中南大学制造工程训练问题详解Word文档下载推荐.docx
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35CrMo合金调质钢,可以制造齿轮主轴
QT600-2球墨铸铁,可以制造连杆曲轴
60Si2Mn合金弹簧钢,可以制造减震弹簧
9SiCr合金工具钢,可以制造丝锥
四、问答:
1.碳钢的力学性能与含碳量有何关系?
低碳钢、中碳钢、高碳钢的
力学性能有何特点?
答:
碳含量对碳钢力学性能的影响:
随着碳含量的增加,钢的硬度始
终上升,塑性、韧性始终下降;
当碳含量小于0.9%时,随着碳含量的
增加强度增加,反之,强度下降。
低碳钢的强度和硬度较低,而塑性和韧性较高;
中碳钢的综合性能比较好;
高碳钢的强度和硬度较高,而塑性和韧性较低。
2.如何区别白口铸铁、灰口铸铁、可锻铸铁和球墨铸铁,它们的力
学性能有何特点?
白口铸铁(whitecastiron)碳以渗碳体形态存在的铸铁,其断
面为灰白色,是一种良好抗磨材料,在磨料磨损条件下工作。
较高的
硬度,但很脆,适用于制造冲击载荷小的零件。
具有很大的硬度和脆
性。
不能承受冷加工,也不能承受热加工,只能直接用于铸造状态。
灰口铸铁(grayiron)全部或大部分碳以片状石墨形态存在,断口呈
灰暗色。
灰铸铁有一定的强度,但塑性和韧性很低,不能压力加工,
成本低。
可锻铸铁(malleablecastiron),由一定化学成分的铁液浇注成白
口坯件,再经退火而成的铸铁,石墨团絮状,对基体的割裂作用较小,
较高的强度、塑性和冲击韧度,可以部分代替碳钢。
球墨铸铁:
其中C以球状存在于铸铁基件中,具有很高的拉伸强度、
屈服强度、塑性、冲击韧度,耐磨减震,工艺性较好,成本低。
二、热处理实习报告
一、记录热处理实验数据,并认真填写下表:
热处理实验记录表
材
料
内容
热处理状态
原始状
态
正火淬火低温回火中温回火高温回火
45
工艺
规范
热轧空
冷
加热温度:
保温时间:
冷却方式:
840℃
10min
水冷
200℃
30min
空冷
400℃
600℃
硬度
HRC
55504025
T10
780℃
65605030
二、各实验小组之间交换热处理
实验与硬度检测的数据,在图1
中画出回火温度与回火后硬度
的关系曲线,分析钢淬火后随
着回火温度升高的硬度变化趋
势。
钢淬火后,随回火温度升高,
硬度减小。
三、铸造实习报告
一、图示砂型铸造的主要工艺过程
图2砂型铸造工艺过程
二、填空:
1.型(芯)砂主要是由石英砂、粘结剂、水、附属物等组成。
2.型(芯)砂应具备强度、透气性、耐水性、退让性等基本性能;
芯子一般处于熔融金属的包围之中,工作条件更差,故芯砂的性能要
求更高。
3.型砂中有时需要加入煤粉,目的是增加耐水性,芯砂中有时加入
木屑,目的是增加其退让性。
三、解释下列名词:
透气性:
透过气体的能力;
耐火性:
工件在一定时间内满足标准耐火试验中规定的稳定性、完
事性、隔热性和其他预期功能的能力;
退让性:
随铸件收缩而被压缩的性能。
四、图3是铸型装配图,写出图上各部分的名称
1.外浇口,2.直浇道,3.内浇道,4.型腔,
5.芯子,6.芯座,7.下型,8.下型腔,
9.分型面,10.上型,11.上砂箱,12.通气孔,
13.出气孔,14.型芯通气孔。
图3铸型装配图图4落砂后带有浇注系统的铸件
五、图4是落砂后未清理的铸件,写出各部分的名称:
1.外浇口,2.出气口,3.直浇道,
4.横浇道,5.内浇口,6.铸件。
六、回答下述问题
什么叫铸造?
铸造生产有哪些特点?
