[工学]机械制造基础.doc

现代远程教育机械制造基础课程学习指导书覃寿同 编2009年 3 月 机械制造基础课程学习指导书n 课程内容与基本要求机械制造基础是研究常用金属材料及金属零件毛坯生产和加工工艺方法的综合性技术基础课。也是机械类、近机械类、机电一体化类专业学生的必修课之一。本课程主要内容包括机械制造过程中的必备的基础知识，如零件毛坯制造的铸造、压力加工、焊接等常见方法，以及零件切削加工有关内容，本课程讲授这些方法的本身规律性、工艺特点及在实际生产中的应用。通过本课程的学习，能达到以下培养要求：能完成机械制造过程中工程意识和基本能力的训练，并具备会选材料，会选加工方法，会判定结构是否与所选加工方法相适应，能对简单金属零件进行初步设计的“三会一能”要求。n 课程学习计划与指导章节课程内容学时分配学习指导第一篇金属材料基本知识1-1金属材料的主要性能1-2 铁碳合金1-3 钢的热处理1-4 工业用钢4学时以课件学习为主重点理解金属材料的基本知识、有关铁碳合金的概念、钢的热处理概念和工业上进行选材的相关知识第二篇铸 造2-1 铸造工艺基础2-2 常用合金铸件的生产2-3 砂型铸造2-4 铸件结构设计2-5 特种铸造2-6 铸造生产中的计算机技术5学时以课件学习为主理解掌握铸造工艺特点、主要工艺内容、常用合金铸件的生产过程、各种铸造方法，铸件结构分析与设计及质量的影响，了解铸造的发展趋势第三篇金属塑性加工3-1 金属的塑性变形3-2 锻造3-3 冲压3-4 特种塑性加工方法简介3学时通过课件及课件的视频资料教学，掌握金属塑性加工工艺特点、材料性能的变化、了解常见的锻造成形工序与设备、冲压的相关概念与设备，了解其发展趋势第四篇焊接4-1 电弧焊4-2 其他常用焊接方法4-3 常用金属材料的焊接4-4 焊接结构设计5学时通过课件部分教学，掌握焊接加工特点、电弧焊接头金属组织与、焊接应力与变形性能的变化，掌握常用焊接方法的选用，焊接结构设计第五篇切削加工5-1金属切削的基础知识5-2 金属切削机床的基础知识5-3 常用加工方法综述5-4 精密加工和特种加工5-5 典型表面加工分析5-6 机械加工工艺规程的制定5-7 零件结构的工艺性9学时通过课件及频资料学习，掌握金属切削的基础知识、切削机床的基础知识，能对金属典型表面加工及加工方法做出大致的选择，对机加工零件结构的工艺性有初步的概念第一篇 第一章 金属材料的主要性能一、 章节学习目标与要求1、理解：与力性质有关的金属材料的主要性能指标，各指标在工程中的意义，特别注意与机械制造过程有关的金属材料物理性能、化学性能及工艺性能的概念。2、掌握：金属材料的主要性能指标物理含义、代号、单位、应用场合。 二、 考核知识点与考核要求1、 领会：静载荷指标强度、塑性、硬度； 动载荷指标冲击韧度；交变载荷指标疲劳强度有关指标的意义，测量的载荷性质、测量方法、仪器。2、 识记：有关的强度、塑性、硬度、冲击韧度、疲劳强度各组指标的应用范围，如强度指标组中有屈服点、抗拉强度等；塑性指标组中有延伸率、断面收缩率等；硬度指标组中有布氏硬度、洛氏硬度等。（重点）3、 简单应用：各组指标的应用范围应根据不同指标具体要求来确定，如屈服点、抗拉强度都反映是强度，但在工程中应用是是不同的，应能正确应用，与之相同的还有布氏硬度、洛氏硬度的选用。在工程中各组指标的单位也要特别注意。4、 综合应用：注意材料强度、塑性、硬度指标的辩证关系和联系；如强度和硬度的联系；同一材料的强度与塑性的关系等，选材时要综合考虑，没有哪一种材料强度、硬度又高而且塑性、韧性也好的情况。三、 章节练习P11：（1）、（4）、（5）第一篇 第二章 铁碳合金一、 章节学习目标与要求1、 理解：金属结晶、晶体结构、铁碳合金状态图等概念。2、 掌握：晶粒大小与机械性能关系及晶粒细化方法及铁碳合金基本组织五种代表物代号、性能、钢铁的分类。 二、 考核知识点与考核要求1、 领会：金属结晶过程，常见晶体结构、铁碳合金状态图相关点、线含义。2、 识记：金属晶粒大小与机械性能关系、实际应用中晶粒细化方法。（重点）3、 简单应用：铁碳合金状态图中对钢铁的分类；钢在室温中的基本组织，性能特点。4、 综合应用：常见铁碳合金（钢）的室温组织随含碳量不同构成及性能也不同，可以通过常见的铁碳合金基本组织判定材料的含碳量，从而确定材料的性能，这对实际生产有特别的意义。（重点）三、 章节练习P23： （2）、（4）第一篇 第三章 钢的热处理一、章节学习目标与要求1.