金屬工藝學(xué)部分作業(yè)答案

1、金屬材料成形基礎(chǔ),作業(yè),機(jī)械制造基礎(chǔ)作業(yè)（1）,1.材料的常用力學(xué)性能指標(biāo)有那些？若某種材料的零件在使用過(guò)程中突然發(fā)生斷裂，是由于那些力學(xué)性能指標(biāo)不足所造成的？,常用力學(xué)性能指標(biāo)有: 強(qiáng)度、塑性、剛度、硬度、沖擊韌性、疲勞強(qiáng)度。,強(qiáng)度、塑性、沖擊韌性、疲勞強(qiáng)度。,2. （1）碳溶入fe中所形成的固溶體是鐵素體，其符號(hào)為f，性能特點(diǎn)是強(qiáng)度低，塑性高。 （2）碳溶入fe中所形成的固溶體是奧氏體，其符號(hào)為a，性能特點(diǎn)是強(qiáng)度低，塑性高。 （3）滲碳體是 fe 與 c 形成的金屬化合物，其分子式為fe3c ，性能特點(diǎn)是硬度高，脆性大。,2. 將下表中所列達(dá)到鋼種歸類(lèi),2. 合金的結(jié)構(gòu)有（1）固溶體 ，（

2、2）金屬化合物，（3）機(jī)械混合物 三種；其中固溶體具有良好的塑性，金屬化合物具有高的硬度和脆性。,3. 鑄造合金從冷卻、凝固至室溫，起收縮要經(jīng)歷液態(tài)收縮、凝固收縮和固態(tài)收縮三個(gè)階段，其中固態(tài)收縮是產(chǎn)生應(yīng)力和裂紋的根本原因，液態(tài)收縮和凝固收縮是產(chǎn)生縮孔和縮松的主要原因。,4影響鑄鐵組織和性能的因素是什么？現(xiàn)有三根直徑分別為10mm、30mm、60mm的灰口鑄鐵試棒，測(cè)得它們的抗拉強(qiáng)度均為200mpa，問(wèn)這三根試棒的成分是否相同？牌號(hào)是否相同？為什么？,1)化學(xué)成分和冷卻速度。,2）牌號(hào)相同，成分不同。因?yàn)槠鋸?qiáng)度相同。,3）因?yàn)橛绊戣T鐵組織和性能的因素是化學(xué)成分和冷卻速度兩個(gè)因素。試棒的直徑不同冷

3、卻速度不同，要獲得同一強(qiáng)度，必須調(diào)整其化學(xué)成分。,5有一測(cè)試鑄造應(yīng)力用的應(yīng)力框鑄件，如圖1-1所示，凝固冷卻后，用鋼鋸沿a-a線(xiàn)鋸斷，此時(shí)斷口間隙的大小會(huì)發(fā)生什么變化？為什么？,1）變大。,2）因?yàn)槟汤鋮s后，鑄件30的粗桿處于拉應(yīng)力狀態(tài)，鑄件10的細(xì)桿處于壓應(yīng)力狀態(tài)。當(dāng)沿a-a鋸斷后，粗桿給予細(xì)桿的壓力被釋放，所以斷口間隙會(huì)變大。,6. 灰口鑄鐵的組織和性能決定于什么因素？為什么在灰口鑄鐵中，碳硅含量越高，則其強(qiáng)度越低？,1）灰口鑄鐵的組織和性能決定于化學(xué)成分和冷卻速度。,2）因?yàn)樘?、硅含量越高，鑄鐵中的石墨片就越粗大，石墨數(shù)量也越多，對(duì)基體的破壞就越嚴(yán)重。同時(shí)基體中鐵素體的量增加，珠光體的

4、量減少。所以鑄鐵的強(qiáng)度越低。,7用成分相當(dāng)于牌號(hào)ht200的鐵水澆注成如圖1-2所示的鑄件，該鑄件最厚截面為60mm，最薄截面為15mm，試問(wèn)最厚和最薄截面上的組織是否相同？為什么？,1）不同。,2）因?yàn)殍T件壁厚不同，即其冷卻速度不同。厚壁處鑄件的冷卻速度慢，鑄鐵中的石墨片就粗大，石墨數(shù)量也越多，對(duì)基體的破壞就越嚴(yán)重。同時(shí)基體中鐵素體的量增加，珠光體的量減少。薄壁處鑄件的冷卻速度快，鑄鐵中石墨片細(xì)小，石墨數(shù)量較少。同時(shí)基體中鐵素體的量減少，珠光體的量增多。,8. 某些鑄件如圖1-3所示，請(qǐng)回答下列問(wèn)題： （1）選擇分型面并用符號(hào)“ ”表示； （2）確定澆注位置并用符號(hào)“ 上、下”表示； （3）

