金属工艺及热处理练习题

机械制造基础复习题
一、判断题（对的在题前的括号中打“√”，错的打“×”）
1.在其他条件相同时，砂型铸造比金属型铸造的铸件晶粒更细。

（×）
2.固溶强化是指因形成固溶体而引起的合金强度、硬度升高的现象。

（√）
3.珠光体、索氏体、屈氏体都是铁素体和渗碳体组成的机械混合物。

（√）
4.碳的质量分数对碳钢力学性能的影响是：随着钢中碳的质量分数的增加。

（×）
5.硬度、强度增加，塑性、韧性也随着增加。

（×）
6.点焊、缝焊时，焊件的厚度基本不受限制。

（×）
7.切削钢件时，因其塑性较大，故切屑成碎粒状。

（×）
8.回转体外圆表面加工常采用车削、铣削、刨削、磨削及钻削等加工方法。

（×）
9.车削槽时的背吃刀量(切削深度)等于所切槽的宽度。

（√）
10.珩磨机床上一般珩磨头与机床主轴采用浮动联接来珩磨孔，保证珩磨孔不会应加工孔的
中心与机床主轴不同心而产生圆度误差，这种方式符合自为基准定位原则。

（√）
11.冲压加工只能用于加工金属板材。

（×）
12.冲压产品的尺度精度主要是由模具保证的。

（√）
13.金属的晶粒越细，其强度越高，塑性越好。

（√）
σσ。

（×）
14.材料强度极限bσ与屈服极限sσ之比值称为屈强比/b s
15.刀具的标注角度随着刀具的安装条件和进给量的大小变化而变化。

（×）
16.通常切削脆性材料，最容易出现后刀面磨损。

（√）
17.在选择车刀的刃倾角λs时，粗加工取正值，以保证刀尖强度；精加工取负值
或零，使切屑流向待加工表面一侧，以免划伤工件已加工表面。

（×）18.当有色金属（如铜、铝等）的轴类零件要求尺寸精度较高、表面粗糙度值较
低时，不能采用磨削加工的方法，而只能采用超精车的工艺方法。

（√）19.在车削细长轴时，为了减小工件的变形和振动，故采用主偏角较大的车刀进
行切削，以减小径向切削分力。

（√）
20.车削有硬皮的毛坯件时，为保护刀刃，第一次走刀，切深应小些。

（×）22、拉深模上设置压边圈是为了避免拉深件被拉裂。

（起皱而非拉裂）（×）
23、金属在0℃以下的塑性变形称为冷变形。

（再结晶温度）（×）
24、冷塑性变形的金属，经过再结晶退火后，一般都得到细小均匀的等轴晶粒。

（√）
25、锻锤的吨位是用落下部分的质量表示。

（√）
26、同号应力状态下的变形抗力大于异号应力状态下的变形抗力。

（√）
27、蒸汽空气模锻锤锤头与导轨间的间隙小，机座与机架连成一体。

（√）35、为了获得具有最好机械性能的零件，在设计和制造零件时，都应使零件在工作中产生的最大正应力方向与纤维方向垂直。

（重合）（×）
37、钨钴类硬质合金刀具适合加工韧性材料。

（脆性）（×）
28、交流、直流弧焊机都有正、反接法，使用时要注意极性。

（只有直流才有）（×）
29、闪光对焊是以对接形式，利用两焊件接融面的摩擦热把焊件焊合的方法。

（不是摩擦热的形式而是通以强电流）（×）
30、焊接电弧是指电极与焊条间的气体介质强烈而持久的放电现象。

（电极与焊件）（×）
31、焊条接电源负极，焊件接电源正极称为正接，它主要用于焊接厚板等。

（√）
32、焊接受冲击载荷或动载荷的重要焊件时，可采用酸性焊条。

(这是碱性焊条的范围）（×）
33、J427表示焊缝金属抗拉强度大于或等于420MPa的结构钢焊条，用于交流弧焊机焊接。

（应该是直流）（×）
34、二氧化碳气体保护焊由于有CO
的作用，故适合焊有色全属和高合金钢。

（低
2
碳钢和低合金结构钢）（×）
35、碳钢的含碳量越高，其强度、硬度愈高，塑性、韧性愈低（随着含碳量的增加塑性、韧性下降，硬度提高，但强度是先增后减的，以0.9%为界）（×）36、可锻铸铁最适合生产形状复杂经受振动的薄壁铸件。

