機械制造基礎習題

1、機械制造基礎復習主要內容第一篇 金屬材料知識第一章 金屬材料的主要性能1. 力學性能、強度、塑性、硬度的概念? 表示方法？力學性能 材料在外力作用下所表現出的特性e 彈性極限點 K 斷裂點 S 屈服點 b 極限載荷點強度：材料在外力作用下，抵抗塑性變形和斷裂的能力（1） 屈服強度（S）是塑性材料選材和評定的依據。（2）抗拉強度（b ）是脆性材料選材的依據塑性：材料在外力作用下，產生永久變形而不引起破壞的能力伸長率： 斷面收縮率： 和值越大，塑性越好硬度：是材料抵抗更硬的物體壓入其內的能力 HRC:HB=1：10(1)布氏硬度（HB）：布氏硬度適用HB<450優(yōu)點：精確方便 缺點：測量費時

2、，壓痕大，不適于成品檢驗(2)洛氏硬度（HRC）：洛氏硬度一般用于HB>450優(yōu)點： 測試簡便、迅速 用于成品檢驗 缺點：測得的硬度值重復性差，需在不同的部位測試數次2. 布氏和洛氏硬度法各有什么優(yōu)缺點？下列情況應采用哪種硬度法來檢查其硬度？庫存鋼材 HB 硬質合金刀頭 HRA 鍛件 HR 臺虎鉗鉗口 HR3. 下列符號所表示的力學性能指標的名稱和含義是什么？b 抗拉強度 s 屈服強度 伸長率 HRC 洛氏硬度 HBS 布氏硬度第二章 鐵碳合金1. 金屬的結晶過程，金屬的晶粒粗細對其力學性能有什么影響？如何細化鑄態(tài)晶粒？金屬是由許多大小、形狀、晶格排列方向均不相同的晶粒所組成的多晶體。一

3、般金屬的晶粒越細小，其力學性能越好。細化晶粒的方法1）變質處理 2）增大過冷度 3）機械的振動和攪拌 4）熱處理 5）壓力加工再結晶2. 什么是同素異晶轉變？室溫和1100時的純鐵晶格有什么不同？ 在固態(tài)下，隨著溫度的變化，金屬的晶體結構從一種晶格類型轉變?yōu)榱硪环N晶格類型的過程。室溫下 體心立方晶格1100 面心立方晶格鐵素體 F 奧氏體 A 3. 金屬的晶體結構類型? 鐵碳合金的基本組織 A、F、M、P 體心立方晶格 面心立方晶格 密排六方晶格奧氏體（A） 碳（C）溶入-Fe中所形成的固溶體鐵素體（F） 碳（C）溶入-Fe中所形成的固溶體。馬氏體（M）-碳在鐵素體 中的過飽和固溶體珠光體（P

4、= F+ Fe3C ） 是鐵素體和滲碳體組成的機械混合物 滲碳體（Fe3C） 是金屬化合物。 6.67%C 萊氏體（Le） 是奧氏體和滲碳體組成的機械混合物。 萊氏體（Le）1147 4.3%C 727以上為高溫Le （A+ Fe 3C）； 727以下為低溫Le（ P+ Fe 3C ）；4. 試繪簡化的鐵碳合金狀態(tài)圖中鋼的部分，標出各特性點的符號，填寫個區(qū)組織名稱。A純鐵的熔點DFe3C的熔點。 EC在-Fe中的最大溶解度點。1147 2.06%C 鋼和鐵的分界點C共晶點，1147 4.3%C G 純鐵的同素異晶轉變點。 912 P C在-Fe中的最大溶解度點727 0.02%C S 共析點。

