金属工艺学部分作业答案

1、作业作业机械制造基础作业（机械制造基础作业（1 1）1.1.材料的常用力学性能指标有那些？若某种材料的零材料的常用力学性能指标有那些？若某种材料的零件在使用过程中突然发生断裂，是由于那些力学性能件在使用过程中突然发生断裂，是由于那些力学性能指标不足所造成的？指标不足所造成的？ 常用力学性能指标有常用力学性能指标有: :强度、塑性、刚度、硬度、冲击韧性、疲劳强度。强度、塑性、刚度、硬度、冲击韧性、疲劳强度。强度、塑性、冲击韧性、疲劳强度。强度、塑性、冲击韧性、疲劳强度。2. （1）碳溶入碳溶入 FeFe中所形成的固溶体中所形成的固溶体是铁素体，其符号为F F，性能特点是强度低，塑性高强度低，塑性

2、高。 （2）碳溶入碳溶入 FeFe中所形成的固溶体中所形成的固溶体是奥氏体，其符号为A A，性能特点是强度低，塑性高强度低，塑性高。 （3）渗碳体是 FeFe 与 C C 形成的金属化合物金属化合物，其分子式为FeFe3 3C C ，性能特点是硬度高，脆性大硬度高，脆性大。钢号类 别适用零件举例质量含碳量成分用途普优高优低中高碳素合金结构工具Q235冲压件45轴类60Si2Mn弹簧T8锉刀T13A钻头W18Cr4V铣刀15冲压件2. 将下表中所列达到钢种归类2. 合金的结构有（1）固溶体固溶体 ，（2）金属化合物金属化合物，（3）机械混合物机械混合物 三种；其中固溶体固溶体具有良好的塑性，金属

3、化合物金属化合物具有高的硬度和脆性。3. 铸造合金从冷却、凝固至室温，起收缩要经历液态液态收缩、凝固收缩收缩、凝固收缩和固态收缩固态收缩三个阶段，其中固态收缩固态收缩是产生应力和裂纹的根本原因，液态收缩和凝固收缩液态收缩和凝固收缩是产生缩孔和缩松的主要原因。4影响铸铁组织和性能的因素是什么？现有三根直径分别为10mm、30mm、60mm的灰口铸铁试棒，测得它们的抗拉强度均为200Mpa，问这三根试棒的成分是否相同？牌号是否相同？为什么？1)化学成分和冷却速度。2 2）牌号相同，成分不同。因为其强度相同。3 3）因为影响铸铁组织和性能的因素是化学成分和冷却速度两个因素。试棒的直径不同冷却速度不同

4、，要获得同一强度，必须调整其化学成分。5 5有一测试铸造应力用的应力框铸件，如图有一测试铸造应力用的应力框铸件，如图1-11-1所示，凝所示，凝固冷却后，用钢锯沿固冷却后，用钢锯沿A-AA-A线锯断，此时断口间隙的大小会线锯断，此时断口间隙的大小会发生什么变化？为什么？发生什么变化？为什么？1 1）变大。）变大。2 2）因为凝固冷却后，铸件因为凝固冷却后，铸件3030的粗杆处于拉应力状态，铸件的粗杆处于拉应力状态，铸件1010的细杆处于压应力状态。的细杆处于压应力状态。当沿当沿A-AA-A锯断后，粗杆给予细杆锯断后，粗杆给予细杆的压力被释放，所以断口间隙的压力被释放，所以断口间隙会变大。会变大

5、。6. 6. 灰口铸铁的组织和性能决定于什么因素？为什么在灰口铸铁的组织和性能决定于什么因素？为什么在灰口铸铁中，碳硅含量越高，则其强度越低？灰口铸铁中，碳硅含量越高，则其强度越低？1 1）灰口铸铁的组织和性能决定于）灰口铸铁的组织和性能决定于化学成分和冷却速度化学成分和冷却速度。2 2）因为碳、硅含量越高，铸铁中的石墨片就越粗大，）因为碳、硅含量越高，铸铁中的石墨片就越粗大，石墨数量也越多，对基体的破坏就越严重。同时基体石墨数量也越多，对基体的破坏就越严重。同时基体中铁素体的量增加，珠光体的量减少。所以铸铁的强中铁素体的量增加，珠光体的量减少。所以铸铁的强度越低。度越低。7 7用成分相当于牌

