机械制造工艺基础部分课后答案市公开课一等奖百校联赛获奖课件.pptx

文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。1.1.5 某厂自行设计了一批如图所表示铸铁铁槽型梁。铸后马上进行了机某厂自行设计了一批如图所表示铸铁铁槽型梁。铸后马上进行了机械加工使用一段时间后，在梁长度方向上发生了弯曲变形。械加工使用一段时间后，在梁长度方向上发生了弯曲变形。（1）该梁壁厚均匀，为何还会变形？判断梁变形方向。该梁壁厚均匀，为何还会变形？判断梁变形方向。（2）有何铸造工艺办法能降低变形有何铸造工艺办法能降低变形?（3）为预防铸件变形，请改进槽型梁结构。为预防铸件变形，请改进槽型梁结构。答：1.因为该铸件有应力是不稳定，将自发经过变形来减小内应力，趋于稳定状态。向下凹。2.采取同时凝固方便冷却均匀，或用“反变形”工艺。3.采取以下列图所表示结构。或增加外圆角，减小热节。第1页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。1.1.11 某铸件时常产生裂纹缺点，怎样区分其性质？假如属于热裂某铸件时常产生裂纹缺点，怎样区分其性质？假如属于热裂纹，应该从那些方面寻找原因？纹，应该从那些方面寻找原因？(1)热裂常发生在 铸件拐角处，截面厚度突变处等应力集中部位或铸件最终凝固区缩孔附近或尾部。裂纹往往沿晶界产生和发展，外形波折，不规则，裂缝较宽，裂口表面氧化较严重。冷裂外形常穿过晶粒，呈连续直线状。裂缝细小，宽度均匀，断口表面洁净光滑，含有金属光泽或微氧化色。（2）铸件结构不合理，合金收缩大，型（芯）砂退让性差以及铸造工艺不合理均可能引发热裂，刚和铁中硫，磷降低了刚和铁韧性，使热裂倾向大大提升。第2页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。1.2.2 1.2.2 确定如图所表示铸件铸造工艺方案，要求以下：确定如图所表示铸件铸造工艺方案，要求以下：（1 1）按单件小批生产条件分析最正确方案）按单件小批生产条件分析最正确方案;（2 2）按所选方案绘制浇注位置，分型面，分模面。）按所选方案绘制浇注位置，分型面，分模面。采取型芯三箱造型，或使用型芯二箱造型采取型芯三箱造型，或使用型芯二箱造型上下第3页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。造型方法为手工造型，方案如图：第4页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。1.3.2 1.3.2 试比较压力铸造，低压铸造，挤压铸造三种方法异同点及应用范试比较压力铸造，低压铸造，挤压铸造三种方法异同点及应用范围。围。异同点：压力铸造是动型提供压力，最终从动型中顶出铸件；低压铸造异同点：压力铸造是动型提供压力，最终从动型中顶出铸件；低压铸造是压缩空气提供压力，铸件由浇口进行补缩，不要冒口；挤压铸造压力是压缩空气提供压力，铸件由浇口进行补缩，不要冒口；挤压铸造压力很小，外力不直接作用在工件上，没有塑性变形组织。很小，外力不直接作用在工件上，没有塑性变形组织。应用范围：压力铸造广泛应用于汽车，拖拉机，仪器仪表，医疗器械等应用范围：压力铸造广泛应用于汽车，拖拉机，仪器仪表，医疗器械等制造行业中；低压铸造惯用来生产汽缸体，汽缸盖，活塞，曲轴箱，壳制造行业中；低压铸造惯用来生产汽缸体，汽缸盖，活塞，曲轴箱，壳体等高质量铝合金，镁合金铸件，有时用于生产铜合金，铸铁件。挤压体等高质量铝合金，镁合金铸件，有时用于生产铜合金，铸铁件。挤压铸造适合于生产各种力学性能要求高，气密性好后壁铸件，如汽车铝轮铸造适合于生产各种力学性能要求高，气密性好后壁铸件，如汽车铝轮毂，发动机铝活塞，铝缸体，制动器铝铸件等，不适合生产结构复杂铸毂，发动机铝活塞，铝缸体，制动器铝铸件等，不适合生产结构复杂铸件。件。第5页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。1.4.21.4.2在方便铸造和易于取得合格铸件条件下，图在方便铸造和易于取得合格铸件条件下，图1-621-62所表示铸件结构有所表示铸件结构有何值得改进之处？