工程材料及机制基础_周桂莲_试卷1详解

2005-2006
2 工程材料及机制基础
机电工程学院 侯俊英 付平 机自04-13.14.15.16.17
（答案写在答题纸上，写在试题纸上无效）
A 卷
材料及材料成型
一、 下图是铁碳相图 （15分）
（1） 标出铁碳相图上的E 、S 、P 点的位置和碳的质量分数。

（3分）
（2） 指出A 1、A 3、Acm 线的位置。

（1分）
（3） 写出①——⑤ 的组织名称。

（5分）
（4） 用文字或图的方法阐述45钢从液态冷却到室温的结晶过程，并说明室温
组织。

（6分）
二、某厂拟用65Mn 钢制作一批弹簧，要求38～42HRC ，粗加工后，需进行
弹性处理。

请绘制热处理工艺曲线，并注明各工艺名称及热处理后的金相组织。

（10分）
课程考试试题 学期 学年 拟题人:
校对人:
拟题学院（系）: 适 用 专 业:
三、有以下各材料：Q235、20CrMnTi、45、9SiCr、60Si2Mn、T12A、W6Mo5Cr4V2、GCr15、H70、HT200。

请按下列零件选材1、锉刀2、机床主轴3、角钢4、刹车弹簧5、滚珠轴承6、高速车刀7、子弹壳8、汽车变速齿轮9、机床床身10、机用丝锥，并简述各零件材料的主要性能要求。

（10分）
四、简答题（15分）
1 钢在淬火后为什么要回火？三种类型回火的用途有何不同？
2 以砂型铸造为例简述铸造生产的工艺过程。

3 焊接变形的基本形式有哪些？
4 锻压加工的基本方式有哪些？
机械制造基础
五、填空题（每空0.5分，共16分）
1、车刀切削部分由、、、、、。

2、常用的加工螺纹方法有、、、。

3、孔是组成零件的基本表面，孔的加工方法主要有、、
和、等。

4、常用的刀具材料有、、、。

5、用大前角的刀具，较高的切削速度和较小的进给量切削塑性材料时，容易得到切屑。

6.、在车削外圆时，总切削力可以分解成3个互相垂直的分力，其中消耗功率最多的是力，容易使工件变形并产生振动力。

7、改变材料切削加工性能的途径有和。

8、特种加工中的高能束加工包括、、。

9、电火花加工主要应用在、、。

10、齿轮齿形的加工，按加工原理可分为和两大类。

六、判断题（每题0.5分，共3分），正确打√号，错误打×号
1、切削运动包括主运动和进给运动，主运动一定是旋转的、连续的，进给
运动一定是直线的、间歇的。

（）
2、积屑瘤的存在增大了刀具实际工作前角，使切削轻快，所以在精加工时，
希望产生积屑瘤。

（）
3、用麻花钻钻孔容易产生引偏，所以加工的孔质量不高。

（）
4、能用来加工平面的切削方法有车削、铣削、刨削、磨削、钻削。

（）
5、超声波加工的生产率比电火花加工、电解加工低，但精度高、表面粗糙
度值小。

（）
6、传入工件的热会使工件变形，影响加工精度，传入刀具的热会加剧刀具
的磨损，降低使用寿命。

（）
七、简答题（共31分）
1.试说明车削时切削用量三要素，并简述粗、精加工时切削用量的选择原则（5分）
2.磨削为何能够达到较高的精度和较小的表面粗糙度？（4分）
3.试说明下列加工方法的主运动和进给运动。

（5分）
a)车端面；b) 在牛头刨床上刨平面；c) 在钻床上钻孔；d) 在镗床上镗孔；
e) 在外圆磨床上磨外圆
4.数控机床由哪些部分组成？（3分）
一、1、2.11% 0.77% 0.02%
2、PSK、GS、ES
3、A、F、P、F+P、P+Fe3C
4、L→L+A→A→A+F→P+F
二、淬火后中温回火
淬火马氏体回火屈氏体
三、Q235、角钢（力性要求不高，一定强度、硬度）；20CrMnTi、汽车变速齿轮（表硬里韧）；45、机床主轴（综合力性，较高强度和韧性的配合）；9SiCr、机用丝锥（高硬度、耐磨、一定韧性和塑性）；60Si2Mn、刹车弹簧(高的弹性极
限、疲劳强度、足够塑性韧性、耐高温、耐蚀)；T12A、锉刀（高硬度耐磨）；W6Mo5Cr4V2、高速车刀（高硬度、耐磨、热硬性、优良切削性、一定韧性和塑性）；GCr15、滚珠轴承（高硬度耐磨热处理变形小）；H70、子弹壳（极好塑性和较高强度、可切削加工性好、易焊接）；HT200、机床床身（良好铸造性、承压、减震、切削加工性）。

