2023年电大机械制造基础形成性考核册作业答案

电大机械制造基础形成性考核册作业1答案

1、常用的工程材料可以用教材第一页的表格表达，请完毕工程材料的分类表：

答：

内涵：

(a)强度：金属材料在外载荷的作用下抵抗塑性变形和断裂的能力。强度有屈服强

度。S和抗拉强度。be

(b)塑性：金属材料在外载荷作用下产生断裂前所能承受最大塑性变形的能力。

(C)强度：是指金属材料抵抗比它更硬的物体压入其表面的能力。硬度有布氏硬度

HBS和洛氏硬度HR。

(d)冲击韧性：金属抵抗冲击载荷作用而不被破坏的能力。

(e)疲劳强度：金属材料经受无数次交变载荷作用而不引起断裂的最大应力值。

2、参照教材图1-2填写材料拉伸曲线中的相应特性值点的符号，并描述相应的含义。

(a)横坐标表达：试件的变形量AL

(b)纵坐标表达：载荷F

(c)S点：屈服点

(d)b点：颈缩点

(e)k点：拉断点

(f)屈服点以后出现的规律：试样的伸长率又随载荷的增长而增大，此时试样已产

生较大的塑性变形，材料的抗拉强度明显增长。

3、一根标准试样的直径为10mm、标距长度为50mm。拉伸实验时测出试样在26kN时屈服，

出现的最大载荷为45kN。拉断后的标距长度为58mm,断口处直径为7.75mm。试计算试

样的00.2,。“

s

答:oO,2=FO.2/SO=26OOO/(3.14*0.005")=3.3*10MPa

28

。b=Fb/So=45OOO/(3.14*0.005)=5.7*10MPa

4、HR是零件设计中常用的表达材料硬度指标。请回答下表中表达的有效范围和应用范围:

硬度符号有效值范围重要应用范围

HRA70〜85硬质合金、表面淬火、渗碳

HRB25〜100有色金属、退火、正火等

HRC20〜67淬火钢、调质钢等

HR和HB有什么差别?

答：两种都是测试硬度的标准，区别在于测量方法不同。两种硬度标准主线性区别在于：布

氏和洛氏测量的对象不同。布氏测量低硬度的材料，洛氏测量高硬度的材料。

6、参照教材1-7图补充如下Fe-Fe3c相图缺少的内容(标注相应的数据和材料相符号)，思

考每个线条和线条包容区域内金属相符号的特点

参考上图回答以下问题：:

(a.).AC线为：合金的液相线

(b.).Acm线为：碳在奥氏体中的溶解限度线

(c.).AC3线为：奥氏体中开始析出铁素体或铁素体所有溶入奥氏体的转变线

(d.).A表达：奥氏体相

(e.).F表达：铁素体相

(f.).P表达：珠光体相

(g.).Ld表达：液相

(h.).Fe3c表达：渗碳体相

(i.).含碳0.77%为：都是奥氏体

(j.).导致过共析钢中材料脆性很高的重要因素是:若加热到略高于AC1温度时，

珠光体完全转变成奥氏体，并又少量的渗碳体溶入奥氏体。此时奥氏体晶粒

细小，且其碳的质量分数已稍高与共析成分。假如继续升高温度，则二次渗

碳体不断溶入奥氏体，致使奥氏体晶粒不断长大，其碳浓度不断升高，会导

致淬火变形倾向增大、淬火组织显微裂纹增多及脆性增大。

7、假定有含碳量为80琳的材料从液态逐渐缓慢冷却，请说明其随温度下降的组织变化。

答：液相，液相和一次渗碳体，一次渗碳体和莱氏体，一次渗碳体和低温莱氏体

8、AC3和Acm是重要指标线，在这个温度以下会稳定得逞室温组织。在高温度附近的冷却

速度决定了材料的晶粒大小。因此，为细化晶粒的退火热解决的工艺设计是需要查阅相

图的(通常要高出50。C)o请同学补充完毕下面的回答：

回答：当温度下降到达AC线时，出现凝固，成为L(液体)和A,通过EF线以后完全

固体，……

发生共晶反映。此时液相LC(4.30%C),奥氏体AE(2.11%C)。渗碳体(6.69%

C)三相共存。冷凝时反映的结果形成了奥氏体与渗碳体的机械混合物，通称为莱氏体

9、钢的热解决重要涉及淬火、退火、回火、调质解决和渗碳。它们的重要特点是按照热

解决温度、冷却速度、热解决目的或用途、工艺过程安排特点考虑的。请鄙视它们的特点：

淬火：指将钢件加热到Ac3或Acl（钢的下临界点温度）以上某一温度，保持一定的时间，

然后以适当的冷却速度，获得马氏体（或贝氏体）组织的热解决工艺。常见的淬火工艺有盐

浴淬火，马氏体分级淬火，贝氏体等温淬火，表面淬火和局部淬火等。淬火的目的：使钢件

获得所需的马氏体组织，提高工件的硬度，强度和耐磨性，为后道热解决作好组织准备等。

退火：指金属材料加热到适当的温度，保持一定的时间，然后缓慢冷却的热解决工艺。常见

的退火工艺有：再结晶退火，去应力退火，球化退火，完全退火等。退火的目的：重要是减

少金属材料的硬度，提高塑性，以利切削加工或压力加工，减少残余应力，提高组织和成分

的均匀化，或为后道热解决作好组织准备等。

回火：指钢件经淬硬后，再加热到以下的某一温度，保温一定期间，然后冷却到室温的热

解决工艺。常见的回火工艺有：低温回火，中温回火，高温回火和多次回火等。回火的目的：

重要是消除钢件在淬火时所产生的应力，使钢件具有高的硬度和耐磨性外，并具有所需要的

塑性和韧性等。

调质：指将钢材或钢件进行淬火及高温回火的复合热解决工艺。使用于调质解决的钢称调质

钢。它一般是指中碳结构钢和中碳合金结构钢。

渗碳：渗碳是将工件置于渗碳介质中，加热到单相奥氏体状态，保温一段时间，使碳原子渗

入工件表层，提高表层含碳量，从而增长表面的硬度及耐磨性。渗碳工件材料一般为低碳钢。

渗碳工艺常用的有气体渗碳和固体渗碳。渗碳后，仍需对工件进行淬火和低温回火解决。

10、请回答.077%碳钢和1.%碳钢的细化晶粒温度。

例如：一批碳钢试样组织晶粒大小不均匀，需采用退火解决。应采用的工艺设计应当是：

缓慢加热至500〜650℃,保温足够时间，随炉冷却至室温。

问：为什么要保温足够的时间，为什么要缓慢冷却？

答：由于晶粒组织转变需要一定的时间，因此当金属工件表面达成规定的加热温度时，还须

在此温度保持一定期间，使内外温度一致，使显微组织转变完全。

11、现有40Cr钢制造的机床主轴，心部规定良好的强韧性（200-300HBS）,轴颈处规定

硬而耐磨（54〜58HRC）,试问：

（1）应进行哪种预解决和最终热解决？

（2）热解决后获得什么组织？

（3）热解决工序在加工工艺路线中位置如何安排？

答：（1）正火（调质）一一预解决、高频淬火和回火一一最终热解决

（2）奥氏体

（3）正火一一机加工——高频淬火一一回火

12、铸铁是制造机器零件毛坯的重要黑色金属材料之一，请说明铸铁的基本特性。（牌号、

石墨形态、铸造性能、成本等）

