現(xiàn)代工程材料成形與機(jī)械制造基礎(chǔ)-第二版--冊(cè)-部分題庫與答案

1、1. 分析圖示軌道鑄件熱應(yīng)力的分布，并用虛線表示出鑄件的變形方向。工藝上如何解決?軌道上部較下部厚，上部冷卻速度慢，而下部冷卻速度快。因此，上部產(chǎn)生拉應(yīng)力，下部產(chǎn)生 壓應(yīng)力。變形方向如圖。反變形法5.如圖一底座鑄鐵零件，有兩種澆注位置和分型面方案，請(qǐng)你選擇一最佳方案，并說明理由。方案(n)最佳.。理由：方案(I)是分模造型，上下鑄件易錯(cuò)邊，鑄件尺寸精度差。方案(n)是整模造型，鑄件尺寸精度高。內(nèi)腔無需砂芯成型，它是靠 上、下型自帶砂芯來成形。6.下圖為支架零件簡(jiǎn)圖。材料HT200,單件小批量生產(chǎn)。(1) 選擇鑄型種類(2) 按模型分類應(yīng)采用何種造型方法？(3) 在圖中標(biāo)出分型面、澆注位置、加工

2、余量3Hh-130l(1)砂型鑄造，(2)整模造型(3)分型面、澆注位置、加工余量：見圖9.如圖，支架兩種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。(1) 從鑄件結(jié)構(gòu)工藝性方面分析，何種結(jié)構(gòu)較為合理？簡(jiǎn)要說明理由。(2) 在你認(rèn)為合理的結(jié)構(gòu)圖中標(biāo)出鑄造分型面和澆注位置。A JAABB(1 ) (b)結(jié)構(gòu)較為合理。因?yàn)樗墒∪冶凵靶尽?2)見圖。分型面。澆注位置(說明：澆注位置上、下可對(duì)調(diào))'12.如圖所示鑄件結(jié)構(gòu)是否合理？如不合理，請(qǐng)改正并說明理由。鑄件上部太厚，易形成縮孔，壁厚不均勻易造成熱應(yīng)力?？蓽p小上部壁厚，同時(shí)設(shè)加強(qiáng)筋。 無結(jié)構(gòu)圓角，拐彎處易應(yīng)力、開裂。設(shè)圓角。3.某廠鑄造一個(gè)1500mmB勺鑄鐵頂蓋，有圖

3、示兩個(gè)設(shè)計(jì)方案，分析哪個(gè)方案的結(jié)構(gòu)工藝性 好，簡(jiǎn)述理由。(a) 圖合理(b) 圖結(jié)構(gòu)為大的水平面，不利于金屬液體的充填，易造成澆不足、冷隔等缺陷；不利于金屬夾雜物和 氣體的排除，易造成氣孔、夾渣缺陷；大平面型腔的上表面，因受高溫金屬液的長時(shí)間烘烤，易開裂 使鑄件產(chǎn)生夾砂結(jié)疤缺陷。7. 圖示鑄件的兩種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，應(yīng)選擇哪一種較為合理？為什么?分型面H111JJLL()零件二零件一：(b)合理。它的分型面是一平面，可減少造型工作量，降低模板制造費(fèi)用。零件二:(a)合理。凸臺(tái)便于起模，而a圖所示的凸臺(tái)需用活塊或增加外部芯子才能起模。8. 改正下列砂型鑄造件結(jié)構(gòu)的不合理之處。并說明理由(a)圖：鑄件外形

