典型题解.ppt

1、例1. 用20钢制成10、标距30的试样作拉伸试验，测得屈服时的拉力为21630N，断裂前的最大拉力为34940N，拉断后测得标距长度为65，断裂处直径为5。试计算b、s、的值。,解答：,例2. 什么是同素异晶转变？请绘出纯铁的冷却曲线，并指出同素异晶转变温度和晶格类型 。,（1）固态下随着温度的变化，金属的晶体结构从一种晶格类型转变为另一种晶格类型的过程。,解答：,（2）如右图所示。,图1 简化后的部分Fe-C合金相图,例3. 图1所示为部分的铁碳合金相图，请在右边的T-t图中画出含碳量为0.45%的铁碳合金的结晶过程并标注出各温度段的组织。,解：如图所示为含碳量0.45的亚共析钢的结晶过程

2、示意图。在1点以上合金为液体（L），温度降到1点以后，开始从液体中析出奥氏体（A），放出结晶潜热，冷却曲线出现拐点，变得更加平坦，至2点结晶过程结束，12点之间合金为L+A；23点之间为奥氏体的单相冷却过程，没有相和组织的变化，冷却曲线较12点之间更陡峭；继续冷却至34点，由奥氏体中结晶出铁素体，为放热过程，冷却曲线平坦，组织为A+F；,L,L+A,A+F,F+P,A,1,1,2,3,4,4,3,2,温度降至4点（共析反应温度），剩余奥氏体发生共析反应，即：AP(F+Fe3C)，形成珠光体，共析反应为恒温转变，对应的冷却曲线为平行时间轴的一段直线，由4点直至室温，合金的组织为铁素体和珠光体。,

3、例4. 绘出简化后的Fe-Fe3C相图，说明其中S点、C点、E点和ECF线、PSK线、GS线、ES线代表的意义，并将F、A、F+P、P+Fe3CII、P等相填入相图的相区内。并简述碳钢随着含碳量的增加，其室温平衡组织与性能的变化规律,例5现采用铸造方法浇注三根直径分别为10mm、30mm、60mm的灰口铸铁试棒，测得它们的抗拉强度均为200MPa，问这三根试棒的成分是否相同？牌号是否相同？若不相同，应有何区别？,1）牌号相同，成分不同。,2）因为铸铁的牌号是用强度来表示的，其强度相同，则牌号相同。而影响铸铁组织和性能的因素是化学成分和冷却速度两个因素。试棒的直径不同冷却速度不同，要获得同一强度

4、，必须调整其化学成分，即10mm的试棒其碳硅含量较高,而30mm、60mm的试棒其碳硅含量依次降低 。,例6图2所示为一测试铸造应力用的应力框铸件，凝固冷却后，用钢锯沿A-A线锯断30的粗杆 ，此时断口间隙的大小会发生什么变化？为什么？,1）变大。,2）因为凝固冷却后，30的粗杆处于拉应力状态，10的细杆处于压应力状态。当沿A-A锯断后，粗杆给予细杆的压力被释放，细杆的压缩变形恢复伸长，所以断口间隙会变大。,图2 铸造应力框铸件,例7有一包铁水，其成分为wC3.2%，wSi=1.8%，浇成阶梯型铸件，如图3所示。试问在五个厚度不同的截面上的组织是否相同，各是何种组织？,1）不同。,2）由于铸件

5、壁厚不同，其各部分冷却速度不同。壁厚5、10、20、30、40mm处的组织分别为麻口组织（Ld Fe3CG片)、PG片、P G片、F+P G片、F+ G片。,图3 阶梯铸件,例8确定如图4所示铸件的铸造工艺方案。要求如下： （1）在单件、小批生产条件下，分析最佳工艺方案； （2）按所选最佳工艺方案绘制铸造工艺图（包括浇注位置、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,图4 端盖,其余,上,下,解答：工艺图的绘制如下图所示。,图5 轴套,例9确定如图5所示零件的铸造工艺方案。要求如下： （1）画出几种可能的分型方案 ； （2）在单件、小批生产条件下， 分析并确定最佳工艺方案

