1、幻灯片 1 机械制造基础 课后练习讲解第一篇，第一章， P1 1 页3 、对于具有力学性能要求的零件，为什么在零件图上通常仅标注其硬度要求，而极少标注其他力学性能要求？答 ：硬度是指除了表面抵抗局部变形、特别是塑性变形、压痕、划痕的能力，反应了金属材料综合的性能指标，同时，各种硬度与强度间有一定的换算关系，故在零件图的技术条件下，通常只标出硬度要求，其他力学性能要求可以按照换算关系获得。幻灯片 2 机械制造基础 课后练习讲解5 、下列符号所表示的力学性能指标名称和含义是什么？答 ： b： 抗拉强度，材料抵抗断裂的最大应力。 s： 屈服强度，塑性材料抵抗塑性变形的最大应力。 0 . 2： 条件屈
2、服强度，脆性材料抵抗塑性变形的最大应力 - 1： 疲劳强度，材料抵抗疲劳断裂的最大应力。 ： 延伸率，衡量材料的塑性指标。 k： 冲击韧性，材料单位面积上吸收的冲击功。HRC ： 洛氏硬度， HBS ： 压头为淬火钢球的布氏硬度。 HBW ：压头为硬质合金球的布氏硬度。幻灯片 3 机械制造基础 课后练习讲解第一篇，第二章， P23 页2 、金属的晶粒粗细对其力学性能有什么影响，细化晶粒的途径是是什么？答 ：一般来说，同一成分的金属，晶粒越细，其强度、硬度越高，而且塑性和韧性也愈好。影响晶粒粗细的因素很多，但主要取决于晶核的数目，晶核越多，晶核长大的余地愈小，长成的晶粒越细，主要途径有：1 、提
3、高冷却速度，增加晶核数目； 2 、添加变质剂（孕育处理），增加外来晶核； 3 、热处理或塑性加工，固态金属晶粒细化； 4 、凝固时震动液体，碎化结晶的枝状晶。幻灯片 4 机械制造基础 课后练习讲解第一篇，第三章， P29 页3 、碳钢在油中淬火，后果如何？为什么合金钢通常不在水中淬火？答 ：由于碳钢的淬透性较差，因此在油中淬火时，心部冷却速度较慢，可能得不到马氏体组织，降低了材料的力学性能。对于合金钢，其淬透性较好，若在水中淬火，其整个截面将全部变成马氏体，内应力较大，容易产生变形及开裂。5 、钢锉、汽车大弹簧、车床主轴。发动机缸盖螺钉最终热处理有何不同？幻灯片 5 机械制造基础 课后练习讲解
4、答 ：钢锉的最终热处理为淬火 + 低温回火，其组织为低温回火马氏体，主要提高表面的硬度及耐磨性。汽车大弹簧为淬火 + 中温回火，组织为回火屈氏体，保持材料的高弹性。车床主轴为淬火 + 高温回火，组织为回火索氏体，具有较高的综合机械性能。发动机缸盖螺钉为渗碳 + 淬火 + 低温回火，表层组织为回火马氏体组织，表面具有较高的硬度和耐磨性，而心部为索氏体组织，具有较高的综合机械性能，达到 “ 面硬心软 ” 的使用目的。幻灯片 6 第一篇，第四章， P35 页1 、下列牌号钢各属于哪类钢？试说明牌号中数字和符号的含义，其中哪些牌号钢的焊接性能好？15 40 Q195 Q345 CrWMn 40Cr 6
5、0Si2Mn答 ：（ 1 ） 碳素结构钢： 15 40 ；普通碳素结构钢：Q195 ； 低合金高强钢： Q345 ； 合金工具钢： CrWMn ； 合金结构钢： 40Cr 60Si2Mn 。（ 2 ） 15 ， 40 钢含义：含碳量分别为 0.15% ， 0.4% 的碳素结构钢。 机械制造基础 课后练习讲解幻灯片 7 机械制造基础 课后练习讲解Q195 ： 屈服强度为 195MPa 的普通碳素结构钢。 Q345 ： 屈服强度等级为 395MPa 的低合金高强钢 。 CrWMn ： 含碳量大于 1% ，而含 Cr 、 W 、 Mn 合金元素均不足 1.5% 的合金工具钢。 40Cr ：含碳量 0