（因为球墨铸铁难以保证其质量）（√）
37、刚性夹持法既能消除焊接应力，又能消除焊接变形。

（不能消除焊接应力，它是反变形措施）（×）
38、在磨削的三个切削分力中，Fc最大。

（注意此处是磨削）（×）
39、当以很小的刀具前角、很大的进给量和很低的切削速度切削钢等塑性金属时，形成的是带状切屑。

（较大的前角，较高的切削速度和较小的进给量）（×）40、金属材料拉深时采用压边圈的作用是为了避免工件被拉裂。

（避免工件被起皱）（×）
二、单项选择题（在A、B、C、D四个答案中，在一个正确答案的英文字母上打“√”）
1.钢在淬火后所得的组织是（A ）。

A.淬火马氏体
B.回火索氏体
C.回火屈氏体
D.索氏体
2.在淬火钢中，当含碳量增加到0.6％以后，随含碳量的增加，硬度增加缓慢，
这是因为（A ）。

A. 随含碳量的增加，残余奥氏体的量增多
B. 随含碳量的增加，片状马氏体的量增多
C. 随含碳量的增加，淬火内应力增大
D. 随含碳量的增加，非马氏体的量减少
3.若钢中加入的合金元素能使C曲线左移，则将使钢的淬透性（ B ）。

A.提高
B.降低
C.不改变
D.对小试样堤高，对大试样则降低
4.下列钢铁材料中切削性能较好的是（B ）。

A.工业纯铁
B.45钢
C.白口铸铁
D.T12A钢
5.钢锭中的疏松可以能过下面哪种方法改善（B ）。

A.完全退火
B.足够变形量的锻轧
C.扩散退火
D.正火
6.顶尖、鸡心夹、拔盘等机床附件是用来加工（ C ）类零件的。

A．套筒类B．盘类C．轴类D．圆销类
7.为降低磨削表面的Ra值，应从选择（B）方面入手。

A. 粗磨粒的砂轮
B. 小磨削进给量
C. 夹具
8.加工过程中若表面层以冷塑性变形为主，则表面层产生（A ）。

A. 压应力
B. 拉应力
C. 无应力层
9.沿一光滑圆柱的中心轴线钻通孔，实际上限制了除绕中心轴线转动之外的其
余五个自由度，就已满足加工要求，这种定位方法是（ C ）。

A. 完全定位
B. 欠定位
C.不完全定位
10.光整加工长径比大于10以上的深孔，最好采用（ B ）。

A．研磨B．珩磨C．超级光磨D．抛光
11.式样拉断前承受的最大标称拉应力称为（ B ）。

A 屈服强度B抗拉强度 C 塑性强度 D 抗压强度
12常用金属的塑性判断依据是断后伸长率和（ C ）。

A 硬度
B 强度
C 断面收缩率
D 屈服极限
13金属的韧性通常随温度降低（ B ）。

A 变好
B 变差
C 不变
D 都不对
14铁碳合金相图中，ECF线是（D ）。

A 液相线
B 共析线
C 固相线
D 共晶线
15下面（ D ）不是洛氏硬度法的优点。

A. 测量迅速
B. 压痕小
C. 适应于成品零件的检测
D. 硬度范围的上限比布氏、维氏硬度高
16.加工硬化现象最主要的原因是（B ）。

A. 晶粒破裂细化
B. 位错密度增大
C. 晶粒择优取向
D. 形成纤维组织
17.机床床身应选用（C ）材料。

A. Q235钢
B. T10A钢
C. HT150钢
D. T8钢
18.淬硬工件表面的精加工，一般采用（ C ）。

A．车削B．铣削C．磨削D．刨削
19.根据模具零件的功用分类，凸模、凹模、凸凹模属于（D ）。

A、主要零件
B、导向零件
C、辅助结构零件
D、工作零件
20.现要加工一批小光轴的外圆，材料为45钢，淬火硬度为HRC40~45，批量为2000件，宜采用的加工方法是（ D ）。

