机械制造技术习题解答

1、第第 一一 章章 作作 业业 讲讲 解解 7.7.结合下图说明铸造应力形成的原因，并用虚线结合下图说明铸造应力形成的原因，并用虚线 画出铸件的变形方向。画出铸件的变形方向。 + + + 答：答：结构不对称、壁厚不均、冷却速度结构不对称、壁厚不均、冷却速度 不一致，厚壁处产生拉应力（热应力），薄不一致，厚壁处产生拉应力（热应力），薄 壁处产生压应力，产生上图所示的变形。壁处产生压应力，产生上图所示的变形。 作业出现的问题：截面弯曲而不是长度弯曲？作业出现的问题：截面弯曲而不是长度弯曲？ 上上 下下 分模造型分模造型 1、分模造型：、分模造型： 在批量生产时铸在批量生产时铸 出出20孔。孔。 凸台

2、要铸出，凸凸台要铸出，凸 台中的小孔不铸出。台中的小孔不铸出。 2、挖砂造型：、挖砂造型： 单件生产时不铸单件生产时不铸 出出20孔；孔； 凸台要铸出，凸凸台要铸出，凸 台中的小孔不铸出。台中的小孔不铸出。 上上 下下 挖砂造型挖砂造型 上上 下下 挖砂造型挖砂造型 10.10.下图所示铸件有哪些分型方法？在单件生产条件下图所示铸件有哪些分型方法？在单件生产条件 下，应采用哪种手工造型方法？下，应采用哪种手工造型方法？ 答：答：铸件上铸件上垂直于分型垂直于分型 面的非加工表面设计出的斜面的非加工表面设计出的斜 度为结构斜度，数值较大；度为结构斜度，数值较大； 绘制绘制铸造工艺图铸造工艺图或或模

3、型模型 图图时，零件图上没给出结构时，零件图上没给出结构 斜度的立壁所给予的斜度为斜度的立壁所给予的斜度为 起模斜度，一般为加工面，起模斜度，一般为加工面， 数值较小。数值较小。 问题：分型面的标注？问题：分型面的标注？ 16.16. 什么是铸件的结构斜度？它与起模斜度有何不什么是铸件的结构斜度？它与起模斜度有何不 同？下图所示的铸件的结构是否合理？应如何同？下图所示的铸件的结构是否合理？应如何 改正？改正？ 铸件图铸件图 上上 下下 答：答：铸件铸件结构圆角结构圆角的作用：的作用： 防止热节带来的不利影响；防止热节带来的不利影响； 防止应力集中；防止应力集中； 防止冲砂，利于充型；防止冲砂，

4、利于充型； 17.17. 为什么铸件要有结构圆角？下图铸件上有哪些圆为什么铸件要有结构圆角？下图铸件上有哪些圆 角不够合理，应如何修改？角不够合理，应如何修改？ 铸件图铸件图 上上 下下 C.C. （1 1）壁厚不均）壁厚不均 （2 2）筋板无法铸出）筋板无法铸出 （3 3）结构不合理）结构不合理 e.e. （1 1）中间改为环形接头）中间改为环形接头 （2 2）壁厚要均匀）壁厚要均匀 （3 3）孔与筋板连接处要）孔与筋板连接处要 有圆弧过渡有圆弧过渡 （4 4）高度方向应对称）高度方向应对称 18.18. 下图所示铸件的结构有何缺点？该如何改进？下图所示铸件的结构有何缺点？该如何改进？ 19

5、.19. 下图所示铸件的结构有何缺点？该如何改进？下图所示铸件的结构有何缺点？该如何改进？ 书上有答案书上有答案 便便 于于 取取 出出 金金 属属 型型 芯芯 20.20. 下图为三通铜铸件，原为砂型铸造。现因生产批下图为三通铜铸件，原为砂型铸造。现因生产批 量加大，为降低成本，拟改用金属型铸造，试分量加大，为降低成本，拟改用金属型铸造，试分 析哪处结构不适宜金属型铸造？请修改。析哪处结构不适宜金属型铸造？请修改。 左图分型面为折线左图分型面为折线 左图无法取出模型左图无法取出模型 左图壁间十字交叉，左图壁间十字交叉， 热节较大热节较大 左图内部空腔很难铸成左图内部空腔很难铸成 问题：原因分

