華中科技大學(xué)機(jī)械制造工藝基礎(chǔ)部分課后答案.ppt
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1.1.4 某工廠鑄造一批啞鈴,常出現(xiàn)如圖1-59所示的明縮孔,有什么措施可以防止,并使鑄件的清理 工作量最???,,答:可采用順序凝固,使鑄件按規(guī)定方向從一部分到另一部分逐漸凝固。在鑄件可能出現(xiàn)縮孔的厚大部位安放冒口。或在鑄件遠(yuǎn)離澆冒口的部位增設(shè)冷鐵,加快該處的冷卻速度,使厚壁凸臺(tái)反而最先凝固,從而實(shí)現(xiàn)自下而上的順序凝固。如圖所示,,答:1.因?yàn)樵撹T件有應(yīng)力是不穩(wěn)定的,將自發(fā)的通過變形來減小內(nèi)應(yīng)力,趨于穩(wěn)定狀態(tài)。向下凹。 2.采用同時(shí)凝固以便冷卻均勻,或用“反變形”工藝。 3.采用如下圖所示結(jié)構(gòu)?;蛟黾油鈭A角,減小熱節(jié)。,1.1.11 某鑄件時(shí)常產(chǎn)生裂紋缺陷,如何區(qū)分其性質(zhì)?如果屬于熱裂紋,應(yīng)該從那些方面尋找原因?,(1)熱裂常發(fā)生在 鑄件的拐角處,截面厚度突變處等應(yīng)力集中的部位或鑄件最后凝固區(qū)的縮孔附近或尾部。裂紋往往沿晶界產(chǎn)生和發(fā)展,外形曲折,不規(guī)則,裂縫較寬,裂口表面氧化較嚴(yán)重。 冷裂外形常穿過晶粒,呈連續(xù)直線狀。裂縫細(xì)小,寬度均勻,斷口表面干凈光滑,具有金屬光澤或微氧化色。 (2)鑄件結(jié)構(gòu)不合理,合金的收縮大,型(芯)砂退讓性差以及鑄造工藝不合理均可能引起熱裂,剛和鐵中的硫,磷降低了剛和鐵的韌性,使熱裂的傾向大大提高。,1.2.2 確定如圖所示鑄件的鑄造工藝方案,要求如下: (1)按單件小批生產(chǎn)條件分析最佳方案; (2)按所選方案繪制澆注位置,分型面,分模面。 采用型芯三箱造型,或使用型芯二箱造型,上,下,造型方法為手工造型,方案如圖:,1.3.2 試比較壓力鑄造,低壓鑄造,擠壓鑄造三種方法的異同點(diǎn)及應(yīng)用范圍。,異同點(diǎn):壓力鑄造是動(dòng)型提供壓力,最后從動(dòng)型中頂出鑄件;低壓鑄造是壓縮空氣提供壓力,鑄件由澆口進(jìn)行補(bǔ)縮,不要冒口;擠壓鑄造的壓力很小,外力不直接作用在工件上,沒有塑性變形組織。 應(yīng)用范圍:壓力鑄造廣泛應(yīng)用于汽車,拖拉機(jī),儀器儀表,醫(yī)療器械等制造行業(yè)中;低壓鑄造常用來生產(chǎn)汽缸體,汽缸蓋,活塞,曲軸箱,殼體等高質(zhì)量鋁合金,鎂合金鑄件,有時(shí)用于生產(chǎn)銅合金,鑄鐵件。擠壓鑄造適合于生產(chǎn)各種力學(xué)性能要求高,氣密性好的后壁鑄件,如汽車鋁輪轂,發(fā)動(dòng)機(jī)鋁活塞,鋁缸體,制動(dòng)器鋁鑄件等,不適合生產(chǎn)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的鑄件。,1.4.2在方便鑄造和易于獲得合格鑄件的條件下,圖1-62所示鑄件構(gòu)造有何值得改進(jìn)之處?怎樣改進(jìn)?,構(gòu)造改進(jìn)如圖所示: 懸臂部分改為工字梁。,1.5.4 某鑄件壁厚有5mm,20mm,52mm三種,要求鑄件各處的抗拉強(qiáng)度都能達(dá)到150MPa,若選用HT150牌號(hào)的灰鑄鐵澆注,能否滿足其性能要求?,答:由表中數(shù)據(jù)可得: HT150 175(2.5~10mm) 145 (10~20mm) 130 (20~30mm) 120 (30~50mm) 因鑄件在壁厚20mm,52mm處無法承受150MPa強(qiáng)度,所以不滿足性能要求。