現(xiàn)代工程材料成形與機械制造基礎(chǔ)-第二版--冊-部分題庫與答案

1、1.分析圖示軌道鑄件熱應(yīng)力的分布，并用虛線表示出鑄件的變形方向。工藝上如何解決?精選軌道上部較下部厚，上部冷卻速度慢，而下部冷卻速度快。因此，上部產(chǎn)生拉應(yīng)力，下部產(chǎn)生 壓應(yīng)力。變形方向如圖。反變形法5 .如圖一底座鑄鐵零件，有兩種澆注位置和分型面方案，請你選擇一最佳方案，并說明理由。方案(n)最佳.。理由：方案(I)是分模造型，上下鑄件易錯邊，鑄件尺寸精度差。方案(n)是整模造型，鑄件尺寸精度高。內(nèi)腔無需砂芯成型，它是靠 上、下型自帶砂芯來成形。6 .下圖為支架零件簡圖。材料 HT20Q單件小批量生產(chǎn)。(1)選擇鑄型種類(2)按模型分類應(yīng)采用何種造型方法？(3)在圖中標(biāo)出分型面、澆注位置、加工

2、余量(1)砂型鑄造，(2)整模造型(3)分型面、澆注位置、加工余量：見圖 9.如圖，支架兩種結(jié)構(gòu)設(shè)計。(1)從鑄件結(jié)構(gòu)工藝性方面分析，何種結(jié)構(gòu)較為合理？簡要說明理由。(2)在你認為合理的結(jié)構(gòu)圖中標(biāo)出鑄造分型面和澆注位置。A |A-AE-B(1 ) (b)結(jié)構(gòu)較為合理。因為它可省去懸臂砂芯。(2)見圖。分型面。澆注位置(說明：澆注位置上、下可對調(diào))上'12.如圖所示鑄件結(jié)構(gòu)是否合理？如不合理，請改正并說明理由。鑄件上部太厚，易形成縮孔，壁厚不均勻易造成熱應(yīng)力?？蓽p小上部壁厚，同時設(shè)加強筋。無結(jié)構(gòu)圓角，拐彎處易應(yīng)力、開裂。設(shè)圓角。3.某廠鑄造一個1500mm勺鑄鐵頂蓋，有圖示兩個設(shè)計方案，

3、分析哪個方案的結(jié)構(gòu)工藝性 好，簡述理由。(a)圖合理(b)圖結(jié)構(gòu)為大的水平面，不利于金屬液體的充填，易造成澆不足、冷隔等缺陷；不利于金屬夾雜物和 氣體的排除，易造成氣孔、夾渣缺陷；大平面型腔的上表面，因受高溫金屬液的長時間烘烤，易開裂 使鑄件產(chǎn)生夾砂結(jié)疤缺陷。7 .圖示鑄件的兩種結(jié)構(gòu)設(shè)計，應(yīng)選擇哪一種較為合理？為什么?分型面 零件一零件一：(b)合理。它的分型面是一平面，可減少造型工作量，降低模板制造費用。零件二：(a)合理。凸臺便于起模，而 a圖所示的凸臺需用活塊或增加外部芯子才能起模。8 .改正下列砂型鑄造件結(jié)構(gòu)的不合理之處。并說明理由(b)(a)圖：鑄件外形應(yīng)力求簡單，盡量不用活塊和型芯

4、。圖a上凸臺妨礙起模，需采用活塊或型芯或三箱造型。將外凸改為內(nèi)凸，有利于外形起模，且不影響內(nèi)腔成形。(b)圖：凸臺結(jié)構(gòu)應(yīng)便于起模。圖示的凸臺需用活塊或增加外部芯子才能起模。將凸臺9.改正下列砂型鑄造件結(jié)構(gòu)的不合理之處。并說明理由延長到分型面，省去了活塊或芯。(a)圖：減少鑄件分型面的數(shù)量，可以降低造型工時，減少錯箱、偏芯等缺陷，提高鑄件的尺寸精度。(b)圖：設(shè)計時應(yīng)盡量分散和減少熱節(jié)，避免多條筋互相交叉，防止產(chǎn)生熱應(yīng)力和縮孔與縮松。10.改正下列砂型鑄造件結(jié)構(gòu)的不合理之處。并說明理由（a）圖：凸臺結(jié)構(gòu)應(yīng)便于起模。圖示的凸臺需用活塊或增加外部芯子才能起模。將凸臺 延長到分型面，省去了活塊或芯。（