怎样改进？何值得改进之处？怎样改进？结构改进如图所表示：悬臂部分改为工字梁。第6页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。第7页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。1.5.4 1.5.4 某铸件壁厚有某铸件壁厚有5mm5mm，20mm,52mm20mm,52mm三种，要求铸件各处抗拉强度都能三种，要求铸件各处抗拉强度都能到达到达150MPa150MPa，若选取，若选取HT150HT150牌号灰铸铁浇注，能否满足其性能要求？牌号灰铸铁浇注，能否满足其性能要求？答：由表中数据可得：HT150 175（2.510mm）145(1020mm)130(2030mm)120(3050mm)因铸件在壁厚20mm,52mm处无法承受150MPa强度，所以不满足性能要求。第8页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。2.1.1 锡在20、钨在1100 变形，各属于哪种变形？为何(锡熔点为232，钨熔点为3380)？答：按照绝对温度计算。绝对温度零点是-237。锡在20变形属于热变形，其T再=0.4（232+237）K(1100+237)K。2.2.3 怎样确定模锻件分模面位置？答：按照以下标准确定分模面位置1)要确保模锻件能从模膛中取出。2)按选定分模面制成锻模后，应使上、下两模沿分模面模膛轮廓一致，方便在安装锻模和生产中轻易发觉错模现象，及时调整锻模位置。3)最好把分模面选在模膛深度最浅位置处，使金属很轻易充满模膛，便于取出锻件，有利于锻模制造。4)选定分模面应使零件上所加敷料最少。5)最好使分模面为一个平面，使上、下锻模膛深度基本一致，差异不宜过大，方便于制造锻模。第9页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。2.2.5 图2-55所表示零件模锻工艺性怎样？为何？应怎样修改使其便于模锻？图2-55 答：工艺性不好，原因在于有突出物，不便于取模，存在着薄壁，而且没有一定拔模斜度。修改后图形见教材P70，如图2-26。第10页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。2.2.6 图2-56所表示两个零件采取锤上模锻工艺成形,试选择适当分模面。图2-56(a)平连杆(b)弯连杆 2.2.7 图2-57所表示零件若批量分别为单件、小批、大批量生产时，应选取哪种方法制造？定性画出各种方法所需锻件图。第11页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。(1)其生产为单件，宜采取自由锻，锻件图以下。(2)小批量生产齿轮，宜采取摩擦压力机上模锻，锻件图以下。(3)大批量生产通孔回转体零件，宜采取平锻机上模锻，锻件以下。第12页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。图 2-57 不一样零件 2.2.9 图2-58所表示零件采取模锻方法制坯，设计上有哪些不合理地方？为何？第13页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。不合理地方如图：1.应设计为圆角，减小金属流动时摩擦阻力和使金属液充分填满模膛；2.应有一定拔模斜度,便于拔模；3.应设计得更厚，不然金属轻易冷却，不易充满模膛；4.应为非机械加工面，模锻尺寸精度高和表面粗糙度底，所表示处不用于配合。2.4.4 用50冲孔模具来生产50落料件能否确保冲压件精度？为何？答：不能。冲孔模设计以凸模为基准，考虑到磨损，凸模取合乎公差要求最大值，因而，使用冲孔模，来生产落料件，尺寸偏大。2.4.5 用2501.5板料能否一次拉深成直径为50拉深件？应采取哪些办法才能确保正常生产？假如为屡次拉深，请设计每次拉深系数。答：不能一次拉深成型，应采取屡次拉深，为确保材料有足够塑性，一两次拉深之后应安排工序间退火处理，再着，屡次拉深中，拉深系数应一次比一次大。