機械制造基礎(chǔ)簡答題答案

1、第一部分 工程材料四、簡答題1什么是工程材料？按其組成主要分為哪些種類? 答：工程材料主要指用于機械工程和建筑工程等領(lǐng)域的材料。  按其組成主要分為：金屬材料、高分子材料、無機非金屬材料、復(fù)合材料。2什么是金屬的熱處理？有哪些常用的熱處理工藝？答：金屬熱處理就是通過加熱、保溫和冷卻來改變金屬整體或表層的組織，從而改善和提高其性能的工藝方法。 金屬熱處理工藝可分為普通熱處理（主要是指退火、正火、淬火和回火等工藝）、表面熱處理（包括表面淬火和化學(xué)熱處理）和特殊熱處理（包括形變熱處理和真空熱處理等）。3鋼退火的主要目的是什么？常用的退火方法有哪些？答：鋼退火的主要目的是：細化晶粒

2、，均勻組織，提高機械性能；降低硬度，改善切削加工性； 消除殘余內(nèi)應(yīng)力，避免鋼件在淬火時產(chǎn)生變形或開裂；提高塑性、韌性 ，便于塑性加工 為最終熱處理做好組織準備。常用的退火方法有完全退火、等溫退火、球化退火、去應(yīng)力退火、擴散退火、再結(jié)晶退火。4鋼正火的主要目的是什么？正火與退火的主要區(qū)別是什么？如何選用正火與退火？答：鋼正火的主要目的是細化晶粒，改善組織，提高力學(xué)性能；調(diào)整硬度，便于進行切削加工（HB)；消除殘余內(nèi)應(yīng)力，避免鋼件在淬火時產(chǎn)生變形或開裂；為球化退火做好組織準備。正火與退火的主要區(qū)別是冷卻速度不同。正火與退火的選用：不同的退火方法有不同的應(yīng)用范圍和目的，可根據(jù)零件的具體要求選用；正火

3、可用于所有成分的鋼，主要用于細化珠光體組織其室溫組織硬度比退火略高，比球化退火更高；一般來說低碳鋼多采用正火來代替退火。為了降低硬度，便于加工，高碳鋼應(yīng)采用退火處理。5淬火的目的是什么？常用的淬火方法有哪幾種？答：淬火是將鋼奧氏體化后快速冷卻獲得馬氏體組織的熱處理工藝。淬火的目的主要是為了獲得馬氏體，提高鋼的硬度和耐磨性。它是強化鋼材最重要的熱處理方法。常用的淬火方法有：單液淬火、雙液淬火、分級淬火和等溫淬火。6. 淬火后，為什么一般都要及時進行回火？回火后鋼的力學(xué)性能為什么主要是決定于回火溫度而不是冷卻速度？答：淬火鋼一般不宜直接使用，必須進行回火以消除淬火時產(chǎn)生的殘余內(nèi)應(yīng)力，提高材料的塑性

4、和韌性，穩(wěn)定組織和工件尺寸。 由于回火后鋼的力學(xué)性能取決于回火后的組織與結(jié)構(gòu)，而回火后的組織與結(jié)構(gòu)是由回火溫度而不是由冷卻速度決定的。7回火的目的是什么？常用的回火操作有哪些？試指出各種回火操作得到的組織、性能及應(yīng)用范圍。答：回火的目的是：消除淬火時產(chǎn)生的殘余內(nèi)應(yīng)力；提高材料的塑性和韌性，獲得良好的綜合力學(xué)性能；穩(wěn)定組織和工件尺寸。常用的回火方法有以下三種：（1）低溫回火（250以下）組織：回火組織為回火馬氏體。性能：基本上保持了淬火后的高硬度（一般為5864 HRC）和高耐磨性。應(yīng)用：主要用于高碳工具鋼、模具、滾動軸承、滲碳、表面淬火的零件及低碳馬氏體鋼和中碳低合金超高強度鋼。（2）中溫回火

