机械制造基础 考试.doc

一、填空题铸造过程包括熔炼金属、制造铸型、浇注凝固凝固方式逐层凝固、糊状凝固、中间凝固充型能力与合金本身的流动性与浇注条件、铸型填充条件、铸件结构等因素有关铸造时铸体的收缩分为三个阶段液态收缩、凝固收缩、固态收缩铸造时合金的偏析有晶内偏析、密度偏析（又称区域偏析）两种铸体合金中碳的存在形式有 渗碳体、石墨两种灰口铸件、球墨铸件、可锻铸铁的组织分别是金属基础加片状石墨、球状石墨、团絮状石墨常用的铸造方法是手工铸造、机器铸造砂型应具有的主要性能强度、透气性、耐火性、退让性锻件加热的方法有火焰加热法、电加热法铸造工序分为（写3个）制造模样、制备造型材料、造型、造芯、合箱、熔炼、浇注、落砂清理、检验等铸模飞边槽的作用是容纳多余的金属、增加充型力板料冲压的基本工序有分离工序、变形工序冲裁体的分离过程分为三个弹性变形阶段、塑性变形阶、断裂分离阶段铸造应力分为热应力、机械应力二、名词解释1逐层凝固或者糊状凝固：合金的结晶温度范围很宽，且铸件的温度分布较为平坦，凝固时，铸件表面并不存在固体层，而液、固并存的凝固区贯穿整个断面，先呈糊化而后再固化2充型能力：使液态金属充满型腔并使铸件形状完整、轮廓清晰的能力3合金的流动性：指液态金属的流动能力，在铸造过程中即表现为液态金属充填铸型的能力。4合金偏析：铸件凝固时出现化学成分、金相组织不均匀的现象称为合金的偏析5孕育处理：浇注前向铁水内加入少量促进石墨化元素( 称为孕育剂,75%Si Fe )，即：进行孕育处理6球化处理：往铁水中加入球化剂 , 球化剂是稀土镁合金。7可锻性：金属接受锻压加工的难易程度8细化晶粒：在金属塑性变形的过程中，坯料内部（坯料为钢锭）的气孔、缩孔、缩松等缺陷得到焊合，金属的致密性提高，粗大的铸态组织转变为细化的再结晶组织，力学性能得以提高。 9纤维组织：在金属塑性变形的过程中，晶粒除了被细化外，基体金属的晶粒形状和沿晶界分布的杂质形状都将沿着变形方向被拉长，呈纤维形状分布。10过热（过烧）：过热：加热超过某一温度，引起奥氏体晶粒迅速长大，粗大的晶粒使得材料的力学性能下降。 过烧：加热到接近熔化温度 ,晶界氧化甚至熔化，破坏了晶粒间的连接，极易开裂。 11变形抗力：金属材料抵抗变形的能力。12中性层：材料弯曲时，内侧受压变短，外侧受拉变长。在拉伸和压缩两个变形区之间，有一层金属在变形前后长度无变化，这一层金属就是中性层。13回弹：材料弯曲时，其变形由塑性变形和弹性变形两部分组成，外载荷去除后，塑性变形保持而弹性变形消失，使弯曲件的形状和尺寸发生与加载方向相反的变化，抵消了一部分弯曲变形的结果，即：回弹三、是非判断题1逐层凝固时，合金的充型能力强，便于防止缩孔、缩松。糊状凝固充型能力差。（对）2纯金属及共晶金属在恒温下结晶流动性好，其他合金在一定温度下结晶流动性差（对）3浇注温度高粘度下降，故流动性好，所以浇铸时温度越高越好。（错）4当铸件中碳和硅的含量低，在冷却速度快的条件下析出渗碳体。当铸件中碳和硅的含量高，在冷却速度慢的条件下析出石墨体。（对）5铸型分型面的判断（按图判断）铸型分型面:是指两半铸型相互接触的表面。