工程材料與成型工藝基礎(chǔ)習(xí)題答案ppt課件

1 工程材料的主要性能分為 1 使用性能和 2 工藝性能 1 又包括力學(xué)性能 物理性能和化學(xué)性能等 作業(yè)1工程材料 2 金屬的變形包括彈性變形和塑性變形 一 填空題 3 通過拉伸試驗(yàn)可測得的強(qiáng)度指標(biāo)主要有屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度 可測得的塑性指標(biāo)有延伸率和斷面收縮率 5 實(shí)際金屬的晶體缺陷有點(diǎn)缺陷 空位或間隙原子 線缺陷 位錯 和面缺陷 晶界 4 常見的金屬晶格類型有體心立方晶格 面心立方晶格和密排六方晶格三種類型 Fe屬于體心立方晶格 Fe屬于面心立方晶格 Fe屬于體心立方晶格 6 金屬的理論結(jié)晶溫度與實(shí)際結(jié)晶溫度之差稱為過冷度 金屬的冷卻速度越快 過冷度越大 獲得的晶粒越細(xì) 7 細(xì)化金屬材料的晶粒 可使金屬的強(qiáng)度 硬度提高 塑性 韌性提高 在生產(chǎn)中常用的細(xì)化晶粒的方法有增大過冷度 變質(zhì)處理 機(jī)械攪拌和振動 壓力加工再結(jié)晶 熱處理 8 合金的晶體結(jié)構(gòu)有固溶體和金屬化合物 其中固溶體具有良好的塑性 金屬化合物具有高的硬度和脆性 10 鐵碳合金相結(jié)構(gòu)中 屬于固溶體的有鐵素體和奧氏體 其中鐵素體是碳在 Fe中形成的固溶體 11 鐵碳合金的力學(xué)性能隨含碳量的增加 其強(qiáng)度和硬度增高 而塑性和韌性降低 但當(dāng)wC 1 0 時 強(qiáng)度隨其含碳量的增加而降低 9 在鐵碳合金的基本組織中 珠光體屬于復(fù)相結(jié)構(gòu) 它由鐵素體和滲碳體按一定比例組成 珠光體用符號P表示 12 鐵碳合金中 共析鋼wC為0 77 室溫平衡組織為P 亞共析鋼wC為0 77 室溫平衡組織為P Fe3C 共晶白口生鐵wC為4 3 室溫平衡組織為Ld 亞共晶白口生鐵wC為4 3 室溫平衡組織為Fe3CI Ld 13 鋼是以Fe為主要元素 含碳量一般在2 11 以下 并含有其他元素的材料 鋼按化學(xué)成分可分為碳素鋼 合金鋼和特殊性能鋼三類 鋼按主要質(zhì)量等級分類 可分為普通鋼 優(yōu)質(zhì)鋼和高級優(yōu)質(zhì)鋼三類 合金鋼均屬于優(yōu)質(zhì)鋼和高級優(yōu)質(zhì)鋼質(zhì)量等級鋼 14 20CrMnTi鋼按化學(xué)成分分類 它屬于結(jié)構(gòu)鋼中的合金鋼 適宜制造齒輪等較重要的零件 16 GCr9 GCr15鋼按化學(xué)成分分類 它們屬于結(jié)構(gòu)鋼中的合金鋼 主要用來制造軸承套圈 滾珠 滾柱 15 40Cr 40CrMo鋼按化學(xué)成分分類 它們屬于結(jié)構(gòu)鋼中的合金鋼 適宜制造主軸 連桿等零件 二 簡答題與應(yīng)用題1 材料的常用力學(xué)性能指標(biāo)有那些 若某種材料的零件在使用過程中突然發(fā)生斷裂 是由于那些力學(xué)性能指標(biāo)不足所造成的 1 常用力學(xué)性能指標(biāo)有 強(qiáng)度 塑性 剛度 硬度 沖擊韌性 疲勞強(qiáng)度 2 零件在使用過程中突然發(fā)生斷裂 是由于強(qiáng)度 塑性 沖擊韌性 疲勞強(qiáng)度等力學(xué)性能指標(biāo)不足所造成的 2 畫出低碳鋼的應(yīng)力 應(yīng)變曲線 并簡述拉伸變形的幾個階段 b oe段 彈性變形esbk段 塑性變形s點(diǎn) 屈服點(diǎn)b點(diǎn) 最大應(yīng)力點(diǎn)k點(diǎn) 斷裂點(diǎn) 3 圖1 1所示為三種不同材料的拉伸載荷 拉力 變形量 