,2.1.1 錫在20℃、鎢在1100 ℃變形,各屬于哪種變形?為什么(錫的熔點(diǎn)為232 ℃,鎢的熔點(diǎn)為3380 ℃)? 答:按照絕對(duì)溫度計(jì)算。絕對(duì)溫度零點(diǎn)是-237 ℃。 錫在20℃變形屬于熱變形,其T再=0.4(232+237)K (1100+237)K。,2.2.3 如何確定模鍛件分模面的位置? 答:按照以下原則確定分模面的位置 要保證模鍛件能從模膛中取出。 按選定的分模面制成的鍛模后,應(yīng)使上、下兩模沿分模面的模膛輪廓一致,以便在安裝鍛模和生產(chǎn)中容易發(fā)現(xiàn)錯(cuò)?,F(xiàn)象,及時(shí)調(diào)整鍛模的位置。 最好把分模面選在模膛深度最淺的位置處,使金屬很容易充滿模膛,便于取出鍛件,有利于鍛模的制造。 選定的分模面應(yīng)使零件上所加的敷料最少。 最好使分模面為一個(gè)平面,使上、下鍛模的膛深度基本一致,差別不宜過大,以便于制造鍛模。,2.2.5 圖2-55所示的零件的模鍛工藝性如何?為什么?應(yīng)如何修改使其便于模鍛?,圖2-55,答:工藝性不好,原因在于有突出物,不便于取模,存在著薄壁,而且沒有一定的拔模斜度。 修改后的圖形見教材P70,如圖2-26。,2.2.6 圖2-56所示的兩個(gè)零件采用錘上模鍛工藝成形,試選擇合適的分模面。,圖2-56,(a) 平連桿,(b) 彎連桿,2.2.7 圖2-57所示零件若批量分別為單件、小批、大批量生產(chǎn)時(shí),應(yīng)選用哪種方法制造?定性的畫出各種方法所需的鍛件圖。,其生產(chǎn)為單件,宜采用自由鍛,鍛件圖如下。 小批量生產(chǎn)的齒輪,宜采用摩擦壓力機(jī)上模鍛,鍛件圖如下。 大批量生產(chǎn)的通孔回轉(zhuǎn)體零件,宜采用平鍛機(jī)上模鍛,鍛件如下。,圖 2-57 不同的零件,2.2.9 圖2-58所示零件采用模鍛方法制坯,設(shè)計(jì)上有哪些不合理的地方?為什么?,不合理的地方如圖: 1.應(yīng)設(shè)計(jì)為圓角,減小金屬流動(dòng)時(shí)的摩擦阻力和使金屬液充分的填滿模膛; 2.應(yīng)有一定的拔模斜度,便于拔模; 3.應(yīng)設(shè)計(jì)得更厚,不然金屬容易冷卻,不易充滿模膛; 4.應(yīng)為非機(jī)械加工面,模鍛的尺寸精度高和表面粗糙度底,所示處不用于配合。,2.4.4 用Φ50沖孔模具來生產(chǎn)Φ50落料件能否保證沖壓件的精度?為什么? 答:不能。沖孔模的設(shè)計(jì)以凸模為基準(zhǔn),考慮到磨損,凸模取合乎公差要求的最大值,因而,使用沖孔模,來生產(chǎn)落料件,尺寸偏大。,2.4.5 用Φ2501.5板料能否一次拉深成直徑為Φ50的拉深件?應(yīng)采取哪些措施才能保證正常生產(chǎn)?如果為多次拉深,請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)每次拉深系數(shù)。 答:不能一次拉深成型,應(yīng)采用多次拉深,為保證材料有足夠的塑性,一兩次拉深之后應(yīng)安排工序間的退火處理,再著,多次拉深中,拉深系數(shù)應(yīng)一次比一次大。 各次拉深系數(shù),m1=0.5,m2=0.625,m3=0.64(m=m1m2m3=0.2) 。