机械制造基础习题

机械制造根底复习主要内容

第一篇金属材料知识

第一章金属材料的主要性能

1.力学性能、强度、塑性、硬度的概念？表示方法?F.

F'

力学性能一材料在外力作用下所表现出的特性(7=­

SS

e—弹性极限点K—断裂点S—屈服点b—

强度：材料在外力作用下，抵抗塑性变形和断裂的能力

(1)屈服强度(oS)是塑性材料选材和评定的依据。

⑵抗拉强度(ob)是脆性材料选材的依据

塑性：材料在外力作用下，产生永久变形而不引起破坏的能力

伸长率：6断面收缩率：2和也值越大，塑性越好

硬度：是材料好更硬的物体压入其内的能力HRC:HB=1：10

(1)布氏簸(HB)：布氏HBV450HB=压入载荷(N)

压痕的表面积(mm)

优点：精确方便缺点：测量费时，压痕大，不适于成品检验

(2)洛氏硬度(HRC)：洛氏硬度一般用于HBX50

优点：测试简便、迅速用于成品检验

缺点：测得的硬度值重复性差，需在不同的部位测试数次

2.布氏和洛氏硬度法各有什么优缺点？以下情况应采用哪种硬度法来检查其硬度？

库存钢材HB硬质合金刀头HRA

锻件HR台虎钳钳口HR

3.以下符号所表示的力学性能指标的名称和含义是什么？

。b抗拉强度。s屈服强度6伸长率HRC洛氏硬度HBS布氏硬度

第二章铁碳合金

1.金属的结晶过程，金属的晶粒粗细对其力学性能有什么影响？如何细化铸态晶粒？

金属是由许多大小、形状、晶格排列方向均不相同的晶粒所组成的多晶体。一雌属的

晶粒越细小，其力学性能越好。

雉晶粒的底

1)变质姆2)增大过冷度3)机械的振动和搅拌4)热处理5)压力加工再结晶

2.什么是同素异晶转变？室温和1100C时的纯铁晶格有什么不同?

在固态下，随着温度的变化，金属的晶体结构从一种晶格类型转变为另一种晶格类

型的过程。

室温下体心立方晶格

1100C面心立方晶格

铁素体Fa-Fe

奥氏体Ay-Fe

3.金属的晶体结构类型？铁碳合金的根本组织A、F、M、P

体心立方晶格面心立方晶格密排六方晶格

奥氏体(A)一碳(C)溶入Y・Fe中所形成的固溶体

铁素体(F)-碳(C)溶入a・Fe中所形成的固溶体。

马氏体(M)一减在铁素体a-Fe中的过饱和固溶体

珠光体(P=F+Fe3C)-是铁素体和渗碳体组成的机械混合物

渗碳体(Fe3C)—是金属化合物。6.67%C

莱氏体(Le)-是奥氏体和渗碳体组成的机械混合物。

莱氏体(Le)1147℃43%C

727℃以上为高温Le(A+Fe3C)；

727c以下为低温Le'(P+Fe3C)；

4.试绘简化的铁碳合金状态图中钢的局部，标出各特性点的符号，填写个区组织名称。

AT6铁的熔点

1538C

D—Fe3C的熔点。A

D

E—€在Y-Fe中的最大溶解度点。

1147℃2.06%C钢和铁的分界点

C一共晶点，1147℃43%C

在3c

G—纯铁的同素异晶转变点。912℃

K

P-C在a・Fe中的最大溶解度点727℃

ST析点。727℃0.77%℃

C崎曲臊°64.36.67

ACD线一液相线AC一析出奥氏体(A)