伸長量 曲線 試樣尺寸相同 試比較這三種材料的抗拉強(qiáng)度 屈服強(qiáng)度和塑性的大小 抗拉強(qiáng)度 2 1 3屈服強(qiáng)度 1 3 2塑性 3 2 1 圖1 1拉伸曲線 4 用20鋼制成 10 標(biāo)距30 的試樣作拉伸試驗(yàn) 測得屈服時的拉力為21630N 斷裂前的最大拉力為34940N 拉斷后測得標(biāo)距長度為65 斷裂處直徑為5 試計(jì)算 b s 的值 5 零件的失效形式有哪些 影響失效的基本因素有哪些 1 斷裂 塑性變形 過量彈性變形 磨損 腐蝕等 2 設(shè)計(jì)因素 材質(zhì)因素 工藝因素和安裝使用不當(dāng) 6 什么是同素異晶轉(zhuǎn)變 請繪出純鐵的冷卻曲線 并指出同素異晶轉(zhuǎn)變溫度和晶格類型 1 固態(tài)下隨著溫度的變化 金屬的晶體結(jié)構(gòu)從一種晶格類型轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N晶格類型的過程 8 圖1 1所示為部分的鐵碳合金狀態(tài)圖 請?jiān)谟疫叺腡 t圖中畫出含碳量為0 45 的鐵碳合金的結(jié)晶過程并標(biāo)注出各溫度段的組織 L L A A F F P A 11 填表回答 一 填空題1 液態(tài)金屬的充型能力主要取決于合金的流動性 流動性不好的合金鑄件易產(chǎn)生澆不足和冷隔 氣孔 夾渣等鑄造缺陷 2 影響液態(tài)合金流動性的主要因素有合金的化學(xué)成分 合金的物理性質(zhì) 合金的溫度 不溶雜質(zhì)和氣體等 合金的凝固溫度范圍越寬 其流動性越差 3 任何一種液態(tài)金屬注入鑄型以后 從澆注溫度冷卻至室溫都要經(jīng)歷三個相互聯(lián)系的收縮階段 即液態(tài)收縮 凝固收縮和固態(tài)收縮 導(dǎo)致鑄件產(chǎn)生縮孔和縮松的根本原因是液態(tài)收縮和凝固收縮 導(dǎo)致鑄件產(chǎn)生應(yīng)力 變形 裂紋的原因是固態(tài)收縮 金屬材料成形基礎(chǔ)作業(yè) 2 4 鑄件在凝固過程中所造成的體積縮減如得不到液態(tài)金屬的補(bǔ)充 將產(chǎn)生縮孔或縮松 凝固溫度范圍窄的合金 傾向于 逐層凝固 因此易產(chǎn)生縮孔 而凝固溫度范圍寬的合金 傾向于 糊狀凝固 因此易產(chǎn)生縮松 5 準(zhǔn)確地估計(jì)鑄件上縮孔可能產(chǎn)生的位置是合理安排冒口和冷鐵的主要依據(jù) 生產(chǎn)中確定縮孔位置的常用方法有畫等溫線法 內(nèi)切圓法和計(jì)算機(jī)模擬凝固法等 6 順序凝固原則主要適用于逐層凝固的合金 其目的是消除縮孔 同時凝固原則主要適用于糊狀凝固的合金 其目的是減小應(yīng)力 7 鑄件在冷卻收縮過程中 因壁厚不均等因素造成鑄件各部分收縮的不一致引起內(nèi)應(yīng)力 這種應(yīng)力稱之為熱應(yīng)力 鑄件收縮受到鑄型 型芯及澆注系統(tǒng)的機(jī)械阻礙而產(chǎn)生的應(yīng)力稱為機(jī)械應(yīng)力 8 砂型鑄造制造鑄型的過程 可分為手工造型和機(jī)器造型 各種機(jī)器造型機(jī)械按緊實(shí)型砂的特點(diǎn)不同分為震壓造型 微震壓實(shí) 高壓造型 拋砂造型等 9 特種鑄造主要包括熔模鑄造 金屬型鑄造 壓力鑄造和離心鑄造等 10 在大批量生產(chǎn)條件下 下列鑄件宜選用的鑄造方法是 機(jī)床床身砂型鑄造 鋁活塞壓力鑄造 鑄鐵污水管離心鑄造 汽輪機(jī)葉片壓力鑄造 1 液態(tài)合金的充型能力是液體金屬充滿鑄型型腔 獲得尺寸精確 輪廓清晰的成形件 鑄件 的能力 2 影響液態(tài)合金充型能力的因素有合金的流動性 澆注條件 鑄型充填條件 1 