6、析欠准确？问题：原因分析欠准确？ 21.21. 下图中所示铸件各有两种结构方案，请逐一加以下图中所示铸件各有两种结构方案，请逐一加以 分析哪种结构较为合理？为什么？分析哪种结构较为合理？为什么？ 第第 二二 章章 作作 业业 讲讲 解解 轮轮 齿齿 由由 机机 械械 加加 工工 形形 成成 自由锻件图自由锻件图 11.11.下图所示锻件结构是否适于下图所示锻件结构是否适于自由锻自由锻的工艺要的工艺要 求？如果不适合，应如何修改？求？如果不适合，应如何修改？ 15.15.下图所示零件的结构是否适合于模锻件生产？下图所示零件的结构是否适合于模锻件生产？ 为什么？应如何修改？为什么？应如何修改？ 1

7、 1、壁厚太薄、壁厚太薄 2 2、深孔不易模锻、深孔不易模锻 3 3、截面急剧变化、截面急剧变化 1 1、壁厚太薄、壁厚太薄 2 2、截面急剧变化、截面急剧变化 1 1、壁厚太薄、壁厚太薄 2 2、结构上下不对称、结构上下不对称 3 3、没有模锻斜度、没有模锻斜度 4 4、没有模锻圆角、没有模锻圆角 模锻件图绘制时注意要点：模锻件图绘制时注意要点： 1 1、双点划线；、双点划线； 2 2、模锻斜度；、模锻斜度； 3 3、模锻圆角；、模锻圆角； 4 4、冲孔连皮；、冲孔连皮； 5 5、加工余量；、加工余量； 6 6、尺寸及公差。、尺寸及公差。 分模面分模面 分模面分模面 16.16.下图所示采用

8、锤上模锻制造，选择最合适的分下图所示采用锤上模锻制造，选择最合适的分 模面的位置，并绘制出相应的模锻件图。模面的位置，并绘制出相应的模锻件图。 边厚边厚1.51.5 t=3t=3 无圆角过渡无圆角过渡 37 30 或或 40 44 21.21.下图所示冲压件的结构是否合理？试修改不合下图所示冲压件的结构是否合理？试修改不合 理部位。理部位。 1、弯曲线、弯曲线 在尺寸突变处在尺寸突变处 2、无圆角、无圆角 四个小孔四个小孔 距弯曲处太近距弯曲处太近 直边长度直边长度5 5 2t=62t=6 12 14 12 14 8 10 直边长度直边长度3 3 2t=42t=4 70 85 55 70 21

9、.21.下图所示冲压件的结构是否合理？试修改不合下图所示冲压件的结构是否合理？试修改不合 理部位。理部位。 2 2 第第 三三 章章 作作 业业 讲讲 解解 6.6.下图所示拼接大块钢板是否合理？为什么？是否要下图所示拼接大块钢板是否合理？为什么？是否要 改变？怎样改变？为减少焊接应力与变形，其合理改变？怎样改变？为减少焊接应力与变形，其合理 的焊接次序是什么？的焊接次序是什么？ 答：断裂原因如下：答：断裂原因如下： 结结422422焊条：焊条：非铸铁焊条，焊缝含碳量高，非铸铁焊条，焊缝含碳量高，P P、S S杂质多，杂质多， 易产生热裂；熔合区易产生白口组织与淬硬组织，抗拉能易产生热裂；熔合

10、区易产生白口组织与淬硬组织，抗拉能 力差；加之焊件刚性大，从而导致裂纹的出现。力差；加之焊件刚性大，从而导致裂纹的出现。 钢芯铸铁焊条：钢芯铸铁焊条：无论是氧化型钢芯铸铁焊条，还是高钒钢无论是氧化型钢芯铸铁焊条，还是高钒钢 芯铸铁焊条，其焊缝的塑性都比较好，但熔合处都有白口芯铸铁焊条，其焊缝的塑性都比较好，但熔合处都有白口 组织，也容易产生裂纹。组织，也容易产生裂纹。 12.12.下图为一直径为下图为一直径为500mm500mm的铸铁带轮和齿轮各一件，铸造后出的铸铁带轮和齿轮各一件，铸造后出 现图示断裂现象。曾先后用结现图示断裂现象。曾先后用结422422焊条和钢芯铸铁焊条进行电焊条和钢芯铸铁