5、 727 0.77%ACD線液相線 AC析出奧氏體（A） CD析出 Fe3CAECF線固相線 AE奧氏體（A）析出終了線 ECF共晶線 1147ES線 C在-Fe中的溶解度曲線。GS線 奧氏體中析出鐵素體的開始線AFGP線 F析出終了線。PQ線 碳在-Fe中的溶解度曲線PSK線 共析線 727（1）   單相區(qū)：L、F、A、Fe3C （2）   兩相區(qū)：L+A、L+ Fe3C、A+F、F+ Fe3C（3）   三相區(qū)：L+A+ Fe3C、A+F+ Fe3C 共析鋼T8鋼 室溫組織: P 亞共析鋼 45鋼 室溫組織：

6、F+P 過共析鋼T10鋼 P+Fe3C（網狀）共晶反應 在一定的溫度下，由一定成分的液體同時結晶出一定成分的兩個固相的反應。 Le共析反應在一定的溫度下，由一定成分的固相同時結晶出不同成分的另外兩個固相的反應。 231LAAL+P5. 分析在緩慢冷卻條件下，45鋼和T10鋼的結晶過程和室溫組織。17 共析鋼: 1LAAL+A+P+F432F亞共析鋼: 41LL+A+P+Fe3C23AAFe3C過共析鋼: 第三章 鋼的熱處理1. 鋼的分類及表示方法？按化學成分分類：1）碳素鋼 2）合金鋼 按質量分類 ：S：使合金產生熱裂、熱脆缺陷 P：使合金產生冷裂、冷脆缺陷1）普通鋼 2）優(yōu)質鋼 3）高級優(yōu)質

7、鋼按用途分1）結構鋼 2）工具鋼 3）特殊性能鋼鋼的名稱表示方法示例碳素鋼結構鋼鋼號用屈服強度 A、B、C、D表示鋼的質量等級 Q215-A，Q235-A，優(yōu)質碳素結構鋼用二位數表示鋼中平均含碳量的萬分之幾。25（低碳鋼）55 75碳素工具鋼T其后面的一位或兩位表示 鋼中平均含碳量的千分之幾。T8，T10，T10A，T12合金結構鋼數字合金的含量百分之幾表示鋼的平均含碳量，以萬分之幾+元素符號+數字合金的含量百分之幾表示40Cr2Mo4V、60Si2Mn2. 什么是退火？什么是正火？兩者的特點和用途有什么不同？退火： 將鋼件加熱、保溫至奧氏體化后隨爐冷卻(緩慢)，使其重新結晶的熱處理工藝 正火

8、：將鋼加熱到Ac3(亞共析鋼）或Accm（過共析鋼）以上3050ºC，保溫后從爐內取出，空冷的熱處理方工藝不同點：加熱后鋼的冷卻方式不一樣相同點：將鋼加熱到奧氏體區(qū)，使鋼進行重結晶，解決了鑄件、鍛件晶粒粗大、組織不均勻的問題3. 亞共析鋼的淬火溫度為何是Ac3+(3050)？過高者過低有什么弊端？淬火的目的是使剛獲得高強度、高硬度。亞共析鋼加熱到Ac3+(3050)，使鐵素體充分轉變，獲得單一奧氏體。若淬火加熱溫度不足，因未能完全形成奧氏體，致使淬火后的組織中除馬氏體外，還殘存少量鐵素體，使鋼的硬度不足; 若加熱溫度過高，因奧氏體晶粒長大，淬火后的馬氏體組織也粗大，增加了鋼的脆性，致

9、使鋼件裂紋和變形的傾向增大。4. 碳鋼在油中淬火的后果如何？為什么合金鋼通常不在水中淬火？碳鋼在油中淬火，由于淬火冷卻速度小于臨界冷卻速度，顧不能獲得單一的馬氏體組織。合金鋼因淬透性較好，為了防止淬火變形和開裂，以在油中淬火為宜。5. 鋼在淬火后為什么要回火？三種類型回火的用途有何不同？回火類型目的應用 低溫回火（150200）減小內應力，降低脆性，保持良好的原淬 火硬度（5665HRC）和高的耐磨性。工具、刃具、模具及其它耐磨件中溫回火（250500）獲得高彈性，保持表面較高硬度（3550HRC），獲得一定的韌性彈簧、發(fā)條、鍛模板高溫回火獲得高強度，高塑性和高的沖擊韌性，即良好的綜合力學性能