合金在鑄造生產(chǎn)條件下 獲得優(yōu)質(zhì)鑄件的難易程度 2 流動性和收縮 合金的流動性越好 收縮越小 鑄造性能越好 2 什么是合金的鑄造性能 衡量合金鑄造性能的主要指標(biāo)是什么 其是如何影響的 二 簡答題與應(yīng)用題 1 什么是液態(tài)合金的充型能力 影響液態(tài)合金充型能力的因素有哪些 3 現(xiàn)采用鑄造方法澆注三根直徑分別為 10mm 30mm 60mm的灰口鑄鐵試棒 測得它們的抗拉強(qiáng)度均為200MPa 問這三根試棒的成分是否相同 牌號是否相同 若不相同 應(yīng)有何區(qū)別 1 牌號相同 成分不同 2 因?yàn)殍T鐵的牌號是用強(qiáng)度來表示的 其強(qiáng)度相同 則牌號相同 而影響鑄鐵組織和性能的因素是化學(xué)成分和冷卻速度兩個因素 試棒的直徑不同 冷卻速度不同 要獲得同一強(qiáng)度 必須調(diào)整其化學(xué)成分 即 10mm的試棒其碳硅含量較高 而 30mm 60mm的試棒其碳硅含量依次降低 4 有一測試鑄造應(yīng)力用的應(yīng)力框鑄件 如圖2 1所示 凝固冷卻后 用鋼鋸沿A A線鋸斷 30的粗桿 此時斷口間隙的大小會發(fā)生什么變化 為什么 1 變大 2 因?yàn)槟汤鋮s后 30的粗桿處于拉應(yīng)力狀態(tài) 10的細(xì)桿處于壓應(yīng)力狀態(tài) 當(dāng)沿A A鋸斷后 粗桿給予細(xì)桿的壓力被釋放 細(xì)桿的彈性壓縮變形恢復(fù)伸長 所以斷口間隙會變大 圖2 1鑄造應(yīng)力框鑄件 5 灰口鑄鐵的組織和性能決定于什么因素 為什么在灰口鑄鐵中 碳硅含量越高 則其強(qiáng)度越低 1 灰口鑄鐵的組織和性能決定于化學(xué)成分和冷卻速度 2 因?yàn)樘?硅含量越高 鑄鐵中的石墨片就越粗大 石墨數(shù)量也越多 對基體的破壞就越嚴(yán)重 同時基體中鐵素體的量增加 珠光體的量減少 所以鑄鐵的強(qiáng)度越低 6 有一包鐵水 其成分為wC 3 2 wSi 1 8 澆成階梯型鑄件 如圖2 2所示 試問在五個厚度不同的截面上的組織是否相同 各是何種組織 1 不同 2 由于鑄件壁厚不同 其各部分冷卻速度不同 壁厚5 10 20 30 40mm處的組織分別為麻口組織 Ld 石墨 P 石墨 P 石墨 F P 石墨 F 石墨 圖2 2階梯鑄件 7 某廠鑄造一個 1500mm的鑄鐵頂蓋 有如圖2 3所示兩種設(shè)計(jì)方案 試分析哪種方案易于生產(chǎn) 并簡述其理由 1 方案a易于生產(chǎn) 2 由于鑄件的尺寸很大 壁厚較薄 屬于大平面結(jié)構(gòu) 鑄件上的大平面極易產(chǎn)生澆不足 夾砂 夾渣 氣孔等缺陷 圖 a 的方案 一方面避免了上述不利因素 還因?yàn)榫哂辛艘欢ǖ慕Y(jié)構(gòu)斜度 有利于造型 圖2 3鑄鐵頂蓋的兩種設(shè)計(jì)方案 8 分析圖2 4所示零件分型方案的優(yōu)缺點(diǎn) 并選擇其中與零件生產(chǎn)類型相適應(yīng)的分型方案 大批量生產(chǎn) 單件生產(chǎn) 1 2 方案1 方案1 方案2 方案2 圖 b 方案1 優(yōu)點(diǎn)是起模高度小 砂箱高度減小 缺點(diǎn)是分開模造型對合箱精度要求較高 不易保證整個螺紋內(nèi)孔表面的質(zhì)量 且需要砂芯 方案2 優(yōu)點(diǎn)是整體模造型 鑄件的尺寸精度易于保證 鑄件螺紋內(nèi)孔表面質(zhì)量均勻 可以直接鑄出鑄件的內(nèi)腔 省去了型芯 缺點(diǎn)是下砂箱高度大 起模高度較大 單件生產(chǎn)時 應(yīng)選擇方案2 答 圖 a 方案1 優(yōu)點(diǎn)是起模高度小 砂箱高度減小 缺點(diǎn)是分開模造型對合箱精度要求較高 