11、焊条进行电 弧焊焊补，但焊后再次断裂，试分析其原因为何？用什么方法弧焊焊补，但焊后再次断裂，试分析其原因为何？用什么方法 能保证焊后不裂，并可进行机械加工？能保证焊后不裂，并可进行机械加工？ 焊接方法：焊接方法： 左图焊接接头左图焊接接头需要机加工需要机加工并保证机械性能，宜采用热并保证机械性能，宜采用热 焊法，焊法，并采用相应的铸铁焊条并采用相应的铸铁焊条； 右图焊接接头右图焊接接头不需要机加工，不需要机加工，可采用冷焊法，但采用可采用冷焊法，但采用 镍基铸铁焊条。镍基铸铁焊条。 12.12.下图为一直径为下图为一直径为500mm500mm的铸铁带轮和齿轮各一件，铸造后出的铸铁带轮和齿轮各一

12、件，铸造后出 现图示断裂现象。曾先后用结现图示断裂现象。曾先后用结422422焊条和钢芯铸铁焊条进行电焊条和钢芯铸铁焊条进行电 弧焊焊补，但焊后再次断裂，试分析其原因为何？用什么方法弧焊焊补，但焊后再次断裂，试分析其原因为何？用什么方法 能保证焊后不裂，并可进行机械加工？能保证焊后不裂，并可进行机械加工？ 应力集中严应力集中严 重，焊缝收重，焊缝收 缩困难缩困难 b.焊缝离焊缝离 得太近得太近 a.离加工离加工 面太近面太近 22.22.下图所示三种焊件，其焊缝布置是否合理？若不合理，请下图所示三种焊件，其焊缝布置是否合理？若不合理，请 加以改正。加以改正。 焊缝焊缝 有有 交叉交叉 原材料：

13、原材料：低碳钢低碳钢Q195(Q195( s s=195MPa=195MPa) ) 焊接方法：焊接方法：焊条电弧焊焊条电弧焊 接头形式：接头形式：T T型型 坡口形式：坡口形式：I I型型 23.23.下图所示两种铸造支架，材料为下图所示两种铸造支架，材料为HT150HT150，因单件生产拟改为，因单件生产拟改为 焊接结构，请选择原材料、焊接方法，并画出简图表示焊焊接结构，请选择原材料、焊接方法，并画出简图表示焊 缝及接头型式。缝及接头型式。 HT150 (HT150 ( b b=150MPa=150MPa) ) 24.24.下图所示焊接结构哪组合理？为什么？下图所示焊接结构哪组合理？为什么？

14、 25.25.下图所示的焊件有何缺点？试提出改进方案。下图所示的焊件有何缺点？试提出改进方案。 焊缝不对称焊缝不对称 此两种钢材之间的直接焊接：此两种钢材之间的直接焊接： 1、焊缝出现脆硬组织；、焊缝出现脆硬组织； 2、焊缝不具备抗腐蚀性能。、焊缝不具备抗腐蚀性能。 改进方案：改进方案： 在二者之间增加垫板，在二者之间增加垫板， 垫板材料与容器相同。垫板材料与容器相同。 25.25.下图所示的焊件有何缺点？试提出改进方案。下图所示的焊件有何缺点？试提出改进方案。 第第1 1步：制筒体。步：制筒体。下料，钢板卷圆成形，再焊接成形。焊接方法：焊条电弧焊；下料，钢板卷圆成形，再焊接成形。焊接方法：焊

15、条电弧焊； 焊条：焊条：HO8AHO8A钢丝焊条；钢丝焊条；对接接头，对接接头，I I形坡口形坡口 第第2 2步：制端盖。步：制端盖。下料，两端盖压制成形，并钻下料，两端盖压制成形，并钻4 4个孔个孔 第第3 3步：焊管接头。步：焊管接头。将将4 4个管接头依次焊接在两端盖上。焊接方法个管接头依次焊接在两端盖上。焊接方法：焊条电弧焊；：焊条电弧焊； 焊条：焊条：H08A钢丝焊条钢丝焊条；角接接头，角接接头，带钝边单边带钝边单边V V形形坡口坡口 第第4 4步：筒体与端盖间焊接。步：筒体与端盖间焊接。将两端盖与筒体焊接在一起。焊接方法：将两端盖与筒体焊接在一起。焊接方法：焊条电弧焊条电弧 焊；焊

16、； 焊条：焊条：H08AH08A钢丝焊条；钢丝焊条；对对接接头，接接头，I I形坡口形坡口 27.27.汽车刹车用压缩空气储存罐（如下图），用低碳钢钢板制造，汽车刹车用压缩空气储存罐（如下图），用低碳钢钢板制造，筒壁筒壁2mm2mm， 端盖端盖3mm3mm，4 4个管接头为标准件个管接头为标准件M10M10，工作压力为，工作压力为0.6MPa0.6MPa。试根据工件结构形。试根据工件结构形 状决定制造方法及焊缝位置，请选择焊接方法、接头型式与焊接材料，并状决定制造方法及焊缝位置，请选择焊接方法、接头型式与焊接材料，并 决定装配焊接次序。决定装配焊接次序。 拉削加工的特点：拉削加工的特点： 1、

