金属工艺学部分作业答案课件

机械制造基础作业（4）
1. 切削用量三要素是 V、f、ap 。车外圆时，已知工件 转速n=320r/min，车刀移动速度vf=64mm/min， 其它条件如图4-1所示，试求切削速度v、进给量f、切 削深度ap。
V=
2. 绘图表注下列刀具的几何角度（γ0 、α0 、Kr 、Kr’）
1）外圆车刀（γ0 =100 、α0 =80 、Kr =600 、Kr’=100）
材料：45 淬火回火： HRC40~45 单件、小批量生产
序 工序 号 名称
工序内容
设备
1 车 车端面、打中心孔；车另一端面、打中心孔。 车床
2 车 粗车—半精车方头外圆、倒角；粗车—半精 车床 车16外圆、倒角、切槽。
3 铣 铣方头。
4 钻 钻6小孔。
5 热 淬火回火至HRC40~45。
6
修研中心孔。
2. 手工电弧焊的焊条由（1）焊条芯和（2）药皮两部分组 成；（1）的作用是①导电、②填充；（2）的作用是①机 械保护作用、 ② 冶金处理作用、③稳定电弧的作用。
3．焊接接头由（1） 焊缝 和（2） 焊接热影响区 组成， （2）又可分为 熔合区 ， 过热区 ， 正火区 和 部分相 变区 等四个区域，其中对焊接接头性能影响最大的区域 是熔合区和过热区 。
Q235
冲压件
45
轴类
60Si2Mn
弹簧
T8
锉刀
T13A
钻头
W18Cr4V
铣刀
15
冲压件
2. 合金的结构有（1）固溶体 ，（2）金属化合物， （3）机械混合物 三种；其中固溶体具有良好的塑性， 金属化合物具有高的硬度和脆性。
3. 铸造合金从冷却、凝固至室温，起收缩要经历液态 收缩、凝固收缩和固态收缩三个阶段，其中固态收缩 是产生应力和裂纹的根本原因，液态收缩和凝固收缩 是产生缩孔和缩松的主要原因。
其中以锻造方法制得的拖钩拖重能力最 大。这是因为（1）细化晶粒、改善组 织，提高力学性能；（2）压合铸造缺 陷；（3）使纤维组织不被切断，并沿 制件外形合理分布。
5．对图2-3和图2-4定性绘出锻件图，并选择自由锻基本 工序（零件全部机械加工）。 （1）阶梯轴（图2-3）。坯料尺寸：ф150×220 ； 材料：45钢 ；生产批量：10件。
（2）确定浇注位置并用符号“ 上、下”表示；
（3）对铸件结构不合理的地方作出修改。
9. 图1-4所示为铸铁底座，在保证50的孔和H不变的前提下，请回答： （1）修改结构不合理之处；（2）在图上标出最佳分型面和浇注位置。
55 15
120
20
15
φ85 φ50
39 0 46 0 50 0
10．确定如图1-5 所示铸件的铸造工艺方案。要求如下：
6. 灰口铸铁的组织和性能决定于什么因素？为什么在 灰口铸铁中，碳硅含量越高，则其强度越低？
1）灰口铸铁的组织和性能决定于化学成分和冷却速度。
2）因为碳、硅含量越高，铸铁中的石墨片就越粗大， 石墨数量也越多，对基体的破坏就越严重。同时基体 中铁素体的量增加，珠光体的量减少。所以铸铁的强 度越低。
7．用成分相当于牌号HT200的铁水浇注成如图1-2所示的 铸件，该铸件最厚截面为60mm，最薄截面为15mm，试 问最厚和最薄截面上的组织是否相同？为什么？
5. 现有厚4mm、长1200mm、宽800mm的钢板3块，需 拼焊成一长1800mm、宽1600mm的矩形钢板，问如图所 示的拼焊方法是否合理？为什么？若须改变，怎样改变？为 减小焊接应力与变形，其合理的焊接次序应如何安排？
2
3 1
6．判断下列各种焊件的结构是否合理？若不合理， 请在原图上修改。
其余
工序:1)镦粗、2）预锻、3）终锻、 4）切边、5）冲孔、6）修整。
7．下列自由锻件、模锻件及冲压件的结构工艺性是否 合理，若不合理，请修正。
①设计模锻斜度；
②设计模锻斜度； ③模锻件壁不能太薄；
④最小截面与最大截 面之比应大于0.5。
机械制造基础作业（3）
1. 按照焊接过程的特点，可把焊接方法分为熔化焊、 压力焊和钎焊三大类。手工电弧焊属于熔化焊，而点焊 属于压力焊。
淬火 钻孔—粗镗—半精镗—磨削； 不淬火 钻孔—扩孔—粗绞—精绞；
钻孔—粗镗—半精镗—精镗—精细镗。