方案2 優(yōu)點(diǎn)是整體模造型不會因錯箱造成鑄件廢品 鑄件精度易于保證 缺點(diǎn)是下砂箱高度大 起模高度較大 不易起模 機(jī)器造型采用型板時內(nèi)腔1不易形成 在大批量生產(chǎn)時 應(yīng)選擇方案1 9 圖2 5所示為鑄鐵底座 在保證 50的孔和H不變的前提下 請回答 1 修改結(jié)構(gòu)不合理之處 2 在圖上標(biāo)出最佳分型面和澆注位置 上 下 10 確定如圖2 6所示鑄件的鑄造工藝方案 要求如下 1 在單件 小批生產(chǎn)條件下 分析最佳工藝方案 2 按所選最佳工藝方案繪制鑄造工藝圖 包括澆注位置 分型面 機(jī)械加工余量 起模斜度 鑄造圓角 型芯及芯頭等 其余 上 下 11 確定如圖2 7所示鑄件的鑄造工藝方案 要求如下 1 畫出幾種可能的分型方案 2 在單件 小批生產(chǎn)條件下 分析并確定最佳工藝方案 3 按所選最佳方案繪制鑄造工藝圖 包括澆注位置 分型面 機(jī)械加工余量 起模斜度 鑄造圓角 型芯及芯頭等 上 下 收縮率 1 方案 最佳 12 鑄件結(jié)構(gòu)工藝性 判斷下列鑄件的結(jié)構(gòu)工藝性 若不合理 請?jiān)谠瓐D上進(jìn)行改 一 填空題1 單晶體的塑性變形是通過滑移和孿晶的方式完成的 多晶體的塑性變形包括晶內(nèi)變形和晶間變形 2 冷成形后的金屬將產(chǎn)生加工硬化現(xiàn)象 表現(xiàn)為金屬材料的強(qiáng)度和硬度提高 而塑性和韌性降低 3 產(chǎn)生加工硬化的金屬在加熱到較高的溫度時要發(fā)生回復(fù)和再結(jié)晶 4 由于鍛造流線的存在 金屬的力學(xué)性能具有各向異性 一般平行鍛造流線方向的抗拉強(qiáng)度 塑性和韌性比垂直方向要高 5 金屬在鍛造時加熱的目的是提高可鍛性 或提高塑性 降低變形抗力 金屬材料成形基礎(chǔ)作業(yè) 3 6 自由鍛的基本工序有鐓粗 拔長 沖孔 彎曲 扭轉(zhuǎn) 錯移 其中最常用的是鐓粗 拔長 和沖孔三種 7 鍛模模膛通常分為 制坯模膛和 模鍛模膛 其中 又可分為拔長模膛 滾壓模膛 彎曲模膛和切斷模膛 又可分為預(yù)鍛模膛和終鍛模膛 8 沖壓的基本工序包括 分離和 變形 其中 又分為落料 沖孔 剪切等 又分為拉深 彎曲 翻邊等 9 沖壓模具按照沖床的一次行程所完成工序的多少可分為簡單沖模 連續(xù)沖模和復(fù)合沖模 其中在模具的同一位置上同時可以完成兩道以上工序的模具稱為復(fù)合沖模 10 純鉛 T熔 327 的再結(jié)晶溫度為 33 它在常溫下的變形為熱變形 而鎢 T熔 3380 的再結(jié)晶溫度為1188 它在1000 下的變形為冷變形 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 11 壓力加工的基本生產(chǎn)方式有軋制 擠壓 拉拔 自由鍛 模鍛 板料沖壓 對于大型重要件應(yīng)采用自由鍛方法生產(chǎn) 12 圖3 1所示墊圈擬采用簡單沖裁模生產(chǎn) 其沖壓工序?yàn)?1 落料 2 沖孔 若模具的單面間隙為0 05mm 則 1 的凸模尺寸為 49 9mm 凹模尺寸為 50mm 2 的凸模尺寸為 15mm 凹模尺寸為 15 1mm 圖3 1墊圈 二 簡答題與應(yīng)用題1 何謂金屬的塑性成形 壓力加工 為什對某些重要的機(jī)械零件要采用塑性成形制坯 1 在外力作用下使金屬坯料產(chǎn)生塑性變形 獲得具有一定形狀 尺寸和力學(xué)性能的毛坯或零件的成形工藝方法 2 這是因?yàn)樗苄猿尚沃婆魇共牧系牧W(xué)性能提高 a 細(xì)化晶粒 改善組織 b 壓合鑄造缺陷 c 使纖維組織不被切斷 并沿制件外形合理分布 13 單晶體塑性變形的實(shí)質(zhì)是晶體內(nèi)部的滑移和孿晶 