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文档简介
模块一金属材料及热处理项目一机床齿轮毛坯金属材料力学分析【思考与练习】什么是金属的力学性能?根据载荷形式的不同,力学性能主要包括哪些指标?答:金属在各种不同载荷作用下表现出来的特性就叫力学性能。根据载荷形式的不同,力学性能主要包括强度、硬度、塑性和冲击韧度等。什么是强度?什么是塑性?衡量这两种性能的指标有哪些?各用什么符号表示?答:金属材料在静载荷作用下抵抗变形和断裂的能力就是强度;衡量强度的主要指标有弹性极限σe、抗拉强度σb和屈服强度σs(σ0.2)等。金属发生塑性变形但不破坏的能力称为塑性;衡量塑性的主要指标有断面收缩率ψ和伸长率δ。低碳钢做成的d0=10mm的圆形短试样经拉伸实验,得到如下数据:Fs=21100N,Fb=34500N,l1=65mm,d1=6mm。试求低碳钢的σs、σb、δ5、ψ。答:原始试样截面积为,试验后截面积为;原始试样长度为,故什么是硬度?HBW、HRA、HRB、HRC各代表什么方法测出的硬度?答:硬度是衡量金属材料软硬程度的指标,是指金属抵抗局部弹性变形、塑性变形、压痕或划痕的能力。HBW代表用布氏硬度测定方法测出的硬度,HRA、HRB、HRC各代表用洛氏硬度的A、B、C三种不同的标尺测定出的硬度。什么是冲击韧度?AK和αK各代表什么?金属材料抵抗冲击载荷而不破坏的能力称为冲击韧度。AK代表冲击吸收功;αK代表使用V形缺口试件测出的冲击韧度值。项目二机床齿轮材料热处理【思考与练习】解释下列名词:晶体、晶胞、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、、、、亚共析钢、共析钢、过共析钢。组织是指用肉眼或显微镜观察到的不同组成相的形状、尺寸、分布和各相之间的组合状态。相图是表示合金系中合金的状态与温度、成分之间关系及变化规律的图解,是表示合金系在平衡条件下,在不同温度和成分时各相关系的图解。固溶体是一种元素的晶格中包含有其他元素的合金相或者一种组元的原子溶入另一组元的晶格中形成的均匀固相。包含元素和被包含元素分别称为溶剂元素和溶质元素。金属化合物是指组成合金的元素相互化合形成一种新的晶格组成的物质。在实际生产中,如何控制液态金属的结晶过程,以获得细小晶粒?答:(1)增大金属的过冷度;(2)变质处理;(3)振动;(4)搅拌。何谓同素异构转变?举例说明。答:金属在固态时改变其晶格类型的过程称为同素异构转变。如纯铁在固态下的三种晶格类型的转变为:。4.根据简化的铁碳合金相图,描绘下列铁碳合金从高温液态缓冷至室温时的组织转变过程。(1);(2);(3);(4)(2)5.试述共析钢奥氏体形成的几个阶段,并分析亚共析钢奥氏体和过共析钢奥氏体形成的主要特点。答:共析钢加热形成奥氏体可分为四个阶段:(1)奥氏体晶核的形成,这个过程称为奥氏体形核;(2)奥氏体晶核的长大;(3)残余渗碳体的溶解,当铁素体全部转变为奥氏体后,还会有部分渗碳体没有溶解,这部分渗碳体称为残余渗碳体。随着时间的延长,残余渗碳体会不断溶解,直至全部消失。(4)奥氏体成分的均匀化延长保温时间,通过碳原子的扩散,可使奥氏体的含碳量趋于均匀一致。亚共析钢加热到Ac1温度时,珠光体转变成奥氏体,但铁素体不会全部转变成奥氏体,只有加热到Ac3温度时,才能形成单一奥氏体。同样的道理,对过共析钢需要加热到Accm线以上,才能形成单一的奥氏体。