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综合练习题答案



综合练习题答案
主 主 编:林静 审:徐岩

课程名称: 学 院:

专业年级: 学生姓名: 学 成 号: 绩:

沈阳农业大学工程学院 2012 年 9 月





综合练习题答案一................................................................................................................................................. 1 综合练习题答案二................................................................................................................................................. 4 综合练习题答案三................................................................................................................................................. 6 综合练习题答案四................................................................................................................................................. 9 综合练习题答案五................................................................................................................................................ 11 综合练习题答案六............................................................................................................................................... 13 综合练习题答案七............................................................................................................................................... 15 综合练习题答案八............................................................................................................................................... 20 综合练习题答案九............................................................................................................................................... 25 综合练习题答案十............................................................................................................................................... 30 综合练习题答案十一........................................................................................................................................... 33 综合练习题答案十二........................................................................................................................................... 36 综合练习题答案十三........................................................................................................................................... 40 综合练习题答案十四........................................................................................................................................... 43 综合练习题答案十五........................................................................................................................................... 46 综合练习题答案十六........................................................................................................................................... 49 综合练习题答案十七........................................................................................................................................... 53 综合练习题答案十八........................................................................................................................................... 55 综合练习题答案十九........................................................................................................................................... 59 综合练习题答案二十........................................................................................................................................... 62 综合练习题答案二十一....................................................................................................................................... 66 综合练习题答案二十二....................................................................................................................................... 69 综合练习题答案二十三....................................................................................................................................... 74

综合练习题答案一
一、 简述下列概念及有关内容
1.砂轮的自锐性:砂轮在磨削过程中自行推陈出新,保持自身锋锐的特性,称为砂轮的自锐性 2. 工件的六点定则:在机械加工中,要完全确定工件的正确位置,必须用六个相应支撑点限 制工件的六个自由度,称为工件的六点定则 3. 工艺过程:生产过程中直接改变原材料(坯料)的性能、尺寸和形状,使之变为成品的过 程称为工艺过程 4. 常见切屑种类:带状切屑、节状切屑、粒状切屑、崩碎切屑 5. 机床传动系统中常见的机械传动方式: 带传动、齿轮传动、齿轮齿条传动、蜗轮蜗杆传动、丝杠螺母传动

二、

填空题

1.铸铁按照石墨形态不同分为 可锻铸铁 、 普通灰铸铁 、 球墨铸铁 、 蠕墨铸铁 ,其中球 墨铸铁综合性能最好。 2.合金的收缩由 其中 液态收缩 、 凝固收缩 、 固态收缩 三个阶段组成,

液态收缩 与凝固收缩 两个阶段是铸件产生缩孔、缩松的根本原因。 、 拔长 、 冲孔 三种工序。

3.自由锻造基本工序中生产常用 镦粗

4.焊条药皮在焊接过程中的主要作用是 提高电弧燃烧的稳定性 、对焊接过程和焊缝起保护作 用 、控制焊缝金属的化学成分。 5.焊接可分为 熔焊 、 压焊 、 钎焊 三大类,电渣焊属于熔焊 。点焊属于压焊 背吃刀量 。 和 顺铣。一般铣削常采用逆铣 。 。 。

6.车削加工中,切削用量是指 切削速度 、进给量 和 7.用圆柱铣刀铣平面时,有两种铣削方式,即 8.工艺基准可分为 逆铣

定位基准 、 度量基准 、 装配基准

三、选择题(10 分)
1.下列铸件宜采用何种铸造合金? 缝纫机架:( ① ) 自来水三通及弯头:( ② )

①普通灰铸铁;②可锻铸铁;③球墨铸铁;④铸钢。 2.下列铸件在大批量生产时,选择何种铸造方法? 铝活塞:( ① ) 汽轮机叶片:( ④ )

①金属型铸造;②砂型铸造;③离心铸造;④熔模铸造。 3.下列焊件选择何种焊接方法? 铝制压力容器:( ④ )铸铁暖气管道维修:( ③ )

①气焊;②CO2 气体保护焊;③电弧焊;④氩弧焊。 4.确定刀具标注角度的参考系选用的三个主要基准平面是:( ③ )

①切削表面、已加工表面和待加工表面;②前刀面、主后刀面和副后刀面; ③基面、切削平面和正交平面(主剖面)。
1

5.影响刀具的锋利程度、减少切屑变形、减小切削力的刀具角度是:( ② ) ①主偏角;②前角;③副偏角;④刃倾角;⑤后角。 6.在型号 C6132A 中,主参数是( ①6;②13;③32;④61。 7.下列刀具材料中,综合性能最好,适宜制造形状复杂的机动刀具的材料是:(②) ①碳素工具钢;②高速钢;③硬质合金。 ③ )

四、简答题(20 分)
1.什么是加工硬化现象?冷热变形的区分原则是? 铅(t 熔=327℃)在 20℃、钨(t 熔=3380℃)在 1100 变形,各属哪种变形? 在常温下金属随变形程度的增加,其强度和硬度提高,而塑性和韧性降低的现象, 称为加工硬化。再结晶温度以上的变形称为热变形,再结晶温度以下的变形称为冷变形。 铅:T 再=0.4T 熔=0.4?(327+273)=240k=-33℃ 20℃>-33℃,所以铅的变形属于热变形 钨:T 再=0.4T 熔=0.4?(3380+273)=1461.2k=1188.2℃ 1100℃<1188.2℃,所以钨的变形属于冷变形 2.终锻模膛四周飞边槽的作用? 用以增加金属从模膛中流出的阻力,促使金属充满模膛,同时容纳多余金属。 3. 低碳钢焊接接头由哪些区域组成?其中最薄弱环节是那个区域?组织和性能最好的是那个区 域?为什么?热影响区由哪些区域组成?那个区域性能最差? 低碳钢焊接接头由焊缝区、熔合区、热影响区组成。其中熔合区是最薄弱环节。组织和性能最 好的是正火区。 4.刀具材料应具备哪些基本性能?常用的刀具材料有哪些? 刀具材料应具备:硬度较高;强度和韧性较好;耐磨性较好;热硬性较好; 工艺性较好;化学稳定性好。 常用的刀具材料:碳素工具钢;合金工具钢,其中以高速钢应用最为广泛; 还有硬质合金等。 5.积屑瘤是怎么形成的?对切削加工有何影响?如何防止? 切削过程中,由于金属的挤压变形和强烈摩擦,当压力和温度适当时,切屑底层 与前刀面之间的摩擦力很大,使得切屑底层流出速度变得缓慢,形成很薄的一层 “滞留层”。当滞留层与前刀面的摩擦阻力超过切屑内部结合力时,滞留层的金属与切屑分离 而粘附在切削刃附近形成积屑瘤。 影响:保护刀具,增加工作前角;影响工件尺寸精度,工件表面粗糙度。 防止:对材料进行正火或调质处理,降低塑性,提高硬度和强度。避免中速切削,采用低速或 高速切削。增大前角。采用润滑液。

五、分析题(15 分)
1.下列铸锻件结构及焊接结构中焊缝位置是否合理?如不合理,请改正。
2

①肋条的设计

②轴类锻件结构

③焊缝位置布置

六、分析题(10 分)
下图中铸件若单件生产应如何分型,在图上用符号表示,并说明采用什么造型方法? 采用整模造型

上 下

3

综合练习题答案二
一、名词解释(本大题共 5 小题,每小题 2 分,共 10 分)
1.热变形与冷变形:在其再结晶温度以上的变形叫热加工,在再结晶温度以下的变形为冷变形。 2.珠光体(P):它是铁素体和渗碳体的机械混合物。 3.分型面:铸型组元之间的接合面。 4.焊接:通过加热或加压,或者两者并用,并且用或不用填充材料,便焊件达到结合的一种加 工方法称为焊接。 5.冲裁:利用冲模将板料以封闭的轮廓线相互分离的一种冲压方法。

二、填空题(本大题共 20 空,每空 1.5 分,共 30 分)
1.钢的普通热处理包括:(退火)、(正火)、(淬火)和回火。 2.常见的金属晶格类型有(体心立方)晶格和(面心立方)晶格两种。 3. (理论结晶)温度与(实际结晶)温度之差称为过冷度。过冷度的大小与(冷却速度)有关, (冷却速度)越快,金属的实际结晶温度越(低),过冷度也就越大。 4.根据碳的存在形式不同,铸铁可分为:(白口铸铁)、(灰铸铁)、(蠕墨铸铁)和(球墨 铸铁)等。 5.切削运动包括(主运动)和(进给运动)。 6.电焊条由(焊芯)和(药皮)组成,它对焊逢的质量有很大的影响。 7.常用的电焊机有(直流)电焊机和(交流)电焊机两种。

三、判断题(共 10 分,每小题 1 分;对画(√),错画(х ),全画“√”或全画“х ” 不得分)
1.所有金属材料在拉伸试验时都会出现明显的屈服现象。(?) 2.布氏硬度测定法不宜测定硬度较高和太薄材料。 (√)

3.体心立方晶格的原子位于立方体的八个顶角及立方体六个平面的中心。(?) 4.淬火后的钢,回火温度越高,回火后的强度和硬度也越高。 5.金属材料的力学性能差异是由其内部组织结构所决定的。(√) 6.弹性变形能随载荷的去除而消失。(√) 7.做布氏硬度试验时,当试验条件相同时,其压痕直径越小,材料的硬度越高。(√) 8.一般说,晶粒越细小,金属材料的力学性能越好。 (√) (?)

9.硫是钢中的有益元素,它能使钢的热脆性下降。 (?) 10.车床主轴是空心的,能使棒料毛坯穿入。 (√)

四、问答题(本大题共 3 小题,每小题 10 分,共 30 分)
1.分别写出亚共析钢、共析钢和过共析钢的常温组织。 答:亚共析钢:F+P(4 分),共析钢:P(2 分),过共析钢:P+Fe3C(4 分)。 2.画出两种常见金属晶格的晶胞图(体心立方晶格和面心立方晶格)。

4

(5 分)
3.试比较在平衡条件下,45、T8、T12 钢的硬度及塑性。 答:硬度:45<T8<T10;(5 分) 塑性相反。 (5 分)

(5 分)

五、计算题(本大题共 2 小题,每小题 10 分,共 20 分)
1.车外圆时,已知工件的转速为 320r/min,其它条件如题图所示,求切削速度和背吃刀量。 解:V=π D?n/1000=3.14?100?320/1000=100.48(m/min) (3 分) ap=D-d/2=100-94/2=3(mm) (2 分) (2 分) (3 分)

2.有一环形链条,用直径为φ 2cm 的钢条制造,已知此材料ζ s=300Mpa,求该链条能承受的最大 载荷是多少? 解:F=ζ s?A。=ζ s?π D2/4=300?3.14?(2?10)2/4=94200(N) (5 分) (5 分)

5

综合练习题答案三
一、单项选择题(本大题共 10 小题,每小题 1 分,共 10 分)
1. ( B ) 8. ( D ) 9. ( 2. ( C ) A ) 3. ( B ). 4. ( C ) 5. ( B ) 6(C) 7. ( A ) . 10. ( C ).

二、判断题(共 10 分,每小题 1 分;对画(√),错画(х ),全画“√”或全画“х ” 不得分)
1.(V) 2. (V ) 3. (X) 产生凝固收缩 4. (X) 由于密度提高,发生体积的变化。 5. (V) 6. (V) 7. ( V ) 8. ( V ) 9. ( V ) 10. ( X ) 焊接变形和焊接应力均较大。

三、计算题(本大题共 2 小题,共 15 分)
1.如图所示为车床变速箱的传动图:(7 分) 写出传动链; 确定轴Ⅲ转速的级数; 计算轴Ⅲ的最大转速和最小转速。

1)写出传动链;42/50;31/47;38/4; 45/33;50/40; 24/66 2)确定轴Ⅲ转速的级数;六级 1分

4分

3)计算轴Ⅲ的最大转速和最小转速。 最大转速为 1319.5r/min, 最小转速为: 290.11r/min 分

2

2.在车床上加工一个外径 D=1500mm, 孔径 d=600mm, 长度 L=800mm 圆盘类工件的外圆面,进给 量 f=0.25mm/s。 若外圆面加工余量 A=15mm, 进刀程和出刀程均为 5mm, 平均切削深度 ap=5mm, 求该 外圆面的基本加工工艺时间 tm。(8 分) 时间为:((800+2x5)/0.25)X15/2/2=648s

6

四、简答题(本大题共 5 小题,每小题 5 分,共 25 分)
1.什么是酸性焊条?它与碱性焊条在力学性能和焊接工艺方面有什么差别? 熔渣中酸性氧化物多的焊条为酸性焊条; 力学性能不如碱性焊条好。 被焊接件无需严格处理,价格低,工艺性能好。 多用于焊接强度要求不高的场合。 1分 1分 2分 1分

2.判断 40 钢焊接性的好坏,在焊接上述材料时应采取什么工艺措施保证焊接质量。 碳当量约为 0.4,焊接性能一般,需进行处理。3 分 采取的工艺措施是焊前预热,焊后热处理。2 分 3.简要说明拉削加工的特点。 生产率高 加工精度高、表面粗糙度小。 设备操作简单 刀具价格高 加工范围广。 适合于大批量,未淬火的工件的加工。 4.简要说明磨削加工的特点。 精度高、表面粗糙度小。1 分 砂轮有自锐性。1 分 背向磨削力大。1 分 磨削温度高。1 分 多用于淬火件和高精度零件的加工。1 分 5.比较说明插齿与滚齿加工工艺的特点和使用范围。 插齿加工工艺的特点:加工精度可达到 6 级,表面粗糙度可达到 1.6,但效率低。 1分 1分 1分 1分 1分 1分

滚齿加工工艺的特点: 加工精度可达到 6 级,表面粗糙度可达到 1.6,是连续作业效率高。 1 分 一般情况下,都采用滚齿加工,但加工内齿轮和多联齿轮时只能用插齿加工工艺. 3分

五、作图题(本大题共 1 小题,共 15 分) 六、综合题(本大题共 1 小题,共 15 分)
1.如题图所示的车床传动轴,在小批量生产时: 选择合适的材料; 确定毛坯加工方法及热处理工艺过程; 并制订出切削加工工艺过程。 答:材料为 40Cr, 毛坯为锻造生产; 采用调质处理。3 分

7

工序号
1 2 3 4 5

工序名称
粗车和半精车 铣 热处理 钳工 磨

工序内容
车外圆到成品尺寸加 0.5mm 铣键槽 调质处理 修研中心孔 磨削外圆到尺寸 每一条 3 分

装夹定位
车床 铣床 车床 磨床

设备

8

综合练习题答案四
一、单项选择题(本大题共 10 小题,每小题 1 分,共 10 分)
1. ( A ) 9.( C ) 2. (D ) 3. ( C ) 4. ( D ) 5 .( B ) 6.( B) 7. (C) 8. (D) 10.(A ).

二、判断题(共 10 分,每小题 1 分;对画(√),错画(х ),全画“√”或全画“х ” 不得分)
1. (V) 2. (V) 3. (V ) 4. ( X) 只在零件的加工表面上, 给出加工余量。 5. (V) 6. (V) 7. (X) 变形抗力越小,金属可锻性越好 8. (V) 9.(X) 不能电流太大,以免焊条过热。 10. (V)

三、计算题(本大题共 2 小题,共 15 分)
1.如题图所示传动图,计算: (1)主轴有几种转速;12 种转速 (2)计算主轴的最大转速和最小转速。(7 分) Man=200 转/分, Min=4.58 转/分 2. 答:切削深度为 3mm,由外径 86mm 切到 80mm,需走刀一次,

tm ?

