華中科技大學(xué)機械制造技術(shù)基礎(chǔ)考試試卷開卷

1、機械制造技術(shù)基礎(chǔ)考試試卷答案一、大題，每題2分，共計10分1.合金澆鑄時，提高液態(tài)金屬的澆鑄溫度不僅可以防止鑄件產(chǎn)生澆不足和冷隔等鑄造缺陷，而且可以防止鑄件中出現(xiàn)氣孔。 （ × ）合金澆鑄時，提高液態(tài)金屬的澆鑄溫度可以防止鑄件產(chǎn)生澆不足和冷隔等鑄造缺陷，但易造成氣孔。2.合金鑄造時，鑄件的壁厚設(shè)計應(yīng)大于該合金鑄件在該鑄造條件下所能得到的最小壁厚。 （ ）3. 板料彎曲成形時，變形加工硬化達(dá)到一定程度后必須進(jìn)行再結(jié)晶退火，其為熱加工成形。 （ ´ ） 板料彎曲成形時，變形加工硬化達(dá)到一定程度后必須進(jìn)行再結(jié)晶退火，其為冷加工成形。4、低碳鋼焊接熱影響區(qū)中的正火區(qū)和部分相變區(qū)的力

2、學(xué)性能最好，過熱區(qū)的力學(xué)性能最差。 （ ´ ）低碳鋼焊接熱影響區(qū)中的正火區(qū)的力學(xué)性能最好，過熱區(qū)的力學(xué)性能最差。5、厚度為25mm低碳鋼板開V型坡口進(jìn)行對接，采用手工電弧焊時，易出現(xiàn)收縮變形和波浪變形。（ ）（ ´ ）厚度為25mm低碳鋼板開V型坡口進(jìn)行對接，采用手工電弧焊時，易出現(xiàn)收縮變形和角變形。 6，在公差等級中，IT10比IT6的公差值小。 （ × ）改正：IT10比IT6的公差值大7，外圓柱面車削時，刀刃上不同點的切削速度是不同的。（ ）8，一般來說，高速鋼的硬度和耐熱性比硬質(zhì)合金差。 （ ）9，刀具耐用度與刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)無關(guān)。 （ × ）改正：

3、根據(jù)刀具耐用度的定義，刀具耐用度與刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)10，切削溫度只與切削用量(切削速度、進(jìn)給量和背吃刀量)有關(guān)。 （× ） 改正：影響切削溫度的因素很多，除了切削用量三要素外還有刀具幾何參數(shù)、刀具材料和工件材料等等。二、大題（10分）圖1中a、b為鑄件結(jié)構(gòu)圖，用砂型鑄造方法生產(chǎn)。 （1）試分析圖a、b鑄件設(shè)計不合理的地方及其對產(chǎn)品質(zhì)量造成的影響。（4分）（2）綜合圖a、b的優(yōu)點，以不改變外型尺寸和保證原使用要求為前提設(shè)計出合理的鑄件。（4分） （3）用規(guī)定的鑄造工藝符號，在圖上標(biāo)注出分型面、澆注位置。 （2分）答： 圖1a中A處的壁厚過厚，應(yīng)挖空使壁厚均勻，易造成縮孔、縮松，應(yīng)減薄。

4、B處有內(nèi)凸緣，使得型芯的固定、清理困難，應(yīng)取消。（2分）上下 圖1b中A處應(yīng)圓角過渡，減少應(yīng)力集中，避免產(chǎn)生裂紋。B處封閉，使得下芯、固芯、排氣、清理困難，應(yīng)取消（2分）合理得鑄件結(jié)構(gòu)圖如圖(4分)。，分型面、澆注位置如圖（2分）。三、將直徑為300mm，厚度為1.5mm的鋼板拉深成直徑為85mm的圓筒拉深件，其極限拉深系數(shù)為0.6。 試問：1、該拉深件能否一次拉深成形？說明采用一次拉深成形可能產(chǎn)生的結(jié)果。（4分）2、若不能一次拉深成形，請計算出拉深次數(shù)。(3分)3、拉深件經(jīng)過2次拉深后，是否應(yīng)進(jìn)行再結(jié)晶退火熱處理， 為什么？（3分） （10分）答：（1）若一次拉伸，其拉伸系數(shù)為 （2分）一次