理解：钢的热处理概念、特点、分类。 2.掌握：退火和正火的工艺区别和应用淬火工艺过程、形成的组织特点不同温度的回火的特点与应用场合。 二、考核知识点与考核要求1、领会：钢热处理过程、生产特点；钢在加热和冷却时的组织转变过程。2、识记：退火、正火、淬火、回火的特点应用。（重点）3、简单应用：退火、正火、淬火、回火每一单项都有明确目的，有一定的应用范围可以单独选择以适应于生产。4、综合应用：实际生产中，热处理是一种常用的改变材料性能的手段，而且对于某一工件来讲，整个制造过程可能都穿插有多处热处理手段，为获得某一工艺目的，往往要用到多种热处理方法，要能根据要求正确选择热处理方法。三、章节练习P29： （1）、（5）第一篇 第四章 工业用钢一、章节学习目标与要求1.理解：钢分类以及钢新旧标准概念，钢中含碳量多少与机械性能关系。 2.掌握：钢素钢分类、常用牌号及应用。 二、考核知识点与考核要求1、领会:钢中杂质概念、钢质量等级的概念、合金工具钢、特殊性能钢常用牌号及应用。2、识记：钢素钢常用牌号及应用，合金钢分类、低合金钢分类及常用牌号应用。（重点）3、简单应用：能根据钢含碳量，了解大致性能，能根据实际情况用途选择材料。4、综合应用：通常钢素钢可根据含碳量多少分为低碳、中碳、高碳钢等、也可视杂质情况分为不同的质量等级，此外还可按用途对钢进行分类，要能根据要求正确选择材料。 （重点）三、章节练习P35： （1）、（3）、（5）、（6）第二篇 第一章 铸造工艺基础一、章节学习目标与要求1.理解：铸造生产过程、铸造生产特点及应用概念合金的充型概念、合金流动性概念。 2.掌握：铸件生产过程的凝固与收缩、应力、变形、裂纹产生原因、对质量的影响及防止措施。二、考核知识点与考核要求1、领会：铸造生产过程特点、合金铸造性能等概念。2、识记：合金铸造过程中缩孔、缩松、内应力、变形、裂纹等产生原因，它们对质量的影响及防止措施。（重点）3、简单应用：能根据铸造生产过程、铸造生产特点，选择有关零件用铸造生产的原因，会初步选择相应的零件用铸造方式来生产。4、综合应用：通过对铸造生产特点、生产过程的了解，掌握铸造过程中缩孔、缩松、内应力、变形、裂纹等产生原因，可以简单分析一些由铸造方法生产的铸件的一些缺陷，提出相应的改进措施。三、章节练习P48：（1）、（2）、（6）P49：（8） 第二篇 第二章 常用合金铸件的生产一、章节学习目标与要求1.理解：常用铸铁件生产中铸铁的分类. 铸铁的分类、组织与性能关系。 2.掌握：灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁等的组织、性能、牌号。二、考核知识点与考核要求1、领会：铸铁的分类、石墨形态、孕育处理、球化处理、铸铁性能、相关牌号、应用范围等概念。2、识记：铸铁组织和石墨形态与铸铁性能的关系、有关铸铁牌号的含义、应用范围；有关铸钢、铸造用铜合金、铝合金特点、性能、牌号及应用。（重点）3、简单应用：能针对某一铸造合金的特点进行正确选用材料铸造。4、综合应用：根据实际工程的要求，正确选用铸造材料，并能分析不同材料应用时在工艺上易出现的问题和应采取的措施，熟悉其应用时的工艺特点。三、章节练习P61：（4）、（5）、（7）、（9）第二篇 第三章 砂型铸造一、章节学习目标与要求1.理解：砂型铸造生产方法、特点、分类。 2.掌握：手工造型、机器造型特点；浇注位置和分型面选择。 二、考核知识点与考核要求1、领会：砂型铸造生产方法、特点。2、识记：手工造型、机器造型特点；铸件浇注位置和分型面选择原则。（重点）3、简单应用：根据手工造型、机器造型特点选用造型方法。4、综合应用：根据铸件浇注位置和分型面选择原则，分析所给零件较优的浇注位置和分型面的位置。三、章节练习P73：（3）、（4）、（5）第二篇 第四章 铸件结构设计一、章节学习目标与要求1.理解：铸件的结构与铸造工艺的关系，结构工艺性的概念。 2.掌握：铸件的结构与工艺及合金铸造性能的关系，掌握铸件的结构设计原则。 二、考核知识点与考核要求1、领会：铸件结构工艺性的概念，铸件结构设计原则。2、识记：掌握铸件的结构与铸造工艺、与铸造合金铸造性能的关系有关的典型铸件结构设计原则。（重点）3、简单应用：根据铸件的结构与铸造工艺、与铸造合金铸造性能的关系，判定一些设计铸件的结构是否良好。4、综合应用：掌握铸件的结构设计原则，能根据使用要求，正确处理和改进一些不良工艺结构。