现代工程材料成形与机械制造基础第二版册部分题库与答案.docx

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现代工程材料成形与机械制造基础第二版册部分题库与答案

1.分析图示轨道铸件热应力的分布，并用虚线表示出铸件的变形方向。

工艺上如何解决

轨道上部较下部厚，上部冷却速度慢，而下部冷却速度快。

因此，上部产生拉应力，下部产生

压应力。

变形方向如图。

反变形法

5.如图一底座铸铁零件，有两种浇注位置和分型面方案，请你选择一最佳方案，并说明理由。

方案（Ⅱ）最佳.。

理由：

方案（Ⅰ）是分模造型，上下铸件易错边，铸件尺寸精度差。

方案（Ⅱ）是整模造型,铸件尺寸精度高。

内腔无需砂芯成型，它是靠

上、下型自带砂芯来成形。

6.下图为支架零件简图。

材料HT200，单件小批量生产。

（1）选择铸型种类

（2）按模型分类应采用何种造型方法

（3）在图中标出分型面、浇注位置、加工余量

（1）砂型铸造，

（2）整模造型

（3）分型面、浇注位置、加工余量：

见图

9.如图，支架两种结构设计。

（1）从铸件结构工艺性方面分析，何种结构较为合理简要说明理由。

（2）在你认为合理的结构图中标出铸造分型面和浇注位置。

（1）（b）结构较为合理。

因为它可省去悬臂砂芯。

（2）见图。

分型面。

浇注位置（说明：

浇注位置上、下可对调）

`12.如图所示铸件结构是否合理如不合理，请改正并说明理由。

铸件上部太厚，易形成缩孔，壁厚不均匀易造成热应力。

可减小上部壁厚，同时设加强筋。

无结构圆角，拐弯处易应力、开裂。

设圆角。

3.某厂铸造一个Φ1500mm的铸铁顶盖，有图示两个设计方案，分析哪个方案的结构工艺性

好，简述理由。

（a）图合理

（b）图结构为大的水平面，不利于金属液体的充填，易造成浇不足、冷隔等缺陷；不利于金属夹杂物和气体的排除，易造成气孔、夹渣缺陷；大平面型腔的上表面，因受高温金属液的长时间烘烤，易开裂使铸件产生夹砂结疤缺陷。

7.图示铸件的两种结构设计，应选择哪一种较为合理为什么

零件一：

（b）合理。

它的分型面是一平面，可减少造型工作量，降低模板制造费用。

零件二:

（a）合理。

凸台便于起模，而a图所示的凸台需用活块或增加外部芯子才能起模。

8.改正下列砂型铸造件结构的不合理之处。

并说明理由

（a）图：

铸件外形应力求简单，尽量不用活块和型芯。

图a上凸台妨碍起模，需采用活块或型芯或三箱造型。

将外凸改为内凸，有利于外形起模，且不影响内腔成形。

（b）图：

凸台结构应便于起模。

图示的凸台需用活块或增加外部芯子才能起模。

将凸台

延长到分型面，省去了活块或芯。

9.改正下列砂型铸造件结构的不合理之处。

并说明理由

（a）图：

减少铸件分型面的数量，可以降低造型工时，减少错箱、偏芯等缺陷，提高铸件的尺寸精度。

（b）图：

设计时应尽量分散和减少热节，避免多条筋互相交叉，防止产生热应力和缩孔与缩松。

10.改正下列砂型铸造件结构的不合理之处。

并说明理由

（a）图：

凸台结构应便于起模。

图示的凸台需用活块或增加外部芯子才能起模。

将凸台

延长到分型面，省去了活块或芯。

（b）图：

铸件壁不宜过厚，否则易引起晶粒粗大，还会出现缩孔、缩松、偏析等缺陷，使铸件的力学性能下降；过厚的铸件壁，还会造成金属的浪费。

1.如图单件小批量生产的阶梯轴，试确定锻造方法，定性地绘出锻件图（可就在原图基

础上画），并指出需采用哪些工序才能锻成（原始坯料为圆钢）

自由锻

下料、拔长、两端压肩、局部拔长、切头

1.图示锻造零件，单件生产。

确定锻造方法及锻造工序（工步），绘制锻件简图。

（所有面均加工）

自由锻下料、镦粗、冲孔、扩孔。

2.图示锻造零件，大批量生产。

确定锻造方法及锻造工序（工步），并绘制锻件工艺简图。

（所有面均加工）

锤上模锻下料—终锻—切飞边—冲孔连皮

分型面、加工余量、冲孔连皮、拔模斜度如图。

9.简述锤上模锻件分型面的选择原则。

标出下图所示锤上模锻件的分模面。

应取最大截面为分模面，保证锻件顺利地从模膛取出；

应使模膛深度最浅；

锻件上所加的敷料最少；

使上下模膛的轮廓相同；

分模面尽量为一平面。

10.试为下图所示模锻件选择合理的分模面位置。

（a）（b）（c）

19.下图所示自由锻件的两种结构，哪一个合理为什么

（1）（a）合理。

自由锻无法锻出图（b）的锥体结构

（2）（b）合理。

自由锻无法锻出图（a）的加强筋。

20.下图所示自由锻件的两种结构，哪一个合理为什么

（1）（b）合理。

几何体的交接处不应形成空间曲线

（2）（a）合理。

避免零件具有薄壁、高筋、凸起等不良结构。

21.如图所示锻件，在大批量生产时，其结构是否适于模锻的工艺要求如有不当，请修改并简述理由。

其结构不适于模锻的工艺要求。

零件轮辐过于扁薄，薄壁部分金属模锻时容易冷却，不易充满模膛。

非加工表面间所形成的角应按模锻圆角来进行设计。

零件上与锤击方向平行的非加工表面，应设计出模锻斜度。

22.改进下列自由锻零件的结构工艺性，并说明理由。

（a）几何体的交接处不应形成空间曲线。

（b）锻件的横截面积有急剧变化或形状较复杂时，应设计成由数个简单件构成的组合体，每个简单件锻制成形后，再用焊接方式构成整体零件.

23.改进下列自由锻零件的结构工艺性，并说明理由。

（a）几何体的交接处不应形成空间曲线。

（b）锻件的横截面积有急剧变化或形状较复杂时，应设计成由数个简单件构成的组合体，

每个简单件锻制成形后，再用机械联接方式构成整体零件。

24.改进下列自由锻零件的结构工艺性，并说明理由。

（a）几何体的交接处不应形成空间曲线。

（b）排样应合理，使废料最少。

25.请纠正原结构错误。

30.为减少焊接应力与变形。

下图焊件应采用何焊接顺序如不采用此顺序可能会出现何种问题

焊接顺序：

1-2-3-4-5-6-7-8。

可减少角变形。

（温度分布均衡，开始焊接时产生的便形

可被后来焊接部位的变形所抵消）。

如不采用此顺序可能会出现角变形。

31.为减少焊接应力与变形。

下图焊件应采用何焊接顺序如不采用此顺序可能会出现何种问题

焊接顺序：

1-2。

如采用2-1，则焊1时，焊件Ⅰ、Ⅱ横向收缩收缩受阻产生应力，甚至造成焊缝交叉处产生裂纹。

32.如图，拼焊板件是否合理为什么如不合理，应怎样改变其合理的焊接次序是什么

不合理。

焊缝密集交叉，会造成金属过热，加大热影响区，使组织恶化；焊接应力大。

焊缝布置如图

焊接次序是：

先焊垂直焊缝，然后焊两条水平焊缝。

33.下图所示为低碳钢丁字梁焊接件，焊后会产生如图所示的弯曲变形，试分析产生弯曲变

形的原因,如何矫正所产生的变形?