说明共析钢C曲线各个区、各条线的物理意义,在曲线上标注出各类转变产物的组织名称及其符号和性能,并指出影响C曲线形状和位置的主要因素。答:共析钢C曲线,过冷奥氏体的等温转变,按得到的产物组织的不同,可分为三种类型:珠光体型转变、贝氏体型转变和马氏体型转变。过冷奥氏体在A1以下至550℃温度范围内的某一温度保温,发生等温转变,其产物称为珠光体型组织;贝氏体转变是过冷奥氏体在“鼻子”温度至Ms点(550~230℃)范围内进行的转变;奥氏体以极大的冷却速度过冷到Ms点以下发生的转变称为马氏体型转变。若以等温转变温度为纵坐标,转变时间为横坐标,将所有的转变开始点连接成一条曲线称为等温转变开始线;同样,将所有的转变终了点也连成一条曲线称为等温转变终了线。影响过冷奥氏体等温转变的因素是奥氏体成分和合金元素。何谓淬透性,与淬硬性有何不同?答:淬透性是指钢在淬火时获得淬硬层的能力。不同的钢在同样的条件下淬硬层深不同,说明不同的钢淬透性不同,淬硬层较深的钢淬透性较好。淬硬性:是指钢以大于临界冷却速度冷却时,获得的马氏体组织所能达到的最高硬度。钢的淬硬性主要决定于马氏体的含碳量,即取决于淬火前奥氏体的含碳量。8.正火和退火的主要区别是什么?答:正火的冷却速度比退火快,获得的组织和性能也不一样。项目三金属材料的工程应用说明硫在钢中的存在形式,分析它在钢中的可能作用。答:硫是生铁中带来的而在炼钢时又未能除尽的有害元素。能引起钢在热加工时或高温工作下变得极脆(热脆)。主要是由于硫不溶于铁,而以FeS形式存在,FeS会与Fe形成共晶,并分布于奥氏体的晶界上,当钢材在1000℃~1200℃压力加工时,由于FeS-Fe共晶(熔点只有989℃)已经熔化,并使晶粒脱开,钢材将变得极脆。为了避免热脆,钢中含硫量必须严格控制,普通钢含S量应≤0.055%,优质钢含硫量应≤0.040%,高级优质钢含硫量应≤0.030%。分析15CMo、40CrNiMo、W6MosSCr4V2和10Cr17Mo钢中Mo元素的主要作用。答:(1)15CrMo:提高耐热性(2)40CrNiMo:防止高温回火脆性(3)W6MosSCr4V2:提高热硬性(4)10Cr17Mo:提高耐蚀性为普通自行车的下列零件选择其合适材料:①链条;②座位弹簧;③大梁;④链条罩;⑤前轴。答:(1)链条︰20钢(2)座位弹簧:65钢(3)大梁:Q235(4)链条罩:08F(5)前轴:45钢某厂原用40Cr生产高强韧性螺栓,现该厂无此钢,但库房尚有15钢、20Cr、60CrMn、9Cr2,试问这四种钢中有无可代替上述40Cr螺栓的材料?若有,应怎样进行热处理?其代用的理论依据是什么?答:20Cr,性能相近。试比较T9、9SiCr、W6Mo5Cr4V2作为切削刀具材料的热处理、力学性能特点及适用范围,并由此得出一般性结论。答:T9的热处理:淬火+低温回火。力学性能:硬度高,韧性中等,无热硬性,综合力学性能欠佳。适用范围:用于尺寸不大,形状简单,要求不高的低速切削工具。9SiCr热处理:淬火+低温回火。力学性能∶硬度和耐磨性良好,,无热硬性,综合力学性能优于T9。适用范围:用于制造尺寸较大,形状复杂,受力要求较高﹐切削速度不高的刀具。高速工具钢冷作模具有哪些特点?其主要缺点是什么?并对此提出可能的解决措施。答:冷作模具钢是指在常温下使金属材料变形成形的模具用钢,使用时其工作温度一般不超过200-300℃。由于在冷态下被加工材料的变形抗力较大且存在加工硬化效应,故模具的工作部分承受很大的载荷及摩擦、冲击作用;模具类型不同,其工作条件也有差异。