机械制造概论公选课复习题

1、 总复习题一、 判断题（对、错、每小题 分，共 分）1、影响合金流动性的主要因素是砂型太潮湿 （ ）2、铸件毛坯产生粘砂的原因主要是合金化学成分不合格 （ ）3、拔模斜度与设计斜度是没有区别的。 （ ）4、碳钢的含碳量越高，其强度和塑性也越高。 （）5、锻造重型机械零件时，只能采用自由锻锻造方法 （ ）6、金属在塑性变形过程中，原子排列得最密的结晶面上易产生滑移 （）7、氩弧焊主要用于焊接易氧化得元件和构件。 （ ）8、碳当量为0.40.6%的钢材可焊性好。 （ ） 9、增大车刀前角可使收缩系数（切屑）减小，因而可降低切削力 （ ）10、在切削过程中，非常软和非常硬的材料难于加工。 （ ）11

2、、浇铸温度越高，合金的流动性越好；因此，铸件生产中往往采用比较高的温度。（ ）12、为防止铸件产生缩孔，应采用“同时凝固”原则。（ ）13、大批量造型时，采用机器造型，铸件精度高，故加工余量小。（ ）14、冒口在浇注系统中功能是保证多浇的金属起到补缩的作用。（ ）15、板料冲压生产中，凸、凹模间隙越小，获得的冲裁件断面质量和尺寸精度越差。（ ）16、锻造能保证金属零件具有较好的力学性能。（ ）17、埋弧自动焊使用的光焊丝可通过较大的电流（100A以上）。（ ）18、焊接接头包括焊缝、熔合区和热影响区三部分。（ ）19、在焊接重要构件时，一般采用碱性焊条。（）20、刀具的寿命是指刀具从使用到报废

3、为止的切削时间（s）。（ ）二、 填空题（每题2分，共20分）1、铸件外壁拔模斜度的角度 15分-3度 。2、普通车床主轴箱应选用 灰口 牌号 HT200 铸铁。3、内燃机汽缸套是采用 OT400-18 铸造。4、冲裁零件时，为获得良好的断裂面应选择较 比较小 凸凹模间隙。5、拉延时，为了防止周边起皱时应选用较 比较大的 凸凹模圆角半径。6、手工电弧焊所用的焊接电压 16-35 V、电弧长度 3-16 mm。7、产生焊接应力和变形的根本原因是 热影响区 的影响。8、砂轮的磨粒愈 小 、精度愈 高 。9、使砂轮继续保持锐利的切削性能称为 自锐性 。10、机床通过变速机构获得一系列的转速，通常是按

4、 等比级数 排列的。11、普通车床主轴箱应选用 HT150HT200 牌号 灰口 铸铁。12、离心铸造主要适用于 内空圆筒 零件的铸造。13、液态合金冷却至常温铸件发生的收缩一般经历 液态 收缩、 凝固 收缩和 固态 收缩三个阶段。14、金属可锻性的评定指标是 塑性 和 变形抗力 。15、冲压弯曲变形时，在中性层内侧，变形区的金属产生 受压 变形，而外侧金属产生 拉伸 变形。16、氩弧焊可分为 熔化 极氩弧焊和 非熔化 极氩弧焊。17硬质合金是一种常用的刀具材料，它可以分成 YT 和 YG 两种。18、切削运动包括 主运动 运动和 进给运动 运动。19、普通外圆车刀有 一 尖 二 刃 。 金属

5、材料及热处理部分习题1.1什么叫弹性变形？什么叫塑性变形？ 答：随外力消除而消失的变形称为弹性变形。当外力去除时，不能恢复的变形称为塑性变形。1.2 0.2的含义是什么？为什么低碳钢不用此指标？ 答：0.2 为名义屈服强度（点），适用于没有明显屈服现象的金属材料。低碳钢有明显的屈服现象，用s 表示。1.3抗拉强度与硬度之间有没有一定的关系？为什么？ 答：有。因为它们以不同形式反映了材料在外力作用下抵抗变形和断裂的能力。只是反映的材料体积不同，b 反映的是被测材料整个体积内，而HRC反映被压处。 1.4 k代表什么指标？为什么k 不用于设计计算？ 答：k 代表金属材料的冲击韧度，即试样缺口底部面