铸造是将熔融金属浇注到具有与零件形状相适应的铸型中,经过
凝固、冷却后,获得毛坯或零件的方法。
铸造生产有以下特点:
1.可以生产出形状十分复杂,特别是具有复杂内腔的零件或毛坯;
2.铸件生产适应性强,工艺灵活性大;
3.铸件的形状、尺寸比较接近零件的形状尺寸,可以实现少或无切削
加工,节约切削加工工时和金属;
4.铸造成本低,设备简单,生产周期短;
5.铸件的力学性能较差,废品率较高。
6.生产条件差,劳动强度大,铸造生产过程中的废气、粉尘等对周围
环境造成污染。
四、铸造实习报告
1.制定铸造工艺图时,应考虑铸件的浇注位置、分型面的选择、
加工余量、起模斜度、铸造圆角等内容,在下芯处应制出芯座。
2.手工造型时,灰口铸铁件不铸出的孔径为L25mm,而铸钢件
不铸出的孔径为L30mm。
3.浇注系统的作用是:
平稳的将熔融金属导入并充满型腔,避免金
属冲击芯子并阻止熔渣和其他夹杂物进入型腔且浇注时不卷入气体,
并尽可能使铸件冷却时符合顺序凝固的原则。
典型浇注系统由外浇
口、直浇口、横浇道和内浇道组成。
冒口的作用是补缩、集渣、
出气、和观察。
4.芯子的主要作用是用来形成铸件内腔;
5.起模斜度的作用是使铸件能从型砂中顺利取出;
6.浇注温度对铸件质量有显著影响,浇注温度过高,铸件可能产生
毛孔和缩孔缺陷;
过低可能产生冷隔缺陷;
7.分型面应尽量选择在铸件的最大截面部位;
8.熔融金属的流动性差,容易使铸件产生浇不足、冷隔、加渣、气
孔的缺陷。
二、图5是内浇道开设的两种方案,哪一种合理,哪一种不合理,
请说明理由。
图5内浇道开设方案
a不合理,内浇道正对芯子,将会将其冲毁;
b合理,无此现象。
三、解释下列名词
加工余量:
在铸件需加工的表面上,应该增加在切削前加工物切去的
金属层的厚度,所增加的金属层为加工余量;
分型面:
上型与下型之间的接合面;
流动性:
熔融合金重填铸型的流动能力;
浇注系统:
为填充型腔和冒口而开设于铸型中的一系列通道,通常由
浇口杯、直浇道和内浇道组成。
四、图6、图7两种铸件,分别采用分模造型与整模造型,在图上分
别指出分型面,确
定它们的浇注位置。
图6套筒图7平板
五、铸造实习报告
1.铸铁是应用最广泛的铸造合金,常用冲天炉熔炼,冲天炉的大小
是以每小时能够融化铁水的量来表示。
炉料包括金属炉料、燃料、熔
剂。
2.手工造型方法可归纳为整模造型、分模造型、挖砂造型、活块造
型、三箱造型、假箱造型、刮板造型、地坑造型八种。
3.型砂中常用的粘结剂有普通粘土、膨润土和水玻璃等几种。
4.影响熔融金属流动性的因素有合金的化学成分、浇注温度和铸
件工艺条件等,若流动性差,则铸件容易产生浇不足、冷隔等缺陷。
上
下
分型面
二、分析产生下列铸造缺陷的的主要原因:
缺陷名
称
缺陷特征产生缺陷的主要原因
缩孔
孔的内壁粗糙,形状不规则
多产生在厚壁处。
1.浇冒口位置不对或冒口太小;
2.浇注温度过高,铁水成分不对;
3.铸件结构不合理。
气孔孔的内壁圆滑光洁。
1.舂砂太紧或型砂透气性差;
2.型砂太紧或起模、修型时刷水过多;
3.芯子通气孔堵塞或芯未烘干;
4.浇注温度过高,熔融金属收缩过大。
砂眼孔内的充塞型砂。
1.型砂和浇道内散砂未吹净;
2.型砂或芯砂强度不够,被铁水冲坏;
3.合型时砂型局部损坏。
错箱铸件沿分型面有相对错动
1.合型时上、下型未对准;
2.分模的上、下模未对准。
冷隔
铸件有未完全熔合的隙缝,
交接处是圆滑的凹坑。
1.浇注温度过低;
2.浇注时断流或浇注速度太慢;
3.浇口位置不对或浇口太小。
裂纹
铸件上有不规则裂纹或已
裂开,裂缝表面有氧化色。
1.铸件结构设计不合理,厚薄不均匀;
2.型砂或芯砂退让性差;
3.落砂过早;
合金化学成分不当。
三、问答题
1.什么叫湿砂型?
什么叫干砂型?
它们各用于什么情况下?
湿砂型:
造型之后不烘干,分型之后即可浇注,用于一般铸件的
铸造。
干砂型:
造型之后将铸造置于烘房中烘干,使铸件中水分挥发,用于
大型铸件或重要的铸件以及铸钢件。
2.什么叫涂料?
什么叫扑料?
如何使用涂料和扑料?