?d m lh
1000 vC fa p

? 5.7(min)

四、简答题(本大题共 5 小题,每小题 5 分,共 25 分)
1. .选择电弧焊用焊条应遵循的原则是什么? 根据被焊接构件的材质选择焊条的种类 根据被焊接构件的材质选择焊条的强度 根据焊接构件的工作情况选择焊条的酸碱性和电源. 每条 2 分 2. 简述焊接中碳钢时应注意的工艺问题? 焊前预热,焊后热处理,预热温度 150-250 度 选用碱性焊条
9

2分 1分

选用细直径焊条小电流开坡口多层焊

2分

3. 确定在实体钢板上加工直径 15mm, 精度 6 级,内表面粗糙度值为 0.4 的孔,所采用加工方 法和工艺路线。 先划线定位,用冲头打坑, 再用 6mm 的钻头钻孔,用 14mm 过孔, 用扩孔刀扩孔,再用铰孔刀铰孔. 3分 划线---钻孔----扩孔----铰孔 2分

4. 比较说明插齿与滚齿加工工艺的特点和使用范围。 插齿加工工艺的特点:加工精度可达到 6 级, 表面粗糙度可达到 1.6,但效率低。 滚齿加工工艺的特点: 加工精度可达到 6 级, 表面粗糙度可达到 1.6,是连续作业效率高。 一般情况下,都采用滚齿加工,但加工 内齿轮和多联齿轮时只能用插齿加工工艺. 3分 1分 1分

5. 绘示意图分析比较顺铣和逆铣的优缺点。生产中常采用哪种方法? 工件的运动方向与刀具运动方向相同时为顺铣,反之为逆铣. 顺铣易打刀 实际工作中多采用逆铣 图 1分 1分 1分 2分

五、作图题(本大题共 1 小题,共 15 分) 六、综合题(本大题共 1 小题,共 15 分)
采用锻造的方法制作毛坯, 热处理工艺为调质处理后表面高频淬火. 3分

工序号
1

工序名称
半精车

工序内容
车外圆内孔端面到尺 寸大 0.4mm

装夹定位
车床

设备

2

钳工

插键槽

插床

3

热处理

调质处理

4

齿加工

滚齿

滚齿机

5

表面高频淬火

将齿面淬火到硬度

6 7

喷砂处理 检验

10

综合练习题答案五
一、填空题(每空 1,共 40 分)
1、强度 硬度 塑性 2、铁素体 珠光体 渗碳体 奥氏体 莱氏体 3、高碳钢 中碳钢 低碳钢 4、加热 保温 冷却 5、退火 正火 淬火 回火 6、白口铸铁 灰口铸铁 可锻铸铁 球墨铸铁 7、铁素体灰铸铁 珠光体灰铸铁 铁素体—珠光体灰铸铁 8、黄铜 青铜 百铜 9、天然橡胶 合成橡胶 通用橡胶 特种橡胶 10、平面划线 立体划线 11、切削速度 进给量 背吃刀量 12、0.1mm 0.05mm 0.02mm 13、砂型铸造 特种铸造 14、敲击法 划擦法

二、单项选择题(每个 1 分,共 40 分)
1—5 DBCBD 6—10 BCCAD 11—15 BDCAB 16—20 DBBCA 21—25 DADDB 26—30 ADAAB 31—35 AACCB 36—40 CABDB

三、简答题(每题 6 分,共 12 分)
1.答:晶粒越细,晶界就越多,晶界处的晶格排列方向极不一致,犬牙交错、互相咬合,从 而增加了塑性变形的抗力,提高了金属的强度。同时,金属的塑性和韧性也可得到提高。 采用快速冷却、人工精核、机械震动、超声波振动、电的磁搅拌等方法可获得细小晶 粒。 2. 答:金属材料具有热胀冷缩的基本属性。由于焊件在焊接过程中是局部受热且各部分材 料冷却速度不同,因而导致焊件各部分材料产生不同程度的变形,引起了应力。焊接时局部加热是 焊件产生应力与变形的根本原因。 防止与减小焊接变形的工艺措施 (1)反变形法 用试验或计算方法,预先确定焊后可能发生变形的大小和方向, (2)加余量法 根据经验,在焊件下料时加一定余量,通常为工件尺寸的 0.1%~0.2%,以补 充焊后的收缩,特别是横向收缩。
11

(3)刚性夹持法 焊前将焊件固定夹紧,焊后变形即可大大缩小。但刚性夹持法只适用于塑性 较好的低碳钢结构,对淬硬性较大的钢材及铸铁不能使用,以免焊后产生裂纹。 (4)选择合理的焊接顺序 如果在构件的对称两侧都有焊缝,应设法使两侧焊缝的收缩互相抵 消或减弱。

四、综合题(8 分)


12

综合练习题答案六
一、 简述下列概念及有关内容
1.合金---是一种金属与另一种或几种金属,非金属融合组成的具有金属特性的物质. 2.硬度---是指材料抵抗局部变形,特别是塑性变形,压痕或划痕的能力. 3.淬火---是将钢加热到 AC3 或 AC1 以上温度,保温后快速冷却,以获得马氏体组织的热处理工 艺. 4.45 钢---是含碳量为 0.45%左右的优质碳素结构钢. 5.HT200---是最低抗拉强度为 200MPa 的灰口铸铁.

二、

填空题

1.已加工表面,待加工表面,过渡表面 2.主运动,进给运动 3.切削速度,进给速度,切削深度 4.冷却,润滑,防锈 5.强度 6.体心 7.固溶体 8.铁素体 渗碳体 9.钢 10.加热 保温 冷却 11.A F P 12.结构钢 13.加热 保温 冷却 14.力学 物理 化学 工艺 15.晶体 晶体 16.固溶体 化合物 17.A F Fe3C P 18.加热 保温 冷却 19.快 Ms 20.强度 21,塑形 22.铁素体 渗碳体 23.钨钴类 钨钛钴类

三、选择题
1—5 BBABC 6—10 ACBBA
13

11—15 DBACC 16—20 BBAAB 21—25 AAACC 26—30 ADCCC

四、简答题(20 分)
1.答:随外力消除而消失的变形称为弹性变形.当外力去除时,不能恢复的变形称为塑性变形. 2.作用---冷却作用,润滑作用,清洗作用,防锈作用. 种类---水溶液,乳化液,切削油. 3.(1)适应性广 (2)生产成本低 (3)铸件质量低,形状和尺寸精度也低 4.淬火是将钢加热到 AC3 或 AC1 以上温度,保温后快速冷却,以获得马氏体组织的热处理工艺.其 目的是获得马氏体,提高纲的硬度和耐磨性. 5 .Q195—地脚螺栓 GCr15-滚动轴承 HT200-齿轮 20Cr-传动轴 1Cr13-汽轮机叶片

14

综合练习题答案七
一、单项选择题(本大题共 10 小题,每小题 1 分,共 10 分)
1. 加工套类零件的定位基准是( D ) 。 A.端面 B.外圆 C.内孔 D.外圆或内孔

2. 磨刀、调刀、切屑、加油属于单位时间哪部分。 ( C ) A.基本 B.辅助 C.服务 D.休息

3. 车床主轴轴颈和锥孔的同轴度要求很高,常采用( B )来保证。 A.基准重合 B.互为基准 C.自为基础 D.基准统一

4. 平键连接中,传递转矩是依靠键与键槽的( C ) 。 A.上、下平面 B.两端面 C.两侧面 D.两侧面与底面

5. 常用的光整加工的方法中只能减少表面粗糙度的是( C ) 。 A.研磨 B.高光洁度磨削 C.超精加工 D.珩磨

6. 轴类零件加工时最常用的定位基准是( C ) 。 A.端面 B.外圆面 C.中心孔 D.端面和外圆面

7. 轴类零件定位用的顶尖孔是属于( A ) 。 A.精基准 B.粗基准 C.互为基准 D.自为基准

8. 定位消除的自由度少于六个,但满足加工精度要求的定位称为( B ) 。 A.完全定位 B.不完全定位 C.过定位 D.欠定位

9. 试指出下列刀具中,哪些刀具的制造误差不会直接影响加工精度( B ) 。 A.齿轮滚刀 B.外圆车刀 C.成形铣刀 D.键槽铣刀

10. 车削时,车刀刀尖运动轨迹若平行于工件轴线,则不为(C ) 。 A.车外圆 B.车螺纹 C.车圆锥面 D. 车孔

二、判断题(共 10 分,每小题 1 分;对画(√),错画(х ),全画“√”或全画“х ” 不得分)
1. 铰孔可以提高孔的尺寸精度、减小孔表面粗糙度,还可以对原孔的偏斜进 行修正。 ( 错 ) 正确答案: 做不到对原孔的偏斜进行修正。 2. 所有零件在制定工艺过程时都应划分加工阶段。 ( 错 ) 正确答案:看具体情况而定 。 3. 钻出的孔一般应经扩孔或半精镗等半精加工,才能进行铰孔。 ( 对 ) 4. 拉孔前工件须先制出预制孔。 ( 对 ) 5. 不完全定位消除的自由度少于六个,没有满足加工精度要求。 ( 错 ) 正确答案: 满足加工精度要求 。 6. 同种磨料制成的各种砂轮,其硬度相同。 ( 错 ) 正确答案:可能相同,也可能不同。
15

7. 单件、小批生产宜选用工序集中原则。 ( 对 ) 8. 滚切直齿圆柱齿轮时,齿轮滚刀的安装轴线应平行于工作台。 ( 错 ) 正确答案: 齿轮滚刀的安装轴线与工作台的角度等于螺旋角 。 9. 车床主轴的径向跳动不影响加工轴的圆度误差。 ( 错 ) 正确答案:车床主轴的径向跳动影响加工轴的圆度误差。 10. 磨削烧伤的类型有回火烧伤、淬火烧伤、正火烧伤及退火烧伤。 ( 错 ) 正确答案:磨削烧伤的类型有回火烧伤、淬火烧伤、退火烧伤。

三、多项选择题(本大题共 5 小题,每小题 2 分,共 10 分)
1.车床主轴的纯轴向窜动对(AD)加工无影响。 A.车内孔 B.车端面 C.车螺纹 D. 车外圆 E.车倒角

2. 滚切直齿圆柱齿轮、滚刀的安装角取决于( AD ) 。 A、滚刀的螺旋升角 B、工件的齿数 C、滚刀的回转方向 D.滚刀的旋向 E. 工件的回转方 向 3. 工艺过程中所采用的基准为工艺基准,按用途可分为( ACDE ) 。 A. 工序基准 B.工步基准 C.测量基准 D.装配基准 E. 定位基准 4. 反映砂轮特性的五大要素有( ABCDE ) 。 A.粒度 B.结合剂 C.硬度 D.组织 E.磨料

5. 可以用来铣平面的铣刀有( ABD ) 。 A.圆柱形铣刀 B.端铣刀 C.键槽铣刀 D.三面刃铣刀

四、作图题(本大题共 2 小题,每小题 5 分,共 10 分)
1.根据六点定位原理,标出下列定位元件所消除的自由度。 (5 分)

正确答案:三爪卡盘消除 Y 、Z 方向上的转动和移动,即消除四个自由度。 2. 画出下列零件正确的结构工艺性图。 (5 分)

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五、计算题(本大题共 1 小题,每小题 10 分,共 10 分)
如图轴套零件在车床上已加工好外圆、内孔及各表面,现需在铣床上以端面 A 定位,铣出表面 C 保证尺寸 20-0.2mm,试计算铣此缺口时的工序尺寸。(10 分)

已知:A2=40

+0.05

A3=65±0.05

A∑=20-0.2 求 A

(1) 尺寸链图(2 分) (2) 判断封闭环 A∑=20-0.2(2 分) (3) 上下偏差与基本尺寸计算(2 分)

AΣ =A+ A2―A3 BsAΣ = BsA+BsA2-BxA3 BxAΣ = BxA+BxA2-BsA3 (4)入体尺寸标注:44.9-0.05(2 分) (5)校核δ ∑= δ +δ 2+δ
3

A =45 BsA=-0.1 BxA=-0.15

= 0.2(2 分)

六、简答题(本大题共 3 小题,每小题 5 分,共 15 分)
1. 何谓工艺过程尺寸链?何谓装配尺寸链?(5 分) 答: 研究机械加工、检测过程中各相关尺寸的关系的尺寸链叫工艺过程尺寸链。(2.5 分) 研究机器装配过程中各相关零部件尺寸的关系的尺寸链叫装配尺寸链。(2.5 分) 2.箱体零件的主要技术要求包括哪些方面?(5 分)

答: (1)箱体轴承孔的尺寸精度、形状精度和表面粗糙度;(2 分)
(2)箱体各轴承孔的相互位置情况;
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(2 分)

(3)箱体主要平面的精度。 3.拉削的主运动和进给运动是什么?(5 分)

(1 分)

答: (1)主运动是拉刀的直线运动; 七、论述题(本大题共 1 小题,共 10 分)
结合自己的观点谈谈精基准的选择原则。(10 分)

(2.5 分)

(2)进给运动是相邻两排刀齿间的齿升量形成。(2.5 分)

(1) 基准重合 即定位基准与设计基准重合,以使其减少定位误差。 但是有时为了装夹和加工的方便, 不得不采用基准不重合,此时必须解尺寸链重新分配公差。 (2.5 分) (2) 基准统一 在尽可能多的工序中使用统一基准,以减少安装误差和夹具种类。选择: (3) (a) 能最大限度暴露其它须加工面 ;(b) 它自身或自身方向上加工量最小 ;(c) 使用上最好是次 要表面。 (2.5 分) 如:轴类零件以顶尖孔作为统一基准,有利于保证外圆的同轴度及端面与轴线的垂直度要求。 (4) 互为基准 对于相互位置精度较高的表面,采用互为基准来加工,易于保证位置精度。 (2.5 分) 如:车床主轴的主轴颈与前端锥孔的同轴度要求很高,常以主轴颈外圆和锥孔互为基准反复加工。 (5) 自为基准 对于须切除薄而均匀的余量的表面采用自为基准加工。 (2.5 分) 如:磨削车床床身导轨面,由于导轨面淬火层很薄,必须以导轨面本身找正加工。

八、能力测试题(本大题共 1 小题,共 15 分)
从制定工艺规程的前提和步骤两个方面阐述工艺规程的制定。(15 分)

1)工艺规程的定义(5 分)
将合理的工艺过程各项内容编成用以指导生产的工艺文件叫做工艺规程。 2)制定工艺规程的前提(5 分) (1) 对产品的对象进行调查与分析 (a) 了解产品的性能、 用途及零件功用:机器的整体性能,应用范围及工作条件,被加工

零件在机器中的应用。 (b) 分析产品图纸与技术要求、材料及热处理:图形表达是否清楚;各尺寸及其上下偏

差、形状及位置公差、表面粗糙度指定是否合理;材料的选择及热处理要求是否合理。 (c) 分析零件及装配的结构工艺性 :零件能否加工 ,可否采用高生产率的方法加工,是

否适合本厂的生产条件;好不好装配,能否采用装配线装配 。否则应对结构进行修改。 (d) (e) (2) 加工中的重点、工艺难点与技术发展趋势; 市场供求情况与用户质量意见。

调查本厂的生产条件

(a) 本厂的机床设备及其它工艺装备情况; (b) 本厂工人的技术水平; (c) 本厂近期内可能增加的设备。 (3) 国家技术政策及同类产品的工艺

国家在不同的时期有不同的技术政策,需要及时加以了解。同时要了解国内外
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的先进工艺,必要时加以引进,以提高经济效益。 3)制定工艺规程的步骤(5 分) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) 选定各表面的加工手段(机床、工艺装备); 将这些手段排成合理的程序(加工顺序); 确定各工序的定位基准; 确定各工序的加工余量; 计算必要的工艺尺寸; 计算公式定额; 填写工艺文件; 对各工艺方案进行技术经济分析。