为使冷作模具耐磨损、不易开裂或变形,冷作模具钢应具有高硬度、高耐磨性、高强度和足够的韧性,这是与刃具钢相同之处;考虑到冷作模具与刃具在工作条件和形状尺寸上的差异,冷作模具对淬透性、耐磨性尤其是韧性方面的要求应高一些,而对热硬性的要求较低或基本上没有要求。据此,冷作模具钢应是高碳成分并多在回火马氏体状态下使用;鉴于下贝氏体的优良强韧性,冷作模具钢通过等温淬火以获得下贝氏体为主的组织,在防止模具崩刃、折断等脆性断裂失效的方面应用越来越受重视。灰铸铁具有低缺口敏感性,请说明这一特性的工程应用意义。答:材料由于存在缺口(切口、尖角、沟槽、横孔等截面急剧变化之处)所引起的局部应力集中导致其名义“强度”降低的程度;此处所说的“强度”,可以是抗拉强度、抗弯强度、冲击韧度或疲劳强度等。而灰铸铁由于片状石墨的存在相当于在铸铁内部有微小的割裂作用。在工程学上的意义就是,在符合性能的要求下,它在各个方向截面不会急剧变化,轻易不会发生力学突变。“以铸代锻、以铁代钢”可适用于哪些场合?试举两例说明。答:球磨铸铁。汽车零部件、履带、轧机轧辊为什么铸造生产中,化学成分如具有三低(碳、硅、锰的含量低)一高(硫含量高)特点的铸铁易形成白口?而在同一铸铁中,往往在其表面或薄壁处易形成白口?答:在铸铁生产中,碳、硅低易出现白口组织,铸件激冷也会出现白口,高牌号铸铁孕育不良也会出现白口,锰是反石墨化元素,含量高才会出现白口。现有形状和尺寸完全相同的白口铸铁、灰铸铁和低碳钢棒料各一根,如何用最简便的方法将它们迅速区分出来?答:先通过硬度测量区分低碳钢与铸铁,在通过断面颜色区分灰口与白口,白口由于未石墨化呈亮白色机床的床身、床脚和箱体为什么宜采用灰铸铁铸造?能否用钢板焊接制造?试就两者的实用性和经济性做简要的比较。答∶机床的机身、床脚和箱体之所以宜采用灰铸铁铸造,是因为灰铸铁减震性能好,若用钢板焊接制造,减震性能不够,成本高,不经济。为什么可锻铸铁适宜制造整厚较薄的零件?而球墨铸铁却不宜制造壁厚较薄的零件?答:可锻铸铁是由白口铸铁经石墨化退火得到的,有良好的塑性韧性,经过不同的热处理工艺,可锻铸铁可获得不同的基体组织,可满足各种零件的特殊性能要求,故可锻铸铁适合制造壁厚较薄零件。而球墨铸铁在制造过程中要加入球化剂,而球化剂以镁为主,镁的存在容易生成渗碳体,白口倾向严重,故球墨铸铁不适合制造壁厚较薄零件。为下列零件或构件确定主要性能要求,适用材科及简明工艺。机床丝杠;(2)大型桥梁;(3)载重汽车连杆;(4)牧重汽车连杆锻模;(5)机床床身;(6)加热炉炉底板;(7)汽轮机叶片;(8)铝合金门窗挤压模;(9)汽车外壳;(10)手表外壳。答:①机床丝杠性能要求:强度高,耐磨,综合力学性能好。适用材料:38CrMoAlA工艺路线:下料→锻造→退火→粗加工→调质→精加工→氮化→研磨→成品②大型桥梁性能要求:强度高,具有足够的塑性、韧性、良好的焊接性和冷热塑性加工性能适用材料:Q420③载重汽车连杆性能要求:高的强度、韧性和耐冲击性能适用材料:40Cr④载重汽车连杆锻模性能要求:高的硬度、耐磨性和热疲劳性能适用材料:5CrNiMo⑤机床床身性能要求:良好的减震性和铸造性能⑥加热炉炉底板性能要求:良好的耐热性适用材料:耐热铸铁:RTCr2⑦汽轮机叶片性能要求:良好的耐热性、塑性、韧性、焊接性、抗疲劳性能适用材料:热强钢:1Cr13,2Cr13⑧铝合金门窗挤压模性能要求:良好的韧性、耐热性和抗疲劳性能适用材料:4Cr5MoSiV⑨汽车外壳性能要求:良好的塑性韧性适用材料:08F⑩手表外壳性能要求:良好的耐蚀性,耐磨性适用材料:3Cr13柴油机活塞常采用铝合金制造,试选用合适的铝合金。