2022年材料成型及机械制造工艺基础简答题 .pdf
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1、1、什么叫刀具的前角?什么叫刀具的后角?简述前角、后角的改变对切削加工的影响。答:前角是刀具前面与基面间的夹角,在正交平面中测量;后角是刀具后面于切削平面间的夹角,在正交平面中测量。前角大,刀具锋利,这时切削层的塑性变形和摩擦阻力减小,切削力和切削热降低;但前角过大会使切削刃强度减弱,散热条件变差,刀具寿命下降,甚至会造成崩刀。增大后角,有利于提高刀具耐用度,但后角过大,也会减弱切削刃强度,并使散热条件变差。2、试述常用的手工造型有哪些?答:整模造型,分模造型,挖砂造型,活块造型,刮板造型,三箱造型。3、切削热是怎样产生?它对切削加工有何影响答:在切削过程中,切削层金属的变形及刀具的前面与切屑
2、、后面与工件之间的摩擦所消耗的功,绝大部分转变成切削热。切削热由切屑、刀具、工件及周围介质传出,其中传入切屑和周围介质的热量对加工无直接影响。传入刀具的热量是切削区的温度升高,刀具的温度升高,磨损加剧,会影响刀具的使用寿命。切削热传入工件,工件温度升高,产生热变形,将影响加工精度。4 工件在锻造前为什么要加热?什么是金属的始锻温度和终锻温度?若过高和过低将对锻件产生什么影响?答:金属坯料锻造前,为了提高其塑性,降低变形抗力,使金属在较小的外力作用之下产生较大的变形,必须对金属坯料进行加热。金属在锻造时,允许加热到的最高温度称为始锻温度,始锻温度过高会使坯料产生过热、过烧、氧化、脱碳等缺陷,造成
3、废品;金属停止锻精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 20 页造的温度叫做终锻温度,终锻温度过低,塑性下降,变形抗力增大,当降到一定温度的时候,不仅变形困难,而且容易开裂,必须停止锻造,重新加热后再锻。5、常见的电弧焊接缺陷有哪些?产生的主要原因是什么?答:咬边:焊接电流太大,焊条角度不合适,电弧过长,焊条横向摆动的速度过快;气孔:焊接材料表面有油污、铁锈、水分、灰尘等,焊接材料成分选择不当,焊接电弧太长或太短,焊接电流太大或太小;夹渣:电流过小,熔渣不能充分上浮,运条方式不当,焊缝金属凝固太快且周围不干净,冶金反应生成的杂质
4、浮不到熔池表面;未焊透:焊接电流太小,焊接速度太快,焊件装配不当,焊条角度不对,电弧未焊透工件;裂纹:焊接材料的化学成分选择不当,造成焊缝金属硬、脆,在焊缝冷凝后期和继续冷却过程中形成裂纹,金属液冷却太快,导致热应力过大而形成裂纹,焊件结构设计不合理,造成焊接应力过大而产生裂纹。6、什么是主运动?什么是进给运动?各自有何特点?答:主运动是由机床或人力提供的主要运动,它促使刀具和工件之间产生相对的运动,从而使刀具前面接近工件;特点是在切削过程中速度最高,消耗动力最大,其运动方式可以是旋转运动也可以是往复直线运动。进给运动也是由机床或人力提供的运动,它使刀具与工件之间产生附加的相对运动,加上主运动
5、,即可以连续进行切削,并得到具有所需几何特性的已加工表面;特点是在切削过程中速度低,消耗动力少,其运动可以是间歇的,也可精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 20 页以是连续的,可以是直线送进,也可以是圆周送进。在切削加工中,主运动只有一个,而进给运动可以有一个或数个。7、拉深变形时常见的缺陷是什么?分别采取什么措施加以解决?答:拉深缺陷:折皱和拉穿措施:折皱加压边圈拉穿凸凹模间的间隙要合适;凸凹模间的圆角要合适;选用合理的拉深系数。8、焊接应力与变形产生的原因是什么?常见的几种变形形式是什么?答:原因:焊缝局部不均匀的加热和
6、冷却;变形形式:收缩变形,角变形,弯曲变形,扭曲变形,波浪变形。9、减少焊接应力与变形的工艺措施有那些?答:工艺措施:结构设计:焊缝位置应尽量对称结构中性轴;在保证结构有足够承载能力的条件下,尽量减少焊缝的长度和数量。焊接工艺:反变形法,刚性固定法,合理安排焊接次序,焊前预热焊后缓冷焊后热处理。焊后矫形处理:机械矫形,火焰矫形。10、分析积屑瘤产生的原因,特性;对切削加工的影响和对积屑瘤的控制。答:原因:切屑与前刀面的摩擦阻力超过材料的内部结合力时,有一部分金属会粘附在切削刃附近而形成;特性;时生时灭;原因:对切削加工的影响:利:可保护刀刃代替刀刃进行切削;使实际前角增大,切削精选学习资料 -
