模具材料及熱處理-答案

1、姓名 系別 班級姓名 系別 班級 學(xué)號 命題人 戴護民 審核人 密封線 模具材料及熱處理試卷（ A）適用專業(yè)：模具設(shè)計與制造 考試時間：90 分鐘 共 4 頁題 號一二三四五六七總分得 分評卷人 得 分一、填空題（每空 1 分，共 20 分） 1金屬材料的性能一般分為兩類，其中 使用性能 是零件選材及確定尺寸大小的主要依據(jù)， 工藝性能 是確定零件加工方法的主要依據(jù)。2. 金屬的機械性能主要包括： 強度 、 硬度 、 塑性 、 韌性 、 疲勞強度 。3. 根據(jù)密度大小將金屬分為重金屬和輕金屬，其密度的分界點是： 5.0X103 Kg/m3 。4. 體心立方、面心立方、密排六方晶胞原子數(shù)分別為：

2、2、 4 、 6 個，致密度分別為： 0.68 、 0.74 、 0.74 。5. 普通熱處理主要有退火，正火，淬火，回火等工藝方法，表面熱處理包括 表面淬火 、 表面化學(xué)處理 及 表面氣相沉積 等。6. 碳鋼的含碳量范圍為： 0.0218%2.11% 。鋼種的常存雜質(zhì)包括：、 硅 、硫、磷。錳 得 分二、判斷題（每小題 2 分，共 20 分） 1. 完全退火加熱溫度不宜過高，一般在AC3以上2030C。 （ ）2. 退火的工藝過程可簡單記憶為：加熱保溫爐冷，正火的工藝過程可簡單記憶為：加熱保溫空冷。 （ ）3. 淬透性好的材料，淬硬性也好。 （ ）4.調(diào)質(zhì)是指“淬火+高溫回火”，只能用于最終

3、熱處理。 （ ）5. 鋼件滲氮以后，一般還需要進行淬火處理，以提高硬度和耐磨性。 （ ）6. 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的鋼號用平均含碳量的萬分?jǐn)?shù)表示。 （ ）7. 鑄鋼的鑄造工藝性較好，不易出現(xiàn)澆注不到，縮孔，晶粒粗大等缺陷，用于生產(chǎn)一些不便鍛造，形狀復(fù)雜的零件。 （ ）8. 1Cr17，1Cr13，3Cr13均屬于馬氏體不銹鋼。 （ ）9. 可鍛鑄鐵顧名思義，是可以鍛造的鑄鐵。 （ ）10. P20鋼相當(dāng)于國內(nèi)的3Cr2Mo，為預(yù)硬型塑料模具鋼。 （ ）得 分三、簡答題（每小題8分，共32分） 1實際金屬晶體中存在哪些晶體缺陷？它們對力學(xué)性能有何影響？答：（1）點缺陷，主要是空位和間隙原子，還有少量雜

4、質(zhì)原子。 （2）線缺陷（位錯），在晶體中某處有一列或若干列原子發(fā)生某種有規(guī)律的錯排現(xiàn)象。 （3）面缺陷，缺陷呈面狀分布，主要在晶界處。 點缺陷的出現(xiàn)，使周圍的原子靠攏或撐開，造成晶格畸變，使材料的強度、硬度和電阻率增加。位錯密度越大，塑性塑性變形抗力越大，塑性變好。面缺陷使晶界處晶格處于畸變狀態(tài)，使得晶界處有較高的強度和硬度，晶粒愈細(xì)小，晶界愈多，金屬的強度、硬度也就愈高。2什么是馬氏體？馬氏體轉(zhuǎn)變有何特點？答：（1）馬氏體是碳在-Fe中的過飽和固溶體。馬氏體轉(zhuǎn)變不屬于等溫轉(zhuǎn)變，是在極快的連續(xù)冷卻過程中進行的。（1）馬氏體轉(zhuǎn)變是非擴散相變。（2）馬氏體轉(zhuǎn)變是在一定的溫度范圍內(nèi)（MSMf）連續(xù)冷

