《机械制造基础》课后答案-PPT课件.ppt
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1、机械制造基机械制造基础课后后习题讲解解机械制造基机械制造基础课后后练习讲解解第一篇,第一章,第一篇,第一章,P11页3 3、对于具有力学性能要求的零件,于具有力学性能要求的零件,为什么在零件什么在零件图上通常上通常仅标注其硬度要求,而极少注其硬度要求,而极少标注其他力学性能要求?注其他力学性能要求?答答:硬度是指材料表面抵抗局部:硬度是指材料表面抵抗局部变形、特形、特别是塑性是塑性变形、形、压痕、划痕的能力,反痕、划痕的能力,反应了金属材料了金属材料综合的性能指合的性能指标,同,同时,各种硬度与各种硬度与强度度间有一定的有一定的换算关系,故在零件算关系,故在零件图的技的技术条条件下,通常只件下
2、,通常只标出硬度要求,其他力学性能要求可以按照出硬度要求,其他力学性能要求可以按照换算关系算关系获得。得。机械制造基机械制造基础课后后练习讲解解5 5、下列符号所表示的力学性能指、下列符号所表示的力学性能指标名称和含名称和含义是什么?是什么?答答:b b:抗拉:抗拉强度,材料抵抗断裂的最大度,材料抵抗断裂的最大应力。力。s s:屈服:屈服强度,塑性材料抵抗塑性度,塑性材料抵抗塑性变形的最大形的最大应力。力。0.20.2:条件屈服:条件屈服强度,脆性材料抵抗塑性度,脆性材料抵抗塑性变形的最大形的最大应力力-1-1:疲:疲劳强度,材料抵抗疲度,材料抵抗疲劳断裂的最大断裂的最大应力。力。:延伸率,衡
3、量材料的塑性指:延伸率,衡量材料的塑性指标。k k:冲:冲击韧性,材料性,材料单位面位面积上吸收的冲上吸收的冲击功。功。HRCHRC:洛氏硬度,:洛氏硬度,HBSHBS:压头为淬火淬火钢球的布氏硬度。球的布氏硬度。HBWHBW:压头为硬硬质合金球的布氏硬度。合金球的布氏硬度。机械制造基机械制造基础课后后练习讲解解第一篇,第二章,第一篇,第二章,P23页2 2、金属的晶粒粗、金属的晶粒粗细对其力学性能有什么影响,其力学性能有什么影响,细化晶粒的化晶粒的途径是是什么?途径是是什么?答答:一般来:一般来说,同一成分的金属,晶粒越,同一成分的金属,晶粒越细,其,其强度、硬度度、硬度越高,而且塑性和越高
4、,而且塑性和韧性也愈好。影响晶粒粗性也愈好。影响晶粒粗细的因素很多,的因素很多,但主要取决于晶核的数目,晶核越多,晶核但主要取决于晶核的数目,晶核越多,晶核长大的余地愈小,大的余地愈小,长成的晶粒越成的晶粒越细,主要途径有:,主要途径有:1 1、提高冷却速度,增加晶核数目;、提高冷却速度,增加晶核数目;2 2、添加、添加变质剂(孕育(孕育处理),增加外来晶核;理),增加外来晶核;3 3、热处理或塑性加工,固理或塑性加工,固态金属晶金属晶粒粒细化;化;4 4、凝固、凝固时震震动液体,碎化液体,碎化结晶的枝状晶。晶的枝状晶。机械制造基机械制造基础课后后练习讲解解第一篇,第三章,第一篇,第三章,P2
5、9页3 3、碳、碳钢在油中淬火,后果如何?在油中淬火,后果如何?为什么合金什么合金钢通常不在水通常不在水中淬火?中淬火?答答:由于碳:由于碳钢的淬透性的淬透性较差,因此在油中淬火差,因此在油中淬火时,心部冷却,心部冷却速度速度较慢,可能得不到慢,可能得不到马氏体氏体组织,降低了材料的力学性能。,降低了材料的力学性能。对于合金于合金钢,其淬透性,其淬透性较好,若在水中淬火,其整个截面将好,若在水中淬火,其整个截面将全部全部变成成马氏体,内氏体,内应力力较大,容易大,容易产生生变形及开裂。形及开裂。5 5、钢锉、汽、汽车大大弹簧、簧、车床主床主轴。发动机缸盖螺机缸盖螺钉最最终热处理有何不同?理有何
