机械制造基础习题汇编

1、机械制造基础复习主要内容第一篇 金属材料知识第一章 金属材料的主要性能1. 力学性能、强度、塑性、硬度的概念? 表示方法？ 力学性能： 材料在外力作用下所表现出的特性。零件的受力情况有：静载荷：强度、塑性、硬度 动载荷：冲击韧度 交变载荷：疲劳强度强度：材料在外力作用下，抵抗塑性变形和断裂的能力。强度有最主要的指标是屈服点和抗拉强度。（1）屈服点（s）：指材料在外力作用下，产生屈服现象时的应力。 s =Fs/S0 （MPa） 当>s时，材料将产生明显的塑性变形。屈服强度 是塑性材料选材和评定的依据。（2）抗拉强度（b ）：抗拉强度是材料在拉断前承受最大载荷时的应力。 b =Fb/S0 （

2、MPa）抗拉强度 是脆性材料选材的依据。塑性：材料在外力作用下，产生永久变形而不引起破坏的能力。最主要的指标是伸长率和断面收缩率。伸长率（）：试样拉断后，其标距的伸长量与原始标距的百分比。断面收缩率（）：试样拉断后，缩颈处截面积的最大缩减量与原始横截面积的百分比。和值越大，塑性越好。良好的塑性是金属材料进行塑性加工的必要条件。硬度：是材料抵抗更硬的物体压入其内的能力。(1)布氏硬度（HB）： 布氏硬度适用HB<450(2)洛氏硬度（HRC）：洛氏硬度一般用于HB>450HRC:HB=1：102 布氏和洛氏硬度法各有什么优缺点？下列情况应采用哪种硬度法来检查其硬度？库存钢材（洛氏）

3、硬质合金刀头（洛氏） 锻件（布氏） 台虎钳钳口（布氏）布氏硬度法测量值比较稳定、准确度较洛氏法高，缺点是测量费时，且压痕较大，不适合成品检验。洛氏硬度法测试简便、迅速，因压痕小，不损伤零件，可用于成品检验，其缺点是测得的硬度值重复性差，需在不同部位测量数次。3下列符号所表示的力学性能指标的名称和含义是什么？b ：抗拉强度。材料在拉断前承受最大载荷时的应力。s ：屈服点。材料在外力作用下，产生屈服现象时的应力。：伸长率。试样拉断后，其标距的伸长量与原始标距的百分比。HRC：HBS ：第二章 铁碳合金1 金属的结晶过程，金属的晶粒粗细对其力学性能有什么影响？如何细化铸态晶粒？金属是由许多大小、形状

4、、晶格排列方向均不相同的晶粒所组成的多晶体。一般来说金属的晶粒越细小，其力学性能越好。表现为强度、硬度愈高，而且塑性和韧性也愈好。细化晶粒的方法1）变质处理 2）增大过冷度 3）机械的振动和搅拌 4）热处理 5）压力加工再结晶2 什么是同素异晶转变？室温和1100时的纯铁晶格有什么不同？同素异晶转变：在固态下，随着温度的变化，金属的晶体结构从一种晶格类型转变为另一种晶格类型的过程。室温下纯铁晶格是体心立方晶格，1100的纯铁晶格面心立方晶格。912-1394是面心立方晶格，其他温度都是体心立方晶格。3 金属的晶体结构类型? 铁碳合金的基本组织 A、F、M、P 合金的结构：固溶体：溶质原子溶入溶

5、剂晶格而仍保持溶剂晶格类型的金属晶体。 有置换固溶体、间隙固溶体之分。 固溶体的性能特点：具有良好的塑性和韧性，强度、硬度较低。金属化合物：合金各组成元素之间相互作用而生成的一种新的具有金属特性的物质。 金属化合物各元素之间呈整数比关系。 金属化合物的性能特点：脆性大、硬度高；强度低；塑性、韧性差；高的熔点。机械混合物：合金的组成在固态下既不互相溶解又不形成化合物，而是按一定的重量比混合而成的新物质。 性能特点：性能介于各组成物的性能之间。一般具有良好的综合力学性能。A：奥氏体 碳（C）溶入-Fe中所形成的固溶体。 F：铁素体 碳（C）溶入-Fe中所形成的固溶体。M：马氏体碳在-Fe中的过饱和