6、； （3）按所选最佳方案绘制铸造 工艺图（包括浇注位置、分型面、 机械加工余量、起模斜度、 铸造圆角、型芯及芯头等）,解：（1）三种可能的分型方案如图所示： 方案1：整体模造型，铸件位于下箱， 充型压力较大，有利于保证外圆面及 内孔的质量；缺点是下箱高度大， 起模高度较大。 方案2：分开模造型，起模高度减小， 缺点是合箱精度将影响铸件的尺寸 精度。 方案3：起模高度最小，有利于型芯 的固定和安放；缺点是铸件的外圆 面的铸造质量不易于保证。 若是单件小批量生产方案1为最佳。,上,下,收缩率:1%,例10铸件的结构工艺性： 判断下列铸件的结构工艺性是否合理，若不合理，请绘图改进行改。,错误,合理,

7、错误,合理,错误,合理,错误,合理,错误,合理,错误,合理,错误,合理,错误,合理,例11. 纯铅（T熔327）的再结晶温度为-33，它在常温下的变形为 热 变形。而钨（ T熔3380）的再结晶温度为1188，它在1000下的变形为 冷 变形。,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（）,解答：计算如下,例12对图6所示阶梯轴零件定性绘出自由锻锻件图，并选择自由锻基本工序（零件全部机械加工）。,（坯料尺寸：150

8、220 ；材料：45钢 ；生产批量：10件。,图6 阶梯轴,工序：拔长；切肩、拔长；切肩、拔长。,解答：锻件图的绘制和自由锻工序如下所示,例13对图7所示套筒零件定性绘出自由锻锻件图，并选择自由锻基本工序（零件全部机械加工）。,（坯料尺寸：150170 ；材料：45钢 ；生产批量：20件。,图7 套筒,工序方案1：镦粗；冲孔；切肩；芯轴拔长。,工序方案1： 拔长；局部镦粗；冲孔。,解答：锻件图的绘制和自由锻工序如下所示,例14图8所示零件大批量生产时，应选择哪种锻造方法较为合理？请定性绘出锻件图，并选择锻造工序。,图8 齿轮,模型工序: 1)镦粗、2）预锻、3）终锻、4）切边、5）冲孔、6）热

9、处理 7）清理。,解答： 1）锻造方法：模型锻造。 2)锻件图的绘制和模锻工序如下所示,例15.现拟将一厚度为2mm，直径为120mm的平板坯料，拉深成直径为40mm，高度为40mm的杯形零件，如图9所示。为防止其产生拉裂、拉穿、起皱等缺陷，在模具设计及工艺上应采取什么措施？现拟采用多次拉深成形，需拉深几次方可成形（写出计算过程） 。,图9 杯形件,解答： 1）在模具设计及工艺上应采取： 凸凹模的工作部分必须具有一定的圆角； 凸凹模间隙要合理； 控制拉深系数（m）； 设置压边圈； 涂润滑 2）本例中，板料的拉深系数m=d/D=401200.333； 为防止拉裂、拉穿等拉深缺陷，应该使拉深系数m

10、0.5 ； 设取 m1=0.5=d1/120 得d1=60 m2=40/60=0.670.5 由上面的计算可知，两次拉深即可成形。,例16下列自由锻件、模锻件及冲压件的结构工艺性是否合理，若不合理，请修正。,错误,合理,错误,合理,错误,合理,10,错误,合理,错误,合理,错误,合理,例17. 焊接热影响区的宽窄对焊接接头的性能有什么影响？如何减少和消除焊接热影响区？,解答： 1）焊接接头包括焊缝和焊接热影响区。热影响区的宽窄对焊接接头的质量起着决定性的作用。热影响区越宽，焊接接头产生裂纹的倾向越大，承载能力越差。 2）减小热影响区的方法有： 小电流、快速焊接； 采用先进的焊接方法； 消除热影

11、响区的方法：焊后正火处理。,例18简述熔焊冶金过程特点及保证焊接质量的措施。,（1）熔焊冶金过程特点,a. 熔池金属温度高于一般冶金温度；,b. 熔池金属冷却快，处于液态的时间短；,c. 冶金条件差。,（2）保证焊接质量的工艺措施,a. 减少有害气体进入熔池；,b. 渗入合金元素；,c. 清除已进入熔池的有害元素。,例19在焊接如图10所示的T字形截面梁时，由于焊缝位置分布不对称，该件焊后易产生弯曲变形，请在原图上用虚线画出该图可能弯曲后的焊件轮廓（即焊件的弯曲方向）。现拟用火焰加热法矫正该变形，试在原图上标注出加热部位。,图10 工字梁的焊接,解答：（1）本焊件由于焊缝不对称，偏向焊件下方，