6、不同?机械制造基机械制造基础课后后练习讲解解答答:钢锉的最的最终热处理理为淬火淬火+低温回火,其低温回火,其组织为低温回低温回火火马氏体,主要提高表面的硬度及耐磨性。氏体,主要提高表面的硬度及耐磨性。汽汽车大大弹簧簧为淬火淬火+中温回火,中温回火,组织为回火屈氏体,保持材回火屈氏体,保持材料的高料的高弹性。性。车床主床主轴为淬火淬火+高温回火,高温回火,组织为回火索氏体,具有回火索氏体,具有较高高的的综合机械性能。合机械性能。发动机缸盖螺机缸盖螺钉为渗碳渗碳+淬火淬火+低温回火,表低温回火,表层组织为回火回火马氏体氏体组织,表面具有,表面具有较高的硬度和耐磨性,而心部高的硬度和耐磨性,而心部为
7、索氏体索氏体组织,具有,具有较高的高的综合机械性能,达到合机械性能,达到“面硬心面硬心软”的使用的使用目的。目的。第一篇,第四章,第一篇,第四章,P35页1 1、下列牌号、下列牌号钢各属于哪各属于哪类钢?试说明牌号中数字和符号的明牌号中数字和符号的含含义,其中哪些牌号,其中哪些牌号钢的的焊接性能好?接性能好?15 40 Q195 Q345 CrWMn 40Cr 60Si2Mn15 40 Q195 Q345 CrWMn 40Cr 60Si2Mn答答:(:(1 1)优质碳素碳素结构构钢:15 40 15 40;普通碳素;普通碳素结构构钢:Q195Q195;低合金高;低合金高强钢:Q345Q345;
8、合金工具;合金工具钢:CrWMnCrWMn;合金;合金结构构钢:40Cr 60Si2Mn40Cr 60Si2Mn。(2 2)1515,4040钢含含义:含碳量分:含碳量分别为0.15%0.15%,0.4%0.4%的碳素的碳素结构构钢。机械制造基机械制造基础课后后练习讲解解机械制造基机械制造基础课后后练习讲解解Q195Q195:屈服:屈服强度度为195MPa195MPa的普通碳素的普通碳素结构构钢。Q345Q345:屈服:屈服强度等度等级为395MPa395MPa的低合金高的低合金高强钢。CrWMnCrWMn:含碳量大于:含碳量大于1%1%,而含而含CrCr、W W、MnMn合金元素均不足合金元
9、素均不足1.5%1.5%的合金工具的合金工具钢。40Cr40Cr:含碳量含碳量0.4%0.4%左右,而左右,而CrCr合金元素含量不足合金元素含量不足1.5%1.5%的的结构构钢。60Si2Mn60Si2Mn:含碳量:含碳量0.6%0.6%左右,左右,SiSi含量含量为2%2%,MnMn含量小于含量小于1.5%1.5%结构构钢。(3 3)含碳量越低,含合金元素量越低)含碳量越低,含合金元素量越低焊接性能越好,因此接性能越好,因此1515,Q195Q195,Q345Q345钢的的焊接性能好。接性能好。机械制造基机械制造基础课后后练习讲解解4 4、仓库中混存三种相同中混存三种相同规格的格的2020
10、钢、4545钢和和T10T10圆钢,请提提出一种最出一种最为简便的区分方法便的区分方法答答:(:(1 1)由于此三种由于此三种钢碳含量差碳含量差别较大,一般情况下,碳大,一般情况下,碳含量越高,硬度越高,因此根据三者硬度差含量越高,硬度越高,因此根据三者硬度差别可以区分,可以区分,2020钢硬度最低,硬度最低,4545钢次之,次之,T10T10钢最高。最高。测量硬度的方法具体有:利用量硬度的方法具体有:利用仪器器测量,量,钢锯锯,更硬金属,更硬金属划擦等。一般情况下手感即可判断出硬度。划擦等。一般情况下手感即可判断出硬度。(2 2)利用火花)利用火花检测法,一般情况下,含碳量越高,其火花法,一
