《機(jī)械制造基礎(chǔ)》課件習(xí)題答案

模塊一金屬材料及熱處理項(xiàng)目一機(jī)床齒輪毛坯金屬材料力學(xué)分析【思考與練習(xí)】什么是金屬的力學(xué)性能?根據(jù)載荷形式的不同，力學(xué)性能主要包括哪些指標(biāo)?答：金屬在各種不同載荷作用下表現(xiàn)出來(lái)的特性就叫力學(xué)性能。根據(jù)載荷形式的不同，力學(xué)性能主要包括強(qiáng)度、硬度、塑性和沖擊韌度等。什么是強(qiáng)度?什么是塑性?衡量這兩種性能的指標(biāo)有哪些?各用什么符號(hào)表示?答：金屬材料在靜載荷作用下抵抗變形和斷裂的能力就是強(qiáng)度；衡量強(qiáng)度的主要指標(biāo)有彈性極限σe、抗拉強(qiáng)度σb和屈服強(qiáng)度σs(σ0.2)等。金屬發(fā)生塑性變形但不破壞的能力稱(chēng)為塑性；衡量塑性的主要指標(biāo)有斷面收縮率ψ和伸長(zhǎng)率δ。低碳鋼做成的d0=10mm的圓形短試樣經(jīng)拉伸實(shí)驗(yàn)，得到如下數(shù)據(jù)：Fs=21100N，F(xiàn)b=34500N，l1=65mm，d1=6mm。試求低碳鋼的σs、σb、δ5、ψ。答：原始試樣截面積為，試驗(yàn)后截面積為；原始試樣長(zhǎng)度為，故什么是硬度?HBW、HRA、HRB、HRC各代表什么方法測(cè)出的硬度?答：硬度是衡量金屬材料軟硬程度的指標(biāo)，是指金屬抵抗局部彈性變形、塑性變形、壓痕或劃痕的能力。HBW代表用布氏硬度測(cè)定方法測(cè)出的硬度，HRA、HRB、HRC各代表用洛氏硬度的A、B、C三種不同的標(biāo)尺測(cè)定出的硬度。什么是沖擊韌度?AK和αK各代表什么?金屬材料抵抗沖擊載荷而不破壞的能力稱(chēng)為沖擊韌度。AK代表沖擊吸收功；αK代表使用V形缺口試件測(cè)出的沖擊韌度值。項(xiàng)目二機(jī)床齒輪材料熱處理【思考與練習(xí)】解釋下列名詞：晶體、晶胞、合金、組元、相、組織、相圖、固溶體、金屬化合物、鐵素體、奧氏體、滲碳體、珠光體、萊氏體、、、、亞共析鋼、共析鋼、過(guò)共析鋼。組織是指用肉眼或顯微鏡觀察到的不同組成相的形狀、尺寸、分布和各相之間的組合狀態(tài)。相圖是表示合金系中合金的狀態(tài)與溫度、成分之間關(guān)系及變化規(guī)律的圖解，是表示合金系在平衡條件下，在不同溫度和成分時(shí)各相關(guān)系的圖解。固溶體是一種元素的晶格中包含有其他元素的合金相或者一種組元的原子溶入另一組元的晶格中形成的均勻固相。包含元素和被包含元素分別稱(chēng)為溶劑元素和溶質(zhì)元素。金屬化合物是指組成合金的元素相互化合形成一種新的晶格組成的物質(zhì)。在實(shí)際生產(chǎn)中，如何控制液態(tài)金屬的結(jié)晶過(guò)程，以獲得細(xì)小晶粒？答：（1）增大金屬的過(guò)冷度；（2）變質(zhì)處理；（3）振動(dòng)；（4）攪拌。何謂同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變？舉例說(shuō)明。答：金屬在固態(tài)時(shí)改變其晶格類(lèi)型的過(guò)程稱(chēng)為同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變。如純鐵在固態(tài)下的三種晶格類(lèi)型的轉(zhuǎn)變?yōu)椋骸?．根據(jù)簡(jiǎn)化的鐵碳合金相圖，描繪下列鐵碳合金從高溫液態(tài)緩冷至室溫時(shí)的組織轉(zhuǎn)變過(guò)程。（1）；（2）；（3）；（4）（2）5.試述共析鋼奧氏體形成的幾個(gè)階段，并分析亞共析鋼奧氏體和過(guò)共析鋼奧氏體形成的主要特點(diǎn)。答：共析鋼加熱形成奧氏體可分為四個(gè)階段：（1）奧氏體晶核的形成，這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為奧氏體形核；（2）奧氏體晶核的長(zhǎng)大；（3）殘余滲碳體的溶解，當(dāng)鐵素體全部轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體后，還會(huì)有部分滲碳體沒(méi)有溶解，這部分滲碳體稱(chēng)為殘余滲碳體。隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，殘余滲碳體會(huì)不斷溶解，直至全部消失。（4）奧氏體成分的均勻化延長(zhǎng)保溫時(shí)間，通過(guò)碳原子的擴(kuò)散，可使奧氏體的含碳量趨于均勻一致。亞共析鋼加熱到Ac1溫度時(shí)，珠光體轉(zhuǎn)變成奧氏體，但鐵素體不會(huì)全部轉(zhuǎn)變成奧氏體，只有加熱到Ac3溫度時(shí)，才能形成單一奧氏體。同樣的道理，對(duì)過(guò)共析鋼需要加熱到Accm線以上，才能形成單一的奧氏體。