12、焊接后焊缝侧收缩较大，零件下部受拉应力，上部受压应力，在焊接应力的作用下，焊件出现如图所示的弯曲变形（向焊缝一侧弯曲），（2）为矫正该变形，应加热焊件上部，采用三角形加热法，使上部产生压缩塑性变形，在冷却过程中，局部加热部位收缩使构件产生挠曲，从而达到矫正目的。,例20用30mm厚的16Mn钢板焊接一直径为5m的容器。16Mn的化学成分如下：wc=0.12%0.20%； wSi=0.20%0.55%；wMn=1.20%1.60%；wP、S0.045。 (1)计算16Mn的碳当量； (2)判断16Mn的焊接性； (3)在常温下焊接时是否需要预热？预热温度应为多少?,解答： （1）16Mn的成分取

13、上限时：CE=0.2+1.6/6=0.47 （2）由于CE0.4%，因此16Mn焊接性较差。 （3）由于16Mn的焊接性较差，焊件厚度又较厚，焊前需适当预热，以防止裂纹的产生。预热温度150250 。,例21. 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11所示，试求切削速度v、进给量f、切削深度ap。,图11 车外圆,解答：,例22. 绘图表注下列刀具的几何角度（0 、0 、Kr 、Kr） 1）外圆车刀（0 =100 、0 =80 、Kr =600 、Kr=100） 2）端面车刀（0 =150 、0 =100

14、 、Kr =450 、Kr =300） 3）内圆车刀（0 =100 、0 =80 、Kr =600 、Kr =100）,1）车外圆时刀具的标注角度,n,f,切削平面,正交平面,0,0,kr,Kr,基面,解答：,切削平面,0,0,kr,Kr,(2) 车端面时刀具的标注角度,正交平面,基面,0,0,kr,Kr,n,(3) 车内圆时刀具的标注角度,切削平面,正交平面,基面,例23. 选择图12所示零件内孔的加工方法（材料：45）,图12 套筒,解答：,例24. 按零件要求，选择加工方法及加工顺序。,图13 光轴,解答：见下表,例25. 图14所示为小架零件， 数量50 件，毛坯为铸件， 请选择加工方

15、案。,图14 小架零件,解答：见下表,例26加工图15所示零件上的外圆A、B、C，根据所给条件选择加工方案(包括热处理工序的安排)。,图15 外圆面加工,解答：见下表,例27加工图16所示零件上的A、B、C、D孔。根据所给条件选择加工方案（包括热处理工序的安排）。,图16 内圆面加工,解答：见下表,例28T形螺杆如图17所示。其工艺过程如下，请分别填表写出其工序、安装、工位及工步。 （1）在锯床上切断下料35125； （2）在车床上夹一头车端面，打顶尖孔； （3）用尾架后顶尖顶住工件后，车30外圆及T20外圆 （第一刀车至24，第二刀车至20），车螺纹，倒角； （4）在车床上车18外圆及端面；

16、 （5）在卧式铣床上用两把铣刀同时铣18圆柱上的宽15 的两个平面，将工件回转90（利用转台），铣另两个 面，这样加工出四方头。,图17 T形螺杆的加工,解答： T形螺杆的加工见表,例29图18所示凸轮轴导块零件其他表面均已加工，现需铣出深520.37mm、宽30+0.14的槽，试设计该工序的定位方案，保证定位误差为0（确定定位基准和需限制的自由度）。,图18 导块,1) 采用导块上表面和中心线作为定位基准，以符合基准重合原则； 2）需限制:,解答：,例30判断图19所示零件的结构工艺性是否合理，若不合理，请在原图上修改。,a） 铣凸台,b）铣底面,错误,合理,错误,合理,c）内孔加工,d）键槽加工,错误,合理,错误,合理,e）钻孔,f）钻孔,错误,合