,2.4.9 試述圖2-60所示沖壓件的生產(chǎn)過程。,1.先從板材上沖裁出上圖形狀。,2.再在圖示位置沖掉兩個(gè)圓孔。,3.最后沿著圖示虛線位置折彎。,3.2.6 常見焊接缺陷有哪幾種?其中對(duì)焊接接頭性能危害最大的為哪幾種?,答:焊接接頭的不完整性稱為焊接缺陷,主要有焊接裂紋,未焊透,夾渣,氣孔和焊縫外觀缺陷等。其中危害最大的是焊接裂縫和氣孔。,3.2.11 產(chǎn)生焊接應(yīng)力與變形的原因是什么?焊接過程中和焊后,焊縫區(qū)縱向受力是否一樣?清除和防止焊接應(yīng)力有哪些措施?,答:焊接過程的加熱和冷卻受到周圍冷金屬的約束,不能自由膨脹和收縮。當(dāng)約束很大時(shí),則會(huì)產(chǎn)生殘余應(yīng)力,無殘余變形。當(dāng)約束很小時(shí),既產(chǎn)生殘余應(yīng)力,又產(chǎn)生殘余變形。 采取以下措施可以防止或消除焊接應(yīng)力: (1)焊接不要有密集交叉,截面和長度也要盡可能小,以減少焊接局部加熱,從而減少焊接應(yīng)力。 (2)采取合理的焊接順序,使焊縫能夠自由收縮,以減少應(yīng)力。 (3)采用小線能量,多層焊,也可減少焊接應(yīng)力。 (4)焊前預(yù)熱可以減少工件溫差,也能減少殘余應(yīng)力。 (5)當(dāng)焊縫還處于較高溫度時(shí),錘擊焊縫使金屬伸長,也能減少焊接殘余應(yīng)力。 (6)焊后進(jìn)行消除應(yīng)力的退火可消除殘余應(yīng)力。,3.2.12 按下圖示拼接大塊鋼板是否合理?為什么?要否改變?怎么改變?為減少焊接應(yīng)力與變形,其合理的焊接次序是怎樣的?,答:不合理。 焊縫密集交叉。局部加熱多,易產(chǎn)生焊接應(yīng)力和變形。 可考慮改成圖2的拼接方式,或圖3方式。 合理的焊縫次序?yàn)?,?yīng)先分別焊接左圖上,中,下三塊。然后將三塊連成整體。,a,圖1,圖3(來自朱春來的作業(yè)),3.3.5 點(diǎn)焊的熱源是什么?為什么會(huì)有接觸電阻?接觸電阻對(duì)點(diǎn)焊熔核的形成有什么影響?怎樣控制接觸電阻的大???,答:點(diǎn)焊是用圓柱電極壓緊工件,通過電流流過工件產(chǎn)熱獲得焊點(diǎn)。工件無為金屬,金屬有自身的電阻。接觸電阻小時(shí),吸熱少而散熱快,導(dǎo)致熔核偏向電阻大的一方,形成熔核偏移??梢圆捎锰厥怆姌O或工藝墊片來改變接觸電阻。,3.4.3 用下列板材制作圓筒型低壓容器,試分析其可焊性,并選擇焊接方法和焊接材料。 (1)A3鋼板,厚20 mm ,批量生產(chǎn);(2)20鋼板,厚2mm,批量生產(chǎn);(3)45鋼板,厚6mm,單件生產(chǎn);(4)紫銅板,厚4mm,單件生產(chǎn);(5)鋁合金板,厚20mm,單件生產(chǎn);(6)鎳鉻不銹鋼板,厚10mm,小批生產(chǎn)。,答:(對(duì)焊絲、焊劑、焊條牌號(hào)不做要求) (1)可焊性較好,采用批量生產(chǎn), 小件使用CO2焊,選用H08Mn2SiA焊絲加強(qiáng)脫氧和合金化,大件用埋弧焊選用H08A或H08MnA焊絲和HJ431焊劑; (2)可焊性良好,采用縫焊(板厚小于3毫米,無密封要求,應(yīng)選用電阻點(diǎn)焊,有密封要求,選用縫焊); (3)可焊性不大好,采用手弧焊,使用J607,或J707焊條; (4)銅的焊接性較低碳鋼低??蛇x用氬弧焊焊絲選用特制的紫銅焊焊絲。焊劑主要成分是硼砂和硼酸。 (5)焊接性不好,采用氬弧焊,專用鋁合金焊絲; (6) 鎳、鉻的加入使合金鋼中的碳當(dāng)量增加, 可焊性差, 應(yīng)采用氬弧焊,選用Ni-Cr不銹鋼焊絲,也可采用手弧焊,采用不銹鋼焊條。,3.5.1 如下圖三種焊件,其焊件布置是否合理?若不合理,加以改正。,解:三種皆不合理,改進(jìn)如下:,,,只一條焊縫即可,3.5.2 下圖示兩種低碳鋼支架,如批量生產(chǎn),設(shè)計(jì)最合理的生產(chǎn)工藝方案。如用焊接方法,試選用焊接方法,并對(duì)接頭形式與焊接材料提出工藝要求。,答:應(yīng)當(dāng)用焊接工藝,焊接方法是手弧焊。 選用J422焊條。 接口形式可采用單邊Y型坡口。,圖畫得不理想,沒有遵守軸測(cè)圖的畫法規(guī)定。,3.5.3 焊接梁尺寸如圖3-56所示,材料為15鋼,現(xiàn)有鋼板最大長度為2500mm。要求:決定腹板與上、下翼板的焊縫位置,選擇焊接方法,畫出各條焊縫接頭形式并制定各條焊縫和焊接次序,圖3-56 焊接工藝設(shè)計(jì),答: 腹板與上、下翼板的焊縫位置應(yīng)選在腹板上的耳板與翼板交接處,圖中5~10的位置,采用手弧焊,焊接順序如圖中數(shù)字所示,各焊縫接頭形式如下。注意對(duì)稱焊 上下翼板的對(duì)接接頭受力最大,先焊接,也要避開最大應(yīng)力處。,焊縫1,對(duì)接接頭,雙Y形接頭,焊縫2~6,8~10, T形接頭,不開坡口,焊縫7,,,,,,,,,,,此四處也要講順序,對(duì)稱來焊,3.5.6 計(jì)算下圖示對(duì)接焊縫的橫向收縮量。,S=0.25*(3*3+17*17+3*17)/20+0.125*3 =4.7375,,4.2.10 切屑是怎樣形成的?常見的切屑有幾種? 答:(1)金屬切削過程實(shí)際就是切屑的形成過程。被切削金屬層受到刀具的擠壓作用,產(chǎn)生彈性變形。隨著切削的繼續(xù)進(jìn)行,刀具繼續(xù)給被切金屬層施加壓力,金屬內(nèi)部的應(yīng)力和應(yīng)變也隨之變大;當(dāng)應(yīng)變達(dá)到材料的屈服極限時(shí),被切削金屬層產(chǎn)生塑性變形。此時(shí)切削仍在進(jìn)行, 金屬內(nèi)部應(yīng)力與應(yīng)變繼續(xù)變大,當(dāng)應(yīng)力達(dá)到材料斷裂強(qiáng)度極限時(shí),被切金屬層就會(huì)斷裂而形成切屑。此時(shí),金屬內(nèi)部應(yīng)力迅速下降,又重新開始彈性變形—塑性變形—斷裂變形的循環(huán),產(chǎn)生新的切屑。 (2)常見的切屑有帶狀、節(jié)狀、崩碎三類切屑。,4.3.2 粗車45鋼軸外圓,毛坯直徑dw=86mm,粗車后直徑 dm=80mm,被加工外圓表面長度lw=50mm,切入、切出長度l1=l2=3mm,切削用量 vc=120m/min ,f=0.2mm/r,ap=3mm,試求基本工藝時(shí)間tm。 答:車削行程長度l=l1+l2+lw=50+3+3mm=56mm; tm=π*dw*l*h / (1000*v*f*ap) l=lw+l1+l2=50+3+3=56mm h=(86-80)2=3 vc=120m/min=2m/s 代入得: tm=π*86*56*3/(1000*2*0.2*3)=37.8s,,5.3.3 簡述平面銑刀的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),并根據(jù)銑刀的特點(diǎn)歸納平面銑削的工藝特點(diǎn)。 答:平面銑刀主要有圓柱銑刀和端面銑刀兩種,前者軸線平行于被加工表面,后者軸線垂直于被加工表面。