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综合练习题答案八
一、名词解释(本大题共 5 小题,每小题 2 分,共 10 分)
1.工序: 一个或一组工人,在一台机床或一个工作地点对同一或同时对几个工件所连续完成 的那部分工艺过程。 2.尺寸链:相互联系,按一定顺序首尾相接和尺寸封闭图形。 3.基准:确定生产对象上几何要素的几何关系所依据的那些点,线,面。 4.过定位:几个定位支撑点重复限制同一个或几个自由度。 5.形状精度:加工后零件各表面的实际形状与表面理想形状之间的附和精度。

二、填空题(本大题共 7 小题,每空 1 分,共 20 分)
1.牛头刨床的主运动是(刨刀)的直线往复移动,进给运动是(工件)的间歇移动。 2.工时定额是完成某一(零件)或(工序)所规定的时间。 3.刨削和插削都是(间断)切削,刀具易受到(冲击) ,因此(切削速度)不宜太高。 4.电火花加工是在一定的(介质)中,通过(工具)电极和(工件)电极之间的(脉冲放电) 的电蚀作用,对工作进行加工的方法。 5.切削用量是在切削加工过程中(V) (F)和(ap)的总称。 6.装夹是工件在加工前,使其在机床上或夹具中获得(正确而固定位置)的过程,它包括(定 位)和(夹紧)两部分内容。 7.零件的加工精度包括(尺寸精度) (形状精度)和(相互位置)三个方面。

三、不定项选择(本大题共 10 小题,每小题 1 分,共 10 分)
1.车床主轴的纯轴向窜动对(B、C)加工有影响。 A、车销内外圆 B、车销端面 C 车销螺纹 2.制定零件工艺过程时,首先研究和确定的基准是( C ) A、设计基准 B、工序基准 C、定位基准 D、测量基准 3.零件在加工过程中使用的基准叫做( B、D ) A、设计基准 B、工艺基准 C、装配基准 D、定位基准 E、测量基准 4.车床主轴轴颈和锥孔的同轴度要求很高,常采用( B )来保证 A、基准重合 B、互为基准 C、自为基础 D、基准统一

5.机械加工中直接改变工件的形状、尺寸和表面性能使之变成所需零件的过程为( C ) A、生产过程 B、工艺过程 C、机械加工工艺过程

6.受迫振动系统在共振区消振最有效的措施使(B) A.增大系统刚度; B.增大系统阻尼; C.增大系统质量 7.用(b)来限制六个自由度,称为(c) 。更具加工要求,只需要少于(b)的定位,称为(d) 定位 a.六个支撑点; b.具有独立定位作用的六个支撑点; c.完全;
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d.不完全; e.欠定位 8.零件装夹中由于(a)基准和(e)基准不重合而产生的加工误差,称为基准不重合误差。 a.设计(或工序) ;b.工艺;c.测量;d.装配;e.定位 9.主轴具有纯角度摆动时,车削外圈得到的是( B 镗出的孔得到的是( A )形状,产生( E )误差 )形状,产生的是( F )误差,

A、椭圆 B、圆锥

C、棱圆 D、腰鼓形 E、圆度 F、圆柱度 G、直线度

10.在生产中批量越大,准备与终结时间摊到每个工件上的时间就越( A ) A、少 B、多 C、无关

四、判断(共 10 分,每小题 1 分;对画(√),错画(х ),全画“√”或全画“х ” 不得分)
1. 加工箱体零件时,应选择装配基准面为精基准。 (√) 2 工件在加工前,使其在机床上或夹具中获得正确而固定位置的过程称为安装。 (?) 3. 粗加工所用的定位基准称粗基准,精加工所用的定位基准为精基准。 (?) 4. 车床主轴的径向跳动不影响加工轴的圆度误差。 (?) 5. 单件、小批生产宜选用工序集中原则。 (√) 6. 粗加工所用的定位基准称粗基准,精加工所用的定位基准为精基准。 (?) 7. 工件在夹具中定位,有六个定位支承点就消除了六个自由度即为完全定位。 (?) 8. 一个工序中只能包含一个安装。 (?) 9. 磨削内孔时,在工件孔径允许的条件下,应尽量选用大直径的砂轮。 (√) 10. 拉孔前工件须先制出预制孔。 (√)

五、分析题(本大题共 7 小题,共 35 分)
1. 保证装配精度的方法有哪几种?说明其适用场合。 (5 分) (1)互换法,适于装配零件少,生产批量大,零件可以用经济加工精度制造的场合。 (2)分组法,适于大批量生产中,装配精度要求高,装配零件数量少不便调整装配的场合。 (3)修配法 ,适于单件小批生产,装配精度要求高的场合。 (4)调整法,除必须采用分组法的精密配件外,可用于各种装配场合。 2. 车削圆锥面必须满足哪些条件? (5 分) (1)车刀刀尖与工件轴线等高。 (2)刀尖在进给运动中的轨迹是一直线。 (3)该直线与工件轴线的夹角等于圆锥半角。 3. 箱体零件的主要技术要求包括哪些方面?(5 分) (1)箱体轴承孔的尺寸精度、形状精度和表面粗糙度 (2)箱体各轴承孔的相互位置情况 (3)箱体主要平面的精度 4. 简述制定工艺规程的步骤?(5 分)
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(1)分析零件图样 (2)确定毛坯类型或型材规格 (3)拟定工艺路线 (4)确定各工序的加工余量和工序尺寸及公差 (5)确定各工序的机床设备及工、夹、刀、量具 (6)确定切削用量 (7)确定工时定额 (8)填写工艺文件并完成审批手续 5. 根据六点定位原理,分别给出下列定位元件所消除的自由度。 (5 分)

6.给出下列零件的工艺过程(包括工序、安装、工步)工件的毛坯为圆棒料。 (5 分)

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7.工艺改进(5 分)

六、计算题(本大题共 1 小题,共 15 分) 1.
在轴上加工一个键槽。 加工顺序:车外圆 A ? ?70.5 0 A 2。 ? 0.1 mm, 铣键槽槽尺寸为 磨外圆A 3 ? ?700 ? 0.06 mm 要求:磨外圆后保证的 键槽尺寸A 4 ? 620 ? 0.3 mm 求A 2 (10分)

由工艺过程可知 A 4为A ? , 车削外圆的直径 A 1与磨 外圆的直径A 3 是通过彼此的中心线发 生位置联系的。 A1 ' / 2 ? A 4 ? A 2 ? A 3 ' / 2 基本尺寸: A 2 ? ?A 3 ' / 2 ? A1 ' / 2 ? A 4 ? ?35 ? 35.25 ? 62 ? 62.25mm(以半径代入)

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上下偏差:BS A 4 ? BS A 2 ? BsA 3 ' / 2 ? BX A1 ' / 2 BX A 4 ?BX A 2 ? BX A 3 ' / 2 ? BS A1 ' / 2 BS A 2 ? BS A 4 ? BX A1 ' / 2 ? BsA 3 ' / 2 ? 0 ? (?0.05) ? 0 ? 0.05mm BX A 2 ? BX A 4 ? BS A1 ' / 2 ? BX A 3 ' / 2 ? ?0.350? (?0.03) ? ?0.27mm
0.05 即A 2 ? 62.25? ? 0.27 mm

验算:? ? ? ? 4 / 2 ? ?1 / 2 ? ? 2 ? ?3 / 2 ? 0.1 / 2 ? 0.22 ? 0.06 / 2 ? 0.3mm
1

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综合练习题答案九
一、单项选择题(本大题共 10 小题,每小题 1 分,共 10 分)
1. 制定零件工艺过程时,首先研究和确定的基准是( C )。 A.设计基准 B.工序基准 C.定位基准 D.测量基准

2. 生产过程中直接改变工件的形状、尺寸和表面性能使之变成所需零件的过程为( C )。 A.生产过程 B.工序过程 C.工艺过程 D. 生产流程

3. 领用夹具并安装在机床上属于单位时间哪部分( D )。 A.基本 B.辅助 C.服务 D.准备、终结

4. 轴类零件定位用的顶尖孔是属于( A )。 A.精基准 B.粗基准 C.互为基准 D.自为基准

5. 主轴具有纯角度摆动时,车削外圆得到的是( B )形状。 A.椭圆 B.圆锥 C.棱圆 D.腰鼓形

6. 零件装夹中由于设计基准和( D )基准不重合而产生的加工误差,称为基准不重合误差。 A.工艺 B.测量 C.装配 D.定位

7. 以平面和内孔为主要加工表面的零件是( C )。 A.阶梯轴 B.双联齿轮 C.箱体 D.套筒

8. 自为支撑(浮动支撑)其作用增加与工件接触的支撑数目,但( B )。 A.不起定位作用 C. 限制三个自由度 B.限制一个自由度 D.限制两个自由度

9. 试从曲线的相对比较中,判断哪种曲线形状的工序精度要求高( D )。 A.б =2 B.б =1 C.б =1/2 D.б =1/4

10. 试指出下列刀具中,哪些刀具的制造误差不会直接影响加工精度( A )。 A.端面铣刀 B.绞刀 C.成形铣刀 D.键槽铣刀

二、判断题(共 10 分,每小题 1 分;对画(√),错画(х ),全画“√”或全画“х ” 不得分)
1.铰孔可以提高孔的尺寸精度、减小孔表面粗糙度,还可以对原孔的偏斜进行修正。( ? ) 改正: 铰孔可以提高孔的尺寸精度、减小孔表面粗糙度。 2. 铣削时,切削过程是连续的,但每个刀齿的切削是断续的,因此,切削过程中存在对工件的冲 击。( √ ) 3. 在工艺尺寸链中,必须有增环、减环和封闭环。( ? )

改正:在工艺尺寸链中,可以没有减环,但必须有增环、封闭环。 4. 工件在加工前,使其在机床上或夹具中获得正确位置的过程称为安装。( ? ) 改正:工件在加工前,使其在机床上或夹具中获得正确位置的过程称为定位。 5. 车床主轴的径向跳动不影响加工轴的圆度误差。( 改正:车床主轴的径向跳动影响加工轴的圆度误差。
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? )

6. 钻出的孔一般应经扩孔或半精镗等半精加工,才能进行铰孔。( √ ) 7. 定位基准只允许使用一次,不准重复使用。( ? )

改正: 定位基准为粗基准只允许使用一次,不准重复使用。 8. 进行平面尺寸链计算时,首先要把它换算成空间尺寸链。 改正: 进行平面尺寸链计算时,首先要把它换算成直线尺寸链。 9. 生产系统由三个层次组成:决策层,计划管理层,生产技术层。( √ ) 10.零件图上确定其它点、线、面的位置,即标注尺寸的起点称为工艺基准。( ? ) 改正:零件图上确定其它点、线、面的位置,即标注尺寸的起点称为设计基准。

三、多项选择题(本大题共 5 小题,每小题 2 分,共 10 分)
1. 可以用来铣平面的铣刀有( ABD )。 A.圆柱形铣刀 B.端铣刀 C.键槽铣刀 D.三面刃铣刀 E.成形铣刀

2. 车床主轴的纯轴向窜动对( BCE )加工有影响。 A.车削内圆 B.车削端面 C.车削螺纹 D.车削外圆 E.车削倒角

3.工艺过程中所采用的基准为工艺基准,按用途可分为( ACDE )。 A.工序基准 B.工步基准 C.测量基准 D.装配基准 E. 定位基准

4. 切削用量是在切削加工过程中( BCD )的总称。 A.n B.v C.f D.ap E.L

5. 安排机加工顺序的原则有( ABDE )。 A.基面先行 B.先粗后精 C.先孔后面 D.先主后次 E.先面后孔

四、作图题(本大题共 2 小题,每小题 5 分,共 10 分)
1. 给出电火花线切割原理示意图中各项所表示的名称。(5 分)

2.结构工艺改进(5 分)

答案:

26

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

五、计算题(本大题共 1 小题,共 10 分)
1.如图轴套零件在车床上已加工好外圆、内孔及各表面,现需在铣床上以端面 A 定位,铣出表面 C 保证尺寸 20-0.2mm,试计算铣此缺口时的工序尺寸。(10 分)

已知:A2=40

+0.05

A3=65±0.05

A∑=20-0.2 求 A

(3) 尺寸链图(2 分) (4) 判断封闭环 A∑=20-0.2(2 分) (3)上下偏差与基本尺寸计算(2 分)

AΣ =A+ A2―A3 BsAΣ = BsA+BsA2-BxA3 BxAΣ = BxA+BxA2-BsA3 (5)校核δ ∑= δ +δ 2+δ

A =45 BsA=-0.1 BxA=-0.15 = 0.2(2 分)

(4)入体尺寸标注:44.9-0.05(2 分)
3

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六、简答题(本大题共 3 小题,每小题 5 分,共 15 分)
1.什么叫阿贝原则?(5 分) 答: 零件上的被测线应与测量工具上的测量线重合或在其延长线上称为阿贝原则。 2.车削圆锥面必须满足哪些条件? (5 分) 答:(1)车刀刀尖与工件轴线等高;(2 分) (2)刀尖在进给运动中的轨迹是一直线;(1.5) (3)该直线与工件轴线的夹角等于圆锥半角。(1.5) 3.什么叫完全定位?什么叫不完全定位?(5 分) 答:工件在机床上或夹具中定位,若六个自由度都被限制时,则称为完全定位。(2.5 分) 工件在机床上或夹具中定位,若六个自由度没有被全部限制,但又满足加工要求的,则称为不完 全定位。(2.5 分)

七、论述题(本大题共 1 小题,共 10 分)
1.拉削一批齿轮坯的内孔(如图 1 所示),或拉削一批薄板零件的孔(如图 2 所 示),试推想加工表面可能会出现怎样的几何形状误差并提出改进措施?(10 分) 答案:(1)由于工件的孔壁沿轴向不均匀(左端薄,右端厚),拉孔时径向受力变形,沿轴向也 是不均匀的,左端变形大,右端变形小,所以加工后孔有锥度误差,左端孔径小,右端孔径大。因此 必然影响齿轮孔装配时与轴的配合精度。为减少孔的锥度误差,可把孔做成阶梯孔,即左端薄壁处孔 略大,不拉削,使装配时不与轴配合(如图 1-1)。(2.5 分) (2)加工后孔近似于椭圆壮,产生圆度误差。 由于孔沿圆周各点的壁厚不均匀,b 处最薄,在拉削力作用下沿径向变形大,使实际切削量变少, 且加工后弹性恢复较大,因此加工后,bb 尺寸小了,孔成为扁圆状。(bb<aa),可使壁厚均匀来解 决(如图 2-1)。(2.5 分)

(图 1-1)(2.5 分) 八、能力测试题(本大题共 5 小题,共 15 分)

(图 2-1)(2.5 分)

分析以下定位情况,各元件分别限制哪几个自由度?属于何种定位? (15 分)

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(e)加工轴
答案: 图 a 中:挡销限制 X 的移动;三爪限制 Y、Z 的移动;后顶尖限制 Y、Z 的转动。中心架为辅助支 承。(2 分) 该定位属于不完全定位。 (1 分 ) 图 b 中:三爪限制 Y、Z 的移动和 Y、Z 的转动。中心架为辅助支承。(2 分) 属于不完全定位。 (1 分 )

