《機械制造基礎(chǔ)》作業(yè)答案.doc

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《機械制造基礎(chǔ)》作業(yè)題目 第一篇 鑄 造 1、 鑄造性能指標(biāo)主要有哪一些？影響它們的主要因素有哪一些？ 鑄造性能指標(biāo) 鑄造性能指標(biāo)的主要影響因素 金屬的流動性 化學(xué)成分、澆注條件（澆注溫度、充型壓力、澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)）、鑄型結(jié)構(gòu)、鑄型條件（蓄熱能力即導(dǎo)熱性、鑄型溫度或冷卻速度、鑄型的透氣性） 金屬的收縮性（凝固特性） 合金種類、化學(xué)成分、澆注溫度、鑄造工藝、鑄型結(jié)構(gòu)、鑄型條件 金屬的吸氣性 溫度、其他（合金的種類和氣體的成份等） 金屬的偏析 合金化學(xué)成分、溫度、冷卻速度 2、順序凝固原則與同時凝固原則有何不同？分別可防止何種鑄造缺陷？同時又會產(chǎn)生何種鑄造缺陷？ 凝固原則 不同點 可以防止的鑄造缺陷 會產(chǎn)生的鑄造缺陷 順序凝固原則 在熱節(jié)設(shè)置適當(dāng)?shù)难a縮冒口或冷鐵，使鑄件上遠離澆冒口的部位先凝固，澆冒口處最后凝固。鑄件各部分溫差較大，冷卻速度不一致。 縮孔、縮松 鑄造應(yīng)力、變形和裂紋等。 同時凝固原則 內(nèi)澆口開在鑄件薄壁處，在鑄件厚壁處安放冷鐵，使鑄件各處同時凝固?？刹挥妹翱凇? 熱應(yīng)力、變形和裂紋等 縮孔或縮松 3、分別在什么情況下選擇手工造型或機器造型？能否用機器造型代替所有手工造型？為什么？ 造型方式 應(yīng)用情況 能否用機器造型代替所有手工造型 手工造型 鑄件結(jié)構(gòu)簡單或復(fù)雜，兩箱造型或多箱造型，鑄件的尺寸精度及表面質(zhì)量要求不高，單件小批量生產(chǎn) 不能。相比來說，手工造型的設(shè)備等投資比機器造型低，很多結(jié)構(gòu)復(fù)雜、需要多箱造型的鑄件還不能用機器造型實現(xiàn)，同時，單件小批量生產(chǎn)時，機器造型也是不劃算的 機器造型 鑄件結(jié)構(gòu)簡單，兩箱造型，鑄件的尺寸精度及表面質(zhì)量要求相對較高，大批大量生產(chǎn) 4、特種鑄造方法主要有哪幾種？有何共同特點？各適用什么場合？ 特種鑄造方法 共同特點 適用場合 熔模鑄造（失蠟鑄造） 鑄件精度、表面質(zhì)量比一般鑄造方法要好，生產(chǎn)率提高，勞動條件得到改善，大多可實現(xiàn)機械化自動化生產(chǎn) 形狀復(fù)雜和難以切削加工的高熔點合金精密鑄件的成批大量生產(chǎn)，將整個零件裝配而成的組件改為整鑄件一次鑄出 金屬型鑄造 大批大量生產(chǎn)有色金屬精密鑄件，一些有特殊性能要求的、形狀比較簡單的小型鑄鐵件或碳素鑄鋼件 壓力鑄造 大批大量生產(chǎn)有色金屬精密鑄件 低壓鑄造 質(zhì)量要求較高的、形狀復(fù)雜的、薄壁的中、小型有色金屬精密鑄件 離心鑄造 鑄鐵管、氣缸套、銅套、雙金屬軸承等中空的、回轉(zhuǎn)體鑄件的大批量生產(chǎn) 消失模鑄造（氣化模鑄造、實型鑄造） 機床、船舶等大型鑄件的單件小批生產(chǎn)，化工、鍋爐等行業(yè)大型冷沖模具，汽車行業(yè)某些鑄鐵件、鋁合金鑄件的大批量生產(chǎn) 陶瓷型鑄造 批量小、形狀復(fù)雜、厚大的精密鑄件 磁型鑄造 形狀不十分復(fù)雜的中、小型精密鑄件的生產(chǎn)，以黑色金屬為主 5、列表舉出壓力鑄造與低壓鑄造的主要區(qū)別。 