5、（350500 ）組織：回火組織為回火屈氏體。性能：回火屈氏體的硬度一般為3545 HRC，具有較高的彈性極限和屈服極限。它們的屈強比（sb）較高，一般能達到07以上，同時也具有一定的韌性。應(yīng)用：主要用于各種彈性元件。（3）高溫回火（500650）組織：回火組織為回火索氏體。性能：其綜合力學(xué)性能優(yōu)良，在保持較高強度的同時，具有良好的塑性和韌性。硬度一般為2535 HRC。應(yīng)用：廣泛用于綜合力學(xué)性能要求高的各種機械零件，例如軸、齒輪坯、連桿、高強度螺栓等。8什么是調(diào)質(zhì)處理？調(diào)質(zhì)的主要目的是什么？鋼在調(diào)質(zhì)后是什么組織？答：通常在生產(chǎn)中將各種鋼件淬火及高溫回火的復(fù)合熱處理工藝稱為調(diào)質(zhì)處理。調(diào)質(zhì)的主要

6、目的是提高零件的綜合機械性能。鋼在調(diào)質(zhì)后的組織是：回火索氏體 9說明下列零件毛坯進行正火的主要目的及正火后的組織：（l）20鋼鍛造的齒輪毛坯；（2）45鋼鍛造用的機床主軸毛坯；（3）T12軋制而成的銼刀毛坯（組織為網(wǎng)狀 FeC和片狀珠光體）。答：（1） 20鋼齒輪正火后的組織為：S+F目的：提高硬度，避免粘刀，改善切削加工性。（2） 45鋼鍛造用的機床主軸毛坯正火后的組織為：S+F目的：（正火代替完全退火，節(jié)約時間和能源）細化晶粒，改善組織，改善機械性能。（3） T12鋼軋制而成的銼刀毛坯正火前的組織為網(wǎng)狀Fe3C和片狀珠光體，正火后的組織為：S+ Fe3C目的：細化晶粒，改善組織，減少或消除

7、網(wǎng)狀滲碳體，為后續(xù)工序（球化處理）做好組織準備。10指出下列工件的淬火及回火溫度，并說明其回火后獲得的組織及其大致硬度。（l）45 鋼小軸（要求綜合性能）；（2）60 彈簧鋼；（3）T12 銼刀。答：工 件淬火溫度回火溫度回火后的組織回火后的硬度45 鋼小軸Ac3 + 3050500650S回HRC253560 彈簧鋼Ac3 + 3050350500T回HRC4550T12 銼刀Ac1 + 3050150250M回HRC556511. 45鋼軸的生產(chǎn)工藝過程如下，試說明其中各熱處理工序的目的。 鍛造 正火 粗加工 調(diào)質(zhì) 精加工 局部表面淬火 + 低溫回火 磨削 答：正火：消除鍛造時產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力

8、或調(diào)整材料的硬度，使其便于切削加工。調(diào)質(zhì)處理：提高材料的綜合機械性能。局部表面淬火 + 低溫回火：局部表面淬火是為了局部提高材料表面的硬度，從而提高其耐磨性；低溫回火是為了消除殘余內(nèi)應(yīng)力，防止工件變形開裂，同時保持材料淬火后的高硬度。12. 用45鋼制車床主軸，要求軸頸部位硬度為5658HRC，其余地方為2024 H RC，其加工工藝路線為：鍛造正火機械加工軸頸表面淬火低溫回火磨加工。請說明以下問題。（1）正火的目的及大致熱處理工藝參數(shù)。（2）表面淬火及低溫回火的目的。（3）使用狀態(tài)下軸頸及其他部位的組織。答: （1）主軸正火的目的是為了細化晶粒，改善組織，消除內(nèi)應(yīng)力，同時，改善切削加工性 ，

9、保證主軸心部的力學(xué)性能。加熱到850，保溫一定的時間，出爐后在空氣中冷卻。（2）表面淬火的目的是為了獲得馬氏體組織，提高主軸的硬度，改善耐磨性；低溫回火的目的是為了消除淬火應(yīng)力，防止變形和開裂，同時，保持高的淬火硬度。（3）使用狀態(tài)下軸頸表面的組織是回火馬氏體M回，軸頸心部的組織是回火索氏體和鐵素體S回+F,其他部位的組織是索氏體和鐵素體S+F。15. 試分析下列零件的工作條件和主要力學(xué)性能要求，選擇相應(yīng)的材料(寫出23種材料的牌號)：（1）彈簧 （2）汽車變速箱小齒輪 （3）機床傳動用大齒輪 （4）輕載載貨汽車發(fā)動機曲軸 （5）鉗工用的銼刀 （6）高速切削刀具 （7）機床主軸 （8）機床床身