原因：

丁字梁焊缝集中在下部，焊缝分布不对称。

焊后焊缝冷却收缩受到低温部分的

阻碍。

焊缝区纵向受拉应力，远离焊缝区受压应力。

焊缝区产生压缩变形，远离焊缝区产生拉伸变形。

矫正：

火焰矫正法。

加热区如图。

加热处在冷却收缩时产生反向变形以矫正原有的变形。

机械矫正法。

在压力机上施加外力矫正。

34.在图中标出图示T字形焊接梁可能出现的焊接变形方向，并说明原因。

列举矫正变形的工艺方法。

变形方向如图虚线。

T形梁焊缝集中在下部，焊缝分布不对称。

焊后焊缝冷却收缩受到低温部分的阻碍。

焊

缝区纵向受拉应力，远离焊缝区受压应力。

焊缝区产生压缩变形，远离焊缝区产生拉伸

变形。

矫正：

火焰矫正法。

机械矫正法。

35.下图所示的两种焊接结构中哪种比较合理为什么

（a）结构合理。

因为对接接头好于搭接接头。

36.下图所示两种焊接结构，哪一个合理为什么

（1）（b）合理。

焊缝应避开应力集中的转角位置，以防止焊接应力与外加应力相互叠加，造成过大的应力而开裂。

（2）（b）合理。

焊缝布置尽可能分散，避免密集交叉。

焊缝集中分布容易使接头过热，力学性能降低，甚至出现裂纹。

焊缝位置尽可能对称分布，焊缝的对称布置可以使各条焊缝的焊接变形相抵消，对减小焊接变形有明显的效果。

37.如图焊接结构，何种较合理简要分析其原因。

（1）b合理焊缝应尽量避开最大应力部位，以防止焊接应力与外加应力相互叠加，

造成过大的应力而开裂。

（b）a合理焊缝应尽量避开机械加工面，以避免焊接应力和变形对已加工表面精度的影响。

38.如图焊接件采用焊条电弧焊，何种方案较合理简要分析其原因。

（1）b合理焊缝应尽量避开最大应力部位，以防止焊接应力与外加应力相互叠加，造

成过大的应力而开裂。

（2）b合理焊缝尽可能分散布置，避免密集交叉。

焊缝集中分布容易使接头过热，力

学性能降低，甚至出现裂纹。

39.如图焊接结构，何种较合理简要分析其原因。

（1）a合理焊缝位置应考虑各焊接过程中对熔化金属的保护。

埋弧焊时应考虑接头

处容易存放焊剂、保持熔融合金和熔渣；

（2）a合理焊缝位置应考虑焊接所需要的施焊操作空间。

手工电弧焊时需考虑留有

一定焊接空间，以保证焊条的运行自如。

40.如图焊接结构，何种较合理简要分析其原因。

（1）a合理焊缝位置应考虑焊接所需要的施焊操作空间。

点焊时应考虑电极安放。

（2）a合理焊缝位置应考虑各焊接过程中对熔化金属的保护。

气体保护焊时应考虑

气体的保护效果。

41.下图所示焊接结构是否合理为什么若不合理,应如何改正?

（a）不合理焊缝位置应考虑焊接所需要的施焊操作空间。

手工电弧焊时需考虑留有一

定焊接空间，以保证焊条的运行自如。

（b）不合理焊缝应尽量避开机械加工面，以避免焊接应力和变形对已加工表面精度的影响。

42.下图所示焊接结构是否合理为什么若不合理,应如何改正?

（a）不合理焊缝位置应考虑焊接所需要的施焊操作空间。

点焊时应考虑电极安放。

（b）不合理焊缝应避开应力集中的转角位置，以防止焊接应力与外加应力相互叠加，造成过大的应力而开裂。

下图所示焊接结构是否合理为什么若不合理,应如何改正?

P165

（a）手弧焊（b）电阻焊（c）焊接件

（a）不合理。

焊缝位置应便于操作（1分）。

改正后如下图（1分）。

（b）不合理。

电极难以伸入（1分）。

改正后如下图（1分）。

（c）不合理。

焊缝应尽量避开机械加工表面（1分）。

改正后如下图（1分）。