1） 分型面应选在铸件的最大截面上图（1）图（2）2） 分型面应尽量选用平面3） 应尽量减少分型面的数目图（3）图（4）4） 分型面的选择应尽量减少型芯及活块的数量图（5）图（6）5） 尽可能使铸件的全部或大部分、或者加工基准面与重要的加工面处于同一半型内6） 应尽量使型腔及主要型芯位于下箱6浇注系统的判断（按图判断）1） 铸件的重要工作面、主要的加工面应朝下或侧立放置图（1）图（2）2） 铸件的大平面应朝下放置3） 应将铸件薄而大的平面放在下部、侧面或倾斜位置图（3）图（4）图（5）4） 应将铸件的厚大部分放在上部或侧面5） 确定浇注位置时应尽量减少型芯的数量, 要有利于型芯的安装、固定、检查和排气7成型结构工艺设计判断(略)8锻模结构工艺判断1） 必须有一个合理的分模面，模锻斜度与模锻圆角2） 外形力求简单, 平直和对称,避免零件截面间差别过大 ,例如, 薄壁、高筋、凸起等3） 在结构设计时应避免有深孔或多孔结构图（3）图（4）4） 注意模锻斜度和模锻圆角5） 简化模锻工艺, 可采用锻 焊组合工艺四、问答题1影响收缩的因素有哪些，并作详细分析：（1）化学成分不同种类的合金，收缩率不同；同类合金，化学成分不同，收缩率也不同C、Si：强烈促进铸铁石墨化，铸铁体收缩减小；S：对铸铁石墨化有一点阻碍，铸铁收缩增大;Mn：可抵消对S 石墨化的阻碍作用，适量的Mn 可使铸铁收缩减小（2）浇注温度合金的浇铸温度越高，过热度越大，液态收缩也越大，总收缩也越大。因此在满足足够流动性的前提下，尽量采用低的浇注温度。遵循“ 高温出炉，低温浇铸 ”的原则（3）铸件结构与铸型条件由于铸件各部分冷速不同，铸型和型芯对铸件收缩的阻力，因此铸件的实际线收缩率比合金自由收缩率小。2影响石墨化的因素有哪些，并作详细分析1) 化学成分碳和硅 : 碳和硅是强石墨化元素。 锰: 是有益元素, 微弱阻止石墨化,可消除硫的有害作用。 磷: 是有害元素, 可促进石墨化。硫: 是有害元素, 强烈阻止石墨化。2） 冷却速度: 化学成分相同的铸铁，若冷却速度不同，其组织性能也不相同。冷却速度较慢，有利于石墨的形成。3金属加热过程其组织和性能的变化分为哪三个阶段，并作详细分析（1）当加热温度不高时，原子扩散能力不强，只能通过晶体错位消除晶格扭曲，产生塑性变形。 这种现象称为回复。此时的变形称为冷变形。（2）加热到较高温度时，原子继续获得热能，扩散能力加强，并以冷变形时破碎的某些晶体（碎晶）或杂质为新的结晶核心，原子在金属内部重新排序，形成新的晶粒。这种现象称为再结晶。再结晶消除了全部加工硬化现象。此时的变形称为温变形。（3）温度继续升高，金属继续变形。在这个阶段，同时存在着加工硬化和再结晶两种现象，称为动态再结晶。在这个阶段，金属的塑性好，变形抗力低。此时的变形称为热变形。4锻模的结构布置遵循的原则模锻模膛放在中间，制坯模膛放两边； 模膛尽量按工序排列；第一个制坯模膛靠近加热炉；5金属塑性变形的实质（单晶体、多晶体）单晶体塑性变形的特征:滑移滑移 : 单晶体承受切应力时，晶体会发生弹性变形，当切应力的数值超过某一临界值时，晶体内的一部分相对于另一部分将沿着一定的晶面和晶向(称为滑移面)产生相对位移多晶体塑性变形的特征:扭转和滑移。滑移面是晶体中原子排列最紧密的排面。