5、拉伸時的拉伸系數(shù)0.267小于極限拉伸系數(shù)。易出現(xiàn)破裂，拉穿等缺陷。（2分）第一次拉伸得：第二次拉伸得：第三次拉伸得： 所以三次拉伸可制備出圓筒拉伸件，并保證工件不拉裂。（3分）（3）兩次拉深后，板料會出現(xiàn)嚴(yán)重加工硬化現(xiàn)象，若繼續(xù)拉深會出現(xiàn)破裂，拉穿等缺陷。對板料進(jìn)行退火處理，使其產(chǎn)生再結(jié)晶，消除加工硬化后，恢復(fù)良好得塑性，可再繼續(xù)拉深不產(chǎn)生破裂，拉穿等缺陷。（3分）四、大題（12分）船板用鋼為16Mn，其化學(xué)成分為C=0.12%，Si=0.37%，S0.02% ，P0.02%，Mn=1.2%；力學(xué)性能為 ， ，；焊接板厚為25mm。（1）分析其可焊性。（4）（2）用其拼接圖2所示甲板，為了使

6、焊接殘余應(yīng)力最小，請編制焊接順次。（2）（3）選擇每條焊接每條焊縫的最適宜焊接方法，并說明理由。（3）（4）確定每條焊縫的焊接用材料。（3分）解：1、可焊性分析a、產(chǎn)生熱裂紋的可能性。由16Mn的化學(xué)成可知其含硫量低，含Mn較高，Mn可以脫硫，防止FeS-Fe的共晶出現(xiàn)，不易產(chǎn)生熱裂紋。（2分）b、產(chǎn)生冷裂紋的可能性。由碳當(dāng)量公式鋼的淬硬傾向不大，焊接性良好，不易產(chǎn)生冷裂紋，由于板較厚，拘束應(yīng)力大，可預(yù)熱到100 （2分）2、為了使焊接殘余應(yīng)力最小，先焊接橫焊縫1、3、4、6，再焊縱焊縫2、5。（2分）3、橫焊縫1、3、4、6較短，可選用電焊條手工電弧焊或CO2氣體保護(hù)焊，其操作靈活?？v焊縫2

7、、5較長應(yīng)選用埋弧自動焊，其生產(chǎn)效率高。（3分）4、焊接材料及焊接工藝參數(shù)值a) 手工焊：按等強度原則，焊條J507（E5015），直徑 焊接電流I=180-230A 焊接電壓U=26-32Vb) CO2 氣體保護(hù)焊，H08MnSiA（藥芯焊絲YJ501），焊接電流I=210-280A 焊接電壓U= 21-28V c) 埋弧自動焊 焊絲 H08MnA 或H10MnA 焊劑 HJ431 焊接電流 I=520-560A U= 34-38V （3分）耳板鋼板a）b圖3五、如圖3所示為鏟土機的結(jié)構(gòu)件，其耳板厚25mm，承受很大交變載荷，有兩種制造方案，方案a為耳板用鋼板切割制造，再用角焊縫焊到鍛件T型

8、梁上，未開坡口焊透。方案b為耳板采用鑄鋼件，再用鋼板焊接成所需結(jié)構(gòu)件。試分析那種方案更合理，詳細(xì)說明理由。（8分）解：方案a由鋼板制作耳板再焊到鍛件T型梁時，由于為角焊縫，并且沒有開坡口焊透，焊縫金屬有很高應(yīng)力集中，同時耳板焊接到T型梁上有很大焊接殘余應(yīng)力，其疲勞強度低，本方案不合理。(4分)方案b由耳板鑄造成T型梁時，由于其連接處為圓滑過渡，應(yīng)力集中小，同時耳板T型梁無殘余應(yīng)力，其疲勞強度高，本方案合理。（4分）綜上所述，方案b耳板采用鑄件，再用鋼板焊接成所需結(jié)構(gòu)件合理。六，外圓車削時（圖4），已知工件轉(zhuǎn)速為300r/min，待加工表面直徑為60mm，已加工表面直徑為50mm，刀具參數(shù)為：，

9、。圖4（1） 試?yán)L出刀具工作部分簡圖并標(biāo)注以上5個角度； （7分）（2） 計算切削速度； （1.5分）（3） 計算背吃刀量 。 （1.5分）（1）答： （2）答：切削速度（3） 答： 背吃刀量ap （6050）/25 mm評分標(biāo)準(zhǔn)：（1）簡圖和各參考平面（線）繪制正確，得2分，角度每標(biāo)對一個得1分 （2） 計算切削速度，過程和結(jié)果正確，得1.5 分 。 （3） 計算背吃刀量 ，過程和結(jié)果正確，得1.5 分。七、指出下列零件結(jié)構(gòu)工藝性差的原因并提出改進(jìn)措施 1臺階軸，外圓需要磨削（圖5a）（2分）2支架（圖5b）（6分）圖5a 階梯軸毛坯為鑄件）圖5b 支架（毛坯為鑄件）71，答：工藝性差的原因