各次拉深系数，m1=0.5，m2=0.625，m3=0.64(m=m1m2m3=0.2)。第14页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。2.4.9 试述图2-60所表示冲压件生产过程。1.先从板材上冲裁出上图形状。2.再在图示位置冲掉两个圆孔。3.最终沿着图示虚线位置折弯。第15页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。3.2.6 3.2.6 常见焊接缺点有哪几个？其中对焊接接头性能危害最常见焊接缺点有哪几个？其中对焊接接头性能危害最大为哪几个？大为哪几个？答：焊接接头不完整性称为焊接缺点，主要有焊接裂纹，未焊透，夹渣，气孔和焊缝外观缺点等。其中危害最大是焊接裂缝和气孔。第16页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。3.2.11 3.2.11 产生焊接应力与变形原因是什么？焊接过程中和焊后，焊缝区纵产生焊接应力与变形原因是什么？焊接过程中和焊后，焊缝区纵向受力是否一样？去除和预防焊接应力有哪些办法？向受力是否一样？去除和预防焊接应力有哪些办法？答：焊接过程加热和冷却受到周围冷金属约束，不能自由膨胀和收缩。当约束很大时，则会产生残余应力，无残余变形。当约束很小时，既产生残余应力，又产生残余变形。采取以下办法能够预防或消除焊接应力：(1)焊接不要有密集交叉，截面和长度也要尽可能小，以降低焊接局部加热，从而降低焊接应力。（2）采取合理焊接次序，使焊缝能够自由收缩，以降低应力。（3）采取小线能量，多层焊，也可降低焊接应力。（4）焊前预热能够降低工件温差，也能降低残余应力。（5）当焊缝还处于较高温度时，锤击焊缝使金属伸长，也能降低焊接残余应力。（6）焊后进行消除应力退火可消除残余应力。第17页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。3.2.12 3.2.12 按下列图示拼接大块钢板是否合理？为何？要否改变？怎么改变按下列图示拼接大块钢板是否合理？为何？要否改变？怎么改变？为降低焊接应力与变形，其合理焊接次序是怎样？为降低焊接应力与变形，其合理焊接次序是怎样?答：不合理。焊缝密集交叉。局部加热多，易产生焊接应力和变形。可考虑改成图2拼接方式，或图3方式。合理焊缝次序为，应先分别焊接左图上，中，下三块。然后将三块连成整体。2aa图1图2图3（来自朱春来作业）第18页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。3.3.5 3.3.5 点焊热源是什么？为何会有接触电阻？接触电阻对点焊熔核形成有点焊热源是什么？为何会有接触电阻？接触电阻对点焊熔核形成有什么影响？怎样控制接触电阻大小？什么影响？怎样控制接触电阻大小？答：点焊是用圆柱电极压紧工件，经过电流流过工件产热取得焊点。工件无为金属，金属有本身电阻。接触电阻小时，吸热少而散热快，造成熔核偏向电阻大一方，形成熔核偏移。能够采取特殊电极或工艺垫片来改变接触电阻。第19页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。3.4.3 3.4.3 用以下板材制作圆筒型低压容器，试分析其可焊性，并选择焊接方法用以下板材制作圆筒型低压容器，试分析其可焊性，并选择焊接方法和焊接材料。和焊接材料。（1 1）A3A3钢板，厚钢板，厚20 mm 20 mm，批量生产；（，批量生产；（2 2）2020钢板，厚钢板，厚2mm2mm，批量生产；，批量生产；（3 3）4545钢板，厚钢板，厚6mm6mm，单件生产；（，单件生产；（4 4）紫铜板，厚）紫铜板，厚4mm4mm，单件生产；，单件生产；（5 5）铝合金板，厚）铝合金板，厚20mm20mm，单件生产；（，单件生产；（6 6）镍铬不锈钢板，厚）镍铬不锈钢板，厚10mm10mm，小批，小批生产。生产。