.C%

AECF线一固相线AE—奥氏体(Ab析出终了线ECFT晶线1147℃

〜11538C

ES线一C在y・Fe中的溶解度曲线0

照AI。

%

AF

GS线一奥氏体中析出铁素体的开始线A-F

GP线一F析出终了线。

PQ线一碳在a-Fe中的溶解度曲线

PSK线一共析线727℃

（1）单相区：L、F、A、Fe3C

(2)两相区：L+A、L+Fe3C、A+F、F+Fe3C

⑶，区：L+A+Fe3C、A+F+Fe3C

①共析钢T8钢室温组织：P

眄1

②亚共析钢45钢室温组织：F+P照

③过共析钢T10钢P+Fe3c（网状）

1147C

共晶反响一在一定的温度下，由一定成分的液体

e3cliI*|

同时结晶出一定成分的两个固相的反响。912C

G

J2TC

即一4；

:P+Fe3C+Le

03%C那山2^»QP仁昨3c

M时结晶出不同成分的另外两个固相的反响。

0.020.772064.3

5.分析在缓慢冷却条件下，45钢和T10钢的结晶过程和室温组织。

2

共析钢：L—^>L+A-->AP

亚共析钢：

过共腌L—L+AA^~^A+FP+F

第三章粤拗理L+A--AA^->A+Fe3C-^->P+Fe3C

i.钢的分类及表示方法？

按化学成分分类：1）碳素钢2）合金钢

按质量分类：S：使合金产生热裂、热脆缺陷P：使合金产牛冷裂、冷脆缺陷

1）普通钢2）优质钢3）高级优质钢

按用途分1）结构钢2）工具钢3）特殊性能钢

钢的名称粉出4例如

碳素钢结构钢号用屈服强度丛述、C、D表示钢的质量等级Q215-A,Q235-A,

钢

优质碳素结用二位数表示钢中平均含碳量的万分之几。25（低碳钢）5575

构钢

碳素工具钢T其后面的一位或两位表示钢中平均含碳量的千分之几。T8,T10,T10A,T12

合金结构钢数字合金的含量百分之几表示钢的平均含碳量，以万分之40Cr2Mo4V>60Si2Mn

几十元素符号+数字合金的含量百分之几表示

2.什么是退火？什么是正火？两者的特点和用途有什么不同？

退火：将钢件加热、保温至奥氏体化后随炉冷却（缓慢），使其重新结晶的热处理工艺

正火：将钢加热到Ac3（亚共析钢）或Accm（过共析钢）以上30~5（TC保温后从炉内取

出，空冷的热处理方工艺

不同点：加热后钢的冷却方式不一样

相同点：将钢加热到奥氏体区，使钢进行重结晶，解决了铸件、锻件晶粒粗大、组织不均

匀的问题

3.亚共析钢的淬火温度为何是Ac3+（30~50C）?过高者过低有什么弊端？

淬火的目的是使刚获得高强度、高硬度。亚共析钢加热到AM妍50℃）,使铁素体充分转

变，获得单一奥氏体。

假设淬火加热温度缺乏，因未能完全形成奥氏体，致使淬火后的组织中除马氏体外，还残

存少量铁素体，使钢的硬度缺乏；假设加热温度过高，因奥氏体晶粒长大，淬火后的马氏体组

织也粗大，增加了钢的脆性，致使钢件裂纹和变形的倾向增大。

4.碳钢在油中淬火的后果如何？为什么合金钢通常不在水中淬火？

碳钢在油中淬火，由于淬火冷却速度小于临界冷却速度，顾不能获得单一的马氏传a织。

合金钢因淬透性较好，为了防止淬火变形和开裂，以在油中淬火为宜。

5.钢在淬火后为什么要回火？三种类型回火的用途有何不同？

回火意义：淬火后因“M”为不稳定组织，重新加热时，碳原子扩散能力增强，将以Fe

3c形式析出，致使。1)、HRC降低，6、ak提高。

回火理目的蹒

低温回火减小内应力，降低脆性，保持良好的原淬火工具、刃具、模具及其它耐磨

(150~200℃)硬度(56-65HRC)和高的耐磨性。件

中温回火获得高弹性,保持外表较高硬度(35~50HRC),弹簧、发条、锻模板

(250~500℃)获得一定的韧性

高温回火获得高强度，被8性和高的冲击韧性，即良好承受疲劳载荷的中碳钢，连

的综合力学性能。杆、主轴、齿轮、重力螺钉

6.锯条、大弹簧、车床主轴、汽车变速箱齿轮的最终热处理有何不同？

锯条：退火后加工成型，再淬火+低温回火,端部发蓝处理(防锈)

