机械制造基础习题答案

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