分離過程分為（彈性變形階段）、（塑性變形階段）和（斷裂分離階段）三個階段。 15. 20鋼的鍛造性能比T10鋼（好），原因是（T10鋼是結(jié)構(gòu)鋼，塑性差）。 16模型鍛造包括(錘上模鍛)、(胎模鍛)、( 壓力機上模鍛 )和( 其他設(shè)備 )鍛造等。 三、是非題 1鍛壓可用于生產(chǎn)形狀復(fù)雜、尤其是內(nèi)腔復(fù)雜的零件毛坯。(× ) 2在通常的鍛造生產(chǎn)設(shè)備條件下，變形速度越大，鍛造性越差。(P )00 3變形區(qū)的金屬受拉應(yīng)力的數(shù)目越多，合金的塑性越好。(× ) 4摩擦壓力機特別適合于再結(jié)晶速度較低的合金鋼和有色金屬的模鍛。(× ) 5為防止錯模，

22、模鍛件的分模面選擇應(yīng)盡量使鍛件位于一個模膛。(× ) 6拉深模和落料模的邊緣都應(yīng)是鋒利的刃口。(× ) 7可鍛鑄鐵零件可以用自由鍛的方法生產(chǎn)。(× ) 8金屬塑性成形中作用在金屬坯料上的外力主要是壓力和拉力。(× ) 9汽車外殼、儀表、電器及日用品的生產(chǎn)主要采用薄板的沖壓成形。(P ) 10自由鍛鍛件的精度較模型鍛造的高。(× ) 11碳鋼比合金鋼容易出現(xiàn)鍛造缺陷。 (× ) 12金屬材料加熱溫度越高，越變得軟而韌，鍛造越省力。(× ) 13模鍛件的側(cè)面，即平行于錘擊方向的表面應(yīng)有斜度。(P ) 14自由鍛件所需坯料的質(zhì)量與

23、鍛件的質(zhì)量相等。(×) 1545鋼的鍛造溫度范圍是800-1200。(P ) 16變形溫度越高，鍛造性越好。( × ) 四、選擇題 1帶凹檔、通孔和凸緣類回轉(zhuǎn)體模鍛件的鍛造應(yīng)選用( c ) (a)模鍛錘(b)摩擦壓力機(c)平鍛機 2薄板彎曲件，若彎曲半徑過小會產(chǎn)生( c ) (a)回彈嚴(yán)重(b)起皺(c)裂紋 3下列不同含碳量的鐵碳合金鍛造性最好的是( b ) (a) 0770C (b) 020C (c) 1 2%C 4下列三種鍛造方法中，鍛件精度最高的是( c ) (a)自由鍛(b)胎模鍛(c)錘上模鍛 5下列三種鍛造設(shè)備中，對金屬施加沖擊力的是( a ) (a)蒸汽空

24、氣錘(b)曲柄壓力機(c)摩擦壓力機 6下列三種鍛件的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，不能有加強筋、表面凸臺及錐面結(jié)構(gòu)的是( a ) (a)自由鍛件(b)錘上模鍛件(c)壓力機上模鍛件 7重要的巨型鍛件(如水輪機主軸)應(yīng)該選用( a )方法生產(chǎn) (a)自由鍛(b)曲柄壓力機上模鍛(c)錘上模鍛 8下列沖壓工序中，凹凸模之間的間隙大于板料厚度的是( a ) (a)拉深(b)沖孔(c)落料 9沖裁模的凸模與凹模均有( a ) (a)鋒利的刃口(b)圓角過渡(c)負(fù)公差 10在沖床的一次沖程中，在模具的不同部位上同時完成數(shù)道沖壓工序的模具，稱為( b ) (a)復(fù)合沖模(b)連續(xù)沖模(c)簡單沖模 五、綜合分析題 1下