10、。承受疲勞載荷的中碳鋼，連桿、主軸、齒輪、重力螺釘回火意義： 淬火后因“M”為不穩(wěn)定組織，重新加熱時， 碳原子擴散能力增強，將以 Fe 3C形式析出，致使b、HRC降低， 、k提高。6. 鋸條、大彈簧、車床主軸、汽車變速箱齒輪的最終熱處理有何不同？鋸條：退火后加工成型，再淬火+低溫回火>端部發(fā)藍處理（防銹）大彈簧：油淬+中溫回火車床主軸：調質處理（淬火后高溫回火的綜合熱處理）汽車變速箱齒輪：滲碳、淬火+低溫回火7. 現用T12鋼制造鋼銼，請?zhí)顚懝に嚶肪€下劃線中熱處理工序名稱？鍛造 退火機加工淬火回火第二篇 鑄造第一章 鑄造工藝基礎1. 鑄造及特點？將液態(tài)合金澆注到一定形狀、尺寸鑄型空腔中

11、，待其冷卻凝固，以獲得毛坯或零件的生產方法.（1）可生產形狀任意復雜的制件，特別是內腔形狀復雜的制件（2）適應性強：合金種類不受限制；鑄件大小幾乎不受限制。（3）成本低：材料來源廣；廢品可重熔；（4）廢品率高、表面質量較低、勞動條件差2. 液態(tài)合金的充型能力及影響充型能力的因素有哪些？不同化學成分的合金為何流動性不同？為什么鑄鋼的充型能力比鑄鐵差？充型能力液體金屬充滿鑄型型腔，獲得尺寸精確、輪廓清晰的成形件的能力影響因素：合金的流動性、鑄型性質、澆注條件、鑄件結構合金流動性主要由合金結晶特點決定 鑄鐵和鑄鋼的化學成分不同，凝固方式不同，具有共晶成分的鑄鐵在結晶時逐層凝固，一潔凈的固體內表面較光

12、滑，對金屬液的流動阻力小，故流動性好，充型能力強；鑄鋼在結晶時為模糊凝固或中間凝固，初生的樹枝狀晶體阻礙了金屬液體的流動，故流動性差充型能力差。3. 收縮及對鑄件質量的影響？液體金屬冷凝時，液態(tài)收縮和凝固收縮所縮減的容積得不到補充，在鑄件最后凝固的部位形成一些孔洞 。大而集中的為縮孔，細小而分散的為縮松。體收縮率 鑄件縮孔或縮松的原因線收縮率 鑄件產生應力、變形、裂紋原因4. 縮孔和縮松對鑄件質量有何影響？為何縮孔比縮松較容易防止？縮孔和縮松是鑄件的力學性能下降，縮松還可使鑄件因滲漏二報廢?？s孔集中在鑄件上部或者最后凝固的部位，而縮松卻分布于鑄件整個截面。5. 區(qū)分以下名詞：縮孔和縮松 澆不足

13、和冷隔 逐層凝固和定向凝固縮孔：呈倒錐形，內腔粗糙，位于鑄件上部中心處。縮松：呈小圓柱形，內腔光滑，位于鑄件中心截面處或分布于整個截面。澆不足：沒有獲得形狀完整的鑄件.冷隔：獲得了形狀完整的鑄件，但鑄件最后凝固處有凝固線。6. 什么是定向凝固原則？什么是同時凝固原則？各需用什么措施來實現？ 第二章 常用合金鑄件的生產1. 影響鑄鐵石墨化的主要因素是什么？化學成分和鑄件的冷卻速度 C、Si（%）促進石墨化 S（%） 反石墨化Mn（%） 脫S，提高鑄鐵強度、減小S的有害作用。 鑄件壁愈厚，冷卻速度愈慢，則石墨化傾向愈大，愈易得到粗大的石墨片和鐵素體基體。2. 鑄鐵的基體組織有那幾種類型？為什么鑄鐵

