華中科技大學(xué)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)考試試卷開(kāi)卷

1、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)考試試卷答案一、大題，每題2分，共計(jì)10分1 .合金澆鑄時(shí)，提高液態(tài)金屬的澆鑄溫度不僅可以防止鑄件產(chǎn)生澆不足和冷隔等鑄造缺陷，而且可以防止鑄件中出現(xiàn)氣孔。（x）合金澆鑄時(shí)，提高液態(tài)金屬的澆鑄溫度可以防止鑄件產(chǎn)生澆不足和冷隔等鑄造缺陷，但易造成氣孔。2 .合金鑄造時(shí)，鑄件的壁厚設(shè)計(jì)應(yīng)大于該合金鑄件在該鑄造條件下所能得到的最小壁厚。（V）3 .板料彎曲成形時(shí)，變形加工硬化達(dá)到一定程度后必須進(jìn)行再結(jié)晶退火，其為熱加工成形。（父）板料彎曲成形時(shí)，變形加工硬化達(dá)到一定程度后必須進(jìn)行再結(jié)晶退火，具為冷加工成形。4、低碳鋼焊接熱影響區(qū)中的正火區(qū)和部分相變區(qū)的力學(xué)性能最好，過(guò)熱區(qū)的力學(xué)性能最差

2、。（父）低碳鋼焊接熱影響區(qū)中的正火區(qū)的力學(xué)性能最好，過(guò)熱區(qū)的力學(xué)性能最差。5、厚度為25mm（氐碳鋼板開(kāi)V型坡口進(jìn)行對(duì)接，采用手工電弧焊時(shí)，易出現(xiàn)收縮變形和波浪變形。（）（父）厚度為25mm低碳鋼板開(kāi)V型坡口進(jìn)行對(duì)接，采用手工電弧焊時(shí)，易出現(xiàn)收縮變形和角變形。6,在公差等級(jí)中，IT10比IT6的公差值小。（X）改正：IT10比IT6的公差值大7,外圓柱面車削時(shí)，刀刃上不同點(diǎn)的切削速度是不同的。（V）8,一般來(lái)說(shuō)，高速鋼的硬度和耐熱性比硬質(zhì)合金差。（V）9,刀具耐用度與刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)無(wú)關(guān)。（X）改正：根據(jù)刀具耐用度的定義，刀具耐用度與刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)10,切削溫度只與切削用量（切削速度、進(jìn)給量和背

3、吃刀量）有關(guān)。（X）改正：影響切削溫度的因素很多，除了切削用量三要素外還有刀具幾何參數(shù)、刀具材料和工件材料等等。二、大題（10分）圖1中a、b為鑄件結(jié)構(gòu)圖，用砂型鑄造方法生產(chǎn)。(1)試分析圖a、b鑄件設(shè)計(jì)不合理的地方及其對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量造成的影響。(4分)(2)綜合圖a、b的優(yōu)點(diǎn)，以不改變外型尺寸和保證原使用要求為前提設(shè)計(jì)出合理的鑄件。(4分)(3)用規(guī)定的鑄造工藝符號(hào)，在圖上標(biāo)注出分型面、澆注位置。(2分)BB03g答：圖1a中A處的壁厚過(guò)厚，應(yīng)挖空使壁厚均勻，易造成縮孔、縮松，應(yīng)減薄。B處有內(nèi)凸緣，使得型芯的固定、清理困難，應(yīng)取消。（2分）圖1b中A處應(yīng)圓角過(guò)渡，減少應(yīng)力卷盤(pán)r避免產(chǎn)生裂紋。用處

4、封閉，使得下芯、固芯、排氣、清理困難，沙取消（2分）三、將直徑為300mm,厚度為1.5mm的鋼板拉深成直徑為85mm的圓筒拉深件，其極限拉深系數(shù)為0.6。試問(wèn)：1、該拉深件能否一次拉深成形？說(shuō)明采用一次拉深成形可能產(chǎn)生的結(jié)果。（4分）2、若不能一次拉深成形，請(qǐng)計(jì)算出拉深次數(shù)。（3分）3、拉深件經(jīng)過(guò)2次拉深后，是否應(yīng)進(jìn)行再結(jié)晶退火熱處理，為什么？（3分）（10分）答：（1）若一次拉伸，其拉伸系數(shù)為（2分）=0.283：0.6300一次拉伸時(shí)的拉伸系數(shù)0.267小于極限拉伸系數(shù)。易出現(xiàn)破裂，拉穿等缺陷。（2分）第一次拉伸得：d1=3000.6=180（mnD第二次拉伸得：d2=1800.65=1