大弹簧：油淬+中温回火

车床主轴：调质处理(淬火后高温回火的综合热处理)

汽车变速箱齿轮：渗碳、淬火+低温回火

7.现用T12钢制造钢牡，请填写工艺路线下划线中热处理工序名称？

锻造~退火~^加工--------湃火~~回火

第二篇铸造

第一章铸造工艺根底

1.铸造及特点？

将液态合金浇注到一定形状、尺寸铸型空腔中，待其冷却凝固，以获得毛坯或零件的生产

班.

(1)可生产形状任意复杂的制件，特别是内腔形状复杂的制件

(2)适应性强：合金种类不受限制；铸件大小几乎不受限制。

(3)本钱低：材料来源广；废品可重熔；

(4)废品率高、外表质量较低、劳动条件差

2.液态合金的充型能力及影响充型能力的因素有哪些？不同化学成分的合金为何流动性

不同？为什么铸钢的充型能力比铸铁差?

充型能力——液体金属充满铸型型腔，获得尺寸精确、轮廓清晰的成形件的能力

影响因素：合金的流动性、铸型性质、浇注条件、铸件结构

合金流动性主要由合金结晶特点决定

铸铁和铸钢的化学成分不同，凝固方式不同，具有共晶成分的铸铁在结晶时逐层凝固，一

洁净的固体内外表较光滑，对金属液的流动阻力小，故流动性好，充型能力强；铸钢在结

晶时为模糊凝固或中间凝固，初生的树枝状晶体阻碍了金属液体的流动，故流动性差充型

能力差。

3.收缩及对铸件质量的影响？

液体金属冷凝时，液态收缩和凝固收缩所缩减的容积得不到补充，在铸件最后凝固的部位

形成一些孔洞。大而集中的为缩孔，细小而分散的为缩松。

体收缩率铸仰嗡孔或缩松的原因

线收缩率铸件产生应力、变形、裂纹原因

4.缩孔和缩松对铸件质量有何影响？为何缩孔比缩松较容易防止？

缩孔和缩松是铸件的力学性能下降，缩松还可使铸件因渗漏二报废。

缩孔集中在铸件上部或者最后凝固的部位，而缩松却分布于铸件整个截面。

5.区分以下名词：缩孔和缩松浇缺乏和冷隔逐层凝固和定向凝固

缩孔：呈倒锥形，内腔粗糙，位于铸件上部中心处。

缩松：呈小圆柱形，内腔光滑，位于铸件中心截面处或分布于整个截面。

浇缺乏：没有获得形状完整的铸件.

冷隔：获得了形状完整的铸件，但铸件最后凝固处有凝固线。

6.什么是定向凝固原那么？什么是同时凝固原那么？各需用什么措施来实现？

第二章常用合金铸件的生产

1.影响铸铁石墨化的主要因素是什么？

化学成分和铸件的冷却速度

C、Si(%)——促进石墨化

S(%)—R石雌

Mn(%)——脱S,提高铸铁强度、减小S的有害作用。

铸件壁愈厚，冷却速度愈慢，那么石墨化倾向愈大，愈易得到粗大的石墨片和铁素体基体。

2.铸铁的基体组织有那几种类型？为什么铸铁的强度通常比钢的强度、塑性差？

白口P+Fe3C+Le

麻口敏：P+Fe3C+G+Le

灰口铸铁：珠光体灰口铸铁：P+G片

珠光体+铁素体灰口铸铁：P+F+G片

铁素体灰口铸铁：F+G片

3.生产过程中怎样得到不同形态石墨的铸铁？灰铸铁最适于制造哪类铸件？为什么灰铸

4.以下铸件宜选用哪类铸造合金？

车床床身摩托车汽缸体气压机曲轴汽缸套

第三章砂型铸造

1.手工造型适用什么条件?