6、固溶体。P：珠光体 是铁素体和渗碳体组成的机械混合物。 4 试绘简化的铁碳合金状态图中钢的部分，标出各特性点的符号，填写个区组织名称。5 分析在缓慢冷却条件下，45钢和T10钢的结晶过程和室温组织。第三章 钢的热处理1 钢的分类及表示方法？按化学成分分类：1）碳素钢：（1）低碳钢 C < 0.25%（2）中碳钢 C = 0.25-0.6%（3）高碳钢 C > 0.6% 2）合金钢：（1）低合金钢 Me < 5%（2）中合金钢 Me = 5-10%（3）高合金钢 Me > 10%按质量分类 ：S：使合金产生热裂、热脆缺陷 P：使合金产生冷裂、冷脆缺陷 1）普通钢：P &l

7、t; 0.045% S < 0.055% 2）优质钢：P < 0.040% S < 0.045% 3）高级优质钢：P、S< 0.030%按用途分：1）结构钢：（1）工程结构钢（2）机械制造用钢2）工具钢：（1）碳素工具钢（2）合金工具钢3）特殊性能钢: 弹簧钢、轴承钢、耐热钢、耐蚀钢等 。钢的表示：2 什么是退火？什么是正火？两者的特点和用途有什么不同？退火：将钢件加热、保温至奥氏体化后随炉冷却(缓慢)，使其重新结晶的热处理工艺。退火目的：降低硬度，利于切削加工；细化晶粒，提高塑性和韧性；消除热应力。应用：主要应用于铸件、锻件、焊件等多种毛坯加工前的预备热处理。正火：加

8、热，保温过程和目的同退火，只是放到空气中冷却，比退火冷却稍快，珠光体中的 Fe 3C片层更薄，性能与退火相近。3 亚共析钢的淬火温度为何是Ac3+(3050)？过高者过低有什么弊端？4 碳钢在油中淬火的后果如何？为什么合金钢通常不在水中淬火？5 钢在淬火后为什么要回火？三种类型回火的用途有何不同？回火：将淬火的要重新加热（ Ac1以下）、保温并冷却至室温的热处理工艺称为回火。回火意义：淬火后因“M”为不稳定组织，重新加热时， 碳原子扩散能力增强，将以 Fe 3C形式析出，致使b、HRC降低， 、k提高。1）低温回火（150200） 目的：减小内应力，降低脆性，保持良好的原淬 火硬度（5665H

9、RC）和高的耐磨性。 应用：工具、刃具、模具及其它耐磨件。2）中温回火（350500） 目的：获得高弹性，保持表面较高硬度3550HRC），获得一定的韧性。应用：弹簧、发条、锻模板。3）高温回火（500600）目的：获得高强度，高塑性和高的冲击韧性，即良好的综合力学性能。应用：广泛应用于承受疲劳载荷的中碳钢重要件，如连杆、主轴、齿轮、重力螺钉等。硬度2035HRC。6 锯条、大弹簧、车床主轴、汽车变速箱齿轮的最终热处理有何不同？7 现用T12钢制造钢锉，请填写工艺路线下划线中热处理工序名称？锻造 机加工 淬火 第二篇 铸造第一章 铸造工艺基础1 铸造及特点？铸造：将液态合金浇注到一定形状、尺寸

10、铸型空腔中，待其冷却凝固，以获得毛坯或零件的生产方法.特点：1可生产形状任意复杂的制件，特别是内腔形状复杂的制件。如汽缸体、汽缸盖等。2适应性强：（1）合金种类不受限制；（2）铸件大小几乎不受限制。3成本低：1）材料来源广；（2）废品可重熔；4废品率高、表面质量较低、劳动条件差。2 液态合金的充型能力及影响充型能力的因素有哪些？不同化学成分的合金为何流动性不同？为什么铸钢的充型能力比铸铁差？充型能力液体金属充满铸型型腔，获得尺寸精确、轮廓清晰的成形件的能力。充型能力不足的缺陷：浇不足、冷隔、夹渣、气孔等。影响因数：合金的流动性；铸型性质；浇注条件；铸件结构。合金流动性主要由合金结晶特点决定 ，