7、 - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 20 页比较轻快;弊:使切削层厚度不断变化,影响尺寸精度;导致切削力的变化,引起振动,有一些积屑瘤碎片粘附在工件的已加工表面上,使表面变得粗糙。对积屑瘤的控制:避免在中温中速加工塑性材料。12、铸造厂生产了一批灰铸铁件。经检测,随炉单个浇注的30 试棒的抗拉强度为205210MPa ,符合图纸得出的 HT200 的要求。用户检验时,在铸件不同部位取样,检测结果表明,铸件上壁厚为 8mm 处的 b 为 200MPa; 15mm 处的 b 为 196 MPa ;25mm 处 b 为 175 MPa ; 30m
8、m 处的 b 为 168 MPa。据此,用户认为该批铸件不合格,理由是:1)铸件力学性能不符合 HT200 要求; 2)铸件整体强度不均匀。试判断用户的意见是否正确,为什么?答:不正确;因随炉单个浇注的30 试棒的抗拉强度为 205 210MPa , 已达到图纸的要求;且符合国家对铸件性能的检测要求,铸件随着壁厚的增加,冷却速度减慢,晶粒粗大,力学性能降低。13、 某工厂用 T10 钢制造的钻头给一批铸铁件钻 10mm深孔,钻几个孔以后钻头很快就磨损,经检验,钻头的材质、热处理工艺、金相组织、硬度均合格,试问失败原因,并请提出解决办法。答:铸件可能有麻口或白口组织,硬度太高,导致钻头磨损;(2
9、)铸件表面可能有粘砂;导致钻头磨损;对铸件进行退火处理,消除铸件的麻口或白口组织;降低铸件硬度;用砂轮磨掉铸件表面粘砂。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 20 页16、在本课程学习中,有哪些内容涉及内应力问题。试分析、说明这些内应力问题在金属成形和切削加工中形成的主要原因。答:( 1)铸件内应力问题:主要是由于铸件凝固时,因壁厚不均匀,各部分冷却速度不同,以致于在同一时期内铸件各部分收缩不一致而引起的应力。它是铸件产生变形和裂纹的基本 原因。(2)金属塑性变形时,制件内部也会产生应力,但当外力去除后,应力会消失,对制件质量
10、没有影响,只有当锻件表面粗糙或有划痕、微裂纹、粗大夹杂等在拉伸时导致缺陷产生应力集中,使得缺陷扩展甚至造成制件开裂。(3)焊接应力问题:焊接过程中,局部加热和冷却导致被焊结构产生较大的温度不均匀,造成焊接件产生应力与变形。(4)切削加工时,一是因切削温度导致的工件产生应力,切削速度越高,表层切削温度越高,当切削温度不超过工件材料相变温度时,使工件表层产生较大拉应力。另外是工件表面层塑性变形引起的应力,使得工件里层受到拉应力、表层受到压应力作用。18、什么是定向凝固原则?需要采取什么措施来实现?答:定向凝固原则是提高增设冒口和冷铁使铸件远离冒口的部位先凝固,冒口本身最后凝固。19、合金的收缩经历
11、了哪几个阶段?各会产生什么影响?精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 20 页答:合金的收缩经历了液态、凝固和固态收缩,其结果表现为体积的减小、线尺寸的减小。20、熔焊焊接冶金过程特点是什么?针对该特点,为了保证焊缝质量焊接过程中应该采取什么措施?答、反应区温度高、冶金反应激烈;熔池小而冷却速度快;冶金条件差易形成杂质等缺陷。焊接前必须对铸件进行清理,焊接过程中对熔池金属进行冶金保护和机械保护。21、什么是加工硬化?其产生原因是什么?答、冷变形时,晶粒破碎为碎晶块,出现晶格扭曲,位错密度增加;随着金属冷变形程度的增加,金属材料
12、的强度、硬度的指标都会逐渐提高,但塑性、忍性的指标又会下降,此现象就称为加工硬化。22、常见的焊接变形有哪些?应采取什么措施解决?答、收缩变形、角变形、弯曲变形、波浪变形、扭曲变形;注意结构设计、焊接工艺及焊后矫形处理。23、在拉深中最容易出现的缺陷是什么?为保证拉深件的质量,应该采取什么措施?答、会产生破裂、起皱及凸耳;为保证拉深件的质量,应该注意凸凹模的圆角半径、凸凹模间隙、正确选择压边力和拉深系数。24、试分析预锻模膛和终锻模膛的作用并说明它们的区别。答、预锻模膛的作用是使坯料的形状和尺寸更接近锻件;经过终锻模膛后坯料最终变形到精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总
13、结 - - - - - - -第 6 页,共 20 页锻件所需要的外尺寸;前者比后者高度大、宽度小,预锻模膛没有飞边槽,而且预锻模膛的模锻斜度、圆角及模膛体积比终锻模膛大。25、何谓金属的可锻性?用什么指标来进行综合衡量?金属的可锻性取决于哪些因素?答、金属的可锻性:衡量金属材料在塑性成形时获得优质零件的难易程度;用什么指标来进行综合衡量:金属的塑性和变形抗力;金属的可锻性取决于哪些因素:合金的成分及组织:化学成分,金属组织;变形条件:变形温度,变形速度,应力状态。26、焊接接头的构成是什么?并分析焊接接头的组织和性能。答、焊接接头构成:由焊缝区,熔合区,热影响区构成。焊缝区:组织为柱状晶粒,