三、章节练习P81：（2）、（6）、（9）、（10）第二篇 第五章 特种铸造一、章节学习目标与要求1.理解：特种铸造概念、常用特种铸造方法。2.掌握：常见特种铸造工艺过程及应用；常见铸造方法的特点、应用范围比较。 二、考核知识点与考核要求1、领会：特种铸造概念、常用特种铸造方法，与普通铸造的不同点。2、识记：熔模铸造、金属型铸造工艺过程及应用。（重点）3、简单应用：根据常用特种铸造方法的特点，正确选择和应用铸造方法。4、综合应用：分析所有铸造方法的特点，根据实际使用的情况，如批量、工艺的复杂性、铸件质量要求、成本等，正确选择铸造方法。三、章节练习P93：（1）、（3）、（4）第二篇 第五章 铸造生产中的计算机技术一、章节学习目标与要求1.理解：铸造生产中的计算机设计及控制内容。 2.掌握：快速成形技术概念及典型方法原理。二、考核知识点与考核要求1、领会：铸造生产中的计算机技术应范围，程度。2、识记铸造生产中的计算机技术及计算机控制内容，快速成形技术典型方法和原理。（重点）三、章节练习P99：（4）第三篇 第一章 金属的塑性变形一、章节学习目标与要求1.理解：金属塑性变形定义、分类、特点。 2.掌握：塑性变形对金属组织和性能的影响、相关概念。 二、考核知识点与考核要求1、领会：金属塑性加工概念、特点、应用场合，搞清金属的可锻性概念、衡量、影响因素。2、识记：塑性变形中有关加工硬化、冷热变形、纤维组织、锻造比概念；（重点）3、简单应用：塑性变形对金属组织和性能的影响，有关加工硬化、冷热变形、纤维组织、锻造比概念在实际中的应用。4、综合应用：能根据塑性变形加工的特点，针对实际工程的要求选定相应的塑性加工方法，对一些要求塑性加工提高零件性能的场合，能正确选用加工硬化、冷热变形、纤维组织、锻造比等概念内容。三、章节练习P109：（3）、（4）、（6） 第三篇 第二章 锻造 一、章节学习目标与要求1.理解：常用的锻造方法特点和应用场合。 2.掌握：自由锻工序、基本工序及应用；模锻锻模的分类、用途。 二、考核知识点与考核要求1、领会：自由锻特点、应用；模锻生产过程、特点、应用。2、识记：自由锻工序、基本工序及应用；模锻锻模的分类、用途；掌握锻件结构工艺性及典型结构。（重点）3、简单应用：自由锻基本工序的应用；熟悉自由锻锻件结构工艺性及典型结构，有关模锻的分类，应用场合等。4、综合应用：根据实际工作情况，正确选用自由锻的有关工序，掌握，熟悉有关锻造工艺规程的有关概念，能编写一些简单的自由锻造工艺规程，对模锻锻模的分类、用途较为清晰，了解其它设备上的锻模过程。三、章节练习P126：（1）、（11）第三篇 第三章 冲压 一、章节学习目标与要求1.理解：冲压生产的概念、特点、；冲压工序所用设备。 2.掌握：冲裁分离工序过程特点以及应用：拉深工序过程特点以及相关参数。 二、考核知识点与考核要求1、领会：板料冲压生产的概念、特点、应用，分离和变形工序的种类。2、识记：分离工序种类、冲裁变形过程；拉深工序过程特点以及相关参数意义。（重点）3、简单应用：冲裁凸凹模间隙、刃口尺寸确定；拉深变形凸凹模间隙、刃口圆角半径、拉深系数、尺寸确定。 4、综合应用：熟练掌握冲压生产的概念、分类，能根据要求，正确设计简单冲裁模和拉深模，掌握冲压件结构工艺性及典型结构. 了解其它分离和变形工序的种类及应用范围。三、章节练习P138：（1）、（2）、（3）、（5）第三篇 第四章 特种塑性加工方法简介一、章节学习目标与要求1.理解：精密模锻含义、特点及应用。2.掌握：精密模锻的具体要求。 二、考核知识点与考核要求1、领会：精密模锻及其它特种塑性加工方法。2、识记：精密模锻的具体特点，熟悉有关零件挤压、轧制、粉末锻造分类及生产特点。（重点）三、章节练习P147: （3）、（4）第四篇 第一章 电弧焊一、章节学习目标与要求1.理解：电弧焊分类、焊接电弧的组成、焊接的揭发及应用。2.掌握：焊接接头及焊接热影响区的组织与性能。 二、考核知识点与考核要求1、领会：焊接定义、分类、焊接生产特点应用场合。2、识记：焊接接头的组织与性能，焊接应力、焊接变形形式及防止措施。（重点）3、简单应用：焊接应力、变形防止措施，焊条组成、种类、型号和牌号以及选用；埋弧焊、钨极氩弧焊原理、特点及应用场合。4、综合应用：掌握有关焊接的特点，熔化焊有关知识，能根据实际情况正确选用焊条，通过对焊接应力、焊接变形的产生原因了解，对焊接应力、焊接变形能应用相应的防止措施. 熟悉其它的熔化焊方法如埋弧焊、钨极氩弧焊、二氧化碳气体保护焊原理、特点及应用场合。