11、所以不同化学成分的合金流动性不同。铸铁的流动性好，铸钢的流动性差。所以铸钢的充型能力比铸铁差。3 收缩及对铸件质量的影响？体收缩率：铸件缩孔或缩松的原因。线收缩率：铸件产生应力、变形、裂纹原因。 4 缩孔和缩松对铸件质量有何影响？为何缩孔比缩松较容易防止？缩孔和缩松的防止：措施: 控制铸件的凝固次序，使铸件实现“顺序凝固”。5 区分以下名词：缩孔和缩松：液体金属冷凝时，液态收缩和凝固收缩所缩减的容积得不到补充，在铸件最后凝固的部位形成一些孔洞 。大而集中的为缩孔，细小而分散的为缩松。浇不足和冷隔：逐层凝固和定向凝固：6 什么是定向凝固原则？什么是同时凝固原则？各需用什么措施来实现？ 第二章 常

12、用合金铸件的生产1 影响铸铁石墨化的主要因素是什么？2 铸铁的基体组织有那几种类型？为什么铸铁的强度通常比钢的强度、塑性差？3 生产过程中怎样得到不同形态石墨的铸铁？灰铸铁最适于制造哪类铸件？为什么灰铸铁应用最广？4 下列铸件宜选用哪类铸造合金？车床床身 摩托车汽缸体 气压机曲轴 汽缸套 第三章 砂型铸造1 手工造型适用什么条件？适用于单件、小批量生产第四章 特种铸造1 什么是熔模铸造？工艺特点？试用方框图表示其大致工艺过程。熔模铸造：熔模铸造的特点和适用范围1）铸件精度较高2）最适合高熔点及难加工的高合金钢，如耐热合金等。 3）形状较复杂的铸件，如直径2mm的小孔均可铸出。 4）单件、成批、

13、大量生产均可适用。 5）工艺过程较复杂，生产周期长；铸件不能太大。 应用：适合25kg以下的高熔点、难以切削加工合金铸件的成批大量生产。熔模铸造的工艺过程2 金属型铸造有何优越性与不足？为什么金属型铸造未能广泛取代砂型铸造？金属型铸造的特点及适用范围：1）铸件冷却速度快，组织致密，力学性能高。 2）铸件的尺寸精度和表面质量均优于砂型铸造件。 3 ）生产率高，劳动条件得到改善。 4 ）金属型铸件易产生 气孔、应力、裂纹、缺陷。 应用：用于铜、铝、镁等有色合金铸件的大批量生产。3 压力铸造有何优缺点？它与熔模铸造的适用范围有何不同？压力铸造：液态金属在高压作用下快速压入金属铸型中，并在压力下结晶，

14、以获得铸件的成形工艺方法。 压力铸造的特点和适用范围1）铸件尺寸精度和表面质量最高。2）铸件的强度和表面硬度高。抗拉强度可比砂型铸造提高2530%。 3）可压铸出形状复杂的薄壁件。 4）生产率高。每小时可铸 50150次。 5）设备模具成本高，不适宜单件、小批生产。6）不适宜铸铁、钢等高熔点合金的铸造。 7）压铸件内部存在缩孔和缩松，气孔缺陷。应用：有色薄壁小件的大批量生产。4 实型铸造的本质是什么？它适用于哪种场合？第三篇 金属压力加工第一章 金属的塑性变形1 何谓塑性变形？冷变形、热变形？金属塑性成形（压力加工）：金属材料在外力作用下产生塑性变形，获得具有一定形状、尺寸和力学性能的毛坯或零

