化工机械制造试题

1 焊接接头的基本形式有几种，在设计制造时应尽量选用那种形式，为什么?焊接接头的基本形式有对接接头、T 形（十字形）接头、角接头和搭接接头。

在几种焊接接头的连接形式中，从接头的受力状态、接头的焊接工艺性能等多方面比较，对接接头是比较理性的焊接接头形式，应尽量选用。

2 为什么焊接接头的“余高”称为“加强高”是错误的？余高增加，将使应力集中系数增大，即工作应力分布更加不均匀，造成焊接接头的强度下降。

焊缝余高越高越不利，所以把“余高”称为“加强高”是错误的。

3 以低碳钢为例说明焊接接头在组织、性能上较为薄弱的部位是哪个部位，为什么？热影响区的性能比母材焊前性能差，是焊接接头较为薄弱的部位。

4 简述滚压加工特点？①要求滚压前的表面粗糙度不低于5um ，表面清洁，直径方向有 0.02~0.03mm 加工余量。

滚压表面粗糙度为 0.63～0.16um 。

②滚压使零件加工表面硬化，而形状精度及位置精度主要取决于前道工序。

③滚压对象是塑性的金属零件，且要求材料组织均匀。

④滚压的生产率大大高于研磨和珩磨加工，所以常以滚压代替珩磨。

5 什么是回火烧伤? 淬火烧伤？ 退火烧伤？①对于淬火钢，当磨削区温度超过马氏体的转变温度时，工件表面原来的马氏体将转变成回火屈氏体或索氏体，这与回火，退火时的组织相近，使工件表面的硬度有所下降的情况称为回火烧伤。

②当淬火钢表面温度超过临界温度时，马氏体将转变成奥氏体。

若此时进行快速冷却，则钢表面会出现二次淬火马氏体，其硬度比原来的回火马氏体高，但很薄，该情况为淬火烧伤。

③在淬火烧伤的情况下，不进行冷却而以干磨，则因工件冷却缓慢，磨后工件表面硬度急剧下降此情况称为退火烧伤。

6 机械加工表面质量包括哪些具体内容？①零件的表面几何特性中，包括表面粗糙度和表面波度；②物理力学性能，包括表面加工硬化，表面金相组织的变化和表面残余应力。

7 加工表面质量对机器使用性能有哪些影响？对机器耐磨性的影响，疲劳强度的影响，耐腐蚀性能的影响，以及对配合性质的影响。

8什么是过程装备？分几类？简述之过程装备主要是指化工，石油，制药，轻工，能源，环保和食品等行业生产工艺过程中所涉及的关键典型装备。

可将过程装备分为两类：分别是过程机器和过程容器，过程机器工作时各部件间有相对运动，俗称动设备。

如泵，风机，离心机，压缩机；而过程容器工作时各部间不运动，俗称静设备，如换热器，反应器，塔器及储存容器。

9 分别简述压力容器按压力高低，按作用，按监督管理及壁厚分类。

答 ①按压力高低分为低压容器（L ），中压容器（M ），高压容器（H ）和超高压容器（U ）；②按作用分为反应压力容器（R ），换热压力容器（E ），分离压力容器（S ）和储存压力容器（C ）； ③按监督管理分为第三类容器，第二类容器和第一类容器；④按壁厚分为1 1.2D K D=≤薄壁容器和 1.2K >为厚壁容器。

10 时效处理作用是什么？常见的时效处理有几种方法？简述之。

其作用是消除工件内应力及其所引起的变形。

常见的时效处理有4种； 高温时效、低温时效、热冲击时效、振动时效。

①高温时效：将工件经3~4h 的时间均匀地加热到500C ︒~600C ︒，保温4~6h 后以每小时20~50C ︒的冷却速度随炉冷却到100~200C ︒取出，在空气中自然冷却，一般适用于毛坯或粗加工。

②低温时效：将工件均匀的加热到200~300C ︒，保温3~6h 后取出，在空气中自然冷却，一般使用于半精加工。

③热冲击时效：将加热炉预热到500~600C ︒,保持恒温，然后将铸件放入炉内，当铸件的薄壁部分温度升到400C ︒左右，厚壁部分因热容量大而温度只升到150~200C ︒左右，及时的将铸件取出，在空气中冷却。

