机械制造基础课后作业教案资料

第一章工程材料的基本知识

1，说明下列符号的含义及其所表示的机械性能指标的物理意义：σs，σb，HRC,180HBS10/1000/30 答：σs屈服强度符号，材料产生屈服现象时的最小应力值称为屈服强度。σs=F S/S O. σb 抗拉强度符号，材料被拉断前承受最大载荷时的应力值称为抗拉强度。σb= F b/S O. HRC洛氏硬度符号，压头为1200金刚石圆锥体。180HBS10/1000/30表示用直径为10mm的淬火钢球在1000Kgf的载荷作用下，时间保持30s所测得的布氏硬度值为180。

2，为什么冲击韧性值不直接用于设计计算？它与塑性有何关系？

答：冲击韧性值是通过一次摆锤冲击试验测得的，测试时要求一次冲断，而生产实地中的工件大多数都是多次冲击后才被破坏的，这与冲击试验中一次冲断的情况相差较大，所以冲击韧性值常规下只用于判定材料是塑性的还是韧性的，而不用于直接设计。韧性是材料强度和塑性的综合指标,当材料的强度和塑性都很好时，材料的韧性才会很好。

3，何谓金属的疲劳和蠕变现象？它们对零件的使用性能有何影响?

答：金属在连续交变载荷的作用下发生突然性的断裂称为疲劳断裂。金属在高温长时间应力作用下产生明显的塑性变形直至断裂的现象称为蠕变。在设计零件时，必须考虑疲劳强度和蠕变强度及持久强度。

4.Fe—Fe3C相图在生产实践中有何指导意义？有何局限性？

答：铁碳合金相图的指导意义：（1），选择材料方面的应用；（2），铸造方面的应用；（3），锻造方面的应用；（4），热处理方面的应用；

由于铁碳相图是以无限缓慢加热和冷却速度得到的，而在实际加热和冷却都有不同程度的滞后现象。

第二章钢的热处理

一，何为钢的热处理？钢的热处理有哪些基本类型？

答：钢在固态下采用适当方式进行加热、保温，并以一定的冷却速度冷却到室温，改变钢的组织从而改变其性能的一种工艺方法。

类型包括退火、正火。淬火、回火四种基本类型。

二，退火和正火的主要区别是什么？生产中如何选择正火和退火？

答：正火比退火的冷却速度快些，故正火的组织比较细，硬度强度比退火高。

根据其加工性、使用性、经济性来选择。

三，常用的淬火方法有哪些，说明它们的主要特点及应用范围。

答：1，单液淬火法：操作简单，易于实现机械化，自动化。

2，双液淬火法：适用于高碳工具钢制造的易开裂工件，如丝锥、板牙等。

3，分级淬火法：适用于由合金钢制造的工件或尺寸较小、形状复杂的碳钢工件。

4，等温淬火法：适用于形状复杂、且要求具有较高硬度和韧性的工具、模具等工件。

5，局部淬火法：对要求局部有高硬度的工件。

四，回火的目的是什么？常用的回火方法有哪几种？指出各种回火方法得到的组织、性能及应用范围。

答：回火的目的有四个：

1，降低脆性，消除或减少内应力。

2，获得工件所要求的机械性能。

3，稳定工件的尺寸。

4，降低工件硬度，利于切削加工。低温回火组织为回火马氏体，一般为工模具钢要求高硬度高强度的工艺。

中温回火组织为回火屈氏体，一般为弹簧钢处理工艺。

高温回火（调质）组织为回火屈氏体，一般为中碳结构钢处理工艺。

第三章常用材料及选用

1，现有40Cr刚制造的机床主轴，心部要求具有良好的强韧性（200-300HBS），轴颈处要求硬而耐磨（54-58HRC），试问：（1）应进行哪种预处理和最终热处理？(2)热处理后获得什么组织？（3）热处理工序在加工工艺路线中位置如何安排？

答：(1)预处理为调质处理（正火，860℃保温1.5h,空冷）,轴颈最终热处理为调频淬火热处理。(2)热处理后获得的组织是回火索氏体。（细粒状渗碳体和铁素体基体的混合物）。

（3）下料--锻造--调质—机加工—高频淬火—回火—磨加工。

2，选择零件材料应遵循哪些原则？

答：（1）根据成品的要求（2）根据加工条件（3）考虑经济性

2，有一Ф30mm×300mm的轴，要求摩擦部分硬度为53-55HRC，现选用30钢来制造，经调制处理后表面高频淬火(水冷)和低温回火，使用过程中发现摩擦部分严重磨损，试分析失败原因，并提出再生产时解决的方法。

答：30钢经淬火处理后得到的金相组织大部分为板条状马氏体，高温回火后其金相组织为回火索氏体加铁素体加珠光体，表面高频淬火后只得到部分针状马氏体，故其硬度与耐磨性都不够。再生产时将钢材改用为45钢或40Cr钢制造可解决耐磨问题。

第四章金属毛坯的热成型

1，砂型铸造的工艺过程主要包括哪些内容？

答：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。

2，手工造型方法有哪几种？

答：整模造型、分模造型、挖砂造型、活块造型四种。

3，何谓加工硬化？如何改善加工硬化后的金属与合金的性能？

答：金属在塑性变形过程中，随着变形程度的增加，其强度、硬度提高，而塑性、韧性降低的现象称为加工硬化。通过回复与再结晶可以改善加工硬化后金属的性能。

4，什么是金属的锻造性能？其影响因素主要是什么？

答：金属的锻造性能是衡量金属在经受压力加工时获得优良制品的难易程度的工艺性能。主要因素为金属的塑性和变形抗力两个指标。

5，自由锻主要有哪些工序？

答：自由锻工序主要有基本工序、辅助工序、精整工序三大类

6，板料冲压有哪些基本工序？

答：主要有分离工序和变形工序。

7，何谓焊接电弧？其构造与温度分布如何？

答：焊接电弧是电极与工件之间的气体介质中产生的强烈而持久的放电现象。电弧分为阳极区、阴极区、弧柱区。其中阳极区热量占43%，阴极区热量占36%，弧柱区热量占21%。

8，什么是电弧的极性？如何选用？

答：用直流电焊接时就有极性的选择，焊件接正极，焊条接负极，称为正接，反之称为反接，焊薄板时常用反接法。

9，电焊条由哪些部分组成？其作用是什么？