机械制造基础精品课件：材料成型精品课程习题答案（综合）.doc

1、习题参考答案习题参考答案材料成形部分材料成形部分 第 1 章 铸造 填空题：填空题： 1、熔模铸造；压力铸造；金属型铸造；陶瓷型铸造；消失模铸造； 2、缩孔；缩松； 3、铸造性能；工艺； 4、收缩；如缩孔、缩松、变形、开裂； 5、模样； 6、热应力；收缩应力； 7、拉；压； 8、液态收缩；凝固收缩；固态收缩； 9、充型能力；充型能力； 10、向下；向上；补缩； 单项单项选择题：选择题： 1、 2、 3、 4、 5、 多项选择题：多项选择题： 1、 2、 3、 4、 5、 结构改错结构改错题题： 1、 答：答： 不合理。 大平面应朝下，如下图所示。 2、答：答： （a） ：分型面应为简单平面，使

2、造型工艺大大简化； 1下列合金流动性最好的是： （ ） 普通灰铸铁； 球墨铸铁； 可锻铸铁； 蠕墨铸铁。 2. 摩托车活塞应具有良好的耐热性、热膨胀系数小，导热性好、耐磨、耐蚀、重量轻 等性能。在下列材料中，一般选用： （ ） 1下列合金流动性最好的是： （ ） 普通灰铸铁； 球墨铸铁； 可锻铸铁； 蠕墨铸铁。 2. 摩托车活塞应具有良好的耐热性、热膨胀系数小，导热性好、耐磨、耐蚀、重量轻 等性能。在下列材料中，一般选用： （ ） 铸造黄铜； 合金结构钢； 铸造铝硅合金； 铸造碳钢。 5焊接接头中因受热影响（但未熔化）而发生组织和性能变化的区域称为： （ ） 焊缝； 熔合区； 热影响区； 部分

3、相变区。 （b） ：防止缩孔产生，壁厚应尽量均匀 3、答：答： （a）图 A-A 截面改为加强筋型。 （b）图上表面改掉不必要的外凸缘结构，使三箱造型变为二箱造型，简化铸造工艺。 （c）图将厚大的截面处改成壁厚均匀的结构，避免热节处易产生的缩孔、缩松等缺陷； 另外，避免壁厚不均易产生应力变形甚至产生裂纹等缺陷。 4、答：答： （a）铸件的结构应尽量避免过大的水平壁。浇注时铸件朝上的水平面易产生气孔、砂 眼、夹渣等缺陷。将图中过的大水平面改为倾斜的表面。 （b）凸台和筋的设计应便于造型和起模。图中的凸台必须用活块或外砂芯才能取出模 样。改后图形为： 5、答：答： （a）图的两个斜凸台在造型时影响

4、起模，需采用活快。因此，应设计成向上的直凸台， 简化造型工艺，减低成本、提高生产效率。 （b）图原设计需用两个型芯，其中的型芯 1 为悬臂型芯、下芯时必须使用芯撑，型芯 的固定、排气和清理都比较困难。将两个连通成一体，则便于造型时型芯的稳固支撑、安 放、排气和铸造后的清理方便。 简答题：简答题： 1、答：答： 起始阶段两杆处于塑性阶段，冷却到 t1-t2阶段后，细杆进入弹性状态而粗干仍处于塑 性，导致在横杆的作用下将对粗干产生压应力，细杆受到拉应力。这时粗杆将产生压塑变 形，使粗细两杆收缩趋于一致，应力将消失。继续冷却 T2-T3,此时两杆均进入弹性状态， 粗杆温度高，产生较大收缩，而细杆温度

5、低，收缩以几乎停止。所以在最后阶段粗杆受拉， 细杆受压。 2、答：答： （1）缩孔：由于液态收缩和凝固收缩所缩减的体积得不到补充，在铸件最后凝固的部 位形成的孔洞。 （2）区别： 缩孔：通常位于铸件的上部或最后凝固的部位，形状不规则，孔壁粗糙。 气孔：是气体在铸件中形成的孔洞，孔内表面比较光滑，明亮或略带氧化色。 （3）防止措施： 1）采用顺序凝固原则； 2）合理确定内浇道位置及浇注工艺； 3）应用冒口、冷铁、补贴等； 3、答： （1）出现缩孔的原因：材料 ZG310-570 属于共析的合金，逐层凝固，易在最后凝固部 位及热节处产生集中的缩孔，轧钢机导轮的结构恰好为上部是厚大截面，在厚、薄截面