25、列零件(圖2-2-11 )若批量分別為單件、小批量、大批量生產(chǎn)時，可選擇哪些鍛造方法加工？哪種加工方法最好？(a) 單件胎模鍛 小批量胎模鍛 大批量模鍛 單件還是自由鍛經(jīng)濟，模鍛質(zhì)量最好、效率最高，大批生產(chǎn)合適。 (b) 單件胎模鍛、小批量胎模鍛 大批量模鍛 單件還是自由鍛經(jīng)濟，模鍛質(zhì)量最好、效率最高，大批生產(chǎn)合適。 (c ) 單件自由鍛 小批量胎模鍛 大批量模鍛 單件還是自由鍛經(jīng)濟，模鍛質(zhì)量最好、效率最高，大批生產(chǎn)合適。 2熱變形對金屬組織和性能有什么影響？答：熱變形使得金屬的晶粒細(xì)化，組織致密，強度、塑性及韌性都得到提高。同時金屬中出現(xiàn)流線組織，且表現(xiàn)為各向異性。3碳鋼在鍛造溫度范圍內(nèi)變形

26、時，是否會產(chǎn)生冷變形強化？答：碳鋼在鍛造溫度范圍內(nèi)變形時，若采用高速錘鍛造，產(chǎn)生加工硬化的速率高而發(fā)生再結(jié)晶的速率較低時，也可能會產(chǎn)生冷變形強化。4塑性差的金屬材料進(jìn)行鍛造時，應(yīng)注意什么問題？答：加熱升溫速度要慢，采用壓力機上鍛造，對坯料施加靜壓力，降低變形速度，使再結(jié)晶能充分的進(jìn)行，防止產(chǎn)生加工硬化。5模鍛的設(shè)備主要有哪些？其特點及應(yīng)用范圍如何？答：模鍛的設(shè)備主要有以下幾種。 (1)模鍛錘：對金屬主要施加沖擊力。變形速度快，鍛件質(zhì)量高，材料的利用率高，并且成本較低，適合大批量生產(chǎn)。 (2)壓力機：對金屬主要施加靜壓力，金屬在模膛內(nèi)流動緩慢，在垂直于力的方向上容易變形，有利于對變形速度敏感的低

27、塑性材料的成形，并且鍛件內(nèi)外變形均勻，鍛造流線連續(xù)，鍛件力學(xué)性能好。6圖2-2-12所示各模鍛件的分模面選擇是否合理？并簡述理由。 7錘上模鍛能否直接鍛出通孔？如何鍛出通孔？答：不能直接鍛出通孔，要留沖孔連皮，鍛造后用切邊壓力機切除。8在曲柄壓力機上能否實現(xiàn)拔長、滾擠等變形工序？并簡述理由。答：不可以。曲柄壓力機工作時滑塊行程較小，在滑塊的一個往復(fù)行程中完成一個工件的變形，故不適于加工長軸類鍛件。拔長、擠壓等制坯工序需在其他設(shè)備上完成。9用什么方法能保證將厚度為1.5mm,直徑為250mm的低碳鋼鋼板加工成直徑為50mm的筒形件？答：采用多次拉深。在拉深工序間安排退火處理，以消除加工硬化現(xiàn)象。

28、在多次拉深過程中，拉伸系數(shù)不斷增大，確保筒形件質(zhì)量和生產(chǎn)順利進(jìn)行。10比較落料和拉深工序凸凹模結(jié)構(gòu)及其間隙有什么不同？答：落料是分離工序，凹模與凸模邊緣是鋒利的刃口，而拉深是變形工序，凸凹模邊緣為圓角。落料的凸凹模間隙小于板的厚度，且凸凹模間隙要求合適，這樣上下裂紋重合一致，沖裁力、卸料力和推件力適中，模具才具有足夠的壽命，落料的尺寸幾乎與模具一致，且塌角、毛刺和斜度均很小。過大或過小的間隙都會影響模具的使用壽命和零件的質(zhì)量。 拉深的凸模和凹模間隙比落料時凸凹模的間隙大，一般大于板料的厚度。11試述沖裁間隙對沖裁件的質(zhì)量和沖模壽命的影響。答：當(dāng)落料件的凸凹模間隙過小時，上下裂紋向外錯開。凸凹模

