金属工艺学部分作业答案市公开课一等奖省赛课微课金奖课件

金属材料成形基础第1页作业机械制造基础作业（1）1.材料惯用力学性能指标有那些？若某种材料零件在使用过程中突然发生断裂，是因为那些力学性能指标不足所造成？惯用力学性能指标有:强度、塑性、刚度、硬度、冲击韧性、疲劳强度。强度、塑性、冲击韧性、疲劳强度。第2页2.（1）碳溶入

—Fe中所形成固溶体是铁素体，其符号为F，性能特点是强度低，塑性高。（2）碳溶入γ—Fe中所形成固溶体是奥氏体，其符号为A，性能特点是强度低，塑性高。（3）渗碳体是Fe

与C

形成金属化合物，其分子式为Fe3C

，性能特点是硬度高，脆性大。第3页钢号类别适用零件举例质量含碳量成份用途普优高优低中高碳素合金结构工具Q235冲压件45轴类60Si2Mn弹簧T8锉刀T13A钻头W18Cr4V铣刀15冲压件2.将下表中所列到达钢种归类第4页2.合金结构有（1）固溶体，（2）金属化合物，（3）机械混合物三种；其中固溶体含有良好塑性，金属化合物含有高硬度和脆性。3.铸造合金从冷却、凝固至室温，起收缩要经历液态收缩、凝固收缩和固态收缩三个阶段，其中固态收缩是产生应力和裂纹根本原因，液态收缩和凝固收缩是产生缩孔和缩松主要原因。第5页4．影响铸铁组织和性能原因是什么？现有三根直径分别为

10mm、

30mm、

60mm灰口铸铁试棒，测得它们抗拉强度均为200Mpa，问这三根试棒成份是否相同？牌号是否相同？为何？1)化学成份和冷却速度。2）牌号相同，成份不一样。因为其强度相同。3）因为影响铸铁组织和性能原因是化学成份和冷却速度两个原因。试棒直径不一样—冷却速度不一样，要取得同一强度，必须调整其化学成份。第6页

5．有一测试铸造应力用应力框铸件，如图1-1所表示，凝固冷却后，用钢锯沿A-A线锯断，此时断口间隙大小会发生什么改变？为何？1）变大。2）因为凝固冷却后，铸件ф30粗杆处于拉应力状态，铸件ф10细杆处于压应力状态。当沿A-A锯断后，粗杆给予细杆压力被释放，所以断口间隙会变大。第7页6.灰口铸铁组织和性能决定于什么原因？为何在灰口铸铁中，碳硅含量越高，则其强度越低？1）灰口铸铁组织和性能决定于化学成份和冷却速度。2）因为碳、硅含量越高，铸铁中石墨片就越粗大，石墨数量也越多，对基体破坏就越严重。同时基体中铁素体量增加，珠光体量降低。所以铸铁强度越低。第8页

7．用成份相当于牌号HT200铁水浇注成如图1-2所表示铸件，该铸件最厚截面为60mm，最薄截面为15mm，试问最厚和最薄截面上组织是否相同？为何？1）不一样。2）因为铸件壁厚不一样，即其冷却速度不一样。厚壁处铸件冷却速度慢，铸铁中石墨片就粗大，石墨数量也越多，对基体破坏就越严重。同时基体中铁素体量增加，珠光体量降低。薄壁处铸件冷却速度快，铸铁中石墨片细小，石墨数量较少。同时基体中铁素体量降低，珠光体量增多。第9页8.一些铸件如图1-3所表示，请回答以下问题：（1）选择分型面并用符号“”表示；（2）确定浇注位置并用符号“上、下”表示；（3）对铸件结构不合理地方作出修改。第10页9.图1-4所表示为铸铁底座，在确保