答：1）灰铸铁：牌号HT,石墨形态是片状，铸造性能优良，成本最低的铸铁。

2）球墨铸铁：牌号QT,石墨形态是球状，铸造性能近似于灰铸铁。

3）蠕墨铸铁：牌号RuT,石墨形态是蠕虫状，铸造性能好。

4）可锻铸铁：牌号KT,石墨形态是团絮状，不能锻造。

13、为了获得优质的铸件毛坯，在结构工艺性方面需要注意哪些原则？

答：1）铸件的壁厚应合理2）铸件的壁厚应尽量均匀3）铸件的结构不仅有助于保证铸件的

质量，并且应尽也许使铸造工艺简化，以稳定产品质量和提高生产率。

14、按照碳含量将碳钢分为低、中、高碳钢，参考教材中图3-2归纳碳钢的力学性能随

含碳量的变化规律。

答：含碳量越高,工件硬度增长,柔韧性变小,脆性变大,越难加工。

15、合金钢分为合金结构钢和合金调质钢，请查阅资料描述下列化学元素对材料的力学

性能产生影响的特点。

Mn：提高钢韧性、强度、硬度和淬性，改善钢的热加工性能。

Cr：显著提高强度、硬度和耐磨性，但同时减少塑性和韧性。格又能提高钢的抗氧化性和耐

腐蚀性。

Si：显著提高钢的弹性极限，屈服点和抗拉强度。

Mo：使钢的晶粒细化，提高淬透性和热强性能，在高温时保持足够的强度和抗蠕变能

力（长期在高温下受到应力，发生变形，称蠕变）。结构钢中加入铝，能提高机械

性能。还可以克制合金钢由于火而引起的脆性。在工具钢中可提高红性。

B：钢中加入微量的硼就可改善钢的致密性和热轧性能，提高强度。

V：锐是钢的优良脱氧剂。钢中加0.5%的锐可细化组织晶粒，提高强度和韧性。钮与碳

形成的碳化物，在高温高压下可提高抗氢腐蚀能力。

W：鸨熔点高，比重大，是贵生的合金元素。鸨与碳形成碳化铝有很高的硬度和耐磨

性。在工具钢加鸨，可显著提高红硬性和热强性，作切削工具及锻模具用。

16、在毛坯冲压成形中，过大的变形量将产生毛坯缺陷甚至导致报废，因此需要增长热解决

工序，请描述工艺设计的基本原则，

答：板料冲压是运用冲模板料产生分离或变形，从而获得毛坯或零件的压力加工方法。

当板料厚度超过8〜10mm时才采用热冲压。冲压生产的基本工序有分离工序和变形工序两大

类。

17、电焊条由哪些部分组成?其作用是什么？

答：电焊条由焊芯和药皮组成。焊芯重要有传导电流、产生电弧、作为焊缝填充金属等作用。

药皮重要作用是提高电弧燃烧的稳定性，形成保护气氛使熔池隔绝空气，产生熔渣覆盖熔池

表面起机械保护作用，并有脱氧与添加合金元素的作用。

18、选择零件毛坯的两个基本原则是什么？

答：1）合用性原则2）经济性原则

电大机械制造基础形成性考核册作业2答案

1.什么是基准制？为什么要规定基准制？在哪些情况下采用基轴制？

答：基准制是指同一限制的孔和轴组成配合的一种制度。

以两个相配合的零件中的一个零件为基准件，并选定标准公差带，而改变另一个零件

的公差带位置，从而形成各种配合的一种制度。

一般情况下优先才用基孔制，加工时可以减少刀具、量具的数量，比较经济实惠。基轴

制通常用于下列情况：1）所用配合的公差等级规定不高。2）活塞销和孔规定过渡配合。3）

在同一基本尺寸的各个部分需要装上不同配合的零件。

2.什么叫配合？配合的特性由什么来表达？

答：配合是指基本尺寸相同的，互相结合的孔、轴公差带之间的关系。配合的特性由配合的

种类来表达，即1）间隙配合2）过盈配合3）过渡配合

3.形位公差特性共有几项？其名称和符号是什么？

答：形位公差国家标准分为14种。其名称及符号如教材P93页的表6—1

4.用查表法拟定下列各配合的孔、轴的极限偏差、计算极限间隙量（或过盈量），并画出公

差带图。

孔的极限偏差轴的极限偏差极限间隙（过盈）公差带图

<r>20II8/f7+0.0330-0.020-0.0417420

①30F8/h7+0.053+0.0200-0.0217420

cl>14117/r6+0.0180+0.034+0.023-5-34

①60P6/h5-0.026-0.0450-0.013-13-45

O45JS6/h5+0.008-0.0080-0.01119-8

①40H7/t6+0.0250+0.064+0.048-23-64

5试解释图1注出的各项形位公差（说明被测要素、基准要素、公差带形状、大小和方位）。

答:内的径向

圆跳动量均不大于0.025mm;