5、b）圖：鑄件壁不宜過厚，否則易引起晶粒粗大，還會出現(xiàn)縮孔、縮松、偏析等缺陷，使鑄件的力學(xué)性能 下降；過厚的鑄件壁，還會造成金屬的浪費。1.如圖單件小批量生產(chǎn)的階梯軸，試確定鍛造方法，定性地繪出鍛件圖（可就在原圖基 礎(chǔ)上畫），并指出需采用哪些工序才能鍛成（原始坯料為圓鋼）？自由鍛下料、拔長、兩端壓肩、局部拔長、切頭1 .圖示鍛造零件，單件生產(chǎn)。確定鍛造方法及鍛造工序（工步） ，繪制鍛件簡圖。（所有面均加工）自由鍛 下料、鍛粗、沖孔、擴孔。2 .圖示鍛造零件，大批量生產(chǎn)。確定鍛造方法及鍛造工序（工步），并繪制鍛件工藝簡圖。（所有面均加工）錘上模鍛下料一終鍛一切飛邊一沖孔連皮分型面、加工余量、沖孔連

6、皮、拔模斜度如圖。9 .簡述錘上模鍛件分型面的選擇原則。標(biāo)出下圖所示錘上模鍛件的分模面。應(yīng)取最大截面為分模面，保證鍛件順利地從模膛取出;應(yīng)使模膛深度最淺；鍛件上所加的敷料最少；使上下模膛的輪廓相同；分模面盡量為一平面 。10 .試為下圖所示模鍛件選擇合理的分模面位置。(a)(b)(c)19.下圖所示自由鍛件的兩種結(jié)構(gòu)，哪一個合理？為什么?(1) (a)合理。自由鍛無法鍛出圖(b)的錐體結(jié)構(gòu)(2) (b)合理。自由鍛無法鍛出圖(a)的加強筋。20 .下圖所示自由鍛件的兩種結(jié)構(gòu)，哪一個合理？為什么?(1)(b)合理。幾何體的交接處不應(yīng)形成空間曲線(2)(a)合理。避免零件具有薄壁、高筋、凸起等不良

7、結(jié)構(gòu)。21 .如圖所示鍛件，在大批量生產(chǎn)時，其結(jié)構(gòu)是否適于模鍛的工藝要求？如有不當(dāng)，請修改并簡述理由。其結(jié)構(gòu)不適于模鍛的工藝要求。零件輪輻過于扁薄，薄壁部分金屬模鍛時容易冷卻，不易充滿模膛。非加工表面間所形成的角應(yīng)按模鍛圓角來進行設(shè)計。零件上與錘擊方向平行的非加工表面，應(yīng)設(shè)計出模鍛斜度。22 .改進下列自由鍛零件的結(jié)構(gòu)工藝性，并說明理由。卦!就(a)幾何體的交接處不應(yīng)形成空間曲線。(b)鍛件的橫截面積有急劇變化或形狀較復(fù)雜時，應(yīng)設(shè)計成由數(shù)個簡單件構(gòu)成的組合體，每個簡單件鍛制 成形后，再用焊接方式構(gòu)成整體零件.23 .改進下列自由鍛零件的結(jié)構(gòu)工藝性，并說明理由。*(a)幾何體的交接處不應(yīng)形成空間

8、曲線。(b)鍛件的橫截面積有急劇變化或形狀較復(fù)雜時，應(yīng)設(shè)計成由數(shù)個簡單件構(gòu)成的組合體, 每個簡單件鍛制成形后，再用機械聯(lián)接方式構(gòu)成整體零件。24 .改進下列自由鍛零件的結(jié)構(gòu)工藝性，并說明理由。(b)沖壓件排樣(a)幾何體的交接處不應(yīng)形成空間曲線。(b)排樣應(yīng)合理，使廢料最少。25.請糾正原結(jié)構(gòu)錯誤。30 .為減少焊接應(yīng)力與變形。下圖焊件應(yīng)采用何焊接順序？如不采用此順序可能會出現(xiàn)何種問題?焊接順序：1-2-3-4-5-6-7-8?？蓽p少角變形。(溫度分布均衡，開始焊接時產(chǎn)生的便形可被后來焊接部位的變形所抵消)。如不采用此順序可能會出現(xiàn)角變形。31 .為減少焊接應(yīng)力與變形。下圖焊件應(yīng)采用何焊接順序

9、？如不采用此順序可能會出現(xiàn)何種問題？如采用2-1 ,則焊1時，焊件I、n橫向收縮收縮受阻產(chǎn)生應(yīng)力，甚至造成焊縫交叉處產(chǎn)生裂紋。32 .如圖，拼焊板件是否合理？為什么？如不合理，應(yīng)怎樣改變？其合理的焊接次序是什么？焊縫垂直焊縫不合理。焊縫密集交叉，會造成金屬過熱，加大熱影響區(qū)，使組織惡化；焊接應(yīng)力大。焊縫布置如圖焊接次序是：先焊垂直焊縫，然后焊兩條水平焊縫。33 .下圖所示為低碳鋼丁字梁焊接件，焊后會產(chǎn)生如圖所示的彎曲變形，試分析產(chǎn)生彎曲變 形的原因，如何矯正所產(chǎn)生的變形 ？原因：丁字梁焊縫集中在下部，焊縫分布不對稱。焊后焊縫冷卻收縮受到低溫部分的阻礙。焊縫區(qū)縱向受拉應(yīng)力，遠離焊縫區(qū)受壓應(yīng)力。焊