29、受到金屬的擠壓作用增大，從而摩擦力增大，加劇了凸、凹模的磨損，降低了模具壽命。但零件光面寬度增加，塌角、毛刺、斜度等都有所減小，工件質(zhì)量較高。當(dāng)間隙過大時，上、下裂紋向內(nèi)錯開。斷面光面減小，塌面與斜度增大，形成厚而大的拉長毛刺，且難以去除，同時沖裁的翹曲現(xiàn)象嚴(yán)重。但是，推件力與卸料力大為減小，甚至為零，材料對凸、凹模的磨損大大減弱，所以模具壽命較高。落料的凸凹模間隙合適時，上下裂紋重合一致，沖裁力、卸料力和推件力適中，模具具有足夠的壽命，切斷面的塌角、毛刺和斜度均很小，零件的尺寸幾乎與模具一致。 12沖壓模的種類有哪些？指出各自的特點及應(yīng)用范圍。答：(1)簡單沖模：結(jié)構(gòu)簡單，容易制造，適用于沖

30、壓件的小批量生產(chǎn)； (2)連續(xù)沖模：可以循環(huán)多次沖模，生產(chǎn)效率高，易于實現(xiàn)自動化。但要求定位精度高，制造復(fù)雜，成本較高； (3)復(fù)合沖模：最大特點是模具中有一個凸凹模。適用于產(chǎn)量大、精度高的沖壓件，但模具制造復(fù)雜、成本高。 13指出下列自由鍛件(如圖2-2-14所示 )結(jié)構(gòu)工藝性的不合理處，并提出改進(jìn)意見。答：(a) , (d)自由鍛不能鍛出曲面相交的復(fù)雜結(jié)構(gòu)；(b)自由鍛應(yīng)避免錐體結(jié)構(gòu)(c)自由鍛不能鍛出凹凸不平的輻板；(e)自由鍛應(yīng)避免加強筋結(jié)構(gòu)。輻板處應(yīng)該加厚。模鍛件應(yīng)避免高筋和凸起結(jié)構(gòu)。38.如圖13-32所示工件，材料為Q235鋼，b=445MPa，板厚t=3mm.試計算落料和沖孔凸

31、、凹模刃口部分的尺寸，并計算沖裁力。 圖6第三章焊接 一、名詞解釋 熱影響區(qū)：焊接和切割過程中，材料因受熱的影響（但未熔化）而發(fā)生金相組織和力學(xué)性能變化的區(qū)域。 焊接：通過加熱或加壓，或兩者并用，并且用或不用填充材料，使焊件達(dá)到原子結(jié)合的一種加工方法。 焊接電?。汉讣c焊條之間（或二電極之間，電極與焊件之間）的氣體介質(zhì)產(chǎn)生的強烈而持久的放電現(xiàn)象。 酸性焊條：指焊條熔渣的成分主要是酸性氧化物（如TiO2、Fe2 O3）的焊條。 焊接性：指金屬材料對焊接加工的適應(yīng)性，即金屬材料在一定焊接工藝條件下（焊接方法、焊接材料、焊接工藝參數(shù)和結(jié)構(gòu)形式等），獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭的難易程度。 二、填空題 1.按焊接

32、過程的特點，焊接方法可歸納為（熔化焊）、（壓力焊）和（釬焊）三大類。 2.焊接電弧由（陰極區(qū)）、（陽極區(qū)）和（弧柱區(qū)）三部分組成，其中（弧柱區(qū)）區(qū)的溫度最高。 3.焊條是由（焊芯）和（藥皮）兩部分組成。 4.焊接接頭的基本形式有（對接）、（搭接）、（角接）和（T型接頭）四種。其中（對接）接頭最容易實現(xiàn)，也最容易保證質(zhì)量，有條件時應(yīng)盡量采用。 5.為防止普通低合金鋼材料焊后產(chǎn)生冷裂紋，焊前應(yīng)對工件進(jìn)行（預(yù)熱）處理，采用（堿性焊條）焊條，以及焊后立即進(jìn)行（去應(yīng)力退火）。 6.為減少焊接應(yīng)力，在焊接時通常采用的工藝措施有（選擇合理的焊接次序）、（焊前預(yù)熱）、（采用小電流，快速焊）、（錘擊或碾壓焊縫）