其它常用熔化焊接方法的原理、特点及应用场合。三、章节练习P166：（1）、（2）、（4）、（7）第四篇 第二章 其他常用焊接方法 一、章节学习目标与要求1.理解：电阻焊分类，压力焊定义。2.掌握：有关焊接原理，特点、应用场合；掌握钎焊原理，分类、特点、应用场合。 二、考核知识点与考核要求1、领会：压力焊定义，钎焊定义、特点，应用；了解其它焊接方法的生产过程。2、识记：压力焊中点焊、缝焊、对焊、摩擦焊原理工作过程。（重点）3、简单应用：压力焊中点焊、缝焊、对焊、摩擦焊的应用。4、综合应用：能根据实际情况，正确选用压力焊方法，对点焊、缝焊、对焊、钎焊的方法特点，要求的接头形式和结构形式较为清晰，能正确选用。三、章节练习P177：（3）、（6） 第四篇 第三章 常用金属材料的焊接 一、章节学习目标与要求1.理解:金属材料的可焊性。2.掌握:常用金属材料的焊接概述钢、合金结构钢的焊接。二、考核知识点与考核要求1、领会:金属材料的可焊性概念，衡量方法。2、识记:常用金属材料的焊接，钢、合金结构钢的焊接。（重点）3、简单应用:钢、合金结构钢等常用材料的焊接方法，焊接工艺特点，一些特殊场合应采取的一些措施。4、综合应用：能根据实际情况，对常用金属材料的焊接能正确选用焊接方法，为保证焊接质量和特殊场合应采取的一些措施.熟悉铸铁的焊补特点及方法，了解非铁金属及合金的焊接。三、章节练习P183：（2）、（4）第四篇 第四章 焊接结构设计一、章节学习目标与要求1.理解:合理焊接结构的概念。2.掌握:设计焊接结构考虑原则，焊接结构材料的选择；接头形式的选择与设计。二、考核知识点与考核要求1、领会：焊接结构考虑原则，焊接结构材料的选择原则。2、识记：焊接材料、焊接方法、接头形式选择与设计。（重点）3、简单应用：能正确选用焊接材料、焊接方法、接头形式来进行结构设计。4、综合应用：能根据实际情况和要求，完成对焊接材料、焊接方法、接头形式的设计和选择，对一些不良和不正确设计（焊接方法、接头形式等）能进行更正，以保证焊接质量。.三、章节练习P191：（1）、（2） 第五篇 第一章 金属切削的基础知识一、章节学习目标与要求1.理解：切削加工在制造业的作用、分类。2.掌握：切削要素、切削层参数概、切削加工过程的一些现象、特点、概念。 二、考核知识点与考核要求1、领会：切屑压缩比、切削力和切削功率、切削热和切削温度、刀具磨损和材料切削加工性、切削液的概念。2、识记：常用刀具材料基本要求、常用刀具材料种类. 常用刀具的五个角度定义、符号。掌握产品质量的含义（尺寸精度、表面质量的表达方式。（重点）3、简单应用：能正确选用高速钢、硬质合金等牌号、解释切削过程的切屑压缩比、积屑瘤、切削力和切削功率、切削热和切削温度、刀具磨损和刀具耐用度、材料切削加工性、切削液的概念。4、综合应用：根据实际情况，对切削过程的一些现象、概念有较清楚的认识，解释有关积屑瘤成因、影响、防止及刀具耐用度等概念；能根据加工条件正确选用常用刀具的五个角度。对产品质量（尺寸精度、表面粗糙度）实际意义有较清楚认识。三、章节练习P30.复习题：（2）、（4）、（6）、（12）、（15）P31.思考与练习题：（1）、（3）、（4）、（5）、（7）、（10）第五篇 第二章 金属切削机床的基础知识一、章节学习目标与要求1.理解：金属切削机床分类，主要组成部分、液压传动概念、组成。 2.掌握：常用机械传动副原理、组成、特点及应用。二、考核知识点与考核要求1、领会：机床主要组成及机械传动、液压传动机构特点、数控机床、先进制造系统概念。2、识记：常用机床机械传动机构（传动副）、液压传动机构概念、组成原理、应用。（重点）3、简单应用：机床机械传动机构、液压传动原理组成应用等。4、综合应用：根据实际工程及应用中的一些机构动作能初步判断所用机械传动机构、液压传动机构、有关零部件等，看懂一些简单机械传动或液压传动的原理图。三、章节练习P55.复习题：（2）、（3）、（5） P55.思考与练习题：（1）、（2）第五篇 第三章 常用加工方法综述一、章节学习目标与要求1.理解：常用加工方法有关知识，加工方法各种设备。 2.掌握：常用加工方法工艺特点、可加工的表面加工精度、表面粗糙度。 二、考核知识点与考核要求1、领会：常用加工方法设备、加工方法工艺特点、可加工的表面。2、识记：常用加工方法设备、加工方法工艺特点、可加工的表面、可达加工精度、表面粗糙度。