10、 答: （1）彈簧: 60、65、70、65Mn、60Si2MnA （2）汽車變速箱小齒輪：40、45、40Cr、40Mn、20Cr 、20CrMnTi、 35CrMo （3）機床傳動用大齒輪： 35、45、50、HT200、HT250、 HT300、HT350（4）輕載載貨汽車發(fā)動機曲軸：40Cr、35CrMo、QT600-3、QT700-2、QT800-2 （5）鉗工用的銼刀：T10、T11、T12、T13 （6）高速切削刀具 ：W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2（7）機床主軸：45、40Cr、35CrMo （8）機床床身：HT200、HT250、HT200、HT350 第十三章 切削加

11、工基礎(chǔ)知識1、何謂切削運動？ 刀具與工件之間的相對運動稱為切削運動。它包括主運動和進給運動。  主運動是切下切屑所需的最基本的運動。與進給運動相比，它的速度高、消耗機床功率多。主運動一般只有一個。  進給運動是多余材料不斷被投入切削，從而加工出完整表面所需的運動。進給運動可以有一個或幾個。主運動和進給運動的適當配合，就可對工件不同的表面進行加工。2、試述刀具材料應(yīng)具備的性能。 刀具材料應(yīng)具備的性能為：   1）高的硬度。刀具材料的硬度必須高于工件材料的硬度。在常溫下，刀具材料的硬度一般應(yīng)在HRC60以上。  

12、60;2）足夠的強度和韌性。以便承受切削力和切削時產(chǎn)生的振動，防止刀具脆性斷裂和崩刃。   3）高的耐磨性。即抵抗磨損的能力。一般情況下，刀具材料硬度越高，耐磨性越好。   4）高的耐熱性。指刀具材料在高溫下仍能保持硬度、強度、韌性和耐磨等性能。   5）良好的工藝性和經(jīng)濟性。為便于刀具本身的制造，刀具材料應(yīng)具有好的切削性能、磨削性能、焊接性能及熱處理性能等，而且要追求高的性能價格比。3、切削過程中有哪些物理現(xiàn)象？試述積屑瘤的產(chǎn)生對切削加工的影響。 切削過程中的物理現(xiàn)象有積屑瘤和加工硬化現(xiàn)象。積

13、屑瘤的存在有利也有弊。積屑瘤的不穩(wěn)定使切削深度和厚度不斷發(fā)生變化，影響加工精度，并引起切削力的變化，產(chǎn)生振動、沖擊，而且脫落的積屑瘤碎片粘附在已加工表面上，使加工表面粗糙。因此，在精加工過程中，應(yīng)采取改變切削速度、選用適當?shù)那邢饕旱却胧┍苊夥e屑瘤的產(chǎn)生。由于積屑瘤的硬度高于刀具，可以代替切削刃進行切削，起到保護刀具的作用，同時積屑瘤的存在，增大了刀具的實際工作前角，使切削過程輕快。因此，粗加工時積屑瘤的存在是有利的。4、簡述合理選用切削用量三要素的基本原則。  選擇切削用量的原則是：在保證加工質(zhì)量，降低成本和提高生產(chǎn)率的前提下，使ap 、f、v的乘積最大，即使基本工藝時間最

14、短。   粗加工時，要盡可能提高金屬切除率，同時還要保證規(guī)定的刀具耐用度。在機床功率足夠時，應(yīng)盡可能選取大的背吃刀量，除留下精加工的余量外，最好一次走刀切除全部粗加工的余量。其次，根據(jù)工藝系統(tǒng)的剛度，按工藝裝備及技術(shù)條件選擇大的進給量 。最后再根據(jù)刀具耐用度的要求，針對不同的刀具材料和工件材料，選擇合適的切削速度v，以保證在一定刀具耐用度條件下達到最高生產(chǎn)率。   精加工時，首先應(yīng)保證零件的加工精度和表面質(zhì)量，同時還要保證必要的刀具耐用度和生產(chǎn)率。精加工往往采用逐漸減小背吃刀量的方法來逐步提高加工精度。為了既可保證加工質(zhì)量，又可提高生