4、應(yīng)力求簡(jiǎn)單，盡量不用活塊和型芯。圖a上凸臺(tái)妨礙起模，需采用活塊或型芯或三箱造型。將外凸改為內(nèi)凸，有利于外形起模，且不影響內(nèi)腔成形。(b)圖：凸臺(tái)結(jié)構(gòu)應(yīng)便于起模。圖示的凸臺(tái)需用活塊或增加外部芯子才能起模。將凸臺(tái) 延長到分型面，省去了活塊或芯。.W9.改正下列砂型鑄造件結(jié)構(gòu)的不合理之處。并說明理由8)(a)圖：減少鑄件分型面的數(shù)量，可以降低造型工時(shí)，減少錯(cuò)箱、偏芯等缺陷，提高鑄件的尺寸精度。(b)圖：設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量分散和減少熱節(jié)，避免多條筋互相交叉，防止產(chǎn)生熱應(yīng)力和縮孔與縮松。io.改正下列砂型鑄造件結(jié)構(gòu)的不合理之處。并說明理由nr W(a)（a）圖：凸臺(tái)結(jié)構(gòu)應(yīng)便于起模。圖示的凸臺(tái)需用活塊或增加外部

5、芯子才能起模。將凸臺(tái)延長到分型面，省去了活塊或芯。（b）圖：鑄件壁不宜過厚，否則易引起晶粒粗大，還會(huì)出現(xiàn)縮孔、縮松、偏析等缺陷，使鑄件的力學(xué)性能下降；過厚的鑄件壁，還會(huì)造成金屬的浪費(fèi)。1.如圖單件小批量生產(chǎn)的階梯軸，試確定鍛造方法，定性地繪出鍛件圖（可就在原圖基 礎(chǔ)上畫），并指出需采用哪些工序才能鍛成（原始坯料為圓鋼）？自由鍛下料、拔長、兩端壓肩、局部拔長、切頭1.圖示鍛造零件，單件生產(chǎn)。確定鍛造方法及鍛造工序（工步），繪制鍛件簡(jiǎn)圖。（所有面均加工）自由鍛下料、鐓粗、沖孔、擴(kuò)孔。，并繪制鍛件工藝簡(jiǎn)圖。（所有面均加工）2. 圖示鍛造零件，大批量生產(chǎn)。確定鍛造方法及鍛造工序（工步）錘上模鍛下料一終

6、鍛一切飛邊一沖孔連皮分型面、加工余量、沖孔連皮、拔模斜度如圖。9. 簡(jiǎn)述錘上模鍛件分型面的選擇原則。標(biāo)出下圖所示錘上模鍛件的分模面。0041'1L1j60於25.140,1! J1i 1>J:1 160A"J j 25應(yīng)取最大截面為分模面，保證鍛件順利地從模膛取出; 應(yīng)使模膛深度最淺；鍛件上所加的敷料最少； 使上下模膛的輪廓相同； 分模面盡量為一平面 。10. 試為下圖所示模鍛件選擇合理的分模面位置。妙40|術(shù)0(b)60i40itIr 1ll*1r1207鈣210120(c)創(chuàng)04020>妙40卜19.下圖所示自由鍛件的兩種結(jié)構(gòu)，哪一個(gè)合理？為什么?(1) (a

7、)合理。自由鍛無法鍛出圖的加強(qiáng)筋。a)(2) (b)合理。自由鍛無法鍛出圖20.下圖所示自由鍛件的兩種結(jié)構(gòu)，哪一個(gè)合理?為什么?(b)自由鍛件(2)模鍛件(1) (b)合理。幾何體的交接處不應(yīng)形成空間曲線(2) (a)合理。避免零件具有薄壁、高筋、凸起等不良結(jié)構(gòu)。21. 如圖所示鍛件，在大批量生產(chǎn)時(shí)，其結(jié)構(gòu)是否適于模鍛的工藝要求？如有不當(dāng)，請(qǐng)修改并簡(jiǎn)述理由。90仞0其余0SSi7$0梵余0其結(jié)構(gòu)不適于模鍛的工藝要求。零件輪輻過于扁薄，薄壁部分金屬模鍛時(shí)容易冷卻，不易充滿模膛。 非加工表面間所形成的角應(yīng)按模鍛圓角來進(jìn)行設(shè)計(jì)。零件上與錘擊方向平行的非加工表面，應(yīng)設(shè)計(jì)出模鍛斜度。22. 改進(jìn)下列自由