33、和（焊后熱處理）等。 7焊接變形的基本形式有（收縮變形）、（角變形）、（彎曲變形）、（波浪變形）和（扭曲變形）。 8手工電弧焊時，焊條的焊芯在焊接過程中的作用是（電極）和（填充金屬）。 9.低碳鋼的熱影響區(qū)可分為（過熱區(qū)）、（細(xì)晶區(qū)）、（不完全重結(jié)晶區(qū)）和（再結(jié)晶區(qū)）區(qū)等，其中(熔合區(qū))和（過熱區(qū)）區(qū)對焊接接頭質(zhì)量影響最大。 10，焊縫位置的布置原則包括（焊縫位置應(yīng)便于操作）、（焊縫盡量分散，避免密集交叉）、（焊縫盡量對稱分布）、（焊縫布置應(yīng)避開最大應(yīng)力與應(yīng)力集中位置）和（焊縫應(yīng)盡量遠(yuǎn)離機械加工面）五個方面。 11手工電弧焊是以（電?。┳鰺嵩?，其特點是（手工電弧焊靈活，可以進(jìn)行全位置施焊，可焊

34、任意形狀的焊縫，可以焊接較薄較小的工件，但是，手工電弧焊生產(chǎn)率低，太厚或太薄的工件捍接時質(zhì)量難以保證，焊接質(zhì)量受操的技術(shù)水平限制，質(zhì)量不穩(wěn)定）。 12.請按化學(xué)性質(zhì)對以下焊條進(jìn)行分類： （1）E4315（酸性）；（2）E5015（堿性）。 三、是非題 1焊接結(jié)構(gòu)在較差的條件下工作時應(yīng)選用酸性焊條。(P ) 2二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊特別適合于焊接鋁、銅、鎂、欽及其合金。(× ) 3埋弧自動焊、氬弧焊和電阻焊（壓焊）都屬于熔化焊。(× ) 4:用直流弧焊電源焊接薄鋼板或者有色金屬時，宜采用反接法。(P ) 5焊接可以生產(chǎn)有密封性要求的承受高壓的容器。(P ) 6增加焊接結(jié)構(gòu)的剛性可

35、以減少焊接應(yīng)力。( × ) 7在常用金屬材料的焊接中，鑄鐵的焊接性能好。(× ) 8壓力焊只需加壓，不需加熱。 (× ) 四、選擇題 1低碳鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼薄板的焊接最適宜的方法是( c ) (a)氬弧焊(b)手工電弧焊(c) CO2焊 2下列材料焊接性能最好的是( a ) (a)16 Mn (b)鋁合金(c) W18Cr4V 3下列焊接方法屬于壓力焊的是( c ) (a) CO2焊(b)氬弧焊(c)電阻焊 4低碳鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼時，選用焊條的基本原則是( a ) (a)等強度原則(b)同成分原則(c)經(jīng)濟性原則 5焊條藥皮的主要作用是(b ) (a)增加焊縫金屬

36、的冷卻速度 (b)起機械保護(hù)和穩(wěn)弧作用 (c)減小焊縫裂紋 6下列焊接方法中，屬于熔化焊的是( a ) (a)埋弧焊(b)摩擦焊(c)電阻焊 7:電阻點焊和滾焊必須用( b ) (a)對接(b)搭接(c)角接 8對焊縫金屬進(jìn)行保護(hù)的方式為氣渣聯(lián)合保護(hù)的焊接方法是( a ) (a)埋弧焊(b)摩擦焊(c)電阻焊 9下列幾種焊條中，在焊接時一定要用直流焊機焊接的是( c ) (a) E4303(b) E4315(c) E5015 10焊接過程中減少熔池中氫、氧等氣體含量的目的是為了防止或減少產(chǎn)生( a ) (a)氣孔(b)夾渣(c)燒穿 11一般氣焊火焰的最高溫度比電焊電弧火焰的最高溫度( b )

