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机械制造基础习题答案印1黑龙江八一农垦大学工程学院机械系第一部分铸造2 .影响合金充型能力的要紧因索有什么？答：1）合金的流淌性；2）浇注条件；3）铸型条件。3 .简述合金收缩的三个阶段.答：（1）液态收缩从浇注温度冷却到凝固开始温度（液相线温度）的收缩，即金属在液态时由于温度降低而发生的体积收缩。（2）凝固收缩从凝固开始温度冷却到凝固终止温度（固相线温度）的收缩，即熔融金属在凝固阶段的体积收缩。（3）固态收缩从凝固终止温度冷却到室温的收缩，即金属在固态由于室温降低而发生的体积收缩。6 .浇注位置的选择原则是什么？答：（1）铸件的重要加工面应朝下或者位于侧面。（2）铸件宽大平面应朝下，这是由于在浇注过程中，熔融金属对型腔上表面的强烈辐射，容易使上表面型砂急剧地膨胀而拱起或者开裂，在铸件表面造成夹砂结疤缺陷。（3）面积较大的薄壁部分应置于铸型下部或者垂直、倾斜位置。（4）形成缩孔的铸件，应将截面较厚的部分置于上部或者侧面，便于安放冒口，使铸件自下而上（朝冒口方向）定向凝固。（5）应尽量减小型芯的数量，且便于安放、固定与排气。8 .铸件壁厚的设计原则有什么？答：（1）铸件的最小壁厚：铸件的最小壁厚要紧取决于合金的种类、铸件的大小及形状等因素。（2）铸件的临界壁厚：在砂型铸造条件下，各类铸造合金的临界壁厚约等于其最小壁厚的三倍。（3）铸件壁厚应均匀、避免厚大截面，当铸件各部分的壁厚难以做到均匀一致，甚至存在有很大差别时，为减小应力集中使用逐步过渡的方法，防止壁厚突变。第二部分压力加工1.何谓塑性变形？制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，称之塑性变形。事实上质是晶体内部产生滑移的结果。2 .什么是加工硬化？如何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，强度与硬度提高，塑性与韧性卜.降的现象称之加工硬化。进行再结晶退火来消除金属的加工硬化。3 .冷变形与热变形的根本区别何在？铅（熔点为327C）、铁（熔点为1538C）在200C时的变形是哪种变形？答：再结晶温度下列进行的变形称之冷变形，再结晶温度以上进行的变形称之热变形。铅：T再=0.4T熔=0.4（327）=130.8T=200>T再=130.8因此:铅在20（C时的变形为热变形。铁：T再=0.4T熔=0.41538）=615.2T=200<T再=615.2因此:铁在200C时的变形为冷变形。4 .何谓纤维组织？是如何形成的？有何特点？选择零件坯料时，应如何考虑纤维组织的形成与分布？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、Si02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者链状被保留下来,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）上的塑性与韧性好，横向（垂直于纤维方向）上的塑性与韧性差。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。5 .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与压力加工条件。金属的本质包含：化学成分的影响、组织结构的影响。压力加工条件包含：变形温度的影响、变形速度的影响、应力状态的影响。6 .自由锻造的结构工艺性要紧表现在那些方面？答：D尽量避免锥体与斜面结构；2）避免曲面相交的空间曲线；3）避免加强筋、凸台、工字形截面或者空间曲线形表面；4）合理使用组合结构。8 .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与锻件的切边，同时也为了节约金属材料，盘类锻件的高度小于或者等于直径时，应取径向分模；4）为使锻模结构尽量简单与便于发现上下模在模锻过程中的错移，应尽可能使用直线分模，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。9 .锻件上为什么要有模锻斜度与圆角？