11、般情况下,含碳量越高,其火花的分叉越少。的分叉越少。(3 3)采用金相)采用金相检测,碳含量越低,碳含量越低,铁素体含量越高。素体含量越高。机械制造基机械制造基础课后后练习讲解解5 5、现拟制造如下制造如下产品,品,请选出适用的出适用的钢号号答答:六角螺:六角螺钉:Q215,Q235Q215,Q235。车床主床主轴:4545,40Cr40Cr,40MnVB40MnVB。钳工的工的錾子:子:T10T10,T8T8。液化石油气罐:。液化石油气罐:16Mn16Mn,Q295-Q420Q295-Q420。活扳手:活扳手:9CrSi9CrSi,T8T8。脸盆:盆:Q195Q195,Q215Q215。自行
12、。自行车弹簧:簧:60Si2Mn60Si2Mn。门窗合窗合页:Q215Q215,2020钢。机械制造基机械制造基础课后后练习讲解解第二篇,第一章,第二篇,第一章,P48页3 3、某定型生、某定型生产的厚的厚铸铁件,投件,投产以来以来质量基本量基本稳定,但近一段定,但近一段时间浇不到和冷隔的缺陷突然增多,不到和冷隔的缺陷突然增多,试分析其可能的原因。分析其可能的原因。答:答:浇不到和冷隔缺陷增多是由于液不到和冷隔缺陷增多是由于液态合金的充型能力降低所合金的充型能力降低所致,由于投致,由于投产以来以来质量基本量基本稳定,因此,其定,因此,其结构影响因素构影响因素应予予以排除。可能的原因有:以排除。
13、可能的原因有:1 1、材料化学成分、材料化学成分发生生变化,其化,其结晶温度范晶温度范围变宽。导致流致流动性性变差。差。2 2、浇注温度及充型注温度及充型压力力变小也会造成充型能力的降小也会造成充型能力的降低。低。3 3、铸型材料型材料导热过快或快或铸型温度型温度较低,使得液低,使得液态合金温合金温度降低度降低过快。快。4 4、铸型排气不型排气不畅或考或考虑天气因素天气因素导致温度降低致温度降低过快。快。机械制造基机械制造基础课后后练习讲解解4 4、既然提高、既然提高浇注温度可改善充型能力,那么注温度可改善充型能力,那么为什么又要防止什么又要防止浇注温度注温度过高?高?答答:浇注温度注温度过高
14、高铸件容易件容易产生生缩孔、孔、缩松、粘砂、析出性气松、粘砂、析出性气孔、粗晶等缺陷,降低了出来的力学性能,因此,在保孔、粗晶等缺陷,降低了出来的力学性能,因此,在保证充型充型能力的前提下,能力的前提下,浇注温度不宜注温度不宜过高。高。8 8、试用下面异形梁用下面异形梁铸钢件分析其件分析其热应力形成原因,并用虚力形成原因,并用虚线标出出铸件的件的变形方向。形方向。机械制造基机械制造基础课后后练习讲解解第二篇,第二章,第二篇,第二章,P61页2 2、影响、影响铸铁石墨化的主要因素是什么?石墨化的主要因素是什么?为什么什么铸铁的牌号不的牌号不用化学成分来表示?用化学成分来表示?答答:影响石墨化的因
15、素有:影响石墨化的因素有:1 1、化学成分,其中碳与硅是、化学成分,其中碳与硅是强石石墨化因素,此外,墨化因素,此外,对于于强碳化物形成元素,一般阻碍石墨化,碳化物形成元素,一般阻碍石墨化,而弱碳化物形成元素而弱碳化物形成元素对石墨化石墨化进程无明程无明显影响。影响。2 2、冷却速度,、冷却速度,冷却速度越快,阻碍石墨化冷却速度越快,阻碍石墨化进程。程。由于同一成分的由于同一成分的铸铁可以根据石墨化可以根据石墨化进程不同,得到不同程不同,得到不同强度度级别的的铸件件产品,因此,品,因此,铸件件强度除受化学成分影响外,度除受化学成分影响外,还与与冷却速度有很大关系,因此冷却速度有很大关系,因此铸