A．横磨B．纵磨C．深磨D．无心外圆磨
21、高碳钢最佳切削性能的热处理工艺方法应是（B ）
A、完全退火(亚共析钢）
B、球化退火（过共析钢）
C、正火（中碳合金钢、高碳钢以退火为宜）
D、淬火
22、下列几种碳素钢中硬度最高的为（D ）
A、20（优质碳素结构钢）
B、Q235-A（最低屈服点235MPa的普通等级碳素结构钢）
C、45
D、T12（平均含碳量为1.2%的碳素工具钢）
23、固溶体的晶体结构特点是（A ）
A、与溶剂相同
B、与溶质相同
C、形成新的晶型
D、各自保持各自的晶型
24、现需制造一汽车传动齿轮，要求表面具有高的硬度、耐磨性和高的接触疲劳极限，心部具有良好韧性，应采用如下哪种工艺及材料（C ）
A、T10钢经淬火＋低温回火
B、45钢经调质处理
C、20CrMnTi经渗碳后淬火＋低温回火
D、20钢经表面淬火
25、制造手用锯条应当选用（A ）
A、T12钢淬火＋低温回火
B、Cr12Mo钢淬火＋低温回火
C、65钢淬火＋中温回火
D、T8钢淬火＋低温回火
26、60Si2Mn钢的热处理工艺是（B ）
A、淬火＋低温回火
B、淬火＋中温回火
C、淬火＋高温回火
D、正火
27、机架和机床床身等一般应选用（A ）
A、灰口铸铁
B、可锻铸铁
C、球墨铸铁
D、蠕墨铸铁
28、制造柴油机曲轴应选用（C ）
A、灰口铸铁
B、可锻铸铁
C、球墨铸铁
D、白口铸铁
29、要提高15号钢零件的表面硬度和耐磨性，可直接进行（A ）
A、正火
B、淬火
C、表面淬火
D、渗碳
30、铸铁QT450-10的石墨形态为（D ）
A、片状（灰口铸铁）
B、团絮状（可锻铸铁）
C、蠕虫状（蠕墨铸铁）
D、球状
31、选择和评定塑性材料的主要依据是（B ）
A、抗拉强度
B、伸长率
C、抗弯强度
D、疲量强度
32、生产具有厚大截面、强度要求较高、耐磨性较好的重要灰铸铁，应选用的合金是（C ）
A、普通灰铸铁
B、可锻铸铁
C、孕育铸铁
D、球墨铸铁
33、铸件中产生应力，变形和裂纹的原因是（C ）
A、液态收缩
B、凝固收缩
C、固态收缩
D、A和B
34、下列成分中流动性最好的铁碳合金为。