14、的強度通常比鋼的強度、塑性差？白口鑄鐵：P+Fe3C+Le麻口鑄鐵：P+Fe3C+G+Le灰口鑄鐵：珠光體灰口鑄鐵：P+G片珠光體+鐵素體灰口鑄鐵：P+F+G片鐵素體灰口鑄鐵：F+G片3. 生產過程中怎樣得到不同形態(tài)石墨的鑄鐵？灰鑄鐵最適于制造哪類鑄件？為什么灰鑄鐵應用最廣？4. 下列鑄件宜選用哪類鑄造合金？車床床身 摩托車汽缸體 氣壓機曲軸 汽缸套 第三章 砂型鑄造1. 手工造型適用什么條件？適用于單件、小批量生產 主要用于單件小批生產、特大型鑄件的生產。 第四章 特種鑄造1. 什么是熔模鑄造？工藝特點？試用方框圖表示其大致工藝過程。用易熔材料制成模樣,在易熔模樣表面包裹若干層耐火涂料，待其

15、硬化干燥后，將模樣熔去制成中空型殼，從而獲得無分型面的鑄型,經高溫焙燒后,填砂澆注而獲得鑄件的一種成形方法。又稱“失蠟鑄造”1）鑄件精度較高2）最適合高熔點及難加工的高合金鋼 3）形狀較復雜的鑄件4）單件、成批、大量生產均可適用5）工藝過程較復雜，生產周期長；鑄件不能太大2. 金屬型鑄造有何優(yōu)越性與不足？為什么金屬型鑄造未能廣泛取代砂型鑄造？3. 壓力鑄造有何優(yōu)缺點？它與熔模鑄造的適用范圍有何不同？1）鑄件尺寸精度和表面質量最高2）鑄件的強度和表面硬度高3）可壓鑄出形狀復雜的薄壁件4）生產率高。每小時可鑄 50150次。5）設備模具成本高，不適宜單件、小批生產6）不適宜鑄鐵、鋼等高熔點合金的鑄

16、造。 7）壓鑄件內部存在縮孔和縮松，氣孔缺陷應用：有色薄壁小件的大批量生產應用：適合25kg以下的高熔點、難以切削加工合金鑄件的成批大量生產。4. 實型鑄造的本質是什么？它適用于哪種場合？用泡沫塑料模樣替代木模（或金屬模）制造鑄型,模樣不取出,澆注時模樣氣化消失而獲得鑄件可用于任意復雜，不受結構、尺寸、批量、合金種類限制的不同要求第三篇 金屬壓力加工第一章 金屬的塑性變形1. 何謂塑性變形？冷變形、熱變形？冷變形是指在再結晶溫度以下的變形。變形后具有明顯的加工硬化現象(冷變形強化)熱變形是指在再結晶溫度以上的變形。在其變形過程中，其加工硬化隨時被再結晶所消除。因而，在此過程中表現不出加工硬化現

17、象。2. 碳鋼在鍛造溫度范圍內變形時，是否會有冷變形強化現象？3. 如何提高金屬的塑性？最常用的措施是什么？第二章 鍛造1. 為什么重要的巨型鍛件必須采用自由鍛的方法制造？2. 敘述模鍛件圖時應考慮的內容。3. 如何確定分模面的位置？為什么模鍛生產中不能直接鍛出通孔？1）分模面應選在鍛件的最大截面處，最好是平直面2）分模面的選擇應使模膛淺而對稱3）分模面的選擇應使鍛件上所加敷料最少4）使膜腔深度最淺4. 分析齒輪、前軸鍛件的模鍛過程？第三章 板料沖壓1. 沖裁及其變形過程？沖裁模的特點？使坯料沿封閉輪廓分離的工序。彈性變形階段 塑性變形階段 斷裂、分離階段1） 凸凹模要具有鋒利的刃口 2） 凸