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，有助于金属流淌而充满模膛，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，能够缓与金属充型时的剧烈流淌，减缓锻模外角处的磨损，提高锻模的使用寿命，还能够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14 .用。30IIn的落料模具生产。30曲的冲孔件，能否保证冲压件的精度？结果会如何？答不能：由于落料件的尺寸取决于凹模的尺寸，30mm的落料模具，其凹模尺寸为30r,凸模的尺寸小于30,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30mm,不能保证精度。15 .板料冲压工序中落料与冲孔有何异同？冲裁模与拉深模的结构有何不一致？答：它们的模具结构、操作方法与分离过程完全相同，但各自的作用不一致。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者冲剩的余料。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，同时间隙稍大于板料厚度。第三部分焊接1.焊接方法可分为哪几类？各有什么特点？答：焊接方法可分为三大类，即熔焊、压焊与钎焊。（1）熔焊：加热速度快，加热温度高，接头部位经历熔化与结晶的过程。熔焊适合于各类金属与合金的焊接加工。（2）压焊：务必对焊件施加压力，适合于各类金属材料与部分非金属材料的焊接加工。（3）钎焊：使用熔点比母材低的金属材料作钎料，不仅适合于同种材料的焊接加工，也适合于不一致金属或者异类材料的焊接加工。3.什么是焊接电弧？焊接电弧的构造及形成特点如何？答：焊接电孤是在一定条件下，在电极之间的气体介质中有大量电荷通过的强烈持久气体放电现象。焊接电弧通常由阴极区、阳极区与孤柱区三部分构成。阴极区指电弧紧靠负电极的区域，此区域很窄。阴极区由于发射电子，消耗了逸出功，其发热量5温度都低于阳极；阳极区指电孤紧靠正电极的区域，此区域较阴极区宽，阳极区产生的热量最大；弧柱区指阴极区与阳极区之间的部分，弧柱内产生的热量尽管不多，但因散热差，温度也能够达到很高。5 .焊条由哪几部分构成？各部分的作用是什么？答：焊条由中心部的金属焊芯与表面涂层药皮两部分构成。焊芯：要紧起到填充金属与传导电流的作用。药皮作用：(1)药皮熔化时产生的熔灌及气体，使电弧空间及熔池与大气隔离；(2)药皮的冶金作用，保证焊缝金属的脱氧、脱硫、脱磷，并向焊缝添加必要的合金元素，使焊缝具有一定的力学性能;(3)使焊条具有好的焊接工艺性。6 .碱性焊条与酸性焊条的性能有何不一致？答：药皮熔化后形成的熔渣是以碱性氧化物为主的焊条就属于碱性焊条。碱性焊条焊成的焊缝含氢量很低，抗裂性及强度好，适合焊接重要的结构钢与合金结构钢，但是碱性焊条的工艺性能与抗气孔性能差。药皮熔化后形成的熔渣是以酸性氧化物为主的焊条就属于酸性焊条。酸性焊条适合焊接通常的结构钢件。7 .选择焊条的原则是什么？答：选用焊条时应注意下列几个原则：(1)考虑被焊材料类别；(2)考虑母材的机械性能与化学成分；(3)考虑焊件的工作条件与使用情况；(4)考虑焊件的结构特点；(5)考虑施工操作条件。8 .请说明关于焊条型号及牌号的E4303、E5015、J422、J503含义分别是什么？答：(DE4303：E表示焊条，43表示抗拉强度的最小值为430MPa,0表示可用于全位置焊接，3表示药皮类型为钛铁矿型、电流为直流或者交流。(2) E5015：E表示焊条，50表示抗拉强度的最小值为500MPa,1表示可用于全位置焊接，5表示药皮类型为纤维素型、电流为直流或者交流。(3) J422：J表示结构钢焊条，42表示抗拉强度的最小值420MPa2表示药皮类型为氧化钛钙型、电流为直流或者交流。(4) J503：J表示结构钢焊条，50表示抗拉强度的最小值为500MPa3表示药皮类型为钛铁矿型、电流为直流或者交流。9 .焊接接头包含哪几部分？影响焊接接头性能的因素有什么？答：焊接接头包含焊缝、热影响区与熔合区。影响焊接接头组织与性能的因素有焊接材料、焊接方法、焊接工艺参数、焊接接头形式等。10 .焊接热影响区包含哪几个区域？答：热影响区通常包含过热区、正火区与部分相变区。11 .焊接应力与变形产生的原因是什么？减小与消除焊接应力的措施有什么？