（C）
A、3.5%
B、4%
C、4.3%
D、5%
35、摩托车发动机罩盖壁薄形状复杂，其材料为ZL114大批量生产时需采用
（D ）
A、金属型铸造
B、熔模铸造
C、离心铸造
D、压力铸造
36、单件生产直径为1m的飞轮，应采用的铸造方法是（C ）
A、整模造型
B、挖砂造型
C、刮板造型
D、活块造型
37、浇注普通车床床身时，应将其上导轨面（B ）
A、朝上放置
B、朝下放置
C、倾斜放置
D、垂直放置
38、机械制造中，形状复杂的箱体零件或支架零件常选用（C ）
A、锻件
B、型材
C、铸件
D、焊接件
39、生产批量较大时，可用假箱造型代替（C ）
A、挖砂造型
B、地坑造型
C、刮板造型
D、活块造型
40、尽量使铸件全部或大部分放在同一砂箱中主要是为了防止（D ）
A、浇不足
B、冷隔
C、夹砂
D、错箱
41、提高型（芯）砂的耐火性、降低浇注温度等可防止铸件产生（B ）
A、夹砂
B、粘砂
C、夹渣
D、砂眼
42、减少拉深件拉穿的措施是（B ）
A、减少拉深系数
B、增大拉深系数
C、采用压板
D、A和C
43、下列钢中锻造性较好的是（C ）
A、中碳钢
B、高碳钢
C、低碳钢
D、合金钢
44、将板料或坯料弯曲时，弯曲变形量决定于(C )
A、板料厚度δ
B、弯曲件内侧圆角半径r
C 、 r/δ D、t/δ和弯曲件的强度
45、在锤上模锻中，带有飞边槽的模镗是（B ）
A、预锻模镗
B、终锻模镗
C、制坯模镗
D、切断模镗
46、金属材料承受三向压应力的压力加工方法是（D ）
A、拉拔
B、轧制
C、冲压
D、挤压
47、轧制麻花钻螺旋槽（或斜齿轮、人字齿轮等；或阶梯轴毛坯；或长轴、长杆类锻件）可采用（ C）
A、辊锻
B、横轧
C、斜轧
D、楔横轧
48、将坯料的一部分相对另一部分平行错位的自由锻工序是（C ）
A、弯曲
B、扭转
C、错移
D、切割
49、假设落料件直径为d，单边间隙值为Z，则落料凸模尺寸为（D ）
A、d
B、d－Z
C、d＋Z
D、d－2Z
50、制造带头部的杆件和带凸缘的空心件等可采用（A ）
A、正挤压
B、反挤压
C、复合挤压
D、径向挤压
51、将板料或坯料弯曲时，弯曲变形量决定于（C ）
A、板料厚度δ
B、弯曲半径r
C、r/δ
D、弯曲材料的弹性模量
52、刃倾角为正值时，切屑流向（A ）
A、待加工表面
B、已加工表面
C、过渡表面
D、垂直于主刀刃方向
53、在CA6140型卧式车床上，用来安装钻头、铰刀等的部件为（B ）
A、主轴
B、刀架
C、尾座
D、床身
54、机床型号CQ6140中的“Q”是哪个字拼音的首位字母（D ）
A、屈
B、青
C、球
D、轻
55、机床型号CQ6140中的“40”表示（C ）
A、中心高为400mm
B、中心高为40mm
C、床身上最大回转直径为400mm
D、床身上最大回转直径为40mm
三、填空题
1.铁碳合金室温的基本组织有铁素体、珠光体、渗碳体、奥氏体和莱氏体等。

2.在铸造生产中，细化铸件晶粒可采用的途径有增大过冷度、变质处理、附加
振动
3.铸铁按碳存在形式分_白口铸铁、灰口铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁
4.形成置换固溶体的条件一般有溶质原子和溶剂原子直径相
近、晶体结构相近或相同、在元素周期表中位置比较接近。