6. 图4-3所示为心轴体零件，数量28 件，毛坯为锻件， 请选择加工方案。
表面
加工方案
A M24
钻孔—镗内孔—车螺纹（攻丝）
B 7：24锥面 粗车外圆—半精车外圆—车锥面
C 48h6
粗车—半精车—粗磨—精磨
3. 图3-1所示垫圈拟采用简单冲裁模生产，其冲压 工序为（1）落料、（2）冲孔，若模具的单面间隙 为0.05mm，则（1）的凸模尺寸为49.9mm、凹 模尺寸为50mm，（2）的凸模尺寸为15mm、 凹模尺寸为15.1mm。
4. 图3-3所示为一钢制拖钩，可以用下 列方法制造：铸造、锻造、板料切割，
①拔长；②切肩、拔长； ③切肩、拔长。
（2）套筒（图2-4）。坯料尺寸：ф150×170 ；材 料：45钢 ；生产批量：20件。
①镦粗；②冲孔；③切肩； ④芯轴拔长。
①拔长；②局部镦粗； ③冲孔。
（3）压盖
①拔长；②局部镦粗； ③冲孔。
①镦粗；②冲孔；③ 切肩；④芯轴拔长。
6．图2-5所示零件大批量生产时，应选择哪种锻造方法 较为合理？请定性绘出锻件图，并选择锻造基本工序。
②
下
①
上
③
④
12．铸件结构工艺性： 判断下列铸件的结构工艺性，若不合理，请在原图上进行修改。
机械制造基础作业（2）
1. 纯铅（T熔：327℃）的再结晶温度为-33℃，它在常温 下的变形为 热 变形。而钨（ T熔：3380℃）在1000℃ 的变形为 冷 变形，这是因为 T再 = 1188℃>1000℃ 。
1）不同。
2）因为铸件壁厚不同，即其冷却速度不 同。厚壁处铸件的冷却速度慢，铸铁中的 石墨片就粗大，石墨数量也越多，对基体 的破坏就越严重。同时基体中铁素体的量 增加，珠光体的量减少。薄壁处铸件的冷 却速度快，铸铁中石墨片细小，石墨数量 较少。同时基体中铁素体的量减少，珠光 体的量增多。
8. 某些铸件如图1-3所示，请回答下列问题： （1）选择分型面并用符号“ ”表示；
上 收缩率:1% 下
12. 图2-1所示铸件在单件、小批量生产中，应采用哪种造 型方法？在原图上用符号标出最佳的分型面与浇注位置。
上下
上 下
13. 生产如图2-3所示铸件，材料为HT150，试回答下列问题（1）标 出图示零件几种不同的分型方案；（2）在你认为最佳的分型方案上做 铸造工艺图。
铸造收缩率：1%
2）端面车刀（γ0 =150 、α0 =100 、Kr =450 、Kr’ =300）
3）内、Kr
=600
、Kr’ =100） 切削平面
1）车外圆
n
0
0
dw dm
kr
f
Kr’ 主剖面
(2) 端面车刀
切削平面
n
f
0
0
kr
dw
Kr’ 主剖面
(3) 内圆车刀
0
0
n
kr Kr’
表面粗 糙度
加工方法及加工顺序
粗车—半精车
粗车—半精车—精车
粗车—半精车—磨
粗车—半精车—精车—精细车
粗车—半精车—粗磨—精磨—研磨
2．判断下列零件的结构工艺性是否合理，若不合理， 请在原图上修改。
4-M6
4-M5
4-M6
4-M6
3．如图5-3图示为一小轴零件，中小批生产，试填 表制定其机械加工工艺过程。
（2）碳溶入γ—Fe中所形成的固溶体是奥氏体，其 符号为A，性能特点是强度低，塑性高。
（3）渗碳体是 Fe 与 C 形成的金属化合物，其分 子式为Fe3C ，性能特点是硬度高，脆性大。
2. 将下表中所列达到钢种归类
钢号
质量
类 含碳量
别 成分
用途
适用零 件举例
普 优 高优 低 中 高 碳素 合金 结构 工具
6. 填表比较下例不同的焊接方法
焊接方法 手工电弧
焊
埋弧自动 焊
氩弧焊 电渣焊 电阻焊 钎焊
热源 电弧热
电弧热
电弧热 电阻热 电阻热 外加热源
保护方式 药皮
（气、渣） 焊剂
（气、渣） 氩气
液态渣池 无 溶剂
焊接材料 可焊焊位
电焊条
全
焊丝、焊剂 平
焊丝、氩气 全
焊丝、焊剂 立
无
全
钎料、溶剂 全
4. 在焊接丁字形截面梁时（如图4-1），由于焊缝位置分布 不对称，因此焊后易产生弯曲变形，请在原图上用画出弯曲 后的焊件轮廓（即焊件的弯曲方向），现拟采用火焰加热法 矫正该变形，在原图上标出加热部位。
