华中科技大学机械制造工艺基础部分课后答案

1、1.1.4一批哑铃在工厂铸造时，经常出现如图1-59所示的明显缩孔。可以采取什么措施来防止和减少铸件的清理工作量？答：顺序凝固可以用来使铸件从一个零件向指定方向逐渐凝固。冒口应放置在铸件中可能出现缩孔的厚大部件上。或者在铸件远离浇注冒口的部位加入激冷剂，以加快那里的冷却速度，使厚壁凸台先凝固，从而实现自下而上的顺序凝固。如图所示，1.1.5某厂设计了一批如图所示的铸铁槽梁。铸造后立即进行机械加工并使用一段时间后，梁的长度方向会发生弯曲变形。(1)梁壁厚度均匀，为什么会变形？确定梁的变形方向。(2)哪些铸造工艺措施可以减少变形？(3)为防止铸件变形，请改进槽钢梁结构。因为铸件的应力是不稳定的，它

2、会通过变形自发地降低内应力并趋向于稳定状态。向下凹。2.采用同步凝固均匀冷却或“反向变形”工艺。3.采用下图所示的结构。或者增加圆角并减少热点。1.1.11铸件经常产生裂纹缺陷。如何区分它的属性？如果是一个热裂缝，我们应该从哪些方面寻找原因？(1)热裂纹通常发生在铸件的角部、应力集中的地方，如截面厚度的突然变化，或铸件最终凝固区的缩孔附近或尾部。裂纹通常沿着晶界产生和发展，裂纹表面具有曲折和不规则的形状、宽的裂纹和严重的氧化。冷裂纹形状通常穿过晶粒，并且是连续和直的。裂纹细小且宽度均匀，断口干净光滑，有金属光泽或微氧化颜色。(2)铸造结构不合理、合金收缩率大、型(芯)砂率低、铸造工艺不合理都可

3、能导致热裂纹。钢和铁中的硫和磷降低了钢和铁的韧性，并大大增加了热裂纹的倾向。1.2.2确定如图所示铸件的铸造工艺方案，要求如下：(1)根据单件小批生产情况分析最佳方案；(2)根据选择的方案绘制浇注位置、分型面和分型面。采用芯三箱成型，或采用芯两箱成型。上、下和成型方法是手动成型。方案如下：1.3.2比较压力铸造、低压铸造和挤压铸造的异同及适用范围。相同点和不同点：压力铸造从从动模具提供压力，最后从从动模具排出铸件；低压铸造是通过压缩空气提供压力，铸件由不带冒口的浇口供给；挤压铸造压力很小，外力不直接作用在工件上，没有塑性变形结构。适用范围：压铸广泛应用于汽车、拖拉机、仪器、医疗设备等制造业；低

4、压铸造通常用于生产高质量的铝合金和镁合金铸件，如气缸体、气缸盖、活塞、曲轴箱和壳体，有时用于生产铜合金和铸铁铸件。挤压铸造适用于生产各种机械性能高、气密性好的后壁铸件，如汽车铝轮毂、发动机铝活塞、铝缸体、制动器铝铸件等。它不适合生产结构复杂的铸件。1.4.2在方便铸造和容易获得合格铸件的条件下，图1-62所示的铸造结构有哪些改进？如何改进？结构改进如图所示：悬臂部分变成工字梁。1.5.4铸件的壁厚为5毫米、20毫米和52毫米。要求铸件所有部分的抗拉强度达到150兆帕。如果选用HT150灰铸铁铸造，它能满足性能要求吗？答：根据表中数据，HT 150 175 (2.510毫米)145 (1020毫

5、米)130 (2030毫米)120 (3050毫米)在壁厚为20毫米和52毫米时不能承受150兆帕的强度，因此不符合性能要求。2.1.1锡变形根据选定的分型面制作锻模后，上下模沿分型面应具有相同的轮廓，以便在锻模的安装和生产中容易发现错误的模具，并能及时调整锻模的位置。最好在模腔深度最浅的位置选择分型面，这样金属可以容易地填充模腔，锻件可以容易地取出，便于锻模制造。选定的分型面应尽量减少零件上的修整。最好将分型面做成一个平面，使上下锻模的孔深基本相同，差异不要太大，以便于锻模的制造。2.2.5图2-55所示零件的模锻工艺性如何？为什么？如何修改它以方便模锻？图2-55。答：工艺性差是由于凸起、