15、件的生产方法。塑性变形的实质：在外力的作用下金属内部的原子沿一定的晶面和晶向产生了滑移的结果。冷变形：金属在变形过程中只有加工硬化而无回复与再结晶现象。热变形：加工硬化被随即发生的再结晶所抵消，变形后金属具有再结晶的等轴晶粒组织。 2 碳钢在锻造温度范围内变形时，是否会有冷变形强化现象？3 如何提高金属的塑性？最常用的措施是什么？第二章 锻造1 为什么重要的巨型锻件必须采用自由锻的方法制造？自由锻造：金属坯料上、下砧铁之间，施加冲击力或压力，使之产生塑性变形获得所需锻件的一种加工方法自由锻的优点：所用工具简单、通用性强、灵活性大，适合单件和小批锻件，特别是特大型锻件的生产。自由锻的缺点：锻件精

16、度低、加工余量大、生产效率低、劳动强度大等。2 叙述模锻件图时应考虑的内容。模锻：利用锻模使坯料在模膛内受压变形获得锻件。特点：1）生产率高；2）锻件尺寸精确，结构可以较复杂；3）锻件一般不得超过150kg。锻件图的绘制1.确定机械加工余量、敷料、公差2 分模面的选择1）分模面应选在锻件的最大截面处；2）分模面的选择应使模膛浅而对称；3）分模面的选择应使锻件上所加敷料最少；4）分模面应最好是平直面。3 设计模锻斜度：外壁斜度：57 0 内壁斜度：712 04 设计模锻圆角：外圆角：r = 1.512mm 内圆角：R=（23）r5 确定冲孔连皮3 如何确定分模面的位置？为什么模锻生产中不能直接锻

17、出通孔？4 分析齿轮、前轴锻件的模锻过程？第三章 板料冲压1 冲裁及其变形过程？冲裁模的特点？冲裁（落料、冲孔）：使坯料沿封闭轮廓分离的工序。冲裁的变形过程：弹性变形阶段 塑性变形阶段 断裂、分离阶段冲裁模设计及冲裁工艺特点：1） 凸凹模要具有锋利的刃口 2） 凸凹模间隙要合理 3）凸凹模刃口尺寸要正确 4） 排样要合理2 拉深变形及常见缺陷、防止措施？拉深：使坯料在凸模的作用下压入凹模，获得空心体零件的冲压工序。3 弯曲变形及特点？弯曲：将平直板料弯成一定的角度或圆弧的工序。弯曲的变形特点：1）变形区域主要在圆角部位； 2）外层受拉应力，内层受压应力。4 材料的回弹现象对冲压生产有何影响？第

18、四篇 焊接第一章 电弧焊1 焊接电弧？焊接-用加热或加压等手段，借助于金属原子的结合与扩散作用，使分离的金属材料牢固地连接起来。焊接方法-三大类：熔化焊、压力焊及钎焊。应用-机械制造业中以熔化焊的应用最为广泛。焊接电弧的概念：电极和焊件之间的气体产生强烈而持久的放电现象。2 何谓焊接热影响区？低碳钢焊接时热影响区又分为哪些区段？各区段对焊接接头性能有何影响？减小热影响区的方法是什么？焊缝区：熔池金属冷却结晶所形成的铸态组织。焊接热影响区：焊缝两侧的母材，由于焊接热的作用，其组织和性能发生变化的区域。减小和消除焊接热影响区的方法：1 小电流、快速焊接； 2 采用先进的焊接方法； 3 焊前预热、焊

19、后热处理（正火）3 焊条药皮起什么作用？为什么药皮成分中一般都有锰铁？在其它电弧焊中，用什么取代药皮的作用？熔焊保证焊缝质量，应采取的措施：（1）形成有效气体保护区（2）渗加有用合金元素（3）脱氧、脱硫、脱磷4 手工电弧焊、埋弧焊、气体保护焊的特点及在汽车生产中应用？手工电弧焊的特点：1 . 设备简单、应用灵活方便。 2 . 劳动条件差、生产率低、质量不稳定。自动焊焊接动作由机械装置自动完成。埋弧焊电弧在颗粒状焊剂层下燃烧进行焊接埋弧自动焊工艺特点：生产效率高 （比手弧焊提高510倍）焊接质量好 （焊缝内气孔、夹渣少，焊缝美观）成本低 （省工、省时、省料）劳动条件好 （无弧光,、飞溅, 劳动强

