新机械制造基础 教学课件 李长河第3章 第3章复习思考题答案、看

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第3章复习思考题及答案《机械制造技术基础》主编李长河第1章金属材料概述何谓塑性变形？塑性变形的实质是什么？答：由于原子排列的相对位置发生变化而产生的永久变形，称为塑性变形。其实质是晶体内部产生滑移的结果。什么是加工硬化？怎样消除金属的加工硬化？答：金属发生冷塑性变形时，随着变形量的增加，强度和硬度提高，塑性和韧性下降的现象称为加工硬化。进行再结晶退火来消除金属的加工硬化。冷变形和热变形的根本区别何在？铅（熔点为327℃）、铁（熔点为1538℃）在20℃时的变形是哪种变形？答：再结晶温度以下进行的变形称为冷变形，再结晶温度以上进行的变形称为热变形。铅：

T再

=

0.4

T熔

=

0.4

（327+273）=

240

KT

=

20+273

=

293

>

T再

所以铅在20℃时的变形为热变形。铁：

T再

=

0.4

T熔

=

0.4

（1538+273）=

724.4KT

=

20+273

=

293

<

T再

所以铁在20℃时的变形为冷变形。第3章复习思考题及答案《机械制造技术基础》主编李长河第1章金属材料概述何谓纤维组织？是怎样形成的？有何特点？选择零件坯料时，应怎样考虑纤维组织的形成和分布？答：铸锭中的塑性夹杂物（MnS、FeS等）多半分布在晶界上，在压力加工中随晶粒的变形而被拉长，而脆性夹杂物（FeO、SiO2等）被打碎呈链状分布在金属的基体内，再结晶后变形的晶粒呈细粒状，而夹杂物却依然呈条状或链状被保留下来，形成了纤维组织。使金属在性能上具有方向性。如纵向（平行于纤维方向）上的塑性和韧性好，横向（垂直于纤维方向）上的塑性和韧性差。使零件工作时的最大正应力与纤维方向重合，最大切应力与纤维方向垂直，并使纤维沿零件轮廓分布而不被切断。金属的锻造性与什么有关？答：金属的锻造性取决于金属的本质和压力加工条件。金属的本质包括：化学成分的影响、组织结构的影响。压力加工条件包括：变形温度的影响、变形速度的影响、应力状态的影响。第3章复习思考题及答案《机械制造技术基础》主编李长河第1章金属材料概述自由锻造的结构工艺性主要表现在那些方面？答：1）尽量避免锥体和斜面结构；2）避免曲面相交的空间曲线；3）避免加强筋、凸台、工字形截面或空间曲线形表面；4）合理采

用组合结构。锤上模锻时，预锻模膛起什么作用？为什么终锻模膛四周要开飞边槽？答：其作用是使坯料的形状和尺寸接近锻件，以保证终锻时金属容易充满终锻模膛，获得成形良好、无折叠、裂纹或其他缺陷的锻件，并减少终锻模膛的磨损，提高其使用寿命。锻造时部分金属先压入飞边槽内形成毛边，毛边很薄，最先冷却，可以阻碍金属从模膛内流出，以促使金属充满模膛，同时容纳多余的金属。第3章复习思考题及答案《机械制造技术基础》主编李长河第1章金属材料概述模锻时如何确定分模面的位置？答：①要保证锻件能从模膛中顺利取出；②选定的分模面应使零件上所加的余块最少；③为了便于锻模的机械加工和锻件的切边，同时也为了节约金属材料，盘类锻件的高度小于或等于直径时，应取径向分