項目 壓力鑄造 低壓鑄造 充型壓力 大 小 熱處理工藝性 差 好 鑄造適應(yīng)性 差 好 分型方式 垂直 水平 材料利用率 低 高 生產(chǎn)效率 高 低 設(shè)備投資 高 低 充型方式 中間 底注 流動性 液態(tài)半液態(tài) 液態(tài) 第二篇 壓力加工 1、 列表舉出自由鍛與模鍛的主要區(qū)別。 項目 自由鍛 模鍛 適用范圍 單件、小批量、多品種生產(chǎn)，修配以及大型鍛件的生產(chǎn)和新產(chǎn)品的試制等 小型鍛件的大批大量生產(chǎn) 工藝靈活性 較高 較低 設(shè)備投資 低 高 材料利用率 低 高 生產(chǎn)率 低 高 生產(chǎn)準(zhǔn)備周期 短 長 鍛件尺寸精度 低 高 鍛件表面質(zhì)量 差 好 變形抗力 較小 較大 變形受限情況 除與上、下砧鐵或其它輔助工具接觸的部分表面外，變形不受限制，發(fā)生局部變形 三向受壓，發(fā)生整體變形 2、 列表舉出錘上模鍛和壓力機上模鍛的主要區(qū)別。 項目 錘上模鍛 壓力機上模鍛 曲柄壓力機上模鍛 摩擦壓力機上模鍛 實現(xiàn)機械化和自動化 較難 易 振動與噪聲 大 小 勞動條件 差 好 壓力形式 沖擊力 主要是靜壓力 鍛造壓力（鍛件重量） 低 高 生產(chǎn)率 較低 高 較高 材料利用率 較低 高 設(shè)備投資 較低 高 清除表面氧化皮 不需要 需要 鍛件精度及表面質(zhì)量 中 高 較高 模具壽命 低 高 低 模具特點 鍛模固定于錘頭和砧座上，模膛復(fù)雜，造價高 組合模，有導(dǎo)柱、導(dǎo)套和頂出裝置 一般為單膛鍛模 適用范圍 中小型鍛件，大批量生產(chǎn)。適合各種類型模鍛件 中小型鍛件，大批量生產(chǎn)。不宜進行拔長和滾壓 小型鍛件，中批量生產(chǎn)?？蛇M行精密模鍛 3、根據(jù)其功用，模鍛的鍛模模膛主要有哪一些？各有什么作用？ 模膛類型 作用 制坯模膛 拔長模膛 用來減小坯料某部分的橫截面積以增加該部分的長度 彎曲模膛 用來彎曲桿類鍛件的坯料 滾壓模膛 用來減小坯料某部分的橫截面積以增加另一部分的橫截面積，主要是使金屬按模鍛件形狀來分布 切斷模膛 用于從坯料上切下鍛件或從鍛件上切鉗口，或用于多件鍛造后分離成單件 模鍛模膛 預(yù)鍛模膛 使坯料變形到接近于鍛件的形狀和尺寸，便于終鍛時金屬容易充滿終鍛模膛。同時減少了終鍛模膛的磨損以延長鍛模的使用壽命 終鍛模膛 使坯料最后變形到鍛件所要求的形狀和尺寸 4、沖壓凸凹模間隙對沖裁件斷面質(zhì)量和模具壽命分別有什么影響？ 沖裁件斷面質(zhì)量 凸凹模間隙要選擇正確，裂紋才能重合，沖裁件切口才能光潔，否則產(chǎn)生的毛刺會影響沖裁件質(zhì)量。 當(dāng)沖裁件斷面質(zhì)量要求較高時，應(yīng)選取較小的間隙值；當(dāng)沖裁件斷面質(zhì)量無嚴(yán)格要求時，應(yīng)盡可能加大間隙，以利于提高沖模壽命。 模具壽命 沖裁過程中，凸模與被沖孔之間、凹模與落料件之間均有摩擦，間隙越小，摩擦越嚴(yán)重。過小的間隙對延長模具壽命極為不利。 5、沖孔與落料通稱沖裁，但零件基本尺寸一致時，為什么沖孔模與落料模的凸凹模刃口尺寸卻不相同？ 答：一般地，落料時凹模刃口尺寸應(yīng)選取靠近落料件公差范圍內(nèi)的最小尺寸，沖孔時凸模刃口尺寸應(yīng)選取靠近孔的公差范圍內(nèi)的最大尺寸。設(shè)計落料模時，以凹模為設(shè)計基準(zhǔn)，凹模刃口尺寸等于成品尺寸，凸模刃口尺寸等于成品尺寸減去間隙值Z，即用縮小凸模刃口尺寸來保證間隙Z，用公式表示為：D凹=d件min，d凸=D凹－2Z。