答：（对焊丝、焊剂、焊条牌号不做要求）（1）可焊性很好，采取批量生产,小件使用CO2焊，选取H08Mn2SiA焊丝加强脱氧和合金化，大件用埋弧焊选取H08A或H08MnA焊丝和HJ431焊剂；（2）可焊性良好，采取缝焊（板厚小于3毫米，无密封要求，应选取电阻点焊，有密封要求，选取缝焊）；（3）可焊性不大好，采取手弧焊，使用J607，或J707焊条；（4）铜焊接性较低碳钢低。可选取氩弧焊焊丝选取特制紫铜焊焊丝。焊剂主要成份是硼砂和硼酸。（5）焊接性不好，采取氩弧焊，专用铝合金焊丝；（6）镍、铬加入使合金钢中碳当量增加,可焊性差,应采取氩弧焊，选取Ni-Cr不锈钢焊丝，也可采取手弧焊，采取不锈钢焊条。第20页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。3.5.1 3.5.1 以下列图三种焊件，其焊件布置是否合理？若不合理，加以更正。以下列图三种焊件，其焊件布置是否合理？若不合理，加以更正。解：三种皆不合理，改进以下：只一条焊缝即可第21页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。3.5.2 3.5.2 下列图示两种低碳钢支架，如批量生产，设计最合理生产工艺方案。下列图示两种低碳钢支架，如批量生产，设计最合理生产工艺方案。如用焊接方法，试选取焊接方法，并对接头形式与焊接材料提出工艺要如用焊接方法，试选取焊接方法，并对接头形式与焊接材料提出工艺要求。求。答：应该用焊接工艺，焊接方法是手弧焊。选取J422焊条。接口形式可采取单边Y型坡口。图画得不理想，没有恪守轴测图画法要求。第22页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。3.5.3 焊接梁尺寸如图3-56所表示,材料为15钢,现有钢板最大长度为2500mm。要求:决定腹板与上、下翼板焊缝位置,选择焊接方法,画出各条焊缝接头形式并制订各条焊缝和焊接次序图3-56 焊接工艺设计第23页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。答:腹板与上、下翼板焊缝位置应选在腹板上耳板与翼板交接处,图中510位置,采取手弧焊,焊接次序如图中数字所表示,各焊缝接头形式以下。注意对称焊上下翼板对接接头受力最大，先焊接，也要避开最大应力处。焊缝1,对接接头,双Y形接头焊缝26,810,T形接头,不开坡口焊缝7此四处也要讲次序，对称来焊第24页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。3.5.6 3.5.6 计算下列图示对接焊缝横向收缩量。计算下列图示对接焊缝横向收缩量。S=0.25*(3*3+17*17+3*17)/20+0.125*3 =4.7375第25页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。4.2.10 切屑是怎样形成?常见切屑有几个?答：（1）金属切削过程实际就是切屑形成过程。被切削金属层受到刀具挤压作用，产生弹性变形。伴随切削继续进行，刀具继续给被切金属层施加压力，金属内部应力和应变也随之变大；当应变到达材料屈服极限时，被切削金属层产生塑性变形。此时切削仍在进行，金属内部应力与应变继续变大，当应力到达材料断裂强度极限时，被切金属层就会断裂而形成切屑。此时，金属内部应力快速下降，又重新开始弹性变形塑性变形断裂变形循环，产生新切屑。（2）常见切屑有带状、节状、崩碎三类切屑。第26页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。4.3.2 粗车45钢轴外圆，毛坯直径dw=86mm，粗车后直径 dm=80mm，被加工外圆表面长度lw=50mm，切入、切出长度l1=l2=3mm，切削用量 vc=120m/min，f=0.2mm/r，ap=3mm，试求基本工艺时间tm。答：车削行程长度l=l1+l2+lw=50+3+3mm=56mm；tm=*dw*l*h/(1000*v*f*ap)l=lw+l1+l2=50+3+3=56mm h=(86-80)2=3 vc=120m/min=2m/s 代入得:tm=*86*56*3/（1000*2*0.2*3)=37.8s 第27页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。