图 c 中:心轴端面限制 Z 的移动和 X、Y 的转动,心轴限制 X、Y 的移动和 X、Y 的转动,(2 分) 属于过定位(1 分 ) 图 d 中:底面限制 Z 的移动和 X、Y 的转动,活动 V 形块限制 X 的移动和 Z 的转动。(2 分) 该定位属于不完全定位。(1 分 ) 图 e 中:三爪卡盘限制 Y、Z 的移动。(2 分) 该定位属于欠定位。(1 分 )

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综合练习题答案十
一、单项选择题(本大题共 10 小题,每小题 1 分,共 10 分)
1. 加工套类零件的定位基准是( D )。 A.端面 B.外圆 C.内孔 D.外圆或内孔

2. 磨刀、调刀、切屑、加油属于单位时间哪部分。( C ) A.基本 B.辅助 C.服务 D.休息

3. 车床主轴轴颈和锥孔的同轴度要求很高,常采用( B )来保证。 A.基准重合 B.互为基准 C.自为基础 D.基准统一

4. 平键连接中,传递转矩是依靠键与键槽的( C )。 A.上、下平面 B.两端面 C.两侧面 D.两侧面与底面

5. 常用的光整加工的方法中只能减少表面粗糙度的是( C )。 A.研磨 B.高光洁度磨削 C.超精加工 D.珩磨

6. 轴类零件加工时最常用的定位基准是( C )。 A.端面 B.外圆面 C.中心孔 D.端面和外圆面

7. 轴类零件定位用的顶尖孔是属于( A )。 A.精基准 B.粗基准 C.互为基准 D.自为基准

8. 定位消除的自由度少于六个,但满足加工精度要求的定位称为( B )。 A.完全定位 B.不完全定位 C.过定位 D.欠定位

9. 试指出下列刀具中,哪些刀具的制造误差不会直接影响加工精度( B )。 A.齿轮滚刀 B.外圆车刀 C.成形铣刀 D.键槽铣刀

10. 车削时,车刀刀尖运动轨迹若平行于工件轴线,则不为(C )。 A.车外圆 B.车螺纹 C.车圆锥面 D. 车孔

二、判断题(共 10 分,每小题 1 分;对画(√),错画(х ),全画“√”或全画“х ” 不得分)
1. 铰孔可以提高孔的尺寸精度、减小孔表面粗糙度,还可以对原孔的偏斜进 行修正。( 错 ) 2. 所有零件在制定工艺过程时都应划分加工阶段。( 错 ) 3. 钻出的孔一般应经扩孔或半精镗等半精加工,才能进行铰孔。( 对 ) 4. 拉孔前工件须先制出预制孔。( 对 ) 5. 不完全定位消除的自由度少于六个,没有满足加工精度要求。( 错 ) 6. 同种磨料制成的各种砂轮,其硬度相同。( 错 ) 7. 单件、小批生产宜选用工序集中原则。( 对 ) 8. 滚切直齿圆柱齿轮时,齿轮滚刀的安装轴线应平行于工作台。( 错 ) 9. 车床主轴的径向跳动不影响加工轴的圆度误差。( 错 ) 10. 磨削烧伤的类型有回火烧伤、淬火烧伤、正火烧伤及退火烧伤。( 错 )
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三、多项选择题(本大题共 5 小题,每小题 2 分,共 10 分)
1.车床主轴的纯轴向窜动对(AD)加工无影响。 A.车内孔 B.车端面 C.车螺纹 D. 车外圆 E.车倒角

2. 滚切直齿圆柱齿轮、滚刀的安装角取决于( AD )。 A、滚刀的螺旋升角 B、工件的齿数 C、滚刀的回转方向 D.滚刀的旋向 E. 工件的回转方 向 3. 工艺过程中所采用的基准为工艺基准,按用途可分为( ACDE )。 A. 工序基准 B.工步基准 C.测量基准 D.装配基准 E. 定位基准 4. 反映砂轮特性的五大要素有( ABCDE )。 A.粒度 B.结合剂 C.硬度 D.组织 E.磨料

5. 可以用来铣平面的铣刀有( ABD )。 A.圆柱形铣刀 B.端铣刀 C.键槽铣刀 D.三面刃铣刀

四、作图题(本大题共 1 小题,每小题 20 分,共 20 分)
1.工艺改进(10 分) 答案:

五、计算题(本大题共 1 小题,每小题 10 分,共 10 分)
1. 如图轴套零件在车床上已加工好外圆、内孔及各表面,现需在铣床上以端面 A 定位,铣出表面 C 保证尺寸 20-0.2mm,试计算铣此缺口时的工序尺寸。(10 分)

已知:A2=40

+0.05

A3=65±0.05

A∑=20-0.2 求 A

(5) 尺寸链图(2 分)

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(6) 判断封闭环 A∑=20-0.2(2 分) (3)上下偏差与基本尺寸计算(2 分)

AΣ =A+ A2―A3 BsAΣ = BsA+BsA2-BxA3 BxAΣ = BxA+BxA2-BsA3 (5)校核δ ∑= δ +δ 2+δ
1. 什么叫工序?(5 分)

A =45 BsA=-0.1 BxA=-0.15 = 0.2(2 分)

(4)入体尺寸标注:44.9-0.05(2 分)
3

六、简答题(本大题共 3 小题,每小题 5 分,共 15 分)
答:一个或一组工人,在一台机床或一个工作地点对同一或同时对几个工件所连续完成的那部分 工艺过程。 2. 何谓工艺过程尺寸链?(5 分) 答:相互联系、按一定顺序的、首尾相接的尺寸封闭图形叫尺寸链。 3. 什么叫完全定位?(5 分) 答:工件在机床上或夹具中定位,若六个自由度都被限制时,则称为完全定位。

七、能力测试题(本大题共 1 小题,共 15 分)
1..图示零件加工时应如何选择粗精基准,(标有符号为加工面,其余为非加工面)并简要地说明 理由。(图 a、b 要求保持璧厚均匀,图 c、d 所示零件毛坯孔已铸出,要求该孔加工余量均匀。)(15 分)

答案: (1) 图 a 中以不加工面作粗基准,以孔作精基准。这样可保证壁厚均匀,保证孔与外圆的同轴 度。 (2) 图 b 中以不加工面小端外圆作粗基准,以孔作精基准,可保证壁厚均匀。 (3) 图 c 中以孔作粗基准,以小外圆为精基准,可简化夹具制造,保证孔加工余量均匀。 (4) 图 d 中以轴承孔作粗基准,以底面作精基准。可保证轴承孔加工余量均匀。

32

综合练习题答案十一
一、单项选择题(本大题共 10 小题,每小题 1 分,共 10 分)
1.铁素体是碳溶解在(A)中所形成的间隙固溶体。 A.α -Fe B.γ -Fe C.δ -Fe D.β -Fe

2.在 Fe-Fe3C 相图中,ECF 线也称为(A) 。 A.共晶线 B.共析线 C.A3 线 D.Acm 线

3.选择制造手工锯条的材料( C)。 A.Q215 B.45 C. TIO D.16Mn

4.表示金属材料屈服点的符号是(B) 。 A.ζ e B.ζ s C.ζ b D.ζ -1

5.正火是将工件加热到一定温度,保温一段时间,然后采用的冷却方式是(C) 。 A.随炉冷却 B.在油中冷却 C.在空气中冷却 D.在水中冷却

6.在铁碳合金中,共析钢的含碳量为(B) 。 A.0.67% B.0.77% C.0.85% D.0.90%

7.合金液体的浇注温度越高,合金的充型能力(A) 。 A.愈强 B、愈差 C、无影响 D、不好说 8.采用一般的工艺方法,下列金属材料中,焊接性能较好的是。 (D) A.铜合金 B、铝合金 C、可锻铸铁 D、低碳钢 9.车削时(B)属于主运动。 A.工件的移动 B.工件的转动 C.刀具的移动 D.刀具的转动

10.下列因素中,对刀具耐用度影响最大的是(D) A.前角 B.背吃刀量 C.进给量 D.切削速度

二、判断并改正错误题(共 10 分,每小题 1 分;对画(√),错画(х ),全画“√” 或全画“х ”不得分)
1.含碳量为 1.0%的钢比含碳量为 0.5%的钢硬度低(高)。 (?) 2.合金的焊接性能是一种力学(工艺)性能。 (?) 3.疲劳强度是表示在冲击(疲劳)载荷作用下而不致引起断裂的最大应力。 (?) 4.攻(套)螺纹是用板牙加工工件的外螺纹的方法(?) 5.铸铁是一种焊接性最好(差)的金属材料。 (?) 6.在亚共析钢平衡组织中,随含碳量的增加,珠光体量增加,而铁素体量在减少。 (√) 7.在保证液态金属有足够充型能力的前提下,浇注温度应越高(低)越好。 (?) 8.YG 类硬质合金刀具适合加工脆性材料。 (√) 9.用交流(直流)焊机焊接时,工件接阴极的方法称反接法。 (?) 10.车刀主偏角越大,刀尖散热条件越好(差) 。 (?)

三、简答题(本大题共 6 小题,共 30 分)
33

1.分析在缓慢冷却条件下,T12 钢的结晶过程和室温组织。 (5 分) 答:液相线之下开始析出 A(1 分) ,固相线之下全部为 A(1 分) ,ES 线之下从 A 中开始析出 Fe3C (1 分) ,共析线之下残余 A 变为 P(1 分) ,室温组织为 P+Fe3C(1 分) 。 2.提高浇注温度可以提高液态合金的充型能力,但实际生产中为什么又要防止浇注温度过高? (4 分) 答:因为浇注温度过高,铸件容易产生缩孔、缩松、粘砂、气孔、粗晶等缺陷, (4 分)所以在保证 充型能力足够的前提下,浇注温度不宜过高。 3.刀具磨损形式有哪几种?什么是刀具的耐用度?什么是刀具的寿命?(5 分) 答:刀具磨损形式有三种: (1)后刀面磨损(1 分) (2)前刀面磨损(1 分) (3)前后刀面同时磨损(1 分) 刀具的耐用度:刀具两次刃磨之间的实际切削时间(s) (1 分) 刀具的寿命:刀具从使用到报废为止的切削时间(s) (1 分) 24.填出下列图中刀具三面二刃一尖的相应名称。(6 分)

(1) 前刀面 (2) (3) (5)

(1 分)

副切削刃 (1 分) 副后刀面 (1 分) (1 分) 主后刀面(1 分)

(4) 刀尖

(6) 主切削刃 (1 分) 5.纯铅(熔点为 327℃)在室温下是什么变形?为什么?(6 分) 答:热变形(2 分) ,因为 T 再=0.4*(273+327)=240 绝对温度---t 再=240-273=-33℃﹤室温(4 分) 6.画出两种常见金属晶格的晶胞图(体心立方晶格和面心立方晶格) 。 (4 分)

(2 分)
34

(2 分)

四、工艺分析题(本大题共 3 小题,共 20 分)
1.试指出图中手弧焊接件的结构设计不合理之处,并画图改正之。(8 分)

改正图如下:

(各 2 分)
2. 判断下列零件的结构工艺性是否合理,若不合理,请画图修改。(6 分)

改正如下图:

(各 3 分)
3.确定下图铸件的热节部位,在保证尺寸和孔径的前提下,如何使铸件的壁厚尽量均匀?(画 图修改) (6 分)

a) 热节示意

b) 修改方案

五、计算题(本大题共 2 小题,共 20 分)
1.有一环形链条,用直径为φ 2cm 的钢条制造,已知此材料ζ s=300Mpa,求该链条能承受的最大 载荷是多少?(6 分) 解:F=ζ s?A。=ζ s?π D /4=300?3.14?(2?10) /4=94200(N) (3 分) (3 分)
2 2

2.车外圆时,工件转速 n = 360 r/min,切削速度 υc = 150m/min,此时测得电动机功率 PE =3 kw。设 机床传动效率 η =0.8,试求工件直径 dw 和切削力 Fc。 (14 分) 解: 由: υc = πdwn/1000 由: PE = Pm/η
-3

得:dw = 1000υc/πn = 1000× 150/π ×360 = 132.7(mm) (3 分)

(5 分)

得: Pm = ηPE = 0.8× 3 = 2.4 kw

由: Pm = 10 Fcυc 得: Fc =1000 Pm/υc = 1000 ×2.4 /150 = 16(N) (6 分)

35

综合练习题答案十二
一、单项选择题(本大题共 10 小题,每小题 1 分,共 10 分)
1.表示布氏硬度的符号是(D) A.HR A.0.8% A.熔点 A.硬质合金 A.刃倾角 B.HC C.HV D.HB C.1.0% D.1.1% C.凝固点 C.高速钢 C.后角 D.过热温度 D.人造金钢石 D.前角 2.在铁-碳合金中,当含碳量超过(A)以后,钢的硬度虽然在继续增加,但强度却在明显下降。 B.1.2% 3.合金化学成份对流动性的影响主要取决于(B) B.结晶温度范围 B.陶瓷材料 B.主偏角 4.选择制造麻花钻的材料(B) 5. 在正交平面中测量的后刀面与切削平面间的夹角为( )。

6.珠光体是一种(C)。 A.固溶体 A.落料 A.焊缝金属 B.金属化合物 B.拉深 C.机械混合物 C.挤压 D.弯曲 C.熔合区 D.正火区 D.单相组织金属 7.以下冲压工序中,属于冲裁工序的是(A) 8.焊接热影响区中,对焊接接头性能不利的区域是(C) B.部分相变区 9.车削时(B)属于主运动。 A.工件的移动 B.工件的转动 C.刀具的移动 D.刀具的转动

10.铸铁件产生热裂的原因为: (A) 。 A.含硫过多 B.含磷过多 C.浇注温度太高 D. 浇注温度太低

二、判断题(共 10 分,每小题 1 分;对画(√),错画(х ),全画“√”或全画“х ” 不得分)
1.确定铸件浇注位置时,铸件的重要表面应朝上(下)或侧立。(?) 2.锻件中的纤维组织导致其力学性能具有各向异性。(√) 3.在生产中,习惯把淬火和高温回火相结合的热处理方法称为预备热处理(调质处理) 。(?) 4.疲劳强度是表示在冲击(疲劳)载荷作用下而不致引起断裂的最大应力。(?) 5.在铁碳合金相图中,PSK 线是一条水平线(727℃),该线叫共晶线(共析线),通称 A1 线。 (?) 6.珠光体是由奥氏体(铁素体)和渗碳体所形成的机械混合物,其平均含碳量为 0.77%。(?) 7.普通黄铜是铜和铅(锌)组成的二元合金。 (?) 18.碳素工具钢的牌号,如 T8,T12,该数字表示钢的最低冲击韧性值(含碳量的 1/1000)。(?) 9.设计落料模时,凹模的刃口尺寸等于工件尺寸,凸面的刃口尺寸等于凹模的刃口尺寸加(减) 双边间隙。(?) 10.金属在 0℃(再结晶温度)以下的变形称为冷变形。(?)

36

三、简答题(本大题共 6 小题,每小题 5 分,共 30 分)
1.有一测试铸造应力用的应力框铸件,如图 1-1 所示,凝固冷却后,用钢锯沿 A-A 线锯断,此 时断口间隙的大小会发生什么变化?为什么?