18、凹模間隙要合理3）凸凹模刃口尺寸要正確 4） 排樣要合理2. 拉深變形及常見缺陷、防止措施？使坯料在凸模的作用下壓入凹模，獲得空心體零件的沖壓工序1）拉裂（拉穿） 2）起皺1） 凸凹模的工作部分必須具有一定的圓角；2） 凸凹模間隙要合理3） 控制拉深系數 4）設置壓邊圈3. 彎曲變形及特點？將平直板料彎成一定的角度或圓弧的工序1）變形區(qū)域主要在圓角部位2）外層受拉應力，內層受壓應力4. 材料的回彈現象對沖壓生產有何影響？第四篇 焊接第一章 電弧焊1. 焊接電弧？電極和焊件之間的氣體產生強烈而持久的放電現象。兩個條件：氣體電離 陰極發(fā)射電子2. 何謂焊接熱影響區(qū)？低碳鋼焊接時熱影響區(qū)又分為哪些區(qū)

19、段？各區(qū)段對焊接接頭性能有何影響？減小熱影響區(qū)的方法是什么？（3） 小電流、快速焊接 （4）采用先進的焊接方法；（5） 焊前預熱、焊后熱處理（正火）3. 焊條藥皮起什么作用？為什么藥皮成分中一般都有錳鐵？在其它電弧焊中，用什么取代藥皮的作用？保護熔池、調整成分、穩(wěn)定電弧、改善熔滴過渡4. 手工電弧焊、埋弧焊、氣體保護焊的特點及在汽車生產中應用？ 手工電弧焊的特點：1 . 設備簡單、應用靈活方便2 . 勞動條件差、生產率低、質量不穩(wěn)定。埋弧自動焊工藝特點：生產效率高 （比手弧焊提高510倍）焊接質量好 （焊縫內氣孔、夾渣少，焊縫美觀）成本低 （省工、省時、省料）勞動條件好 （無弧光,、飛濺, 勞

20、動強度低）適應性差 （平焊、長直焊縫和較大直徑的環(huán)縫）焊接設備復雜，焊前準備工作嚴格 氬弧焊的特點： 機械保護效果好，焊縫金屬純凈，焊縫成形美觀，焊接質量優(yōu)良 電弧燃燒穩(wěn)定，飛濺小。 焊接熱影響區(qū)和變形小。氬氣昂貴，設備造價高CO2氣體保護焊的特點： 生產率高（手弧焊的13倍）。 成本低（手弧焊的40%） 焊接熱影響區(qū)和變形小 可進行全位置焊接 飛濺嚴重，焊縫成形差 第二章 其它常用焊接方法1. 電阻焊、釬焊、工藝特點及在汽車生產中的應用利用電流通過焊件及接觸處所產生的電阻熱、將焊件局部加熱到塑性或熔化狀態(tài)，然后在壓力下形成焊接接頭的焊接方法。電阻焊分為：點焊、縫焊和對焊。電阻焊特點：焊接電壓

21、低，電流大，生產率高；n 不需要填充金屬，焊接變形??；n 勞動條件好，操作簡單，易于實現自動化生產；n 焊接設備復雜，投資大；n 適用于大批量生產；n 對焊件厚度和接頭形式有一定限制釬焊：利用低熔點的釬料潤濕母材，填充接頭間隙并與母材相互擴散實現連接焊件的方法釬焊的特點1. 加熱溫度低，接頭組織、性能變化??；焊接變形小，工件尺寸精確。2. 可焊同種、異種金屬和厚薄懸殊的工件。3. 生產率高。易于實現自動化。第三章 常用金屬材料的焊接 1. 材料的焊接性及其評估方法？指被焊金屬采用一定的焊接方法、焊接材料、工藝參數及結構形式條件下，獲得優(yōu)質焊接接頭的難易程度。工藝焊接性 使用焊接性1 實驗法 2