8、鍛零件的結(jié)構(gòu)工藝性，并說明理由。1=0(a)(a )幾何體的交接處不應(yīng)形成空間曲線。(b)鍛件的橫截面積有急劇變化或形狀較復(fù)雜時(shí)，應(yīng)設(shè)計(jì)成由數(shù)個(gè)簡(jiǎn)單件構(gòu)成的組合體，每個(gè)簡(jiǎn)單件鍛制 成形后，再用焊接方式構(gòu)成整體零件23. 改進(jìn)下列自由鍛零件的結(jié)構(gòu)工藝性，并說明理由。(a)幾何體的交接處不應(yīng)形成空間曲線。(b)鍛件的橫截面積有急劇變化或形狀較復(fù)雜時(shí)，應(yīng)設(shè)計(jì)成由數(shù)個(gè)簡(jiǎn)單件構(gòu)成的組合體, 每個(gè)簡(jiǎn)單件鍛制成形后，再用機(jī)械聯(lián)接方式構(gòu)成整體零件。24. 改進(jìn)下列自由鍛零件的結(jié)構(gòu)工藝性，并說明理由。(b)沖壓件排樣焊接順序：1-2-3-4-5-6-7-8?？蓽p少角變形。（溫度分布均衡，開始焊接時(shí)產(chǎn)生的便形可被

9、后來焊接部位的變形所抵消）。如不采用此順序可能會(huì)出現(xiàn)角變形。r-1n1H-r（a）幾何體的交接處不應(yīng)形成空間曲線。（b）排樣應(yīng)合理，使廢料最少。25. 請(qǐng)糾正原結(jié)構(gòu)錯(cuò)誤。，如一1II沖壓件倶銀件（孔徑20mm, 7Lifi0mn）自由錨件（自由楹件）（沖壓件）（模鍛件）30.為減少焊接應(yīng)力與變形。下圖焊件應(yīng)采用何焊接順序？如不采用此順序可能會(huì)出現(xiàn)何種問題?31.為減少焊接應(yīng)力與變形。下圖焊件應(yīng)采用何焊接順序？如不采用此順序可能會(huì)出現(xiàn)何種問題?111丄札 LK. 旺HI焊接順序：1-2 。如采用2-1，則焊1時(shí)，焊件i、n橫向收縮收縮受阻產(chǎn)生應(yīng)力，甚至造成焊縫交叉處產(chǎn)生裂紋。32. 如圖，拼焊板

10、件是否合理？為什么？如不合理，應(yīng)怎樣改變？其合理的焊接次序是什么？廠/'1 .不合理。焊縫密集交叉，會(huì)造成金屬過熱，加大熱影響區(qū)，使組織惡化；焊接應(yīng)力大。 焊縫布置如圖焊接次序是：先焊垂直焊縫，然后焊兩條水平焊縫。33. 下圖所示為低碳鋼丁字梁焊接件，焊后會(huì)產(chǎn)生如圖所示的彎曲變形，試分析產(chǎn)生彎曲變 形的原因，如何矯正所產(chǎn)生的變形 ？原因：丁字梁焊縫集中在下部，焊縫分布不對(duì)稱。焊后焊縫冷卻收縮受到低溫部分的阻礙。焊縫區(qū)縱向受拉應(yīng)力，遠(yuǎn)離焊縫區(qū)受壓應(yīng)力。焊縫區(qū)產(chǎn)生壓縮變形，遠(yuǎn)離焊縫區(qū)產(chǎn)生拉伸變 形。矯正：火焰矯正法。加熱區(qū)如圖。加熱處在冷卻收縮時(shí)產(chǎn)生反向變形以矯正原有的變形。 機(jī)械矯正法。