而多晶體塑性變形的實(shí)質(zhì)是晶粒內(nèi)部產(chǎn)生滑移和孿晶 晶粒之間進(jìn)行滑動和轉(zhuǎn)動 2 什么是熱塑性成形和冷塑性成形 生產(chǎn)中如何選用 1 在再結(jié)晶溫度以上的變形為熱塑性成型 在再結(jié)晶溫度以下的變形成為冷塑性成形 2 生產(chǎn)中應(yīng)根據(jù)材料的塑性及對零件的要求進(jìn)行選用 材料的塑性較好 要求變形后部分提高強(qiáng)度 硬度時選用冷塑性成形 要求材料的可鍛性好 變形抗力小時選用熱塑性成形 3 熱處理能否消除壓力加工后的纖維組織 采用何種方法可以改變纖維方向 1 不能 2 可以采用壓力加工 塑性成形 的方法改變纖維方向 4 圖3 3所示為一鋼制拖鉤 可以用下列方法制造 鑄造 鍛造 板料切割 其中以什么方法制得的拖鉤拖重能力最大 為什么 1 以鍛造方法制得的拖鉤拖重能力最大 2 這是因?yàn)殄懺炜梢?a 細(xì)化晶粒 改善組織 提高力學(xué)性能 b 壓合部分鑄造缺陷 c 使纖維組織不被切斷 并沿制件外形合理分布 圖3 2拖鉤 拔長 切肩 拔長 切肩 拔長 5 對圖3 3和圖3 4定性繪出鍛件圖 并選擇自由鍛基本工序 零件全部機(jī)械加工 1 階梯軸 圖3 3 坯料尺寸 150 220 材料 45鋼 生產(chǎn)批量 10件 2 套筒 圖3 4 坯料尺寸 150 170 材料 45鋼 生產(chǎn)批量 20件 鐓粗 沖孔 切肩 芯軸拔長 或者 拔長 局部鐓粗 沖孔 6 圖3 5所示零件大批量生產(chǎn)時 應(yīng)選擇哪種鍛造方法較為合理 請定性繪出鍛件圖 并選擇鍛造基本工序 模型鍛造 工序 1 鐓粗 2 預(yù)鍛 3 終鍛 4 切邊 5 沖孔 6 修整 圖3 5齒輪 7 將材料及尺寸均相同的金屬坯料加熱到相同的溫度 分別在空氣錘和水壓機(jī)上成形時 金屬坯料的變形抗力是否相同 為什么 當(dāng)金屬材料的塑性較差時 應(yīng)采用何種鍛壓設(shè)備進(jìn)行成形 1 不同 2 因?yàn)樵诓煌脑O(shè)備上變形速度不同 則其變形抗力不同 其在空氣錘上的變形抗力較大 水壓機(jī)上較小 3 當(dāng)金屬材料的塑性較差時 應(yīng)采用水壓機(jī)進(jìn)行成形 8 現(xiàn)擬將一厚度為2mm 直徑為120mm的平板坯料 拉深成直徑為40mm 高度為40mm的杯形零件 如圖3 6所示 為防止其產(chǎn)生拉裂 拉穿 起皺等缺陷 在模具設(shè)計(jì)及工藝上應(yīng)采取什么措施 現(xiàn)擬采用多次拉深成形 需拉深幾次方可成形 寫出計(jì)算過程 在模具設(shè)計(jì)及工藝上應(yīng)采取 凸凹模的工作部分必須具有一定的圓角 凸凹模間隙要合理 控制拉深系數(shù) m 設(shè)置壓邊圈 涂潤滑油拉深次數(shù) 2次m d D 0 5 0 8 設(shè)取m1 0 5 60 120得d1 60m2 40 60 0 67 0 5由上面的計(jì)算可知 兩次拉深即可成形 圖3 6拉深件 9 下列自由鍛件 模鍛件及沖壓件的結(jié)構(gòu)工藝性是否合理 若不合理 請修正 12 1 按照實(shí)現(xiàn)焊接過程手段的不同 焊接方法可分為熔化焊 壓力焊和釬焊三大類 埋弧自動焊屬于熔化焊 2 手工電弧焊的焊條由 1 焊條芯和 2 藥皮兩部分組成 1 的作用是 導(dǎo)電 填充 2 的作用是 機(jī)械保護(hù)作用 冶金處理作用 穩(wěn)定電弧的作用 金屬材料成形基礎(chǔ)作業(yè) 4 3 焊接接頭由 1 焊縫和 2 焊接熱影響區(qū)組成 2 又可分為熔合區(qū) 過熱區(qū) 正火區(qū)和部分相變區(qū)等四個區(qū)域 其中對焊接接頭性能影響最大的區(qū)域是熔合區(qū)和過熱區(qū) 