答;
为提高铸件表面质量和防止铸铁表面粘砂,在铸型型腔和芯子外
表刷上一层涂料,铸铁件多用石墨,铸钢件多用石英粉。
为提高铸件质量,在湿型砂的型腔撒上一层干墨粉,称为扑料。
3.铸铁熔炼应满足什么要求?
熔炼过程中铁水成分会产生哪些变
化?
熔剂在冲天炉熔炼过程中起什么作用?
铸铁熔炼应满足:
1.熔融的金属的温度足够高;
2.熔融金属的化
学成分符合要求;
3.融化率高;
4.热能消耗少,成本较低。
熔炼过程中铁水含碳量有所增加,硅、猛等合金元素含量有所烧损,
杂质磷含量基本不变,硫有较大的增加(约50%);
熔剂可以降低渣的熔点,增加熔渣的流动性,使熔渣与铁水分离,使
浮渣从渣口排出。
4.铸件结构工艺性应有什么要求?
1、铸件的外形应力求简化,造型时便于起模:
(1)避免铸件的外形有侧凹;
(2)尽可能使分型面为平面,去掉不必要的外圆角;
(3)铸件上凸台和筋条的设计,应考虑其结构便于造型;
2、铸件的外形应尽可能使铸件的分型面数目最少;
3、在铸件上设计结构斜度;
4、铸件内腔尽量不用或少用型芯,以简化铸造工艺;
5、应考虑好型芯的稳固、排气顺畅和清理方便;
6、应避免封闭内腔;
7、合理设计铸件壁厚,尽可能壁厚均匀;
8、铸件壁的连接方式要合理,要有合适的圆角且避免交叉和锐角连
接;
9、避免铸件收缩阻碍;
10、避免大的水平面。
六、铸造合金的流动性实验报告
一.根据实验情况填写下表。
铸造合金流动性实验记录表
组别合金种类
浇注温度(℃)浇注压头
(mm)
流动
要求温度实际温度(mm)
第一
组
亚共晶铝硅合金71071095800
共晶铝硅合金71071095450
第二
共晶铝硅合金710710951000
共晶铝硅合金780780951000
第三
亚共晶铝硅合金780780951000
亚共晶铝硅合金7807802851000
第四
亚共晶铝硅合金
(有涂料)710710951000
(无涂料)71071095800
二、试述影响合金流动性能和充填性能的主要因素,并简述在生产中
如何防止铸件产生浇不到、冷隔与缩孔等缺陷。
影响合金的流动性能和充填因素的主要因素:
合金的化学成分、
浇注温度和铸造工艺条件等;
防止浇不到可提高浇注温度,增加流动
性;
防止冷隔可提高浇注温度,加快浇注速度,尽量不中断,选好浇
口位置和大小;
防止缩孔可选好浇口位置,以及适合的浇口大小,控
制浇注温度,防止过高。
七、锻压实习报告
1.具有良好塑性的金属材料才能进行锻压,钢材、有色金属和其他
合金等材料可以锻压,而铸铁等材料,因塑性差,不能进行锻压。
2.锻造时,将金属加热的目的是提高塑性,降低变形能力、以便
与较小的力产生较大的变形。
3.金属在加热时,可能产生的缺陷有氧化、脱碳、过热、过烧和
开裂等五种。
在一般加热条件下氧化与脱碳是不可避免的,而过烧和
开裂是无法挽救的缺陷。
过热的金属在锻造时容易产生组织不均匀,
力学性能变差。
锻件晶粒粗大时,可用反复锻造、热处理使之细化。
4.自由锻的基本工序有镦粗、拔长、冲孔、弯曲、弯曲、扭转、错
移和切割等。
其中应用较多的是镦粗、拔长、冲孔、弯曲、弯曲、扭
转。
5.锻件锻好后,要注意冷却方法。
对于低、中碳钢及合金结构钢的
小型锻件,一般采用空冷;
合金工具钢锻件,锻后采用坑冷;
高合金
钢锻件及大型锻件锻后应采用炉冷。
6.45钢的始锻温度为1200℃;
终锻温度为800℃;
7.空气锤的规格以空气锤落下部分的质量来表示。
8.冲压的基本工序有剪切、落料、冲孔、修整、弯曲、拉伸、成行、
翻边等几种。
二、图8是空气锤运动简图
Ⅰ写出图中所指下列部分的名称:
图8空气锤运动简图
1.压缩缸,2.工作缸,3.压缩活塞
4.工作活塞,5.连杆,6.电动机
7.减速机构,8.控制阀,9.手柄
10.蹋杆,11.上砧铁,12.下砧铁
Ⅱ用踏杆(或手柄)操纵旋阀,空气锤可完成锤头上悬、连续锻击
单次锻击、下压等动作。
始锻温度:
各种金属在锻压时所允许的最高加热温度;
终锻温度:
金属停止锻造的温度;
过热:
钢坯在超过始锻温度情况下加热或在高温下保温时间过长,内
部的晶粒变得粗大的现象;
过烧:
钢坯在超过始锻温度较多甚至接近熔点温度下加热,晶粒边界
会发生严重氧化或出现局部融化现象;
镦粗:
使坯料横截面增大,刚度减少的锻造工序,可分为整体镦粗和
局部镦粗;
拨长:
使坯料长度增加,横截面积减小的工序,拔长也称为延伸。
四、回答下列问题
1·
什么叫锻造,锻件的组织和力学性能有什么特点?