答:ZL109试选用合适的材料制造内燃机的曲轴轴承及连杆轴承。答:铜基合金试选用合适的材料制造音响用塑料外壳的模具。答:P20试选用合适的材料制造在高速、中载、无冲击条件下工作的磨床砂轮箱齿轮。答:40Cr简述轻合金在汽车上的主要应用。答:铝合金制造汽车底盘,降低汽车重量。模块二典型零件制造及工艺规程项目一法兰盘的砂型铸造简述各主要造型方法的特点和应用。答:答:砂型铸造的造型方法分为手工造型和机器造型两大类。(1)手工造型。手工造型是传统的造型方法,紧实型砂、起模、下芯、合型等一系列过程都由手工完成。手工造型的优点是操作灵活、适应性强、生产准备工作简单。缺点是铸件质量很大程度上取决于工人技术水平,不稳定;工人的劳动强度大,生产效率低。目前手工造型主要用于单件、小批量,新产品试制等。(2)机器造型是将造型过程中的填砂、紧实型砂、起模等主要工序实现了机械化。与手工造型相比,它具有生产率高、铸型质量好,便于组织自动化流水线生产,工人劳动强度低等优点。但机器造型的设备和工艺装备费用高、生产准备周期长,因此适用于成批、大量生产。下列铸件在大批量生产时,应选用哪种铸造方法?(1)铝活塞; (2)摩托车汽缸体; (3)缝纫机头;(4)大模数齿轮铣刀; (5)汽缸套; (6)汽轮机叶片;(7)车床床身; (8)大口径铸铁管答:铝活塞→金属型铸造;摩托车气缸体→低压铸造;缝纫机头→砂型铸造;大模数齿轮铣刀→熔模铸造;气缸套→离心铸造;汽轮机叶片→熔模铸造;车床床身→砂型铸造;大口径铸铁管→离心铸造。什么是合金的流动性?为什么应尽量选择共晶成分或结晶温度范围摘要的合金作为铸造合金?答:答:液态合金本身的流动能力,称为合金的流动性。共晶成分或结晶间隔窄的合金,按逐层凝固方式结晶,结晶前沿比较平滑,对金属的流动阻力小,流动性好。流动性好的合金,充填铸型的能力强。在相同的铸造工艺条件下,流动性好的铸造合金,有利于充满铸型,可得到形状、尺寸准确,轮廓清晰的致密铸件;有利于使铸件在凝固期间产生的缩孔得到合金液的补缩;有利于使铸件在凝固末期受阻而出现的热裂得到合金液的充填而弥合。铸件产生缩孔和缩松的原因是什么?防止产生缩孔的主要工艺措施有哪些?答:合金的液态收缩和凝固收缩是铸件产生缩孔和缩松缺陷的基本原因。基本条件是逐层凝固。为了防止铸件产生缩孔缺陷,铸造工艺中常采取定向凝固的方法对铸件进行有效补缩。所谓定向凝固就是在铸件上可能出现缩孔的厚大部位,通过安放冒口或冒口加冷铁的组合,使铸件远离冒口的部位先凝固,然后是靠近冒口部位凝固,最后冒口凝固。按照这样的凝固顺序,后凝固部位液态合金的补充先凝固部位的收缩,前边的总收缩最后集中到冒口中形成缩孔。冒口是铸件之外的部分,去除后便得到了致密的铸件。“高温出炉、低温浇注”具体是指什么?答:高温出炉是为了使液态合金中的渣、气等在浇包中有充分的上浮排除时间,有利于提高铸件的力学性能。低温浇注是为了减少液态收缩,尽量减少缩孔和缩松。6.什么是铸件的结构斜度?它与起模斜度有何不同?图2-1-53中的铸件结构是否合理?如不合理如何改进?图2-1-53铸件答:答:铸件的结构斜度,是在铸件的结构设计时,在垂直于分型面的直壁上设计出来的斜度。直壁高度越小,角度越大。铸件的结构斜度与起模斜度不容混淆。前者,是零件结构的一部分;后者,是在绘制铸造工艺图时,在垂直于分型面的表面上设置的斜度。