6、取模不方便、壁薄以及缺少一定的拔模角度。修改后的图形见教材P70，如图2-26所示。2.2.6图2-56所示的两个零件是用锤头模锻成型的，所以尽量选择合适的分型面。图2-56，(a)扁平连杆，(b)弯曲连杆，2.2.7如果图2-57所示零件是单件、小批量或大批量生产的，应使用哪种方法？各种方法所需锻件的定性图。它作为单件生产，应该自由锻造。锻造图如下。小批量生产的齿轮应在摩擦压力机上锻压。锻造图如下。对于批量生产的通孔旋转零件，建议在平锻机上进行模锻，锻件如下。图2-57不同的零件，图2-58所示的零件是用模锻方法制造的。设计中有哪些不合理的地方？为什么？不合理的地方如下：1 .它应设计成圆角

7、，以减少金属流动时的摩擦阻力，并使熔融金属完全充满型腔；2.应该有一定的拔模角度以方便拔模；3.它应该设计得更厚，否则金属容易冷却，不容易充满模腔；4.它应该是非加工表面，具有高尺寸精度和低表面粗糙度，不用于匹配。2.4.4用50个冲模生产50个冲裁件能保证冲压件的精度吗？为什么？答：不是。冲模的设计是以冲头为基础的，考虑到磨损，冲头的最大值满足公差要求。因此，冲裁模用于生产冲裁件，尺寸过大。2 . 4 . 5 2501.5钣金可以一次拉伸成50直径的深拉伸件吗？应该采取什么措施来保证正常生产？如果是多次拉深，请设计每次拉深系数。回答：你不能一次画，但你应该使用多重深画。为了保证材料具有足够的

8、塑性，应在一次或两次拉深后的工序间安排退火处理，然后，在多次拉深时，每次拉深系数应较大。每张图纸系数，m1=0.5，m2=0.625，m3=0.64(m=m1m2m3=0.2)。2.4.9请描述图2-60所示冲压件的生产过程。1。首先，从盘子上冲压出上面的形状。2。在图中所示的位置冲出两个圆孔。3。最后沿着图中的虚线弯曲。3.2.6常见的焊接缺陷是什么？其中，对焊接接头性能最有害的是什么？答：焊接接头的不完整性称为焊接缺陷，主要包括焊接裂纹、未焊透、夹渣、气孔和焊缝外观缺陷。其中，焊接裂纹和气孔危害最大。3.2.11焊接应力和变形的原因是什么？焊接期间和之后，焊接区域的纵向应力是否相同？有什么

9、措施来消除和防止焊接应力？答：焊接过程中的加热和冷却受到周围冷金属的限制，不能自由膨胀和收缩。当约束较大时，会有残余应力，不会有残余变形。当约束很小时，残余应力和残余变形都会发生。可以采取以下措施来防止或消除焊接应力：(1)焊接不应有密集的交叉点，截面和长度应尽可能小，以减少焊接的局部发热，从而降低焊接应力。(2)采用合理的焊接顺序，使焊缝3.2.12按图拼接大型钢板是否合理？为什么？你想改变它吗？如何改变？降低焊接应力和变形的合理焊接顺序是什么？答：这是不合理的。焊缝密集交叉。局部受热较多，容易产生焊接应力和变形。可以考虑改变到图2的拼接模式或图3的模式。合理的焊接顺序是先焊接左图中的上、中

10、、下件。然后将这三部分连接成一个整体。3.3.5点焊的热源是什么？为什么会有接触电阻？点焊中接触电阻对熔核形成有什么影响？如何控制接触电阻？答：点焊是用圆柱形电极挤压工件，通过流经工件的电流产生热量来获得焊点。工件不是金属，金属有自己的电阻。当接触电阻较小时，吸热较少，散热较快，导致熔核偏向电阻较大的一侧。可以使用特殊的电极或工艺垫片来改变接触电阻。3.4.3用下列板材制作圆柱形低压容器，试分析其焊接性，选择焊接方法和焊接材料。(1)A3钢板，20毫米厚，批量生产；(2)20块厚2mm的钢板，批量生产；(3)45钢板，6mm厚，单件生产；(4)紫色铜板，4毫米厚，单件生产；(5)铝合金板，20

11、毫米厚，单件生产；(6)镍铬不锈钢板，10毫米厚，小批量生产。答：(对焊丝、焊剂和焊条的牌号无要求)(1)焊接性好，采用大批量生产，小块采用CO2焊接，大块采用H08Mn2SiA焊丝强化脱氧和合金化，大块采用H08A或H08MnA焊丝和HJ431焊剂埋弧焊；(2)可焊性好，采用缝焊(板厚小于3 mm，无密封要求时采用电阻点焊，有密封要求时采用缝焊)；(3)焊接性不好，采用手工电弧焊，使用J607或J707焊条；(4)铜的焊接性低于低碳钢。可以选择氩弧焊丝，也可以选择特种铜焊丝。焊剂的主要成分是硼砂和硼酸。(5)焊接性不好，采用氩弧焊，使用特殊铝合金焊丝；(6)随着镍和铬的加入，合金钢中碳当量增