举例说明锻造的
作用。
锻造是将金属坯料放在上下砧板或锻模中使之受到冲击力或压力
而变形的加工方法,可分为自由锻和模锻;
锻件的组织存在晶粒粗细不均匀,并且有气孔、缩孔等缺陷,一般锻
件的强度和硬度都较低;
凡受力复杂、负荷较大、冲击载荷较大,例如轴和齿轮,可用锻造获
得毛坯。
2.自由锻造锻件的结构工艺性有哪些要求?
1.圆锥体的锻造用专门工具,比较困难,应尽量避免,与此相似,
锻件上的斜面也不易锻出,应尽量避免;
2.圆柱体与圆柱体交换处的锻造困难应改变平面与圆柱体交接或平
面与平面交接;
3.加强筋与表面凸台等难以用锻造获得,应避讳这种结构,对于椭圆
形或工字形截面、弧面以及曲线表面也应避免;
4.横截面有急剧变化或形状复杂应分为几个易锻造的简单部分,总
之,应使锻件结构合理,加工方便。
八、焊接实习报告
一、按编号将图9所示交流电弧焊供电系统中各装置的名称和作用
填入下表
序号名称作用
1外电源开关连通或关闭电源
2电流指示盘显示电流大小以便于调节
3线圈抽头粗调电流
4调节手柄细调电流
5电流输出线输出电流
6焊钳夹焊条
7焊条焊接材料
图9焊条电弧焊供电系统
二、填空
1.焊条电弧焊有两种引弧方法,一种是敲击引弧法,另一种是摩擦
引弧法。
2.交流弧焊机的空载电压是约60-80V,工作电压是约20-30V。
3.焊条药皮由矿石粉末、铁合金粉、有机物和化工制品按一定比例
配成,它起保证电弧集中、稳定、使熔融金属容易过渡、气渣联合保
护和冶金处理作用。
4.直流弧焊时,工件接负极称为反接,焊接薄板和不锈钢工件时采
用;
工件接正极称为正接,焊接厚板、厚工件工件时采用。
5.焊接工艺参数主要是指焊条直径、焊接电流、焊接速度等。
6.最基本的焊接接头形式有对接、搭接、角接、丁行接等。
焊接的
空间位置有平焊、立焊、横焊、仰焊。
其中平焊位最好操作焊接,也
易保证焊缝质量,立焊位与仰焊位因熔池金属有滴落的趋势,操作难
度大,生产率低,质量也不易保证。
7.常见焊接缺陷有:
焊瘤、气孔、裂纹、夹渣、未焊透、咬边等。
三、名词解释
坡口:
为了保证焊透,大于6mm厚度的焊接件接头处加工成的特定几
何形状;
钝边:
为了便于施焊和防止烧穿,坡口的下部留的2mm的直边。
四、怎样选择焊条直径和焊接电流大小?
焊接电流为什么不能过大也
不能过小?