16、铁牌号不用化学成分来表示。牌号不用化学成分来表示。机械制造基机械制造基础课后后练习讲解解9 9、下列、下列铸件宜件宜选用哪用哪类铸造合金?造合金?请阐述理由。述理由。答答:车床床身:灰床床身:灰铸铁,主要是由于减震、,主要是由于减震、铸造性能造性能优良等。良等。摩托摩托车汽缸体:汽缸体:铝合金或灰合金或灰铸铁,形状复,形状复杂,材料,材料铸造性能好。造性能好。火火车轮:铸钢,具有,具有较高的高的韧性及耐磨性能。性及耐磨性能。压气机曲气机曲轴:球墨:球墨铸铁或或铸钢,具有,具有较高的高的韧性要求。性要求。汽缸套:蠕墨汽缸套:蠕墨铸铁,具有,具有优良的良的导热性能。性能。自来水管道弯自来水管道弯头
17、:铝合金或可合金或可锻铸铁,耐,耐蚀性良好,成型方便。性良好,成型方便。减速器减速器涡轮:铜合金,具有合金,具有优良的减摩性及耐良的减摩性及耐蚀性能。性能。机械制造基机械制造基础课后后练习讲解解第二篇,第三章,第二篇,第三章,P73页4 4、浇注位置注位置选择和分型面和分型面选择哪个重要?若它哪个重要?若它们的的选择方案方案发生矛盾生矛盾该如何如何统一?一?答答:浇注位置是指注位置是指浇注注时铸件在型内所件在型内所处的位置,的位置,铸件的件的浇注注位置正确与否位置正确与否对铸件件质量影响量影响较大,是制定大,是制定铸造方案造方案时必必须优先考先考虑的。的。当当浇注位置和分型面注位置和分型面选择
18、发生矛盾生矛盾时,应首先考首先考虑浇注位置,注位置,而后,根据而后,根据试样形状、技形状、技术要求等内容要求等内容对其分型面其分型面进行分型面行分型面的的综合考合考虑评价,同价,同时还需采用必要的措施,如施加冒口、安需采用必要的措施,如施加冒口、安放冷放冷铁等,等,获得合格的得合格的铸件件产品。品。机械制造基机械制造基础课后后练习讲解解5 5、图示示铸件在件在单件生件生产条件下条件下选用哪种造型方法。用哪种造型方法。(a a)支架)支架-整模造型整模造型机械制造基机械制造基础课后后练习讲解解(a a)支架)支架-分模造型分模造型机械制造基机械制造基础课后后练习讲解解(c c)绳轮-挖砂造型挖砂
19、造型+四箱造型四箱造型机械制造基机械制造基础课后后练习讲解解(c c)绳轮-活活块造型造型机械制造基机械制造基础课后后练习讲解解(c c)绳轮-环芯造型芯造型+分模造型分模造型环芯芯机械制造基机械制造基础课后后练习讲解解7 7、试绘制制图示示调整座整座铸件在大批量生件在大批量生产中的中的铸造工造工艺图。用切削的方式加工出凹槽用切削的方式加工出凹槽用用钻孔方式加工内螺孔方式加工内螺纹立立铸机械制造基机械制造基础课后后练习讲解解卧卧铸机械制造基机械制造基础课后后练习讲解解成成对卧卧铸-最最优的大批量生的大批量生产工工艺机械制造基机械制造基础课后后练习讲解解第二篇,第四章,第二篇,第四章,P81页2
20、 2、什么是、什么是铸件的件的结构斜度?它与起模斜度有何不同?构斜度?它与起模斜度有何不同?图示示铸件件结构是否合理?构是否合理?应如何改正?如何改正?p77p77页答答:结构斜度是指构斜度是指铸件垂直于分型面上的不加工表面具有的斜件垂直于分型面上的不加工表面具有的斜度,是度,是为了更好起模而了更好起模而设计。结构斜度构斜度应标注在零件注在零件图中,斜中,斜度度较大,是大,是铸件固有的件固有的结构特点;起模斜度构特点;起模斜度标注于模型注于模型图中,中,斜度斜度较小。小。铸件零件件零件图中不中不标出。出。6 6、为什么要有什么要有结构构圆角?角?图示示铸件上哪些件上哪些圆角不角不够合理?合理?