（重点）3、简单应用：能初步正确应用车削、钻削、镗削、刨削、拉削、磨削等加工方法。4、综合应用：根据实际工程及零件的一些表面的加工精度、表面粗糙度要求，初步能选用常用加工方法，能在一种表面的多种加工方法中，进行初步的比较特点，找出优劣及加工特点。三、章节练习P85.复习题：（2）、（4）、（10）、（14）、（15）、（19）、（22）P85.思考和练习题：（2）、（4）、（5）第五篇 第四章 精密加工和特种加工一、章节学习目标与要求1.理解：精密加工和特种加工概念、种类。2.掌握：常见精密加工和特种加工原理、特点及种类。 二、考核知识点与考核要求1、领会常见精密加工和特种加工原理、概念、特点。2、识记常见精密加工研磨、珩磨、超级光磨、抛光原理、特点、应用场合及常见电火花加工、电解加工、超声加工原理、特点、应用场合。（重点）3、简单应用：研磨、珩磨、超级光磨、抛光应用场合、电火花加工、电解加工、超声加工的原理，应用场合。4、综合应用：根据实际工程及零件的一些表面的加工精度、表面粗糙度要求，能正确选用精密加工和特种加工的方法，能对精密加工和特种加工的加工方法中，能进行初步的比较特点。三、章节练习P100. 思考和练习题：（4）、（6）、（9）第五篇 第五章 典型表面加工分析一、章节学习目标与要求1.理解：典型零件表面加工的方法，及加工方法主要应用场合。 2.掌握：熟悉典型表面加工的方法，主要应用特点。二、考核知识点与考核要求1、领会：外圆、孔、平面、成形面、螺纹、齿轮齿形表面的加工方法、特点.2、识记：熟悉典型表面加工的方法，常用加工手段主要应用场合。（重点）3、简单应用：会初步选择典型表面常用的加工方法。4、综合应用：根据实际工程及零件表面的精度、表面粗糙度要求，正确选用表面加工的方法，制定简单加工路线，对选中的加工方法进行初步的比较。三、章节练习P118. 思考和练习题：（2）、（3）、（4）、（7）、（9） 第五篇 第六章 机械加工工艺规程的制定一、章节学习目标与要求1.理解：生产过程中的概念、定义、基本知识。 2.掌握：机械加工工艺过程中的基本概念、工艺术语、定义、工件的安装及夹具有关概念和基本知识。 二、考核知识点与考核要求1、领会：生产过程中的概念、机械加工工艺过程中的基本概念、工艺术语、定义。2、识记：机械加工工艺过程中的基本概念、工艺术语、工件的安装及夹具有关概念和基本知识。（重点）3、简单应用：机械加工工艺过程中的基本概念、工件的安装、自由度及夹具有关概念和基本知识。4、综合应用：根据实际工程及零件加工要求，对工件的安装、自由度及夹具有关概念和基本知识较为清楚，能进行简单零件的加工工艺过程制定。了解机械加工工艺的拟定过程、基准的选择，并能简单应用。三、章节练习P141.复习题：（3）、（4）、（8）、（12）P141. 思考和练习题：（6） 第五篇 第七章 零件结构的工艺性一、章节学习目标与要求1.理解：结构工艺性的概念。 2.掌握：零件结构工艺性设计原则。 二、考核知识点与考核要求1、领会：结构工艺性的概念、设计原则、典型结构件的正确设计。2、识记：对工件的不合理零件结构工艺的改进基本知识较为清楚。（重点）3、简单应用：能完成简单不合理零件结构工艺的改进。 4、综合应用：能完成简单不合理零件结构工艺的改进。根据实际工程及零件加工要求，对工件的不合理零件结构工艺的改进基本知识较为清楚，能进行简单设计和对零件的不合理结构工艺进行和改进。三、章节练习P153.复习题：（3）、（9）P153. 思考和练习题：（3） 考试模拟题一、判断正误（正确的在括号内填“”，错误的括号内填入“”，每题1分，共15分）1. 金属材料性能指标中HRC硬度的单位之一是MPa。 ( )2. 热处理方法可以细化材料晶粒，这有能提高材料的力学性能。 ( )3. 经过表面淬火后的零件耐磨性更好，但心部仍保持原有韧性。 ( )4. 钢中的硫含量增加，会导致钢的热脆性增加。( )5. 从减少缩孔的角度出发，设计铸件时应使铸件的壁厚尽量均匀。( )6. 熔模铸造又称为“失蜡铸造”。( )7. 自由锻造适用于单件小批零件毛坯的生产。( )8. 金属板料冲压加工要求材料一定在再结晶温度以上才能变形。( )9. 焊接电弧中，温度产生最高的是弧柱区。( )10. 摩擦焊也要求对工件接头加热和通电。( )11. 传动链的传动比等于各传动副的传动比之和。( )12. 砂轮的磨粒号数字越大，表示越细。( )13. 一般精密加工多指加工精度以微米计的加工方法。( )14. 