20、度低）适应性差 （平焊、长直焊缝和较大直径的环缝）焊接设备复杂，焊前准备工作严格应用：成批生产、中厚板结构的长直焊缝和较大直径的环缝，如锅炉、压力容器、船舶等。CO2气体保护焊的特点及应用： 生产率高（手弧焊的13倍）。 成本低（手弧焊的40%） 。 焊接热影响区和变形小。 可进行全位置焊接。 飞溅严重，焊缝成形差。应用：适用于低碳钢和强度级别不高的低合金结构钢的焊接。广泛用于造船、机车车辆、汽车制造、农业机械等。第二章 其它常用焊接方法1 电阻焊、钎焊、工艺特点及在汽车生产中的应用电阻焊：利用电流通过焊件及接触处所产生的电阻热、将焊件局部加热到塑性或熔化状态，然后在压力下形成焊接接头的焊接方

21、法。电阻焊分为：点焊、缝焊和对焊。电阻焊特点：1）焊接电压低，电流大，生产率高；2）不需要填充金属，焊接变形小；3）劳动条件好，操作简单，易于实现自动化生产；4）焊接设备复杂，投资大；5）适用于大批量生产；6）对焊件厚度和接头形式有一定限制。钎焊：利用低熔点的钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接焊件的方法。钎焊的种类：1. 软钎焊 2. 硬钎焊钎焊的特点及应用:1 加热温度低，接头组织、性能变化小；焊接变形小，工件尺寸精确。2. 可焊同种、异种金属和厚薄悬殊的工件。3. 生产率高。易于实现自动化。应用：精密、微型、复杂、多焊缝异种金属 的焊接。软钎焊用于电子、电器、仪表等行业；

22、硬钎焊用于硬质合金刀具、换热器等焊接。第三章 常用金属材料的焊接1 材料的焊接性及其评估方法？金属材料的焊接性: 指被焊金属采用一定的焊接方法、焊接材料、工艺参数及结构形式条件下，获得优质焊接接头的难易程度。焊接性: 工艺焊接性：焊接接头产生工艺缺陷的倾向。 使用焊接性：焊接接头在使用中的可靠性。影响焊接性的因素: 1）焊接方法 2）焊接材料 3）焊件化学成分 4） 工艺参数焊接性的评定方法: 1 实验法 2 碳当量估算法第五篇 切削加工第一章 金属切削的基础知识1 切削运动及其参数？切削加工: 刀具切去多余的金属层，获得符合要求的零件的生产方法。切削运动: 刀具与工件之间的相对运动。1. 主

23、运动：切削过程最主要的运动。 特点：速度高、消耗的功率大。主运动只有一个。2. 进给运动：使金属层不断投入切削，加工出完整表面所需的运动。 特点：速度低、消耗的功率小。有一个或多个。2 刀具材料性能要求及常用刀具材料？为什么不宜用碳素工具钢制造拉刀和齿轮刀具等复杂刀具？为什么目前常采用高速钢制造这类刀具，而较少采用硬质合金？刀具材料的基本要求: 硬度。 60 HRC 以上。 强度和韧性。 耐磨性。 耐热性。 工艺性。常用刀具材料: 碳素工具钢C= 0.71.2%；T8、T12等 HRC6164 应用：速度低、形状简单的手动工具。如锉刀、锯条等。 合金工具钢 9SiCr、CrWMn等。 应用：速

24、度低、形状复杂的工具。如绞刀、丝锥等。 高速钢 （W18Cr4V） 应用：形状复杂的刀具 如钻头、铣刀、拉刀、齿轮刀具和其他成形刀具。 硬质合金 碳化物+粘结剂粉末冶金 碳化物：WC、TiC、TaC、NbC 粘结剂：Co 陶瓷材料 Al2O3 加工高硬度、高强度钢及精加工。3 材料的切削加工性及评估方法？材料的切削加工性是指材料被切削加工的难易程度。衡量材料切削加工性的指标1.一定刀具耐用度下的切削速度2.相对加工性 kr3.已加工表面质量 较容易获得好的表面质量的材料，其切削加工性较好；4.切屑的控制或断屑的难易 切屑较容易控制或易于断屑的材料，其切削加工性较好；5.切削力 在相同切削条件下