12、加，焊接性差，应采用氩弧焊，也可采用镍铬不锈钢焊丝、手工电弧焊和不锈钢焊条。3.5.1对于下图所示的三个焊件，焊件的布置是否合理？如果不合理，纠正它。解决方案：这三个都不合理。改进如下：只能使用一个焊缝。在3.5.2节中，举例说明了大批量生产的两种低碳钢支架，并设计了最合理的生产工艺方案。如果采用焊接方法，尽量选择焊接方法，并对接头形式和焊接材料提出工艺要求。答：应采用焊接工艺，焊接方法为手工电弧焊。选择J422电极。单侧Y形槽可作为接口。绘图不理想，且未观察到轴测图的绘制方法。3.5.3焊接梁的尺寸如图3-56所示。材料为15钢，现有钢板最大长度为2500 mm，需要：来确定腹板与上、下翼板

13、之间的焊接位置，选择焊接方法，绘制各焊接接头形式，并制作各焊缝和焊接顺序。图3-56焊接工艺设计，答案：腹板与上下翼板之间的焊接位置应选择在腹板上耳板与翼板的连接处。在图中510处使用手工电弧焊。焊接顺序如图所示。焊缝形式如下。注意对称焊接上下翼板对接处的应力，先焊接，避免最大应力。焊缝1、对接接头、双Y形接头、焊缝26、810、T形接头、无坡口、焊缝7、这四处也应依次对称焊接。3.5.6如图所示，计算对接焊缝的横向收缩。s=0.25 *(3 * 3 17 * 17 3 * 17)/20 0.125 * 3这时，切割仍在进行，金属的内应力和应变继续增加。当应力达到材料断裂强度的极限时，切割的金

14、属层将断裂并形成碎片。这时，金属的内应力迅速下降，弹性变形、塑性变形和断裂变形的循环再次开始，产生新的碎片。(2)常见的木片有三种：带状木片、打结木片和碎木片。4.3.2粗车45钢轴外圆，毛坯直径dw=86mm，粗车直径dm=80mm，加工外圆表面长度lw=50mm，切入和切出长度l1=l2=3mm，切削参数vc=120m/min，f=0.2mm/r，ap=3mm，尝试A:车削行程长度l=l1l2lw=5033mm=56mmTM=* dw * l * h/(1000 * v * f * AP)l=lwl 1l 2=5033=56mm h=(86-80)2=3vc=120m/min=2m/s，即

15、： TM=* 86 * 56 * 3A 3360端面铣刀主要是圆柱铣刀和端面铣刀。前者的轴线平行于加工表面，而后者的轴线垂直于加工表面。因为铣刀的刀齿都是一样的，所以一个刀齿的特征可以用来说明整个铣刀的特征。每个刀齿相当于一个车刀，所以铣刀的结构特征与车刀几乎相同。铣削加工的特点主要包括以下几个方面：(1)生产率高。(2)容易产生冲击和振动。(3)刀齿散热条件较好。(4)切割方法多样化。5.4.1对于7级精度的斜齿圆柱齿轮、蜗轮、扇形齿轮、多齿轮和内齿轮，哪种方法适合加工？答：斜齿圆柱齿轮采用滚齿加工，蜗轮采用滚齿加工；扇形齿轮和多连杆齿轮采用齿轮成形法。内齿轮采用插齿法或拔齿法。5 . 4

16、. 2 6级精密直齿圆柱齿轮的齿廓，在齿面硬化和未硬化的情况下，应采用什么方法进行精加工？答：6级精密直齿圆柱齿轮无需淬火，可剃齿以达到要求的精度。对于硬化的齿轮，珩磨可以用来消除因淬火氧化皮和轻微撞击而在齿面上产生的毛刺和凹痕。7.2.5滚切齿廓时，试分析设计基准、装配基准、定位基准和测量基准，如图7-61所示。图7-61，答案：平面B是平面A的设计基准，其他的是以中心轴为基准，齿轮的轴和端面B为装配基准，孔和端面B为定位基准，孔轴为测量基准，滚切齿廓。7.2.9对图7-64所示的钻孔铰链连杆零件的小头孔进行分析，确保小头孔与大头孔之间的距离以及两孔的平行度。(1)指出每个定位元件所限制的自由度；(2)判断是否存在定位不足或定位过度；(3)对不合理的定位方案提出修改建议。图7-64连杆，图a，图a，图7.3.8指出了图7-69所示的难以加工或不能加工的零件，并提出了改进建议。(A)回答：(1)一个元素限制两个自由度在X和Y方向上的运动，B元素限制在X和Y方向上的运动，平面限制绕X和Y的旋转和沿Z的运动；存在过度定位，并且A和B都限制部件在X和Y方向上的移动；修改如图a所示，小头变成了钻石别针。(b)，(c)，回答：(a)如下图所示。在(b