机械制造工艺教材题库讨论题

模块一：3零件的结构工艺性简答题以下图形中从零件结构工艺性角度分析下列图形，哪个零件的结构工艺性好，为什么？图a图b（1）图a图b答：图b好，原因：图b设计了辅助支撑能够更好的保证装夹方便、稳定可靠。图a图b（2）图a图b图a图b答：图b好，原因：图b键槽的尺寸、方位相同，则可在一次装夹中加工出全部键槽，以提高生产率图a图b（3）答：图b好，原因：图a的加工不便引进刀具。（4）图a图b答：图b好，原因：图a钻头容易引偏。图a图b图a图b（5）图a图b答：图b好，原因：图b有退刀槽保证了加工的可能性，减少刀具(砂轮)的磨损图a图b（6）图a图b答：图b好，原因：图b避免了深孔加工，节约了零件材料（7）图a图b图a图b答：B好，减少精度要求高的配合表面，易于加工。（8）图a图b图a图b答：B好，退刀槽为相同尺寸，易于加工。（9）图a图b图a图b答：B好，孔设置在外表面上容易加工且易保证槽间距模块一：5工件的定位及定位基准的选择1.简要说明欠定位与过定位的区别？答：工件加工时必须限制的自由度未被完全限制，称为欠定位。欠定位不能保证工件的正确安装，因而是不允许的。工件某一个自由度（或某几个自由度）被两个（或两个以上）约束点约束，称为过定位。过定位是否允许，要视具体情况而定。2.如图所示，凹槽是要加工的面，是否需要完全定位，如不需要完全定位需要至少限制哪几个自由度？答：需要完全定位3.如图所示，凹槽是要加工的面，是否需要完全定位，如不需要完全定位需要至少限制哪几个自由度？答：不需要完全定位，需限制z、Y的移动，x、y、z的转动4.如图所示，顶面是要加工的面，是否需要完全定位，如不需要完全定位需要至少限制哪几个自由度？答：不需要完全定位，需限制z的移动，x、y的转动5.如图所示，凹槽是要加工的面，是否需要完全定位，如不需要完全定位需要至少限制哪几个自由度？答：需要完全定位，需限制x、z、Y的移动，x、y、z的转动6个自由度模块一：7金属材料学1.根据Fe—Fe3C平衡相图回答问题：（1）．写出A、C、D、S点代表的含义；（2）．写出共析反应式和共晶反应式；（3）．分析共析钢从液态缓冷至室温的平衡结晶过程，画出室温平衡组织示意图（标明组织组分）。解：(1)A.纯铁的熔点；C.共晶点；D.渗碳体熔点；S.共析点室温平衡组织示意图(2)共析反应式为：室温平衡组织示意图共晶反应式为：(3)结晶过程：L→L+A→A→P2.某一用45#钢机床变速箱齿轮，其加工路线如下：下料→锻造→正火→粗机加工→调质→精机加工→高频感应加热淬火＋低温回火→磨削，请说明各热处理工序的目的及热处理后的组织。答：热处理①：正火，细化晶粒，为后续热处理做准备；组织：晶粒均匀细小的F和S。热处理②：调质处理，提高钢的疲劳强度；组织：回火索氏体。热处理③：表面淬火，提高表层硬度，提高耐磨性；表层组织：马氏体，热处理④：低温回火，消除淬火应力和脆性；使表层得到回火马氏体。3.如图为T8钢的热处理工艺曲线，①处为原始组织，可以看成是退火组织为珠光体P即可，试说明②、③、④、⑤处的组织。（提示：T8钢可以看出是共析钢，其Ac1=730C）答：①处为原始组织，可以看成是退火组织为P②处主要是A③处主要是淬火M+少量A④处主要是回火M⑤处主要是回火M4.将钟表发条拉成一直线，这是弹性变形还是塑性变形？怎样判别它的变形性质？答：是弹性变形。在外力的作用下产生变形，当外力去掉以后能恢复成原状的性质就是弹性变形。5.自行车坐垫弹簧为什么要进行淬火+中温回火处理？答：自行车坐垫弹簧的主要作用是：自行车的坐垫下安装有许多根弹簧，利用它的缓冲作用以减小振动。淬火弹簧钢在经过300～500C，为中温回火温度，可以获得回火托氏体，可以达到弹簧具有较高的弹性极限，屈服强度和韧性之目的。6.退火、正火、时效、调质、淬火、表面淬火、渗碳、渗氮等热处理在机械加工中的主要作用？一般安排在工艺过程中什么位置？