設(shè)計沖孔模時，以凸模為設(shè)計基準(zhǔn)，凸模刃口尺寸等于孔的尺寸，凹模刃口尺寸等于孔徑尺寸加上間隙值Z，即用擴大凹模刃口尺寸來保證間隙Z，用公式表示為：d凸=d件max，D凹=d凸＋2Z。 第三篇 焊 接 1、 按照焊接過程的特點不同，焊接可以分為哪三種？列表舉出它們的主要區(qū)別。 焊接方法 是否加熱 是否加壓 是否使用填充材料 被焊金屬是否熔化 焊接應(yīng)力與變形 接頭處清理質(zhì)量要求 加熱溫度 接頭形式 熔化焊（熔焊） 是 否 是 是 大 低 高 多樣 壓力焊（壓焊） —— 是 否 塑性狀態(tài)或局部熔化狀態(tài) 較小 較低 —— 搭接或?qū)? 釬焊 是 否 是 否 小 高 低 搭接 2、 列表舉出埋弧自動焊與手工電弧焊的主要區(qū)別。 項目 埋弧自動焊 手工電弧焊 操作方式 焊機自動操作 手動操作 焊芯 連續(xù)自動送進的光焊絲 焊條焊芯 藥皮 顆粒狀焊劑 焊條藥皮 焊接電流 較低 較高 生產(chǎn)率 高 低 焊接質(zhì)量 高 低 材料利用率 高 低 勞動條件 好 差 設(shè)備投資 高 低 接頭的加工與裝配要求 高 低 適應(yīng)性 大批大量生產(chǎn)中厚板(6～60mm厚)結(jié)構(gòu)的長直焊縫與φ250mm大直徑的環(huán)縫，以及耐磨、耐腐蝕合金的堆焊、大型球墨鑄鐵曲軸以及鎳合金、銅合金等，只能平焊而不能焊接空間位置焊縫、不規(guī)則焊縫及狹窄位置的焊縫 單件小批生產(chǎn)2mm以上各種常用金屬的各種位置焊接，不適合焊接一些活潑金屬、難熔金屬及低熔點金屬 3、手工電弧焊焊條由哪兩個部分組成？分別有什么作用？ 焊芯 電極作用（傳導(dǎo)電流，產(chǎn)生電?。?；填充金屬作用；參加冶金反應(yīng)(滲金屬)。 藥皮 穩(wěn)弧作用；機械保護作用；冶金處理作用。 4、列表舉出電阻壓力焊與摩擦壓力焊的主要區(qū)別。 項目 電阻壓力焊 摩擦壓力焊 熱源形式 電阻熱 摩擦熱 工件是否熔化 局部熔化形成熔核 高溫塑性狀態(tài) 可焊金屬類型 種類較少，不宜焊接導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性較好的材料，僅能是同種金屬焊接 種類較多，可焊同種或異種金屬 焊接質(zhì)量 較低 較高 對焊接接頭的清理質(zhì)量要求 高 低 焊后有無飛邊 無 有 焊接形式 點焊、對焊、縫焊 只能是對焊 焊件形狀要求 較低 至少有一個工件是圓形或管狀 能量消耗 高 低 5、釬焊與熔化焊的過程有什么實質(zhì)上的區(qū)別？ 答：最主要的區(qū)別是母材是否熔化。釬焊加熱溫度低，焊件組織、力學(xué)性能和變形較小，但其接頭強度比熔化焊低。 第四篇 切削加工 1、畫圖說明下列切削加工方法的主運動和進給運動：①車端面；②車床上切槽；③鉆床上鉆孔；④立式銑床上鉆孔；⑤車床上鉆孔；⑥鏜床上加工孔；⑦龍門刨床上刨平面；⑧牛頭刨床上刨平面；⑨臥式銑床上銑溝槽；⑩內(nèi)圓磨床上磨孔。 3、 簡述車削加工的工藝特點。 （1）工件繞固定軸線回轉(zhuǎn)，各表面具有同一軸線，易于保證工件各加工表面的位置精度（尤其是同軸度要求）。（2）慣性力和沖擊較小，切削過程較平穩(wěn)，生產(chǎn)率高。（3）適用于有色金屬零件的精加工。（4）刀具簡單，便于選擇、制造、刃磨和安裝。（5）也可以加工非回轉(zhuǎn)體表面。 4、 列表舉出刨削與銑削加工的不同之處。 