說(shuō)明共析鋼C曲線各個(gè)區(qū)、各條線的物理意義，在曲線上標(biāo)注出各類(lèi)轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的組織名稱(chēng)及其符號(hào)和性能，并指出影響C曲線形狀和位置的主要因素。答：共析鋼C曲線，過(guò)冷奧氏體的等溫轉(zhuǎn)變，按得到的產(chǎn)物組織的不同，可分為三種類(lèi)型：珠光體型轉(zhuǎn)變、貝氏體型轉(zhuǎn)變和馬氏體型轉(zhuǎn)變。過(guò)冷奧氏體在A1以下至550℃溫度范圍內(nèi)的某一溫度保溫，發(fā)生等溫轉(zhuǎn)變，其產(chǎn)物稱(chēng)為珠光體型組織；貝氏體轉(zhuǎn)變是過(guò)冷奧氏體在“鼻子”溫度至Ms點(diǎn)(550～230℃)范圍內(nèi)進(jìn)行的轉(zhuǎn)變；奧氏體以極大的冷卻速度過(guò)冷到Ms點(diǎn)以下發(fā)生的轉(zhuǎn)變稱(chēng)為馬氏體型轉(zhuǎn)變。若以等溫轉(zhuǎn)變溫度為縱坐標(biāo)，轉(zhuǎn)變時(shí)間為橫坐標(biāo)，將所有的轉(zhuǎn)變開(kāi)始點(diǎn)連接成一條曲線稱(chēng)為等溫轉(zhuǎn)變開(kāi)始線；同樣，將所有的轉(zhuǎn)變終了點(diǎn)也連成一條曲線稱(chēng)為等溫轉(zhuǎn)變終了線。影響過(guò)冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變的因素是奧氏體成分和合金元素。何謂淬透性，與淬硬性有何不同？答：淬透性是指鋼在淬火時(shí)獲得淬硬層的能力。不同的鋼在同樣的條件下淬硬層深不同，說(shuō)明不同的鋼淬透性不同，淬硬層較深的鋼淬透性較好。淬硬性：是指鋼以大于臨界冷卻速度冷卻時(shí)，獲得的馬氏體組織所能達(dá)到的最高硬度。鋼的淬硬性主要決定于馬氏體的含碳量，即取決于淬火前奧氏體的含碳量。8．正火和退火的主要區(qū)別是什么？答：正火的冷卻速度比退火快，獲得的組織和性能也不一樣。項(xiàng)目三金屬材料的工程應(yīng)用說(shuō)明硫在鋼中的存在形式，分析它在鋼中的可能作用。答：硫是生鐵中帶來(lái)的而在煉鋼時(shí)又未能除盡的有害元素。能引起鋼在熱加工時(shí)或高溫工作下變得極脆(熱脆)。主要是由于硫不溶于鐵，而以FeS形式存在，F(xiàn)eS會(huì)與Fe形成共晶，并分布于奧氏體的晶界上，當(dāng)鋼材在1000℃～1200℃壓力加工時(shí)，由于FeS－Fe共晶（熔點(diǎn)只有989℃）已經(jīng)熔化，并使晶粒脫開(kāi)，鋼材將變得極脆。為了避免熱脆，鋼中含硫量必須嚴(yán)格控制，普通鋼含S量應(yīng)≤0.055%，優(yōu)質(zhì)鋼含硫量應(yīng)≤0.040%，高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼含硫量應(yīng)≤0.030%。分析15CMo、40CrNiMo、W6MosSCr4V2和10Cr17Mo鋼中Mo元素的主要作用。答：(1)15CrMo:提高耐熱性(2)40CrNiMo:防止高溫回火脆性(3)W6MosSCr4V2:提高熱硬性(4)10Cr17Mo:提高耐蝕性為普通自行車(chē)的下列零件選擇其合適材料:①鏈條;②座位彈簧;③大梁;④鏈條罩;⑤前軸。答:（1）鏈條︰20鋼(2)座位彈簧:65鋼(3）大梁:Q235(4)鏈條罩:08F(5)前軸:45鋼某廠原用40Cr生產(chǎn)高強(qiáng)韌性螺栓，現(xiàn)該廠無(wú)此鋼，但庫(kù)房尚有15鋼、20Cr、60CrMn、9Cr2,試問(wèn)這四種鋼中有無(wú)可代替上述40Cr螺栓的材料?若有，應(yīng)怎樣進(jìn)行熱處理?其代用的理論依據(jù)是什么?答：20Cr，性能相近。試比較T9、9SiCr、W6Mo5Cr4V2作為切削刀具材料的熱處理、力學(xué)性能特點(diǎn)及適用范圍，并由此得出一般性結(jié)論。答:T9的熱處理:淬火＋低溫回火。力學(xué)性能:硬度高，韌性中等，無(wú)熱硬性，綜合力學(xué)性能欠佳。適用范圍:用于尺寸不大，形狀簡(jiǎn)單，要求不高的低速切削工具。9SiCr熱處理:淬火＋低溫回火。力學(xué)性能∶硬度和耐磨性良好，，無(wú)熱硬性，綜合力學(xué)性能優(yōu)于T9。適用范圍:用于制造尺寸較大,形狀復(fù)雜,受力要求較高﹐切削速度不高的刀具。高速工具鋼冷作模具有哪些特點(diǎn)?其主要缺點(diǎn)是什么?并對(duì)此提出可能的解決措施。答：冷作模具鋼是指在常溫下使金屬材料變形成形的模具用鋼，使用時(shí)其工作溫度一般不超過(guò)200－300℃。由于在冷態(tài)下被加工材料的變形抗力較大且存在加工硬化效應(yīng)，故模具的工作部分承受很大的載荷及摩擦、沖擊作用；模具類(lèi)型不同，其工作條件也有差異。