一 填空題 5 生產(chǎn)中常見的焊接變形形式有 收縮變形 角變形 彎曲變形 扭曲變形 波浪形變形等五種 減小和預(yù)防焊接變形的工藝方法有 加裕量法 反變形法 剛性固定法 選擇合理的焊接次序等 矯正焊接變形的方法有 機(jī)械矯正法和火焰矯正法 4 焊接時 產(chǎn)生焊接應(yīng)力和變形的主要原因是 在焊接過程中 對工件進(jìn)行局部加熱和快速冷卻 6 根據(jù)釬料熔點(diǎn)的不同 釬焊可分為 軟釬焊和硬釬焊兩類 在焊接硬質(zhì)合金車刀時 常用硬釬焊 而在焊接電器元件時 常用軟釬焊 7 焊接時往往都要對被焊工件進(jìn)行加熱 熔化焊加熱的目的是熔化母材和焊接材料 壓力焊加熱的目的是使母材處于塑性狀態(tài) 釬焊加熱的目的是熔化釬料 潤濕母材 8 如圖4 1所示為汽車傳動軸 由鍛件 45鋼 和鋼管 Q235鋼 焊接而成 大批量生產(chǎn)時 合適的焊接方法為CO2氣體保護(hù)焊 使用的焊接材料為焊絲H08Mn 9 汽車車輪由輪圈和輻板組成 材料均為Q235鋼 如圖4 2所示 大批量生產(chǎn)時 輪圈由卷板機(jī)卷成 再經(jīng)手工電弧焊焊接而成 而輪圈與輻板則用CO2氣體保護(hù)焊焊接連為一體 焊接材料為焊絲H08Mn 10 焊接時一般都要對被焊區(qū)域進(jìn)行保護(hù) 以防有害氣體的侵入 手工電弧焊采用熔渣保護(hù) 埋弧自動焊采用焊劑保護(hù) 氬弧焊的保護(hù)措施是氬氣保護(hù) 而在釬焊過程中則利用熔劑來進(jìn)行保護(hù) 圖4 2汽車車輪 二 簡答題與應(yīng)用題 1 減少焊接應(yīng)力的工藝措施有哪些 如何消除焊接應(yīng)力 1 減少焊接應(yīng)力的工藝措施 1 合理選擇焊接順序 2 錘擊或碾壓焊縫 3 采用小能量 多層焊 4 焊前預(yù)熱 焊后緩冷 2 消除焊接應(yīng)力 焊后去應(yīng)力退火 2 試分析焊接工人在焊接厚焊件時 為什么有時用園頭小錘對處于紅熱狀態(tài)的焊縫進(jìn)行敲擊 答 因?yàn)楹翊蠛讣?qiáng)度大 在焊接過程中不易變形 焊接應(yīng)力較大 致使工件產(chǎn)生裂紋的傾向較大 所以在焊接過程中 常用園頭小錘對處于紅熱狀態(tài)的焊縫進(jìn)行敲擊 使其產(chǎn)生塑性變形 以減小應(yīng)力 減小其產(chǎn)生裂紋的傾向 3 焊接熱影響區(qū)的寬窄對焊接接頭的性能有什么影響 如何減少和消除焊接熱影響區(qū) 答 1 焊接接頭包括焊縫和焊接熱影響區(qū) 熱影響區(qū)的寬窄對焊接接頭的質(zhì)量起著決定性的作用 熱影響區(qū)越寬 焊接接頭產(chǎn)生裂紋的傾向越大 承載能力越差 2 減小和消除熱影響區(qū)的方法有 小電流 快速焊接 采用先進(jìn)的焊接方法 焊前預(yù)熱 焊后熱處理 正火 4 釬焊與熔化焊相比 其焊接過程的實(shí)質(zhì)有什么不同 釬焊時所用的熔劑起什么作用 答 1 熔焊是將被焊工件局部加熱到熔化狀態(tài) 彼此產(chǎn)生原子間的結(jié)合形成共同的接頭 實(shí)現(xiàn)永久的連接 而釬焊是用低熔點(diǎn)的金屬做釬料 將工件和釬料加熱到高于釬料熔點(diǎn)而低于母材熔點(diǎn)的溫度 利用液態(tài)釬料濕潤母材 填充接頭間隙并與母材相互擴(kuò)散 冷卻凝固后實(shí)現(xiàn)連接 其兩被焊工件之間無原子間的結(jié)合 2 釬焊時所用熔劑的作用 清理作用 去除表面氧化皮 降低表面張力 改善液態(tài)釬料對焊件的濕潤性 增強(qiáng)毛細(xì)管作用 保護(hù)作用 5 簡述熔焊冶金過程特點(diǎn)及保證焊接質(zhì)量的措施 1 熔焊冶金過程特點(diǎn) a 熔池金屬溫度高于一般冶金溫度 b 熔池金屬冷卻快 