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1、机械制造基础 课后习题讲解,机械制造基础课后练习讲解,第一篇，第一章，P11页,3、对于具有力学性能要求的零件，为什么在零件图上通常仅标注其硬度要求，而极少标注其他力学性能要求？,答：硬度是指材料表面抵抗局部变形、特别是塑性变形、压痕、划痕的能力，反应了金属材料综合的性能指标，同时，各种硬度与强度间有一定的换算关系，故在零件图的技术条件下，通常只标出硬度要求，其他力学性能要求可以按照换算关系获得。,机械制造基础课后练习讲解,5、下列符号所表示的力学性能指标名称和含义是什么？,答：b：抗拉强度，材料抵抗断裂的最大应力。 s：屈服强度，塑性材料抵抗塑性变形的最大应力。 0.2：条件屈服强度，脆性材
2、料抵抗塑性变形的最大应力 -1：疲劳强度，材料抵抗疲劳断裂的最大应力。 ：延伸率，衡量材料的塑性指标。 k：冲击韧性，材料单位面积上吸收的冲击功。 HRC：洛氏硬度，HBS：压头为淬火钢球的布氏硬度。HBW：压头为硬质合金球的布氏硬度。,机械制造基础课后练习讲解,第一篇，第二章，P23页,2、金属的晶粒粗细对其力学性能有什么影响，细化晶粒的途径是是什么？,答：一般来说，同一成分的金属，晶粒越细，其强度、硬度越高，而且塑性和韧性也愈好。影响晶粒粗细的因素很多，但主要取决于晶核的数目，晶核越多，晶核长大的余地愈小，长成的晶粒越细，主要途径有： 1、提高冷却速度，增加晶核数目；2、添加变质剂（孕育处
3、理），增加外来晶核；3、热处理或塑性加工，固态金属晶粒细化；4、凝固时震动液体，碎化结晶的枝状晶。,机械制造基础课后练习讲解,第一篇，第三章，P29页,3、碳钢在油中淬火，后果如何？为什么合金钢通常不在水中淬火？,答：由于碳钢的淬透性较差，因此在油中淬火时，心部冷却速度较慢，可能得不到马氏体组织，降低了材料的力学性能。 对于合金钢，其淬透性较好，若在水中淬火，其整个截面将全部变成马氏体，内应力较大，容易产生变形及开裂。,5、钢锉、汽车大弹簧、车床主轴。发动机缸盖螺钉最终热处理有何不同？,机械制造基础课后练习讲解,答：钢锉的最终热处理为淬火+低温回火，其组织为低温回火马氏体，主要提高表面的硬度及
4、耐磨性。 汽车大弹簧为淬火+中温回火，组织为回火屈氏体，保持材料的高弹性。 车床主轴为淬火+高温回火，组织为回火索氏体，具有较高的综合机械性能。 发动机缸盖螺钉为渗碳+淬火+低温回火，表层组织为回火马氏体组织，表面具有较高的硬度和耐磨性，而心部为索氏体组织，具有较高的综合机械性能，达到“面硬心软”的使用目的。,第一篇，第四章，P35页,1、下列牌号钢各属于哪类钢？试说明牌号中数字和符号的含义，其中哪些牌号钢的焊接性能好？ 15 40 Q195 Q345 CrWMn 40Cr 60Si2Mn,答：（1）优质碳素结构钢： 15 40 ；普通碳素结构钢： Q195；低合金高强钢： Q345；合金工具
5、钢： CrWMn；合金结构钢： 40Cr 60Si2Mn。 （2）15，40钢含义：含碳量分别为0.15%，0.4%的碳素结构钢。,机械制造基础课后练习讲解,机械制造基础课后练习讲解,Q195：屈服强度为195MPa的普通碳素结构钢。Q345：屈服强度等级为395MPa的低合金高强钢。CrWMn：含碳量大于1%，而含Cr、W、Mn合金元素均不足1.5%的合金工具钢。40Cr：含碳量0.4%左右，而Cr合金元素含量不足1.5%的结构钢。60Si2Mn：含碳量0.6%左右，Si含量为2%，Mn含量小于1.5%结构钢。 （3）含碳量越低，含合金元素量越低焊接性能越好，因此15，Q195，Q345钢的