被测圆柱面必须位于半径差为公差值0.006mm的两同轴圆柱面之间。

B：被测轴线必须位于直径为公差值0.02mm,且平行于基准轴线的两平行平面之间。

C：被测表面必须位于距离为公差值0.01mm,且与基准线成理论对的角度60度的两平行

平面之间。

I）：当被测要素围绕基准线A-B作无轴向移动旋转一周时，在任一测量平面内的径向圆

跳动量均不大于0.025mm。

G:被测中心平面必须位于距离为公差值0.025mm,且相对基准中心平面G对

称配置的两平行平面之间。（自己做）

6.答:

7.表面粗糙度的含义是什么？对零件的工作性能有何影响？

答：表面粗糙度是指加工表面具有的较小间距和微小峰谷不平度。表面粗糙度的大小，

对机械零件的使用性能有很大的影响，重要表现在以下几个方面：1）影响零件的耐

磨性。2）影响配合性质的稳定性。3）影响疲劳强度。4）影响抗腐蚀性。

8.选择表面粗糙度参数值时，应考虑哪些因素？

答：1）取样长度与评估长度2）中线3）评估参数4）评估参数的允许值

9.常用的表面粗糙度测量方法有哪些？各种方法合用于哪些评估参数？

答：1）轮廓的幅值参数：轮廓的算术平均偏差和轮廓的最大高度

2）轮廓单元的平均宽度

3）轮廓的支承长度率

10.在一般情况下,①40H7和①80H7相比，①40H6/j5和0比H6/s5相比,哪个应选用较小

的粗糙度值？

答：①40H7和e80H7相比,选择①80H7

①40H6/j5和①40H6/s5相比，选择①40H6/j5

11.

K余舒

0I5OH7©

答：最上面的表面粗糙度为1.6的应当标

在可见轮廓线、尺寸界线、引出线或它

们的延长线上。

12.已知零件的配合关系为①25H7/p6,请拟定相关的参数，并填写在下表中。

单位：mm

极限尺寸极限偏差极限间隙（过盈）

基尺寸配合

下

本最大最小

偏

配合件尺

0*^min公差公差公差配合图解

差

的尺寸寸

i%Dmin

ITT

E⑹I（丫而„）（丫皿）（

（（U）(d(nin)(es)

25.02125.000.02100.021值

A”H7+

025-0.001—0.0350.034

0

25.03525.0220.0350.0220.0137'