項目 刨削 銑削 適應(yīng)性 平面(包括水平面、垂直面和斜面)，加工溝槽（如直角槽、燕尾槽、V型槽和T型槽等），齒條、齒輪、花鍵和母線為直線的成形面等 平面(包括水平面、垂直面和斜面)，以及刨削無法或不便于完成的軸上鍵槽、內(nèi)凹平面和要求等平的外平面等工作和其他溝槽 生產(chǎn)率 低 一般較高(加工狹長平面時除外) 設(shè)備和刀具費用 低 高 主運動 刨刀的直線運動 銑刀的旋轉(zhuǎn) 機床與刀具 結(jié)構(gòu)比車床、銑床等簡單，成本低，調(diào)整和操作也較簡便，所用刀具與車刀基本相同，形狀簡單，制造、刃磨和安裝都比較方便。 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)備投資高，制造、維修、安裝以及刀具刃磨較麻煩 生產(chǎn)批量 單件小批量 大批大量(加工狹長平面時除外) 切削穩(wěn)定性 低 高 5、 列表舉出鉆、擴、鉸的不同之處。 項目 鉆 擴 鉸 切削量與加工余量 較大 大 小 排屑難易 難 易 最易 孔精度 低 高 最高 孔的表面粗糙度 高 低 最低 切削速度 高 低 最低 進給量 小 大 最大 導(dǎo)向性與切削平穩(wěn)性 差 好 最好 生產(chǎn)效率 低 高 最高 6、 列表舉出螺紋加工的主要工藝方法及特點。 工藝方法 特點 攻絲(攻螺紋) 攻絲是用一定的扭距將絲錐旋入工件上預(yù)鉆的底孔中加工出內(nèi)螺紋。套絲是用板牙在棒料(或管料)工件上切出外螺紋。攻絲或套絲的加工精度取決于絲錐或板牙的精度。加工內(nèi)、外螺紋的方法雖然很多,但小直徑的內(nèi)螺紋只能依靠絲錐加工。攻絲和套絲可用手工操作,也可用車床、鉆床、攻絲機和套絲機 套扣(套螺紋) 車削螺紋 可使用通用設(shè)備，道具簡單、適應(yīng)性廣，可加工各種形狀、尺寸及精度的內(nèi)外螺紋尤其是大尺寸齒輪。單件小批生產(chǎn)時采用結(jié)構(gòu)簡單的成形車刀車削;高效率、中大批量生產(chǎn)細牙的短螺紋工件時采用刀具結(jié)構(gòu)復(fù)雜的螺紋梳刀車削。普通車床車削梯形螺紋的螺距精度一般只能達到8～9級。 銑削螺紋 在螺紋銑床上用盤形銑刀或梳形銑刀進行銑削。盤形銑刀主要用于銑削絲桿、蝸桿等工件上的梯形外螺紋。梳形銑刀用于銑削內(nèi)、外普通螺紋和錐螺紋,用多刃銑刀銑削、其工作部分的長度又大于被加工螺紋的長度,生產(chǎn)率很高。螺紋銑削的螺距精度一般能達 8～9級,表面粗糙度為R 5～0.63微米。適用于成批生產(chǎn)一般精度的螺紋工件或磨削前的粗加工。 磨削螺紋 主要用于在螺紋磨床上加工淬硬工件的精密螺紋，在專門的螺紋磨床上進行。主要用于制造淬火后具有高硬度和高精度的精密絲杠、螺紋量規(guī)、滾絲輪、絲錐等螺紋。磨削后螺紋加工精度的中徑公差等級可達IT6～IT4級，表面粗糙度為Ra0.4～0.1 研磨 用鑄鐵等較軟材料制成螺母型或螺桿型的螺紋研具,對工件上已加工的螺紋存在螺距誤差的部位進行正反向旋轉(zhuǎn)研磨,以提高螺距精度。淬硬的內(nèi)螺紋通常也用研磨的方法消除變形,提高精度。 滾壓(軋)螺紋 用成形滾壓模具使工件產(chǎn)生塑性變形以獲得螺紋。一般在滾絲機或在附裝自動開合螺紋滾壓頭的自動車床上進行,適用于大批量生產(chǎn)各種螺釘、螺栓、螺柱、絲錐等標(biāo)準(zhǔn)緊固件和其它螺紋聯(lián)接件的外螺紋。滾壓螺紋的外徑一般不超過 25毫米,長度不大于100毫米,螺紋精度可達2級,所用坯件的直徑大致與被加工螺紋的中徑相等。