机加工分阶段进行，有利于合理使用机床。( )15. 可锻铸铁是铸铁中唯一可以锻造的铸铁。 ( )二、单项选择题（请将备选答案中正确答案的字母填入题后括号内，每题1分，共15分）1.HBW是金属材料的（ ）。 ( ) A硬度代号 B.屈服极限代号 C. 抗拉强度代号 D.冲击韧性代号2.铁碳合金的基本组织中，属于固溶体的是（ ）。 ( ) A.铁素体 B.珠光体 C.莱氏体 D.渗碳体3.要求铸件有较好的冲击韧度和伸长率，可选用的铸造材料为( )。 ( )A.灰铸铁 B球墨铸铁 C. 可锻铸铁 D.铸钢4.机械制造中复杂形状零件的毛坯一般是通过( )方法生产。 ( )A.铸造 B.锻造 C.焊接 D.机加工5.金属材料塑性变形中的热变形，以下面条件( )进行判断。 ( )A.一定要加热 B. 一定要冷却 C.变形温度要高于再结晶温度 D. 变形温度要低于再结晶温度6.减少坯料某部分横截面积以增加另一部分横面积的模锻模膛叫( )。 ( )A拔长模膛 B滚压模膛 C弯曲模膛 D终锻模膛7.和轧制轧辊的轴线平行且能生产辗环的是( )。 ( )A.纵轧 B.横轧 C.斜轧 D.复合轧8.下面的焊条牌号中，对电源要求较严的是( )。 ( )A. J422 B. J426 C. J502 D. J5079.耐热钢采用( )的方式可得到优质接头。 ( )A.摩擦焊 B.点焊 C.缝焊 D.钎焊10.影响工件的已加工表面粗糙度最大的是( )。 ( )A,前角 B,后角 C,主偏角 D，刃倾角11.数控系统中的伺服控制系统以( )控制精度最高。 ( )A.开环控制 B.闭环 控制 C.半闭环控制 D.半开环控制12.主要以提高零件表面的光亮为目的是( )加工方法。 ( )A研磨 B珩磨 C超级光磨 D抛光13.对于低成本的用于齿轮的小批量修配、要求精度不高的场合的加工方法( )( )A滚齿 B插齿 C铣齿 D磨齿14.装配基准属于( )。 ( )A设计基准 B工艺基准 C定位基准 D粗基准15.在用车削方法加工台阶轴细端的全螺纹时，在根部常常设置( )。 ( ) A超程槽 B退刀槽 C越程槽 D对刀槽三、多项选择题（请在备选答案中选出两个或两个以上的正确的答案，并将其字母填入题后括号内，每题2分，共14分）1. 测量工具要求材料硬度高、耐磨性好，应力小，所用热处理过程有（ ）。 ( ) A退火 B淬火 C低温回火 D.高温回火 E.中温回火2. 铸造中应用的计算机专家系统已在 ( ) 领域中应用。 ( )A.铸造工艺设计 B.冒口设计系统 C.型砂管理系统 D.砂芯设计 E.冷铁设计3. 进行锻件图绘制时，要考虑的因素有 ( ) ）。 ( )A.余块 B.分模面 C.拔模斜度 D.锻件圆角半径 E.冲孔连皮4. 直流焊接的正接焊法有以下特点 ( ) 。 ( )A工件的温度最高 B工件上的热量最多 C常用于薄板焊接 D焊条接电源正极 E常用于大熔深的焊缝焊接5. 按国家推荐的标准，能用于焊接角接接头的焊接对接坡口是 ( ) 。 ( )A带钝边单边“V”形坡口 B. 带钝边双单边“V”形坡口 C.“Y”形坡口 D. 双边“U”形坡口E.“I”坡口6. 下面的加工常用于工件上进行打标记、刻字等 ( ) 。 ( )A电火花加工 B电解加工 C超声波加工 D激光加工 E电子束加工7. 夹具的组成有以下几部分( ) 。 ( )A定位元件 B夹紧元件 C导向元件 D动力油缸 E螺纹夹紧机构四、名词解释（每题2分，共6分）1.疲劳强度：2.温挤压：3.切削加工性：五、简答题（每题6分，共30分）1钢在淬火后为什么要回火？三种类型的回火用途有何不同？答： 2. 为什么要规定铸件的最小壁厚?灰铸铁件的壁厚过大或局部过薄会出现哪些问题？答：3. 什么是胎模锻？为什么胎模锻可以锻造出形状较为复杂的模锻件？答：4. 现有直径为500 mm的HT200铸铁齿轮，铸造后出现短小裂纹现象。现要求进行焊补，问采用什么方法能保证焊后不裂，并可进行机械加工。答：5. 对刀具材料的性能有哪些基本要求？答： 六、应用问答和设计题（每题10分，共20分） 1.什么机加工的精基准？选择精基准的原则是什么？答：2.用所学本课程的知识，指出批量生产计算机主机金属机箱时选用的材料，制造时可能用到的方法及原因。答：课程指导书习题（部分解答与参考）P11：（1）什么是应力？什么是应变？答：应力是作用在金属材料试样单位横截面上的拉力，即4F/d2。应变是金属材料试样单位长度上的伸长量，即L/L。