17、生产率高；、生产率高； 2、加工质量好；、加工质量好； 3、刀具耐用度高；、刀具耐用度高； 4、拉床简单、操作方便；、拉床简单、操作方便； 5、可加工形状较复杂的内外表面。、可加工形状较复杂的内外表面。 适用场合：标准化、规格化零件的大批大量生产适用场合：标准化、规格化零件的大批大量生产。 26. 26. 拉削加工有哪些特点？适用于何种场合？拉削加工有哪些特点？适用于何种场合？ 第第 五五 章章 作作 业业 讲讲 解解 略略 第第 六六 章章 作作 业业 讲讲 解解 （1）紫铜小轴，）紫铜小轴，20h7，Ra0.8m， 外圆面加工方案：粗车外圆面加工方案：粗车半精车半精车精车精车 （2）40C

18、r钢轴，钢轴，50h6，Ra0.2m，表面淬火，表面淬火， 外圆面加工方案：粗车外圆面加工方案：粗车半精车半精车（表面淬火）（表面淬火）粗磨粗磨精精 磨磨 1.1. 试决定下列零件外圆面的加工方案。试决定下列零件外圆面的加工方案。 生产 类型 孔加工方案 单件 小批 粗镗半精镗精镗 大批 大量 粗镗半精镗精镗 （使用镗模） 2.2. 分别在单件小批和大批大量生产条件下，为下述分别在单件小批和大批大量生产条件下，为下述 零件上的孔选择加工方案。零件上的孔选择加工方案。 生产 类型 孔加工方案 单件 小批 钻 半精镗 精镗 或者 镗钻扩粗铰 大批 大量 镗钻扩粗铰 或者 钻 粗拉 2.2. 分别在

19、单件小批和大批大量生产条件下，为下述分别在单件小批和大批大量生产条件下，为下述 零件上的孔选择加工方案。零件上的孔选择加工方案。 3.2 1.6 1.6 3.2 12.5 3.2 3.2 1.6 生产类型孔加工方案 单件小批1大孔：粗镗 半精镗 精镗。3小孔：钻 大批大量使用镗模：1大孔：粗镗 半精镗精镗，3小孔：镗钻。 50H7= 50+0.030 2.2. 分别在单件小批和大批大量生产条件下，为下述分别在单件小批和大批大量生产条件下，为下述 零件上的孔选择加工方案。零件上的孔选择加工方案。 生产类型孔加工方案 单件小批钻 扩 粗铰 精铰 大批大量镗钻 粗拉 精拉 2.2. 分别在单件小批和

20、大批大量生产条件下，为下述分别在单件小批和大批大量生产条件下，为下述 零件上的孔选择加工方案。零件上的孔选择加工方案。 0.8 3.2 1.6 H6 25H6= 25+0.013 3 CA6140CA6140车床床身导轨面的加工方案：车床床身导轨面的加工方案： 粗刨粗刨半精刨半精刨表面淬火表面淬火粗磨粗磨刮研刮研 4 齿轮齿面加工方案：齿轮齿面加工方案： 滚齿滚齿淬火淬火珩齿珩齿 第第 七七 章章 作作 业业 讲讲 解解 P218-221 5 5 0.4 0.4 6 8 0.4 0.4 6 6 5 0.4 A-AA A A-AA A M8 M8 D 2R DR 7 左顶尖：左顶尖：zx , 右

21、顶尖：右顶尖：zx , 左圆锥：左圆锥： 右圆锥：右圆锥： zyx , zx , 侧面一块支撑板：侧面一块支撑板： 底面两块支撑板：底面两块支撑板： 侧面定位销：侧面定位销： zx , yxz , y 7 左边上、下左边上、下V形块：形块： 右边短右边短V形块：形块： 底平面：底平面： 滑动滑动V形块：形块： 短圆柱销：短圆柱销： zyzy , xx , yxz , yx , z 8 粗粗基准：外圆面基准：外圆面 精精基准：基准：孔孔 8 粗基准：大孔粗基准：大孔 精基准精基准：大大径径外圆外圆 粗基准：主轴孔和与之最远的孔粗基准：主轴孔和与之最远的孔 精基准：底面和导向面精基准：底面和导向面