6、积上的冲击吸收功，代表抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力。因为k值的影响因素多，重复性差，且工件大多以小能量多次冲击下工作，此时的寿命主要取决于强度。所以，不直接用于设计计算。1.5某低碳钢拉伸试样，直径为10mm，标长为50mm，屈服时应力为18840N，断裂前的最大拉力为35320N，拉断后将试样接起来，标距之间的长度为73mm，断口处截面直径为6.7mm。问该低碳钢的s 、b 、 各是多少？其硬度大约是多少？ 答: 2.1已知Cu的原子直径为2.56 A , 求Cu的晶格常数,并计算1mm3 C3333u中的原子个数。 答:Cu为面心立方晶格,因为,所以,因为面心立方晶胞体积为A3,内含4个

7、原子,所以原子个数= (个)2.2 已知Zn的原子直径为2.75 A,求Zn的晶格常数,并计算1mm3 Zn中的原子个数。 答:Zn为密排六方晶格,因为,所以a=2r=D=2.75A; ;晶体体积：，内含6个原子，所以：原子个数(个)2.3在立晶体中，AB晶向如图2-34所示，求AB晶向指数。 答：坐标值：1/2、1/2、1；AB晶相指数：1 1 22.4在立方晶体中，一晶面通过Y=1/2、Z=3并平行于X轴，它的晶面指数是多少？绘图表示。 答： 截距：，1/2，3 倒数：0，2，1/3 晶面指数：（0 6 1）2.5一块质量一定的纯铁，发生-Fe-Fe时，其体积如何变化？ 答：体积缩小。因为

8、质量一定，原子个数一定，而-Fe的排列比-Fe紧密，占空间小，所以体积减小。2.6金属的晶粒大小对其力学性能有何影响？如何控制液态金属的结晶过程，以获得细小晶粒？ 答：晶粒越细，晶界就越多，晶界处的晶格排列方向极不一致，犬牙交错、互相咬合,从而增加了塑性变形的抗力，提高了金属的强度。同时，金属的塑性和韧性也可得到提高。 采用快速冷却、人工精核、机械震动、超声波振动、电的磁搅拌等方法可获得细小晶粒。2.7解释下列名词：合金、组元、相、组织、相图、固溶体、金属化合物、铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体、莱氏体、Fe3C、Fe3C、Fe3C、亚共析钢、共析钢、过共析钢。答：合金:是由两种和两种以上的金属

9、与非金属元素或金属与非金属元素组成的具有金属性质的物质。组元:是组成合金的最基本的物质。相：在金属或合金中，凡成分相同、结构相同并与其他部分有界面分开的均匀组成部分称为相。组织：在显微镜下所观察到的晶粒的大小、形态和分布叫作显微组织。相图：是指在平衡条件下，合金的成分、温度和组织之间关系的图形。固溶体：组成合金的组元，在固态时相互溶解，所形成的单一均匀的物质。金属化合物：合金组元之间发生相互作用而生成的晶格类型和性能不同于任一组元的物质。铁素体：碳溶于-Fe中形成的固溶体。奥氏体：碳溶于-Fe中形成的固溶体。渗碳体：铁与碳形成的金属化合物Fe3C。珠光体：铁素体和渗碳体组成的两相混合物。莱氏体

10、：奥氏体和渗碳体组成的两相混合物。Fe3C： 从液体金属中直接结晶出的渗碳体称为一次渗碳体.Fe3C：从奥氏体中析出的渗碳体称为二此渗碳体.Fe3C：由铁素体中析出的渗碳体称为三次渗碳体.亚共析钢:含碳量为0.0282.11之间的室温组织为F+P的钢.共析钢: 含碳量为0.77、室温组织为P的钢.过共析钢:含碳量大于0.77、室温组织为P+ Fe3C的钢。铸造部分习题一、如图所示的铸件有哪几种分型方案？各有何优缺点？III1、两方案均可行，但I方案存在错箱可能。该零件不算太高，故方案II稍好，从冒口安放来看，II方案容易安放（在中间）。III2、I，方案II型芯稳定，但40凸台妨碍拔模。III