答：焊接过程中对焊件进行不均匀的加热与冷却，是产生焊接应力与变形的根本原因。减小与消除焊接应力的措施：D合理选择焊接顺序与焊接方向：2)锤击法：3)预热法：4)加热“减应区”法；5)热处理法。12 .焊接变形的基本形式有什么？防止与减小焊接变形的措掩有什么？当焊接变形产生后应如何去矫正？答：焊接变形的基本形式：收缩变形、角变形、弯曲变形、扭曲变形、波浪变形。防止与减小焊接变形的措施：1)反变形法：2)刚性固定法：3)合理选择焊接方法与工艺参数：4)合理安排焊接顺序：5)焊前预热与焊后缓冷。2)常用的矫正变形方法：1)机械矫正法：2）火焰矫正法。18 .什么是压焊？常用的压焊方法要紧有什么？答：压焊是通过对焊件施加一定的压力来实现焊接的一类方法。压焊加工时不需要外加填充金属，可对金属加热（或者不加热）。通过加压使两个工件之间接触紧密，并在焊接部位产生一定的塑性变形，促进原子的扩散使两工件焊接在一起。常用的压焊方法要紧有电阻焊与摩擦焊。19 .什么是电阻焊？电阻焊分为哪几类？答：电阻焊是工件组合后通过电极施加压力，利用电流通过接头的接触面及邻近区域产生的电阻热进行焊接的方法。电阻焊通常分为点焊、缝焊与对焊三种形式。21 .什么是金属的焊接性？钢材的焊接性要紧决定于什么因索？如何评价钢材的焊接性？答：金属材料的焊接性是指金属材料对焊接加工的习惯性，要紧指在一定的焊接工艺条件下（焊接方法、焊接材料、焊接工艺参数与结构形式等），获得优质焊接接头的难易程度。金属的焊接性是金属的一种加工性能，它与金属材料的化学成分、焊件厚度、焊接方法及加工条件密切有关。焊接性是一个相对的概念。金属焊接性的评定方法可分为直接试验法与间接评估法两类。（1）直接试验法：是在正确操纵焊接工艺参数条件下，按规定要求焊接试验样件，然后检测焊接接头对裂纹、气孔、夹渣等缺陷的敏感性来评定焊接性。（2）间接评估法：是利用人们在大量试验的基础上得到的统计经验公式来评估焊接性的一类方法。26 .焊接结构设计需要考虑的内容有什么？答：焊接结构要根据使用要求进行设计，包含一定的形状、工作条件与技术要求等。还应该根据各类焊接方法的工艺过程特点，考虑结构的材料、使用的焊接方法、选用的接头形式及加工工艺性等方面的内容。27 .选择焊接结构的材料时，要注意什么问题？答：选择焊接结构的材料时应注意的问题：（1）在满足使用性能要求的前提下，尽量选用焊接性好的材料；（2）注意异种金属材料的焊接性差异；（3）焊接结构优先使用型材；（4）合理选择焊接结构的形状尺寸与规格。28 .选择焊接方法时，要遵循什么原则？答：选择焊接方法要遵循的原则：（1）焊接接头质量要符合技术要求；（2）根据焊件材料选择焊接方法；（3）提高生产率,降低焊接成本；（4）考虑焊接现场设备条件及工艺可能性。32 .常见的焊接接头形式有什么？答：常见的焊接接头形式有对接接头、搭接接头、角接接头与T形接头。34 .焊缝布置应考虑什么原则？答：（1）尽量使焊缝处于平焊位置：平焊操作最方便，易于保证焊缝质量，是焊缝位置设计的首选方案。（2）焊缝位置应便于完成焊接操作：焊缝布置时应考虑给焊接操作留有足够的空间，以满足焊接的需要。（3）焊缝应躲开应力最大与应力集中位置：焊接缺陷会使焊接结构的承载能力下降，关于受力较大、结构较复杂的焊接件，为增加使用安全性，在应力最大与应力集中处不应布置焊缝。（4）焊健应尽量分散布置，避免密集与交叉：密集交叉的焊缝会造成金属过热，焊件热影响区增大，组织恶化，接头性能要严重下降，同时使焊接应力提高，力学性能下降，甚至会引起裂纹。（5）焊缝布置应尽量对称：对称布置的焊缝可使各条焊缝产生的焊接变形互相约束、抵消，这对减小梁、柱等结构的焊接变形有明显效果。（6）焊缝布置应躲开机械加工表面：为了使已加工表面的加工精度不受影响，焊缝布置应躲开机械加工表面。（7）尽量减少焊缝的数量、长度与截面：这样能够减少焊接中的加热过程，减少焊接残余应力与变形，减小接头性能下降的程度，降低焊接材料的成本，提高领导生产率。(8)焊缝转角处应平滑过渡：焊缝转角处容易产生应力集中，尖角处应力集中更为严重，因此焊缝转角处应该平滑过渡。(9)焊缝布置应照顾其它工序的方便与安全：焊缝应布置在便于焊接与检验的部位，还要兼顾热处理、机械加工等工序的方便进行。35 .如图所示，焊件的焊缝布置是否合理？若不合理请加以改正，并说明理由。答：(1)不合理。为了使已加工表面的加工精度不受影响，焊缝布置应躲开机械加工表面。