處于液態(tài)的時間短 c 空氣對焊縫的影響嚴(yán)重 2 保證焊接質(zhì)量的工藝措施 a 減少有害氣體進(jìn)入熔池 b 滲入合金元素 c 清除已進(jìn)入熔池的有害元素 6 鋁及鋁合金 銅及銅合金等有色金屬焊接的主要問題是什么 在生產(chǎn)中常采取哪些措施解決這些問題 1 鋁及鋁合金的焊接特點(diǎn) 1 易氧化 2 易產(chǎn)生氣孔 3 易變形開裂 4 接頭易軟化 采用氬弧焊 氣焊 釬焊 電阻焊 2 銅及銅合金的焊接特點(diǎn)1 難熔合 2 易氧化 3 易產(chǎn)生氣孔 4 易變形開裂 采用氬弧焊 氣焊 釬焊 碳弧焊 7 在焊接如圖4 3所示的T字形截面梁時 由于焊縫位置分布不對稱 該件焊后易產(chǎn)生彎曲變形 請?jiān)谠瓐D上用虛線畫出該圖可能彎曲后的焊件輪廓 即焊件的彎曲方向 現(xiàn)擬用火焰加熱法矯正該變形 試在原圖上標(biāo)注出加熱部位 8 現(xiàn)有厚4mm 長1200mm 寬800mm的鋼板3塊 需拼焊成一塊長1800mm 寬1600mm的矩形鋼板 問如圖3 2所示的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否合理 若不合理 請予以改正 為減小焊接應(yīng)力與變形 其合理的焊接次序應(yīng)如何安排 焊接次序 123 9 用30mm厚的16Mn鋼板焊接一直徑為5m的容器 16Mn的化學(xué)成分如下 wc 0 12 0 20 wSi 0 20 0 55 wMn 1 20 1 60 wP S 0 045 1 計(jì)算16Mn的碳當(dāng)量 2 判斷16Mn的焊接性 3 在常溫下焊接時是否需要預(yù)熱 預(yù)熱溫度應(yīng)為多少 1 16Mn的成分取上限時 Ce 0 2 1 6 6 0 47 2 16Mn焊接性較差 3 由于16Mn的焊接性較差 焊件厚度又較厚 需焊前適當(dāng)預(yù)熱 以防止裂紋的產(chǎn)生 預(yù)熱溫度150 250 10 什么是焊接電弧 試畫出焊接電弧的結(jié)構(gòu) 并指出各部分的名稱 溫度及熱量分布 1 焊接電弧是在具有一定電壓的電極與焊件之間的氣體介質(zhì)中產(chǎn)生的強(qiáng)烈而持久的放電現(xiàn)象 2 電弧的構(gòu)造及溫度 熱量分布 2400K占36 2600K占42 5000 8000K占21 11 判斷下列各種焊件的結(jié)構(gòu)是否合理 若不合理 請?jiān)谠瓐D上修改 1 切削用量三要素是v f ap 車外圓時 已知工件轉(zhuǎn)速n 320r min 車刀移動速度vf 64mm min 其它條件如圖5 1所示 試求切削速度v 進(jìn)給量f 切削深度ap 金屬材料成形基礎(chǔ)作業(yè) 5 2 繪圖表注下列刀具的幾何角度 0 0 Kr Kr 1 外圓車刀 0 100 0 80 Kr 600 Kr 100 2 端面車刀 0 150 0 100 Kr 450 Kr 300 3 內(nèi)圓車刀 0 100 0 80 Kr 600 Kr 100 1 車外圓 n f 切削平面 主剖面 0 0 kr Kr 切削平面 主剖面 0 0 kr Kr 2 端面車刀 0 0 kr Kr n 3 內(nèi)圓車刀 3 切削刀具材料應(yīng)具備 較高的硬度 有足夠的強(qiáng)度和韌性 有較好的耐磨性 較高的耐熱性 有較好的工藝性等性能 常用的刀具材料有 碳素工具鋼 合金工具鋼 高速鋼 硬質(zhì)合金 4 可加工內(nèi)圓表面的切削加工方法有 鉆 擴(kuò) 鉸 車 鏜 拉 銑 磨 珩磨 其中在實(shí)體上加工孔時 必須首先進(jìn)行鉆削加工 5 可加工平面的切削加工方法有 刨 銑 車 端面 磨 拉 研磨 其中刨和銑是最主要的方法 6 