22、 9 )( 30 0 013. 0 毛坯热轧钢差度，确定工序尺寸及偏已知加工余量及经济精 精磨，粗磨淬火半精车车小轴加工工艺路线：粗 工序名称工序余量经济精度工序尺寸及偏差 精磨0.1IT6 粗磨0.4IT8 半精车1.1IT10 粗车2.4IT12 毛坯尺寸 4（总余量）6 . 034 126 .31h 105 .30h 81 .30 h )(630 0 013. 0 h 6 . 034 2008)-GB/T702(34 见热轧圆钢 10 加工顺加工顺 序序 工序名工序名 称称 工序内容工序内容 1下料下料下料下料9028 或或 模锻如左图所示锻件模锻如左图所示锻件. 2车车卡卡90外圆，外

23、圆，平平端面端面, 车外圆车外圆，倒角倒角 3车车调头，调头，粗车端面粗车端面，粗车外圆粗车外圆；粗、粗、半半精镗孔；精精镗孔；精 车端面、外圆车端面、外圆、倒角倒角 4车车卡卡大大外圆、垫铁皮、找正；车台肩面保证外圆、垫铁皮、找正；车台肩面保证18；车；车 左端面；车小外圆左端面；车小外圆35 ；倒角；倒角 5插插插键槽插键槽 6滚滚滚齿滚齿 7热处理热处理表面高频淬火表面高频淬火 盘套类盘套类 机械加工机械加工 工艺路线工艺路线 成批生产成批生产 相当于20H7 90 16 40 24 30 下料锻下料锻粗车镗粗车镗半精车镗精车等半精车镗精车等插键槽插键槽滚齿滚齿表面高频淬火表面高频淬火磨

24、削磨削 单件生产单件生产 典型的传动轴典型的传动轴 机械加工工艺路线机械加工工艺路线 调质处理调质处理200-240HBS200-240HBS 位置？调质后要进行？位置？调质后要进行？ 下料锻造下料锻造车端面钻中心孔车端面钻中心孔粗车粗车调质调质研修中心孔（钳工，车床）研修中心孔（钳工，车床） 半精车切槽倒角半精车切槽倒角（划线）（划线）铣键槽铣键槽研修中心孔研修中心孔磨削磨削 P181P181加上调质处理加上调质处理 典型的传动轴典型的传动轴 机械机械加工工艺加工工艺路线路线 p210-213 下料锻造下料锻造车端面钻中心孔车端面钻中心孔粗车粗车调质调质研修中心孔研修中心孔（钳工，车床）（钳

25、工，车床） 半精车切槽车螺纹等半精车切槽车螺纹等（划线）（划线）铣键槽铣键槽研修中心孔研修中心孔磨削磨削； （有热处理要求，很典型）（有热处理要求，很典型） 此题此题5 5件件 10 加工顺序加工顺序工序名称工序名称工序内容工序内容 1下料下料下料下料35126 2车车卡卡35外圆；车端面见平；车外圆外圆；车端面见平；车外圆30 40 3车车卡卡30外圆；车端面，保证尺寸外圆；车端面，保证尺寸121；车外圆；车外圆2090；倒角；倒角； 车车M20 1.5 65螺纹螺纹 4车车卡卡20外圆；车端面，保证尺寸外圆；车端面，保证尺寸120；车外圆；车外圆1822；倒角；倒角 5铣铣15 15 15

26、 机械加工工艺路线机械加工工艺路线 11 0 06.01 36 A ES EI LA 2 1.0 1.00 6 A 05.0 05.03 26 A 2)2) 基本尺寸计算基本尺寸计算 5)5) 公差验算公差验算 3)3) 上偏差计算上偏差计算 4)4) 下偏差计算下偏差计算 1)1) 正确画出尺寸链正确画出尺寸链图图， 其中其中A A2 2、A A3 3为增环，为增环， A A1 1为减环，为减环， 36266L 16L )06. 0(05. 01 . 0ES 01. 0ES 0)05. 0(1 . 0EI 05. 0EI 1 . 004. 006. 02 . 0 6)6) 最终结果最终结果 正确 01. 0 05. 02 16 A 1 . 0 1 . 00 6A 0 05.01 25.14 A ES EI HA 2 012.0 004.03 14 A 16.0 00 4 A 02.0 02.04 0 A 1212工序尺寸计算工序尺寸计算 轴颈如图所示：轴颈如图所示： 加工工艺路线加工工艺路