5.压力加工的加工方法主要有：轧制、挤压、拉拔、自由锻造、板料冲压等。

6.合金的流动性常采用浇注螺旋形试样的方法来衡量，流动性不好的合金容
易产生浇不足、冷隔、气孔、夹渣等缺陷。

7.常用的整体热处理有退火、正火、淬火、回火__等。

8.技术要求为IT7、Ral.6μm的内孔，最终加工方法可以采用精镗、铰孔、
拉孔、磨孔完成。

9.锻造温度范围是指始锻温度、终锻温度之差。

后者过低时，易产生
锻裂现象。

10.在标注刀具角度的静止参照系中，构成正交平面（主剖面）参照系的辅助平
面有正交平面、基面、切削平面，其中经过主切削刃上一点与切削速度相垂直的平面称为基面。

11.若退火亚共析钢试样中先共析铁素体占41.6％，珠光体58.4％，则此钢的含
碳量为约0.46％。

12.根据组成合金的各组元之间的相互作用不同，合金的结构可分为两大类：固
溶体和金属化合物。

固溶体的晶格结构同溶剂，其强度硬度比纯金属的高。

13.共析钢加热至Ac1时将发生珠光体向奥氏体的转变，其形成过程包括四个
阶段。

14.钢中加入合金元素可提高其强度，合金强化的途径一般有固溶强化、第二相
强化、细晶强化。

15.准确的估计铸件上缩孔可能产生的位置，是合理安排冒口和冷铁的主要依据。

生产中，确定缩孔位置的常用方法有凝固等温线法、内切圆法和计算机凝固模拟法___等。

16.凡是能引起加工误差的因素，都称为原始误差，加工误差必须在；误差敏感
（工序尺寸）方向度量。

17.实质上零件的加工精度取决于在切削成形运动中刀具和；工件的相互位置的
正确程度。

18.工件的尺寸精度可通过试切法、、调整法、、定尺寸刀具法和自动控制法获得。

19.低碳钢焊接接头的热影响区以熔合区和过热区对焊接接头性能的影响最为严
重。

20.塑性金属材料的切削过程分为刃弹性变形、刃塑性变形、刃挤裂三个阶段。

21、评定金属材料强度的常用机械性能指标是
屈服强度和抗拉强度。

22、单晶体具有各向各向异性的特征，多晶体具有各向各向同性的特征。

23、结晶过程是依靠两个密切联系的基本过程来实现的，即
晶核的形成和长大。

24、常见钢的退火种类有完全退火、球化退火和去应力退2火。

25、在碳钢中，硫和磷是有害元素，因为硫会引起热脆性，而磷会引起冷脆性。

26、影响铸铁石墨化的因素为化学成分和冷却速度。

27、HT200牌号中的“HT”表示灰铸铁，数字“200”表示最低抗拉强度值。

28、合金的基本结构类型有固溶体、金属化合物和机械混合物，在碳钢的平衡组织中，它们分别是F、A 、FeC3 和P、Ld (Ld’) 。

29、晶体与非晶体的主要区别是：①晶体中的原子或分子按一定顺序排列；②晶体具有固定的熔点；③晶体具有各向异性。

30、马氏体是碳在α- Fe 中形成的严重过饱和固溶体，铁素体是碳在α- Fe 中形成的间隙固溶体。

31、低碳钢的硬度低，为了改善其切削性能，应采用正火处理；而不能采用
退火处理。

32、根据元素间相互作用不同，固态合金的相结构可分为固溶体和
机械混合物两大类。

33、铸造内应力按产生原因的不同可分为热应力和机械应力两种。

34、在各种铸造方法中，适应性最广的是砂型铸造，生产率最高的是压力铸造，易于获得较高精度和表面质量的是金属型铸造，对合金流动性要求不高的是压力铸造，易于产生比重偏析的是离心铸造。

35、可锻铸铁是先浇注白口铸铁坯件，然后进行石墨化退火而获得的。

36、按照挤压时金属流动方向和凸模运动方向之间的关系挤压可以分为正挤压、反挤压、复合挤压和径向挤压。

37、锤上模锻的模锻模镗有预锻模镗和终锻模镗。

38、锻造设备按作用力的性质不同可分为锻锤和液压机，前者吨位用落下部分的质量表示，后者吨位用产生的最大压力表示。

39、金属的锻造性是金属的塑性和变形抗力两者的综合性能，其好坏决定于
金属的本质以及加工条件两个方面。

40、常用的自由锻造设备有空气锤、蒸汽-空气锤和水压机三种，其中液压机是制造大型锻件的唯一设备。

41、多晶体的塑性变形包括晶内变形和晶间变形两部分。

42、冲孔工艺中周边为工件，冲下部分为废料。

43、粗加工常用的切削液是水，主要让它起冷却作用；精加工常用的切削液是油，主要让它起润滑作用。

44、精度要求高的小锥孔（通孔，未淬火）应用铰孔方法加工；批量大、精度要求较高、尺寸不是很大的花键孔和方孔应用拉削方法加工；箱体零件上尺寸与位置精度都要求高、尺寸较大的孔应用镗孔方法加工；直径大且淬过火、精度要求高的孔应用磨孔方法加工。