11、IIIIVA A3、方案I:125两圆台凸起妨碍拔模，轴头孔型芯头复杂，安放有困难；方案II:底部A处妨碍拔模，有错箱可能；方案III:仅有错箱可能，方案可行；方案IV:分型面处有圆弧，需要挖砂，顶部圆台妨碍拔模。III方案I： 分型面为曲面，不利于分型。方案II：4、方案I： 分型面为曲面，不利于分型。方案II：分型面在最大截面处，且为平面，方案可行。锻造部分习题1 绘制锻件图应考虑的几个主要因素是什么？答：对自由锻件而言，应考虑：敷料；锻件余量；锻件公差。 对模锻件而言，应考虑：分模面；余量、公差和敷料；模锻斜度；模锻圆角半径。1 2 与自由锻相比，模锻具有哪些优点？答：模锻具有锻件精度高

12、、结构更复杂、表面粗糙度低、生产效率以及要求操作者技术水平低等优点。但是模锻不能锻造巨型锻件，而且模具成本高，不适应单件小批量生产。58用50冲孔模具来生产50落料件能否保证冲压件的精度？为什么？答：不能保证冲压件的精度，落料件的直径大于50mm。因为凹模的尺寸决定落料件尺寸，此题中使用的凸模直径为50mm，而凹模的直径为50+Z mm（Z为凸凹模之间的间隙），所以落料件的直径大于50mm。59用2501.5板料能否一次拉深直径为50的拉深件？应采取哪些措施才能保证正常生产？答：因为：（m为拉深系数）所以此件不能一次拉深成形。应采取的措施是：多次拉深（可安排45次）；多次拉深后，对工件进行退火

13、处理，保证足够的塑性；加润滑剂，来减少摩擦阻力。2 3 翻边件的凸缘高度尺寸较大而一次翻边实现不了时，应采取什么措施？措施1：首先将坯料拉深成形，然后将底部冲孔，最后将底部内缘金属翻边形成凸缘。措施2：首先将坯料拉深成形，然后切掉底部金属。63写出下面零件的成形工序并排序。答：（1） （1） 落料；（2） （2） 冲底板的二孔；（3） （3） 弯曲；（4） （4） 冲立壁的二孔。焊接部分思考题解答1熔焊、压焊和钎焊的实质有何不同？ 解：熔焊的实质是金属的熔化和结晶，类似于小型铸造过程。 压焊的实质是通过金属欲焊部位的塑性变形，挤碎或挤掉结合面的氧化物及其他杂质，使其纯净的金属紧密接触，界面间原

14、子间距达到正常引力范围而牢固结合。 钎焊的实质使利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙，并与母材相互扩散实现连接焊件。2焊条药皮由什么组成？各有什么作用？ 解： 1）稳弧剂 主要使用易于电离的钾、钠、钙的化合物，如碳酸钾、碳酸钠、大理石、长石和钾（或钠）水玻璃等，以改善引弧性能，提高电弧燃烧的稳定性。2）造渣剂 其组成是金红石、大理石、钛百粉、长石、菱苦土、钛铁矿、锰矿等，其主要作用是在焊接过程中形成具有一定物化性能的熔渣覆盖于熔池的表面，不让大气侵入熔池，且有冶金作用。3）造气剂 用糊精、淀粉、纤维素等有机物，或碳酸钙等无机物做造气剂。这些物质在电弧热的作用下分解出CO和H2等气体包围在电弧与熔