25、，凡切削力较小的材料，其切削加工性较好；影响材料切削加工性的因素1.物理性能: 材料导热性愈好、材料的切削加工性愈好。2.材料的力学性能: 材料的强度、硬度愈高， 切削加工性愈差。 材料的塑性、韧性愈高 切削加工性愈差。4 刀头的结构及角度？第二章 常用加工方法综述1 车削、钻削、铣削、磨削的特点？适于加工何种表面？为什么？车削: 车刀在车床上加工工件的工艺过程。车削加工适宜各种回转体表面的加工。车削的工艺特点: 1.易于保证各面的位置精度2.切削过程比较平稳3.适用有色金属的精加工4.刀具简单车削加工的应用: 1.车外圆面 2.车内圆面（车床上镗孔） 3.车端面、车槽、切断 4.车锥面 5.

26、车成形面 6.车螺纹 7. 滚花钻削: 用钻头在实体材料上加工孔的方法称为钻孔；用扩孔钻对已有孔进行扩大再加工方法称为扩孔。钻削工艺特点: 精度为IT13IT11，Ra值为5012.5m，属于粗加工1 头易产生“引偏” 轴线引偏 刀具旋转 钻床上钻孔 孔径扩大 工件旋转 车床上钻孔“引偏”原因: 横刃的存在 钻头的刚性和导向性差防止“引偏”的措施： 预钻锥形定心坑； 采用钻套导向钻孔； 刃磨时，应尽量使两个主刀刃对称一致。2 排屑困难 使工件表面质量降低； 卡死、甚至折断钻头。3 散热条件差 :热量不易传散出去, 刀具磨损加剧。钻削的应用: 钻孔主要用于粗加工。如螺钉孔、油孔、内螺纹底孔等。

27、小孔（D<13mm），台式钻床。较大的孔（D<50mm），立式钻床。大型工件上的孔，摇臂钻床。回转体工件上的孔，车床。铣削是平面加工的主要方法之一。铣削工艺特点: 1）生产率高（多齿刀具、速度高）；2）散热条件好；3）容易产生振动。铣削的应用: 主要加工平面。同时可加工沟槽、成形面、切断等。磨削: 砂轮磨削工件的工艺过程。精加工的主要方法之一。磨削工艺特点 P78 1. 精度高、表面粗糙度低； 2. 磨削温度高；8001000 3. 砂轮具有自锐性； 4. 背向磨削力Fp较大。应用：可加工铸铁、碳钢、合金钢等一般结构材料，也能加工高硬度的淬硬钢、硬质合金、陶瓷、玻璃等难切削材料，但

28、不适宜塑性较大的有色金属。第三章 典型表面加工分析1 在零件的加工过程中，为什么常把粗加工和精加工分开进行？2 外圆、孔、平面的加工方案的制订外圆面的加工序号加工方法尺寸公差等级表面粗糙度（Ra）um适用范围1粗车IT13IT115012.5适用各种金属（未淬硬）、非金属材料2粗车半精车IT10IT96.33.23粗车半精车精车IT8IT71.60.84粗车半精车磨削IT7IT60.80.4适用于淬火钢、未淬火钢、铸铁等5粗车半精车粗磨精磨IT6IT50.40.26粗车半精车粗磨精磨研磨IT5IT30.10.0087粗车半精车精车精细车IT6IT70.10.025有色金属内圆面（孔）的加工序号加工方法尺寸公差等级表面粗糙度（Ra）um适用范围1钻IT13IT115012.5适用各种实体工件2钻扩IT96.33.2f<30钢、铸铁、有色金属3钻镗f>30 4钻铰IT83.21.6f<20钢、铸铁、有色金属5钻扩铰钻粗镗精镗钻（扩）拉f>206钻粗铰精铰IT70.80.4f<12钢、铸铁、有色金属7钻扩粗铰精铰钻镗粗磨精磨珩磨钻拉精拉f>128粗镗半精镗 淬 粗磨精磨珩磨IT7IT60.40.025已铸出、锻出孔9粗