一、 填空题1焊接变形的基本形式有（收缩变形、角度变形、弯曲变形、扭曲变形、波浪变形）2焊条由（焊芯、药皮）组成3焊条的种类分为（酸性焊条、碱性焊条）4氩弧焊分为（钨极氩弧焊、熔化极氩弧焊）5电阻焊分为（点焊，缝焊，对焊）6钎焊分为软钎焊和硬钎焊二、 名词解释1变形抗力：金属材料抵抗变形的能力2冲孔连皮：对于具有通孔的锻件，模锻时不能靠上、下模的突起部分把金属完全排挤掉，因此不能锻出通孔，终锻后，孔内留有金属薄层，即：冲孔连皮。3熔池：熔焊时，在焊接热源作用下，焊件上所形成的具有一定几何形状的液态金属部分。4埋弧焊:电弧在焊剂层下燃烧的电弧焊方法5软钎焊;钎料熔点低于450，广泛用于电子工业。常用钎料为锡、铅等；常用钎剂为松香。6硬钎焊:钎料熔点高于450，常用来焊接受力较大的钢和铜合金工件、硬质合金刀具，钻头及各类容器等。常用钎料为黄铜钎料和银基钎料；常用钎剂为硼砂、硼酸和碱性氟化物的混合物。三、 简答题1试述电弧焊的焊接原理及其焊接冶金过程焊接原理：正、负电极之间具有一定的电压；两电极之间的气体介质处于电离状态。将两电极接通电源，短暂接触并迅速分离，接触时，发生短路，产生极大的短路电流，使接触点产生大量的热，电极表面迅速升温，两者均熔化；分离时：大量电子放射，形成电弧电弧焊的焊接过程,：进行电弧焊时，母材和焊条受到电弧高温作用而熔化形成熔池。金属熔池可看作微型冶金炉，其内要进行熔化、氧化、还原、造渣、精炼及合金等一系列物理化学过程。由于大多数在空气中进行，金属熔池中的液态金属与周围的熔渣及空气接触，产生复杂、激烈的化学反应。2试述焊条和药皮的作用焊芯（焊条中被药皮包覆的金属芯）的作用作电极 传导焊接电流，产生电弧；作填充金属 熔化后填充焊缝；药皮（在汗死表面涂上一层涂药）的作用保护电弧稳定燃烧，造气造渣，隔绝空气，保护熔化的金属；加入锰铁、硅铁、铬铁等, 起到脱氧作用；加入有益元素, 如锰、硅、铬、钒、钨等, 起到渗合金作用；加入稳弧剂, 起到稳弧的作用；3试述酸性焊条和碱性焊条的特点酸性焊条: 焊缝含氢量较高，抗裂性差，用于一般结构件；交、直流焊机均可使用。碱性焊条: 低氢型， 焊缝的力学性能和抗裂性较好，可焊接重要结构件和压力容器；但工艺要求高，只用于直流焊机。4试述氩弧焊的工作原理及其特点工作原理：氩弧焊的特点：保护效果好，焊缝金属纯净，焊接质量优良，焊缝成型美观，适用于焊接各类合金钢、易氧化的有色金属及稀有金属。电弧在氩气流的压缩下燃烧，热量集中，所以焊接速度快、热影响区小、焊后变形也小电弧稳定，特别是小电流时也稳定。明弧可见，便于观察和操作，可全位置焊接，焊后无渣，便于机械化和自动化。5试述电渣焊的焊接机理、方法和特点机理：利用电流通过熔融的熔渣时所产生的电阻热来熔化焊丝和焊件的焊接方法。方法：电渣焊的焊接工艺特点：适宜焊接板厚在40mm以上的直缝或环缝焊件, 生产率高。冷却速度慢，冶金反应完全，所以焊缝缺陷少，焊接质量较好。焊前的准备工作简单, 节省焊接材料, 成本低。接头组织粗大，焊后应作正火处理。四、 是非题1预锻模镗没有飞边槽，终锻模镗有飞边槽（对）2判断两个焊接次序的正确性1、 尽量保证焊缝能自由收缩先焊错开的短焊缝，后焊直通的长焊缝。尽量使其变形能互相抵消或减弱方案2好2、 长焊缝采用分散对称焊工艺（使其变形能够互相抵消或减弱）3、反变形法焊前组装时注意焊后的变形方向。 