5、卻完成的。（3）馬氏體轉(zhuǎn)變的不徹底性，有部分殘余奧氏體存在。（4）馬氏體轉(zhuǎn)變引起內(nèi)應(yīng)力增加。3. 15、20、25鋼為什么稱為滲碳鋼？答：15、20、25鋼強度較低，但塑性和韌性較高，焊接性能和冷沖壓性能較好。可以制造各種用作冷沖壓件和焊接件以及一些受力不大但要求高韌性的零件。經(jīng)滲碳淬火及低溫回火后，表面硬度可達60HRC以上，耐磨性好，而心部仍有一定的強度和韌性，可用來制作要求表面耐磨并能承受沖擊載荷的零件，因此，這三個牌號的鋼也稱為滲碳鋼。4拉深?；拘阅芤笥心男?？如何預(yù)防拉深模的粘附和拉毛磨損？答：拉深模具用鋼要求具有高強度、高耐磨性，良好的抗咬合性及熱穩(wěn)定性，并具有良好的切削加工性和

6、熱處理性能。表面一般進行鍍Cr或氮化處理。 在拉深不銹鋼、高鎳合金鋼、耐熱鋼板等材料時，拉深模容易發(fā)生粘附和拉毛，一般選擇模具材料為鋁青銅，如果選用Cr12Mo1V1一類的模具鋼，表面要進行滲氮處理，生產(chǎn)批量大時，選用硬質(zhì)合金。得 分四、綜合題（每小題1 分，共 20分） 根據(jù)下圖，填寫下圖中數(shù)字所在區(qū)域所代表的組織（120）。1A +2L+3L+ A4L+Fe3C5Le6A+F7A+ Fe3C8A+ Fe3C+Le9Le+ Fe3C10F11P12P+F13F+ Fe3C14P+ Fe3C15P+ Fe3C+Le16Le17Le+ Fe3C1819L20A得 分五、問答題（每小題18 分，共

7、 18分） 分析一次滲碳體，二次滲碳體，共晶滲碳體和共析滲碳體的異同處？答案要點：一次滲碳體：由液相中直接析出來的滲碳體稱為一次滲碳體。二次滲碳體：從A中析出的滲碳體稱為二次滲碳體。三次滲碳體：從F中析出的滲碳體稱為三次滲碳體共晶滲碳體：經(jīng)共晶反應(yīng)生成的滲碳體即萊氏體中的滲碳體稱為共晶滲碳體共析滲碳體：經(jīng)共析反應(yīng)生成的滲碳體即珠光體中的滲碳體稱為共析滲碳體組織形狀不同，對基體的影響不同。共同點 同屬于一個相，晶體結(jié)構(gòu)相同，化學(xué)成分相同。附錄資料：不需要的可以自行刪除 機械原理總復(fù)習(xí)第二章一基本概念：1機構(gòu)的組成;2運動副的概念;3機構(gòu)自由度的計算,注意復(fù)合鉸鏈、局部自由度和虛約束的處理;4機構(gòu)

8、具有確定運動的條件 5何謂機構(gòu)運動簡圖；它與實際機構(gòu)有何異同。二填空題：1 根據(jù)機構(gòu)的組成原理，任何機構(gòu)都可以看作是由（機架）、（主動件）和（從動件）組成的。2 兩構(gòu)件之間線接觸所組成的平面運動副，稱為（高） 副，它產(chǎn)生（1個）約束，而保留（2個）自由度。3機構(gòu)具有確定運動的條件（原動件數(shù)目等于自由度數(shù)目）。三計算分析題：1 計算如圖所示機構(gòu)的自由度，并指出復(fù)合鉸鏈、局部自由度和虛約束。2計算如圖所示機構(gòu)的自由度，并指出復(fù)合鉸鏈、局部自由度和虛約束，如果以凸輪為原動件，該機構(gòu)是否具有確定的運動？為什么?3如圖所示為齒輪連桿機構(gòu)，試分析： 1） 該機構(gòu)自由度為多少？（要計算過程） 2） 試用瞬心