為使冷作模具耐磨損、不易開(kāi)裂或變形，冷作模具鋼應(yīng)具有高硬度、高耐磨性、高強(qiáng)度和足夠的韌性，這是與刃具鋼相同之處；考慮到冷作模具與刃具在工作條件和形狀尺寸上的差異，冷作模具對(duì)淬透性、耐磨性尤其是韌性方面的要求應(yīng)高一些，而對(duì)熱硬性的要求較低或基本上沒(méi)有要求。據(jù)此，冷作模具鋼應(yīng)是高碳成分并多在回火馬氏體狀態(tài)下使用；鑒于下貝氏體的優(yōu)良強(qiáng)韌性，冷作模具鋼通過(guò)等溫淬火以獲得下貝氏體為主的組織，在防止模具崩刃、折斷等脆性斷裂失效的方面應(yīng)用越來(lái)越受重視?；诣T鐵具有低缺口敏感性，請(qǐng)說(shuō)明這一特性的工程應(yīng)用意義。答：材料由于存在缺口（切口、尖角、溝槽、橫孔等截面急劇變化之處）所引起的局部應(yīng)力集中導(dǎo)致其名義“強(qiáng)度”降低的程度；此處所說(shuō)的“強(qiáng)度”，可以是抗拉強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度、沖擊韌度或疲勞強(qiáng)度等。而灰鑄鐵由于片狀石墨的存在相當(dāng)于在鑄鐵內(nèi)部有微小的割裂作用。在工程學(xué)上的意義就是，在符合性能的要求下，它在各個(gè)方向截面不會(huì)急劇變化，輕易不會(huì)發(fā)生力學(xué)突變?！耙澡T代鍛、以鐵代鋼”可適用于哪些場(chǎng)合?試舉兩例說(shuō)明。答：球磨鑄鐵。汽車(chē)零部件、履帶、軋機(jī)軋輥為什么鑄造生產(chǎn)中，化學(xué)成分如具有三低(碳、硅、錳的含量低)一高(硫含量高)特點(diǎn)的鑄鐵易形成白口?而在同一鑄鐵中，往往在其表面或薄壁處易形成白口?答:在鑄鐵生產(chǎn)中，碳、硅低易出現(xiàn)白口組織，鑄件激冷也會(huì)出現(xiàn)白口，高牌號(hào)鑄鐵孕育不良也會(huì)出現(xiàn)白口，錳是反石墨化元素，含量高才會(huì)出現(xiàn)白口?，F(xiàn)有形狀和尺寸完全相同的白口鑄鐵、灰鑄鐵和低碳鋼棒料各一根，如何用最簡(jiǎn)便的方法將它們迅速區(qū)分出來(lái)?答：先通過(guò)硬度測(cè)量區(qū)分低碳鋼與鑄鐵，在通過(guò)斷面顏色區(qū)分灰口與白口，白口由于未石墨化呈亮白色機(jī)床的床身、床腳和箱體為什么宜采用灰鑄鐵鑄造?能否用鋼板焊接制造?試就兩者的實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性做簡(jiǎn)要的比較。答∶機(jī)床的機(jī)身、床腳和箱體之所以宜采用灰鑄鐵鑄造，是因?yàn)榛诣T鐵減震性能好，若用鋼板焊接制造，減震性能不夠，成本高，不經(jīng)濟(jì)。為什么可鍛鑄鐵適宜制造整厚較薄的零件?而球墨鑄鐵卻不宜制造壁厚較薄的零件?答:可鍛鑄鐵是由白口鑄鐵經(jīng)石墨化退火得到的，有良好的塑性韌性，經(jīng)過(guò)不同的熱處理工藝，可鍛鑄鐵可獲得不同的基體組織，可滿足各種零件的特殊性能要求,故可鍛鑄鐵適合制造壁厚較薄零件。而球墨鑄鐵在制造過(guò)程中要加入球化劑，而球化劑以鎂為主，鎂的存在容易生成滲碳體，白口傾向嚴(yán)重，故球墨鑄鐵不適合制造壁厚較薄零件。為下列零件或構(gòu)件確定主要性能要求，適用材科及簡(jiǎn)明工藝。機(jī)床絲杠；（2）大型橋梁；（3）載重汽車(chē)連桿；（4）牧重汽車(chē)連桿鍛模；（5）機(jī)床床身；（6）加熱爐爐底板；（7）汽輪機(jī)葉片；（8）鋁合金門(mén)窗擠壓模；（9）汽車(chē)外殼；（10）手表外殼。答:①機(jī)床絲杠性能要求:強(qiáng)度高，耐磨，綜合力學(xué)性能好。適用材料:38CrMoAlA工藝路線:下料→鍛造→退火→粗加工→調(diào)質(zhì)→精加工→氮化→研磨→成品②大型橋梁性能要求:強(qiáng)度高，具有足夠的塑性、韌性、良好的焊接性和冷熱塑性加工性能適用材料:Q420③載重汽車(chē)連桿性能要求:高的強(qiáng)度、韌性和耐沖擊性能適用材料:40Cr④載重汽車(chē)連桿鍛模性能要求:高的硬度、耐磨性和熱疲勞性能適用材料:5CrNiMo⑤機(jī)床床身性能要求:良好的減震性和鑄造性能⑥加熱爐爐底板性能要求:良好的耐熱性適用材料:耐熱鑄鐵:RTCr2⑦汽輪機(jī)葉片性能要求:良好的耐熱性、塑性、韌性、焊接性、抗疲勞性能適用材料:熱強(qiáng)鋼:1Cr13,2Cr13⑧鋁合金門(mén)窗擠壓模性能要求:良好的韌性、耐熱性和抗疲勞性能適用材料:4Cr5MoSiV⑨汽車(chē)外殼性能要求:良好的塑性韌性適用材料:08F⑩手表外殼性能要求:良好的耐蝕性，耐磨性適用材料:3Cr13柴油機(jī)活塞常采用鋁合金制造，試選用合適的鋁合金。答：ZL109試選用合適的材料制造內(nèi)燃機(jī)的曲軸軸承及連桿軸承。答：銅基合金試選用合適的材料制造音響用塑料外殼的模具。答：P20試選用合適的材料制造在高速、中載、無(wú)沖擊條件下工作的磨床砂輪箱齒輪。答：40Cr簡(jiǎn)述輕合金在汽車(chē)上的主要應(yīng)用。