这个铸件的结构设计不合理。铸件上与分型面垂直的外壁没有设计出结构斜度,不便于起模。上表面的孔壁虽然设计了结构斜度,但方向搞反了。改成反斜度,也就是变成上口小下口大,便于起模,也便于用砂跺来成形孔,降低生产成本。7.图2-1-54中的铸件结构有何缺点?应该如何改进?图2-1-54铸件答:铸件上的凸台是孤立的,在造型时或者采用活块造型,或者增加一个外砂芯,使铸造工艺复杂,生产成本提高。不合理。将铸件上的凸台上延到与分型面相连接,则造型时就没有这些麻烦了。简化了造型工艺,结构就合理了。项目二金属材料的焊接焊接应力与变形时如何形成的?答:焊接时,由于局部高温加热而造成焊件上温度分布不均匀,最终导致在结构内部产生了焊接应力与变形。焊接应力是焊接过程中及焊接过程结束后﹐存在于焊件中的内应力。由焊接而引起的焊件尺寸的改变称为焊接变形控制焊接残余应力的措施有哪些?试说明其理由。答:一,选择合理的装焊的顺序。二,采用不同的焊接方向和顺序―1对称的焊缝对称焊接2不对称的焊缝先焊焊缝少的一侧―3采用不同的焊接顺序三,反变形法四,刚性固定法五散热法什么是焊接接头?由那几部分组成?答:用焊接方法连接的接头成为焊接接头(简称接头)焊接接头,应包括焊缝及基本金属靠近焊缝且组织和性能发生变化的区域。熔化焊焊接接头由焊缝金属、熔合线、热影响区和木材等组成。焊接结构中,常用的焊接接头有哪些基本形式?各有什么特点?答:常用的四种基本接头的形式是对接接头、T型(十字)接头、角接接头和搭接接头。特点:对接接头是各种焊接结构中采用最多、也是最完善的一种接头形式,具有受力好、强度大和节省金属材料的特点。T型(十字)接头能承受各种方向的力和力矩。T型接头时各种箱型结构中最常用的接头形式。角接接头多用于箱形构件上,与T型接头类似,单面焊饿角接接头承受反向弯矩的能力极低,除了钢板很薄活不重要的结构外,一般都应开坡口两面焊,否则,不能保证焊接质量。搭接接头中两钢板中心线不一致,――受力时产生附加弯矩,会影响焊缝强度,因此,一般锅炉、压力容器的主要受压元件的焊缝都不用搭接接头。开坡口的目的是什么?选择破口形式是,应考虑哪些因素?答:开坡口的目的是使焊缝根部焊透,――确保焊缝质量和接头的性能。―而坡口形式的选择主要根据被焊接工减的厚度、―焊后应力变形的大小、坡口加工的难易程度、焊接方法和焊接工艺过程来确定。选择坡口时还要选择经济性,――有无坡口,坡口的形状和大小都将影响到坡口加工成本和焊条的消耗量。低碳钢焊接时应注意哪些问题?答:(1)低碳钢焊接的特点:可装配成各种不同的接头,适应各种不同位置施焊,且焊接工艺和技术较简单,容易掌握;焊前一般不需预热;塑性较好,焊接接头产生冷裂纹的倾向小,适合制造各类的大型结构件和受压容器;不需要使用特殊复杂的设备,对焊接电源没有特殊要求;―如果焊条直径或者工艺参数选择不当,―也可能出现热影响区晶粒长大或者时效硬化倾向。焊接温度越高,热影响区在高温停留时间越长,晶粒长大越严重。7.为什么低碳调质钢在调质后进行焊接可以保证焊接质量,而中碳调质钢一般要求焊后进行调质处理?答:低碳调质钢属于热处理钢,―这类刚强度高,具有优良的塑性和韧性,―可直接在调质状态下焊接,焊接后不需要再进行调制处理。―中碳调质钢也是热处理强化钢,―虽然其较高的碳含量可以有效的提高调质处理后的强度,―但塑性和韧性相应的下降,焊接性能变差,所以这类刚需要在退火的状态下焊接,焊接后还要进行调质处理。项目三典型汽车零件锻造方法【思考与练习】什么是锻压成形?