10、是沒有越程槽（退刀槽），改進(jìn)措施是增加越程槽（退刀槽）72，答：尺寸30的上表面需要加工的主要目的是使螺帽能與該面可靠接觸，從而能可靠鎖緊 螺栓。所以沒有必要加工整個上表面，這樣會增加切削加工的工作量。應(yīng)該把尺寸30處的上表面的螺栓孔處改為凸臺，或者“魚眼坑”，只加工凸臺上表面或者“魚眼坑”，其余不加工，這樣可以減少加工工作量（見圖） 尺寸30處下表面為加工和安裝基準(zhǔn)面，圖示零件的該面為一整個平面，全部加工，這樣會增加加工工作量，同時基準(zhǔn)面接觸面積大，定位不可靠。應(yīng)該把該面設(shè)計成中間部分凹進(jìn)去，凹進(jìn)去的部分不加工，以減少加工工作量和減小定位面的接觸面積，增加定位的可靠性。（見圖） 72評分標(biāo)準(zhǔn)

11、：71，答對得2分，答錯不給分 72，共有兩處問題，每正確指出一處問題并且改進(jìn)方案正確，得3分八、圖6所示零件在加工時要求消除6個自由度且不允許有過定位或者欠定位，其定位方式如圖所示，定位元件為一個平面和兩個短圓柱銷。試分析零件的定位情況，指出存在的問題并提出改進(jìn)意見。（10分）圖6 答：一面加兩短圓柱銷定位，為過定位，在該情況下是不必要和錯誤的。應(yīng)該改為一面加一短圓柱銷和一短菱銷定位(見圖)評分標(biāo)準(zhǔn)：能正確指出該定位方法是過定位，得3分改進(jìn)意見正確（包括標(biāo)準(zhǔn)答案以外的其它正確定位方案），得7分九，工件如圖7所示，中批量生產(chǎn)，調(diào)整法加工，毛坯為圓鋼，材料為45鋼。該工件的工藝路線如表91所示，

12、試指出該工藝路線的錯誤，說明理由并將改正后的工藝路線填寫到空白表92中。（12分）表9-1序號工 序 內(nèi) 容設(shè) 備定位基準(zhǔn)和夾具1下 料鋸床2(1)粗車85外圓 ，（2）粗車端面1 ，（3）鉆40底孔。數(shù)控車床毛坯外圓柱面和端面，三爪卡盤3（1）粗車55外圓，（2）粗車端面2，（3）半精車55外圓，（4）半精車端面2，（5）精車55外圓，（6）精車端面2，（7）粗車40內(nèi)孔，（8）粗車端面3，（9）半精車40內(nèi)孔，（10）半精車端面3，（11）精車40內(nèi)孔，(12)精車端面3數(shù)控車床85圓柱面，端面1，三爪卡盤4(1)半精車85外圓，（2）半精車端面1，（3）精車85外圓，（4）精車端面1。數(shù)

13、控車床55外圓柱面，端面2，三爪卡盤。5鉆46.5螺栓孔和12沉孔鉆床55圓柱面，立式分度頭 答： 該工藝規(guī)程主要有兩個錯誤：1. 第三道工序，粗精沒有分開，違反了先粗后精的原則，無法保證同軸度0.01等加工精度的要求。2. 第五道工序工件軸向沒有定位，因此是欠定位。表92 改正后的工藝路線序號工 序 內(nèi) 容設(shè) 備定位基準(zhǔn)和夾具1下料鋸床省略2(1)粗車85外圓 ，（2）粗車端面1 ，（3）鉆40底孔。（數(shù)控）車床毛坯外圓柱面和端面，三爪卡盤3，（1）粗車端面3、55外圓、端面2，和40孔，（2）半精車端面3，55外圓、端面2和40孔，（3）精車55外圓、端面2、端面3和40孔（數(shù)控）車床85圓柱面和端面1。三爪卡盤和輔具4（1）半精車端面1和85外圓，（2）精車85外圓和端面1（數(shù)控）車床55圓柱面和端面2，三爪卡盤5鉆46.5螺栓孔和12沉孔鉆床55圓面，立式分度頭說明：1，上表用斜體字標(biāo)出的工步也可以不要 2，第三道工序也可以分解為兩道工序，一道為粗加工各相關(guān)表面，另一道為半精加工和精加工各相關(guān)表面評分標(biāo)準(zhǔn)：每正確指出一處錯誤，得6分。如果修改后的工藝路線出現(xiàn)其它錯誤，每處錯誤扣14分。該題最低得分為0分。參考答案二、序號工 序 內(nèi) 容設(shè) 備定位基準(zhǔn)和夾具1下料鋸床省略2(1)粗車85外圓 ，（2）