第十四章機(jī)械零件材料的選用與加工工藝分析習(xí)題解答

第十四章零件選材與加工工藝分析習(xí)題解答14-1選擇材料的一般原則有哪些?簡(jiǎn)述它們之間聯(lián)系。答：選擇材料的一般原則有①材料的使用性能應(yīng)滿足零件的使用要求；②)材料的工藝性應(yīng)滿足加工要求；③選材時(shí)，還應(yīng)充分考慮經(jīng)濟(jì)性。在選用材料時(shí)，必須了解我國(guó)的資源和生產(chǎn)情況，從實(shí)際情況出發(fā)，全面考慮材料的使用性能、工藝性能和經(jīng)濟(jì)性等方面的因素，以保證產(chǎn)品性能優(yōu)良、成本低廉、經(jīng)濟(jì)效益最佳。14-2什么是零件的失效?一般機(jī)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(yán)重?fù)p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(yù)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(guò)量變形等。14-3生產(chǎn)批量對(duì)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(chǎn)批量有關(guān)系：①在單件小批量生產(chǎn)的條件下，應(yīng)選用常用材料、通用設(shè)備和工具、低精度、低生產(chǎn)率的毛坯生產(chǎn)方法。②在大批量生產(chǎn)的條件下，應(yīng)選用專用材料、專用設(shè)備和工具以及高精度高生產(chǎn)率的毛坯生產(chǎn)方法。這樣，毛坯的生產(chǎn)率高、精度高。雖然專用材料、專用工藝裝備增加了費(fèi)用，但材料的總消耗量和切削加工工時(shí)會(huì)大幅度降低，總的成本也較低。③單件、小批生產(chǎn)時(shí)，對(duì)于鑄件應(yīng)優(yōu)先選用灰鑄鐵和手工砂型鑄造方法；對(duì)于鍛件應(yīng)優(yōu)先選用碳素結(jié)構(gòu)鋼和自由鍛方法；在生產(chǎn)急需時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用低碳鋼和手工電弧焊方法制造焊接結(jié)構(gòu)毛坯。④在大批量生產(chǎn)中，對(duì)于鑄件應(yīng)采用機(jī)器造型的鑄造方法，鍛件應(yīng)優(yōu)先選用模型鍛造方法，焊接件應(yīng)優(yōu)先選用低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼材料和自動(dòng)、半自動(dòng)的埋弧焊、氣體保護(hù)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(guān)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(jīng)濟(jì)性；考慮實(shí)際生產(chǎn)條件。三條原則是相互聯(lián)系的，考慮時(shí)應(yīng)在保證使用要求的前提下，力求做到質(zhì)量好、成本低和制造周期短。14-5熱處理的技術(shù)條件包括哪些內(nèi)容?如何在零件圖上標(biāo)注?答：熱處理技術(shù)條件的內(nèi)容包括：零件最終的熱處理方法、熱處理后應(yīng)達(dá)到的力學(xué)性能指標(biāo)等。在圖樣上標(biāo)注熱處理技術(shù)條件時(shí)，可用文字對(duì)熱處理?xiàng)l件加以簡(jiǎn)要說(shuō)明，也可用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的熱處理工藝分類及代號(hào)來(lái)表示。一般標(biāo)注在零件圖標(biāo)題欄的上方。14-6下列各種要求的齒輪，各應(yīng)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(chǎn)；(2)承受強(qiáng)烈摩擦和沖擊、中等載荷、中速的中等尺寸齒輪，成批生產(chǎn)；(3)承受載荷大、無(wú)沖擊、尺寸小的齒輪，大量產(chǎn)；(4)低噪聲、小載荷、尺寸中等的齒輪，成批生產(chǎn)。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(jié)構(gòu)鋼（Q275），鍛造。14-7某機(jī)械上的傳動(dòng)軸，要求具有良好的綜合力學(xué)性能，軸頸處要求耐磨(硬度達(dá)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(shuō)明工藝路線中各個(gè)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(xì)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(diào)質(zhì)，目的是獲得良好的綜合力學(xué)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(shuō)明工藝路線中各個(gè)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(yīng)力、細(xì)化晶粒、調(diào)整硬度、破碎網(wǎng)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(wǎng)狀滲碳體產(chǎn)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(xué)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(chǎn)條件下，其支座、螺桿、螺母、托杯和手柄的材料及毛坯應(yīng)如何選取?為什么?答：如下表所示：名稱原因材料毛坯生產(chǎn)方法支座支座主要受壓HT200鑄造螺桿承受較大的應(yīng)力，螺紋承受彎曲應(yīng)力，要求耐磨45鍛造螺母有相對(duì)摩擦，要求有減磨性ZCuSn10Pb1鑄造托杯強(qiáng)度高，易于成形ZG270—500鑄造手柄細(xì)長(zhǎng)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(jīng)濟(jì)，故應(yīng)選鍛造毛坯為宜，