答:锻压成形是在外力作用下使金属坯料产生塑性变形,从而获得具有一定形状、尺寸和力学性能的毛坯或零件的加工方法。加工硬化对工件性能及加工过程有什么影响?答:金属经过冷塑性变形其内部组织的晶格扭曲,晶粒破碎,使得进一步滑移困难,改变了其力学性能。随变形程度增大,金属的强度和硬度上升,而塑性和韧性下降,这种现象称为加工硬化。加工硬化现象在工业生产中具有重要的意义。生产上常用加工硬化来强化金属,提高金属的强度、硬度及耐磨性。尤其是纯金属、某些铜合金及镍铬不锈钢等难以用热处理强化的材料,加工硬化更是唯一有效的强化方法。加工硬化也有其不利的一面。在冷轧薄钢板、冷拔细钢丝及深拉工件时,由于产生加工硬化,金属的塑性降低,进一步冷塑性变形困难,故必须采用中间热处理来消除加工硬化现象。纤维组织对金属材料有什么影响?纤维组织的存在使金属的力学性削弱还是加强?举例说明生产中如何合理利用纤维组织?答:铸锭经塑性变形后,各晶粒沿变形方向伸长,当变形程度很大时,多晶体晶粒显著地沿同一方向拉长,这种被拉长的呈纤维状的晶粒组织,称为纤维组织。由于纤维组织的形成,使得金属材料出现各向异性。在纵向(平行纤维方向)上塑性和韧性增加;横向(垂直纤维方向上)的数值则降低。纤维组织不能用热处理方法消除,只能用塑性成形工艺使其合理分布,使零件具有较好的力学性能。其原则是:使零件工作时承受正应力的方向与纤维方向重合。切应力方向与纤维方向垂直。最好是纤维的分布与零件的外形轮廓相符合,而不被切断。4.如图2-3-14所示的钢制挂钩,拟用铸造、锻造、板料切割这三种工艺制造。试问用哪种工艺制得的挂钩承载力最大?为什么?图2-3-14钢制挂钩答:用锻造方法生产的挂钩承载最大。因为锻造方法可使晶粒细化、组织致密,同时纤维组织分布和挂钩轮廓一致。而铸造方法晶粒粗大,不均匀,还可能存在一些铸造缺陷,板料切割会使纤维组织被切断。冷变形和热变形有何区别?试述它们各自在生产中的应用。答:金属在不同温度下变形后的组织和性能不同,因此塑性变形又分为冷变形和热变形。金属在再结晶温度以下的塑性变形叫冷变形。冷变形中位错密度上升,发生加工硬化,使金属的强度、硬度提高,塑性和韧性降低。冷变形能使金属获得较高的尺寸精度和表面质量。冷变形工艺在工业生产中应用也很广泛,如板料冲压、冷挤压、冷锻和冷轧等。金属在再结晶温度以上的塑性变形叫热变形。热变形中再结晶软化占优势,完全消除了加工硬化效应,使金属的塑性显著提高,变形抗力显著降低,可用较小的能量获得较大的变形量。热变形工艺在工业生产中广泛应用,如热锻、热轧、热挤压等。铅在室温下的变形、钨在950℃的变形分别属于什么变形?并简述理由。:铅在室温下的变形属热变形:,,因为,故是热变形。钨在950℃的变形属于冷变形,因为:,,因为,故是冷变形。什么是金属的可锻性?影响可锻性的因素有哪些?答:金属材料的可锻性是指其经受塑性成形加工的难易程度,可用金属材料的塑性和变形抗力来衡量。塑性愈大,变形抗力愈小,金属的可锻性愈好。金属的可锻性,一般取决于金属的本质和塑性成形的条件。金属本质又包括金属的成分、组织;塑性成形的条件又包括变形温度、变形速度和应力状态。为什么碳钢的终锻温度一般选在800℃左右?答:钢的锻造温度范围,是指开始锻造温度(始锻温度)与结束锻造温度(终锻温度)之间的一段温度区间。若在锻造温度范围内具有良好的塑性和较低的变形抗力,即能锻出优质锻件。一般来讲,碳钢的锻造温度范围,根据铁碳合金相图便可直接确定。就碳钢而言,锻造温度在A3或Acm线以上其组织为单一的奥氏体,塑性好,宜于进行锻造。