9、法求齒輪1與3的傳動比1/3 第三章一 基本概念：1連桿機構(gòu)的傳動特點；2平面四桿機構(gòu)的類型；3有曲柄存在的條件，急回特性，傳動角與壓力角，死點及死點與自鎖的區(qū)別等概念；4矢量方程圖解法，瞬心法，三心定理，怎樣求瞬心，絕對瞬心與相對瞬心的區(qū)別。二 填空題：1 對心曲柄滑塊機構(gòu)以曲柄為原動件時，其最大傳動角為（90）。2 3個彼此作平面平行運動的構(gòu)件間共有( 3 )個速度瞬心,這幾個瞬心必定位于(同一直線上 );3 含有6個構(gòu)件的平面機構(gòu),其速度瞬心共有( 15)個,其中有( 5)個是絕對瞬心,有( 10)個是相對瞬心;4 一對心曲柄滑塊機構(gòu)中，若改為以曲柄為機架，則將演化為（回轉(zhuǎn)導(dǎo)桿）機構(gòu)。

10、5 在平面四桿機構(gòu)中，能實現(xiàn)急回運動的機構(gòu)有（曲柄搖桿機構(gòu)）、（雙曲柄機構(gòu)）等。 6相對瞬心與絕對瞬心的相同點是（兩構(gòu)件上的同速點），不同點是（絕對速度為零及不為零），在有六個構(gòu)件組成的機構(gòu)中，有（15）個瞬心。7圖1三種四桿機構(gòu)分別是：1）(曲柄搖桿) 、2）(雙曲柄 )、3）(雙搖桿) 三 簡答題：1 鉸鏈四桿機構(gòu)在死點位置時，驅(qū)動力任意增加也不能使機構(gòu)產(chǎn)生運動，這與機構(gòu)的自鎖現(xiàn)象是否相同？試加以說明。 答：不同。死點位置驅(qū)動力在驅(qū)動方向的分力為0；自鎖是驅(qū)動力克服不了摩擦阻力所做的功。2 平面鉸鏈四桿機構(gòu)存在曲柄的條件是什么？ 答：最長桿最短桿之和小于等于其余兩桿之和，機架或連架桿為最短

11、桿。3 在對機構(gòu)進行速度分析時，速度瞬心法一般適用于什么場合？能否利用速度瞬心法對機構(gòu)進行加速度分析? 答：構(gòu)件比較簡單的場合，且各構(gòu)件間的速度瞬心容易確定，且直觀，不能對機構(gòu)進行加速度分析。4四桿機構(gòu)中壓力角與傳動角有什么關(guān)系？它們對傳動性能有何影響？ 答：壓力角與傳動角互余。壓力角越大，傳動越不利；傳動角越大，傳動越有利。5在曲柄滑塊機構(gòu)中，當(dāng)以曲柄為原動件時，是否有死點位置？為什么？ 答：沒有因為在曲柄滑桿機構(gòu)的最小傳動角始終大于0四 分析計算題：1 如圖3所示鉸鏈四桿機構(gòu)中，各桿的長度為桿1為28mm，桿2為52mm,桿3為50mm，桿4為73mm，當(dāng)取桿4為機架時，求機構(gòu)的極為夾角，

12、桿3的最大擺角max，機構(gòu)的最小傳動角min(結(jié)果可以作圖量取)。2圖示鉸鏈四桿機構(gòu)中，已知BC=50mm, DC =35mm, AD =30mm,試問： 若此機構(gòu)為曲柄搖桿機構(gòu)，且AB桿為曲柄，AB的最大值為多少？ 若此機構(gòu)為雙曲柄機構(gòu)，AB的最大值為多少？若此機構(gòu)為雙搖桿機構(gòu)，AB應(yīng)為多少？3 用圖解法設(shè)計擺動導(dǎo)桿機構(gòu)，已知行程速比系數(shù)K=1.5，曲柄長。求機架長。4 設(shè)計一鉸鏈四桿機構(gòu)，如圖已知其搖桿CD的長度為75mm，極位夾角等于36，機架AD的長度為100mm，搖桿的一個極限位置與機架間的夾角=45。求曲柄AB 的長度，連桿BC的長度，及該機構(gòu)的最小傳動角min（不必求具體值，只需