P11：（4） 布氏和洛氏硬度法各有什么优缺点？下列情况应采用哪种硬度法来检查其硬度？库存钢材 硬质合金刀头 锻 件 台虎钳钳口答：布氏硬度法因压痕面积较大、其硬度值比较稳定，故测试数据重复性好，准确度较洛氏硬度法高。缺点是测量费时，且因压痕较大，不适于成品检验。洛氏硬度测试简单、迅速，因压痕小，可用于成品检验。它的缺点是测得的硬度值重复性较差，这对存有偏析或组织不均匀的被测金属尤为明显，为此，必须在不同部位多次测量。库存钢材：用布氏硬度来检验其硬度；硬质合金刀头：用洛氏硬度来检验其硬度；锻件：用布氏硬度来检验其硬度；台虎钳钳口：用洛氏硬度来检验其硬度。P11：（5）下列符号所表示的力学性能指标的名称和含义是什么？b s r0.2 -1 aK HRC HBS HBW答： b ： 抗拉强度，指金属材料在拉断前所能承受的最大应力；s ： 屈服点，指拉伸试样产生屈服现象时的应力；r0.2 : 屈服点的另一形式（用于没有明显屈服现象的材料），对于没有明显屈服现象的材料，指以试样产生0.2%塑性变形时的应力；-1 ：疲劳强度，指当应力按正弦曲线对称循环时的疲劳强度；aK ： 冲击韧度，指金属材料断裂前吸收的变形能量即韧性以冲击韧度表示；： 伸长率，指金属材料产生塑性变形而不被破坏的能力即塑性通常以伸长率表示；HRC： 洛氏硬度，指以顶角为120金刚石圆锥体为压头测出的硬度值；HBS： 布氏硬度，指以淬火钢球为压头测出的布氏硬度值；HBW： 布氏硬度，指以硬质合金球为压头测出的布氏硬度值。P23：（2）金属的晶粒粗细对其力学性能有什么影响？答：一般情况下，同一成分的金属，晶粒愈细，则相互晶粒的接触边界愈多，形成的犬牙交错的情况愈多，金属材料表现出来的强度和硬度愈高，塑性和韧性愈好。P23：（4）填表：组织名称代表符号含碳量/%组织类型力学性能特征铁素体F0.0060.0218固溶体硬度、强度低，塑性、韧性好奥氏体A0.772.11固溶体强度、硬度不高，塑性良好渗碳体Fe3C6.67化合物脆而硬珠光体P0.77机械混合物强度、硬度高，仍有一定的塑性和韧性P29：（1） 什么是退火?什么是正火?两者的特点和用途有什么不同?答: 退火是将钢加热,保温然后随炉冷却或埋入灰中使其缓慢冷却，以获得接近平衡组织的热处理工艺。 正火是将钢加热到AC3以上3050（亚共析钢）或Acm以上3050（过共析钢）保温后在空气中冷却的热处理工艺。工艺特点不同：正火比退火冷却速度稍快，所形成的（Fe3C）机械混合物比退火得到的珠光体片层更薄，这种珠光体组织习惯上称作是“索氏体”，索氏体的强度硬度较珠光体高，但韧性并未下降。作用：退火：（1）降低硬度；（2）细化晶粒；（3）消除内应力。正火：（1）提高硬度，改善切削加工性（低碳钢、低碳合金钢多以正火代退火）； （2）用于普通结构件最终热处理，对有淬火开裂的零件可作为最终热处理； （3）用于过共析钢，以减少或消除网状二次渗碳体，为球化退火做准备。P29：（5） 锯条、大弹簧、车床主轴、汽车变速箱齿轮的最终热处理有什么不同？答：最终热处理的选用取决于零件的用途：锯条的最终热处理是低温回火；大弹簧的最终热处理是中温回火；车床主轴的最终热处理是高温回火；汽车变速箱齿轮的最终热处理是化学热处理（或表面热处理）。P35：（1）答：15：优质碳素结构钢中的低碳钢，平均含碳量约0.15%，焊接性能良好；40：优质碳素结构钢中的中碳钢，平均含碳量约0.40%，焊接性能居中；Q195：“Q”：屈服点，屈服点不小于195MPa的碳素结构钢，焊接性能良好；Q345：“Q”：屈服点，屈服点不小于345MPa的碳素结构钢，焊接性能居中；GrWMn：平均含碳量大于1.0%的合金工具钢，平均含Gr、W、Mn量均小于1.5%40Gr：平均含碳量约为0.45%的中碳合金结构钢60Si2Mn：平均含碳量约为0.60%的合金结构钢，多作为弹簧材料P35：（3）填表钢号所属类型大致含碳量/性能特征用途举例Q235-AF碳素结构钢（低碳钢）小于0.25铁素体含量多，塑性、韧性优良常用来制造建筑构件，车辆，不重要的轴类、螺钉、螺母、冲压件、锻件、焊接件等45优质碳素结构钢（中碳钢）045珠光体含量多，强度、硬度较高，兼有较好的塑性和韧性，综合性能优良常用来制造轴、丝杠、齿轮、连杆、套筒、键、重要螺钉和螺母等T10A高级优质碳素工具钢1.0硬度较高，但仍有一定的韧性常用来制造钢锯条、小冲模等16Mn合金结构钢0.16比碳素结构钢有更好的力学性能，热处理性能优良，综合性能、低温性能、冷冲压性能、焊接性能和可切削性能好便于制造尺寸较大、形状复杂或要求淬火变形小的零件，如矿山，运输，化工等各种机械P35：（5）、 现拟制造如下产品，请选出适用的钢号：六角螺钉 车床主轴 钳工錾子液化石油气罐 活扳手 脸盆自行车弹簧 钢 锉 门窗合页答：如下表所示：制造产品六角螺钉车床主轴钳工錾子液化石油气罐活扳手 脸盆自行车弹簧钢锉门窗合页适用钢号2035Q235-A4540GrT8T101520T10Q215-AQ235-A106570T12Q235-A20P35：（6）下列产品选出适用的钢号，宜采用哪种热处理？