6、焊接性能好。,机械制造基础课后练习讲解,4、仓库中混存三种相同规格的20钢、45钢和T10圆钢，请提出一种最为简便的区分方法,答：（1）由于此三种钢碳含量差别较大，一般情况下，碳含量越高，硬度越高，因此根据三者硬度差别可以区分，20钢硬度最低，45钢次之，T10钢最高。 测量硬度的方法具体有：利用仪器测量，钢锯锯，更硬金属划擦等。一般情况下手感即可判断出硬度。 （2）利用火花检测法，一般情况下，含碳量越高，其火花的分叉越少。 （3）采用金相检测，碳含量越低，铁素体含量越高。,机械制造基础课后练习讲解,5、现拟制造如下产品，请选出适用的钢号,答：六角螺钉：Q215,Q235。车床主轴：45，40
7、Cr，40MnVB。钳工的錾子：T10，T8。液化石油气罐：16Mn，Q295-Q420。活扳手：9CrSi，T8。脸盆：Q195，Q215。自行车弹簧：60Si2Mn。门窗合页：Q215，20钢。,机械制造基础课后练习讲解,第二篇，第一章，P48页,3、某定型生产的厚铸铁件，投产以来质量基本稳定，但近一段时间浇不到和冷隔的缺陷突然增多，试分析其可能的原因。,答：浇不到和冷隔缺陷增多是由于液态合金的充型能力降低所致，由于投产以来质量基本稳定，因此，其结构影响因素应予以排除。可能的原因有： 1、材料化学成分发生变化，其结晶温度范围变宽。导致流动性变差。2、浇注温度及充型压力变小也会造成充型能力的
8、降低。3、铸型材料导热过快或铸型温度较低，使得液态合金温度降低过快。4、铸型排气不畅或考虑天气因素导致温度降低过快。,机械制造基础课后练习讲解,4、既然提高浇注温度可改善充型能力，那么为什么又要防止浇注温度过高？,答：浇注温度过高铸件容易产生缩孔、缩松、粘砂、析出性气孔、粗晶等缺陷，降低了出来的力学性能，因此，在保证充型能力的前提下，浇注温度不宜过高。,8、试用下面异形梁铸钢件分析其热应力形成原因，并用虚线标出铸件的变形方向。,机械制造基础课后练习讲解,第二篇，第二章，P61页,2、影响铸铁石墨化的主要因素是什么？为什么铸铁的牌号不用化学成分来表示？,答：影响石墨化的因素有：1、化学成分，其中
9、碳与硅是强石墨化因素，此外，对于强碳化物形成元素，一般阻碍石墨化，而弱碳化物形成元素对石墨化进程无明显影响。2、冷却速度，冷却速度越快，阻碍石墨化进程。 由于同一成分的铸铁可以根据石墨化进程不同，得到不同强度级别的铸件产品，因此，铸件强度除受化学成分影响外，还与冷却速度有很大关系，因此铸铁牌号不用化学成分来表示。,机械制造基础课后练习讲解,9、下列铸件宜选用哪类铸造合金？请阐述理由。,答：车床床身：灰铸铁，主要是由于减震、铸造性能优良等。 摩托车汽缸体：铝合金或灰铸铁，形状复杂，材料铸造性能好。 火车轮：铸钢，具有较高的韧性及耐磨性能。 压气机曲轴：球墨铸铁或铸钢，具有较高的韧性要求。 汽缸套
10、：蠕墨铸铁，具有优良的导热性能。 自来水管道弯头：铝合金或可锻铸铁，耐蚀性良好，成型方便。 减速器涡轮：铜合金，具有优良的减摩性及耐蚀性能。,机械制造基础课后练习讲解,第二篇，第三章，P73页,4、浇注位置选择和分型面选择哪个重要？若它们的选择方案发生矛盾该如何统一？,答：浇注位置是指浇注时铸件在型内所处的位置，铸件的浇注位置正确与否对铸件质量影响较大，是制定铸造方案时必须优先考虑的。 当浇注位置和分型面选择发生矛盾时，应首先考虑浇注位置，而后，根据试样形状、技术要求等内容对其分型面进行分型面的综合考虑评价，同时还需采用必要的措施，如施加冒口、安放冷铁等，获得合格的铸件产品。,机械制造基础课后
11、练习讲解,5、图示铸件在单件生产条件下选用哪种造型方法。,（a）支架-整模造型,机械制造基础课后练习讲解,（a）支架-分模造型,机械制造基础课后练习讲解,（c）绳轮-挖砂造型+四箱造型,机械制造基础课后练习讲解,（c）绳轮-活块造型,机械制造基础课后练习讲解,（c）绳轮-环芯造型+分模造型,环芯,机械制造基础课后练习讲解,7、试绘制图示调整座铸件在大批量生产中的铸造工艺图。,用切削的方式加工出凹槽,用钻孔方式加工内螺纹,立铸,机械制造基础课后练习讲解,卧铸,机械制造基础课后练习讲解,成对卧铸-最优的大批量生产工艺,机械制造基础课后练习讲解,第二篇，第四章，P81页,2、什么是铸件的结构斜度？它