50孔和H不变前提下，请回答：（1）修改结构不合理之处；（2）在图上标出最正确分型面和浇注位置。第11页10．确定如图1-5所表示铸件铸造工艺方案。要求以下：（1）在单件、小批生产条件下，分析最正确工艺方案；（2）按所选最正确工艺方案绘制铸造工艺图（包含浇注位置、分型面、机械加工余量、起模斜度、铸造圆角、型芯及芯头等）其余上下材料：HT150收缩率：1%第12页11．确定如图1-6所表示铸件铸造工艺方案。要求以下：（1）在单件、小批生产条件下，分析并确定最正确工艺方案；（2）按所选最正确方案绘制铸造工艺图（包含浇注位置、分型面、机械加工余量、起模斜度、铸造圆角、型芯及芯头等）上下收缩率:1%第13页上下上下12.图2-1所表示铸件在单件、小批量生产中，应采取哪种造型方法？在原图上用符号标出最正确分型面与浇注位置。第14页①②③④下上铸造收缩率：1%13.生产如图2-3所表示铸件，材料为HT150，试回答以下问题（1）标出图示零件几个不一样分型方案；（2）在你认为最正确分型方案上做铸造工艺图。第15页12．铸件结构工艺性：判断以下铸件结构工艺性，若不合理，请在原图上进行修改。第16页第17页第18页1.纯铅（T熔：327℃）再结晶温度为-33℃，它在常温下变形为热变形。而钨（T熔：3380℃）在1000℃变形为冷变形，这是因为

T再

=1188℃>1000℃

。T再

=0.4T熔=0.4（327+273）=240（K）T再

=240–273=-33（℃）T再

=0.4T熔=0.4（3380+273）=1461（K）T再

=1461–273=1188（℃）机械制造基础作业（2）第19页2.压力加工基本生产方式有轧制、挤压、拉拔、自由锻、模锻、板料冲压，对于大型主要件，比如大型发电机中转子毛坯应采取自由锻方法来生产。3.图3-1所表示垫圈拟采取简单冲裁模生产，其冲压工序为（1）落料、（2）冲孔，若模具单面间隙为0.05mm，则（1）凸模尺寸为

49.9mm、凹模尺寸为

50mm，（2）凸模尺寸为

15mm、凹模尺寸为

15.1mm。第20页4.图3-3所表示为一钢制拖钩，能够用以下方法制造：铸造、铸造、板料切割，其中以铸造方法制得拖钩拖重能力最大。这是因为（1）细化晶粒、改进组织，提升力学性能；（2）压合铸造缺点；（3）使纤维组织不被切断，并沿制件外形合理分布。第21页①拔长；②切肩、拔长；③切肩、拔长。5．对图2-3和图2-4定性绘出锻件图，并选择自由锻基本工序（零件全部机械加工）。（1）阶梯轴（图2-3）。坯料尺寸：ф150×220；材料：45钢；生产批量：10件。第22页（2）套筒（图2-4）。坯料尺寸：ф150×170；材料：45钢；生产批量：20件。①镦粗；②冲孔；③切肩；④芯轴拔长。①拔长；②局部镦粗；③冲孔。第23页①拔长；②局部镦粗；③冲孔。①镦粗；②冲孔；③切肩；④芯轴拔长。（3）压盖第24页

6．图2-5所表示零件大批量生产时，应选择哪种铸造方法较为合理？请定性绘出锻件图，并选择铸造基本工序。其余工序:1)镦粗、2）预锻、3）终锻、4）切边、5）冲孔、6）修整。第25页7．以下自由锻件、模锻件及冲压件结构工艺性是否合理，若不合理，请修正。第26页①设计模锻斜度；②设计模锻斜度；③模锻件壁不能太薄；④最小截面与最大截面之比应大于0.5。第27页1.按照焊接过程特点，可把焊接方法分为熔化焊、压力焊和钎焊三大类。手工电弧焊属于熔化焊，而点焊属于压力焊。2.手工电弧焊焊条由（1）焊条芯和（2）药皮两部分组成；（1）作用是①导电、②填充；（2）作用是①机械保护作用、②冶金处理作用、③稳定电弧作用。机械制造基础作业（3）