若锻造温度过低,则塑性会明显下降,变形抗力增加,加工硬化现象严重,容易产生锻造裂纹。因此,一般碳钢的始锻温度比AE线低200°C左右,终锻温度约为800°C左右。项目四汽车零件的板料冲压【思考与练习】冲孔和落料有何异同?答:冲孔和落料的相同点为两个工序的坯料变形分离过程和模具结构都是一样的两者的区别:冲孔是在板料上冲出洞,以获得带孔的制件冲裁的都是废料;落料是为了获得具有一定的形状和尺寸的落料件,冲落的部分是成品,余下的部分是余料或废料。何为拉深系数?其大小对拉深件质量有何影响?拉深系数是指拉深后圆筒形件的直径与拉深前毛坯(或半成品)的直径之比。
拉深系数对拉深工艺有重要影响,这是因为以下原因:
(1)在工艺计算中,只要知道每道工序的拉深系数,就可以计算出各道工序中的前后工件与坯料尺寸。
(2)拉深系数的大小表示拉深过程中变形程度的大小。拉深系数越小,该工序的变形程度也越大。
(3)拉深系数值决定拉深件精度高低和质量好坏。冲压模具按冲压工序的组合程度不同分为哪几类,各有哪些特点?冲压模具分为单工序模、复合模、级进模三类。(1)单工序模单工序模是指在压力机的工作过程中,只能完成一道冲压工序的模具。(2)复合模在压力机的一次行程中,复合模可以在同一工位上同时完成两道或两道以上的冲压工序。(3)级进模级进模又称连续模,这种模具具有两个或两个以上工位,能够在不同工位完成两道或两道以上的冲压工序4.工件拉深时为什么会出现起皱和拉穿现象?应采取什么措施解决这些质量问题?答:在拉深过程中,零件最容易出现的缺陷是起皱、拉穿。拉穿主要出现在直壁与底之间的过渡圆角部位。由于在拉深过程中这个部位会受到拉应力的作用。起皱是由于法兰部分(当毛坯相对厚度较小时)在切向力作用下导致的结果。为了防皱,可用压边圈把坯料压紧。项目五非金属材料的成形常用的塑料成形工艺有哪些?注射成形、挤出成形工艺各有何特点?答:常用的塑料成形方法有注射成形、挤出成形、压制成形和吹塑成形。(1)注射成形具有生产周期短,生产效率高,注射成形能一次成形空间几何形状复杂.尽丈精度亮、费有金属或韭金属嵌件的塑料制品。(2)挤出成形的特点是生产过程是连续的,生产效率意,应思范围广s(3)与注射成形相比,压制成形生产过程容易控制,使用的设备和磨具简单,较易成形大件制品。但它的生产周期长,效率低,较难实现自动化,不易成形形状复杂的零件。(4)吹塑成形也称中空成形,属于塑料的二次加工,源于古老的玻璃吹瓶工艺,是制造空心塑料制品的方法。常用的塑料成形工艺各适合于何种形状的塑料制件?答:(1)注射成形适用于多品种塑料的成形,生产过程易于实现自动化,是一种比较先进的成形工艺。(2)挤出成形是热塑料成形中用途最广、占比重最大的一种加工方法,又称剂塑成形。(3)压制成形主要用于压制形状简单、尺寸精度要求不高的制件。(4)吹塑成形,是制造空心塑料制品的方法。3.橡胶的压制成形与注射成形各有何特点?答:橡胶注射成形是利用注压机的压力,将胶料直接由机筒注入模腔,完成成形并进行硫化的生产方法。这种方法工序简单,提高了机械化、自动化程度,减轻了劳动强度,并大大提高了产品质量。压制成形时将混炼过的、经加工成一定形状或称重过的半成品胶料直接放入敞口的模具型腔中,然后将模具闭合,送入平板硫化机中加压、加热,胶料在加热和压力作用下硫化成形。压制成形模具有结构简单,通用性强,实用性广,操作方便,在整个橡胶模具压制品的生产中占有较大的比例。