45、钻削时，由钻床主轴带动钻头旋转是主运动运动，钻头轴向移动是进给运动。

46、平面磨削可分为周磨和端磨两种方法。

47、车刀的前角是在正交平面中测量的前面与基面之间的夹角。

48、在使用两顶尖安装工件时，必须借助鸡心夹和拨盘来带动工件旋转。

49、切削用量包括切削速度、进给量和背吃刀量切削速度。

50、切屑的种类通常分为带状切削、节状切削切屑和崩碎切屑。

四．问答题
21.在低压铸造中，如何从工艺设计及工艺规范等方面保证获得无缩孔、无气孔的铸件？
1.答案：①工艺设计方面：保证自下而上的顺序凝固原则，如加工艺补贴、加
冷铁、采用通风、水冷等强制冷却措施；
②工艺规范方面：控制好充型及凝固各阶段的压力、速度的变化以及
型温和浇注温度等。

2.试分析锤上模锻和热模锻压力机上模锻飞边槽的作用？_
答案：锤上模锻时，飞边槽的作用是，产生足够大的横向阻力，促使金属充满锻
模模膛；对毛坯金属起调节和补偿作用；对于锤模锻还能起到缓冲作
用。

而热模锻压力机上模锻由于采用于较为完备的制坯工步，金属在
终锻模膛内主要是以镦粗的方式变形，飞边槽的阻力作用不像锤上显
得那么重要，而较多地起着排泄和容纳毛坯上多余金属的作用，即热
模锻压力机上模锻，其飞边槽的主要作用是对毛坯金属起调节和补偿
作用；其次才是起横向阻力作用；并因热模锻压力滑块行程固定且打
击速度慢，模锻时上下模不接触，故不存在起缓冲作用的问题。

3.“马氏体硬而碎”是否正确？为什么？
不正确。

奥氏体强度、硬度高于铁素体，具有良好的塑性和较低的变形抗力，适于塑性成形。

4.简述钻孔时，产生“引偏”的原因及减小“引偏”的措施。

答案：产生“引偏”的原因：
1）横刃较长又有较大负前角，使钻头很难定心；
2）钻头比较细长，且有两条宽而深的容屑槽，使钻头刚性很差；
3）钻头只有两条很窄的螺旋棱带与孔壁接触，导向性也很差。

减小“引偏”的措施：
1)预钻锥形定心坑，即用小锋角、大直径的麻花钻预先钻一个锥形坑，
然后再用所需的钻头钻孔；
2) 采用钻套为钻头导向，这样可减小钻孔开始时的引偏，特别是在斜
面或曲面上钻孔时更为必要；
3）刃磨时，尽量将钻头的两个半锋角和两条主切削刃磨得完全相等，
使两个主切削刃的经向力相互抵削，从而减小钻头的引偏。

）
5. 为什么对普通车床床身导轨在水平面的直线度要求高于在垂直面的直线度要求？而对平面磨床的床身导轨其要求则相反？
因为普通车床的误差敏感方向在水平方向；平面磨床的误差敏感方向在垂直方向。

1. 在制定拉深工艺过程中，如何确定零件的拉深系数和拉深次数？
1.答案：每次拉深后圆筒形件的直径与拉深前毛坯直径之比称为拉深系数m,
m=d/D, 每种材料都存在极限拉深系数，当成形零件拉深系数小于第一次
极限拉伸系数时，应采用多次拉深，由以上基本定义、零件的拉深系数
为 n d m D =零件，n d 为零件直径，D 为坯直径，
123,,,,n n d m m m m m D ==零件通过该式，查表查出，12,,
,n m m m 值可以求出拉深次数。

2. 什么是合金的充型能力？影响合金充型能力的因素有哪些？
2.答案：液态金属充满铸型型腔，获得尺寸精确、轮廓清晰的成形件的能力，称
为液态金属的充型能力。

液态金属的充型能力取决于熔融金属的流动能
力，熔融金属的流动能力越强，其充型能力也越强。

影响液态金属充型
能力的因素有金属本身的流动性和工艺因素两方面。

3. 冲裁模具的凸凹模之间的间隙值大小对冲裁件剪切断面质量有何影响？
3.答案：冲裁模的凸凹模之间的间隙值对断面的质量有很大的影响，当间隙过小
时，由于分离面上下裂纹向材料中间扩展时不能互相重合，将被第二次
剪切才完成分离，因而出现二次挤压而形成二次光亮带，毛刺也有所增
长，但冲裁件容易清洗，断面较垂直。