6、号用成分相当于牌号HT200HT200的铁水浇注成如图的铁水浇注成如图1-21-2所示的所示的铸件，该铸件最厚截面为铸件，该铸件最厚截面为60mm60mm，最薄截面为，最薄截面为15mm15mm，试，试问最厚和最薄截面上的组织是否相同？为什么？问最厚和最薄截面上的组织是否相同？为什么？1 1）不同不同。2 2）因为铸件壁厚不同，即其冷却速度不因为铸件壁厚不同，即其冷却速度不同。厚壁处铸件的冷却速度慢，铸铁中的同。厚壁处铸件的冷却速度慢，铸铁中的石墨片就粗大，石墨数量也越多，对基体石墨片就粗大，石墨数量也越多，对基体的破坏就越严重。同时基体中铁素体的量的破坏就越严重。同时基体中铁素体的量增加，珠

7、光体的量减少。薄壁处铸件的冷增加，珠光体的量减少。薄壁处铸件的冷却速度快，铸铁中石墨片细小，石墨数量却速度快，铸铁中石墨片细小，石墨数量较少。同时基体中铁素体的量减少，珠光较少。同时基体中铁素体的量减少，珠光体的量增多。体的量增多。8. 8. 某些铸件如图某些铸件如图1-31-3所示，请回答下列问题：所示，请回答下列问题：（1 1）选择分型面并用符号）选择分型面并用符号“ ”“ ”表示；表示；（2 2）确定浇注位置并用符号）确定浇注位置并用符号“ “ 上、下上、下”表示；表示；（3 3）对铸件结构不合理的地方作出修改。）对铸件结构不合理的地方作出修改。9. 9. 图图1-41-4所示为铸铁底座

8、，在保证所示为铸铁底座，在保证 5050的孔和的孔和HH不变的前提下，请回答：不变的前提下，请回答：（1 1）修改结构不合理之处；（）修改结构不合理之处；（2 2）在图上标出最佳分型面和浇注位置。）在图上标出最佳分型面和浇注位置。 505 004 603 902 0151 555120851010确定如图确定如图1-5 1-5 所示铸件的铸造工艺方案。要求如下：所示铸件的铸造工艺方案。要求如下：（1 1）在单件、小批生产条件下，分析最佳工艺方案；）在单件、小批生产条件下，分析最佳工艺方案；（2 2）按所选最佳工艺方案绘制铸造工艺图（包括浇注位置、分型）按所选最佳工艺方案绘制铸造工艺图（包括浇注

9、位置、分型面、机械加工余量、起模斜度、铸造圆角、型芯及芯头等）面、机械加工余量、起模斜度、铸造圆角、型芯及芯头等）其余其余上上下下材料：材料：HT150HT150收缩率：收缩率：1%1%1111确定如图确定如图1-6 1-6 所示铸件的铸造工艺方案。要求如下：所示铸件的铸造工艺方案。要求如下：（1 1）在单件、小批生产条件下，分析并确定最佳工艺方案；）在单件、小批生产条件下，分析并确定最佳工艺方案；（2 2）按所选最佳方案绘制铸造工艺图（包括浇注位置、分型）按所选最佳方案绘制铸造工艺图（包括浇注位置、分型面、机械加工余量、起模斜度、铸造圆角、型芯及芯头等）面、机械加工余量、起模斜度、铸造圆角、

10、型芯及芯头等）上上下下收缩率收缩率:1%:1%上上下下上上下下12. 图2-1所示铸件在单件、小批量生产中，应采用哪种造型方法？在原图上用符号标出最佳的分型面与浇注位置。下下上上铸造收缩率：1%13. 13. 生产如图生产如图2-32-3所示铸件，材料为所示铸件，材料为HT150HT150，试回答下列问题，试回答下列问题（1 1）标）标出图示零件几种不同的分型方案；（出图示零件几种不同的分型方案；（2 2）在你认为最佳的分型方案上做）在你认为最佳的分型方案上做铸造工艺图。铸造工艺图。1212铸件结构工艺性：铸件结构工艺性： 判断下列铸件的结构工艺性，若不合理，请在原图上进行修改。判断下列铸件的

11、结构工艺性，若不合理，请在原图上进行修改。 1. 纯铅（T熔：327）的再结晶温度为-33-33，它在常温下的变形为 热热 变形。而钨（ T熔：3380）在1000的变形为 冷冷 变形，这是因为 T T再再 = 1188= 11881000 。T T再再 = 0.4T= 0.4T熔熔 = 0.4= 0.4（327+273327+273）= 240= 240（K K）T T再再 = 240 273 = -33= 240 273 = -33（）T T再再 = 0.4T= 0.4T熔熔 = 0.4= 0.4（3380+2733380+273）= 1461= 1461（K K）T T再再 = 1461