答：退火、正火主要用于改善金属材料切削加工性能、消除内应力等，安排在切削加工之前进行；调质主要用于提高金属材料综合力学性能，安排在粗加工之后半精加工之前进行；淬火、表面淬火、渗碳主要用于提高金属材料表面硬度，安排在磨削加工前进行；渗氮用于提高金属材料表面硬度和抗腐蚀性能，一般作为最后一道工序或安排在精密加工之前进行。7.在钻床上钻孔时很容易产生引偏，采取何措施来防止引偏?答:防止引偏的方法：①正确的刃磨：尽量把钻头的两个主切削刃磨得对称一致。②使用钻套为钻头导向，以减少钻头弯曲变形造成的孔轴线偏斜和孔径扩大。③预钻锥形定心坑，即:先用小顶角大直径短麻花钻，预先钻一个锥形坑，然后再用所需的钻头钻孔。8.根据Fe—Fe3C平衡相图分析45钢从液态缓冷至室温的平衡结晶过程，画出室温平衡组织示意图（标明组织组分）。 答：结晶过程：L→L+A→A→A+F→P+Fa点以上a点～b点b点～c点c点～d点d点以下室温平衡组织示意图：9.根据Fe—Fe3C平衡相图分析T8钢从液态缓冷至室温的平衡结晶过程，画出室温平衡组织示意图（标明组织组分）。答：结晶过程：L→L+A→A→Pa点以上a点～b点b点～c点d点以下室温平衡组织示意图：10.某厂仓库有20钢、T8钢、T12钢和亚共晶白口铸铁四种原材料（退火态），大小和形状都一样。根据所学知识，你能用什么简单方法快速把它们区分开？说明理由。答：方法一：测量硬度：含碳量越高，硬度越大。硬度值由低到高的次序为：20、T8、T12、亚共晶白口铸铁或者方法二：观察金相显微组织：20——P+F，T8——P，T12——P+网状Fe3CⅡ，亚共晶白口铸铁——P+Fe3CⅡ+L′d11．试验分析：3根平直的T8钢手工锯片，不同热处理后用手弯曲90°角，出现如下现象：A．锯片断裂；B．锯片放开手后恢复平直；C．锯片放手后保持弯曲角度。请解释3根锯片分别进行何种热处理，为何出现上述现象？答：A锯片弯曲断裂，表明硬度高，脆性大，组织为回火马氏体，经过的热处理是：淬火+低温回火；B锯片弯曲放开手后恢复平直，表明弹性好，组织为回火托氏体，经过的热处理是淬火+中温回火；C锯片放手后保持弯曲角度，表明塑性好，组织为回火索氏体，经过的热处理是淬火+高温回火。12.如图为T8钢的热处理工艺曲线，=1\*GB3①处为原始组织，可以看成是退火组织为珠光体P即可，试说明=2\*GB3②、=3\*GB3③、=4\*GB3④、=5\*GB3⑤处的组织。（提示：T8钢可以看出是共析钢，其Ac1=730C）（5分）答：=1\*GB3①处为原始组织，可以看成是退火组织为P=2\*GB3②处主要是A=3\*GB3③处主要是淬火M+少量A=4\*GB3④处主要是回火M=5\*GB3⑤处主要是回火M13.某一用45钢制造的零件，其加工路线如下：锻造→正火→粗加工→调质→精加工→高频感应加热淬火→低温回火→磨削（1）说明各热处理工序作用。（2）制定热处理工艺参数并画出工艺曲线（3）指出其在使用状态下的显微组织。答：（1）热处理工序的作用：正火（或完全退火）：消除锻造应力、调整硬度、细化晶粒；调质（淬火+高温回火）：使钢获得综合性能好；表面淬火+低温回火：提高表面硬度和耐磨性；（2）AC3AC3+100～150℃AC3+30～50℃AAC3+30～50℃AC3+30～50℃炉水500～650℃空冷淬火500～650℃空冷淬火正火150～250℃正火150～250℃空冷（3）使用状态下的显微组织：表面M回心部S回14.根据Fe—Fe3C平衡相图回答问题：（1）．指出PSK、GS、ES线的代号并说明其含义；（2）．写出共析反应式和共晶反应式；（3）．分析T10钢从液态缓冷至室温的平衡结晶过程，画出室温平衡组织示意图（标明组织组分）。答：1．PSK、GS、ES线的代号分别是：A1、A3和AcmPSK——共析线GS——F、A两相平衡线ES——C在A中的溶解度曲线（或：Fe3CⅡ、A两相平衡线）2．