第十四章機械零件材料的選用與加工工藝分析習題解答

第十四章零件選材與加工工藝分析習題解答14-1選擇材料的一般原則有哪些?簡述它們之間聯系。答：選擇材料的一般原則有①材料的使用性能應滿足零件的使用要求；②)材料的工藝性應滿足加工要求；③選材時，還應充分考慮經濟性。在選用材料時，必須了解我國的資源和生產情況，從實際情況出發(fā)，全面考慮材料的使用性能、工藝性能和經濟性等方面的因素，以保證產品性能優(yōu)良、成本低廉、經濟效益最佳。14-2什么是零件的失效?一般機械零件的失效方式有哪幾種?答：所謂失效是指：①零件完全破壞，不能繼續(xù)工作；②嚴重損傷，繼續(xù)工作很不安全；③雖能安全工作，但已不能滿意地起到預定的作用。一般零件的失效方式有：斷裂、表面損傷、磨損、疲勞破壞、過量變形等。14-3生產批量對毛坯加工方法的選擇有何影響?答：毛坯選擇要考慮加工成本，成本與生產批量有關系：①在單件小批量生產的條件下，應選用常用材料、通用設備和工具、低精度、低生產率的毛坯生產方法。②在大批量生產的條件下，應選用專用材料、專用設備和工具以及高精度高生產率的毛坯生產方法。這樣，毛坯的生產率高、精度高。雖然專用材料、專用工藝裝備增加了費用，但材料的總消耗量和切削加工工時會大幅度降低，總的成本也較低。③單件、小批生產時，對于鑄件應優(yōu)先選用灰鑄鐵和手工砂型鑄造方法；對于鍛件應優(yōu)先選用碳素結構鋼和自由鍛方法；在生產急需時，應優(yōu)先選用低碳鋼和手工電弧焊方法制造焊接結構毛坯。④在大批量生產中，對于鑄件應采用機器造型的鑄造方法，鍛件應優(yōu)先選用模型鍛造方法，焊接件應優(yōu)先選用低合金高強度結構鋼材料和自動、半自動的埋弧焊、氣體保護焊等方法制造毛坯。14-4毛坯的選擇原則是什么?它們之間的相互關系如何?答：毛坯的選擇原則是：保證零件的使用要求；降低制造成本，滿足經濟性；考慮實際生產條件。三條原則是相互聯系的，考慮時應在保證使用要求的前提下，力求做到質量好、成本低和制造周期短。14-5熱處理的技術條件包括哪些內容?如何在零件圖上標注?答：熱處理技術條件的內容包括：零件最終的熱處理方法、熱處理后應達到的力學性能指標等。在圖樣上標注熱處理技術條件時，可用文字對熱處理條件加以簡要說明，也可用國家標準規(guī)定的熱處理工藝分類及代號來表示。一般標注在零件圖標題欄的上方。14-6下列各種要求的齒輪，各應選擇何種材料和類型?(1)承受載荷不大的低速大型齒輪，小批量生產；(2)承受強烈摩擦和沖擊、中等載荷、中速的中等尺寸齒輪，成批生產；(3)承受載荷大、無沖擊、尺寸小的齒輪，大量產；(4)低噪聲、小載荷、尺寸中等的齒輪，成批生產。答：(1)鑄鐵（HT200或HT250），鑄造；(2)合金滲碳鋼，鍛造；(3)中碳鋼或中碳合金鋼，鍛造；(4)碳素結構鋼（Q275），鍛造。14-7某機械上的傳動軸，要求具有良好的綜合力學性能，軸頸處要求耐磨(硬度達50～55HRC)，用45鋼制造，其加工工藝路線為：下料→鍛造→熱處理→粗切削加工→熱處理→精切削加工→熱處理→精磨。試說明工藝路線中各個熱處理工序的名稱、目的。答：鍛造后的熱處理用完全退火，目的是細化晶粒、均勻組織降低硬度有利于切削加工；粗加工后的熱處理用調質，目的是獲得良好的綜合力學性能；精加工后的熱處理用表面淬火后低溫回火，目的是提高軸頸后的表面硬度及耐磨性。14-8鋼銼用T12鋼制造，要求硬度為60～64HRC，其加工工藝路線為：熱軋鋼板下料→正火→球化退火→切削加工→淬火、低溫回火→校直。試說明工藝路線中各個熱處理工序的目的及熱處理后的組織。答：如下表所示：熱處理目的熱處理后的組織正火去應力、細化晶粒、調整硬度、破碎網狀滲碳體珠光體、滲碳體球化退火為了獲得球狀珠光體，去除網狀滲碳體產生的影響球狀珠光體淬火、低溫回火提高硬度，獲得零件所需力學性能回火馬氏體14-9圖14-7所示為承載能力為4t的螺旋起重器。若在大批量生產條件下，其支座、螺桿、螺母、托杯和手柄的材料及毛坯應如何選取?為什么?答：如下表所示：名稱原因材料毛坯生產方法支座支座主要受壓HT200鑄造螺桿承受較大的應力，螺紋承受彎曲應力，要求耐磨45鍛造螺母有相對摩擦，要求有減磨性ZCuSn10Pb1鑄造托杯強度高，易于成形ZG270—500鑄造手柄細長桿，要求剛度好45型材14-10為什么軸類零件一般采用鍛件毛坯，而箱座類零件多采用鑄件毛坯?答：選鑄坯不能滿足軸類零件的性能要求，圓鋼毛坯不經濟，故應選鍛造毛坯為宜，