四、1、钢淬火后回火是为了消除或降低内应力，稳定组织、尺寸和形状，获得所需力性。

低温回火得到回火马氏体，具有高硬度高耐磨性，适于工具材料。

中温回火得到回火托氏体，又高的弹性极限和屈服强度，一定韧性和抗疲劳，适于各种弹性零件。

高温回火得到回火索氏体，具有良好综合力性，适于各种重要的结构零件。

2、设计，造型，浇铸．根据零件图的形状和尺寸设计制造模样和芯盒；制备型砂和芯砂；用模样制造砂型；用芯盒制造型芯；把烘干的型芯装入砂型并合型；熔炼合金并将金属液浇入铸型；凝固后落砂清理；检验合格便获得铸件。

3、收缩变形、角变形、弯曲变形、扭曲变形、波浪变形，一般采用合理的结构设计和必要的工艺措施等防止焊接变形；采用机械矫正和火焰矫正进行焊接变形的矫正
4、锻造、板料冲压、轧制、挤压、拉拔
五、填空题（每空0.5分，共16分）
1、前刀面、主后刀面、副后刀面、主切削刃、副切削刃、刀尖。

2、攻螺纹套螺纹车螺纹铣螺纹磨螺纹滚压螺纹（搓板滚压、滚丝轮滚压）
3、钻孔扩孔铰孔镗孔拉孔磨孔研磨孔珩磨孔
4、碳素工具刚合金工具刚高速刚硬质合金金刚石立方氮化硼
5、带状
6、切削力背向力
7、改变材料的化学成分采用适当的热处理方法
8、激光加工电子束加工离子束加工
9、穿孔加工型腔和型面的加工线切割
10、成形法展成法
六、判断题（每题0.5分，共3分），正确打√号，错误打×号
××√×√√
七、简答题（共31分）
1.车削时切削用量三要素：切削速度进给量背吃刀量
切削用量选择的基本原则是：粗加工时在保证合理的刀具寿命的前提下，首先选尽可能大的背吃刀量a p，其次选尽可能大的进给量f，最后选取适当的切削速度v c；精加工时，主要考虑加工质量，常选用较小的背吃刀量和进给量，较高的切削速度，只有在受到刀具等工艺条件限制不宜采用高速切削时才选用较低的切削速度。

例如用高速钢铰刀铰孔，切削速度受刀具材料耐热性的限制，并为了避免积屑瘤的影响，采用较低的切削速度。

2.磨削为何能够达到较高的精度和较小的表面粗糙度？（4分）
磨削所用的砂轮的表面上嵌有极多的、具有锋利切削刃的磨粒，而每个磨粒又有多个切刃，磨削时能切下薄到几微米的磨屑。

磨床比一般切削加工机床精度高，刚性及稳定性较好，并且具有控制磨削深度的微量进给机构，可以进行微量磨削，从而保证了精密加工的实现
3. 车端面：主运动—工件绕轴线高速旋转运动，进给运动—车刀横向直线
运动。

在牛头刨床上刨平面：主运动—刨刀的往复直线运动，进给运动—工件间歇的直线进给运动。

在钻床上钻孔：主运动—钻头的高速旋转运动，进给运动—钻头沿轴线的直线运动。

在镗床上镗孔：主运动—镗刀的旋转运动，进给运动—镗刀或工件的进给运动。

在外圆磨床上磨外圆：主运动—砂轮的高速旋转运动，进给运动—工件的旋转运动、工件随工作台的往复直线运动、砂轮的周期性的横向进给运动。

4.数控机床主要是由输入与输出装置、数控系统、伺服驱动系统、机床主机和其它辅助装置组成。

5. (1)插齿和滚齿同属于展成法加工所以选择刀具时只要求刀具的模数和压力角与被切齿轮一致；与齿数无关(最少齿数z＞17)，铣齿属于成形法加工，刀具与齿数有关。

(2)插齿和滚齿的精度相当，且都比铣齿高插齿刀的制造、刃磨及检验均比镀力方便插齿刀容易制造且较准确，但插齿机的分齿传动链较滚齿机复杂，增加了传动误差。

所以综合起来，插齿和滚齿的精度相当。

与铣齿相比，插齿机和滚齿机皆为齿轮的专门化机床，其结构和传动机构都是按加工齿轮的特殊要求而设计和制造的，分齿运动的精度高于万能分度头；滚刀和插齿刀的精度也比齿轮铣刀的精度高。

因此，插齿和滚齿的精度都比铣齿高。

(3)插齿的生产率低于滚齿而高于铣齿因为滚齿为连续切削，插齿不仅有返回空行程，而且插齿刀的往复运动，使切削速度的提高受到限制。

所以，滚齿的切削速度高于插齿。

由于插齿和滚齿的分齿运动是在切削过程中连续进行的，省去了铣齿那样的单独分度时间，所以插齿和滚齿的生产率都高于铣齿。

6. 初期磨损阶段、正常磨损阶段、急剧磨损阶段。

在刀具正常磨损阶段后期、急剧磨损阶段之前，换刀重磨最好。