5、17（mm）第三次拉伸得：d3=1170.7=81.9：二85（mm）所以三次拉伸可制備出圓筒拉伸件，并保證工件不拉裂。（3分）（3）兩次拉深后，板料會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重加工硬化現(xiàn)象，若繼續(xù)拉深會(huì)出現(xiàn)破裂，拉穿等缺陷。對(duì)板料進(jìn)行退火處理，使其產(chǎn)生再結(jié)晶，消除加工硬化后，恢復(fù)良好得塑性，可再繼續(xù)拉深不產(chǎn)生破裂，拉穿等缺陷。（3分）四、大題（12分）船板用鋼為16Mn,其化學(xué)成分為0=0.12%,Si=0.37%,S<0.02%,P<0.02%,Mn=1.2%;力學(xué)性能為隈=410MPa,仃b=500MPa,6=28%；焊接板厚為25mm。（1）分析其可焊性。（4）（2）用其拼接圖2所示甲板，為

6、了使焊接殘余應(yīng)力最小，請(qǐng)編制焊接順次。（2）（3）選擇每條焊接每條焊縫的最適宜焊接方法，并說(shuō)明理由。（3）（4）確定每條焊縫的焊接用材料。（3分）解：1、可焊性分析a、產(chǎn)生熱裂紋的可能性。由16Mn的化學(xué)成可知其含硫量低，含Mn較高，Mn可以脫硫，防止FeS-Fe的共晶出現(xiàn)，不易產(chǎn)生熱裂紋。（2分）b、產(chǎn)生冷裂紋的可能性。由碳當(dāng)量公式-（Mn）1.2%（CE）=（C）=0.12%=0.34%：二0.4%66鋼的淬硬傾向不大，焊接性良好，不易產(chǎn)生冷裂紋，由于板較厚，拘束應(yīng)力大，可預(yù)熱到100c（2分）2、為了使焊接殘余應(yīng)力最小，先焊接橫焊縫1、3、4、6,再焊縱焊縫2、5。（2分）3、橫焊縫1、

7、3、4、6較短，可選用電焊條手工電弧焊或CO氣體保護(hù)焊，其操作靈活?？v焊縫2、5較長(zhǎng)應(yīng)選用埋弧自動(dòng)焊，其生產(chǎn)效率高。（3分）4、焊接材料及焊接工藝參數(shù)值a）手工焊：按等強(qiáng)度原則，焊條J507（E5015）,直徑63.2或4.0焊接電流I=180-230A焊接電壓U=26-32Vb） CO氣體保護(hù)焊，H08MnSiA（藥芯焊絲YJ501）,焊接電流I=210-280A焊接電壓U=21-28Vc） 埋弧自動(dòng)焊焊絲H08MnA或H10MnA焊齊ijHJ431焊接電流I=520-560AU=34-38V（3分）五、如圖3所示為鏟土機(jī)的結(jié)構(gòu)件，其耳板厚25mm,承受很大交變載荷，有兩種制造方案，方案a為

8、耳板用鋼板切割制造，再用角焊縫焊到鍛件T型梁上，未開(kāi)坡口焊透。方案b為耳板采用鑄鋼件，再用鋼板焊接成所需結(jié)構(gòu)件。試分析那種方案更合理，詳細(xì)說(shuō)明理由。（8分）耳板解：方案a由鋼板制作耳板再焊到鍛件T型梁時(shí)，由于為角焊縫，并且沒(méi)有開(kāi)坡口焊透，焊縫金屬有很高應(yīng)力集中，同時(shí)耳板焊接到T型梁上有很大焊接殘余應(yīng)力，其疲勞強(qiáng)度低，本方案不合理。（4分）方案b由耳板鑄造成T型梁時(shí)，由于其連接處為圓滑過(guò)渡，應(yīng)力集中小，同時(shí)耳板T型梁無(wú)殘余應(yīng)力，其疲勞強(qiáng)度高，本方案合理。（4分）綜上所述，方案b耳板采用鑄件，再用鋼板焊接成所需結(jié)構(gòu)件合理。六，外圓車削時(shí)（圖4）,已知工件轉(zhuǎn)速為300r/min,待加工表面直徑為60

9、mm,已加工表面直徑為50mm,刀具參數(shù)為：”=15工口0=8*,勺=45，屋=107？飛=6口。Is（1）試?yán)L出刀具工作部分簡(jiǎn)圖并標(biāo)注以上5個(gè)角度；（7分）（2）計(jì)算切削速度；（1.5分）（3）計(jì)算背吃刀量。（1.5分）（2）答：切削速度v=需56m/min(3)答：背吃刀量ap=(6050)12=5mm評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：（1）簡(jiǎn)圖和各參考平面（線）繪制正確，得2分，角度每標(biāo)對(duì)一個(gè)得（2）計(jì)算切削速度，過(guò)程和結(jié)果正確，得1.5分。（3）計(jì)算背吃刀量，過(guò)程和結(jié)果正確，得1.5分。七、指出下列零件結(jié)構(gòu)工藝性差的原因并提出改進(jìn)措施1 .臺(tái)階軸，外圓需要磨削（圖5a）（2分）2 .支架（圖5b）（6分）圖5