1)变大。 (2 分) 2)因为凝固冷却后,铸件ф 30 的粗杆处于拉应力状态,铸件ф 10 的细杆处于压应力状态。 (1 分)当沿 A-A 锯断后,粗杆给予细杆的压力被释放,所以断口间隙会变大。 (2 分) 2.分析在缓慢冷却条件下,50 号钢的结晶过程和室温组织。 答:液相线之下开始析出 A(1 分) ,固相线之下全部为 A(1 分) ,GES 线之下从 A 中开始析出 F(1 分) ,共析线之下残余 A 变为 P(1 分) ,室温组织为 P+F(1 分)。 3.刀具材料必须具备哪些性能? (1)较高地硬度; (2)足够的强度和韧度; (3)较好的工艺性; (4)较高的耐热性; (5)较好 的工艺性。 (各 1 分) 4.选择分模面的原则是什么? 答:选择分模面的原则是: (1)应保证模锻件能从模膛中取出来。(1 分) (2)按选定的分模面制成锻模后,应使上下两模沿分模面的模膛轮廓一致,以便在安装锻模 和生产中容易发现错模现象,及时而方便地调整锻模位置。(1 分) (3)分模面应选在能使模膛浓度最浅的位置上。(1 分) (4)选定分模面应零件上所加的敷料最少。(1 分) (5)分模面最好是一个平面。(1 分) 5.欲提高铸件壁的强度,靠增加壁厚能否实现?为什么? 答:不能实现,因为:壁越厚心部的冷却速度越慢、 (2 分)晶粒粗大、且易产生缩孔、缩松、 偏析等缺陷。 (2 分)强度反而下降。 (1 分) 6.在 1000℃下加工钨丝是热变形还是冷变形?为什么?(钨的溶点为 3380℃) 答:冷变形, (2 分)因为:T 再=0.4*(3380+273)=1461K=1461.2-273=1088.2℃大于 1000℃(3 分)

四、分析题(本大题共 3 小题,每小题 10 分,共 30 分)
1.什么叫起模斜度?下面铸件结构是否合理?应如何改正? 答:为不使模样(或型芯)便于从砂型(或芯盒)中取出,凡垂直于分型面的立壁在制造模样 时,必须留出一定的倾斜度,此倾斜度称为起模斜度。 (5 分) 不合理。
37

改正如左图。 (5 分)

2.试标出图示铸件热应力情况,并画图表示其变形方向。 (5 分)

+ -

(5 分) 3.判断下面铸件结构设计是否有问题,应如何修改?

(各 5 分)

五、综合题(本大题共 1 小题,共 10 分)
1.某低碳钢拉伸试样,直径为 10mm,标长为 50mm,屈服时应力为 18840N,断裂前的最大拉力 为 35320N,拉断后将试样接起来,标距之间的长度为 73mm,断口处截面直径为 6.7mm。问该低碳钢 的ζ
s

、ζ

b

、δ 、ψ 各是多少?

答:

?s ?

Fs 18840 ? MPa ? 239 .88 MPa ? 240 MPa (3 分) 10 2 AO ( ) ? 2

?b ?

Fb 35320 ? ? 449 .7 MPa ? 450 MPa 10 2 AO ( ) ? 2

(3 分)

??

L1 ? L0 73 ? 50 ? ? 100% ? 46% LO 50

(2 分)

38

10 6.7 ( ) 2 ? ? ( )? A ? A1 2 ?? 0 ? 2 ? 100% ? 55% 10 2 AO ( ) ? 2

(2 分)

2.车外圆时,已知工件的转速为 320r/min,其它条件如题图所示,求切削速度和背吃刀量。

解:V=π D?n/1000=3.14?100?320/1000=100.48(m/min) (3 分) ap=D-d/2=100-94/2=3(mm) (2 分) (2 分) (3 分)

39

综合练习题答案十三
一、单项选择题(本大题共 10 小题,每小题 1 分,共 10 分)
1.可锻铸铁的制取方法是,先浇注成:(C) A.灰口组织 A.中碳钢 B.麻口组织 B.高碳钢 C.白口组织 C.低碳钢 D.球墨组织 2.下列钢中锻造性较好的是(C) D.高合金钢

3.珠光体是一种(C)。 A.固溶体 B.金属化合物 C.机械混合物 D.单相组织金属

4.碳钢的淬火工艺是将其工件加热到一定温度,保温一段时间,然后采用的冷却方式是(D) 。 A.随炉冷却 B.在风中冷却 C.在空气中冷却 D.在水中冷却 5.为下列批量生产的零件选择毛坯:机床的皮带轮应选(B) A.锻件 B.铸件 C.焊接件 D.冲压件 6、模锻件的尺寸公差与自由锻的尺寸公差相比为(D) A.相等 A.落料 B.相差不大 B.拉深 C.相比要大得多 C.挤压 D.弯曲 B.积屑瘤硬度高 D.加大切屑深度 C.基面 D.随意 D.主切削平面 D.相比要小得多 7、以下冲压工序中,属于冲裁工序的是(A) 8.积屑瘤对粗加工有利的原因是:(A) A.保护刀具、增大实际前角 C.提高加工表面质量 A.正交平面 A.一致 B.假定工作平面 B.垂直 C.不予考虑

9.车刀的前角和后角应在下列什么面上测量:(A) 10、设计和制造机器零件时,应使零件工作时所受拉应力与纤维方向(A)

二、判断题(共 10 分,每小题 1 分;对画(√),错画(х ),全画“√”或全画“х ” 不得分)
1.通常熔模铸造是一种适用于生产 45kg 以上(下)的精密铸件的生产方法。(?) 2.合金的铸造性能是一种力学(工艺)性能。(?) 3.板料冲压中的弯曲工序,由于有回弹现象,因此设计弯曲模具时,弯曲角度比成品大(小) 一个回弹角。(?) 4.第一道工序用毛坯面作为定位基准,称为粗加工基准。(√) 5.铸铁是一种焊接性最好(差)的金属材料。(?) 6.锻件中的纤维组织导致其力学性能具有各向异性。(√) 7.在保证液态金属有足够充型能力的前提下,浇注温度应越高(低)越好。(?) 8.焊接受冲击载荷或动载荷等重要的焊件时,可采用酸(碱)性焊条。(?) 9.锤上模锻的内壁锻模钭度要小(大)于外壁的锻模斜度。(?) 10.车刀主偏角越大,刀尖散热条件越好(差)。(?)

三、简答题(本大题共 6 小题,每小题 5 分,共 30 分)
1.试述灰口铸铁由于石墨的存在所具有的优越性能。
40

答:(1)优良的减振性(2 分) (2)耐热性好(2 分)(3)缺口敏感性好(1 分) 2.选择分模面的原则是什么? 答:选择分模面的原则是: (1)应保证模锻件能从模膛中取出来。(1 分) (2)按选定的分模面制成锻模后,应使上下两模沿分模面的模膛轮廓一致,以便在安装锻模 和生产中容易发现错模现象,及时而方便地调整锻模位置。(1 分) (3)分模面应选在能使模膛浓度最浅的位置上。(1 分) (4)选定分模面应零件上所加的敷料最少。(1 分) (5)分模面最好是一个平面。(1 分) 3.有一测试铸造应力用的应力框铸件,如图 1-1 所示,凝固冷却后,用钢锯沿 A-A 线锯断,此 时断口间隙的大小会发生什么变化?为什么?

1)变大。(2 分) 2)因为凝固冷却后,铸件ф 30 的粗杆处于拉应力状态,铸件ф 10 的细杆处于压应力状态。 (1 分)当沿 A-A 锯断后,粗杆给予细杆的压力被释放,所以断口间隙会变大。(2 分) 4.纯铅(熔点为 327℃)在室温下是什么变形?为什么? 答:热变形(2 分),因为 T 再=0.4*(273+327)=240K 即 240-273=-33℃﹤室温(3 分) 5.分析在缓慢冷却条件下,45 号钢的结晶过程和室温组织。 答:液相线之下开始析出 A(1 分),固相线之下全部为 A(1 分),GES 线之下从 A 中开始析 出 F(1 分),共析线之下残余 A 变为 P(1 分),室温组织为 P+F(1 分)。 6.冲制φ 80mm 孔的垫片,设单面间隙为 Z,写出凸凹模尺寸(凸模直径和凹模直径)。 答:凸模直径:φ 80mm;(2 分)凹模直径:φ 80mm+2Z(3 分)

四、分析题(本大题共 3 小题,每小题 10 分,共 30 分)
1.指出图示自由锻件结构不合理之处,并改正之。

改正如下图:

(各 5 分) 2.判断下列零件的结构工艺性是否合理,若不合理,请在原图上修改。

改正如下图:
41

(各 5 分) 3.什么叫起模斜度?下面铸件结构是否合理?应如何改正?

答:为不使模样(或型芯)便于从砂型(或芯盒)中取出,凡垂直于分型面的立壁在制造模样 时,必须留出一定的倾斜度,此倾斜度称为起模斜度。(5 分) 不合理。 改正如左图。(5 分)

五、综合题(本大题共 1 小题,共 10 分)
如图 5-3 图示为一小轴零件,中小批生产,试填表制定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

序号 1 2 3 4 5 6 7

工序名称 车 车 铣 钻 热 磨

工序内容 车端面、打中心孔;车另一端面、打中心孔。 粗车—半精车方头外圆、倒角;粗车—半精车 ?16 外圆、倒角、切槽。 铣方头。 钻 ?6 小孔。 淬火回火至 HRC40~45。 修研中心孔。 磨 ?16 外圆。

设备 车床 车床 铣床 钻床 钻床 磨床

(前三项 2 分,后四项 1 分,共 10 分)

42

综合练习题答案十四
一、单项选择题(本大题共 10 小题,每小题 1 分,共 10 分)
1. 铁素体是碳溶解在(A)中所形成的间隙固溶体。 A.α -Fe B.γ -Fe C.δ -Fe D.β -Fe

2.在 Fe-Fe3C 相图中,GS 线也称为(C)。 A.共晶线 B.共析线 C.A3 线 D.Acm 线

3.在铁碳合金中,共析钢的含碳量为(B)。 A.0.67% B.0.77% C.0.85% D.0.90%

4.表示金属材料屈服点的符号是(B) 。 A.ζ
e

B.ζ

s

C.ζ

b

D.ζ

-1

5.正火是将工件加热到一定温度,保温一段时间,然后采用的冷却方式是(C) 。 A.随炉冷却 B.在油中冷却 C.在空气中冷却 D.在水中冷却

6、板料在冲压弯曲时,弯曲圆弧的弯曲方向应与板料的纤维方向(A)。 A.垂直 B.斜交 C.一致 D.随便 7、采用一般的工艺方法,下列金属材料中,焊接性能较好的是。(D) A、铜合金 B、铝合金 C、可锻铸铁 D、低碳钢 8、车削细长轴时,车刀的主偏角应取(D) A.30° D.45° C.60° D.90°

9.车削时(B)属于主运动。 A.工件的移动 A.整模造型 B.工件的转动 B.分开模造型 C.刀具的移动 C.刮板造型 D.刀具的转动 D.活块造型

10、单件生产直径 1 米的皮带轮,最合适的造型方法是(C)

二、判断并改正错误题(共 10 分,每小题 1 分;对画(√),错画(х ),全画“√” 或全画“х ”不得分)
1. 疲劳强度是表示在冲击(疲劳)载荷作用下而不致引起断裂的最大应力。 2.在一般情况下,金属结晶后晶粒越细小,则其强度、塑性和韧性越好。 3.合金中各组成元素的原子按一定比例相互作用而生成的一种新的具有金属特性的物质称为固 溶体(金属化合物) 。 4. 在铁碳合金相图中,PSK 线是一条水平线(727℃),该线叫共晶线(共析线),通称 A1 线。 5. 在亚共析钢平衡组织中,随含碳量的增加,珠光体量增加,而二次渗碳体量在减少。 6.珠光体是由奥氏体(铁素体)和渗碳体所形成的机械混合物,其平均含碳量为 0.77%。 7. 去应力退火是将工件加热到 Ac3 线以上 (A1 线以下) , 保温后缓慢地冷却下来的热处理工艺。 8. 钨钛钴硬质合金刀具适合加工脆性(塑性)材料。 9.距共晶成分越远,两相区也越大,合金的流动性则越好(差)。 10. 用交流(直流)焊机焊接时,工件接阴极的方法称反接法。

三、简答题(本大题共 6 小题,共 27 分)
43

1.分析在缓慢冷却条件下,T12 钢的结晶过程和室温组织。(5 分) 答: 液相线之下开始析出 A (1 分) , 固相线之下全部为 A (1 分) , ES 线之下从 A 中开始析出 Fe3C (1 分),共析线之下残余 A 变为 P(1 分),室温组织为 P+Fe3C(1 分)。 2.提高浇注温度可以提高液态合金的充型能力, 但实际生产中为什么又要防止浇注温度过高? (4 分) 答:因为浇注温度过高,铸件容易产生缩孔、缩松、粘砂、气孔、粗晶等缺陷, (4 分) 固在保证充型能力足够的前提下,浇注温度不宜过高。 3.如果其他条件相同,试比较下列铸造条件下铸铁晶粒的大小。(4 分) (1)金属模浇注与砂型浇注 (2)铸成薄件与铸成厚件 答: (1)金属模浇注的晶粒比砂型浇注的晶粒小; (2 分) (2)铸成薄件比铸成厚件的晶粒小。 (1) 前刀面 (2) (3) (5) (1 分) (2 分) (6 分)

4. 填出下列图中刀具三面二刃一尖的相应名称。 副切削刃 (1 分) 副后刀面 (1 分) (1 分) 主后刀面(1 分)

(4) 刀尖

(6) 主切削刃 (1 分) 5、纯铅(熔点为 327℃)在室温下是什么变形?为什么?(4 分) 答:热变形(2 分),因为 T 再=0.4*(273+327)=240 绝对温度---t 再=240-273=-33℃﹤室温 (2 分) 6.画出两种常见金属晶格的晶胞图(体心立方晶格和面心立方晶格) 。 (4 分)

(2 分) 四、工艺分析题(本大题共 3 小题,共 18 分)

(2 分)

1.试指出图中手弧焊接件的结构设计不合理之处,并改正之。(8 分)

改正图如下:

(各 2 分)
2.指出图示自由锻件结构不合理之处,并改正之。(6 分)
44

改正图如下:

(各 2 分) 3.确定下图铸件的热节部位,在保证尺寸和孔径的前提下,如何使铸件的壁厚尽量均匀?(在图 上修改)(4 分)

a) 热节示意

b) 修改方案

五、计算题(本大题共 2 小题,共 15 分)
1.根据下面的传动图,1、写出传动链表达式;2、指出主轴有几种转速; 解:1.传动链为:

(4 分) 2.主轴有 2*2=4 种转数 (2 分)

(4 分) 2.一根环形链条,用直径为φ 2cm 的钢条制造,已知此材料ζ s=300Mpa,求该链条能承受的最大 载荷是多少?(5 分) 解:F=ζ s?A。=ζ s?π D /4=300?3.14?(2?10) /4=94200(N) ( 3 分) (2 分)
2 2

45

综合练习题答案十五
一、单项选择题(本大题共 10 小题,每小题 1 分,共 10 分)
1.莱氏体是一种(C) 。 A.固溶体 B.金属化合物 C.机械混合物 D.单相组织金属

2.在 Fe-Fe3C 相图中,钢与铁的分界点的含碳量为(C) 。 A.2% B.2.06% C.2.11% D.2.2%

3.在 Fe-Fe3C 相图中,ES 线也称为(D) 。 A.共晶线 B.共析线 C.A3 线 D.Acm 线

4.在铁-碳合金中,当含碳量超过(A)以后,钢的硬度虽然在继续增加,但强度却在明显下降。 A.0.8% B.0.9% C.1.0% D.1.1%

5.碳钢的淬火工艺是将其工件加热到一定温度,保温一段时间,然后采用的冷却方式是(D) 。 A.随炉冷却 B.在风中冷却 C.在空气中冷却 D.在水中冷却

6.为下列批量生产的零件选择毛坯:小轿车的偏心轴应选(A) A、锻件 B、铸件 C、焊接件 D、冲压件 7.在铸造生产的各种方法中,最基本的方法是(A) 。 A、砂型铸造 B、金属型铸造号 C、离心铸造 D、熔模铸造 8.车床上进行孔加工使用的钻头通常是安装在(C)上的。 A.主轴 B.刀架 C.尾座 D.机架