适用于单件、小批量生产主要用于单件小批生产、特大型铸件的生产。

第四章特种铸造

1.什么是熔模铸造？工艺特点？试用方框图表示其大致工艺过程。

用易熔材料制月样,在易熔模样外表包裹假设干层耐火涂料，待其硬化枯燥后，将模样熔

去制成中空型壳，从而获得无分型面的铸型经高温焙烧后，填砂浇注而获得铸件的一种成

形方感法。又乂称称“天失畸蜡铸粉造§”鹿"一型,玉T个单一模携一壳结一阑脱HI焙浇烧注、.।

1）铸件精度较高震切

2）最适合高熔点及难加工的高合金钢3）嬴较复杂的铸件

4）单件、曲tt、大量生产均可适用

5）工艺过程较复杂，生产周期长；铸件不能太大

2.金属型铸造有何优越性与缺乏？为什么金属型铸造未能广泛取代砂型铸造？

3.压力铸造有何优缺点？它与熔模铸造的适用范围有何不同？

1）铸件尺寸精度和外表质量最高

2）铸件的强度和外表硬度高

3）可压铸出形状复杂的薄壁件

4）生产率高。每小时可铸50-150次。

5）设备模具本钱高，不适宜单件、〃册生产

6）不适宜铸铁、钢等高熔点合金的铸造。

7）压铸件内部存在缩孔和缩松，气孔缺陷

应用：有色薄壁〃、件的大批量生产

应用：适合25kg以下的高熔点、难以切削加工合金铸件的成批大量生产。

4.实型铸造的本质是什么？它适用于哪种场合？

用泡沫塑料模样替代木模（或金属模）制造铸型，模样不取出，浇注时模样气化消失而获得

铸件

可用于任意复杂，不受结构、尺寸、批量、合金种类限制的不同要求

第三篇金属压力加工

第一章金属的塑性变形

1.何谓塑性变形？冷变形、热变形？

答：当外力出大到使金属的内应力超过该金属的屁服点之后，既使外力停止作用，金属的变

形仍不消失，这种变形称为型性变形.

金属斑性变形的实质是晶体内部产生滑移的结果.

冷变形是指在再结晶温度以下的变形。变形后具有明显的加工硬化现象（冷变形强化）

热变形是指在再结晶温度以上的变形。在其变形过程中，其加工硬化随时被再结晶所消除。

因而，在此过程中表现不出加工硬化现象。

2.碳钢在锻造温度范围内变形时，是否会有冷变形强化现象？

3.如何提高金属的塑性？最常用的措施是什么？

第二章锻造

1.为什么重要的巨型锻件必须采用自由锻的方法制造？

2.表达模锻件图时应考虑的内容。

3.如何确定分模面的位置？为什么模锻生产中不能直接锻出通孔？

1）分模面应选在锻件的最大截面处，最好是平直面

2）分模面的选择应使模膛浅而对称

3）分模面的选择应使锻件上所加敷料最少

4）使膜腔深度最浅

4.分析齿轮、前轴锻件的模锻过程？

第三章板料冲压

1.冲裁及其变形过程？冲裁模的特点?