21、应如何改正?如何改正?p79p79页(壁的(壁的连接)接)答答:铸件件结构有构有结构构圆角的原因有:角的原因有:直角直角处易形成易形成缩孔、孔、缩松。松。直角直角处易易产生生应力集中。力集中。合金在合金在结晶晶过程中易形成柱程中易形成柱状晶,性能状晶,性能变差。差。圆角美角美观,避免,避免浇注注时冲冲毁铸型。型。机械制造基机械制造基础课后后练习讲解解机械制造基机械制造基础课后后练习讲解解9 9、试用内接用内接圆方法确定下方法确定下图所示所示铸件的件的热节部位。在保部位。在保证尺尺寸寸H H的前提下,如何使的前提下,如何使铸件的壁厚尽量均匀?件的壁厚尽量均匀?机械制造基机械制造基础课后后练习讲解
22、解机械制造基机械制造基础课后后练习讲解解第三篇,第一章,第三篇,第一章,P109页2 2、碳、碳钢在在锻造温度范造温度范围内内变形形时,是否会冷,是否会冷变形形强化化现象?象?p108p108页图3-83-8,p105p105页答答:碳:碳钢在在锻造温度范造温度范围内内变形形时,会,会发生冷生冷变形形强化化现象,象,只是由于只是由于变形温度在再形温度在再结晶温度以上,因此,晶温度以上,因此,这种冷种冷变形形强化化现象会象会产生再生再结晶,加工硬化晶,加工硬化现象会消除。象会消除。3 3、铅在在2020,钨在在10001000变形,各属于哪种形,各属于哪种变形?形?为什么?什么?p105p105
23、页答答:铅熔点熔点为327327,即,即600K600K,而再,而再结晶温度晶温度为0.4T0.4T熔熔=240K=-=240K=-2727,即,即铅的再的再结晶温度晶温度为-27-27,因此在,因此在2020加工是加工是热加工。加工。钨的熔点是的熔点是33803380,即,即3653K3653K,再,再结晶温度晶温度为1461K1461K,即,即11881188,因此即使将,因此即使将钨加加热到到10001000时,其,其变形也属于冷形也属于冷变形。形。机械制造基机械制造基础课后后练习讲解解6 6、“趁趁热打打铁”的含的含义何在?何在?答答:温度是金属的可:温度是金属的可锻性重要的影响因素,
24、一般情况下,温度性重要的影响因素,一般情况下,温度越高,其可越高,其可锻性越好,因此,将金属加性越好,因此,将金属加热到一定温度,到一定温度,获得得单相奥氏体相奥氏体组织,而奥氏体,而奥氏体组织是面心立方,其塑性、是面心立方,其塑性、韧性性较好,好,具有具有较低的低的变形抗力,可以形抗力,可以实现获得得较好的好的锻造性能。造性能。当温度降低到奥氏体化温度以下当温度降低到奥氏体化温度以下时,会,会产生相生相变,形成双相,形成双相组织,且,且这两种双相两种双相组织的性能差的性能差别较大,因此,其可大,因此,其可锻性性变差,差,使得加工使得加工难于于进行,若行,若强行行锻造,会造,会导致加工硬化,致
25、加工硬化,锻坯破裂坯破裂报废。因此,趁因此,趁热打打铁的含的含义是将是将钢铁材料材料处于奥氏体于奥氏体单相区内相区内进行行锻造,可以造,可以获得良好的得良好的锻造性能。造性能。机械制造基机械制造基础课后后练习讲解解第三篇,第二章,第三篇,第二章,P126页2 2、为什么重要的什么重要的轴类锻件在件在锻造造过程中安排有程中安排有镦粗工序?粗工序?答答:原因主要有:原因主要有:碎化晶粒,提高碎化晶粒,提高轴类零件的力学性能;零件的力学性能;焊合合轴类零件内部裂零件内部裂纹、孔洞缺陷;、孔洞缺陷;改改变轴类零件的零件的纤维组织方向,降低材料力学性能的各向异性。方向,降低材料力学性能的各向异性。4 4
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