6、.4% 左右，而 Cr 合金元素含量不足 1.5% 的结构钢。60Si2Mn ： 含碳量 0.6% 左右， Si 含量为 2% ， Mn 含量小于 1.5%结构钢。（ 3 ）含碳量越低，含合金元素量越低焊接性能越好，因此15 ， Q195 ， Q395 钢的焊接性能好。幻灯片 8 机械制造基础 课后练习讲解4 、仓库中混存三种相同规格的 20 钢、 45 钢和 T10 圆钢，请提出一种最为简便的区分方法答 ：（ 1 ） 由于此三种钢碳含量差别较大，一般情况下，碳含量越高，硬度越高，因此根据三者硬度差别可以区分， 20钢硬度最低， 45 钢次之， T10 钢最高。测量硬度的方法具体有：利用仪器测
7、量，钢锯锯，更硬金属划擦等。一般情况下手感即可判断出硬度。（ 2 ）利用火花检测法，一般情况下，含碳量越高，其火花的分叉越少。（ 3 ）采用金相检测，碳含量越低，铁素体含量越高。幻灯片 9 机械制造基础 课后练习讲解5 、现拟制造如下产品，请选出适用的钢号答 ：六角螺钉： Q215,Q235 。 车床主轴： 45 ， 40Cr ， 40MnVB 。钳工的錾子： T10 ， T8 。 液化石油气罐： 16Mn ， Q295 - Q420 。活扳手： 9CrSi ， T8 。 脸盆： Q195 ， Q215 。 自行车弹簧：60Si2Mn 。 门窗合页： Q215 ， 20 钢。幻灯片 10 机械
8、制造基础 课后练习讲解第二篇，第一章， P48 页3 、某定型生产的厚铸铁件，投产以来质量基本稳定，但近一段时间浇不到和冷隔的缺陷突然增多，试分析其可能的原因。答 ：浇不到和冷隔缺陷增多是由于液态合金的充型能力降低所致，由于投产以来质量基本稳定，因此，其结构影响因素应予以排除。可能的原因有：1 、材料化学成分发生变化，其结晶温度范围变宽。导致流动性变差。 2 、浇注温度及充型压力变小也会造成充型能力的降低。 3 、铸型材料导热过快或铸型温度较低，使得液态合金温度降低过快。 4 、铸型排气不畅或考虑天气因素导致温度降低过快。幻灯片 11 机械制造基础 课后练习讲解4 、既然提高浇注温度可改善充型
9、能力，那么为什么又要防止浇注温度过高？答 ：浇注温度过高铸件容易产生缩孔、缩松、粘砂、析出性气孔、粗晶等缺陷，降低了出来的力学性能，因此，在保证充型能力的前提下，浇注温度不宜过高。8 、试用下面异形梁铸钢件分析其热应力形成原因，并用虚线标出铸件的变形方向。幻灯片 12 机械制造基础 课后练习讲解第二篇，第二章， P61 页2 、影响铸铁石墨化的主要因素是什么？为什么铸铁的牌号不用化学成分来表示？答 ：影响石墨化的因素有： 1 、化学成分，其中碳与硅是强石墨化因素，此外，对于强碳化物形成元素，一般阻碍石墨化，而弱碳化物形成元素对石墨化进程无明显影响。 2 、冷却速度，冷却速度越快，阻碍石墨化进程
10、。由于同一成分的铸铁可以根据石墨化进程不同，得到不同强度级别的铸件产品，因此，铸件强度除受化学成分影响外，还与冷却速度有很大关系，因此铸铁牌号不用化学成分来表示。幻灯片 13 机械制造基础 课后练习讲解9 、下列铸件宜选用哪类铸造合金？请阐述理由。答 ：车床床身：灰铸铁，主要是由于减震、铸造性能优良等。摩托车汽缸体：铝合金或灰铸铁，形状复杂，材料铸造性能好。火车轮：铸钢，具有较高的韧性及耐磨性能。压气机曲轴：球墨铸铁或铸钢，具有较高的韧性要求。汽缸套：蠕墨铸铁，具有优良的热性能。自来水管道弯头：铝合金或可锻铸铁，耐蚀性良好，成型方便。减速器涡轮：铜合金，具有优良的减摩性及耐蚀性能。幻灯片 14
11、 机械制造基础 课后练习讲解第二篇，第三章， P73 页4 、浇注位置选择和分型面选择哪个重要？若它们的选择方案发生矛盾该如何统一？答 ：浇注位置是指浇注时铸件在型内所处的位置，铸件的浇注位置正确与否对铸件质量影响较大，是制定铸造方案时必须优先考虑的。当浇注位置和分型面选择发生矛盾时，应首先考虑浇注位置，而后，根据试样形状、技术要求等内容对其分型面进行分型面的综合考虑评价，同时还需采用必要的措施，如施加冒口、安放冷铁等，获得合格的铸件产品。幻灯片 15 机械制造基础 课后练习讲解5 、图示铸件在单件生产条件下选用哪种造型方法。（ a ） 支架 - 整模造型幻灯片 16 机械制造基础 课后练习讲