(2)不合理。焊缝应尽量分散布置，相互错开。(3)不合理。尖角处相当于焊缝交叉，易产生应力集中，应改为平滑过渡结构。36 .如图所示，各组焊接结构中哪种更为合理？并分别说明理由答：(1)左图更合理。为了使己加工表面的加工精度不受影响，焊缝布置应躲开机械加工表面。(2)左图更合理。焊缝应躲开应力最大与应力集中位置。(3)左图更合理。焊缝布置应尽量对称，这样可使各条焊缝产生的焊接变形互相约束、抵消。(4)左图更合理。尽量使焊缝处于平焊位置，易于保证焊缝质量。第四部分机械加工1. 试说明下列加工方法的主运动与进给运动。答：车端面：主运动：工件的旋转运动进给运动：刀具垂直于工件轴线的直线运动。(2)在钻床上钻孔：主运动：刀具(钻头)的旋转运动：进给运动：刀具(钻头)沿轴线的直线运动。(3)在铳床上铳平面：主运动：铳刀的旋转运动进给运动：工作台带动工件的直线运动。(4)在牛头刨床上刨平面：主运动：刨刀的直线往复运动；进给运动：工件垂直于刨刀运动方向的间歇的直线运动。(5)在平面磨床上磨平面。主运动：砂轮的旋转运动：进给运动：工作台带动工件的直线运动。2.弯头车刀刀头的几何形状如习图所示，试分别说明车外圆、车端面(由外向中心进给)时的主切削刃、刀尖、前角、主后角。、主偏角Ar与副偏角.答：（1）车外圆：前角丫0-1、主后角。02、主偏角Ar3、副偏角一；（2）车端面：前角一1、主后角。02、主偏角kr5、副偏角一63机夹可转位式车刀有什么优点？答：1）避免了因焊接而引起的缺陷，在相同的切削条件下刀具切削性能大为提高。2）在一定条件下，卷屑、断屑稳固可靠。3）刀片转位后，仍可保证切削刃与零件的相对位置，减少了调刀停机时间，提高了生产效率。4）刀片通常不需重磨，利于涂层刀片的推广应用。5）刀体使用寿命长，可节约刀体材料及其制造成本。4.刀具切削部分材料应具备什么基本性能？常用的刀具材料有什么？答：（1）刀具切削部分材料应具备的性能：高的硬度：高的耐磨性；足够的强度与韧性；高的耐热性;良好的热物理性能与耐热冲击性能；良好的工艺性能与经济性。（2）常用刀具材料：碳素工具钢、合金工具钢、高速钢、硬质合金、陶瓷、立方氮化硼、金刚石。5,按照不一致的方法，机床能够分为什么种类？答：（1）按机床的加工性能与结构特点分类：车床、钻床、馍床、铳床、刨插床、拉床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、特种加工机床、锯床与其他机床。（2）按机床的通用程度分类：通用机床（万能机床）、专用机床、专门化机床（专能机床(3)按机床的精度分类：普通机床、精密机床、高精度机床。(4)按重量不一致分类：仪表机床、中型机床、大型机床、重型机床与超重型机床。(5)按自动化程度不一致分类：手动、机动、半自动、自动机床。6.解释下列机床型号的含义：(1) C6140(2) Z3040答：(1) C6140加工工件最大直径为400mm的卧式车床。(2) Z3O4O最大钻孔直径为40mm的摇臂钻床。7 .根据习图所示的传动系统图，试写出其传动路线表达式，并求，(a)主轴V有几级转速？(b)主轴V的最高转速与最低转速各为多少？答：'34'4841电动为L (1440 ) I - II 240724122TII-型656028.54(2)主轴转速级数:4X (1+2) =12级(3)主轴的最高转速： =144OX9 X” XilX旦max 240 72 41 651 = 200rpm=144。X型然X%当空X型=4.58Wm,n24072606510480主轴的最低转速：8 .试述生产过程、工艺过程、工序、工步、走刀、安装、工位的概念。答：生产过程：将原材料变为成品的全过程。工艺过程：在生产过程中，直接改变生产对象的形状、尺寸、相对位置及性质，使之变为成品的全过程。工序：由一个（或者一组）工人，在一台机床（工作地）上，对一个（或者同时对几个）工件所连续完成的那一部分工艺过程。工步：指在同一个工序中，当加工表面不变、切削工具不变、切削用量中的进给量与切削速度不变的情况下所完成的那部分工艺过程。走刀：在相同切削速度与进给量情况下，对同一加工表面多次切削，则每切削一次称之一次走刀。安装：指工件从定位到夹紧的整个过程，称之安装。工位：零件在机床上所占据的每一个待加工位置。9 .试述生产类型的分类。