9.确定浇注位置时,应将铸件的重要加工表面置于: A.上部 B.下部 C.竖直部位 D.任意部位

10.铸铁件产生热裂的原因为: (A) 。 A.含硫过多 B.含磷过多 C.浇注温度太高 D. 浇注温度太低

二、判断并改正错误题(共 10 分,每小题 1 分;对画(√),错画(х ),全画“√” 或全画“х ”不得分)
1. 渗碳件经淬火处理后用 HB(HR)硬度计测量表层硬度 。 2.金属的同素异构转变同样是通过金属原子的重新排列来完成的,故称其为再结晶(重结晶) 。 3. 普通黄铜是铜和铅(锌)组成的二元合金。 4. 在铁碳合金相图中,ECF 线是一条水平线(1148℃) ,该线叫共析线。 (共晶线) 5. 过共析钢缓冷到室温时,其平衡组织由铁素体(珠光体)和二次渗碳体组成。 6.碳素工具钢的牌号,如 T8,T12,该数字表示钢的最低冲击韧性值(含碳量的 1/1000) 。 7. 完全退火主要应用于过共析钢(亚共析钢) 。 8. 在生产中,习惯把淬火和高温回火相结合的热处理方法称为预备热处理(调质处理) 。 9. 金属在 0℃(再结晶温度)以下的变形称为冷变形。 10. 铸铁是一种焊接性最好(差)的金属材料。

三、简答题(本大题共 6 小题,共 28 分)
46

1.金属经冷变形后,组织和性能发生了哪些变化?(5 分) 答:组织变化: (1)晶粒沿最大变形的方向伸长(2)晶格与晶粒均发生扭曲,产生内应力(3) 晶粒间产生碎晶。 (3 分) 性能变化:强度及硬度升高,而塑性和韧性下降。 (2 分) 2.分析加工硬化存在的利与弊。有何办法来消除加工硬化?(4 分) 答:利用加工硬化现象可提高金属的强度和硬度; (2 分)但在压力加工中此现象给继续进行塑 性变形带来困难。可用再结晶退火削除。 (2 分) 3.比较碳当量分别为(a)C 当量=0.3%和(b)C 当量=0.8%两种材料的焊接性。 (3 分) 答:前者比后者的焊接性好。 4.欲提高铸件壁的强度,靠增加壁厚能否实现?为什么?(5 分) 答:不能实现,因为:壁越厚心部的冷却速度越慢、 (2 分)晶粒粗大、且易产生缩孔、缩松、 偏析等缺陷。 (2 分)强度反而下降。 (1 分) 5.用φ 250?1.5 板料能否一次拉深直径为φ 50 的拉深件?应采取哪些措施才能保证正常生 产?(6 分)

m?
答:因为:

d 50 ? ? 0.2 ? 0.5 D 250 (m 为拉深系数)

所以此件不能一次拉深成形。 (3 分) 应采取的措施是:①多次拉深;②多次拉深后,对工件进行退火处理,保证足够的塑性;③加 润滑剂,来减少摩擦阻力。 (3 分) 6、在 1000℃下加工钨丝是热变形还是冷变形?为什么?(钨的溶点为 3380)℃(5 分) 答:冷变形, (2 分)因为:T 再=0.4*(3380+273)=1461K=1461.2-273=1088.2℃大于 1000℃ (3 分)

四、工艺分析题(本大题共 2 小题,每小题 6 分,共 12 分)
1.判断下面铸件结构设计是否有问题,应如何修改?

(各 3 分)

2.图示焊接结构,指出其结构工艺性不合理之处,并在图上直接改正。

(各 3 分)

47

五、计算题(本大题共 2 小题,每小题 10 分,共 20 分)
1.根据题图所示的传动链图,设ε =1,求: (1)主轴Ⅵ有几级转速?(2)主轴Ⅵ的最高转速和 最低转速各为多少?

解: (1)主轴可获得 2*3*2=12 级转速;

(3 分) (3.5 分) (3.5 分)

(2)最高转速=1440 * 33/22 * 34/22 * 176/200 =2019.6(r/min) 最低转速=1440 * 19/34 * 22/45 * 176/200 * 27/63 * 17/58=43.5(r/min)

2.车外圆时,已知工件的转速为 320r/min,其它条件如题图所示,求切削速度和背吃刀量。

解:V=π D?n/1000=3.14?100?320/1000=100.48(m/min) (3 分) ap=D-d/2=100-94/2=3(mm) (2 分) (2 分) (3 分)

48

综合练习题答案十六
一、单项选择题(本大题共 10 小题,每小题 1 分,共 10 分)
1.拉伸实验时,试样拉断前所能承受的最大应力称为材料的(B) A.屈服点 B.抗拉强度 C.弹性极限 D.疲劳强度 2.下列钢中焊接性较好的是(C) A.中碳钢 B.高碳钢 C.低碳钢 D.高合金钢

3.T10 钢的含碳量为( A ) A.1% B.10% C.0.1% D.0.01%

4.选择制造手工锯条的材料(C)。 A.Q215 B.45 C. TIO D.16Mn

5.为下列批量生产的零件选择毛坯:机床的主轴应选(A) A.锻件 B.铸件 C.焊接件 D.冲压件 6.模锻件的尺寸公差与自由锻的尺寸公差相比为(D) A.相等 B.相差不大 C.相比要大得多 D.相比要小得多

7.以下冲压工序中,属于冲裁工序的是(A) A.落料 B.拉深 C.挤压 D.弯曲

8.积屑瘤对粗加工有利的原因是(A) A.保护刀具、增大实际前角 C.提高加工表面质量 9.刃倾角应在下列什么面上测量(D) A.正交平面 B.假定工作平面 C.基面 D.主切削平面 B.积屑瘤硬度高 D.加大切屑深度

10.下列因素中,对刀具耐用度影响最大的是( D ) A.前角 B.背吃刀量 C.进给量 D.切削速度

二、判断题(共 10 分,每小题 1 分;对画(√),错画(х ),全画“√”或全画“х ” 不得分)
1.含碳量为 1.0%的钢比含碳量为 0.5%的钢硬度低(高)。 (?) 2.合金的可锻性是一种力学(工艺)性能。 (?) 3.设计落料模时,凹模的刃口尺寸等于工件尺寸,凸面的刃口尺寸等于凹模的刃口尺寸加(减) 双边间隙。 (?) 4.攻(套)螺纹是用板牙加工工件的外螺纹的方法(?) 5.铸铁是一种焊接性最好(差)的金属材料。 (?) 6.在一般情况下,金属结晶后晶粒越细小,则其强度、塑性和韧性越好。 (√) 7.在保证液态金属有足够充型能力的前提下,浇注温度应越高(低)越好。 (?) 8.钨钛钴类硬质合金刀具适合加工脆性(塑性)材料。 (?) 9.用交流(直流)焊机焊接时,工件接阴极的方法称反接法。 (?)
49

10.车刀主偏角越大,刀尖散热条件越好(差) 。 (?)

三、简答题(本大题共 6 小题,每小题 5 分,共 30 分)
1.用成分相当于牌号 HT200 的铁水浇注成如图 1-2 所示的铸件,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的组织是否相同?为什么?


答:1)不同。 (2 分) 2)因为铸件壁厚不同,即其冷却速度不同。 (1 分)厚壁处铸件的冷却速度慢,铸铁中的石墨 片就粗大,石墨数量也越多,对基体的破坏就越严重。 (1 分)同时基体中铁素体的量增加,珠光体 的量减少。薄壁处铸件的冷却速度快,铸铁中石墨片细小,石墨数量较少。同时基体中铁素体的量 减少,珠光体的量增多。 (1 分) 2.简述板料冲压的特点。 答: (1)可以冲压出形状复杂的零件,且废料少。 (1 分) (2)产品具有足够高的精度和较低的表面粗糙度值,冲压工件互换性好。 (1 分) (3)能获得重量轻、材料消耗少、强度和刚度都较高的零件。 (1 分) (4)冲压操作简单,工艺过程便于机械化和自动化,生产率很高。帮零件的成本低。 (1 分) (5)冲模制造复杂、成本高。 (1 分) 3.有一测试铸造应力用的应力框铸件,如图 1-1 所示,凝固冷却后,用钢锯沿 A-A 线锯断,此 时断口间隙的大小会发生什么变化?为什么?

1)变大。 (2 分) 2)因为凝固冷却后,铸件ф 30 的粗杆处于拉应力状态,铸件ф 10 的细杆处于压应力状态。 (1 分)当沿 A-A 锯断后,粗杆给予细杆的压力被释放,所以断口间隙会变大。 (2 分) 4.金属经冷变形后,组织和性能发生了哪些变化?
50

答:组织变化: (1)晶粒沿最大变形的方向伸长(2)晶格与晶粒均发生扭曲,产生内应力(3) 晶粒间产生碎晶。 (3 分) 性能变化:强度及硬度升高,而塑性和韧性下降。 (2 分) 5.分析在缓慢冷却条件下,50 号钢的结晶过程和室温组织。 答:液相线之下开始析出 A(1 分) ,固相线之下全部为 A(1 分) ,GES 线之下从 A 中开始析出 F (1 分) ,共析线之下残余 A 变为 P(1 分) ,室温组织为 P+F(1 分) 。 6.冲制φ 80mm 孔的垫片,设单面间隙为 Z,写出凸凹模尺寸(凸模直径和凹模直径) 。 答:凸模直径:φ 80mm; (2 分)凹模直径:φ 80mm+2Z(3 分)

四、分析题(本大题共 3 小题,每小题 10 分,共 30 分)
1.指出图示铸件的热节部位,说明其结构不合理的原因并改正之。答:结构不合理, (1 分) 原因是壁厚不均匀。 (2 分)热节及改正如下图:

(4 分)

(3 分)

2.判断下列焊接零件的结构工艺性是否合理,若不合理,请在原图上修改。 改正如下图:

(各 5 分) 3.什么叫起模斜度?下面铸件结构是否合理?应如何改正? 答:为不使模样(或型芯)便于从砂型(或芯盒)中取出,凡垂直于分型面的立壁在制造模样时, 必须留出一定的倾斜度,此倾斜度称为起模斜度。 (5 分) 不合理。 改正如左图。 (5 分)

51

五、计算题(本大题共 1 小题,共 10 分)
某低碳钢拉伸试样,直径为 10mm,标长为 50mm,屈服时应力为 18840N,断裂前的最大拉力为 35320N,拉断后将试样接起来,标距之间的长度为 73mm,断口处截面直径为 6.7mm。问该低碳钢的 ζ s 、ζ b 、δ 、ψ 各是多少?

答:

?s ?

Fs 18840 ? MPa ? 239 .88 MPa ? 240 MPa (3 分) 10 AO ( )2? 2 Fb 35320 ? ? 449 .7 MPa ? 450 MPa 10 2 AO ( ) ? 2

?b ?

(3 分)

??

L1 ? L0 73 ? 50 ? ? 100% ? 46% LO 50

(2 分)

10 6.7 ( ) 2 ? ? ( )? A0 ? A1 2 ?? ? 2 ? 100% ? 55% 10 AO 2 ( ) ? 2

(2 分)

52

综合练习题答案十七
一、单项选择题(本大题共 10 小题,每小题 1 分,共 10 分)
1.表示布氏硬度的符号是(D ) A.HRe B.HCs C.HVb D.HB

2.选择制造麻花钻的材料(C ) A.硬质合金 B.陶瓷材料 C.高速钢 D.人造金钢石

3.手弧焊时,操作最方便,焊缝质量最易保证,生产率又高的焊缝空间位置是(B ) 。 A.立焊 B.平焊 C.仰焊 D.横焊

4.以下冲压工序中,属于冲裁工序的是(C ) 。 A.挤压 B.拉深 C.冲孔 D.弯曲

5.在正交平面中测量的后刀面与切削平面间的夹角为(C ) 。 A.刃倾角 B.主偏角 C.后角 D.主前角

二、判断题(共 5 分,每小题 1 分;对画(√),错画(х ),全画“√”或全画“х ” 不得分)
1.铸造热应力的性质是铸件薄壁处快冷受拉应力,厚壁处缓冷受压应力。 (? ) 2.套螺纹是用丝锥加工工件的内螺纹的方法。 3.冲裁是使坯料按不封闭轮廓分离的工序。 4.疲劳强度是表示在冲击载荷作用下而不致引起断裂的最大应力。 5.拉深系数越小,工件的变形程度越小。 (?) (?) (?) (?)

三、简答题(本大题共 4 小题,每小题 10 分,共 40 分)
1.试比较在平衡条件下,45、T8、T12 钢的硬度及塑性。 答:硬度:45<T8<T10; (2.5 分) 塑性相反。 (2.5 分)

2.刀具材料必须具备哪些性能? (1)较高地硬度; (2)足够的强度和韧度; (3)较好的工艺性; (4)较高的耐热性; (5)较好 的工艺性。 (各 1 分) 3.简述车削的工艺特点。 答: (1)易于保证工件各加工面的位置精度; (2 分) (2)切削过程比较平稳; (1 分) (3)适用于有色金属零件的精加工; (1 分) (4)刀具简单。 (1 分) 4.分析在缓慢冷却条件下,T12 号钢的结晶过程和室温组织。 答:液相线之下开始析出 A(1 分) ,固相线之下全部为 A(1 分) ,GES 线之下从 A 中开始析出 Fe3C(1 分) ,共析线之下残余 A 变为 P(1 分) ,室温组织为 P+Fe3C(1 分) 。

四、分析题(本大题共 3 小题,每小题 10 分,共 30 分)
53

1.指出图示零件结构不合理之处,并改正。 改正图如下:

(各 5 分) 五、计算题(本大题共 1 小题,共 10 分)
1.车外圆时,已知工件的转速为 320r/min,其它条件如题图所示,求切削速度和背吃刀量。

解:V=π D?n/1000=3.14?100?320/1000=100.48(m/min) (3 分) ap=D-d/2=100-94/2=3(mm) (2 分) (2 分) (3 分)

54

综合练习题答案十八
一、判断对错(共 10 分,每小题 1 分;对画(√),错画(х ),全画“√”或全画“х ”

不得分)
1. ( 2. ( 3. ( 4. ( 5. ( 6. ( 7. ( 8. ( 9. ( 10. ( ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ) ) ) ) ) ) ) ) ) )

二、填空题(共 10 分,每空 1 分) 1. ( 合金的流动性 ) 。 2. ( 热应力 )和(机械应力) 。 3. ( 0.4 ),( 再结晶 ) 。 5. ( 金属的本质)和(加工条件) 。 6. ( 敷料 ) 。 7. (冷却)和( 润滑) 。 三.简答题(共 27 分,1、3 题每题 6 分;2 题 8 分;4 题 7 分) 1.金属液从浇注温度冷却到室温的收缩过程可分为哪三个阶段? (1)液态收缩 (2)凝固收缩 (3)固态收缩 2.浇注位置的选择原则是什么? (1)铸件的重要加工面应朝下。 (2)铸件的大平面应朝下。 (3)面积较大的薄壁部分置于铸型下部或使其处于垂直或倾斜位置。 (4)厚的部分放在铸型的上部或侧面,以便在铸件厚壁处直接安置冒口,使之实现自下而上的定 向凝固。 3.金属在常温下经过塑性变形后,内部组织将发生哪些变化? (1)晶粒沿最大变形方向伸长。 (2)晶格与晶粒均发生扭曲,产生内应力。 (3)晶粒间产生碎晶。
55