6、转接 处形成热节，因此，在图示部位产生缩孔。 （2）消除该铸件缩孔的工艺措施：在上部厚大截面处安放冒口、采用顶注式浇铸系统、 形成自下而上的顺序凝固，将缩孔引向冒口区。 4、答：答： 顺序凝固： 是指利用各种工艺措施， 使铸件从原离冒口的部分到冒口之间建立一个递增 的温度梯度， 凝固从远离帽口的部分开始， 逐渐向冒口方向顺序进行， 最后是冒口本身凝固。 实现顺序凝固可以实现良好的补缩，使缩孔移至冒口，从而获得致密的铸件。 同时凝固： 利用各种工艺措施， 减小铸件各部分的温差， 从而实现铸件同一时间的凝固， 由此热应力可减小到最低程度。 5、答：答： 铸件壁厚过小，难以充型，容易出现浇不足、冷隔

7、缺陷。 不一致。 因为， 不同合金的流动性各不相同， 导致不同合金在一定的铸造条件下所能浇铸出铸件 最小壁厚也不同。 第 2 章 金属塑性加工 填空题：填空题： 1、锻造；冲压； 2、 ；小；小； 3、变性力； 4、塑性；变形抗力； 5、自由锻； 6、分离工序；成形工序； 7、塑性变形阶段； 8、塑；不可； 9、固；简单； 10、过热；过烧； 单项单项选择题：选择题： 1、 2、 3、 4、 5、 多项选择题：多项选择题： 1、 、 2、 3、 4、 5、 6、 结构改错结构改错题题： 1、答：答： 自由锻件上的加强筋、凸台、斜面、工字截面或空间曲线形表面，都难以用自由锻方法 获得。因此，自由

8、锻件必须减少辅助结构。 2、答：答： 不合理。 将分模面置于一侧（-分模面） ，内部组织流线沿外轮廓连续分布。 3、答：答： c-c 面为最佳分模面。 原因：锻件能顺利取出，也可锻出零件中的孔，同时也能保证锻件以镦粗填充的方式 成形，获得良好的锻件质量。 4、答：答： （a）图：分模面设在 260 截面中央，分模面的位置能保证上、下模膛的轮廓相同， 以利于模具制造和避免错型。 （b）图：分模面设在 360 截面中央，分模面的位置能保证上、下模膛的轮廓相同， 以利于模具制造和避免错型。 模锻时， 锻件以镦粗方式充满模膛， 获得良好的锻件质量。 5、答：答： 锤上模锻制坯，要求锻件的结构最好为沿分

9、模面均匀对称。原设计恰好违反此原则，根 据分模面为250 的最大面的中心，其轮毂应设计成沿分模面对称结构，且轮毂与轮辐 的转接处应为园角过渡（例如 R5） 辐板 b 处尺寸过薄应加厚，附图 简答题：简答题： 1、 答：答： 自由锻工序多，锻件的加工余量和锻造公差都较大，生产效率低，只适用于单件或小批 量生产； 胎膜锻使用了较简单的模具， 因此加工余量和锻造公差比自由锻小生产效率有所提 高；对于模锻而言，操作最为简单，生产效率最高，加工余量和锻造公差小，但模具造价高， 生产周期长，适用于大批量生产。 2、答：答： a) 变形温度对塑性和变形抗力的影响：温度对塑性的影响，就大多数金属而言，其总 的

10、趋势是随着温度的升高，塑性增加，变形抗力降低。但是，在温度升高过程中的某些温度 区间，往往由于过剩相的析出或相变等原因，而使金属的塑性降低和变形抗力增加（也可能 降低） 。 b) 变形速度对塑性和变形抗力的影响： 变形速度小于临界值时， 随着变形速度的增大， 塑性降低，变形抗力升高；变形速度大于临界值时，随着变形速度的增大，塑性提高，变形 抗力降低。 3、答：答： 在应力状态中，压应力状态中，压应力个数愈多、愈大，则金属的塑性愈高。反之，拉 应力个数愈多、数值愈大，则金属的塑性越低。 应力状态对变形抗力有很大的影响。 一般来说， 同号主应力图的变形抗力大于异号主应 力图的变形抗力。 4、答：答

11、： 依据塑性及变形抗力来评定金属的锻造性能。 其影响因素有： （1）金属的化学成分和组织对塑性和变形抗力的影响； （2）变形温度、变形速度对塑性和变形抗力的影响； （3）应力状态对塑性和变形抗力的影响； （4）毛坏表面状况和周围介质及变形不均匀对塑性和变形抗力的影响。 5 答：答： 绘制自由锻锻件图时， 应以零件图为基础， 并考虑以下几个因素： 锻件敷料、 锻件余量、 锻件公差。 模锻件图分为冷锻图和热锻图两种。 冷锻图是用来最终锻件的检验， 它要根据零件图来绘制。 绘制时要考虑以下因素：分模面，确定加工余量和锻造公差，确定冲孔连皮，确定模锻斜度 和圆角半径。热锻件图用于锻模设计和加工制造，它