答：汽车板簧 台钳钳口 拖拉机履带板 自行车轴挡汽车板簧 65 70 60Si2Mn 热处理可用： 淬火 + 中温回火台钳钳口 T12 T12A 热处理可用： 淬火 + 低温回火拖拉机履带板 T8 65Si2Mn 热处理可用： 淬火 + 低温回火P48：（1）、 为什么铸造是毛坯生产中的重要方法？试从铸造的特点结合示例分析之。答：由于铸造不仅适合不同的金属材料、不同批量的生产，价格低廉，而且适合制造形状复杂、特别是具有复杂内腔的毛坯，如内燃机箱体内腔等，若用其它机械制造方法制造,不仅费工,费时,生产效率低下，很可能产品不能达到要求甚至做不出来。P48：（2）、 什么是液态合金的充型能力？它与合金的流动性有何关系？不同化学成分的合金为何流动性不同？为什么铸钢的充型能力比铸铁差？答：合金的充型能力是指液态合金充满铸型腔，获得形状完整、轮廓清晰铸件的能力。合金的冲型能力越强其流动性也愈强。合金的化学成分不同，在液态合金由表层向中心凝固过程中，已结晶的固体层表面粗糙程度不同，对金属的流动阻力不同，所以合金的化学成分不同其流动性也不同。铸钢的含碳量小于2.11% ，而铸铁的含碳量2.11%6.99%之间，FeC合金流动性与含碳量关系曲线可知，含碳量越高，靠近共晶成分，铁碳合金充型能力越强。P48：（6）参见书P43,P46页P49：（8）试用下图轨道铸件分析热应力的形成原因，并用虚线表示出铸件的变形方向。答：热应力是铸件变形的主要形成原因,参见书P45页。铸件变形后变形方向为中间下凹,两端上翘.P61：（4） HT100、HT150、HT200、HT300的显微组织有何不同？为什么HT150、HT200灰铸铁应用最广？答：HT100是铁素体灰铸铁;HT150和HT200是珠光体铁素体灰铸铁;HT300是珠光体灰铸铁。HT150、HT200(珠光体-铁素体灰铸铁)是在珠光体和铁素体混合的基体上，分布着较为粗大的石墨片，此种铸铁的强度、硬度尽管比珠光体灰铸铁低，但仍可满足一般零件要求，其铸造性、减振性均佳，强度、硬度适中，且便于熔炼，所以是应用最广的灰铸铁。P61：（5）、 某产品上的灰铸铁件壁厚计有5mm、25mm、52mm三种，力学性能全部要求b=220 MPa,若全部选用HT200是否正确？答：不正确。参见P53表2-3 壁厚厚度为 5mm的能达到b=220 MPa的力学要求；壁厚厚度为25mm的只能达到b=170MPa左右；厚计为52mm的只能达到b=160 MPa以下。P61：（7）、为什么球墨铸铁是“以铁代钢”的好材料？球墨铸铁是否可以全部取代可锻铸铁？答：球墨铸铁的强度和韧性远远超过灰铸铁，强度加工性等可与钢媲美,而且成本远低于钢,故球墨铸铁是“以铁代钢”的首好材料。但球墨铸铁不能全部取代可锻铸铁。由于可锻铸铁可制造形状复杂、承受冲击载荷的薄壁小件，若用球墨铸铁，质量上难以保证。P61：（9） 下列铸件宜选用那类铸造合金？请简述理由。车床床身 摩托车气缸体 火车轮 压气机曲轴气缸套 自来水管道弯头 减速器蜗轮答：车床床身灰铸铁，具有优良的减震性；摩托车气缸体铝硅合金 流动性好，收缩率低、热裂倾向小、气密性好、有足够的强度，可铸造形状复杂的薄壁或气密性要求较高的铸件； 火车轮铸钢，硬度高、耐磨、耐蚀、耐热等特殊性能均优良，形状较复杂，用铸造方法来制造；较为方便，成本低。压气机曲轴气缸套球墨铸铁强度高，耐磨、耐蚀、耐热性能均优良；自来水管道弯头黑心可锻铸铁，塑性、韧性好，耐蚀性较高，可用于薄壁复杂件，但强度、硬度较珠光体可锻铸件低；减速器蜗轮铸青铜件，具有较高的耐磨，耐蚀性，铸造后可形成储油结构，有利于各种工作条件。P73：（3）、参见P63P73：（4）答：它们均对铸件质量影响较大，但分型面更偏重工艺过程的复杂性，是否能做出来和是否简便，但浇注位置更偏重对铸件质量影响。