第十四章机械零件材料的选用与加工工艺分析习题解答

第十四章零件选材与加工工艺分析习题解答14-1选择材料的一般原则有哪些?简述它们之间联系。答：选择材料的一般原则有①材料的使用性能应满足零件的使用要求；②)材料的工艺性应满足加工要求；③选材时，还应充分考虑经济性。在选用材料时，必须了解我国的资源和生产情况，从实际情况出发，全面考虑材料的使用性能、工艺性能和经济性等方面的因素，以保证产品性能优良、成本低廉、经济效益最佳。14-2什么是零件的失效?一般机械零件的失效方式有哪几种?答：所谓失效是指：①零件完全破坏，不能继续工作；②严重损伤，继续工作很不安全；③虽能安全工作，但已不能满意地起到预定的作用。一般零件的失效方式有：断裂、表面损伤、磨损、疲劳破坏、过量变形等。14-3生产批量对毛坯加工方法的选择有何影响?答：毛坯选择要考虑加工成本，成本与生产批量有关系：①在单件小批量生产的条件下，应选用常用材料、通用设备和工具、低精度、低生产率的毛坯生产方法。②在大批量生产的条件下，应选用专用材料、专用设备和工具以及高精度高生产率的毛坯生产方法。这样，毛坯的生产率高、精度高。虽然专用材料、专用工艺装备增加了费用，但材料的总消耗量和切削加工工时会大幅度降低，总的成本也较低。③单件、小批生产时，对于铸件应优先选用灰铸铁和手工砂型铸造方法；对于锻件应优先选用碳素结构钢和自由锻方法；在生产急需时，应优先选用低碳钢和手工电弧焊方法制造焊接结构毛坯。④在大批量生产中，对于铸件应采用机器造型的铸造方法，锻件应优先选用模型锻造方法，焊接件应优先选用低合金高强度结构钢材料和自动、半自动的埋弧焊、气体保护焊等方法制造毛坯。14-4毛坯的选择原则是什么?它们之间的相互关系如何?答：毛坯的选择原则是：保证零件的使用要求；降低制造成本，满足经济性；考虑实际生产条件。三条原则是相互联系的，考虑时应在保证使用要求的前提下，力求做到质量好、成本低和制造周期短。14-5热处理的技术条件包括哪些内容?如何在零件图上标注?答：热处理技术条件的内容包括：零件最终的热处理方法、热处理后应达到的力学性能指标等。在图样上标注热处理技术条件时，可用文字对热处理条件加以简要说明，也可用国家标准规定的热处理工艺分类及代号来表示。一般标注在零件图标题栏的上方。14-6下列各种要求的齿轮，各应选择何种材料和类型?(1)承受载荷不大的低速大型齿轮，小批量生产；(2)承受强烈摩擦和冲击、中等载荷、中速的中等尺寸齿轮，成批生产；(3)承受载荷大、无冲击、尺寸小的齿轮，大量产；(4)低噪声、小载荷、尺寸中等的齿轮，成批生产。答：(1)铸铁（HT200或HT250），铸造；(2)合金渗碳钢，锻造；(3)中碳钢或中碳合金钢，锻造；(4)碳素结构钢（Q275），锻造。14-7某机械上的传动轴，要求具有良好的综合力学性能，轴颈处要求耐磨(硬度达50～55HRC)，用45钢制造，其加工工艺路线为：下料→锻造→热处理→粗切削加工→热处理→精切削加工→热处理→精磨。试说明工艺路线中各个热处理工序的名称、目的。答：锻造后的热处理用完全退火，目的是细化晶粒、均匀组织降低硬度有利于切削加工；粗加工后的热处理用调质，目的是获得良好的综合力学性能；精加工后的热处理用表面淬火后低温回火，目的是提高轴颈后的表面硬度及耐磨性。14-8钢锉用T12钢制造，要求硬度为60～64HRC，其加工工艺路线为：热轧钢板下料→正火→球化退火→切削加工→淬火、低温回火→校直。试说明工艺路线中各个热处理工序的目的及热处理后的组织。答：如下表所示：热处理目的热处理后的组织正火去应力、细化晶粒、调整硬度、破碎网状渗碳体珠光体、渗碳体球化退火为了获得球状珠光体，去除网状渗碳体产生的影响球状珠光体淬火、低温回火提高硬度，获得零件所需力学性能回火马氏体14-9图14-7所示为承载能力为4t的螺旋起重器。若在大批量生产条件下，其支座、螺杆、螺母、托杯和手柄的材料及毛坯应如何选取?为什么?答：如下表所示：名称原因材料毛坯生产方法支座支座主要受压HT200铸造螺杆承受较大的应力，螺纹承受弯曲应力，要求耐磨45锻造螺母有相对摩擦，要求有减磨性ZCuSn10Pb1铸造托杯强度高，易于成形ZG270—500铸造手柄细长杆，要求刚度好45型材14-10为什么轴类零件一般采用锻件毛坯，而箱座类零件多采用铸件毛坯?答：选铸坯不能满足轴类零件的性能要求，圆钢毛坯不经济，故应选锻造毛坯为宜，