项目六金属材料的切削加工名词解释:切削运动、切削用量、切削厚度、基面、前角。答:(1)切削运动—一在切削过程中刀具与工件之间的相对运动,它包括主运动和进给运动。(2)切削用量——在切削加工时,为完成一定的加工任务而调整机床所用的参量,它包括三个要素,即切削速度,进给量和背吃刀量。(3)切削厚度——垂直于主刀刃方向测量的切削层横截面尺寸。(4)基面——通过切削刃选定点并垂直于假定主运动方向的参考平面。(5)前角——前面与基面的夹角,在正交平面内测量。一般情况下,刀具切削部分的材料应具有哪些基本性能?答:高的硬度、足够的强度和韧性、高的耐磨性、高的耐热性、良好的工艺性。普通高速钢有哪些主要种类?其主要性能特点和应用范围如何?答:普通高速钢可分为钨系和钨钼系两大类,其主要性能特点和应用范围分别为:钨系(典型牌号W18Cr4V):综合切削性能好,可磨性好;适宜制造各种复杂刀具。钨钼系(典型牌号W6Mo5Cr4V2):硬度与钨系相当,强度高于钨系,高温塑性好,但热处理及磨削工艺性差;适宜制造热轧刀具。简要分析积屑瘤对切削过程的影响及其控制方法?答:积屑瘤对切削过程的影响有两方面:一方面,它会破坏加工精度和加工表面质量;另一方面,它可以起到增大前角、减小切削力、保护刀具的作用;因此,在精加工要避免产生积屑瘤,在粗加工时可适当利用积屑瘤。通过提高切削速度、增大刀具前角、加注切削液等方法,可有效控制积屑瘤。试分析车、铣、钻、磨削的切削速度有何异同?答:四种加工方式的切削速度的定义与计算公式是相同的。切削速度的基本定义是:切削刃上选定点相对于工件的主运动的瞬时速度。计算公式是:Vc=πdn/1000(m/s)四种加工方式的切削速度都用此公式计算,只是n与d的取值不同。n是主运动转速,各种加工方式的主运动不同,所以n的取值方法也不同。对于d,从安全角度考虑,取点位置的直径应取大值。具体取值方法是:车削时,工件旋转是主运动,n取工件转速,d取工件表面直径。钻削时,钻头或工件旋转是主运动,n取钻头或工件转速,d取钻头直径。铣削时,铣刀旋转是主运动,n取铣刀转速,a取铣刀直径。磨削时,砂轮旋转是主运动,n取砂轮转速,d取砂轮直径。比较顺铣与逆铣对切削过程的影响?答:顺铣与逆铣相比较对铣削过程的影响主要有三点区别:①逆铣时切削厚度由零逐渐增大到最大值,由于刀刃钝圆半径的作用,刚切入时,刀齿在加工表面挤压、“滑行”,使切削表面加工硬化严重,刀齿容易磨损;顺铣时,切削厚度由最大逐渐减小至零,避免了“滑行”现象,已加工表面质量较高,刀齿磨损较少,但顺铣不能铣削带有硬皮的工件。逆铣时纵向进给力FH与纵向进给方向相反,使丝杠与丝杠母螺纹部分消除了间隙,工作台不会发生窜动现象;顺铣时由于纵向进给力FH的作用,可能使工作台带动丝杠发生窜动,所以采用顺铣时,机床必须具有消除间隙机构,且需先消除间隙。③顺铣时垂直分力Fr方向向下,将工件压向工作台,避免工件的上、下振动;逆铣时反之。简述端铣时的铣削方式?答:端铣时,按铣刀对加工平面的位置对称与否,铣削方式分为对称铣削和不对称铣削。对称铣削时,刀具与工件位置对称,切入与切出时的切削厚度相等;不对称铣削时,刀具与工件位置不对称,切入与切出时的切削厚度不相等。不对称铣削又进一步分为不对称逆铣与不对称顺铣。前者逆铣部分所占比例比顺铣部分大,切入时的切削厚度小于切出时的切削厚度;后者反之。简述磨削过程的特点?答:磨削过程的特点概括起来
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