答：鋁合金制造汽車(chē)底盤(pán)，降低汽車(chē)重量。模塊二典型零件制造及工藝規(guī)程項(xiàng)目一法蘭盤(pán)的砂型鑄造簡(jiǎn)述各主要造型方法的特點(diǎn)和應(yīng)用。答：答:砂型鑄造的造型方法分為手工造型和機(jī)器造型兩大類(lèi)。(1）手工造型。手工造型是傳統(tǒng)的造型方法，緊實(shí)型砂、起模、下芯、合型等一系列過(guò)程都由手工完成。手工造型的優(yōu)點(diǎn)是操作靈活、適應(yīng)性強(qiáng)、生產(chǎn)準(zhǔn)備工作簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)是鑄件質(zhì)量很大程度上取決于工人技術(shù)水平，不穩(wěn)定;工人的勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低。目前手工造型主要用于單件、小批量，新產(chǎn)品試制等。(2）機(jī)器造型是將造型過(guò)程中的填砂、緊實(shí)型砂、起模等主要工序?qū)崿F(xiàn)了機(jī)械化。與手工造型相比，它具有生產(chǎn)率高、鑄型質(zhì)量好，便于組織自動(dòng)化流水線生產(chǎn)，工人勞動(dòng)強(qiáng)度低等優(yōu)點(diǎn)。但機(jī)器造型的設(shè)備和工藝裝備費(fèi)用高、生產(chǎn)準(zhǔn)備周期長(zhǎng)，因此適用于成批、大量生產(chǎn)。下列鑄件在大批量生產(chǎn)時(shí)，應(yīng)選用哪種鑄造方法？（1）鋁活塞； （2）摩托車(chē)汽缸體； （3）縫紉機(jī)頭；（4）大模數(shù)齒輪銑刀； （5）汽缸套； （6）汽輪機(jī)葉片；（7）車(chē)床床身； （8）大口徑鑄鐵管答：鋁活塞→金屬型鑄造;摩托車(chē)氣缸體→低壓鑄造;縫紉機(jī)頭→砂型鑄造;大模數(shù)齒輪銑刀→熔模鑄造;氣缸套→離心鑄造;汽輪機(jī)葉片→熔模鑄造;車(chē)床床身→砂型鑄造;大口徑鑄鐵管→離心鑄造。什么是合金的流動(dòng)性？為什么應(yīng)盡量選擇共晶成分或結(jié)晶溫度范圍摘要的合金作為鑄造合金？答：答:液態(tài)合金本身的流動(dòng)能力，稱(chēng)為合金的流動(dòng)性。共晶成分或結(jié)晶間隔窄的合金，按逐層凝固方式結(jié)晶，結(jié)晶前沿比較平滑，對(duì)金屬的流動(dòng)阻力小，流動(dòng)性好。流動(dòng)性好的合金，充填鑄型的能力強(qiáng)。在相同的鑄造工藝條件下，流動(dòng)性好的鑄造合金，有利于充滿鑄型，可得到形狀、尺寸準(zhǔn)確，輪廓清晰的致密鑄件;有利于使鑄件在凝固期間產(chǎn)生的縮孔得到合金液的補(bǔ)縮;有利于使鑄件在凝固末期受阻而出現(xiàn)的熱裂得到合金液的充填而彌合。鑄件產(chǎn)生縮孔和縮松的原因是什么？防止產(chǎn)生縮孔的主要工藝措施有哪些？答:合金的液態(tài)收縮和凝固收縮是鑄件產(chǎn)生縮孔和縮松缺陷的基本原因。基本條件是逐層凝固。為了防止鑄件產(chǎn)生縮孔缺陷，鑄造工藝中常采取定向凝固的方法對(duì)鑄件進(jìn)行有效補(bǔ)縮。所謂定向凝固就是在鑄件上可能出現(xiàn)縮孔的厚大部位，通過(guò)安放冒口或冒口加冷鐵的組合，使鑄件遠(yuǎn)離冒口的部位先凝固，然后是靠近冒口部位凝固，最后冒口凝固。按照這樣的凝固順序，后凝固部位液態(tài)合金的補(bǔ)充先凝固部位的收縮，前邊的總收縮最后集中到冒口中形成縮孔。冒口是鑄件之外的部分，去除后便得到了致密的鑄件?！案邷爻鰻t、低溫澆注”具體是指什么？答：高溫出爐是為了使液態(tài)合金中的渣、氣等在澆包中有充分的上浮排除時(shí)間，有利于提高鑄件的力學(xué)性能。低溫澆注是為了減少液態(tài)收縮，盡量減少縮孔和縮松。6．什么是鑄件的結(jié)構(gòu)斜度？它與起模斜度有何不同？圖2-1-53中的鑄件結(jié)構(gòu)是否合理？如不合理如何改進(jìn)？圖2-1-53鑄件答：答:鑄件的結(jié)構(gòu)斜度，是在鑄件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，在垂直于分型面的直壁上設(shè)計(jì)出來(lái)的斜度。直壁高度越小，角度越大。鑄件的結(jié)構(gòu)斜度與起模斜度不容混淆。前者，是零件結(jié)構(gòu)的一部分;后者，是在繪制鑄造工藝圖時(shí)，在垂直于分型面的表面上設(shè)置的斜度。這個(gè)鑄件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理。鑄件上與分型面垂直的外壁沒(méi)有設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)斜度，不便于起模。上表面的孔壁雖然設(shè)計(jì)了結(jié)構(gòu)斜度，但方向搞反了。改成反斜度，也就是變成上口小下口大，便于起模，也便于用砂跺來(lái)成形孔，降低生產(chǎn)成本。