14、易使化学成分和杂质在焊缝中心区产生偏析,使焊缝金属力学性能下降;熔合区:少量的铸态组织和粗大的过热组织,化学成分不均匀,组织不均匀;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;过热区:该区组织过热,晶粒粗大,塑性韧性差,也是焊接接头的一个薄弱的环节;正火区:冷却后为均匀细小的正火组织,力学性能较好;部分相变区:冷却后为粗大的铁素体与细晶粒珠光体,晶粒大小不一致,力学性能稍差。27、拉深件在拉深过程中易出现什么缺陷?应分别采取什么措施加以解决?答、易出现折皱加压板或压边圈;(分)拉穿合适的凸凹模间隙、合适的凸精选学习资料 - - - - - - - - - 名师
15、归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 20 页凹模圆角、控制拉深系数的大小,变性程度大时可进行多次拉深,后续的拉深系数比前面的大,并且可安排中间退火。28、简述熔化焊的冶金过程特点及保证焊缝质量的措施。答、冶金过程特点:熔池温度高,有益的合金元素容易烧损;熔池体积小,冷却速度快,化学成分不均匀,气体来不及逸出会产生气孔;动态熔池更新。保证焊缝质量的措施:渗加有益的合金元素,保证焊缝的化学成分;造成有效地保护隔绝空气对焊缝的不利影响;进行脱氧、脱硫、脱磷等。29、试画出车削细长轴工件的装夹情况,并分析各定位元件分别约束了哪几个自由度?答、用三爪卡盘和前后顶尖装夹:三爪卡盘约束了轴、
16、轴的平移;前后顶尖约束了轴、轴、轴的平移;轴、轴的转动;属于过定位;把三爪卡盘换成卡箍。30、 常见的焊接变形有哪些?应分别采取什么措施加以解决?答、焊接变形有收缩变形、角变形、弯曲变形、扭曲变形、波浪变形。措施:结构设计焊缝布置尽量对称、减少焊缝长度和数量;工艺设计加裕量、反变形法、合理安排焊接次序、焊前预热焊后缓冷、焊后热处理;焊后矫形处理机械矫形、火焰矫形。31、 什么是液态合金的充型能力?合金的流动性取决于那些因素?合金的流动性不好对铸件质量有何影响?为什么铸钢的流动性比铸铁差?精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 2
17、0 页答.1) 合金的充型能力:液态金属填充铸型的能力;2)合金的流动性取决于那些因素:化学成分和浇注条件;3)合金的流动性不好对铸件质量有何影响:会产生冷隔和浇不足;4)为什么铸钢的流动性比铸铁差?铸钢的结晶温度高,结晶温度范围大。32、 什么是拉深系数?用的板料能否一次拉深成直径为的拉深件?应采取哪些措施才能保证正常生产?答、拉深系数:拉深后制件的直径与毛坯直径之比;不能,因为拉深系数太小变形程度太大,可以进行多次拉深,后续的拉深系数可选得大一些,并可安排中间退火。33、简述焊条选用的基本原则?答:(1) 工件的力学性能和化学成分(2) 工件的工作条件和使用性能(3)工件的结构特点( 4)
18、施工现场条件受不同施工现场条件的限34、产生焊接应力与变形的原因是什么?焊接过程的局部加热导致被焊结构产生较大的温度不均匀,除引起接头组织和性能不均匀外,还会产生焊接应力与变形。35、和手工电弧焊相比,埋弧自动焊有何特点?应用范围如何? 答: 1) 焊接生产效率高。熔深大,焊接速度快,焊丝连续进给,节省了焊接辅助时间。2) 节省焊接材料。对中厚板埋弧焊可不开坡口,一次焊透,降低了焊接材料消耗。3) 焊缝质量好。由于焊剂层保护效果好,焊接过程有调节作用,4) 劳动条件较好。埋弧焊的非明弧操作和机械控制方式,减轻了体力劳动,避免了弧精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 -
19、 - - - - - -第 9 页,共 20 页光伤害,减小了烟尘。埋弧焊的不足之处是:只适合于平焊位置、长直焊缝和大直径环缝,不适于薄板和曲线焊缝的焊接,而且对被焊件预装配要求较高。36、铸铁焊补的主要问题是什么? 答: (1) 熔合区易产生白口组织。由于焊接时为局部加热,焊后铸铁件上的焊补区冷却速度远比铸造成形时快得多,因此很容易形成自口组织,其硬度很高,焊后很难进行机械加工。(2) 易产生裂纹。铸铁强度低,塑性差。当焊接应力较大时,就会在焊缝及热影响区内产生裂纹,甚至使焊缝整体断裂。此外,当采用非铸铁组织的焊条或焊丝冷焊铸铁件时,铸铁因碳及硫、磷杂质含量高,基体材料过多熔入焊缝中,易产生
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