13、畫出出現(xiàn)最小傳動角min時的機構(gòu)位置圖并在圖上標(biāo)出min即可） T4 T5 5 圖示機構(gòu)運動簡圖中，l=1(mm/mm),AB桿的角速度為1，方向如圖6所示，試用瞬心法求CD桿的角速度3的大小及方向。第四章一基本概念：1 凸輪機構(gòu)的分類;2常用的名詞術(shù)語（如基圓、推程、推程壓力角、回程、回程壓力角等）；3推桿常用的運動規(guī)律及其特點;4凸輪機構(gòu)的壓力角有何要求；減小推程壓力角可采用哪些措施？二 填空題：1在凸輪機構(gòu)推桿的四種常用運動規(guī)律中(一次多項式) 運動規(guī)律有剛性沖擊, (二次多項式) 運動規(guī)律有柔性沖擊; (正弦) 運動規(guī)律無沖擊;2 偏心直動凸輪機構(gòu)的壓力角過大時，可通過 （增大基圓半徑

14、）和 （增大凸輪遠(yuǎn)程運動角）來減小壓力角。 3凸輪的基圓半徑是從（凸輪回轉(zhuǎn)軸心）到（凸輪）的最短距離。 三 分析題：1一對心直動尖頂推桿偏心圓凸輪機構(gòu)，O為凸輪幾何中心，O1為凸輪轉(zhuǎn)動中心，O1O=0.5OA，圓盤半徑R=60mm。1)根據(jù)圖a 及上述條件確定基圓半徑r0、行程h，C點壓力角c和D點接觸時的位移SD及壓力角D.2)若偏心圓凸輪幾何尺寸不變，僅將推桿由尖頂改為滾子，見圖b，滾子半徑rT=15mm。試問上述參數(shù)r0、h、c和SD、D有否改變？如認(rèn)為沒有改變需說明理由，可不必計算數(shù)值；如有改變也需說明理由，并計算其數(shù)值。在圖示的凸輪機構(gòu)中，凸輪為原動件，其形狀為一偏心輪，（1）畫出基

15、圓，并在圖上指出其基圓半徑rb; 畫出機構(gòu)在圖示位置時推桿位移和壓力角; 畫出凸輪由圖示位置沿逆時針方向轉(zhuǎn)90后推桿位移和壓力角.第五章一基本概念：1 齒廓嚙合基本定律;2漸開線的特性;3漸開線齒廓的嚙合特點;4漸開線齒輪的基本參數(shù)和幾何尺寸;5一對齒輪的正確嚙合條件;6斜齒輪當(dāng)量齒輪的含義；7什么叫齒輪傳動的重合度？其意義何在？8漸開線齒輪變位修正的目的。二填空題：1內(nèi)嚙合斜齒圓柱齒輪傳動的正確嚙合條件是( 模數(shù)和壓力角應(yīng)分別相等且螺旋角相同 )，蝸輪蝸桿的正確嚙合條件是（ 蝸桿的軸面模數(shù)和壓力角分別等于渦輪的端面模數(shù)和壓力角mx1=mt2，ax1=at2=a ） ; 2一對斜齒圓柱齒輪傳動