适用于中等应力的铸件。

④振动时效：用激振器或振动台使工件以一定的频率进行振动来消除内应力，该频率可选择工件的固有频率或在其附近为佳。

适用于最后精加工的时序工序。

11 什么是冷压加工表面强化工艺？有哪些方法？答指通过冷压加工的方法使其表层金属发生冷态塑性变形，以降低表面粗糙度，提高表面硬度，并在表层产生压缩残余应力的表面强化工艺。

主要有滚压加工和喷丸强化方法。

12 试分析切削加工时影响零件表面质量的因素？切削影响加工表面质量的工艺因素，一般可归纳为几何原因和物理原因。

①几何原因主要是指刀具相对工件做进给运动时，在加工表面留下的切削层残留面积。

主要指加工表面粗糙度：包括刀具几何参数，工件材料，切削用量和切削液；②物理原因是指表面层的冷作硬化和表面层的残余应力。

其中影响表面冷作硬化的因素有几何参数，切削用量和工件材料。

13.如图，长圆柱销限制工件哪些自由度？长圆柱销限制除X方向移动和转动以外的4个自由度14.如图所示，在铣床上加工工件台阶B，试分析应限制工件哪些自由度？如按图定位，只限制了工件哪些自由度？存在欠定位还是过定位？应限制的自由度为X和Z方向的移动，X、Y和Z方向的转动如图定位，只限制了Z方向的移动，X和Y方向的转动3个自由度，是欠定位15.如图加工套类零件，试分析都限制工件哪些自由度？是否存在不完全定位、欠定位或过定位？长销的大端面限制X方向的移动，Y和Z方向的转动3个自由度，长销限制Z和Y方向的移动，Y 和Z方向的转动4个自由度。

显然，Y和Z方向的转动自由度被重复限制，出现过定位。

16.分析下列零件结构工艺正确性，如不合理，画出正确结构。

（1）（2）（3）（4）17.分析下列零件结构工艺正确性，如不合理，画出正确结构。

（1）（2）（3）（4）18.如图，试分析（1）图a和图b尺寸标注的正确性？（2）从机械加工的角度，哪个图尺寸标注较为合理？依据什么原则？（1）图a和图b尺寸标注都正确性（2）图a标注较为合理，从基准重合原则出发，表面B和表面C的加工，应选择A面（设计基准）作为定位基准。

1. 什么是机械加工经济精度？机械加工经济精度是指在正常的加工条件下所能保证的加工精度。

2. 零件在机械加工是一般分为几个加工阶段，分析花粉加工阶段的原因。

零件在机械加工是一般分为：粗加工阶段、半精加工阶段和精加工阶段。

原因：（1）保证加工质量（2）合理使用机床设备(3) 便于安排热处理工序3. 什么是基准？所谓基准就是零件上用已确定其他点、线、面的位置所依据的点、线、面。

4. 什么是工件的残余应力？分析产生的原因和危害。

残余应力：残余应力是由于金属内部组织发生不均匀的体积变化而产生的。

产生的原因：由于热加工或冷加工导致金属内部组织发生不均匀的体积变化，具体表现在：（1）因工件个部分受热不均或受热后冷却速度不同而引起的残余应力。

（2）工件冷态受力较大而引起的残余应力。

（3）机械加工带来的残余应力。

危害：具有残余应力的零件，其内部组织处于不稳定状态，丧失原有的加工精度。

5.什么是机械加工工艺系统？机械加工工艺系统是指机床、夹具、刀具和工件组成的系统。

6. 什么是机械加工质量？机械加工质量一般用加工精度和加工表面质量两方面的指标来表示。

7. 什么是机械加工精度？机械加工精度是指零件在机械加工后实际几何参数与理想几何参数的符合程度，符合程度越高，加工精度也越高，误差越小。

8.如何选择定位时粗、精基准？1）在选择粗基准是，一般应遵循下列原则：（1）保证互相位置要求的原则（2）保证加工表面加工余量合理分配的原则（3）便于工件装夹的原则（4）粗基准一般不得重复使用的原则2）选择精基准一般应遵循下列原则：(1) 基准重合原则（2）基准统一原则（3）自为基准原则（4）互为基准原则（5）保证工件定位准确、夹紧安全可靠、操作方便、省力可靠的原则。