10、a階梯軸圖5b支架（毛坯為鑄件）71,答：工藝性差的原因是沒(méi)有越程槽（退刀槽），改進(jìn)措施是增加越程槽（退刀槽）7-2,答：尺寸30的上表面需要加工的主要目的是使螺帽能與該面可靠接觸，從而能可靠鎖緊螺栓。所以沒(méi)有必要加工整個(gè)上表面，這樣會(huì)增加切削加工的工作量。應(yīng)該把尺寸30處的上表面的螺栓孔處改為凸臺(tái)，或者“魚(yú)眼坑”，只加工凸臺(tái)上表面或者“魚(yú)眼坑”，其余不加工，這樣可以減少加工工作量（見(jiàn)圖）尺寸30處下表面為加工和安裝基準(zhǔn)面，圖示零件的該面為一整個(gè)平面，全部加工，這樣會(huì)增加加工工作量，同時(shí)基準(zhǔn)面接觸面積大，定位不可靠。應(yīng)該把該面設(shè)計(jì)成中間部分凹進(jìn)去，凹進(jìn)去的部分不加工，以減少加工工作量和減小定位

11、面的接觸面積，增加定位的可靠性。（見(jiàn)圖）評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：71,答對(duì)得2分，答錯(cuò)不給分7-2,共有兩處問(wèn)題，每正確指出一處問(wèn)題并且改進(jìn)方案正確，得八、圖6所示零件在加工時(shí)要求消除6個(gè)自由度且不允許有過(guò)定位或者欠定位，其定位方式如圖所示，定位元件為一個(gè)平面和兩個(gè)短圓柱銷。試分析零件的定位情況，指出存在的問(wèn)題并提出改進(jìn)意見(jiàn)。（10分）圖6答：一面加兩短圓柱銷定位，為過(guò)定位，在該情況下是不必要和錯(cuò)誤的。應(yīng)該改為一面加一短圓柱銷和一短菱銷定位（見(jiàn)圖）/）（/.評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：能正確指出該定位方法是過(guò)定位，得3分改進(jìn)意見(jiàn)正確（包括標(biāo)準(zhǔn)答案以外的其它正確定位方案），得7分九，工件如圖7所示，中批量生產(chǎn)，調(diào)整法加工，毛坯

12、為圓鋼，材料為45鋼。該工件的工藝路線如表9-1所示，試指出該工藝路線的錯(cuò)誤，說(shuō)明理由并將改正后的工藝路線填寫(xiě)到空白表92中。（12分）序號(hào)工序內(nèi)容設(shè)備定位基準(zhǔn)和夾具1下料鋸床2粗車85外圓，(2)粗車端面1,(3)鉆中40底孔。數(shù)控車床毛坯外圓柱面和端面，三爪卡盤(pán)3(1)粗車55外圓，(2)粗車端面2,(3)半精車55外圓，(4)半精車端面2,(5)精車55外圓，(6)精車端面2,(7)粗車40內(nèi)孔，(8)粗車端面3,(9)半精車中40內(nèi)孔，(10)半精車端面3,(11)精車中40內(nèi)孔，(12)精車端面3數(shù)控車床85圓柱面，端面1,三爪卡盤(pán)4半精車中85外圓，(2)半精車端面1,(3)精車中

13、85外圓，(4)精車端面1。數(shù)控車床55外圓柱面，端面2,二爪卡盤(pán)。5鉆46.5螺栓孔和12沉孔鉆床55圓柱面，立式分度頭表9-1答：該工藝規(guī)程主要有兩個(gè)錯(cuò)誤：1.第三道工序，粗精沒(méi)有分開(kāi)，違反了先粗后精的原則，無(wú)法保證同軸度要求。2.第五道工序工件軸向沒(méi)有定位，因此是欠定位。4一巾6.5AN？/"/15沉孔力12深巾4一5475余0.01等加工精度的表92改正后的工藝路線序號(hào)工序內(nèi)容設(shè)備定位基準(zhǔn)和夾具1下料鋸床省略2粗車85外圓,(2)粗車端面1,(3)鉆中40底孔。(數(shù)控)車床毛坯外圓柱面和端面，三爪卡盤(pán)3,(1)粗車端面3、55外圓、端面2,和40孔，(2)半吊車端面3,55外圓、端面2和40孔，(3)精車55外圓、端面2、端面3和40孔(數(shù)控)車床85圓柱面和端面1。三爪卡盤(pán)輔具4(1)半精車端面1和85外圓，(2)精車85外圓和端面1(數(shù)控)車床55圓柱面和端面2,三爪伺5鉆46.5螺栓孔和12沉孔鉆床55圓面，立式分度頭說(shuō)明：1,上表用斜體字標(biāo)出的工步也可以不要2,第三道工序也可以分解為兩道工序，一道為粗加工各相關(guān)表面，另一道為半精加工和精加工各相關(guān)表面評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：每正確指出一處錯(cuò)誤，得6分。如果修改后的工藝路線出現(xiàn)其它錯(cuò)誤，每處錯(cuò)誤扣14分。該題最低得分為0分。參考答案序號(hào)工序內(nèi)容設(shè)備定位基準(zhǔn)和夾具1下料鋸床省略2(1)粗車85外圓,