4.自由锻的基本工序主要有哪些? 镦粗、拔长、充孔、弯曲、扭转、错移、切割 四、绘图说明题(共 23 分,1 题 13 分,2 题 10 分) 1.题图 1 所示焊接梁,材料为低碳钢,现有钢板最大长度为 2500mm。要求:决定腹板与上下 翼板的焊缝位置,选择焊接方法,画出各条焊缝接头型式和焊接顺序。

(1)焊接位置:

(2)焊接方法: 焊条电弧焊,埋弧焊,电渣焊,气体保护焊,电阻焊等。 (3)焊接接头: 对接接头

T 形接头

角接接头 (4)焊接顺序:

2.画图说明刀具磨损的过程?什么时候换刀重磨为最好? 刀具的磨损过程如图所示,可分为三个阶段: 第一阶段(OA 段)称为初期磨损阶段。 第二阶段(AB 段)称为正常磨损阶段。 第三阶段(BC 段)称为急剧磨损阶段。 经验表明,在刀具正常磨损阶段的后期、
56

急剧磨损阶段之前,换刀重磨为最好。 这样既可保证加工质量又能充分利用刀具材料。

五、分析题(共 12 分,每题 6 分) 1.设计铸件壁的联接或转角时,为什么铸件壁间转角处一般应具有结构圆角? (1)直角联接处形成了金属的积聚,而内侧散热条件差,较易产生缩松和缩孔; (2) 在载荷作用下, 直角处的内侧产生应力集中, 使内侧实际承受的应力较平均应力大大增加; (3)一些合金的结晶过程中,将形成垂直于铸件表面的柱状晶。 2.积屑瘤是如何形成的?对切削加工有哪些影响? 积屑瘤的形成:当切屑沿刀具的前刀面流出时,在一定的温度与压力作用下,与前刀面接触的 切屑底层受到很大的摩擦阻力,致使这一层金属的流出速度减慢,形成一层很薄的“滞流层” 。当前 刀面对滞流层的摩擦阻力超过切屑材料的内部结合力时,就会有一部分金属粘附在切削刃附近,形 成积屑瘤。 积屑瘤对切削加工的影响:在形成积屑瘤的过程中,金属材料因塑性变形而被强化,积屑瘤的 硬度比工件材料的硬度高,能代替切削刃进行切削,起到保护切削刃的作用。由于积屑瘤的存在, 增大了刀具实际工作前角,使切削轻快。所以,粗加工时希望产生积屑瘤。 但是,积屑瘤的顶端伸出切削刃之外,而且在不断地产生和脱落,使切削层公称厚度化,影响 尺寸精度。此外,还会导致切削力的变化,引起振动,并会有一些积屑瘤碎片粘附在已加工表面上, 使表面变得粗糙。因此,精加工时应尽量避免积屑瘤产生。 六、计算题(共 18 分) 车外圆时,已知工件转速 n=340r/min,车刀进给速度 uf=65mm/min,其他条件如题图 2 所示, 试求切削速度 uc、进给量 f、背吃刀量 ap、切削层公称横截面积 AD、切削层公称宽度 bD 和厚度 hD。

57

(1)uc=

?dn ? ? 94 ? 340 n ? 103 .56 m/min = 1000 1000
n
=

(2)f=

vf

65 ? 0.19 mm/r 340

(3) ap=

d w ? d m 100 ? 94 ? 3mm = 2 2
2

(4) AD=bd?hd=f? ap=0.19?3=0.57mm

(5) bD=

ap sin 60
0

=

3? 2 3

? 3.46mm

(6) hD=

AD 0.57 ? 0.17 mm = bD 3.46

58

综合练习题答案十九
一、判断对错(共 10 分,每小题 1 分;对画(√),错画(х ),全画“√”或全画“х ”

不得分)
1. ( 2. ( 3. ( 4. ( 5. ( 6. ( 7. ( 8. ( 9. ( ? ? ? ? ? ? ? ? ? ) ) ) ) ) ) ) ) ) )

10. ( ?

二、填空题(共 10 分,每空 1 分) 1. (合金的流动性) 。 2. ( 基本工序 ),( 辅助工序),(精整工序 ) 。 3. ( 热应力 ),(机械应力) 。 4. (方向性 ) 。 5. ( 越好),(越差) 。 6. (余量 ) 。 三.简答题(共 30 分,1、2 题每题 5 分;3 题 10 分,4 题 6 分,5 题 4 分) 1.铸型分型面的选择原则是什么? (1)应使造型工艺简化; (2)应尽量使铸件全部或大部置于同一砂箱; (3)应尽量使型腔及主要型芯位于下箱。 2.金属压力加工基本方式有哪些? 轧制、拉拔、挤压、锻造、板料冲压 3. 合理的焊缝位置是焊接结构设计的关键,其一般工艺设计原则是什么? (1)焊缝布置尽量分散; (2)焊缝的位置应尽可能对称布置; (3)焊缝应尽量避开最大应力断面和应力集中位置; (4)焊缝应尽量避开机械加工表面; (5)焊缝布置应便于焊接操作。 4.切削热的主要来源有哪些? 切削热的主要来源于:
59

(1)切屑变形所产生的热量; (2)切屑与刀具前刀面之间的摩擦所产生的热量; (3)工件与刀具后刀面之间的摩擦所产生的热量。 5.切削液的主要作用是什么? 切削液的主要作用:冷却和润滑。 四、绘图说明题(共 20 分,每题 10 分) 1.画出手工电弧焊直流正接和反接原理图,并说明其特点。

正接是将工件接到电源的正级,焊条接到电源的负极;反接是将工件接到电源的负极,焊条接 到正级。正接时电源的温度相对高些。 2.画图说明刀具磨损的过程?什么时候换刀重磨为最好?

刀具的磨损过程如图所示,可分为三个阶段: 第一阶段(OA 段)称为初期磨损阶段。 第二阶段(AB 段)称为正常磨损阶段。 第三阶段(BC 段)称为急剧磨损阶段。 经验表明,在刀具正常磨损阶段的后期、 急剧磨损阶段之前,换刀重磨为最好。 这样既可保证加工质量又能充分利用刀具材料。 五、分析题(共 20 分,每题 10 分) 1.设计铸件壁的联接或转角时,为什么铸件壁间转角处一般应具有结构圆角? (1)直角联接处形成了金属的积聚,而内侧散热条件差,较易产生缩松和缩孔; (2)在载荷作用下,直角处的内侧产生应力集中,使内侧实际承受的应力较平均应力大大增加; (3)一些合金的结晶过程中,将形成垂直于铸件表面的柱状晶。
60

2.切屑的种类有哪些?试分析切屑的形成过程? 切屑的种类:带状切屑,节状切屑和崩碎切屑。 切屑的形成过程:切削塑性金属时,材料受到刀具的作用以后,开始产生弹性变形。随着刀具继 续切入,金属内部的应力、应变继续加大。当应力达到材料的屈服点时,产生塑性变形。刀具继续 前进,应力进而达到材料的断裂强度,金属材料被挤裂,并沿着刀具的前刀面流出而成为切屑。 六、计算题(共 10 分) 车外圆时,工件转速 n=380r/min,车削速度?c=150m/min,此时测得电动机功率 PE=3kW。设机床 传动效率η =0.8,试求工件直径 dw 和车削力 Fc 。 PE= Pm/η Pm= PE?η =3?0.8=2.4 kW Pm=10 ?Fc??c
-3

Fc= Pm/10 ? c=2.4/(10 ?150?60)=960N
-3 -3

?c =

?d w n
1000

dw=

150 ? 0.126 m ? ? 380

61

综合练习题答案二十
一、 概念(本题总计 10 分,每题 2 分) 1.流动性:液态合金的流动能力称为流动性。 2.模锻斜度:为了使锻件易于从模膛中取出,锻件上与分模面垂直的部分需带一定斜度,称 为模锻斜度或拔模斜度。 3.刀具耐用度:刀具耐用度是刀具自开始切削直到磨损量达到磨钝标准所经历的实际切削时 间。 4.切削加工:是用切削刀具从毛坯表面切去多余的金属从而获得几何形状、尺寸精度、表面 粗糙度符合图样要求的零件的加工方法。 5.碳当量:碳当量法是根据钢材的化学成分粗略地估计其焊接性好坏的一种间接评估法。将 钢中的合金元素(包括碳)的含量按其对焊接性影响程度换算成碳的影响, 其总和称为碳当 量:
wMn wCr ? wMo ? wV wNi ? wCu ? ? 6 5 15 式中的化学元素符号表示该元素在钢材中含量的百分数。

W(c) C当量 E ? wC ?

(%)

二、 填空题(本题总计 26 分 每空 1 分) 1.逐层凝固、糊状凝固和中间凝固。 2. _合金的流动性、_浇注条件和_铸型填充条件。 3. __薄______。 4. ___减少 _温度差。

5. _____冷却_______和___润滑_________。 6. ___拉穿____、____起邹_______。 7.弯裂___。 8. ____小____。 9. __金属的本质_____和__加工条件__。 10. _强度和硬度。 11.__酸性焊条__和_碱性焊条_两大类。 12. _优质焊接接头_。_含碳量_,最好的是__低碳_钢,最差的是__高碳__钢。 13.. _定位_。 三、判断题(共 20 分,每小题 1 分;对画(√),错画(х ),全画“√”或全画“х ”

不得分)
1.(ⅹ) 2.(○) 3.(○) 4.(ⅹ)

62

5.(ⅹ) 6(○) 7.(○) 8.(ⅹ) 9. (ⅹ) 10.(○) 11.(○) 12.(ⅹ) 13.(○) 14.(○) 15.(ⅹ) 16.(○) 17.(○) 18.(○ ) 19.(○) 20.(ⅹ) 四、选择题(本题总计 18 分 每题 1 分) 1. (a. 糊状凝固) 2.( b.逐层凝固) 3. (a. 同时凝固原则 ) 4. (b. 逐层凝固) 5. (b. 小) 6. (b. 小) (a. 大)

7. (b. 非加工面上 ) 8.(a. 化学成分) 9.(b .灰铸铁) 10.(d .磨削) 11.(b. 与加工表面相互位置精度高的) 12.(a . 液态收缩) 13.(c. 缩孔) 14.(b. 越好) 15.(d.螺旋形试样) 16.(a. 工艺基准) 17. (d .铸铁和铸铜) 18.(c.切削速度) 五 简答题(本题总计 14 分,1 题 6 分,2 题 8 分)
63

1.冷裂纹与热烈纹是怎样形成的?它们在裂纹形态上有什么差别? 热裂纹是在凝固末期固相线附近的高温下形成的,裂纹沿晶界产生和发展。在铸件凝固末 期,固体的骨架已经形成,但枝晶间仍残留少量液体,此时的强度、塑性极低。当固态合 金的线收缩受到铸型、芯子或其他因素的阻碍,产生的应力若超过该温度下合金的强度, 即产生热裂。(2 分) 特征是尺寸较短、缝隙较宽、形状曲折、缝内呈严重的氧化色。 (1 分) 冷裂是铸件冷却到低温处于弹性状态时,铸造应力超过合金的强度极限而产生的。脆性 大、塑性差的合金,如白口铸铁、高碳钢及某些合金钢,最易产生冷裂纹,大型复杂铸 铁件也易产生冷裂纹。冷裂往往出现在铸件受拉应力的部位,特别是应力集中的部位。 (2 分) 冷裂纹特征是表面光滑,具有金属光泽或呈微氧化色,贯穿整个晶粒,常呈圆滑曲线或直线 状。 (1 分) 2.积屑瘤是如何形成的?对切削加工有哪些影响? 积屑瘤的形成:当切屑沿刀具的前刀面流出时,在一定的温度与压力作用下,与前刀面接触的 切屑底层受到很大的摩擦阻力,致使这一层金属的流出速度减慢,形成一层很薄的“滞流层” 。当前 刀面对滞流层的摩擦阻力超过切屑材料的内部结合力时,就会有一部分金属粘附在切削刃附近,形 成积屑瘤。 (4 分) 积屑瘤对切削加工的影响:在形成积屑瘤的过程中,金属材料因塑性变形而被强化,积屑瘤的 硬度比工件材料的硬度高,能代替切削刃进行切削,起到保护切削刃的作用。由于积屑瘤的存在, 增大了刀具实际工作前角,使切削轻快。所以,粗加工时希望产生积屑瘤。 (2 分) 但是,积屑瘤的顶端伸出切削刃之外,而且在不断地产生和脱落,使切削层公称厚度化,影响 尺寸精度。此外,还会导致切削力的变化,引起振动,并会有一些积屑瘤碎片粘附在已加工表面上, 使表面变得粗糙。因此,精加工时应尽量避免积屑瘤产生。 (2 分) 六、计算题(本题总计 12 分) 车外圆时,已知工件转速 n=340r/min,车刀进给速度 uf=65mm/min,其他条件如题图 2 所示, 试求切削速度 uc、进给量 f、背吃刀量 ap、切削层公称横截面积 AD、切削层公称宽度 bD 和厚度 hD。

(1)uc=

?dn ? ? 100 ? 340 ? 100 .35m/min (2 分) = 1000 1000
64

(2)f=

vf n

=

65 ? 0.19 mm/r 340

(2 分)

(3) ap=

d w ? d m 100 ? 94 ? 3mm = 2 2

(2 分)

(4) hD=

AD 0.57 ? 0.17 mm = bD 3.46
ap sin 60
0

(2 分)

(5) bD=

=

3? 2 3

? 3.46mm
2

(2 分) (2 分)

(6) AD=bd?hd=0.17?3.46=0.59mm

65

综合练习题答案二十一
一、判断对错(共 10 分,每小题 1 分;对画(√),错画(х ),全画“√”或全画“х ”

不得分)
1. ( 2. ( 3. ( 4. ( 5. ( 6. ( 7. ( 8. ( 9. ( 10. ( ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ) ) ) ) ) ) ) ) ) )

二、填空题(共 10 分,每空 1 分) 1. ( 合金的流动性 ) 。 2. ( 热应力 )和(机械应力) 。 3. ( 0.4 ),( 再结晶 ) 。 5. ( 金属的本质)和(加工条件) 。 6. ( 敷料 ) 。 7. (冷却)和( 润滑) 。 三、简答题(共 27 分,1、3 题每题 6 分;2 题 8 分;4 题 7 分) 1.金属液从浇注温度冷却到室温的收缩过程可分为哪三个阶段? (1)液态收缩 (2)凝固收缩 (3)固态收缩 2.浇注位置的选择原则是什么? (1)铸件的重要加工面应朝下。 (2)铸件的大平面应朝下。 (3)面积较大的薄壁部分置于铸型下部或使其处于垂直或倾斜位置。 (4)厚的部分放在铸型的上部或侧面,以便在铸件厚壁处直接安置冒口,使之实现自下而上的定 向凝固。 3.金属在常温下经过塑性变形后,内部组织将发生哪些变化? (1)晶粒沿最大变形方向伸长。 (2)晶格与晶粒均发生扭曲,产生内应力。 (3)晶粒间产生碎晶。
66

4.自由锻的基本工序主要有哪些? 镦粗、拔长、冲孔、弯曲、扭转、错移、切割 四、绘图说明题(共 23 分,1 题 13 分,2 题 10 分) 1.画出手工电弧焊直流正接和反接原理图,并说明其特点。

正接是将工件接到电源的正级,焊条接到电源的负极;反接是将工件接到电源的负极,焊条接 到正级。正接时电源的温度相对高些。 2.画图说明刀具磨损的过程?什么时候换刀重磨为最好?