模；④为使锻模结构尽量简单和便于发现上下模在模锻过程中的错移，应尽可能采用直线分模，并使上下两模沿分模面的模膛轮廓一致；⑤考虑到锻件工作时的受力情况，应使纤维组织与最大切应力方向垂直；⑥锻件较复杂的部分应尽可能安排在上模。锻件上为什么要有模锻斜度和圆角？答：模锻斜度便于锻件从模膛中取出。锻件的外圆角半径对应模具型槽的内圆角，有助于金属流动而充满模膛，还可避免了锻模在凹入的尖角处产生应力集中而造成裂纹；锻件的内圆角半径对应模具型槽上的外圆角，可以缓和金属充型时的剧烈流动，减缓锻模外角处的磨损，提高锻模的使用寿命，还可以防止因剧烈变形造成金属纤维组织被割断，导致锻件机械性能下降第3章复习思考题及答案《机械制造技术基础》主编李长河第1章金属材料概述曲柄压力机上模锻和平锻机上模锻有哪些特点？答：曲柄压力机上模锻具有下列主要特点：滑块的行程固定，坯料变形在一次行程内完成，加之机架刚性大，导轨与滑块的间隙小，装配精度高，上下模能够准确的合在一起，不产生错动，故锻件的尺寸精度高。滑块运行速度低（0.25m/s~0.5m/s），作用力是静压力，金属在模膛内流动较慢，这对低塑性合金的成形十分有利。且变形抗力由机架本身承受，不传给地基，因此工作时无震动、噪音小、劳动条件好。设有上、下顶出机构，能使锻件自动脱模，因此比锤上模锻的锻模斜度小，生产率高，且便于实现机械化和自动化。由于一次行程就使上、下模闭合，若采用一次成形，坯料难以充满终锻模膛，且氧化皮也无法清除。由于曲柄压力机的滑块行程和压力不能随意调节，不宜进行拔长、滚压等制坯工步。由于冲击较小，锻模可采用镶块式锻模，以节省贵重锻模钢。第3章复习思考题及答案《机械制造技术基础》主编李长河第1章金属材料概述曲柄压力机上模锻和平锻机上模锻有哪些特点？答：平锻机上模锻具有以下特点：扩大了模锻的使用范围，可以锻出在锤上和曲柄压力机上无法锻出的锻件。平锻机的结构刚性好，工作时无震动，滑块行程准确，锻件尺寸精度高，表面光洁。生产率高，每小时可生产(400~900)件。能直接锻出通孔，无冲孔连皮，锻件毛边小，甚至没有，锻件外壁不需模锻斜度，故能减少金属的损耗，材料利用率可达85~95%。平锻机的造价较高，要求坯料尺寸精确，锻件形状有局限性，一般不宜平锻非回转体和中心不对称的锻件。第3章复习思考题及答案《机械制造技术基础》主编李长河第1章金属材料概述曲柄压力机上模锻和平锻机上模锻有哪些特点？答：平锻机上模锻具有以下特点：扩大了模锻的使用范围，可以锻出在锤上和曲柄压力机上无法锻出的锻件。平锻机的结构刚性好，工作时无震动，滑块行程准确，锻件尺寸精度高，表面光洁。生产率高，每小时可生产(400~900)件。能直接锻出通孔，无冲孔连皮，锻件毛边小，甚至没有，锻件外壁不需模锻斜度，故能减少金属的损耗，材料利用率可达85~95%。平锻机的造价较高，要求坯料尺寸精确，锻件形状有局限性，一般不宜平锻非回转体和中心不对称的锻件。第3章复习思考题及答案《机械制造技术基础》主编李长河第1章金属材料概述11.试比较自由锻、锤上模锻、胎膜锻的优缺点？答：