15、池周围，起到隔绝大气、保护熔滴和熔池的作用，并影响熔滴过渡。4）脱氧剂 主要应用锰铁、硅铁、钛铁、铝铁和石墨等，脱去熔池中的氧。锰铁还兼起脱硫作用。5）合金剂 主要应用锰铁、硅铁、铬铁、钼铁、钒铁和钨铁等铁合金，向熔池中渗入合金元素，使焊缝得到必要的化学成分。6）粘结剂 常使用钾、钠水玻璃。将上述各种药皮成分按配比制成粉末，有粘结剂调和后牢固地涂在焊芯上，从而制成焊条。3酸性焊条和碱性焊条在特点和应用上有何差别？ 解：酸 性 焊 条碱 性 焊 条熔渣呈酸性熔渣呈碱性保护气体是H2与CO，H2占50%左右保护气体是CO与CO2，H25%，因此称低氢焊条电弧稳定，可用交流或直流焊接药皮中氟化物恶化

16、电弧稳定性，需用直流焊接，药皮中增加稳弧剂后，方可交直两用焊接电流大，焊缝成形好，但熔深较浅焊接电流较小（10%）、焊缝成形稍差、易堆高，熔深较深可长弧操作，要求不严须短弧操作，电流适当，否则产生气孔对水锈产生的敏感性不大，焊条在焊前经150200烘干1小时即可，若不吸潮，可不烘干对水锈产生气孔的敏感性较大，焊条在使用前应经300350烘干12小时，而后放保温筒中保存使用熔渣呈玻璃状，易脱渣熔渣呈结晶状，坡口第一层脱渣较困难焊接时烟尘较少焊接时烟尘稍多，产生HF有读性气体，应加强通风药皮成分氧化性强、易腐蚀有用合金，合金元素过渡性差药皮成分有还原性、合金烧蚀少，合金元素过渡效果好脱硫、脱磷能力

17、差，抗裂性差有较多CaO，脱硫、脱磷能力强，抗裂性好焊缝中含氢量高，易生“白点”，影响塑性焊缝中含氢量低焊缝常温冲击韧度一般焊缝常温、低温冲击韧度较高用于一般钢结构，生产率高用于锅炉压力容器的受压元件与正要结构4与手弧焊相比，埋弧自动焊有什么特点？ 解： 埋弧自动焊与手弧焊相比，有以下特点： （1）生产率高 埋弧自动焊使用的光焊丝可通过较大的电流（100A以上），能得到计较高的熔敷速度和较大的熔深；焊丝很长，卷成盘状，焊接过程中连续施焊，节省了更换焊条的时间。所以，它比手弧焊的生产率提高510倍。（2）焊接质量高而且稳定 埋弧自动焊焊剂供给充足，电弧区保护严密，熔池保持液态时间较长，冶金过程进

18、行得较为完善，气体和杂质易于浮出，同时，焊接规范自动控制调节，所以，焊接质量高而稳定，焊缝成形美观。（3）节省焊接材料 对于较厚的焊件（3025mm），可不开坡口，一次焊透，焊丝填充量减少，节约了由于加工坡口而消耗的金属材料；而且没有焊条头的浪费，飞溅很少。（4）改善了劳动条件 埋弧自动焊看不见弧光，焊接烟雾很少。焊接时，只要焊工调整管理埋焊机就自动进行焊接。由于以上特点，埋弧自动焊在工业生产中已得到广泛应用，它最适于焊接批量较大的长直焊缝和较大直径的环形焊缝。但埋弧焊也有不足之处，如焊短焊缝和曲折焊缝时，不如手弧焊灵活；在焊接位置上仅用于平焊；对于狭窄位置及薄板焊接，埋弧自动焊也受到一定限制

19、。5CO2焊和氩弧焊各有什么特点？ 解： CO2焊有以下特点： （1）成本低 可采用廉价易得的CO2气体代替焊剂或药皮，焊接成本仅是埋弧焊或手弧焊的40%左右。（2）生产率高 自动送进焊丝，电流密度大，电弧热量集中，熔深比手弧焊大，可减少施焊层数和角焊缝焊角尺寸，焊后没有熔渣，节省了清渣的时间，可比手弧焊提高生产率13倍。（3）操作性好 CO2焊是明弧焊，清楚地看到焊接过程，容易发现问题而及时调整，并且象手弧焊一样灵活，适于各种焊接位置。（4）质量较好 选用合适的焊丝并注意操作时，焊接质量还是比较好的。由于电弧在压缩下燃烧，热量集中，因而变形和产生裂纹的倾向较小。焊接薄板时，由于气焊。但是，C