5-10 埋弧自动焊焊接16MnR钢时，试选择焊丝与焊剂。

应选择HJ250型焊剂配用相应钢种的焊丝。

5-12 气体保护电弧焊时，使用的保护气体主要有几种，其各自的特点是什么？保护气体主要有三种：1 氩气：是惰性气体，易引弧，电弧燃烧稳定、柔和，其密度大，易形成良好的保护罩，又因为氩气的原子质量大，所以还具有良好的阴极清理作用。

2 氦气：是惰性气体，较氩气比不易引弧，电弧燃烧的稳定性、柔和性也不如氩气，但氩弧的电压高于氩弧，所以氦弧的温度高，发热大且集中，同样条件下焊接速度比氩弧焊高30%～40%，且可获得较大熔深和窄焊道，热影响区也显著减小。

3 二氧化碳气体：具有氧化性，来源广、价格低，但要注意其纯度应满足焊接要求。

5-15 二氧化碳气体保护焊的特点。

在选用焊丝时应注意的问题。

1 成本低，抗氢气孔能力强。

2 适合薄板焊接，可实现全位置焊接，广泛用于低碳钢，低合金钢等金属材料的一般结构焊接。

3 二氧化碳具有弱氧化性，能烧损有益元素如Mn、Si等。

在选用焊丝时应注意：焊接过程中易产生金属飞溅，使溶敷系数降低，浪费焊接材料，飞溅金属黏着导电嘴，引起送丝不畅，电弧不稳。

5-16 电渣焊及其焊接特点。

电渣焊是利用电流通过液体熔渣产生的电阻热作热源，将工件和填充金属熔合成焊缝的焊接方法。

电渣焊的主要特点是适合焊接厚件，且一次焊成，但由于焊接接头的焊缝区、热影响区都较大，高温停留时间长，易产生粗大晶粒和过热组织，接头冲击韧性较低，一般焊后须进行正火和回火处理。

5-17 窄间隙焊及其焊接特点。

由于其焊接坡口的截面积比其它焊接方法有很小的缩小，故称之为“窄间隙焊”。

其特点如下。

1 坡口狭小，大大减小焊缝截面积，提高了焊接速度，一般常用I型坡口，宽度约为8-12mm，焊接材料的消耗比其它焊接方法低。

2 主要适于焊接厚壁工件，焊接热输入量小，热影响区小，接头冲击韧性高。

3 由于坡口狭窄，采用惰性气体保护，电弧作热源，焊后残余应力低，焊缝中含氢量，少，产生冷裂纹和热裂纹的敏感性也随之降低。

4 对于低合金高强度钢及可焊性较差的钢的焊接，可以简化焊接工艺。

5 可以进行全位置焊接。

6 与电渣焊和埋弧自动焊相比，同样一台设备的总成本可降低30%～40%左右。

5-25 解释下列概念：1）焊接线能量；2）焊接冷却时间τ8／5；3）可焊性；4）TIG、MIG；1）焊接线能量：熔焊时由焊接能源输入给单位长度焊缝上的热量，又称为线能量。

2）焊接冷却时间τ8/5：是指焊接接头在800～500℃这段温度范围内的冷却速度。

3）可焊性：是指材料在一定的焊接工艺条件下，能否获等优质焊接接头的难易程度和该焊接接头能否在使用条件下可靠运行。

4）TIG：不熔化极（钨极）惰性气体保护电弧焊。

MIG：熔化极惰性气体保护电弧焊。

5-5 焊接坡口的形状有几种，选择坡口主要考虑哪些问题？基本形式有：I形、V形、X形（双V形）、U形、双U形五种。

选择坡口是应考虑：（1）选择不同形式的坡口其主要目的是保证全焊透。

（2）被焊接材料的厚度。

对于薄钢板可以直接利用钢板端部（此时相当于I形坡口）进行焊接；对于中、厚钢板的焊接坡口应同时考虑焊接的方法。