7.圖2-1-54中的鑄件結(jié)構(gòu)有何缺點(diǎn)？應(yīng)該如何改進(jìn)？圖2-1-54鑄件答：鑄件上的凸臺(tái)是孤立的，在造型時(shí)或者采用活塊造型，或者增加一個(gè)外砂芯，使鑄造工藝復(fù)雜，生產(chǎn)成本提高。不合理。將鑄件上的凸臺(tái)上延到與分型面相連接，則造型時(shí)就沒(méi)有這些麻煩了。簡(jiǎn)化了造型工藝,結(jié)構(gòu)就合理了。項(xiàng)目二金屬材料的焊接焊接應(yīng)力與變形時(shí)如何形成的？答：焊接時(shí)，由于局部高溫加熱而造成焊件上溫度分布不均勻，最終導(dǎo)致在結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生了焊接應(yīng)力與變形。焊接應(yīng)力是焊接過(guò)程中及焊接過(guò)程結(jié)束后﹐存在于焊件中的內(nèi)應(yīng)力。由焊接而引起的焊件尺寸的改變稱(chēng)為焊接變形控制焊接殘余應(yīng)力的措施有哪些？試說(shuō)明其理由。答：一，選擇合理的裝焊的順序。二，采用不同的焊接方向和順序―1對(duì)稱(chēng)的焊縫對(duì)稱(chēng)焊接2不對(duì)稱(chēng)的焊縫先焊焊縫少的一側(cè)―3采用不同的焊接順序三，反變形法四，剛性固定法五散熱法什么是焊接接頭？由那幾部分組成？答：用焊接方法連接的接頭成為焊接接頭(簡(jiǎn)稱(chēng)接頭)焊接接頭，應(yīng)包括焊縫及基本金屬靠近焊縫且組織和性能發(fā)生變化的區(qū)域。熔化焊焊接接頭由焊縫金屬、熔合線、熱影響區(qū)和木材等組成。焊接結(jié)構(gòu)中，常用的焊接接頭有哪些基本形式？各有什么特點(diǎn)？答:常用的四種基本接頭的形式是對(duì)接接頭、T型(十字）接頭、角接接頭和搭接接頭。特點(diǎn):對(duì)接接頭是各種焊接結(jié)構(gòu)中采用最多、也是最完善的一種接頭形式，具有受力好、強(qiáng)度大和節(jié)省金屬材料的特點(diǎn)。T型（十字）接頭能承受各種方向的力和力矩。T型接頭時(shí)各種箱型結(jié)構(gòu)中最常用的接頭形式。角接接頭多用于箱形構(gòu)件上，與T型接頭類(lèi)似，單面焊餓角接接頭承受反向彎矩的能力極低，除了鋼板很薄活不重要的結(jié)構(gòu)外，一般都應(yīng)開(kāi)坡口兩面焊，否則，不能保證焊接質(zhì)量。搭接接頭中兩鋼板中心線不一致，――受力時(shí)產(chǎn)生附加彎矩，會(huì)影響焊縫強(qiáng)度，因此，一般鍋爐、壓力容器的主要受壓元件的焊縫都不用搭接接頭。開(kāi)坡口的目的是什么？選擇破口形式是，應(yīng)考慮哪些因素？答：開(kāi)坡口的目的是使焊縫根部焊透，――確保焊縫質(zhì)量和接頭的性能。―而坡口形式的選擇主要根據(jù)被焊接工減的厚度、―焊后應(yīng)力變形的大小、坡口加工的難易程度、焊接方法和焊接工藝過(guò)程來(lái)確定。選擇坡口時(shí)還要選擇經(jīng)濟(jì)性，――有無(wú)坡口，坡口的形狀和大小都將影響到坡口加工成本和焊條的消耗量。低碳鋼焊接時(shí)應(yīng)注意哪些問(wèn)題？答：(1）低碳鋼焊接的特點(diǎn):可裝配成各種不同的接頭，適應(yīng)各種不同位置施焊，且焊接工藝和技術(shù)較簡(jiǎn)單，容易掌握;焊前一般不需預(yù)熱;塑性較好，焊接接頭產(chǎn)生冷裂紋的傾向小，適合制造各類(lèi)的大型結(jié)構(gòu)件和受壓容器;不需要使用特殊復(fù)雜的設(shè)備，對(duì)焊接電源沒(méi)有特殊要求;―如果焊條直徑或者工藝參數(shù)選擇不當(dāng)，―也可能出現(xiàn)熱影響區(qū)晶粒長(zhǎng)大或者時(shí)效硬化傾向。焊接溫度越高，熱影響區(qū)在高溫停留時(shí)間越長(zhǎng)，晶粒長(zhǎng)大越嚴(yán)重。7.為什么低碳調(diào)質(zhì)鋼在調(diào)質(zhì)后進(jìn)行焊接可以保證焊接質(zhì)量，而中碳調(diào)質(zhì)鋼一般要求焊后進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理？答：低碳調(diào)質(zhì)鋼屬于熱處理鋼，―這類(lèi)剛強(qiáng)度高，具有優(yōu)良的塑性和韌性，―可直接在調(diào)質(zhì)狀態(tài)下焊接，焊接后不需要再進(jìn)行調(diào)制處理。―中碳調(diào)質(zhì)鋼也是熱處理強(qiáng)化鋼，―雖然其較高的碳含量可以有效的提高調(diào)質(zhì)處理后的強(qiáng)度，―但塑性和韌性相應(yīng)的下降，焊接性能變差，所以這類(lèi)剛需要在退火的狀態(tài)下焊接，焊接后還要進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。