20、O2的氧化作用时熔滴飞溅较为严重，因此，焊缝成形不够光滑。另外，焊接烟尘较大，弧光强烈；如果控制不当，很容易产生气孔。 氩弧焊特点： （1）由于用惰性气体保护，所以适用于焊接各类合金钢、易氧化的有色金属，以及锆、钼等稀有金属。（2）氩弧焊电弧稳定，飞溅小，焊缝致密，表面没有熔渣，而且成形美观，焊接变形小。（3）明弧可见，便于操作，容易实现全位置自动焊接。（4）钨极脉冲氩弧焊可焊接0.8mm以下的薄板及某些异重金属。11焊接接头有几个区域？各区域的组织性能如何？ 解：焊接接头包括焊缝、熔合区和热影响区三部分。 （1）焊缝 焊缝金属的结晶形成柱状的铸态组织，由铁素体和少量珠光体组成。焊接时，熔池金

21、属受电弧吹力和保护气体的吹动，使熔池底壁的柱状警惕成长受到干扰，因此，柱状晶体呈倾斜层状，晶粒有所细化。又因焊接材料的渗合金作用，焊缝金属中锰和硅等合金元素的含量可能比母材金属高，所以焊缝金属的性能不低于母材。（2）熔合区 该区被加热到固相线和液相线之间，熔化的金属凝固成铸态组织，而未熔化的金属因加热温度过高而成为过热的粗晶粒，致使该区强度、塑性和韧性都下降，并引起应力集中，是产生裂纹、局部脆性破坏的发源地。在低碳钢焊接接头中，熔合区虽然很窄，但在很大程度上决定着焊接接头的性能。（3）热影响区 由于焊缝附近各点受热情况不同，热影响区又分为过热区、正火区和部分相变区。1）过热区 焊接热影响区中，

22、具有过热组织火晶粒明显粗大的区域，称为过热区。过热区被加热到AC3以上100200至固相线温度区间，奥氏体晶粒急剧长大，形成过热组织，因而该区的塑性及韧性降低。对于易淬火硬化的钢材，此区脆性更大。2）正火区 该区被加热到AC3至AC3以上100200之间，金属发生重结晶，冷却后得到均匀而细小的铁素体和珠光体组织（正火组织），其力学性能优于母材。3）部分相变区 该区被加热到AC1AC3之间的温度范围内，材料产生部分相变，即珠光体和部分铁素体发生重结晶，使晶粒细化；部分铁素体来不及转变，具有较粗大的晶粒，冷却后致使材料晶粒大小不均，因此，力学性能稍差。12阐述产生焊接应力和变形的原因。如何防止和减

23、小焊接变形？解：金属材料具有热胀冷缩的基本属性。由于焊件在焊接过程中是局部受热且各部分材料冷却速度不同，因而导致焊件各部分材料产生不同程度的变形，引起了应力。焊接时局部加热是焊件产生应力与变形的根本原因。防止与减小焊接变形的工艺措施（1）反变形法 用试验或计算方法，预先确定焊后可能发生变形的大小和方向，在焊前将工件安置在与变形相反的位置上，以抵消焊后所发生的变形。（2）加余量法 根据经验，在焊件下料时加一定余量，通常为工件尺寸的0.1%0.2%，以补充焊后的收缩，特别是横向收缩。（3）刚性夹持法 焊前将焊件固定夹紧，焊后变形即可大大缩小。但刚性夹持法只适用于塑性较好的低碳钢结构，对淬硬性较大的钢材及铸铁不能使用，以免焊后产生裂纹。（4）选择合理的焊接顺序 如果在构件的对称两侧都有焊缝，应设法使两侧焊缝的收缩互相抵消或减弱。金属切削加工部分习题答案何谓切削运动？试分析车、铣、刨、磨、钻切削加工中的切削运动。答案：表面加工时，刀具工件的相对运动，即所谓切削运动，它是由主运动与进给运动合