5、對(duì)鑄件結(jié)構(gòu)不合理的地方作出修改。,9. 圖1-4所示為鑄鐵底座，在保證50的孔和h不變的前提下，請(qǐng)回答： （1）修改結(jié)構(gòu)不合理之處；（2）在圖上標(biāo)出最佳分型面和澆注位置。,10確定如圖1-5 所示鑄件的鑄造工藝方案。要求如下： （1）在單件、小批生產(chǎn)條件下，分析最佳工藝方案； （2）按所選最佳工藝方案繪制鑄造工藝圖（包括澆注位置、分型面、機(jī)械加工余量、起模斜度、鑄造圓角、型芯及芯頭等）,其余,上,下,材料：ht150,收縮率：1%,11確定如圖1-6 所示鑄件的鑄造工藝方案。要求如下： （1）在單件、小批生產(chǎn)條件下，分析并確定最佳工藝方案； （2）按所選最佳方案繪制鑄造工藝圖（包括澆注位置、分

6、型面、機(jī)械加工余量、起模斜度、鑄造圓角、型芯及芯頭等）,上,下,收縮率:1%,上,下,上,下,12. 圖2-1所示鑄件在單件、小批量生產(chǎn)中，應(yīng)采用哪種造型方法？在原圖上用符號(hào)標(biāo)出最佳的分型面與澆注位置。,下,上,鑄造收縮率：1%,13. 生產(chǎn)如圖2-3所示鑄件，材料為ht150，試回答下列問(wèn)題（1）標(biāo)出圖示零件幾種不同的分型方案；（2）在你認(rèn)為最佳的分型方案上做鑄造工藝圖。,12鑄件結(jié)構(gòu)工藝性： 判斷下列鑄件的結(jié)構(gòu)工藝性，若不合理，請(qǐng)?jiān)谠瓐D上進(jìn)行修改。,1. 純鉛（t熔：327）的再結(jié)晶溫度為-33，它在常溫下的變形為 熱 變形。而鎢（ t熔：3380）在1000的變形為 冷 變形，這是因?yàn)?

7、t再 = 11881000 。,t再 = 0.4t熔 = 0.4（327+273）= 240（k）,t再 = 240 273 = -33（）,t再 = 0.4t熔 = 0.4（3380+273）= 1461（k）,t再 = 1461 273 = 1188（）,機(jī)械制造基礎(chǔ)作業(yè)（2）,2. 壓力加工的基本生產(chǎn)方式有軋制、擠壓、拉拔、自由鍛、模鍛、板料沖壓，對(duì)于大型重要件，例如大型發(fā)電機(jī)中轉(zhuǎn)子的毛坯應(yīng)采用自由鍛方法來(lái)生產(chǎn)。,3. 圖3-1所示墊圈擬采用簡(jiǎn)單沖裁模生產(chǎn)，其沖壓工序?yàn)椋?）落料、（2）沖孔，若模具的單面間隙為0.05mm，則（1）的凸模尺寸為49.9mm、凹模尺寸為50mm，（2）的凸

8、模尺寸為15mm、凹模尺寸為15.1mm。,4. 圖3-3所示為一鋼制拖鉤，可以用下列方法制造：鑄造、鍛造、板料切割，其中以鍛造方法制得的拖鉤拖重能力最大。這是因?yàn)椋?）細(xì)化晶粒、改善組織，提高力學(xué)性能；（2）壓合鑄造缺陷；（3）使纖維組織不被切斷，并沿制件外形合理分布。,拔長(zhǎng)；切肩、拔長(zhǎng)；切肩、拔長(zhǎng)。,5對(duì)圖2-3和圖2-4定性繪出鍛件圖，并選擇自由鍛基本工序（零件全部機(jī)械加工）。,（1）階梯軸（圖2-3）。坯料尺寸：150220 ；材料：45鋼 ；生產(chǎn)批量：10件。,（2）套筒（圖2-4）。坯料尺寸：150170 ；材料：45鋼 ；生產(chǎn)批量：20件。,鐓粗；沖孔；切肩；芯軸拔長(zhǎng)。,拔長(zhǎng)；局

9、部鐓粗；沖孔。,拔長(zhǎng)；局部鐓粗；沖孔。,鐓粗；沖孔；切肩；芯軸拔長(zhǎng)。,（3）壓蓋,6圖2-5所示零件大批量生產(chǎn)時(shí)，應(yīng)選擇哪種鍛造方法較為合理？請(qǐng)定性繪出鍛件圖，并選擇鍛造基本工序。,工序:1)鐓粗、2）預(yù)鍛、3）終鍛、4）切邊、5）沖孔、6）修整。,7下列自由鍛件、模鍛件及沖壓件的結(jié)構(gòu)工藝性是否合理，若不合理，請(qǐng)修正。,設(shè)計(jì)模鍛斜度；,設(shè)計(jì)模鍛斜度；,模鍛件壁不能太??；,最小截面與最大截面之比應(yīng)大于0.5。,1. 按照焊接過(guò)程的特點(diǎn)，可把焊接方法分為熔化焊、壓力焊和釬焊三大類(lèi)。手工電弧焊屬于熔化焊，而點(diǎn)焊屬于壓力焊。,2. 手工電弧焊的焊條由（1）焊條芯和（2）藥皮兩部分組成；（1）的作用是導(dǎo)