焊条直径应根据被焊工件厚度、焊接位置、接头形式及焊接层数
决定;
焊接电流是根据焊条直径、工件厚度、接头形式和焊缝空间位
置决定;
焊接电流太小时,引弧困难,焊条易粘连至工件,电弧不稳
定;
电流过大时,焊条尾部发红,使焊条药皮失效或崩落,且质量低。
五、说明三种氧-乙炔焰的性质与应用范围,并填入表内。
名称
氧气与乙炔
混合比
火焰性质应用范围
氧化焰大于1.2火焰、焰心的长度短,只
能看到焰心和外焰
焊接黄铜
中性焰1.1到1.2焰心尖锥形,色白而明亮,
轮廓清楚
焊接低碳钢、中碳钢、普通
低合金钢、不锈钢、紫铜、
铝及铝合金等
碳化焰小于1.1
火焰长而软,焰心呈灰白
色,内焰淡白色,外焰橙
黄色
焊接高碳钢、铸铁;
补焊以
及硬质合金的堆焊
六、填空
1.氧气切割过程可分为三个阶段,
(1)预热火焰:
将起割处金属
预热到燃点
(2)将被加热到燃点的金属喷射氧以使金属燃烧(3)
金属燃烧反应生成液态熔渣,并被氧气吹除,沿厚度方向切除金属。
2.氧气切割对材料的要求是
(1)金属的燃点低于熔点且导热性低
(2)燃烧生成的氧化物熔渣的熔点比金属熔点低(3)_金属燃烧放
出大量热,宜于氧气切割的材料有铁、低碳钢、中碳钢、低合金结构
钢等,不宜氧气切割的材料有高碳钢、铸铁、高合金钢、铜、铝等。
3.气焊时焊丝没有外层药皮,利用焊剂来保护熔池和保证焊缝的冶
金质量;
4.焊接3mm以下厚度的焊接件,一般采用气焊,3mm以上时
一般采用电弧焊;
5.火焰钎焊时,焊件不熔化,焊料熔化后填充焊缝,使工件两部分
连接成牢固的整体。
九、车削与数控车削实习报告
一、写出图10所示卧式车床所指部分的名称
图10卧式车床
1.床头箱;
2.主轴;
3.进给箱;
4.方刀架;
5.小拖板;
6.大拖板;
7.尾垫;
8.丝杠;
9.光杠;
10.溜板箱;
11.中拖板;
12.挂轮变速机构;
1.车床的主运动是工件作高速旋转运动,进给运动是刀具的移动;
2.车床的小刀架可沿转盘上面的导轨作短距离移动,扳转转盘成所
需角度后小刀架可作斜向进给,以便车削锥面;
3.车床的尾架用来支承长轴类工件或装夹钻头等工具,可用于钻
孔、扩孔、铰孔和攻螺纹等工作;
4.卧式车床C6136的含义是:
“C”代表车床,“6”代表卧式,“1
”代表普通车床,“36”代表最大车削直径为360mm。
5.安装车刀时,刀尖高度应与车床主轴轴线持平,刀杆超出刀台的
悬伸长度不应超过刀杆高度的2倍。
切削运动:
在切削加工中刀具与工件的相对运动,即表面成形运动。
可分解为主运动和进给运动;
插补:
机床数控的核心问题是控制执行机构按预定的轨迹运动,一般
情况已知起点、终点坐标和曲线方程,由数控系统实时计算出中间点
的坐标,即插补各个中间点的坐标;
背吃刀量:
垂直于进给速度方向的切削层最大尺寸;
CAM:
computerAidedManufacturing,计算机辅助制造;
脉冲当量:
相对于每一脉冲信号的机床运动部件的位移量称为脉冲当
量,又称作最小设定单位。
四、问答题
1.车削加工的工艺特点是什么?
1、易于保证工件各加工面的位置精度
a例如易于保证同轴度要求,利用卡盘安装工件,回转轴线是车床主
轴回转轴线;
利用前后顶尖安装工件,回转轴线是两顶尖的中心连线;
b易于保证端面与轴线垂直度要求由横溜板导轨,与工件回转轴线的
垂直度;
2、切削过程较平稳避免了惯性力与冲击力,允许采用较大的切削用
量,高速切削,利于生产率提高。
3、适于有色金属零件的精加工:
有色金属零件表面粗糙度大Ra值要
求较小时,不宜采用磨削加工,需要用车削或铣削等。
用金刚石车刀
进行精细车时,可达较高质量。
4、刀具简单:
车刀制造、刃磨和安装均较方便。
2.数控加工的特点是什么?
1.可以加工具有复杂型面的工件;
2.加工精度高质量稳定;
3.
生产率高,工效为普通机床的3-7倍;
4.改善劳动条件,减轻工人的
劳动强度;
5.有利于生产管理现代化;
6.数控加工是CAD/CAE技术和
先进制造技术基础
3.设计零件的结构时,从便于切削加工的角度应考虑哪些原则?
答:
1.便于刀具进入加工面;
2.设计必要的退刀槽和越程槽以便于退刀和越程;
3.钻孔表面应与钻头轴线垂直,以便于钻头正常钻孔,避免钻头受力
不均匀损坏;
4.加工表面形状应与标准刀具一致;
5.尺寸结构应尽可能统一,减少刀具数量和调整次数。
*4.(机械类学生作业)解释车刀的主要几何角度,并说明各主要
几何角度对车削加工的影响。
1.主偏角是主切削刃在基
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