項(xiàng)目三典型汽車(chē)零件鍛造方法【思考與練習(xí)】什么是鍛壓成形？答：鍛壓成形是在外力作用下使金屬坯料產(chǎn)生塑性變形，從而獲得具有一定形狀、尺寸和力學(xué)性能的毛坯或零件的加工方法。加工硬化對(duì)工件性能及加工過(guò)程有什么影響？答：金屬經(jīng)過(guò)冷塑性變形其內(nèi)部組織的晶格扭曲，晶粒破碎，使得進(jìn)一步滑移困難，改變了其力學(xué)性能。隨變形程度增大，金屬的強(qiáng)度和硬度上升，而塑性和韌性下降，這種現(xiàn)象稱(chēng)為加工硬化。加工硬化現(xiàn)象在工業(yè)生產(chǎn)中具有重要的意義。生產(chǎn)上常用加工硬化來(lái)強(qiáng)化金屬，提高金屬的強(qiáng)度、硬度及耐磨性。尤其是純金屬、某些銅合金及鎳鉻不銹鋼等難以用熱處理強(qiáng)化的材料，加工硬化更是唯一有效的強(qiáng)化方法。加工硬化也有其不利的一面。在冷軋薄鋼板、冷拔細(xì)鋼絲及深拉工件時(shí)，由于產(chǎn)生加工硬化，金屬的塑性降低，進(jìn)一步冷塑性變形困難，故必須采用中間熱處理來(lái)消除加工硬化現(xiàn)象。纖維組織對(duì)金屬材料有什么影響？纖維組織的存在使金屬的力學(xué)性削弱還是加強(qiáng)？舉例說(shuō)明生產(chǎn)中如何合理利用纖維組織？答：鑄錠經(jīng)塑性變形后，各晶粒沿變形方向伸長(zhǎng)，當(dāng)變形程度很大時(shí)，多晶體晶粒顯著地沿同一方向拉長(zhǎng)，這種被拉長(zhǎng)的呈纖維狀的晶粒組織，稱(chēng)為纖維組織。由于纖維組織的形成，使得金屬材料出現(xiàn)各向異性。在縱向（平行纖維方向）上塑性和韌性增加；橫向（垂直纖維方向上）的數(shù)值則降低。纖維組織不能用熱處理方法消除，只能用塑性成形工藝使其合理分布，使零件具有較好的力學(xué)性能。其原則是：使零件工作時(shí)承受正應(yīng)力的方向與纖維方向重合。切應(yīng)力方向與纖維方向垂直。最好是纖維的分布與零件的外形輪廓相符合，而不被切斷。4．如圖2-3-14所示的鋼制掛鉤，擬用鑄造、鍛造、板料切割這三種工藝制造。試問(wèn)用哪種工藝制得的掛鉤承載力最大？為什么？圖2-3-14鋼制掛鉤答：用鍛造方法生產(chǎn)的掛鉤承載最大。因?yàn)殄懺旆椒墒咕Я＜?xì)化、組織致密，同時(shí)纖維組織分布和掛鉤輪廓一致。而鑄造方法晶粒粗大，不均勻，還可能存在一些鑄造缺陷，板料切割會(huì)使纖維組織被切斷。冷變形和熱變形有何區(qū)別？試述它們各自在生產(chǎn)中的應(yīng)用。答：金屬在不同溫度下變形后的組織和性能不同，因此塑性變形又分為冷變形和熱變形。金屬在再結(jié)晶溫度以下的塑性變形叫冷變形。冷變形中位錯(cuò)密度上升，發(fā)生加工硬化，使金屬的強(qiáng)度、硬度提高，塑性和韌性降低。冷變形能使金屬獲得較高的尺寸精度和表面質(zhì)量。冷變形工藝在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用也很廣泛，如板料沖壓、冷擠壓、冷鍛和冷軋等。金屬在再結(jié)晶溫度以上的塑性變形叫熱變形。熱變形中再結(jié)晶軟化占優(yōu)勢(shì)，完全消除了加工硬化效應(yīng)，使金屬的塑性顯著提高，變形抗力顯著降低，可用較小的能量獲得較大的變形量。熱變形工藝在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用，如熱鍛、熱軋、熱擠壓等。鉛在室溫下的變形、鎢在950℃的變形分別屬于什么變形？并簡(jiǎn)述理由。：鉛在室溫下的變形屬熱變形：，，因?yàn)椋适菬嶙冃巍ｆu在950℃的變形屬于冷變形，因?yàn)椋海?，因?yàn)?，故是冷變形。什么是金屬的可鍛性？影響可鍛性的因素有哪些？答：金屬材料的可鍛性是指其?jīng)受塑性成形加工的難易程度，可用金屬材料的塑性和變形抗力來(lái)衡量。塑性愈大，變形抗力愈小，金屬的可鍛性愈好。金屬的可鍛性，一般取決于金屬的本質(zhì)和塑性成形的條件。金屬本質(zhì)又包括金屬的成分、組織；塑性成形的條件又包括變形溫度、變形速度和應(yīng)力狀態(tài)。為什么碳鋼的終鍛溫度一般選在800℃左右？答：鋼的鍛造溫度范圍，是指開(kāi)始鍛造溫度（始鍛溫度）與結(jié)束鍛造溫度（終鍛溫度）之間的一段溫度區(qū)間。若在鍛造溫度范圍內(nèi)具有良好的塑性和較低的變形抗力，即能鍛出優(yōu)質(zhì)鍛件。一般來(lái)講，碳鋼的鍛造溫度范圍，根據(jù)鐵碳合金相圖便可直接確定。就碳鋼而言，鍛造溫度在A3或Acm線以上其組織為單一的奧氏體，塑性好，宜于進(jìn)行鍛造。若鍛造溫度過(guò)低，則塑性會(huì)明顯下降，變形抗力增加，加工硬化現(xiàn)象嚴(yán)重，容易產(chǎn)生鍛造裂紋。因此，一般碳鋼的始鍛溫度比AE線低200°C左右，終鍛溫度約為800°C左右。項(xiàng)目四汽車(chē)零件的板料沖壓【思考與練習(xí)】沖孔和落料有何異同?答:沖孔和落料的相同點(diǎn)為兩個(gè)工序的坯料變形分離過(guò)程和模具結(jié)構(gòu)都是一樣的兩者的區(qū)別:沖孔是在板料上沖出洞,以獲得帶孔的制件沖裁的都是廢料;落料是為了獲得具有一定的形狀和尺寸的落料件,沖落的部分是成品,余下的部分是余料或廢料。何為拉深系數(shù)?其大小對(duì)拉深件質(zhì)量有何影響?拉深系數(shù)是指拉深后圓筒形件的直徑與拉深前毛坯(或半成品)的直徑之比。