11、在壓力機(jī)上施加外力矯正。34. 在圖中標(biāo)出圖示T字形焊接梁可能出現(xiàn)的焊接變形方向，并說明原因。列舉矯正變形的工藝方法。變形方向如圖虛線。T形梁焊縫集中在下部，焊縫分布不對(duì)稱。焊后焊縫冷卻收縮受到低溫部分的阻礙。焊 縫區(qū)縱向受拉應(yīng)力，遠(yuǎn)離焊縫區(qū)受壓應(yīng)力。焊縫區(qū)產(chǎn)生壓縮變形，遠(yuǎn)離焊縫區(qū)產(chǎn)生拉伸 變形。矯正：火焰矯正法。機(jī)械矯正法。35. 下圖所示的兩種焊接結(jié)構(gòu)中哪種比較合理？為什么？(a) 結(jié)構(gòu)合理。因?yàn)閷?duì)接接頭好于搭接接頭。36. 下圖所示兩種焊接結(jié)構(gòu)，哪一個(gè)合理？為什么?(1) ( b)合理。焊縫應(yīng)避開應(yīng)力集中的轉(zhuǎn)角位置，以防止焊接應(yīng)力與外加應(yīng)力相互疊加，造成過大的應(yīng)力而開裂。(2) (b)合

12、理。 焊縫布置盡可能分散，避免密集交叉。焊縫集中分布容易使接頭過熱，力學(xué)性能降低，甚至出現(xiàn)裂紋。焊縫位置盡可能對(duì)稱分布，焊縫的對(duì)稱布置可以使各條焊縫的焊接變形相抵消，對(duì)減小焊接變形有明顯的效果。37. 如圖焊接結(jié)構(gòu)，何種較合理？簡(jiǎn)要分析其原因。G)(b)(1)b合理焊縫應(yīng)盡量避開最大應(yīng)力部位，以防止焊接應(yīng)力與外加應(yīng)力相互疊加，造成過大的應(yīng)力而開裂。(b) a合理焊縫應(yīng)盡量避開機(jī)械加工面，以避免焊接應(yīng)力和變形對(duì)已加工表面精度的影響。38. 如圖焊接件采用焊條電弧焊，何種方案較合理？簡(jiǎn)要分析其原因。(1) b合理焊縫應(yīng)盡量避開最大應(yīng)力部位，以防止焊接應(yīng)力與外加應(yīng)力相互疊加，造成過大的應(yīng)力而開裂。(

13、2) b合理焊縫盡可能分散布置，避免密集交叉。焊縫集中分布容易使接頭過熱，力學(xué)性能降低，甚至出現(xiàn)裂紋。39. 如圖焊接結(jié)構(gòu)，何種較合理？簡(jiǎn)要分析其原因。埋弧焊住)焊條電弧焊Ca)(1)a合理焊縫位置應(yīng)考慮各焊接過程中對(duì)熔化金屬的保護(hù)。埋弧焊時(shí)應(yīng)考慮接頭處容易存放焊劑、保持熔融合金和熔渣；(2)a 合理焊縫位置應(yīng)考慮焊接所需要的施焊操作空間。手工電弧焊時(shí)需考慮留有一定焊接空間，以保證焊條的運(yùn)行自如。40. 如圖焊接結(jié)構(gòu)，何種較合理？簡(jiǎn)要分析其原因。(1) a合理焊縫位置應(yīng)考慮焊接所需要的施焊操作空間。點(diǎn)焊時(shí)應(yīng)考慮電極安放。(2) a合理焊縫位置應(yīng)考慮各焊接過程中對(duì)熔化金屬的保護(hù)。氣體保護(hù)焊時(shí)應(yīng)考慮氣體的保護(hù)效果。(b)Ug 眄二3(a)手弧焊(b)電阻焊(c)焊接件(a) 不合理。焊縫位置應(yīng)便于操作(1分)。改正后如下圖(1分)。(a)不合理焊縫位置應(yīng)考慮焊接所需要的施焊操作空間。手工電弧焊時(shí)需考慮留有 定焊接空間，以保證焊條的運(yùn)行自如。(b)不合理焊縫應(yīng)盡量避開機(jī)械加工面，以避免焊接應(yīng)力和變形對(duì)已加工表面精度的影響。42.下圖所示焊接結(jié)構(gòu)是否合理？為什么？若不合理，應(yīng)如何改正？(a) 不合理焊縫位置應(yīng)考慮焊接所需要的施焊操作空間。點(diǎn)焊時(shí)應(yīng)考