自由锻所用设备和工具具有较大的通用性，使用范围广，锻件质量可以从数十克到二、三百吨。但是，自由锻生产时，锻件的形状和尺寸主要由锻工的操作技术来保证，对锻工技术水平要求较高，劳动强度大，生产率低，锻件的精度差，金属损耗多，且只能锻造形状简单的锻件。因此，自由锻只适用于单件、小批生产以及维修工作。与自由锻相比，模锻的优点是：操作简便，生产率高；可以锻造形状较复杂的锻件；锻件的尺寸精确、表面较光洁，因而机械加工余量小，材料利用率高，成本较低；而且可使锻件的金属纤维组织分布更加合理，进一步提高了零件的使用寿命。但模锻设备投资大，锻模成本高，生产准备周期长，锻件的质量受到模锻设备吨位的限制，一般在150kg以下。因此模锻不适合于单件小批生产，而适合于中小型锻件的大批量生产。胎模锻与自由锻相比，具有生产率较高，锻件形状准确，精度较高，余块少，内部组织致密，纤维分布更符合性能要求等优点。与模锻相比，具有成本低，操作灵活，使用方便等优点。但胎模锻的锻件精度和生产率不如锤上模锻高，工人劳动强度较大，胎模寿命短。胎模锻一般用于小型锻件的中、小批量生产，在没有模锻设备的中小型工厂应用较广泛。第3章复习思考题及答案《机械制造技术基础》主编李长河第1章金属材料概述12.板料冲压生产的特点及应用范围如何？答：板料冲压具有以下特点：可冲压形状复杂的零件，废料较少，材料利用率高。冲压件具有较高的尺寸精度和表面质量，互换性好，一般不必再经切削加工。可获得强度高，刚度大，重量轻的零件。操作简便，工艺过程便于机械化和自动化，生产率高，故成本低。冲模制造复杂、周期长、费用高，所以只有在大批量生产的情况下，其优越性才能充分地显露出来。板料必须具有足够的塑性，且厚度受到一定的限制。冲压加工的应用范围很广，既可冲压金属板料，也可冲压非金属材料；不仅能制造很小的仪表零件，而且能制造如汽车大梁等大型零件。第3章复习思考题及答案《机械制造技术基础》主编李长河第1章金属材料概述冲模间隙对冲裁件断面质量有何影响？应如何考虑？答：间隙过小时，材料中拉应力成分减小，压应力增大，裂纹产生受到抑制，凸模刃口附近的剪裂纹比正常间隙时向外错开一段距离，上下裂纹不能很好的重合，两裂纹中间的材料随着冲裁过程的进行将发生第二次剪切，并在断面上形成第二个光亮带，这时毛刺也增大。间隙过大时，材料中的拉应力增大，塑性变形阶段结束较早，凸模刃口附近的剪裂纹较正常间隙时向内错开一段距离，因此光亮带小，剪裂带和毛刺均较大。间隙控制在合理的范围内时，上下裂纹基本重合于一线，这时光亮带约占板厚的1/3左右，毛刺最小。用φ30

mm的落料模具生产φ30

mm的冲孔件，能否保证冲压件的精度？结果会怎样？答：不能；因为落料件的尺寸取决于凹模的尺寸，φ30mm的落料模具，其凹模尺寸为φ30

mm，凸模的尺寸小于φ30

mm，而冲孔件的尺寸取决于凸模的尺寸，因此，用这样的模具得到的冲孔件尺寸小于φ30

mm，不能保证精度。第3章复习思考题及答案《机械制造技术基础》主编李长河第1章金属材料概述15.板料冲压工序中落料和冲孔有何异同？冲裁模和拉深模的结构有何不同？答：它们的模具结构、操作方法和分离过程完全相同，但各自的作用不同。落料时，从板料上冲下的部分是成品，而板料本身则成为废料或冲剩的余料。冲孔是在板料上冲出所需要的孔洞，冲孔后的板料本身是成品，冲下的部分是废料。拉深模的凸凹模工作部分不是锋利的刃口，而是具有一定的圆角，同时为了减小坯料被拉穿的可能性，拉深模的凸凹模间隙远比冲裁模的大，并且间隙稍大于板料厚度。第3章复习思考题及答案《机械制造技术基础》主编李长河第1章金属材料概述16.按坯料的加热温度不同，挤压方法有几种？各自的特点如何？答：挤压按坯料的加热温度不同分为以下三种：冷挤压：是指在室温下进行的挤压。冷挤压时变形抗力大，零件的精度高，表面粗糙度值小，同时因加工硬化作用提高了产品的强度。热挤压：坯料的挤压温度与锻造温度相同（高于再结晶温度）。热挤压的变形抗力小，允许每次的变形程度大，生产率高。但由于表面氧化和脱碳，工件表面较粗糙。温挤压：是介于冷挤压和热挤压之间的挤压方法。与冷挤压相比，降低了变形抗力，增加每道工序的允许变形量，提高模具寿命，扩大冷挤压材料品种。与热挤压相比，坯料氧化脱碳少，零件表面粗糙度值低、尺寸精度高。第3章复习思考题及答案《机械制造技术基础》主编李长河第1章金属材料概述.零件轧制的方法有几种？各有何特点？答：根据轧辊轴线与坯料轴线所交的角度不同，轧制可分为纵轧、横轧、斜轧等几种。纵轧是轧辊轴线与坯料轴线互相垂直的轧制方法;横轧是轧辊轴线与坯料轴线互相平行，且轧辊与坯料作相对转动的轧制方法;斜轧是轧辊相互倾斜配置，并以相同方向旋转，坯料在轧辊的作用下反向旋转，同时还作轴向运动，即螺旋运动，与此同时坯料受压变形获