5.3.3 简述平面铣刀结构特点，并依据铣刀特点归纳平面铣削工艺特点。答:平面铣刀主要有圆柱铣刀和端面铣刀两种，前者轴线平行于被加工表面，后者轴线垂直于被加工表面。因为铣刀刀齿都是相同，所以能够用一个刀齿特点来说明整个铣刀特点。而每个刀齿都相当于一把车刀，所以铣刀结构特点与车刀几乎相同。铣削工艺特点主要有以下几个方面：（1）生产率高。（2）轻易产生冲击和振动。（3）刀齿散热条件很好。（4）切削方式多样化。第28页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。5.4.1 对7级精度斜齿圆柱齿轮、蜗轮、扇形齿轮、多联齿轮和内齿轮，各采取什么方法加工比较适当？答:斜齿圆柱齿轮采取滚齿，蜗轮采取滚齿法；扇形齿轮、多联齿轮采取插齿法；内齿轮采取插齿法或拉齿法。5.4.2 对齿面淬硬和齿面不淬硬6级精度直齿圆柱齿轮，其齿形精加工面应采取什么方法？答：对没有淬硬6级精度直齿圆柱齿轮能够进行剃齿，从而到达需要精度。而对淬硬了能够采取珩齿,以消除淬火后氧化皮和轻微磕碰而产生齿面毛刺与压痕第29页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。7.2.5 试分析图7-61所表示齿轮设计基准、装配基准及滚切齿形时定位基准、测量基准。图7-61第30页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。答：平面B是平面A设计基准，其它均以中心轴为设计基准，齿轮轴线和端面B为装配基准，滚切齿形时以孔和端面B为定位基准，孔轴线为测量基准。7.2.9 分析图7-64所表示钻铰连杆零件小头孔，确保小头孔与大头孔之间距离及两孔平行度。（1）指出各定位元件所限制自由度；（2）判断有没有欠定位或过定位；（3）对不合理定位方案提出修改意见。图7-64 连杆图a第31页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。7.3.8 指出图7-69所表示零件难以加工或无法加工部位，并提出改进意见。（a）答：(1)A元件限制了x、y方向移动两个自由度,B元件限制了x、y方向移动,平面限制了绕x、y转动和沿z移动;(2)存在过定位,A和B都限制了零件x、y方向上移动;(3)改动如图a所表示，将小头上改为菱形销。（b)(c)第32页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。答：(a)以下列图所表示。（b)中各台阶面难以加工，应该留有退刀槽或过渡圆。(c)内部螺纹孔难以加工，应该从零件顶部打通。此处平面极难加工两处平面设计成平齐第33页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。7.6.1.如图如图7-70所表示零件，成批生产为每个月所表示零件，成批生产为每个月100件，试制订其加工工件，试制订其加工工艺规程。艺规程。解：解：第34页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。第35页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。7.6.2.图图7-71所表示为车床主轴箱齿轮在小批生产条件下：（所表示为车床主轴箱齿轮在小批生产条件下：（1）确定毛坯生）确定毛坯生产方法及热加工工艺方法；（产方法及热加工工艺方法；（2）制订出机械加工工艺规程。（注：齿轮精度）制订出机械加工工艺规程。（注：齿轮精度为为7级）级）解：（解：（1）毛坯采取自由锻件，热处理可采取调质或表面淬火；）毛坯采取自由锻件，热处理可采取调质或表面淬火；（2）1、粗车外圆及端面，倒角，钻孔，粗镗孔，精车，精镗孔；、粗车外圆及端面，倒角，钻孔，粗镗孔，精车，精镗孔；2、滚齿、滚齿齿端加工剃齿表面淬火校正基准珩齿。齿端加工剃齿表面淬火校正基准珩齿。第36页