16、的重合度由( 端面重合度，軸向重合度 )兩部分組成,斜齒輪的當(dāng)量齒輪是指( 以法向壓力角為壓力角，以法向模數(shù)為模數(shù)作的 )的直齒輪;3漸開線齒輪的齒廓形狀取決于（ 基圓 ）半徑的大小，其值越大齒廓形狀越 （ 接近直線 ）。4采用（ 范成法 ）切制漸開線齒廓時發(fā)生根切的原因是（ 刀具的頂部會過多的切入輪齒根部，因而將齒根的漸開線切去一部分 ）。5斜齒輪的當(dāng)量齒數(shù)ZV = （ z/cos3B ），圓錐齒輪的當(dāng)量齒數(shù)ZV = （ z/cosa ）。6一個采取負(fù)變位修正的直齒圓柱齒輪與同樣基本參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)齒輪相比較，其（ 齒頂 ）圓及（ 齒根 ）圓變小了；而（ 基 ）圓及（ 分度 ）圓有大小則沒有變。三

17、簡答題：1簡述漸開線的主要特性，并寫出參數(shù)方程。 答：（1）發(fā)生線上BK線段長度等于基圓上被滾過的弧長AB，即BK=AB（2）發(fā)生線BK即為漸開線在K點的法線，又因發(fā)生線恒切于基圓，故知漸開線上任意點的法線恒與其基圓相切（3）發(fā)生線與基圓的切點B也是漸開線在K點處的曲率中心，線段BK就是漸開線在K點處的曲率半徑。（4）漸開線的形狀取決于基圓的大?。?）基圓以內(nèi)無漸開線，漸開線極坐標(biāo)方程： Rk=Rb/cosk2對齒輪進行變位修正的目的是什么？ 答：由于標(biāo)準(zhǔn)齒輪可能會產(chǎn)生根切；可能無法安裝；可能產(chǎn)生過大的尺側(cè)間隙，影響傳動的平穩(wěn)性，重合度降低；一對相互嚙合的標(biāo)準(zhǔn)齒輪中，由于小齒輪齒廓漸開線的曲率

18、半徑較小，齒根厚度也較薄，參與嚙合的次數(shù)又較多，強度較低，影響到整個齒輪傳動的承載能力。為了改善上述不足，故采用變位修正的方法進行修正。3一對標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動的實際中心距 大于標(biāo)準(zhǔn)中心距 時，其傳動比有無變化？它們還能正確嚙合嗎？其重合度有無改變？ 答：無變化;能;減小4簡述漸開線標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪當(dāng)量齒數(shù)Zv 的用途。 答：可求得漸開線標(biāo)斜齒圓柱齒輪不發(fā)生根切的最少齒數(shù)，并根據(jù)換算的結(jié)果選擇加工的標(biāo)準(zhǔn)齒輪刀具。5漸開線齒輪的基本參數(shù)有哪幾個？其中哪些是有標(biāo)準(zhǔn)的？為什么說這些參數(shù)是齒輪的基本參數(shù)？ 答：齒數(shù)z,模數(shù)m,壓力角 ，齒頂高系數(shù)ha*，頂隙系數(shù)c*壓力角、齒頂高系數(shù)和頂隙系數(shù)是標(biāo)準(zhǔn)的，因為

19、這些參數(shù)能夠決定了齒輪的大小及齒輪齒廓的形狀。 6 簡述漸開線齒廓的嚙合特點。 答：（1）能保證定傳動比傳動且具有可分性（2）漸開線齒廓之間的正壓力方向不變7什么叫齒輪傳動的重合度？其意義何在？ 答：在一對輪齒的嚙合傳動過程中，實際嚙合線段B1B2與法向齒距Pb的比值稱為齒輪傳動的重合度重合度的大小表示同時參與嚙合的齒輪對數(shù)的平均值。重合度大，以為著同時參與嚙合的齒輪對數(shù)多，對提高齒輪傳動的平穩(wěn)性和承載能力都有重要意義第六章一基本概念：1輪系傳動比的計算，及各輪轉(zhuǎn)向的判定;2輪系的功用.一填空題：1周轉(zhuǎn)輪系中的基本構(gòu)件( 中心輪，行星輪，行星架 );2周轉(zhuǎn)輪系中，若自由度為2，則稱其為（差動輪