电大机械制造基础形成性考核册作业3答案

1、以车床上的外圆加工为例，描述工件上的加工表面。

2、实现对零件的切削加工需要哪些基本运动，它们在切削中的作用是什么？对于车削、

铳削、刨削加工来说，主运动是什么？在上图标出车床加工的主运动和进给运动方向。

答：1）主运动2）进给运动3）合成切削运动

主运动：直接切除工件上的切削层，使之转变为切屑，从而形成工件新表面。

进给运动：不断地把切削层投入切削，以逐渐切出整个工件表面。

合成切削运动：它是由主运动和进给运动合成的运动。

3、什么是切削层参数？切削用量三要素是什么？试分析多切削刃刀具的铳削中切削层

参数变化？

答：切削层的尺寸称为切削层参数。

切削用量三要素：1）切削速度2）进给量3）背吃刀量

4、从影响切削加工的角度，刀具材料需要具有哪些基本性能规定？归纳教材中列举材料

的特点。

答：对刀具切削部分材料的规定：1）高硬度2）高耐磨性3）有足够的强度和韧性4）热

硬性

刀具材料有：1）碳素工具钢2）合金工具钢3）高速工具钢4）硬质合金5）陶瓷材

料6）涂层硬质合金7）人造金刚石8）立方氮化硼

5、以外圆车刀为例，画图说明刀具的正交参考系，描述刀具的角度a、B、Kr、e的含

义。

答：教材P126的图8—4。

a后角：在正交平面内度量的后刀面与切削平面之间的夹角。

B楔角：在正交平面内度量的前刀面与后刀面之间的夹角。

Kr主偏角：主切削刃在基面上的投影与进给方向的夹角。

e刀尖角：在基面内度量的主切削刃与副切削刃之间的夹角。

6、什么是积屑瘤？试述其成因、对加工的影响和精加工中避免产生积屑瘤的金属方案。

答：在切削塑性金属材料时，经常在前刀面上靠刃口处粘结一小块很硬的金属楔块，这个

金属楔块称为积屑瘤。

在中速切削塑性材料时，当温度和压力增长到一定限度，底层金属层与刀具前刀面产

生粘结时，出现切削''滞流"现象。继续切削，层层堆积，高度逐渐增长，形成了积屑瘤。

积屑瘤对切削过程的影响：1）刀具实际前角增大2）增大切削厚度3）使加工表面粗

糙度值增大4）对刀具耐用度有影响

7、切削热对切削过程有什么影响？它是如何产生的传出的？

答：在切削加工时，切削力作的功转换为热量，使切削区的温度升高，引起工件的热变形,

影响工件的加工精度，加速了刀具磨损。

切削热源于切削层金属产生的弹性变形和塑性变形所作的功；同时，刀具前、后刀面

与切屑和工件表面间消耗的摩擦功，也转化为热能。

8、刀具磨损的三个阶段，每个阶段有什么特点，在加工中应当如何考虑刀具磨损因素？

答：刀具磨损过程可分为3各阶段：1）初期磨损阶段。刃磨后的切削刃和刀面凹凸不平,

接触面积小。刀具在切削时间短时，后刀面磨损得比较快。2）正常磨损阶段。刀具

通过初期磨损后刀面平整、光洁，摩擦力小。磨损随时间增长而增长，但比较缓慢。

3）急剧磨损阶段。通过正常磨损阶段后，刀具与工件之间接触状况恶化，切削力、

摩擦力及切削温度急剧上升，所以切削时间稍增长，磨损急剧增长。

9、金属切削机床分类的方法中对于机床型号有哪些规定？（类别、主参数等）

答:我国现行的机床型号是按1994年颁布的标准GB/T15375-1994《金属切削机床型号

编制方法》编制的。此标准规定，机床型号由汉语拼音字母和数字按一定的规律组合

而成。

10、参考教材图9-4完毕主传动、进给传动链，并计算主运动的最高转速和最低转速,

计算进给传动的最大进给量。

答：最高转速n=1440r/min,最低转速n=120r/min

11、车削加工的特点是什么？车床上可以加工哪些平面？

答：车床类机床重要用于车削加工•在车床上可以加工各种回转表面，如车外圆、车端面、

切槽与切断、车内孔、车锥面、车螺纹、车成形面等。

12、铳削加工的特点是什么？铳床上可以加工哪些平面?