使坯料沿封闭轮廓别离的工序。

①弹性变形阶段②塑性变形阶段③断裂、别离阶段

1）凸凹模要具有锋利的刃口2）凸凹模间隙要合理

3）凸凹模刃口尺寸要正确4）并舞要合理

2.拉深变形及常见缺陷、防止措施？

使坯料在凸模的作用下压入凹模，获得空心体零件的冲压工序

1）拉裂（拉穿）2）起皱

1）凸凹模的工作局部必须具有一定的圆角；2）凸凹模间隙要合理

3）控制拉深系数4：设置压边圈

3.弯曲变形及特点？

将平直板料弯成一定的角度或圆弧的工序

1）变形区域主要在圆角部位

2）外层受拉应力，内层受压应力

4.材料的回弹现象对冲压生产有何影响？

第四篇焊接

第一章电弧焊

1.焊接电弧？

电极和焊件之间的气体产生强烈而持久的放电现象。

两个条件：气体电离阴极发射电子

2.何谓焊接热影响区？低碳钢焊接时热影响区又分为哪些区段？各区段对焊接接头性能

有何影响？减小热影响区的方法是什么？

（3）小电流、快速焊接（4）采用先进的焊接方法；（5）焊前预热、焊后热处理（正

火）

3.焊条药皮起什么作用？为什么药皮成分中一般都有锦铁？在其它电弧焊中，用什么取

代药皮的作用？

保护熔池、调整成分、稳定电弧、改善熔滴过渡

4.手工电弧焊、埋弧焊、气体保护焊的特点及在汽车生产中应用？

手工电弧焊的特点：1.设备简单、应用灵活方便

2.劳动条件差、生产率低、质量不稳定。

埋弧自动焊工艺特点:

生产效率高（比手弧焊提高5-10倍）

焊接质量好（焊缝内气孔、夹渣少，焊缝美观）

本钱低（省工、省时、省料）

劳动条件好（无弧九、飞溅，劳动强度低〕

适应性差（平焊、长直焊缝和较大直径的环缝）

焊接设备复杂，焊前准备工作严格

氧弧焊的特点：①机械物效果好，焊缝金属纯洁，焊缝成形美观，焊接质量优良

②电弧燃烧稳定，飞溅小。

③焊接热影响区和变形小。

④氮气昂贵，设备造价高

CO2气体保护焊的特点：

①生产率高（手弧焊的卜3倍）。

②本钱低（手弧焊的40%）

③焊接热影响区和变形小

④可进行全位置焊接

⑤飞溅严重，焊缝成形差

第二章其它常用焊接方法

1.电阻焊、钎焊、工艺特点及在汽车生产中的应用

利用电流通过焊件及接触处所产生的电阻热、将焊件局部加热到塑性或熔化状态，然后在

压力下形成焊接接头的焊接方法。电阻焊分为：点焊、缝焊和对焊。

电阻焊特点：焊接电压低，电流大，生产率高；

■不需要填充金属，焊接变形小;

■劳动条件好，操作简单，易于实现自动化生产;

■焊接设备复杂，投资大;

■适用于大批量生产;

■对焊件厚度和接头形式有一定限制

钎焊：利用低熔点的钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接焊件的方法

钎焊的特点

1.加热温度低，接头组织、性能变化小；焊接变形小，工件尺寸精确。

2.可焊同种、异种金属和厚薄悬殊的工件。

3.生产率高。易于实现自动化。

第三章常用金属材料的焊接

1.材料的焊接性及其评估方法？

指被焊金属采用一定的焊接方法、焊接材料、工艺参数及结构形式条件下，获得优质焊接

接头的难易程度。①工艺焊接性②使用焊接性

1实验法2碳当量估算法

第五篇切削加工

第一章金属切削的根底知识

1.切削运动及其参数？

刀具与工件之间的相对运动：1.主运动切削过程最主要的运动2.进给运动：使金属层不

断投入切削，加工出完整外表所需的运动。3.主运动和进给运动的合成

切削用量三要素：⑴切削速度(vc)2)进给量(f)3)背吃刀量(ap)

切削层参数：1)切削厚度(ac)2)切削宽度(aw)3)切削面积(AC)