共析反应式为：共晶反应式为：3．结晶过程：L→L+A→A→A+Fe3CⅡ→P+Fe3CⅡa点以上a点～b点b点～c点c点～d点d点以下室温平衡组织示意图：15.下图A、B为两种碳钢在室温下平衡状态时的显微组织示意图，请注明A、B各为哪一类钢？并说明两种钢碳含量的范围。答：A为亚共析钢，B过共析钢，A的碳含量为0.77%以下，B的碳含量为0.77%以上至2.11%以下。16.曲轴、连杆等零件为什么要进行调质处理？正火处理也能达到同样硬度要求，为什么这类零件不采用正火处理？答：曲轴、连杆等零件均属于机构中传递运动和动力的重要零件，因其工作情况，要求具有强度、硬度、塑性与韧性都好的综合力学性能，要想得到此结果，就要进行调质处理。虽然正火也能达到同样硬度要求，但是在塑性和韧性方面，调质处理显著超过正火。原因在于：调质处理的组织为回火索氏体，其中的渗碳体呈颗粒状，正火后的组织为索氏体，渗碳体呈片状。模块一刀具角度补充1.在切削加工过程中，关于刀具的前角选择原则是怎样的？答：前角的大小主要解决刀头的坚固性与锋利性的矛盾。因此首先要根据加工材料的硬度来选择前角。加工材料的硬度高，前角取小值，反之取大值。其次要根据加工性质来考虑前角的大小，粗加工时前角要取小值，精加工时前角应取大值。前角一般在-5°～25°之间选取。2.在切削加工过程中，关于刀具的后角选择原则是怎样的？答：首先考虑加工性质。精加工时，后角取大值，粗加工时，后角取小值。其次考虑加工材料的硬度，加工材料硬度高，主后角取小值，以增强刀头的坚固性；反之，后角应取小值。后角不能为零度或负值，一般在6°～12°之间选取。3.在切削加工过程中，关于刀具的刃倾角选择原则是怎样的？答：主要看加工性质，粗加工时，工件对车刀冲击大，取λS≤0°，精加工时，工件对车刀冲击力小，取λS≥0°；通常取λS=0°。刃倾角一般在-10°～5°之间选取。4.在切削加工过程中，关于刀具的主偏角Kr的选用原则是怎样的？答：首先考虑车床、夹具和刀具组成的车削工艺系统的刚性，如系统刚性好，主偏角应取小值，这样有利于提高车刀使用寿命、改善散热条件及表面粗造度。其次要考虑加工工件的几何形状，当加工台阶时，主偏角应取90°，加工中间切入的工件，主偏角一般取60°。主偏角一般在30°～90°之间，最常用的是45°、75°、90°。模块二任务一12模柄机械加工工艺分析1.车削螺纹时，为防止乱扣采取的措施有哪些？答：应每次走刀完毕，先横向退出车刀，工件和丝杠均反转，使车刀回到初始位置进行下次走刀。模块二任务二34外圆表面的磨削加工及精密加工1：砂轮的选择一般原则是：①磨削钢等韧性材料一般选择刚玉类磨料还是碳化硅类磨料？磨削铸铁、硬质合金等脆性材料呢？。②粗磨时选择粗粒度还是细粒度磨料？精磨时呢？③工件材料硬度高选择软砂轮还是硬砂轮？工件材料硬度低呢？④磨削接触面积大，选择软砂轮还是硬砂轮？内圆磨削和端面磨削的砂轮硬度比外圆磨削的砂轮硬度低还是高？⑤精磨和成形磨削砂轮硬度要高一些还是低一些？⑥砂轮粒度细时，砂轮硬度要高一些还是低一些？⑦磨非铁金属等软材料时，应选软且疏松的砂轮，为什么？⑧成形磨削、精密磨削应选组织较紧密的砂轮，为什么？⑨工件磨削面积较大时，应选组织疏松的砂轮为什么？答：砂轮的选择一般原则是：①磨削钢等韧性材料一般选择刚玉类磨料，磨削铸铁、硬质合金等脆性材料时选择碳化硅类磨料。②粗磨时选择粗粒度，精磨时选择细粒度。③工件材料硬度高选择软砂轮，工件材料硬度低，一般砂轮应选硬一些。但对于有色金属、橡胶、树脂等软材料磨削时，由于切屑容易堵塞砂轮，应选用较软砂轮。④磨削接触面积大，选择软砂轮，内圆磨削和端面磨削的砂轮硬度比外圆磨削的砂轮硬度低。⑤精磨和成形磨削砂轮硬度要高一些。⑥砂轮粒度细时，砂轮硬度要低一些。⑦磨非铁金属等软材料时，应选软且疏松的砂轮，以免堵塞砂轮。⑧成形磨削、精密磨削应选组织较紧密的砂轮。⑨工件磨削面积较大时，应选组织疏松的砂