15、產(chǎn)率，精加工時常采用專門的精加工刀具并選用較小的背吃刀量和進給量，以及較高的切削速度將工件加工到最終的質(zhì)量要求。第十四章零件表面的加工方法1、加工細長軸時，容易產(chǎn)生腰鼓形（中間大、兩頭小），試分析產(chǎn)生的原因及應(yīng)采取的措施。加工細長軸時，由于工件徑向剛性較差，在切削受力的過程中，引起較大的徑向變形，使中間部位的切削深度較兩端小，從而產(chǎn)生腰鼓形變形。為減小腰鼓形變形，可采用較大的主偏角，減小切削深度，采用中心架、跟刀架等方法。3、簡述鉆孔時，產(chǎn)生“引偏”的原因及減小“引偏”的措施。鉆孔時，產(chǎn)生“引偏”是由于橫刃較長又有較大負前角，使鉆頭很難定心；鉆頭比較細長，且有兩條寬而深的容屑槽，使鉆頭剛性很差

16、；鉆頭只有兩條很窄的螺旋棱帶與孔壁接觸，導(dǎo)向性也很差；由于橫刃的存在，使鉆孔時軸向抗力增大。因此，鉆頭在開始切削時就容易引偏，切入以后易產(chǎn)生彎曲變形，致使鉆頭偏離原軸線。   鉆頭的引偏將使加工后的孔出現(xiàn)孔軸線的歪斜、孔徑擴大和孔失圓等現(xiàn)象。減小“引偏”的措施包括預(yù)鉆錐形定心坑；采用鉆套為鉆頭導(dǎo)向；刃磨時，盡量將鉆頭的兩個半鋒角和兩條主切削刃磨得完全相等。6、何為順銑和逆銑?試分析一般采用逆銑而很少采用順銑的原因。 周銑銑平面又分為逆銑和順銑兩種方法。當銑刀和工件接觸部分的旋轉(zhuǎn)方向與工件的進給方向相反時稱為逆銑；當銑刀和工件接觸部分的旋轉(zhuǎn)方向與工件的進給方向相同時

17、稱為順銑。   順銑忽大忽小的水平分力FH的方向與工作臺的進給方向相同，由于工作臺進給絲杠與固定螺母之間一般都存在間隙，當水平分力FH值較小時，絲杠與螺母之間的間隙位于右側(cè)，而當水平分力FH值足夠大時，就會將工件連同絲杠一起向右拖動，使絲杠與螺母之間的間隙位于左側(cè)。在這種情況下，水平分力FH的大小變化會使工作臺忽左忽右來回竄動，造成切削過程不平穩(wěn)，嚴重時會打刀甚至損壞機床。逆銑時，水平分立FH與進給方向相反，因此，工作臺進給絲杠與螺母之間在切削過程中始終保持一側(cè)緊密接觸，工作臺不會竄動，切削過程平穩(wěn)。銑床工作臺的進給絲桿和螺母無消除間隙裝置時，一般采用逆銑。8、磨削加工為什么可以獲得較高的精度及較低的粗糙度？ 由于磨粒的刃口半徑小，能切下一層極薄的材料；又由于砂輪表面上的磨粒多，磨削速度高（3035m/s），同時參加切削的磨粒很多，在工件表面上形成細小而致密的網(wǎng)絡(luò)磨痕；再加上磨床本身的精度高、液壓傳動平穩(wěn)和微量進給機構(gòu)，因此，磨削的加工精度高（IT8IT5）、表面粗糙度小（Ra=1.60.2m）。9、什么是特種加工？它與傳統(tǒng)的切削加工相比有何特點？特種加工不是采用常規(guī)的刀具或磨具對