37、 (a)高(b)低(c)相等 12酸性焊條是指藥皮中的酸性氧化物與堿性氧化物之比( a ) (a)大于1(b)小于1(c)等于113焊接時，加熱時間愈長，焊件的變形愈( a )(a)大(b)小(c)不變14手工電弧焊焊接薄板時，為防止燒穿，常采用的工藝措施之一是( b )(a)直流正接(b)直流反接(c)氫氣保護(hù)15焊接形狀復(fù)雜或剛度大的結(jié)構(gòu)及承受沖擊載荷或交變載荷的結(jié)構(gòu)時，應(yīng)選用( b )(a)酸性焊條(b)堿性焊條(c)兩者均可五、綜合分析題1(1)為保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)率等，焊縫布置的一般工藝原則有哪些方面？原則：1)焊縫布置應(yīng)盡量分散，且不宜過長。2)焊縫的位置應(yīng)盡量對稱布置，否則會

38、由于焊縫不在中心引起彎曲變形；3)應(yīng)盡量減少構(gòu)件或焊接接頭部位的應(yīng)力集中，避免尖角焊縫；4)焊縫應(yīng)避開最大應(yīng)力和應(yīng)力集中的部位；5）對于不同厚度鋼板的受力對接接頭，若兩板的厚度差不超過表3-10規(guī)定數(shù)字時，接頭的基本形式和尺寸按厚板選取；超過規(guī)定數(shù)字時，厚板上應(yīng)單面或雙面削薄，其削薄長度L大于3厚度差。6 )在滿足使用要求的前提下，應(yīng)盡量減少焊縫對結(jié)構(gòu)附加應(yīng)力的影響。(2)焊縫形成過程對焊接質(zhì)量有何影響？試說明其原因。答：1）在焊縫的成形過程中，熔融金屬的保護(hù)對焊接質(zhì)量有直接的影響，若保護(hù)不良，空氣中的氧、氮、氫會溶人液態(tài)金屬中，引起氣孔、夾渣、裂紋，損害金屬的性能；2）焊接過程中的熱循環(huán)對焊

39、接質(zhì)量有影響，熔池金屬由于溫度過高，合金元素可能發(fā)生蒸發(fā)或氧化，熱影響區(qū)可能因過熱導(dǎo)致晶粒粗大，使性能降低，不均勻的溫度分布，還會引起焊接變形和焊接應(yīng)力，降低焊接質(zhì)量； 3）焊縫的形狀不規(guī)則，會造成應(yīng)力集中，降低焊接質(zhì)量； 4）焊接過程中，坡口間隙大小，焊接規(guī)范參數(shù)的變化，坡口表面的清潔程度等對焊接質(zhì)量也會產(chǎn)生較大的影響。2熔焊、壓焊、釬焊三者的主要區(qū)別是什么？何種最常用？答：熔化焊接是指焊接過程中，金屬發(fā)生局部熔化 ，進(jìn)行了化學(xué)冶金反應(yīng)；壓力焊是指在焊接過程中，施加了壓力作用，金屬主要靠塑性變形來實現(xiàn)連接的；釬焊時，被焊接的金屬不熔化，利用熔點比被焊金屬低的釬料熔化填滿縫隙，形成焊縫。其中熔

40、化焊最常用。3直流電弧的極性指的是什么？了解直流電弧極性有何實用意義？答：直流電弧的極性是指工件與電弧陰極或陽極的接法，正接是將工件接陽極，焊條接陰極，這時電弧的熱量主要集中在焊件上，有利于加快焊件熔化，保證足夠幾的熔深，適用于焊接較厚的工件；反接是將工件接陰極，焊條接陽極，適用于焊接有色金屬及薄鋼板。4電弧焊電源與一般電力電源的主要區(qū)別何在？為什么要有這種區(qū)別？答：一般電力電源要求電源電壓不隨負(fù)載的變化而變化，而焊接電源要求其電壓隨負(fù)載增大而迅速降低，即具有陡降的特性以滿足焊接的要求。5當(dāng)采用光焊芯焊接時，焊縫區(qū)域發(fā)生了怎樣的冶金反應(yīng)？答：當(dāng)采用光焊芯焊接時，焊縫區(qū)域發(fā)生的冶金反應(yīng)有金屬的氧