滾壓一般不能加工內(nèi)螺紋,但對材質(zhì)較軟的工件可用無槽擠壓絲錐冷擠內(nèi)螺紋且其加工精度和表面質(zhì)量比攻絲略高。 7、 列表舉出齒形加工的主要工藝方法及特點。 加工方法 特點 成形法（仿形法） 銑齒 刀具為盤形銑刀或指形銑刀，機床為銑床或滾齒機，生產(chǎn)率較低，可在普通銑床上進行，刀具結(jié)構(gòu)簡單工時費用低?？梢约庸ぶ饼X、斜齒和人字齒（指形銑刀）圓柱齒輪以及齒條和錐齒輪等。加工精度較低，一般用于單件小批生產(chǎn)和維修工作中加工IT9級精度以下，齒面粗糙度Ra值為6.3～3.2μm的低速齒輪可以加工直齒、斜齒和人字齒圓柱齒輪以及齒條和錐齒輪等。 磨齒 刀具為砂輪，機床為花鍵磨床或工具磨床，生產(chǎn)率較高（比展成法高）可在花鍵磨床或工具磨床上磨齒故生產(chǎn)成本較低，加工精度可達IT3-6級，表面粗糙度為Ra1.6-Ra0.8（比展成法略低，主要取決于成形砂輪的修整精度和機床的分齒精度）?？杉庸ご阌昌X面，適宜齒輪淬火后的精加工 拉齒 刀具為齒輪拉刀，機床為拉床，生產(chǎn)率較高，加工精度較高，但應(yīng)用不廣。適用于大批大量生產(chǎn)，尤其是內(nèi)齒輪加工。 展成法（范成法、包絡(luò)法） 滾齒 刀具為齒輪滾刀（齒形是直線），機床為滾齒機，生產(chǎn)率高，因設(shè)備和刀具復(fù)雜故費用較高，加工精度可達IT6—10級，表面粗糙度為Ra6.3-Ra3.2?？杉庸ぶ饼X輪、斜齒輪、蝸輪、花鍵、棘輪、鏈輪、擺線齒輪及圓弧點嚙合齒輪，不能加工內(nèi)齒輪、人字齒輪和靠得太近的多聯(lián)齒輪。 插齒 刀具為插齒刀，機床為插齒機， 加工精度可達IT7-9級，表面粗糙度為Ra6.3-Ra3.2?？杉庸?nèi)外嚙合的圓柱齒輪，雙聯(lián)齒輪、三聯(lián)齒輪，齒條和錐齒輪等。 刨齒 刀具為刨齒刀，機床為刨齒機， 剃齒 刀具為剃齒刀（結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造困難但耐用度和生產(chǎn)率高），機床為剃齒機（結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)整和操作方便），生產(chǎn)率高，加工精度可達IT6-7級（主要取決于剃齒刀）。用于成批和大量生產(chǎn)中滾齒（只能提高齒形精度和齒向精度，不能提高分齒精度）、插齒后，淬火前未淬硬齒輪的精加工 珩齒 刀具為珩磨輪，機床為珩齒機或剃齒機，生產(chǎn)率高，對齒形精度改善不大，主要是減少熱處理后齒面粗糙度，加工精度可達IT6-7級，粗糙度值Ra0.4以下。適于各種批量生產(chǎn)的淬硬齒輪和非淬硬齒輪的精加工 滾齒 刀具為齒輪滾刀，機床為滾齒機，生產(chǎn)率較高，加工精度可達IT6-IT10，最高可達IT4。應(yīng)用最廣，常用于加工直齒、斜齒的外嚙合的圓柱齒輪和蝸輪以及花鍵軸等，但一般不能加工內(nèi)齒輪、扇形齒輪和相距很近的雙聯(lián)齒輪。適于單件小批量生產(chǎn)和大批大量生產(chǎn) 磨齒（根據(jù)齒輪與齒條嚙合的原理進行） 刀具為砂輪，機床為磨齒機，生產(chǎn)率較低，需要專門的磨齒設(shè)備故生產(chǎn)成本較高，加工精度可達IT3-6級，表面粗糙度為Ra1.6-Ra0.8?？杉庸ご阌不蛭创阌驳凝X面，適宜齒輪淬火后的高速高精度加工 研齒 刀具為研磨輪（要加入研磨劑），機床為研磨機，能消除氧化皮和有效地降低齒面粗糙度（可達Ra0.2-1.6），但不能提高齒形精度。主要用于沒有磨齒機或不便磨齒（如大型齒輪等）時齒面淬硬齒輪的精整加工。 7