12、 273 = 1188= 1461 273 = 1188（）机械制造基础作业（机械制造基础作业（2 2）2. 压力加工的基本生产方式有轧制、挤压、拉拔、自由锻、轧制、挤压、拉拔、自由锻、模锻、板料冲压模锻、板料冲压，对于大型重要件，例如大型发电机中转子的毛坯应采用自由锻自由锻方法来生产。3. 图3-1所示垫圈拟采用简单冲裁模生产，其冲压工序为（1）落料落料、（2）冲孔冲孔，若模具的单面间隙为0.05mm，则（1）的凸模尺寸为 49.9mm49.9mm、凹模尺寸为 50mm50mm，（2）的凸模尺寸为 15mm15mm、凹模尺寸为 15.1mm15.1mm。4. 图3-3所示为一钢制拖钩，可以用

13、下列方法制造：铸造、锻造、板料切割，其中以锻造锻造方法制得的拖钩拖重能力最大。这是因为（1 1）细化晶粒、改善组细化晶粒、改善组织，提高力学性能；（织，提高力学性能；（2 2）压合铸造缺）压合铸造缺陷；（陷；（3 3）使纤维组织不被切断，并沿）使纤维组织不被切断，并沿制件外形合理分布。制件外形合理分布。拔长；切肩、拔长；切肩、拔长。5对图2-3和图2-4定性绘出锻件图，并选择自由锻基本工序（零件全部机械加工）。（1）阶梯轴（图2-3）。坯料尺寸：150220 ；材料：45钢 ；生产批量：10件。 （2）套筒（图2-4）。坯料尺寸：150170 ；材料：45钢 ；生产批量：20件。 镦粗；冲孔；

14、切肩；芯轴拔长。拔长；局部镦粗；冲孔。拔长；局部镦粗；冲孔。镦粗；冲孔；切肩；芯轴拔长。（3 3）压盖）压盖6图2-5所示零件大批量生产时，应选择哪种锻造方法较为合理？请定性绘出锻件图，并选择锻造基本工序。其余工序:1)镦粗、2）预锻、3）终锻、4）切边、5）冲孔、6）修整。7下列自由锻件、模锻件及冲压件的结构工艺性是否合理，若不合理，请修正。设计模锻斜度；设计模锻斜度；设计模锻斜度；设计模锻斜度；模锻件壁不能太薄；模锻件壁不能太薄；最小截面与最大截最小截面与最大截面之比应大于面之比应大于0.50.5。1. 按照焊接过程的特点，可把焊接方法分为熔化焊、熔化焊、压力焊压力焊和钎焊钎焊三大类。手工

15、电弧焊属于熔化焊熔化焊，而点焊属于压力焊压力焊。2. 手工电弧焊的焊条由（1）焊条芯焊条芯和（2）药皮药皮两部分组成；（1）的作用是导电、导电、填充填充；（2）的作用是机机械保护作用、械保护作用、 冶金处理作用、冶金处理作用、稳定电弧的作用稳定电弧的作用。机械制造基础作业（机械制造基础作业（3 3） 3焊接接头由（1） 焊缝 和（2） 焊接热影响区 组成，（2）又可分为 熔合区 ， 过热区 ， 正火区 和 部分相变区 等四个区域，其中对焊接接头性能影响最大的区域是熔合区和过热区 。 4. 电弧焊的冶金过程特点是（1 1）熔池温度高于一般）熔池温度高于一般冶金温度，（冶金温度，（2 2）熔池冷却

16、速度快、液态停留时间短，）熔池冷却速度快、液态停留时间短，（3 3）空气对焊缝的影响严重。）空气对焊缝的影响严重。5. 生产中常见的焊接变形形式有：收缩变形、角变形、弯收缩变形、角变形、弯曲变形、扭曲变形、波浪形变形曲变形、扭曲变形、波浪形变形等五种。减小和预防焊接变形的工艺方法有：加裕量法、反变形法、刚性固定法、选择加裕量法、反变形法、刚性固定法、选择合理的焊接次序合理的焊接次序等。矫正焊接变形的方法有：机械矫正法机械矫正法和火焰矫正法火焰矫正法。6. 填表比较下例不同的焊接方法焊接方法热 源保护方式焊接材料可焊焊位手工电弧焊电弧热药皮（气、渣）电焊条全埋弧自动焊电弧热焊剂（气、渣）焊丝、焊