2.刀具材料性能要求及常用刀具材料？为什么不宜用碳素工具钢制造拉刀和齿轮刀具等

复杂刀具？为什么目前常采用高速钢制造这类刀具，而较少采用硬质合金？

刀具材料的根本要求：(1液度60HRC以上(2)强度和韧性。

(3)耐磨性(4耐热性⑸工艺性

常用刀具材料(D碳素工具钢C=0.7~L2%；T8、T12等HRC=61~64

应用：速度低、形状简单的手开工具。如锂刀、锯条等。

(2)合金工具钢9SiCr,CrWMn等。应用：速度低、形状复杂的工具。如绞刀、丝锥等

(3)高速钢(W18Cr4V)应用：形状复杂的刀具如钻头、铁刀、拉刀、齿轮刀具和其他成形刀具

⑷硬质合金碳化物+粘结剂~粉末冶金

(5)陶瓷材料A12O3加工高硬度、高强度钢及精加工

3.材料的切削加工性及评估方法？

切削加工性是指材料被切削加工的难易程度

衡量材料切削加工性的指标：

1.一定刀具耐用度下的切削速度材料的切削加工性邈fo

2.相对加工性kr>l良好<1较差

3.已加工外表质量较容易获得好的外表质量的材牝其切削加工性较好

4.切屑的控制或断屑的难易切屑较容易控制或易于断屑的材料，其切削加工性较好

5.切削力在相同切削条件下，凡切削力较小的材料，其切削加工性较好;

前刀面屑流过的表面。

4.刀头的结构及角度?

主刀刃

统礴理即J0：

1.车削、钻削、铳削、磨肖曲瞬＞适于加工何种对的表面。

wi/J八

特点后刀而:百独的口加T非而用对的非而

副

车削1.易于保证各面的位置精度2.切削过程比拟平稳车外圆面，车内圆面，车舞面、车槽、切

3.适用有色金属的精加工4.刀具简单断,车锥面,车成形面,车螺纹,滚花

钻削1头易产生“引偏”2排屑困难①使工件外表质量降低；钻孑LX要用于粗加工

②卡死、甚至折断钻头。

3散热条件差热量不易传散出去，刀具磨损加剧

铳削1〕生产率高2〕散热条件好；3〕容易产生振动主加工平面,同时沟槽、成形面、切断

磨削1.精度高、外表粗糙度低；2.磨削温度高1外圆磨削2.内圆磨削3.平面磨削

3.砂轮具有自锐性4.背向磨削力Fp较大4.成形面磨削

第三章典型外表加工分析

1.在零件的加工过程中，为什么常把粗加工和精加工分开进行?

因为橄口工的加工余量，工件外表不一至，导致在加工过程中产品的变形，加工辅具

的磨损，加工外表的质量都不稳定，所以为尽量排除以上问题，需要分开安排

2.外圆、孔、平面的加工方案的制订

序号外圆加工方法尺寸公差等级外表粗糙度适用范围

1粗车1113~111150^12.5适用各种金属〔未淬硬〕、非金属材

料

2粗车T精车IT10~IT96.3~3.2

3粗车一半精车一精车IT81T71.6~0.8

4粗车一半精车一磨削1171T60.8~0.4适用于淬火钢、未淬火钢、铸铁等

5粗车一半精车磨IT61T50.4~0.2

6粗车T精车"^磨f磨IT51T3O.CO.008

7粗车一半精车一精车一新细车IT6~IT7O.TO.025有色金属

序号孑1加工方法尺寸公差等级外表粗糙度适用范围

1钻IT13~IT1150~12.5各种实体工件

24A—4AIT96.3~3.2*30钢、铸铁、有色金属

3钻T心30

4钻一较（|）＜20钢、铸铁、有色金属

扩T

IT83.246

5钻T金盗钱(|»20

钻一［扩）一拉

6钻T较T较X12钢、铸铁、有色金属

钻一扩T较f较

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