41、化、氫、氮的溶解等。6釬焊和熔焊的主要區(qū)別在哪里？與熔焊相比，釬焊具有哪些主要優(yōu)缺點？適用于什么情況？答：釬焊是利用熔點比母材低的釬料熔化填滿縫隙形成焊接接頭，母材不熔化；熔化焊是用焊條或焊絲（或不用），母材發(fā)生局部熔化形成焊接接頭。 釬焊的優(yōu)點：生產(chǎn)率高、焊接變形小、焊件尺寸精確、可焊接異種金屬、易于實現(xiàn)機械化和自動化；缺點：焊縫強度低，耐熱溫度不高，焊前對焊件清理要求較嚴(yán)，不適于大型構(gòu)件。 適合于焊接小而薄，且精度要求高的零件，廣泛應(yīng)用于機械、儀表、電子、航空、航天等部門。7為表2-2-2所列產(chǎn)品選擇焊接方法。 8什么是酸性焊條和堿性焊條？從焊條的藥皮組成、焊縫力學(xué)性能及焊接工藝等方面比較

42、其差異及適用性。答：酸性焊條是指焊條藥皮熔渣中的主要成分是酸性氧化物，氧化性較強，易燒損合金元素，對焊件上的油污、鐵銹不敏感，焊接工藝性能好，熔渣熔點低，流動性好，易脫渣，焊縫成形好，但難以有效清除熔池中S、P雜質(zhì)，熱裂傾向大；常用于一般鋼結(jié)構(gòu)的焊接。 堿性焊條是指焊條藥皮熔渣中的主要成分是堿性氧化物和鐵合金，氧化性弱，脫S、P能力強，抗裂性好，對油污、水銹等的敏感性較大，易產(chǎn)生氣孔，焊條的焊接工藝性差，一般要求直流反接，主要用于重要構(gòu)件的焊接（如壓力容器）。 9為表2-2-3所列的各項選擇適宜的焊接方法。10中碳鋼、強度較高的低合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接性能低于低碳鋼，主要表現(xiàn)在哪里？它們在焊接時，工

43、藝上和焊條選擇上有何共同特點？焊前預(yù)熱和焊后緩冷起何作用？若某碳鋼與某低合金結(jié)構(gòu)鋼的力學(xué)性能相同，宜選哪一種材料作焊接結(jié)構(gòu)？答：中碳鋼、強度較高的低合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接性能低于低碳鋼，主要表現(xiàn)在：中碳鋼、強度較高的低合金結(jié)構(gòu)鋼的碳當(dāng)量大于低碳鋼的碳當(dāng)量；共同點：焊接方法上沒有特殊要求，常用的焊接方法有手工電弧焊、埋弧自動焊、CO2焊、電阻焊。 （1）低碳鋼焊接時，在零度以下低溫焊接厚件時，須預(yù)熱焊件，厚度超過50mm，焊后須進(jìn)行熱處理，以消除內(nèi)應(yīng)力；在焊條選擇上，一般選擇酸性焊條，對重要結(jié)構(gòu)構(gòu)件，應(yīng)選擇低氫型焊條（E5o15、ESO16等）。 （2）中碳鋼、強度較高的低合金結(jié)構(gòu)鋼焊接時，需要采取特殊的工藝措施。通常選用抗裂性好的低氫型焊條，焊前預(yù)熱、焊后緩冷和進(jìn)行去應(yīng)力退火；采用細(xì)焊條、小電流、開坡口、多層焊，焊條要烘干，坡口處應(yīng)清理干凈。 焊前預(yù)熱和焊后緩冷的作用：焊前預(yù)熱可以減少焊件各部位的溫差，降低焊接應(yīng)力，有利于防止焊接裂紋的產(chǎn)生；焊后緩冷可以避免接頭淬硬組織的產(chǎn)生，降低焊接接頭的焊接應(yīng)力，防止焊接裂紋的產(chǎn)生。 若某碳鋼與某低合金結(jié)構(gòu)鋼的力學(xué)性能相同，宜選某低合金結(jié)構(gòu)鋼材料做焊接結(jié)構(gòu)。 11高強度低合金