3．焊接接头由（1）

焊缝

和（2）

焊接热影响区

组成，（2）又可分为

熔合区

，

过热区

，

正火区

和

部分相变区

等四个区域，其中对焊接接头性能影响最大区域是熔合区和过热区

。第28页4.电弧焊冶金过程特点是（1）熔池温度高于普通冶金温度，（2）熔池冷却速度快、液态停留时间短，（3）空气对焊缝影响严重。5.生产中常见焊接变形形式有：收缩变形、角变形、弯曲变形、扭曲变形、波浪形变形等五种。减小和预防焊接变形工艺方法有：加裕量法、反变形法、刚性固定法、选择合理焊接次序等。矫正焊接变形方法有：机械矫正法和火焰矫正法。第29页6.填表比较下例不一样焊接方法焊接方法热源保护方式焊接材料可焊焊位手工电弧焊电弧热药皮（气、渣）电焊条全埋弧自动焊电弧热焊剂（气、渣）焊丝、焊剂平氩弧焊电弧热氩气焊丝、氩气全电渣焊电阻热液态渣池焊丝、焊剂立电阻焊电阻热无无全钎焊外加热源溶剂钎料、溶剂全第30页4.在焊接丁字形截面梁时（如图4-1），因为焊缝位置分布不对称，所以焊后易产生弯曲变形，请在原图上用画出弯曲后焊件轮廓（即焊件弯曲方向），现拟采取火焰加热法矫正该变形，在原图上标出加热部位。第31页1235.现有厚4mm、长1200mm、宽800mm钢板3块，需拼焊成一长1800mm、宽1600mm矩形钢板，问如图所表示拼焊方法是否合理？为何？若须改变，怎样改变？为减小焊接应力与变形，其合理焊接次序应怎样安排？第32页

6．判断以下各种焊件结构是否合理？若不合理，请在原图上修改。

第33页第34页机械制造基础作业（4）1.切削用量三要素是

V、f、ap

。车外圆时，已知工件转速n=320r/min，车刀移动速度vf=64mm/min，其它条件如图4-1所表示，试求切削速度v、进给量f、切削深度ap。V=第35页2.绘图表注以下刀具几何角度（γ0

、α0

、Kr、Kr’）1）外圆车刀（γ0=100

、α0=80

、Kr=600

、Kr’=100）2）端面车刀（γ0=150

、α0=100

、Kr=450

、Kr’=300）3）内圆车刀（γ0=100

、α0=80

、Kr=600

、Kr’=100）1）车外圆dwdmnf切削平面主剖面

0

0krKr’第36页f切削平面主剖面

0

0krKr’dwn(2)端面车刀第37页f

0

0krKr’n(3)内圆车刀3.工件基准包含（1）

设计

基准和（2）工艺

基准，其中（1）为

在零件图上所使用基准，（2）为

在零件制造、装配和测量过程中

所使用基准。

第38页4.填表回答所列加工方法主运动和进给运动执行者（工件或刀具）及运动形式（旋转运动、直线运动或往复直线运动）加工方法主运动进给运动执行者运动方式执行者运动方式车外圆面工件旋转刀具直线运动铣平面刀具旋转工件直线运动龙门刨刨平面工件往复直线运动刀具间歇直线运动钻孔（钻床）刀具旋转刀具直线运动卧式镗床镗孔刀具旋转工件直线运动第39页淬火钻孔—粗镗—半精镗—磨削；不淬火钻孔—扩孔—粗绞—精绞；钻孔—粗镗—半精镗—精镗—精细镗。5.选择图5-2所表示零件内孔加工方法（材料：45）第40页6.图4-3所表示为心轴体零件，数量28件，毛坯为锻件，请选择加工方案。表面加工方案AM24钻孔—镗内孔—车螺纹（攻丝）B7：24锥面粗车外圆—半精车外圆—车锥面C

48h6粗车—半精车—粗磨—精磨D直角槽插第41页7.图4-4所表示为小架零件，数量50件，毛坯为铸件，请选择加工方案。表面加工方案A平面粗铣—精铣B

20h7粗车—半精车—粗磨—精磨C凸台铣D通槽铣EM6螺纹钻孔—攻丝第42页材料表面粗糙度加工方法及加工次序45粗车—半精车45粗车—半精车—精车45粗车—半精车—磨黄铜粗车—半精车—精车—精细车45粗车—半精车—粗磨—精磨—研磨1.按零件要求，选择加工方法及加工次序。机械制造基础作业（4）第43页2．判断以下零件结构工艺性是否合理，若不合理，请在原图上修改。第44页第45页第46页4-M64-M54-M64-M6第47页第48页第49页第50页3．如图5-3图示为一小轴零件，中小批生产，试填表制订其机械加工工艺过程。材料：45淬火回火：HRC40~45单件、小批量生产第51页序号工序名称工序内容设备1车车端面、打中心孔；车另一端面、打中心孔。车床2车粗车—半精车方头外圆、倒角；粗车—半精车

16外圆、倒角、切槽。车床3铣铣方头。铣床4钻钻

6小孔。钻床5热淬火回火至HRC40~45。6修研中心孔。7磨磨16外圆。磨床第52页4．如图5-4图示为一法兰盘零件，毛