10、電、填充；（2）的作用是機(jī)械保護(hù)作用、 冶金處理作用、穩(wěn)定電弧的作用。,機(jī)械制造基礎(chǔ)作業(yè)（3）,3焊接接頭由（1） 焊縫 和（2） 焊接熱影響區(qū) 組成，（2）又可分為 熔合區(qū) ， 過(guò)熱區(qū) ， 正火區(qū) 和 部分相變區(qū) 等四個(gè)區(qū)域，其中對(duì)焊接接頭性能影響最大的區(qū)域是熔合區(qū)和過(guò)熱區(qū) 。,4. 電弧焊的冶金過(guò)程特點(diǎn)是（1）熔池溫度高于一般冶金溫度，（2）熔池冷卻速度快、液態(tài)停留時(shí)間短，（3）空氣對(duì)焊縫的影響嚴(yán)重。,5. 生產(chǎn)中常見(jiàn)的焊接變形形式有：收縮變形、角變形、彎曲變形、扭曲變形、波浪形變形等五種。減小和預(yù)防焊接變形的工藝方法有：加裕量法、反變形法、剛性固定法、選擇合理的焊接次序等。矯正焊接變形的

11、方法有：機(jī)械矯正法和火焰矯正法。,6. 填表比較下例不同的焊接方法,4. 在焊接丁字形截面梁時(shí)（如圖4-1），由于焊縫位置分布不對(duì)稱(chēng)，因此焊后易產(chǎn)生彎曲變形，請(qǐng)?jiān)谠瓐D上用畫(huà)出彎曲后的焊件輪廓（即焊件的彎曲方向），現(xiàn)擬采用火焰加熱法矯正該變形，在原圖上標(biāo)出加熱部位。,5. 現(xiàn)有厚4mm、長(zhǎng)1200mm、寬800mm的鋼板3塊，需拼焊成一長(zhǎng)1800mm、寬1600mm的矩形鋼板，問(wèn)如圖所示的拼焊方法是否合理？為什么？若須改變，怎樣改變？為減小焊接應(yīng)力與變形，其合理的焊接次序應(yīng)如何安排？,6判斷下列各種焊件的結(jié)構(gòu)是否合理？若不合理，請(qǐng)?jiān)谠瓐D上修改。,機(jī)械制造基礎(chǔ)作業(yè)（4）,1. 切削用量三要素是 v

12、、f、ap 。車(chē)外圓時(shí)，已知工件轉(zhuǎn)速n=320r/min，車(chē)刀移動(dòng)速度vf=64mm/min，其它條件如圖4-1所示，試求切削速度v、進(jìn)給量f、切削深度ap。,v=,2. 繪圖表注下列刀具的幾何角度（0 、0 、kr 、kr） 1）外圓車(chē)刀（0 =100 、0 =80 、kr =600 、kr=100） 2）端面車(chē)刀（0 =150 、0 =100 、kr =450 、kr =300） 3）內(nèi)圓車(chē)刀（0 =100 、0 =80 、kr =600 、kr =100）,1）車(chē)外圓,n,f,切削平面,主剖面,0,0,kr,kr,切削平面,主剖面,0,0,kr,kr,(2) 端面車(chē)刀,0,0,kr,kr,n,(3) 內(nèi)圓車(chē)刀,3. 工件的基準(zhǔn)包括（1） 設(shè)計(jì) 基準(zhǔn)和（2）工藝 基準(zhǔn)，其中（1）為 在零件圖上所使用的基準(zhǔn)，（2）為 在零件的制造、裝配和測(cè)量過(guò)程中 所使用的基準(zhǔn)。,4. 填表回答所列加工方法的主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行者（工件或刀具）及運(yùn)動(dòng)形式（旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)或往復(fù)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)）,5. 選擇圖5-2所示零件內(nèi)孔的加工方法（材料：45）,6. 圖4-3所示為心軸體零件，數(shù)量28 件，毛坯為鍛件，請(qǐng)選擇加工方案。,7. 圖4-4所示為小架零件，數(shù)量50 件，毛坯為鑄件，請(qǐng)選擇加工方案。,1. 按零件要求，選擇加工方法