7 磨 磨16外圆。
铣床 钻床
磨床
4．如图5-4图示为一法兰盘零件，毛坯为铸件，中小 批生产，试填表制定其机械加工工艺过程。
序 工序 号 名称
工序内容
设备
1 车 粗车—半精车端面、粗车—半精车285外圆、车床 粗车—半精车85内圆；掉头粗车—半精车 端面、倒角。
4．影响铸铁组织和性能的因素是什么？现有三根直径分别为 10mm、30mm、60mm的灰口铸铁试棒，测得它们的 抗拉强度均为200Mpa，问这三根试棒的成分是否相同？牌 号是否相同？为什么？
1)化学成分和冷却速度。
2）牌号相同，成分不同。因为其强度相同。
3）因为影响铸铁组织和性能的因素是化学成分和冷却速度 两个因素。试棒的直径不同—冷却速度不同，要获得同一 强度，必须调整其化学成分。
（1）在单件、小批生产条件下，分析最佳工艺方案；
（2）按所选最佳工艺方案绘制铸造工艺图（包括浇注位置、分型 面、机械加工余量、起模斜度、铸造圆角、型芯及芯头等）
其余
材料：HT150
上 收缩率：1% 下
11．确定如图1-6 所示铸件的铸造工艺方案。要求如下： （1）在单件、小批生产条件下，分析并确定最佳工艺方案； （2）按所选最佳方案绘制铸造工艺图（包括浇注位置、分型 面、机械加工余量、起模斜度、铸造圆角、型芯及芯头等）
D 直角槽
插
7. 图4-4所示为小架零件，数量50 件，毛坯为铸件， 请选择加工方案。
表面 A 平面 B 20h7 C 凸台 D 通槽 E M6螺纹
加工方案 粗铣—精铣
粗车—半精车—粗磨—精磨
铣 铣 钻孔—攻丝
机械制造基础作业（4）
1. 按零件要求，选择加工方法及加工顺序。
材料
45 45 45 黄铜 45
作业
机械制造基础作业（1）
1.材料的常用力学性能指标有那些？若某种材料的零 件在使用过程中突然发生断裂，是由于那些力学性能 指标不足所造成的？ 常用力学性能指标有: 强度、塑性、刚度、硬度、冲击韧性、疲劳强度。 强度、塑性、冲击韧性、疲劳强度。
2. （1）碳溶入—Fe中所形成的固溶体是铁素体，其 符号为F，性能特点是强度低，塑性高。
龙门刨刨平面
主运动
执行者 运动方式
工件
旋转
刀具
旋转
工件 往复直线运动
执行者 刀具 工件 刀具
进给运动 运动方式 直线运动 直线运动
间歇直线运动
钻孔（钻床） 刀具
旋转
刀具
直线运动
卧式镗床镗孔 刀具
旋转
工件
直线运动
φ50
+ 0.027
φ35 0
5. 选择图5-2所示零件内孔的加工方法（材料：45）
0.8
f
3. 工件的基准包括（1） 设计 基准和（2）工艺 基准， 其中（1）为 在零件图上所使用的基准，（2）为 在零件 的制造、装配和测量过程中 所使用的基准。
4. 填表回答所列加工方法的主运动和进给运动的执 行者（工件或刀具）及运动形式（旋转运动、直线 运动或往复直线运动）
加工方法
车外圆面 铣平面
T再 = 0.4T熔 = 0.4（327+273）= 240（K） T再 = 240 – 273 = -33（℃） T再 = 0.4T熔 = 0.4（3380+273）= 1461（K） T再 = 1461– 273 = 1188（℃）
2. 压力加工的基本生产方式有轧制、挤压、拉拔、自由锻、 模锻、板料冲压，对于大型重要件，例如大型发电机中转 子的毛坯应采用自由锻方法来生产。
4. 电弧焊的冶金过程特点是（1）熔池温度高于一般 冶金温度，（2）熔池冷却速度快、液态停留时间短， （3）空气对焊缝的影响严重。
5. 生产中常见的焊接变形形式有：收缩变形、角变形、弯 曲变形、扭曲变形、波浪形变形等五种。减小和预防焊接变 形的工艺方法有：加裕量法、反变形法、刚性固定法、选择 合理的焊接次序等。矫正焊接变形的方法有：机械矫正法和 火焰矫正法。
5．有一测试铸造应力用的应力框铸件，如图1-1所示，凝 固冷却后，用钢锯沿A-A线锯断，此时断口间隙的大小会 发生什么变化？为什么？
1）变大。
2）因为凝固冷却后，铸件ф30 的粗杆处于拉应力状态，铸件 ф10的细杆处于压应力状态。 当沿A-A锯断后，粗杆给予细杆 的压力被释放，所以断口间隙 会变大。