拉深系數(shù)對(duì)拉深工藝有重要影響，這是因?yàn)橐韵略颍?/p>

(1)在工藝計(jì)算中，只要知道每道工序的拉深系數(shù)，就可以計(jì)算出各道工序中的前后工件與坯料尺寸。

(2)拉深系數(shù)的大小表示拉深過(guò)程中變形程度的大小。拉深系數(shù)越小，該工序的變形程度也越大。

(3)拉深系數(shù)值決定拉深件精度高低和質(zhì)量好壞。沖壓模具按沖壓工序的組合程度不同分為哪幾類(lèi)，各有哪些特點(diǎn)？沖壓模具分為單工序模、復(fù)合模、級(jí)進(jìn)模三類(lèi)。（1）單工序模單工序模是指在壓力機(jī)的工作過(guò)程中，只能完成一道沖壓工序的模具。（2）復(fù)合模在壓力機(jī)的一次行程中，復(fù)合模可以在同一工位上同時(shí)完成兩道或兩道以上的沖壓工序。（3）級(jí)進(jìn)模級(jí)進(jìn)模又稱(chēng)連續(xù)模，這種模具具有兩個(gè)或兩個(gè)以上工位，能夠在不同工位完成兩道或兩道以上的沖壓工序4．工件拉深時(shí)為什么會(huì)出現(xiàn)起皺和拉穿現(xiàn)象？應(yīng)采取什么措施解決這些質(zhì)量問(wèn)題？答：在拉深過(guò)程中，零件最容易出現(xiàn)的缺陷是起皺、拉穿。拉穿主要出現(xiàn)在直壁與底之間的過(guò)渡圓角部位。由于在拉深過(guò)程中這個(gè)部位會(huì)受到拉應(yīng)力的作用。起皺是由于法蘭部分（當(dāng)毛坯相對(duì)厚度較小時(shí)）在切向力作用下導(dǎo)致的結(jié)果。為了防皺，可用壓邊圈把坯料壓緊。項(xiàng)目五非金屬材料的成形常用的塑料成形工藝有哪些？注射成形、擠出成形工藝各有何特點(diǎn)？答:常用的塑料成形方法有注射成形、擠出成形、壓制成形和吹塑成形。(1)注射成形具有生產(chǎn)周期短，生產(chǎn)效率高，注射成形能一次成形空間幾何形狀復(fù)雜.盡丈精度亮、費(fèi)有金屬或韭金屬嵌件的塑料制品。(2)擠出成形的特點(diǎn)是生產(chǎn)過(guò)程是連續(xù)的,生產(chǎn)效率意,應(yīng)思范圍廣s(3）與注射成形相比，壓制成形生產(chǎn)過(guò)程容易控制，使用的設(shè)備和磨具簡(jiǎn)單，較易成形大件制品。但它的生產(chǎn)周期長(zhǎng)，效率低，較難實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，不易成形形狀復(fù)雜的零件。(4)吹塑成形也稱(chēng)中空成形，屬于塑料的二次加工，源于古老的玻璃吹瓶工藝，是制造空心塑料制品的方法。常用的塑料成形工藝各適合于何種形狀的塑料制件？答:(1）注射成形適用于多品種塑料的成形，生產(chǎn)過(guò)程易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，是一種比較先進(jìn)的成形工藝。(2)擠出成形是熱塑料成形中用途最廣、占比重最大的一種加工方法，又稱(chēng)劑塑成形。(3）壓制成形主要用于壓制形狀簡(jiǎn)單、尺寸精度要求不高的制件。(4)吹塑成形，是制造空心塑料制品的方法。3.橡膠的壓制成形與注射成形各有何特點(diǎn)？答:橡膠注射成形是利用注壓機(jī)的壓力，將膠料直接由機(jī)筒注入模腔，完成成形并進(jìn)行硫化的生產(chǎn)方法。這種方法工序簡(jiǎn)單，提高了機(jī)械化、自動(dòng)化程度，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，并大大提高了產(chǎn)品質(zhì)量。壓制成形時(shí)將混煉過(guò)的、經(jīng)加工成一定形狀或稱(chēng)重過(guò)的半成品膠料直接放入敞口的模具型腔中，然后將模具閉合，送入平板硫化機(jī)中加壓、加熱，膠料在加熱和壓力作用下硫化成形。壓制成形模具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通用性強(qiáng)，實(shí)用性廣，操作方便，在整個(gè)橡膠模具壓制品的生產(chǎn)中占有較大的比例。項(xiàng)目六金屬材料的切削加工名詞解釋?zhuān)呵邢鬟\(yùn)動(dòng)、切削用量、切削厚度、基面、前角。答：(1)切削運(yùn)動(dòng)—一在切削過(guò)程中刀具與工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，它包括主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。