机械制造基础习题答案
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主要因素有哪些?
答:1合金的流动性; 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位于侧面。
(2铸件宽大平面应朝下,这是因为在浇注过程中,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、固定和排气。
8. 铸件壁厚的设计原则有哪些?
答:(1铸件的最小壁厚: 铸件的最小壁厚主要取决于合金的种类、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,各种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,为减小应力集中采用逐步过渡的方法,防止壁厚突变。
第二部分压力加工
1.何谓塑性变形?塑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,称为塑性变形。其实质是晶体内部产生滑移的结果。
2.什么是加工硬化?怎样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,强度和硬度提高,塑性和韧性下降的现象称为加工硬化。进行再结晶退火来消除金属的加工硬化。
3.冷变形和热变形的根本区别何在?铅(熔点为327℃、铁(熔点为1538℃在200℃时的变形是哪种变形?
答:再结晶温度以下进行的变形称为冷变形,再结晶温度以上进行的变形称为热变形。
铅: T再 = 0.4 T熔 = 0.4(327= 130.8
T = 200 > T再=130.8
所以:铅在200℃时的变形为热变形。
铁: T再 = 0.4 T熔 = 0.41538= 615.2
T = 200 < T再=615.2
所以:铁在200℃时的变形为冷变形。
4.何谓纤维组织?是怎样形成的?有何特点?选择零件坯料时,应怎样考虑纤维组织的形成和分布?
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、SiO2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和韧性好,横向(垂直于纤维方向上的塑性和韧性差。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和压力加工条件。
金属的本质包括:化学成分的影响、组织结构的影响。
压力加工条件包括: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主要表现在那些方面?
答:1尽量避免锥体和斜面结构;
2避免曲面相交的空间曲线;
3避免加强筋、凸台、工字形截面或空间曲线形表面;
4合理采用组合结构。
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和锻件的切边,同时也为了节约金属材料,盘类锻件的高度小于或等于直径时,应取径向分模;
4为使锻模结构尽量简单和便于发现上下模在模锻过程中的错移,应尽可能采用直线分模,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和圆角?
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,有助于金属流动而充满模膛,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,可以缓和金属充型时的剧烈流动,减缓锻模外角处的磨损,提高锻模的使用寿命,还可以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φ30 mm的落料模具生产φ30 mm的冲孔件,能否保证冲压件的精度?结果会怎样?
答不能;因为落料件的尺寸取决于凹模的尺寸,φ30 mm的落料模具,其凹模尺寸为φ30 mm,凸模的尺寸小于φ30 mm,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φ30 mm,不能保证精度。
15. 板料冲压工序中落料和冲孔有何异同?冲裁模和拉深模的结构有何不同?
答:它们的模具结构、操作方法和分离过程完全相同,但各自的作用不同。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,并且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、压焊和钎焊。
(1熔焊:加热速度快,加热温度高,接头部位经历熔化和结晶的过程。熔焊适合于各种金属和合金的焊接加工。
(2压焊:必须对焊件施加压力,适合于各种金属材料和部分非金属材料的焊接加工。
(3钎焊:采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,也适合于不同金属或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:焊接电弧是在一定条件下,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、阳极区和弧柱区三部分组成。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,其发热量和温度都低于阳极;阳极区指电弧紧靠正电极的区域,此区域较阴极区宽,阳极区产生的热量最大;