答：根据零件的生产纲领能够划分出不一致的生产类型：单件生产：单个地制造某一种零件，很少重复，甚至完全不重复的生产，称之单件生产。成批生产：成批地制造相同的零件，每隔一定时间又重梵进行的生产，称之成批生产。成批生产又可分为小批生产、中批生产与大批生产。大量生产：当同一产品的制造数量很多，在大多数工作地点，经常重复地进行一种零件某一工序的生产，称之大量生产。小批生产的工艺特征接近单件生产，常将两者合称之单件小批生产。大批生产的工艺特征接近于大量生产常合称之大批大量生产。而成批生产仅指中批生产10 .工件的装夹方式有几种？答：（1）找正安装法：有两种方法：直接找正按划线找正：（2）夹具安装法11 .试述夹具的构成部分及其功用.答：定位元件：用来保证工件在夹具中处于正确位置的元件。夹紧元件：保持工件在加工过程中不因受外力作用而改变其正确位置的元件。导向元件：用于保证刀具进入正确加工位置的夹具元件。夹具体：用于连接夹具上各元件及装置，使其成为一个整体的基础件，并通过它与机床有关部位连接，以确定夹具相关于机床的位置。12 .什么叫定位？不完全定位与欠定位有何异同处？答：（1）定位：在进行机械加工时，务必把工件放在机床上，使它在夹紧之前就占有一个正确的位置，称之定位。（2）不完全定位与欠定位的异同相同处：都是六个自由度没有被全部限制的定位。不一致处：不完全定位中没有被限制的自由度不影响加工精度，因此也是合理的定位。欠定位中需要限制的自由度没有得到完全限制。这种定位不能保证零件的加工精度要求，在零件加工中是绝对不同意的。13 .根据什么原则选择粗基准与精基准？答：（1）精基准的选择原则：基准重合原则：基准统一原则：自为基准原则互为基准原则：可靠、方便原则。（2）粗基准的选择原则若零件上具有不加工的表面，为了保证不加工表面与加工表面之间的相对位置要求，则应选择不需要加工的表面作为粗基准。若零件上有多个不加工表面，要选择其中与加工表面的位置精度要求较高的表面作为粗基准。若务必保证零件某重要表面的加工余量均匀，则应以该表面为粗基准。若零件上每个表面都需要机械加工，为保证各表面都有足够的余量，应选加工余量最小的表面为粗基准。选作粗基准的表面应尽可能平整、光洁与有足够大的尺寸，与没有飞边、浇口、冒口或者其他缺陷。粗基准通常只能用一次。15 .机械加工为什么要划分加工阶段？答：可保证加工质量；可合理使用机床；及时发现缺陷：可习惯热处理的需要；减少表面损害。16 .何谓“工序集中”、“工序分散”？什么情况下使用“工序集中”？什么情况下使用“工序分散”？答：工序集中是指零件的加工集中在少数几个工序中完成，每个工序所包含的加工内容较多。工序分散是指整个工艺过程工序数目多，每个工序的加工内容比较少。在单件小批量生产中，通常使用工序集中的原则。在大批大量生产中，既可使用多刀、多轴高效率自动化机床将工序集中，也可将工序分散后组织流水生产17 .什么叫零件的结构工艺性，它在生产中有何意义？答：零件的结构工艺性：是指所设计的零件在满足使用要求的前提下，制造的可行性与经济性。设计的零件结构，在一定的生产条件下若能高效低耗地制造出来，并便于装配与维修，则认为该零件具有良好的结构工艺性。零件的结构工艺性涉及很多方面的内容，如生产批量、生产设备、技术力量、精度要求、材料的切削加工性等。结构工艺性的好坏，都是相关于一定的生产条件而言的18 影响零件结构工艺性的要紧因素有什么？答：影响零件结构工艺性的要紧因素有：1)生产类型；2)制造条件：3)生产技术等。19 衡量零件的结构工艺性要紧考虑什么方面的内容？答：衡量零件结构工艺性要紧考虑下列方面的内容：1)零部件与机器的关系2)结构与使用的关系；3)装配与零件的关系；4)机械零件的加工要求；5)毛坯及所需材料的种类：6)零件加工方法与所需设备；7)良好的人机关系等。20 .设计零件时，考虑零件结构工艺性的通常原则有哪几项？答：(1)应尽量使用标准化参数，以减少专用刀具与量具的设计与制造；(2)零件的结构要素应尽量统一，以减少刀具与量具的种类与换刀次数；(3)应考虑到零件的方便装夹；(4)应考虑各类类型表面的加工难易程度；(5)应尽可能使需要精密加工的表面少；使需要加工的表面积小；(6)为了方便零件的加工，能够考虑零件的合理拆分与组合；(7)在满足使用条件的基础上，尽量降低零件的加工精度与表面质量要求；(8)零件的结构应与先进的加工工艺方法相习惯。22.为何要设计退刀槽、越程槽等结构要素？答：便于进刀与退刀，保证加工质量。