12、与起模斜度有何不同？图示铸件结构是否合理？应如何改正？p77页,答：结构斜度是指铸件垂直于分型面上的不加工表面具有的斜度，是为了更好起模而设计。结构斜度应标注在零件图中，斜度较大，是铸件固有的结构特点；起模斜度标注于模型图中，斜度较小。铸件零件图中不标出。,6、为什么要有结构圆角？图示铸件上哪些圆角不够合理？应如何改正？p79页（壁的连接）,答：铸件结构有结构圆角的原因有：直角处易形成缩孔、缩松。直角处易产生应力集中。合金在结晶过程中易形成柱状晶，性能变差。圆角美观，避免浇注时冲毁铸型。,机械制造基础课后练习讲解,机械制造基础课后练习讲解,9、试用内接圆方法确定下图所示铸件的热节部位。在保证尺
13、寸H的前提下，如何使铸件的壁厚尽量均匀？,机械制造基础课后练习讲解,机械制造基础课后练习讲解,第三篇，第一章，P109页,2、碳钢在锻造温度范围内变形时，是否会冷变形强化现象？p108页图3-8，p105页,答：碳钢在锻造温度范围内变形时，会发生冷变形强化现象，只是由于变形温度在再结晶温度以上，因此，这种冷变形强化现象会产生再结晶，加工硬化现象会消除。,3、铅在20，钨在1000变形，各属于哪种变形？为什么？p105页,答：铅熔点为327，即600K，而再结晶温度为0.4T熔=240K=-27，即铅的再结晶温度为-27，因此在20加工是热加工。 钨的熔点是3380，即3653K，再结晶温度为1
14、461K，即1188，因此即使将钨加热到1000时，其变形也属于冷变形。,机械制造基础课后练习讲解,6、“趁热打铁”的含义何在？,答：温度是金属的可锻性重要的影响因素，一般情况下，温度越高，其可锻性越好，因此，将金属加热到一定温度，获得单相奥氏体组织，而奥氏体组织是面心立方，其塑性、韧性较好，具有较低的变形抗力，可以实现获得较好的锻造性能。 当温度降低到奥氏体化温度以下时，会产生相变，形成双相组织，且这两种双相组织的性能差别较大，因此，其可锻性变差，使得加工难于进行，若强行锻造，会导致加工硬化，锻坯破裂报废。 因此，趁热打铁的含义是将钢铁材料处于奥氏体单相区内进行锻造，可以获得良好的锻造性能。
15、,机械制造基础课后练习讲解,第三篇，第二章，P126页,2、为什么重要的轴类锻件在锻造过程中安排有镦粗工序？,答：原因主要有：碎化晶粒，提高轴类零件的力学性能；焊合轴类零件内部裂纹、孔洞缺陷；改变轴类零件的纤维组织方向，降低材料力学性能的各向异性。,4、在图示的两种抵铁上进行拔长时，效果有何不同？,1为V形槽砧拔长，锻件所受压应力数目较多，因此，此抵铁拔长的材料可锻性较好，质量较好。 2为平砧拔长，压应力数目少，可锻性较差，零件表面质量较差。,机械制造基础课后练习讲解,5、如何确定分模面的位置？p119页,答：确定锻件分模面的原则为： 应保证模锻件从膜膛中取出。 应使上下两膜沿分模面的膜膛轮廓
16、一致，否则容易产生错膜。同时可以及时方便的调整锻模位置。 分模面应选在能是膜膛深度最浅的位置上。 选定的分模面应使零件上所增加的余块量最少。 分模面最好是一个平面，以便于锻模的制造，并防止锻造过程中上、下锻模错位。,机械制造基础课后练习讲解,第三篇，第三章，P138页,2、用50mm冲孔模来生产50mm 落料件能否保证落料件的精度，为什么？p130（凸凹模刃口尺寸的确定）,答：不能保证，因为对于同一个冲裁模，其获得的冲孔件尺寸和落料件尺寸不同，对于50mm冲孔模，其获得的孔径为50mm ，而获得的落料件尺寸要大于50mm 。,3、用2501.5mm的坯料能否一次拉深成直径50mm的拉深件，应采取哪些措施才能保证正常生产？p132（拉伸系数）,答：该零件的拉伸系数m为0.2，变形程度越大，坯料被拉入凹模越困难，易产生废品。可以采用多次拉深工艺，每次拉深后进行退火处理，同时施加润滑，安放压边圈。,