当间隙过大时，材料受到很大的
拉深的弯曲应力作用，冲裁件光亮带小，圆角和斜度加大，毛刺大而厚，难以去除。

4. 何谓加工精度？加工精度包括哪个几个方面？
4.答案：加工精度是指零件在机械加工后的几何参数（尺寸，几何形状及相互位
置）与零件理想几何参数的符合程度。

加工精度包括：尺寸精度，形状精度，位置精度。

5. 何谓顺铣及逆铣？采用顺铣时，对铣床和工件有什么要求？为什么？
5. 答案：当铣刀与工件接触部分的旋转方向与工件的进给方向相反时称为逆铣，
反之，为顺铣。

图略。

顺铣时，水平分力F H 的方向与工作台的进给方向相同，F H 大小的
变化会使工作台忽左忽右来回窜动，造成切削过程的不平稳，引起啃刀、打刀甚至损坏机床。

逆铣时没有工作台窜动问题。

因此，当加工无硬皮的工件时，且铣床工作台的进给丝杠和螺母具
有间隙消除装置时，采用顺铣为好。

五．综合题
1. 尺寸为800mm 800mm 30mm ⨯⨯的铸铁钳工平板采用砂型铸造，铸后立即安排
机械加工，但使用了一段时间后出现翘曲变形。

（1）该铸件壁厚均匀，为什么会发生变形？分析其原因。

1. (1)答案：铸铁钳工平板中心处热量集中，冷却速度慢，受拉应力，而四周
热量分散，冷却速度较快，受压应力；同时，平板上部比下部冷却
快，上部受压而下部受拉，因此会产生翘曲变形。

（2）如何改进平板结构设计，防止铸件变形。

(2)答案：在中心处开设工艺孔或增加加强筋。

2. 简要说明冷挤压工艺的主要优点与缺点，指出由图2a 所示圆饼毛坯（20号
钢）成形为图2b 所示圆筒形零件应采用那种挤压工艺？试推导写出毛坯高度H 0、毛坯成形为零件的断面收缩率A ε和所需要的挤压力F 的计算公式？ 答案：冷挤压工艺的主要优点是：挤压件尺寸精度高，表面粗糙度低；材料利用
率高；由于在三向压应力状态下成形，有利于提高金属材料的塑性，
加上冷作硬化效应，可提高挤压件的力学性能。

其缺点是：变形抗力
大，所需要的设备吨位大；挤压变形工序前需对毛坯进行退火和表面
处理，因而不能连续生产。

由图2a 示圆饼毛坯成形为图2b 所示杯筒件应采用反挤压工艺。

由体积相等原理并假设0D D =得：
()()],[4.
420220020h D h H d D H D +-⨯-=π
π
毛坯高度：()
h D h H d D D h D h H d D H +-⨯-=+-⨯-=2022020202200)(.)()( 断面收缩率：%100%100202
00⨯=⨯-=D d A A A A ε
挤压力：2
4...d P C F π
=
若0D ＝50,d=40,H=50,h=5（单位为mm ），并有p ＝1500Mpa ，代入上
面的公式，得
()
()mm H 2.2155055040502220=+-⨯-= %64%100504022
=⨯=A ε
KN F 4.245040415003.12=⨯⨯=π
3. 某钢的过冷奥氏体等温转变曲线如图所示，指出图中各点处的组织。

答案：① B下② P+F+A ③ P+F ④B下＋A ⑤ M＋Ar
4.工件采用夹具的定位状态如图2图3所示，试分析分别限制了工件的哪些自由
度。

答案：限制四个自由度：绕X轴转动和平移限制了五个自由度：绕X轴转动
绕Z轴转动和平移绕Y 轴转动和平移
绕Z 轴转动和平移
图2 图3
5.加工图示零件上的指定表面，零件材料均为45钢，未淬火。

试选定加工机。