刀具的磨损过程如图所示,可分为三个阶段: 第一阶段(OA 段)称为初期磨损阶段。 第二阶段(AB 段)称为正常磨损阶段。 第三阶段(BC 段)称为急剧磨损阶段。 经验表明,在刀具正常磨损阶段的后期、 急剧磨损阶段之前,换刀重磨为最好。 这样既可保证加工质量又能充分利用刀具材料。 五、分析题(共 12 分,每题 6 分) 1.设计铸件壁的联接或转角时,为什么铸件壁间转角处一般应具有结构圆角? (1)直角联接处形成了金属的积聚,而内侧散热条件差,较易产生缩松和缩孔; (2) 在载荷作用下, 直角处的内侧产生应力集中, 使内侧实际承受的应力较平均应力大大增加; (3)一些合金的结晶过程中,将形成垂直于铸件表面的柱状晶。 2.积屑瘤是如何形成的?对切削加工有哪些影响? 积屑瘤的形成:当切屑沿刀具的前刀面流出时,在一定的温度与压力作用下,与前刀面接触的 切屑底层受到很大的摩擦阻力,致使这一层金属的流出速度减慢,形成一层很薄的“滞流层” 。当前 刀面对滞流层的摩擦阻力超过切屑材料的内部结合力时,就会有一部分金属粘附在切削刃附近,形 成积屑瘤。 积屑瘤对切削加工的影响:在形成积屑瘤的过程中,金属材料因塑性变形而被强化,积屑瘤的
67

硬度比工件材料的硬度高,能代替切削刃进行切削,起到保护切削刃的作用。由于积屑瘤的存在, 增大了刀具实际工作前角,使切削轻快。所以,粗加工时希望产生积屑瘤。 但是,积屑瘤的顶端伸出切削刃之外,而且在不断地产生和脱落,使切削层公称厚度化,影响 尺寸精度。此外,还会导致切削力的变化,引起振动,并会有一些积屑瘤碎片粘附在已加工表面上, 使表面变得粗糙。因此,精加工时应尽量避免积屑瘤产生。 六、计算题(共 18 分) 车外圆时,工件转速 n=380r/min,车削速度?c=150m/min,此时测得电动机功率 PE=3kW。设机床 传动效率η =0.8,试求工件直径 dw 和车削力 Fc 。 PE= Pm/η Pm= PE?η =3?0.8=2.4 kW Pm=10 ?Fc??c
-3

Fc= Pm/10 ? c=2.4/(10 ?150?60)=960N
-3 -3

?c =

?d w n
1000

dw=

1000 ? 150 ? 125 .71mm ? ? 380

68

综合练习题答案二十二
一、填空(每空 0.5 分,共 10 分)
1.影响金属充型能力的因素有: 金属成分 、 温度和压力 和 铸型填充条件 。 2.可锻性常用金属的 塑性 和 变形抗力 来综合衡量。 3.镶嵌件一般用 压力 铸造 方法制造,而 离心 铸造方法便于浇注双金属铸件。 4.金属型铸造采用金属材料制作铸型,为保证铸件质量需要在工艺上常采取的措施包括: 喷 刷涂料 、保持合适的工作温度 、 严格控制开型时间 、浇注灰口铸铁件要防止产生白口组织 。 5.锤上模锻的锻模模膛根据其功用不同,可分为模锻模膛 、 制坯模膛 两大类。 6.落料件尺寸取决于 凹 模刃口尺寸,冲孔件的尺寸取决于 凸 模刃口尺寸。 7.埋弧自动焊常用来焊接 长的直线 焊缝和 较大直径的环形 焊缝。 8.电弧燃烧非常稳定,可焊接很薄的箔材的电弧焊方法是 等离子弧焊 。 9.钎焊可根据钎料熔点的不同分为 软钎焊 和 硬钎焊 。

二、简答题(共 15 分)
1.什么是结构斜度?什么是拔模斜度?二者有何区别?(3 分) 拔模斜度:铸件上垂直分型面的各个侧面应具有斜度,以便于把模样(或型芯)从型砂中(或 从芯盒中)取出,并避免破坏型腔(或型芯) 。此斜度称为拔模斜度。 结构斜度:凡垂直分型面的非加工表面都应设计出斜度,以利于造型时拔模,并确保型腔质量。 结构斜度是在零件图上非加工表面设计的斜度,一般斜度值比较大。 拔模斜度是在铸造工艺图上方便起模,在垂直分型面的各个侧面设计的工艺斜度,一般斜度比 较小。有结构斜度的表面,不加工艺斜度。 2.下面铸件有几种分型面?分别在图上标出。大批量生产时应选哪一种?为什么?

(3 分) 分模两箱造型,分型面只有一个,生产效率高; 型芯呈水平状态,便于安放且稳定。

3.说明模锻件为什么要有斜度和圆角?(2 分) 斜度:便于从模膛中取出锻件; 圆角:增大锻件强度,使锻造时金属易于充满模膛,避免锻模上的内尖角处产生裂纹,减缓锻 模外尖角处的磨损,从而提高锻模的使用寿命。 4.比较落料和拉深工序的凸凹模结构及间隙有什么不同?(2 分) 落料的凸凹模有刃口,拉深凸凹模为圆角;
69

落料的凸凹模间间隙小,拉深凸凹模间间隙大,普通拉深时,Z=(1.1~1.2)S 5.防止焊接变形应采取哪些工艺措施?(3 分) 焊前措施:合理布置焊缝,合理的焊接次序,反变形法,刚性夹持法。 焊后措施:机械矫正法,火焰加热矫正法 6.试比较电阻对焊和闪光对焊的焊接过程特点有何不同?(2 分) 电阻对焊:先加压,后通电; 闪光对焊:先通电,后加压。

三、修改不合理的结构,将修改后的图画出来。(每图 1 分,共 10 分)

砂型铸件

砂型铸件

砂型铸件

砂型铸件

自由锻件

模锻件(孔径 20mm,孔深 65mm)

冲压件

焊接件

焊接件

焊接件

四、根据下图,要求:
1.在基面投影图 P 中注出:①已加工表面,②待加工表面,③过渡表面,④前面,⑤主切削刃, 、副偏角 K 和正交平面 Po 。

⑥副切削刃,⑦刀尖,主偏角 K

2.按投影关系作出正交平面投影 O-O 图, 并在正交平面投影图中注出: ⑧基面, ⑨主切削平面, ⑩前面,④主后面,前角 、后角 。 (8 分)
70

五、判断正误,在括号内正确的打√,错误的打?(每题 0.5 分,共 5 分)
1.加工塑性材料时,不会产生积屑瘤。 ( × ) 2.顺铣法适合于铸件或锻件表面的粗加工。 ( × ) 3.拉削加工适用于单件小批零件的生产。 ( × ) 4.单件小批生产条件下,应采用专用机床进行加工。 ( × ) 5.插齿的生产率低于滚齿而高于铣齿。 ( √ ) 6.作为定位基准的点或线,总是以具体的表面来体现的。 ( √ ) 7.轴类零件如果采用顶尖定位装夹,热处理后需要研磨中心孔。 ( √ ) 8.生产率是单位时间内生产合格零件的数量。 ( √ ) 9.镗孔主要用于加工箱体类零件上有位置精度要求的孔系。 ( √ ) 10.剃齿必须在工件淬火之后进行。 ( × )

六、回答下列问题:
1.试分析加工下列各图所示零件,要保证图示尺寸需要限制工件的哪几个自由度? (4 分)

71

2.试改进下列零件的结构,使之合理(可在图上改) 。 (6 分)

插内齿轮 刨平面

钻孔攻螺纹

七、根据下面的传动系统图
1.写出传动路线表达式; 2.指出主轴Ⅴ有几种转速; 3.列式并计算出主轴Ⅴ的最高转速 n (转/分) 。 (皮带滑动系数 )

(6 分) 解:1.传动路线表达式为: 主轴Ⅴ

72

电机—

—Ⅰ—

—Ⅱ—

—Ⅲ—



2.主轴Ⅴ有 1× 4× 3=12 种转速 3.主轴Ⅴ的最高转速 (转/分)

八、分析如图所示齿轮轴图样,回答下列问题:

1.要保证各外圆表面之间的同轴度要求,应采用哪一种夹具定位装夹?定位基准 和定位基准面分别是什么?(3 分) ①采用双顶尖定位装夹; ②定位基准是轴线; ③定位基准面是中心孔(或定位基准面是中心孔的锥面) 。 2.齿轮表面的加工方法及所用的设备分别是什么?(2 分) 加工方法:插齿(或滚齿) ; 设备:插齿机(或滚齿机) 。 3.调质处理工序如何安排?(1 分) 调质处理安排在外圆表面粗车和半精车之间进行。

73

综合练习题答案二十三
一、填空题(每空 2 分,共 40 分)
1.液态金属本身的流动能力主要由液态金属的 成分 、 温度 和 杂质含量 等决定。 2.液态金属或合金凝固的驱动力由 过冷度 提供。

3.晶体的宏观生长方式取决于固液界面前沿液相中的温度梯度,当温度梯度为正时,晶体的宏 观生长方式为 平面长大方式 大方式 。 4.液态金属凝固过程中的液体流动主要包括 自然对流 5.液态金属凝固时由热扩散引起的过冷称为 热过冷 6.铸件宏观凝固组织一般包括 内部等轴晶区 表层细晶粒区 。 、 中间柱状晶区 和 和 强迫对流 。 ,当温度梯度为负时,晶体的宏观生长方式为 树枝晶长

三个不同形态的晶区。 、 相变应力 和 机械应力 三种。 和

7.内应力按其产生的原因可分为 热应力

8.铸造金属或合金从浇铸温度冷却到室温一般要经历 固态收缩 三个收缩阶段。

液态收缩 、 凝固收缩

9.铸件中的成分偏析按范围大小可分为 微观偏析

和 宏观偏析

二大类。

二、下列各小题均有多个答案,选择最适合的一个填于横线上(每空 1 分, 共 9 分) 。
1. 塑性变形时,工具表面的粗糙度对摩擦系数的影响 大于 工件表面的粗糙度对 摩擦系数的影响。 A、大于; 2. B、等于; A C、小于; 。 C、硬化材料;

塑性变形时不产生硬化的材料叫做 A、理想塑性材料;

B、理想弹性材料;

3.

用近似平衡微分方程和近似塑性条件求解塑性成形问题的方法称为B。 A、解析法; B、主应力法; A C、滑移线法;

4.

韧性金属材料屈服时, A、密席斯;

准则较符合实际的。 C密席斯与屈雷斯加;

B、屈雷斯加;

5.

塑性变形之前不产生弹性变形(或者忽略弹性变形)的材料叫做 B。 A、理想弹性材料; B、理想刚塑性材料; C、塑性材料; A 。 C、兰脆性;

6.

硫元素的存在使得碳钢易于产生 A、热脆性;

B、冷脆性; 应力,能充分发挥材料的塑性。 B、压应力; B
74

7.

应力状态中的 B A、拉应力;

C、拉应力与压应力; 中间主应力?2。

8.

平面应变时,其平均正应力?m

A、大于; 9.

B、等于;

C、小于; B 。

钢材中磷使钢的强度、硬度提高,塑性、韧性 A、提高; B、降低;

C、没有变化;

三、判断题(共 7 分,每小题 1 分;对画(√),错画(х ),全画“√”或全画“х ”
不得分)
1.合金元素使钢的塑性增加,变形拉力下降。 2. 合金钢中的白点现象是由于夹杂引起的。
'm

( X ( X

) ) )

3 . 结构超塑性的力学特性为 S ? k? ,对于超塑性金属 m =0.02-0.2。 ( X 4. 影响超塑性的主要因素是变形速度、变形温度和组织结构。 ( √ )

5.屈雷斯加准则与密席斯准则在平面应变上,两个准则是一致的。 (X ) 6. 按密席斯屈服准则所得到的最大摩擦系数μ =0.5。 7.变形速度对摩擦系数没有影响。 ( X ) ( X )

四、名词解释(每题 4 分,共 8 分)
1.晶体择优生长 答:在树枝晶生长过程中, 那些与热流方向相平行的枝晶较之取向不利的相邻枝晶会生长得更 为迅速,其优先向内伸展并抑制相邻枝晶的生长,这种相互竞争淘汰的晶体生长过程称为晶体的 择优生长。 2.偏析 答:一般情况下,铸件凝固后,从微观晶粒内部到宏观上各部位,化学成分都是不均匀的, 这种现象称为偏析。

五、简答题(每题 8 分,共 16 分)
1.什么是缩孔和缩松?试简要介绍它们的形成原因和控制措施。
答:铸造合金凝固过程中,由于液态收缩和凝固收缩的产生,往往在铸件最后凝固的部位出现孔洞,称为缩孔。 其中尺寸细小而且分散的孔洞称为缩松。

产生缩孔和缩松的基本原因均在于合金的液态收缩和凝固收缩值之和大于固态收缩值。 通过 定向凝固,同时凝固,控制浇注条件,应用冒口、补贴和冷铁以及加压补缩等措施可以减小或消除 缩孔或缩松。 2.简述提高金属塑性的主要途径。 答案: 1) 2) 3) 4) 提高材料的成分和组织的均匀性 合理选择变形温度和变形速度 选择三向受压较强的变形形式 减少变形的不均匀性
75

六、计算题(每题 10 分,共 20 分)
1.某理想塑性材料,其屈服应力为 100N/mm2 ,某点的应力状态为

? ij

=

4 2 3

2 6 1

3 1 5

求其主应力,并将其各应力分量画在如图所示的应力单

元图中,并判断该点处于什么状态(弹性 /塑性) 。 (应力单位 N/mm2) 。{提示:ζ -15ζ +60
3 2

ζ -54=0 可分解为: (ζ -9) (ζ -6ζ +6)=0)}。

2

Z

X
答案:

Y


? 3 ? I1? 2 ? I 2? ? I 3 ? 0 I1 ? ? x ? ? y ? ? z ? 15
?I2 ?

?x
2

? yx

?

?y

? zy ?z

?

?z ? zx

? xz ?x

? 60

? xy ? ? ? ? yz ? ? 6.7 N / mm s y? 100
2 因此,该点处于弹性状态。

I ? ?60 I ? 54

得出:? 3 ? 15? 2 ? 60? ? 54 ? 0 D p ? ?SIn 壁筒进入塑性状态时极限应力 解得: d ? 1 ? 9,? 2 ? 3 ? 3,? 3 ? 3 ? 3

3 2.如图所示,假设一定长度的厚壁筒,内径为 d,外径为 D,筒内受均匀内压力 -p,证明该厚



76

答案: 每一横断面上的应力可认为是相同的, 是一个平面问题。 而且应力分布又是轴对称的,

? ?z ,? ?? 均为零,因此 ? ? , ? ? 都是主应力。
用极坐标表示的平衡微分方程式将有以下形式:

d? ? d?

?

? ? ??? ?0 ?

根据屈服准则,有

? ? ? ? ? ? ?S
d? ? ? ?S d?

?

积分得: ? ? ? ?S ln CP 利用边界条件决定常数 C: D 当 P ? 时, ? ? ? 0 2 2 则: C ? D 2P 因此得 ? ? ? ?S ln D d 当 P ? 时,有最大的压力—P, 2 D P ? ? S ln 所以 d

77



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