20、系），若自由度為1，則稱其為（行星輪系）。二簡答題:1什么叫周轉(zhuǎn)輪系？ 答：傳動時,輪系中至少有一個齒輪的幾何軸線位置不固定，而是繞另一個齒輪的固定軸線回轉(zhuǎn),這種輪系被稱為周轉(zhuǎn)輪系。2簡述輪系的功用。 答：1 實現(xiàn)兩軸間遠(yuǎn)距離的運動和動力的傳動、2 實現(xiàn)變速傳動、3 實現(xiàn)換向傳動、4 實現(xiàn)差速作用。三計算題：1如圖所示輪系中，已知各輪齒數(shù)為Z1Z225，Z2Z3=20，ZH=100，Z420。試求傳動比i14。2如圖2所示已知齒輪1的轉(zhuǎn)速n1=200r/min，而Z1=40，Z2=20，Z3=80。求1)nH的大小及方向T2 3如圖所示輪系中，已知各輪齒數(shù)為Z160，Z220，Z220，Z32

21、0，Z4=20，Z5=100，試求傳動比i41。 第十一章一基本概念：1力的分類，驅(qū)動力與阻抗力的區(qū)別；2慣性力的確定方法；3運動副中摩擦力的確定；4總反力的概念及其判定方法。二分析題：1如圖所示定滑輪2的直徑為D，虛線圓為轉(zhuǎn)動副A中的摩擦圓，其半徑為，F(xiàn)為驅(qū)動力，垂直向下。若不及繩與輪間的摩擦力，試求：1）在圖上標(biāo)出轉(zhuǎn)動副A中的總反力FR12的位置和方向；2）使重物Q等速上升的驅(qū)動力F（用Q表示）；3）該滑輪的機械效率 在如圖2所示機構(gòu)中，已知各構(gòu)件的尺寸及1為常數(shù)（逆時鐘方向）。試確定：圖示位置的瞬心P13及P14的位置及滑塊4的速度v4（用1表示）；各運動副中的總反力R51、R12、R5

22、2、R23及R54的方位（不考慮各構(gòu)件重量及慣性力；圖中M及P為外力，虛線小圓為摩擦圓，運動副B和移動副E處摩擦角為=10；要求分別作圖）。第十二章一基本概念：1機械效率的定義，機械效率的意義；2什么叫機構(gòu)的自鎖;3機械自鎖的條件.二填空題：1設(shè)螺紋的升角為，接觸面的當(dāng)量摩擦系數(shù)為（ fv ）,則螺旋副自鎖的條件為（2移動副的自鎖條件是（ 驅(qū)動力作用于摩擦角內(nèi) ） ，轉(zhuǎn)動副的自鎖條件是（ 驅(qū)動力作用于摩擦角圓內(nèi) ） ，從效率的觀點來看，機構(gòu)的自鎖條件是（ 驅(qū)動力做的功小于或等于由其引起摩擦力所做的功 ）。 三簡答題：1何謂摩擦圓？為何要引進摩擦圓的概念？摩擦圓的大小與哪些因素有關(guān)？ 答：在轉(zhuǎn)動副中，以軸頸中心為圓心，以 肉（密度符號）=fv*r為半徑所作的圓稱為摩擦圓。因軸承對軸徑的總反力FR始終切于摩擦圓，引入摩擦圓有利于判定總反力的方位。與軸承半徑以及當(dāng)量摩擦系數(shù)有關(guān)。2何謂機構(gòu)的自鎖？舉出兩種工程中利用機械自鎖完成工作要求的實例。 答：在某些機械中，由于摩擦的存在，出現(xiàn)無論驅(qū)動力如何增大都無法使機械沿著有效驅(qū)動力作用的方向運動的現(xiàn)象，稱為機械的自鎖千斤頂，斜面壓榨機，偏心夾具，炮膛第十三章一基本概念：1剛性轉(zhuǎn)子靜平衡的力學(xué)條件；剛性轉(zhuǎn)子動平衡的力學(xué)條件。；2機械平衡的方法。一填空題：1剛性回轉(zhuǎn)構(gòu)件的不平衡可以分為兩種類