答：铳削是金属切削加工中常用的方法之一，铳削加工生产率高，加工表面粗糙度值小。

在铳床上可以铳平面、铳台阶、铳键槽、铳T形槽、铳燕尾槽、铳螺纹等。

13、钻削加工的特点是什么？锤削、绞削和钻削有什么区别？

答：钻削加工的特点：1）钻头的刚性差、定心作用也很差，因而易导致钻孔时的孔轴线

歪斜，钻头易扭断。2）易出现孔径扩大现象，这不仅与钻头引偏有关，还与钻头的

刃磨质量有关。3）断屑困难。4）钻削温度高。

钻削加工和镇削加工都是加工孔表面的切削加工方法，其判别是镇削加工适合

加工直径大、精度高的孔。

14、刨削加工的特点是什么？包IJ削、绞削和插削有什么区别？

答：刨削加工的特点：1）加工成本低2）通用性好3）生产率较低

刨削加工的运动比较简朴，它的主运动是刀具的往复直线运动，工件的运动是

一种辅助运动，适合加工平面、沟槽等表面。刨削加工是一种费用较低的加工方式,

是一种可以实现高表面质量（很光洁的表面）的加工。

电大机械制造基础形成性考核册作业4答案

1、举例说明生产大纲在生产活动中的作用，说明划分生产类型的规律。

答：产品的年生产大纲是指公司在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。

在计算出零件的生产大纲以后，即可根据生产大纲的大小，拟定相应的生产类型。

2、何谓机床夹具?夹具有哪些作用？

答：在机械加工中，为了保证工件加工精度，使之占有拟定位置以接受加工或检测的工艺装

备统称为机床夹具，简称夹具。

作用：1）保证产品加工精度，稳定产品质量。

2）提高生产效率，减少加工成本。

3）改善工人的劳动条件。

4）扩大机床的工艺范围。

3、机床夹具有哪几个组成部分？各起何作用？

答：机床夹具大体可以分为6部分。

1）定位部分：用以拟定工件在夹具中的对的位置。

2）夹紧元件：用以夹紧工件，保证工件在加工过程中不因外力作用而破坏其定位精

度。

3）导向、对刀元件：用以引导刀具或拟定刀具与被加工工件加工表面间对的位置。

4）连接元件：用以拟定并固定夹具自身在机床的工作台或主轴上的位置。

5）夹具体：用以连接或固定夹具上各元件使之成为一个整体。

6）其他装置和元件。

4、工件夹紧的基本规定是什么？

答：1）夹紧既不应破坏工件的定位，又要有足够的夹紧力，同时又不应产生过大的夹紧变

形，不允许产生振动和损伤工件表面。

2）夹紧动作迅速，操作方便、安全省力。

3）手动夹紧机构要有可靠的自锁性；机动夹紧装置要统筹考虑其自锁性和稳定的原

动力。

4）结构应尽量简朴紧凑，工艺性要好。

5、什么叫“六点定位原则”？什么是欠定位?过定位？

答：夹具用合理分布的六个支承点限制工件的六个自由度，即用一个支承点限制工件的一个

自由度的方法，使工件在夹具中的位置完全拟定，这就是六点定位原理。

根据工件的加工规定，应当限制的自由度没有完全被限制的定位，称为欠定位。

同一个自由度被几个支承点反复限制的情况，称为过定位（也称为反复定位、超定位）

6、什么是粗基准？如何选择粗基准？

答：采用毛坯上未经加工的表面来定位，这种定位基准称为粗基准。

选择粗基准时，应当保证所有加工表面都有足够的加工余量，并且各加工表面对不加

工表面具有一定的位置精度。

7、什么是精基准？如何选择精基准？

答：采用已经加工的表面作为定位基准表面，这种定位基准称为精基准。

选择精基准的出发点是保证加工精度，特别是加工表面的互换位置精度，以及装夹的方

便可靠。

8、什么是定位基准？定位基准分为哪两类？

答：在生产实际中，有时工件上找不到合适的表面作为定位基准。

定位基准分为粗基准和精基准。

9、什么是基准不重合误差？计算图示零件的封闭环是否可以保证，假如需要调整，请提供

技术方案。

答：由于定位基准与工序基准不重合而导致的加工误差，称为基准不重合误差。

不可以保证，由于基准不重合误差等于联系尺寸的公差。而联系尺寸的公差

S=0.2-0.01-0.02W0。

10、什么叫加工误差？它与加工精度、公差之间有何区别？

答：加工误差是指零件加工后的实际几何参数与抱负几何参数的偏差限度。

加工误差大表白零件的加工精度低：反之，加工误差小，则表白零件的加工精度高。

11、什么是误差复映？已知零件孔的加工精度为0.001,毛坯误差3.5,锤孔是的误差复映

系数£=0.004.求需要的走刀次数。

答：切削力大小变化引起的加工误差——误差复映现象。

毛坯误差Am=3.5,误差复映系数e=0.004.则工件误差Ag=△m*e=3.5*0.004=0.014.

因此走刀次数N=0.014/0.001=14

12、提高机械加工精度的途径有哪些？

答：为了保证和提高机械加工精度，一方面要找出生产加工误差的重要因素，然后采用相应

的工艺措施以减少或控制这些因素的影响。在生产中可采用的工艺措施有：1）减少误

差法2）误差补偿法3）误差转移法4）误差均分法

13、在加工过程中有一系列概念组成了生产过程，请问：他们之间的关系。

答：机械工厂的生产过程一般涉及