由于銑刀的刀齒都是相同的,所以可以用一個(gè)刀齒的特點(diǎn)來說明整個(gè)銑刀的特點(diǎn)。而每個(gè)刀齒都相當(dāng)于一把車刀,因此銑刀的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與車刀幾乎相同。 銑削的工藝特點(diǎn)主要有以下幾個(gè)方面: (1)生產(chǎn)率高。 (2)容易產(chǎn)生沖擊和振動(dòng)。 (3)刀齒散熱條件較好。 (4)切削的方式多樣化。,5.4.1 對(duì)7級(jí)精度的斜齒圓柱齒輪、蝸輪、扇形齒輪、多聯(lián)齒輪和內(nèi)齒輪,各采用什么方法加工比較合適? 答:斜齒圓柱齒輪采用滾齒,蝸輪采用滾齒法;扇形齒輪、多聯(lián)齒輪采用插齒法;內(nèi)齒輪采用插齒法或拉齒法。 5.4.2 對(duì)齒面淬硬和齒面不淬硬的6級(jí)精度直齒圓柱齒輪,其齒形的精加工面應(yīng)采取什么方法? 答:對(duì)沒有淬硬的6級(jí)精度直齒圓柱齒輪可以進(jìn)行剃齒,從而達(dá)到需要的精度。而對(duì)淬硬了的可以采用珩齒,以消除淬火后的氧化皮和輕微磕碰而產(chǎn)生的齒面毛刺與壓痕.,,7.2.5 試分析圖7-61所示齒輪的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、裝配基準(zhǔn)及滾切齒形時(shí)的定位基準(zhǔn)、測(cè)量基準(zhǔn)。,圖7-61,答:平面B是平面A的設(shè)計(jì)基準(zhǔn),其它均以中心軸為設(shè)計(jì)基準(zhǔn),齒輪的軸線和端面 B為裝配基準(zhǔn),滾切齒形時(shí)以孔和端面B為定位基準(zhǔn),孔的軸線為測(cè)量基準(zhǔn)。,7.2.9 分析圖7-64所示鉆鉸連桿零件小頭孔,保證小頭孔與大頭孔之間的距離及兩孔的平行度。(1)指出各定位元件所限制的自由度;(2)判斷有無欠定位或過定位;(3)對(duì)不合理的定位方案提出修改意見。,圖7-64 連桿,圖a,7.3.8 指出圖7-69所示零件難以加工或無法加工的部位,并提出改進(jìn)意見。,(a),答: (1) A元件限制了x、y方向移動(dòng)兩個(gè)自由度,B元件限制了x、y方向的移動(dòng),平面限制了繞x、y的轉(zhuǎn)動(dòng)和沿z的移動(dòng); 存在過定位,A和B都限制了零件x、y方向上的移動(dòng); 改動(dòng)如圖a所示,將小頭上改為菱形銷。,(b),(c),答:(a)如下圖所示。 (b)中各臺(tái)階面難以加工,應(yīng)該留有退刀槽或過渡圓。 (c)內(nèi)部螺紋孔難以加工,應(yīng)該從零件的頂部打通。,此處平面很難加工,,兩處平面設(shè)計(jì)成平齊,7.6.1. 如圖7-70所示的零件,成批生產(chǎn)為每月100件,試制定其加工工藝規(guī)程。 解:,,7.6.2. 圖7-71所示為車床主軸箱齒輪在小批生產(chǎn)條件下:(1)確定毛坯的生產(chǎn)方法及熱加工工藝方法;(2)制定出機(jī)械加工工藝規(guī)程。(注:齒輪精度為7級(jí)) 解:(1)毛坯采用自由鍛件,熱處理可采用調(diào)質(zhì)或表面淬火; (2)1、粗車外圓及端面,倒角,鉆孔,粗鏜孔,精車,精鏜孔;2、滾齒-齒端加工-剃齒-表面淬火-校正基準(zhǔn)-珩齒。,- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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