12、解（ a ） 支架 - 分模造型幻灯片 17 机械制造基础 课后练习讲解（ c ） 绳轮 - 挖砂造型 + 四箱造型幻灯片 18 机械制造基础 课后练习讲解（ c ） 绳轮 - 活块造型幻灯片 19 机械制造基础 课后练习讲解（ c ） 绳轮 - 环芯造型 + 分模造型环芯幻灯片 20 机械制造基础 课后练习讲解7 、试绘制图示调整座铸件在大批量生产中的铸造工艺图。用切削的方式加工出凹槽用钻孔方式加工内螺纹立铸幻灯片 21 机械制造基础 课后练习讲解卧铸幻灯片 22 机械制造基础 课后练习讲解成对卧铸 - 最优的大批量生产工艺幻灯片 23 机械制造基础 课后练习讲解第二篇，第四章， P81 页
13、2 、什么是铸件的结构斜度？它与起模斜度有何不同？图示铸件结构是否合理？应如何改正？答 ：结构斜度是指铸件垂直于分型面上的不加工表面具有的斜度，是为了更好起模而设计。结构斜度应标注在零件图中，斜度较大，是铸件固有的结构特点；起模斜度标注于模型图中，斜度较小。铸件零件图中不标出。幻灯片 24 5 、为什么要有结构圆角？图示铸件上哪些圆角不够合理？应如何改正？答 ：铸件结构有结构圆角的原因有： 直角处易形成缩孔、缩松。直角处易产生应力集中。合金在结晶过程中易形成柱状晶，性能变差。圆角美观，避免浇注时冲毁铸型。 机械制造基础 课后练习讲解幻灯片 25 机械制造基础 课后练习讲解9 、试用内接圆方法确
14、定下图所示铸件的热节部位。在保证尺寸 H 的前提下，如何使铸件的壁厚尽量均匀？幻灯片 26 机械制造基础 课后练习讲解幻灯片 27 机械制造基础 课后练习讲解第三篇，第一章， P109 页2 、碳钢在锻造温度范围内变形时，是否会冷变形强化现象？答 ：碳钢在锻造温度范围内变形时，会发生冷变形强化现象，只是由于变形温度在再结晶温度以上，因此，这种冷变形强化现象会产生再结晶，加工硬化现象会消除。3 、铅在 20 ，钨在 1000 变形，各属于哪种变形？为什么？答 ：铅熔点为 327 ，即 600K ， 而再结晶温度为 0.4T 熔 =240K= -27 ， 即铅的再结晶温度为 - 27 ，因此在 2
15、0 加工是热加工。钨的熔点是 3380 ，即 3653K ， 再结晶温度为 1461K ，即1188 ，因此即使将钨加热到 1000 时，其变形也属于冷变形。幻灯片 28 机械制造基础 课后练习讲解6 、 “ 趁热打铁 ” 的含义何在？答 ：温度是金属的可锻性重要的影响因素，一般情况下，温度越高，其可锻性越好，因此，将金属加热到一定温度，获得单相奥氏体组织，而奥氏体组织是面心立方，其塑性、韧性较好，具有较低的变形抗力，可以实现获得较好的锻造性能。当温度降低到奥氏体化温度以下时，会产生相变，形成双相组织，且这两种双相组织的性能差别较大，因此，其可锻性变差，使得加工难于进行，若强行锻造，会导致加工
16、硬化，锻坯破裂报废。因此，趁热打铁的含义是将钢铁材料处于奥氏体单相区内进行锻造，可以获得良好的锻造性能。幻灯片 29 机械制造基础 课后练习讲解第三篇，第二章， P126 页2 、为什么重要的轴类锻件在锻造过程中安排有镦粗工序？答 ：原因主要有：碎化晶粒，提高轴类零件的力学性能；焊合轴类零件内部裂纹、孔洞缺陷；改变轴类零件的纤维组织方向，降低材料力学性能的各向异性。4 、在图示的两种抵铁上进行拔长时，效果有何不同？1 21 为 V 形槽砧拔长，锻件所受压应力数目较多，因此，此抵铁拔长的材料可锻性较好，质量较好。2 为平砧拔长，压应力数目少，可锻性较差，零件表面质量较差。幻灯片 30 机械制造基础 课后练习讲解5 、如何确定分模面的位置？答 ：确定锻件分模面的原则为：应保证模锻件从膜膛中取出。应使上下两膜沿分模面的膜膛轮廓一致，否则容易产生错膜。同时可以及时方便的调整锻模位置。分模面应选在能是膜膛深度最浅的位置上。选定的分模面应使零件上所增加的余块量最少。