切削力可分解為主切削力 切向力 背向力 徑向力 和進(jìn)給力 軸向力 影響切削力的因素有工件材料 切削用量 刀具角度和刀具材料及切削液 8 切屑的種類有帶狀切屑 節(jié)狀切屑和崩碎切屑 影響切屑變形的因素有工件材料 刀具角度 切削用量 7 刀具磨損的形式有前刀面磨損 后刀面磨損和前后刀面同時磨損 刀具的磨損過程分為初期磨損階段 正常磨損階段和急劇磨損階段三個階段 9 積屑瘤的形成條件是什么 其對加工過程會產(chǎn)生什么影響 1 切削塑性材料 中等切削速度 2 代替切削刃切削 保護(hù)刀具 增大了刀具前角 可減小切削變形和切削力 積屑瘤不穩(wěn)定 易產(chǎn)生振動和沖擊 減低加工精度 增大表面粗糙度 10 刀具的主要標(biāo)注角度有哪些 其對加工過程的影響如何 1 前角 后角 主偏角 副偏角和刃傾角 2 前角的影響 減小切屑的變形 減小前刀面與切屑之間的摩擦力 因此增大前角 可以減小切削力和切削熱 減小刀具的磨損 提高工件的加工精度和表面質(zhì)量 后角的影響 減小刀具后刀面與加工表面之間的摩擦 增大后角 可以減小刀具的磨損 提高工件的加工表面質(zhì)量 主偏角 減小主偏角 提高刀具壽命 使徑向分力增大 易引起工件變形和振動 副偏角 影響零件的已加工表面粗糙度及刀具壽命刃傾角 影響刀頭強(qiáng)度及切屑流出的方向 11 為什么許多復(fù)雜刀具如銑刀 拉刀 滾刀等用高速鋼制造 高速鋼的切削速度比碳素工具鋼和合金工具鋼提高1 3倍 而且韌性好 制造工藝性好 可以鍛 焊 熱軋加工 且熱處理變形小 可以制造形狀復(fù)雜的刀具 12 填表回答所列加工方法的主運(yùn)動和進(jìn)給運(yùn)動的執(zhí)行者 工件或刀具 及運(yùn)動形式 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動 直線運(yùn)動或往復(fù)直線運(yùn)動 13 選擇圖5 2所示零件內(nèi)孔的加工方法 材料 45 14 按零件要求 選擇加工方法及加工順序 15 圖5 4所示為心軸體零件 數(shù)量28件 毛坯為鍛件 請選擇加工方案 16 圖5 5所示為小架零件 數(shù)量50件 毛坯為鑄件 請選擇加工方案 17 加工圖5 6所示零件上的外圓A B C 根據(jù)所給條件選擇加工方案 包括熱處理工序的安排 圖5 6外圓面加工 18 加工圖5 7所示零件上的A B C D孔 根據(jù)所給條件選擇加工方案 包括熱處理工序的安排 圖5 7內(nèi)圓面加工 1 什么是生產(chǎn)過程 什么是工藝過程 金屬材料成形基礎(chǔ)作業(yè) 6 將原材料制成各種零件并裝配成機(jī)器的全過程 稱為生產(chǎn)過程 在生產(chǎn)過程中 直接改變原材料或毛坯的形狀 尺寸 相對位置和性能等 使其成為成品或半成品的過程 稱為工藝過程 2 切削加工過程中所用的夾具有哪些類型 專用夾具主要有哪幾部分組成 夾具中常用的定位元件有哪些 1 按使用范圍的不同 機(jī)床夾具通常可分為以下幾類 通用夾具 專用夾具 成組可調(diào)夾具 組合夾具 自動化生產(chǎn)用夾具 2 專用夾具主要由 定位元件 夾緊裝置 導(dǎo)向及對刀元件 夾具體 連接元件 其他元件及裝置等組成 3 常用的定位元件 支承釘或支承板 V形塊 定位套筒 定位心軸 定位銷 3 工件的基準(zhǔn)包括 1 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和 2 工藝基準(zhǔn) 其中 2 為工藝過程中所使用的基準(zhǔn) 2 又可分為定位基準(zhǔn) 測量基準(zhǔn)和裝配基準(zhǔn) 4 T形螺桿如圖6 1所示 其工藝過程如下 請分別填表寫出其工序 安裝 工位及工步 1 在鋸床上切斷下料 35 125 2 在車床