12、是以冷锻件图为依据，在冷锻件图的基 础上加放收缩率，尺寸的标注也应遵循高度、方向、尺寸分模面为基准的原则。 第 3 章 焊接 填空题：填空题： 1、 ；焊丝；焊剂； 2、增高；烧损； 3、熔池中的液态金属；周围的熔渣； 4、去应力退火； 5、手弧焊；埋弧焊；气体保护焊； 6、软钎焊；硬钎焊； 7、碳当量法；冷裂纹敏感系数法； 8、阳极区；阴极区；弧柱区； 9、熔焊；压焊；钎焊； 10、不同；可焊性好； 单项单项选择题：选择题： 1、 2、 3、 4、 5、 多项选择题：多项选择题： 1、 2、 3、 4、 5、 结构改错结构改错题题： 1、答：答： （a）不合理。 焊缝应尽量避免密集和交叉，如

13、果焊缝密集或交叉会使接头处过热，力学性能下降。 （b）不合理。 合理的焊接顺序：1-3-4-2-7-6-5-8，这样可减小焊接产生的变形。 2、答：答： （a）焊缝应对称分布，使焊接变形相互抵消。 （b）焊缝应避免交叉结构，克服焊接接头热影响区过热，力学性能下降。 3、答：答： （1）焊缝应尽量避开最大应力的位置。应改成自两端分散的 2 条焊缝。 （2）焊缝应避免应力集中的位置。应改成碟型封头。 4、答：答： （a）图的设计在进行手弧焊时，操作空间不够，应加大两立柱的间距（45，15mm） 。 （b）图的设计在进行手弧焊时，操作空间不够，应颠倒两个搭接件的位置。 （c）图的设计在进行手弧焊时，

14、操作空间不够，无法施焊，应将焊缝改成直角后再转接 的形状 5、答：答： （a）接触面积过小，可改成斜面接触、台阶界面、搭接等形式。 （b）截面积不一样，电阻不一样导致熔化速率不同，易产生较大焊接变形。应改为同 截面积零件焊接。 简答题：简答题： 1 1、 答：答： 结构设计要避免焊缝密集交叉，焊缝截面和长度也要尽可能小。 将焊件预热后再进行焊接。 去应力退火，锤击焊缝。 2 2、答：、答： 方案 a 比较合理。先焊完焊缝 1 后，可进行去应力处理，例如、采用锤击的方法进行 校形然后进行焊缝 2 的焊接，可保证构件整体变形小并容易进行校形。 方案 b 不合理，因为按此顺序焊接将产生很大的焊接变形

15、。焊缝 1 焊完后，由于整个构 件受热和冷却不均， 在对接接头 2 处将出现外缘接缝间隙大、 靠近焊缝 1 处接缝间隙小的不 规矩的接头形状， 焊缝 2 的接头间隙和熔池大小不均将使焊后产生很大的变形应力， 导致整 个构件产生扭曲变形。 3、答：答： 电弧焊时， 母材和焊条受到电弧高温而熔化形成熔池。 金属熔池也可看作一个微型冶金 炉，其内要进行熔化、氧化、还原、造渣、精炼及合金化等一系列物理、化学过程。由于大 多数熔焊是在大气空间进行，金属熔池中的液态金属与周围的熔渣及空气接触，产生复杂、 激烈的化学反应，这就是焊接冶金过程。 与炼钢和铸造冶金过程比较，有以下特点： 金属熔池体积很小，熔池处

16、于液态的时间很短，各种冶金反应进行的不充分。 熔池温度高， 使金属元素强烈的烧损和蒸发。 同时， 熔池周围又被冷却的金属包围， 使焊缝处产生应力和变形，严重时甚至会开裂。 4、答：答： 先焊完焊缝 1 后， 形成三块板条后， 可进行应力处理， 例如、 采用锤击的方法进行整形， 然后顺序进行焊缝 2 的焊接，可保证构件整体变形小并容易进行校形。 其它焊序，则会因为按此顺序焊接将会产生很大的焊接变形。焊缝焊完后，由于整个构 件受热和冷却不均，在对接接头 1 处将出现外缘接缝间隙大、靠近焊缝 2 或（1）处接缝间 隙小的不规矩的接头形状，焊缝 1 或（2）的接头间隙和熔池大小不均匀将使焊后产生很大 的变形应力，导致整个构件产生扭曲变形。 5、答：答： 低碳钢焊接接头由焊缝区、熔合区和热影响区构成。 熔合区是焊接接头中焊缝金属向热影响区过渡的区域。该区域较窄，两侧分别为经过 完全熔化的焊缝区和完全不熔化的热影响区。熔合区加热的最高温度范围在合金的固、液 相之间。熔合区具有明显的化学不均匀现象，从而引起组织不均匀，其组织特征为少量铸 态组织和粗大的过热组织，因而塑性差、强度低、脆性大、易产生焊接裂纹和脆性断裂， 是焊接接头最薄弱的环节之一。 1 2