(2）切削用量——在切削加工時(shí)，為完成一定的加工任務(wù)而調(diào)整機(jī)床所用的參量，它包括三個(gè)要素，即切削速度，進(jìn)給量和背吃刀量。(3）切削厚度——垂直于主刀刃方向測(cè)量的切削層橫截面尺寸。(4)基面——通過(guò)切削刃選定點(diǎn)并垂直于假定主運(yùn)動(dòng)方向的參考平面。(5）前角——前面與基面的夾角，在正交平面內(nèi)測(cè)量。一般情況下，刀具切削部分的材料應(yīng)具有哪些基本性能？答：高的硬度、足夠的強(qiáng)度和韌性、高的耐磨性、高的耐熱性、良好的工藝性。普通高速鋼有哪些主要種類(lèi)?其主要性能特點(diǎn)和應(yīng)用范圍如何？答：普通高速鋼可分為鎢系和鎢鉬系兩大類(lèi)，其主要性能特點(diǎn)和應(yīng)用范圍分別為:鎢系（典型牌號(hào)W18Cr4V):綜合切削性能好，可磨性好;適宜制造各種復(fù)雜刀具。鎢鉬系（典型牌號(hào)W6Mo5Cr4V2):硬度與鎢系相當(dāng)，強(qiáng)度高于鎢系，高溫塑性好，但熱處理及磨削工藝性差;適宜制造熱軋刀具。簡(jiǎn)要分析積屑瘤對(duì)切削過(guò)程的影響及其控制方法？答：積屑瘤對(duì)切削過(guò)程的影響有兩方面:一方面，它會(huì)破壞加工精度和加工表面質(zhì)量;另一方面，它可以起到增大前角、減小切削力、保護(hù)刀具的作用;因此，在精加工要避免產(chǎn)生積屑瘤，在粗加工時(shí)可適當(dāng)利用積屑瘤。通過(guò)提高切削速度、增大刀具前角、加注切削液等方法，可有效控制積屑瘤。試分析車(chē)、銑、鉆、磨削的切削速度有何異同？答：四種加工方式的切削速度的定義與計(jì)算公式是相同的。切削速度的基本定義是:切削刃上選定點(diǎn)相對(duì)于工件的主運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度。計(jì)算公式是:Vc=πdn/1000(m/s)四種加工方式的切削速度都用此公式計(jì)算，只是n與d的取值不同。n是主運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)速，各種加工方式的主運(yùn)動(dòng)不同，所以n的取值方法也不同。對(duì)于d,從安全角度考慮，取點(diǎn)位置的直徑應(yīng)取大值。具體取值方法是:車(chē)削時(shí)，工件旋轉(zhuǎn)是主運(yùn)動(dòng)，n取工件轉(zhuǎn)速，d取工件表面直徑。鉆削時(shí)，鉆頭或工件旋轉(zhuǎn)是主運(yùn)動(dòng)，n取鉆頭或工件轉(zhuǎn)速，d取鉆頭直徑。銑削時(shí)，銑刀旋轉(zhuǎn)是主運(yùn)動(dòng)，n取銑刀轉(zhuǎn)速，a取銑刀直徑。磨削時(shí)，砂輪旋轉(zhuǎn)是主運(yùn)動(dòng)，n取砂輪轉(zhuǎn)速，d取砂輪直徑。比較順銑與逆銑對(duì)切削過(guò)程的影響？答:順銑與逆銑相比較對(duì)銑削過(guò)程的影響主要有三點(diǎn)區(qū)別:①逆銑時(shí)切削厚度由零逐漸增大到最大值，由于刀刃鈍圓半徑的作用，剛切入時(shí)，刀齒在加工表面擠壓、“滑行”，使切削表面加工硬化嚴(yán)重，刀齒容易磨損;順銑時(shí)，切削厚度由最大逐漸減小至零，避免了“滑行”現(xiàn)象，已加工表面質(zhì)量較高，刀齒磨損較少，但順銑不能銑削帶有硬皮的工件。逆銑時(shí)縱向進(jìn)給力FH與縱向進(jìn)給方向相反，使絲杠與絲杠母螺紋部分消除了間隙，工作臺(tái)不會(huì)發(fā)生竄動(dòng)現(xiàn)象;順銑時(shí)由于縱向進(jìn)給力FH的作用，可能使工作臺(tái)帶動(dòng)絲杠發(fā)生竄動(dòng)，所以采用順銑時(shí)，機(jī)床必須具有消除間隙機(jī)構(gòu)，且需先消除間隙。③順銑時(shí)垂直分力Fr方向向下，將工件壓向工作臺(tái)，避免工件的上、下振動(dòng);逆銑時(shí)反之。簡(jiǎn)述端銑時(shí)的銑削方式？答:端銑時(shí)，按銑刀對(duì)加工平面的位置對(duì)稱(chēng)與否，銑削方式分為對(duì)稱(chēng)銑削和不對(duì)稱(chēng)銑削。對(duì)稱(chēng)銑削時(shí)，刀具與工件位置對(duì)稱(chēng)，切入與切出時(shí)的切削厚度相等;不對(duì)稱(chēng)銑削時(shí)，刀具與工件位置不對(duì)稱(chēng)，切入與切出時(shí)的切削厚度不相等。不對(duì)稱(chēng)銑削又進(jìn)一步分為不對(duì)稱(chēng)逆銑與不對(duì)稱(chēng)順銑。前者逆銑部分所占比例比順銑部分大，切入時(shí)的切削厚度小于切出時(shí)的切削厚度;后者反之。簡(jiǎn)述磨削過(guò)程的特點(diǎn)？答:磨削過(guò)程的特點(diǎn)概括起來(lái)