17、剂平氩弧焊电弧热氩气焊丝、氩气全电渣焊电阻热液态渣池焊丝、焊剂立电阻焊电阻热无无全钎 焊外加热源溶剂钎料、溶剂全4. 在焊接丁字形截面梁时（如图4-1），由于焊缝位置分布不对称，因此焊后易产生弯曲变形，请在原图上用画出弯曲后的焊件轮廓（即焊件的弯曲方向），现拟采用火焰加热法矫正该变形，在原图上标出加热部位。1 12 23 35. 现有厚4mm、长1200mm、宽800mm的钢板3块，需拼焊成一长1800mm、宽1600mm的矩形钢板，问如图所示的拼焊方法是否合理？为什么？若须改变，怎样改变？为减小焊接应力与变形，其合理的焊接次序应如何安排？ 6判断下列各种焊件的结构是否合理？若不合理，请在原图

18、上修改。 机械制造基础作业（机械制造基础作业（4 4）1. 切削用量三要素是 V、f、ap 。车外圆时，已知工件转速n=320r/min，车刀移动速度vf=64mm/min，其它条件如图4-1所示，试求切削速度v、进给量f、切削深度ap。 V=V=2. 2. 绘图表注下列刀具的几何角度（绘图表注下列刀具的几何角度（ 0 0 、 0 0 、Kr Kr 、KrKr）1 1）外圆车刀（）外圆车刀（ 0 0 =10 =100 0 、 0 0 =8 =80 0 、Kr =60Kr =600 0 、KrKr=10=100 0）2 2）端面车刀（）端面车刀（ 0 0 =15 =150 0 、 0 0 =10

19、 =100 0 、Kr =45Kr =450 0 、KrKr =30 =300 0）3 3）内圆车刀（）内圆车刀（ 0 0 =10 =100 0 、 0 0 =8 =80 0 、Kr =60Kr =600 0 、KrKr =10 =100 0）1 1）车外圆）车外圆d dw wd dm mnf f切削平面切削平面主剖面主剖面 0 0 0 0krkrKrKrf f切削平面切削平面主剖面主剖面 0 0 0 0krkrKrd dw wn(2) 端面车刀f f 0 0 0 0krkrKrn(3) 内圆车刀3. 工件的基准包括（1） 设计 基准和（2）工艺 基准，其中（1）为 在零件图上所使用的基准，（

20、2）为 在零件的制造、装配和测量过程中 所使用的基准。 4. 填表回答所列加工方法的主运动和进给运动的执行者（工件或刀具）及运动形式（旋转运动、直线运动或往复直线运动）加工方法主运动进给运动执行者运动方式执行者运动方式车外圆面工件工件旋转旋转刀具刀具直线运动直线运动铣平面刀具刀具旋转旋转工件工件直线运动直线运动龙门刨刨平面工件工件往复直线运动往复直线运动刀具刀具间歇直线运动间歇直线运动钻孔（钻床）刀具刀具旋转旋转刀具刀具直线运动直线运动卧式镗床镗孔刀具刀具旋转旋转工件工件直线运动直线运动0 . 8 50 35+0.0270淬火钻孔粗镗半精镗磨削；不淬火 钻孔扩孔粗绞精绞；钻孔粗镗半精镗精镗精细

21、镗。5. 选择图5-2所示零件内孔的加工方法（材料：45）6. 图4-3所示为心轴体零件，数量28 件，毛坯为锻件，请选择加工方案。表面加工方案AM24钻孔镗内孔车螺纹（攻丝）B7：24锥面粗车外圆半精车外圆车锥面C48h6粗车半精车粗磨精磨D直角槽插7. 图4-4所示为小架零件，数量50 件，毛坯为铸件，请选择加工方案。表面加工方案A平面粗铣精铣B20h7粗车半精车粗磨精磨C凸台铣D通槽铣EM6螺纹钻孔攻丝材料表面粗糙度加工方法及加工顺序45粗车半精车45粗车半精车精车45粗车半精车磨黄铜粗车半精车精车精细车45粗车半精车粗磨精磨研磨1. 按零件要求，选择加工方法及加工顺序。机械制造基础作业（机械制造基础作业（4 4）2判断下列零件的结构工艺性是否合理，若不合理，请在原图上修改。4-M64-M54-M64-M63如图5-3图示为一小轴零件，中小批生产，试填表制定其机械加工工艺过程。材料：材料：4545淬火回火：淬火回火：HRC4045HRC4045单件、小批量生产单件、小批量生产序号工序名称工序内容设备1车车端面、打中心孔；车另一端面、