22、 碳當量估算法第五篇 切削加工第一章 金屬切削的基礎知識1. 切削運動及其參數？刀具與工件之間的相對運動：1. 主運動 切削過程最主要的運動 2. 進給運動：使金屬層不斷投入切削，加工出完整表面所需的運動。3. 主運動和進給運動的合成 切削用量三要素：（1）切削速度（vc ）2）進給量（f） 3）背吃刀量（ap）切削層參數： 1)切削厚度（ac） 2)切削寬度（aw） 3)切削面積（AC） 2. 刀具材料性能要求及常用刀具材料？為什么不宜用碳素工具鋼制造拉刀和齒輪刀具等復雜刀具？為什么目前常采用高速鋼制造這類刀具，而較少采用硬質合金？刀具材料的基本要求 ： 硬度60 HRC以上 強度和韌性。

23、耐磨性 耐熱性 工藝性常用刀具材料 碳素工具鋼C= 0.71.2%；T8、T12等 HRC6164應用：速度低、形狀簡單的手動工具。如銼刀、鋸條等。 合金工具鋼 9SiCr、CrWMn等。應用：速度低、形狀復雜的工具。如絞刀、絲錐等 高速鋼 （W18Cr4V）應用：形狀復雜的刀具 如鉆頭、銑刀、拉刀、齒輪刀具和其他成形刀具 硬質合金 碳化物+粘結劑粉末冶金 陶瓷材料Al2O3加工高硬度、高強度鋼及精加工3. 材料的切削加工性及評估方法？切削加工性是指材料被切削加工的難易程度衡量材料切削加工性的指標：1.一定刀具耐用度下的切削速度 材料的切削加工性越好。2.相對加工性 kr >1 良好 &

24、lt;1 較差3.已加工表面質量較容易獲得好的表面質量的材料，其切削加工性較好4.切屑的控制或斷屑的難易切屑較容易控制或易于斷屑的材料，其切削加工性較好5.切削力在相同切削條件下，凡切削力較小的材料，其切削加工性較好；4. 刀頭的結構及角度？第二章 常用加工方法綜述1. 車削、鉆削、銑削、磨削的特點？適于加工何種表面？為什么？特點應用車削1.易于保證各面的位置精度2.切削過程比較平穩(wěn)3.適用有色金屬的精加工4.刀具簡單車外圓面,車內圓面,車端面、車槽、切斷,車錐面,車成形面,車螺紋,滾花鉆削1 頭易產生“引偏” 2 排屑困難 使工件表面質量降低； 卡死、甚至折斷鉆頭。3 散熱條件差 熱量不易傳

25、散出去, 刀具磨損加劇鉆孔主要用于粗加工銑削1）生產率高2）散熱條件好；3）容易產生振動主加工平面,同時溝槽、成形面、切斷磨削1. 精度高、表面粗糙度低；2. 磨削溫度高3. 砂輪具有自銳性4. 背向磨削力Fp較大1 外圓磨削2. 內圓磨削3. 平面磨削4. 成形面磨削第三章 典型表面加工分析1. 在零件的加工過程中，為什么常把粗加工和精加工分開進行？因為粗加工的加工余量，工件表面不一至，導致在加工過程中產品的變形，加工輔具的磨損，加工表面的質量都不穩(wěn)定，所以為盡量排除以上問題，需要分開安排2. 外圓、孔、平面的加工方案的制訂序號外圓加工方法尺寸公差等級表面粗糙度適用范圍1粗車IT13IT115012.5適用各種金屬（未淬硬）、非金屬材料2粗車半精車IT10IT96.33.23粗車半精車精車IT8IT71.60.84粗車半精車磨削IT7IT60.80.4適用于淬火鋼、未淬火鋼、鑄鐵等5粗車半精車粗磨精磨IT6IT50.40.26粗車半精車粗磨精磨研磨IT5IT30.10.0087粗車半精車精車精細車IT6IT70.10.025有色金屬序號孔加工方法尺寸公差等級表面粗糙度適用范圍1鉆IT13IT115012.5各種實體工件2鉆擴IT96.33.2f<30鋼、鑄鐵、有色金屬