4、加热减应区图（3）图（4）5、焊缝应对称布置 6、刚性固定法图（5）图（6）3低碳钢的焊接性最好，中碳钢的焊接性中等，高碳钢的焊接性差。（对）4看图判断焊缝（链）布置方案1.尽量使焊缝位置处于方便操作之处(手工电弧焊的操作空间) 2、点焊、缝焊的焊缝布置图（1） 图（2）图（1）abc不合理。def合理 图（2）上两幅图不合理，下两幅图合理3）尽可能使焊缝避开应力集中部位 abc不合理。def合理4.尽可能使焊缝分散布置 5、尽可能使焊缝对称于中性轴布置图（5）ab不合理cef不合理6、尽量减少焊缝的长度和数量 7、尽量使焊缝避开机械加工表面图(6) 图(7) 图(7)ab不合理。Cd合理 a不合理，b合理 a不合理，b合理一、 填空题1切削运动分为主运动和进给运动2切削用量三要素切削速度、进给量、切削深度3车刀有三个刀面前刀面、主后刀面、副后刀面4机床按精度等级分为普通机床、精密机床、高精度机床5机床传动的组成动力源、执行件、传动装置等6机床常用传动副有带传动、齿轮传动、蜗杆与蜗轮传动、丝杆螺母传动、齿轮齿条传动等7机床的变速机构有塔轮变速机构、滑移齿轮变速、离合器变速、配换齿轮变速等二、 名词解释1残余应力：不需外力平衡而能存在于金属中的内应力。2加工硬化：经过切削加工，会使工件表层的硬度提高，这一现象称为加工硬化。3切削运动：切削时，刀具和工件的相对运动。4切削速度或进给量、吃刀深度：切削速度：在单位时间内，工件和刀具沿主运动方向的相对位移。进给量：工件或刀具的运动再一个工作循环（或单位时间）内，刀具与工件之间沿进给运动方向的相对位移（也称进给速度）。切削深度：工件上的已加工表面与待加工之间的距离（也称背吃刀量，进刀深度）5切削层厚度：两相邻加工表面间的垂直距离切削层长度：沿主切削刃度量的切削层尺寸。6切削面积：切削层在垂直于切削速度截面内的面积。7主切削刃：前刀面与主后刀面的相交部位，它完成主要的切除或表面形成工作。8副切削刃：前刀面与副后刀面的相交部位，它配合主切削刃完成切除工作，并最终形成已加工表面。9前角：主剖面内测量的前刀面与基面之间的夹角10后角：主剖面内测量的主后刀面与切削平面之间的夹角11主偏角kv：基面内测量的主切削刃在基面上的投影与进给运动方向的夹角12副偏角kv：基面内测量的副切削刃在基面上的投影与进给运动反方向的夹角三、 是非题1主运动消耗的动力比进给运动大得多。（对）2主运动只有一个，进给运动可以有两个以上。（对）3高速钢的红硬性比工具钢好，硬质合金的红硬性比高速钢好。（对）四、 问答题1试述何为高速钢并写出它的特点及用途高速钢：含W、Mo、Cr、V等元素比较多的高合金工具钢 特点：高速钢有较高的强度、较高的强度和韧性，具有一定的硬度和耐磨性。高速钢的硬度、耐热性比工具钢高得多，允许的切削速度也高得多，突出优点是工艺性好（锻造性能、焊接性能、机械加工性能等）。用途：是用于各类切削刀具，也可用于刚性较差的机床上加工，形状较为复杂的刀具（如：钻头、丝锥、成型刀具、拉刀、齿轮滚刀等）基本上是用高速钢制造。2试述何为硬质合金，并写出它的种类、特点及用途硬质合金：高耐热性和高耐磨性的金属碳化物与金属