10、縫區(qū)產(chǎn)生壓縮變形，遠離焊縫區(qū)產(chǎn)生拉伸變 形。矯正：火焰矯正法。加熱區(qū)如圖。加熱處在冷卻收縮時產(chǎn)生反向變形以矯正原有的變形。機械矯正法。在壓力機上施加外力矯正。34 .在圖中標(biāo)出圖示T字形焊接梁可能出現(xiàn)的焊接變形方向，并說明原因。列舉矯正變形的工藝方法。變形方向如圖虛線。T形梁焊縫集中在下部，焊縫分布不對稱。焊后焊縫冷卻收縮受到低溫部分的阻礙。焊 縫區(qū)縱向受拉應(yīng)力，遠離焊縫區(qū)受壓應(yīng)力。焊縫區(qū)產(chǎn)生壓縮變形，遠離焊縫區(qū)產(chǎn)生拉伸 變形。矯正：火焰矯正法。機械矯正法。35 .下圖所示的兩種焊接結(jié)構(gòu)中哪種比較合理？為什么？(a)結(jié)構(gòu)合理。因為對接接頭好于搭接接頭。36 .下圖所示兩種焊接結(jié)構(gòu)，哪一個合理？

11、為什么?(1) (b)合理。焊縫應(yīng)避開應(yīng)力集中的轉(zhuǎn)角位置，以防止焊接應(yīng)力與外加應(yīng)力相互疊加，造成過大的應(yīng)力而開裂。(2)(b)合理。焊縫布置盡可能分散， 避免密集交叉。焊縫集中分布容易使接頭過熱，力學(xué)性能降低，甚至出現(xiàn)裂紋。焊縫位置盡可能對稱分布，焊縫的對稱布置可以使各條焊縫的焊接變形相抵消，對減小焊接變形有明顯的效果。37 .如圖焊接結(jié)構(gòu)，何種較合理？簡要分析其原因。(1)b合理焊縫應(yīng)盡量避開最大應(yīng)力部位，以防止焊接應(yīng)力與外加應(yīng)力相互疊加，造成過大的應(yīng)力而開裂。(b)a合理焊縫應(yīng)盡量避開機械加工面，以避免焊接應(yīng)力和變形對已加工表面精度的影響。38 .如圖焊接件采用焊條電弧焊，何種方案較合理？

12、簡要分析其原因。(1)b合理焊縫應(yīng)盡量避開最大應(yīng)力部位，以防止焊接應(yīng)力與外加應(yīng)力相互疊加，造成過大的應(yīng)力而開裂。(2)b合理焊縫盡可能分散布置，避免密集交叉。焊縫集中分布容易使接頭過熱，力學(xué)性能降低，甚至出現(xiàn)裂紋。39 .如圖焊接結(jié)構(gòu)，何種較合理？簡要分析其原因。(1)a合理焊縫位置應(yīng)考慮各焊接過程中對熔化金屬的保護。埋弧焊時應(yīng)考慮接頭處容易存放焊劑、保持熔融合金和熔渣；(2)a 合理焊縫位置應(yīng)考慮焊接所需要的施焊操作空間。手工電弧焊時需考慮留有定焊接空間，以保證焊條的運行自如。40 .如圖焊接結(jié)構(gòu)，何種較合理？簡要分析其原因。(1)a合理焊縫位置應(yīng)考慮焊接所需要的施焊操作空間。點焊時應(yīng)考慮電極安放。(2)a合理焊縫位置應(yīng)考慮各焊接過程中對熔化金屬的保護。氣體保護焊時應(yīng)考慮氣體的保護效果。)氣惇件護爆點焊41 .下圖所示焊接結(jié)構(gòu)是否合理？為什么？若不合理，應(yīng)如何改正？U(a)手弧焊(a)不合理焊縫位置應(yīng)考慮焊接所需要的施焊操作空間。手工電弧焊時需考慮留有一 定焊接空間，以保證焊條的運行自如。(b)不合理焊縫應(yīng)盡量避開機械加工面，以避免焊接應(yīng)力和變形對已加工表面精度的影響。42 .下圖所示焊接結(jié)構(gòu)是否合理？為什么？若不合理，應(yīng)如何改正？(1)電阻焊(2)焊接件(a) 不合理焊縫位置應(yīng)考慮焊接所需要的施