机械制造工艺及设备考试试卷.doc

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《机械制造工艺及设备》课程考试试卷( 开卷) B
参考答案
题号
一
二
三
四
五
总份
题分
20
20
20
20
20
100
得分

一、 填空题( 每空1分, 共20分) :
1. 低碳钢的可锻性_好___, 锻造温度范围_大___。
2. 锻造温度比再结晶温度高时为__热__变形, 锻造温度比再结晶温度低时为__冷__变形。
3. 铸件厚壁处, __冷却慢__, 而受 拉应 力, 薄厚壁处, __冷却快__, 而受 压应 力。
4． 低碳钢焊接热影响区为: 过热区 , 正火区 , 部分正火区 。
6． 表面粗糙度一般见 轮廓算术平均偏差Ra 和 微观不平度十点高度Rz 表示。
7． 机械加工精度包括: 尺寸精度, 形状精度 , 位置精度 。
8． 切削用量包括: 切削速度Vc , 进给量f , 切深或背吃刀量ap 。

二、 选择题( 将正确的答体号写入题目的括号中, 全答对时得分, 共20分) :
1． 不产生流线组织的锻造方法是( ( 3) )
( 1) 在室温锻造( 2) 在再结晶温度以下锻造( 3) 在再结晶温度以上锻造
2． 焊缝系数的大小一般应为( ( 3) )
( 1) <0.5 ( 2) <0.8 ( 3) =1.2～1.3
3．电阻点焊时, 出现熔核偏移的原因是( ( 1) ( 3) )
( 1) 两板厚度差大 ( 2) 两板强度差大 ( 3) 两板热学与电学性能差别大
4．锻造变形速度升高一般对钢的可锻性的影响为( ( 2) ( 3) )
( 1) 塑性增加 ( 2) 变形抗力增加 ( 3) 塑性下降
5．产生铸造热应力的条件为( ( 2) ( 3) )
( 1) 铸件壁厚均匀 ( 2) 铸件不同部位冷却不一致 ( 3) 合金线收缩率大
6．防止缩孔的有效工艺方法为( ( 1) )
( 1) 定向凝固 ( 2) 增大铸件壁厚 ( 3) 同时凝固
7．出现带状切屑的工艺条件为( ( 3) ) 。
( 1) 切削速度小, 进给量小。( 2) 中等切削速度和进给量, ( 3) 大切削速度和小进给量
8．车削加工时, 为减小径向切削力, 应选择( ( 3) ) 的刀具主偏角。
( 1) 较小 ( 2) 中等 ( 3) 较大
9．为改进低碳钢的切削加工性能, 一般采用( ( 2) ) 的工艺方法。
( 1) 退火 ( 2) 正火 ( 3) 淬火
10．积屑瘤在( ( 3) ) 的切削条件下容易产生。
( 1) 慢速 ( 2) 快速 ( 3) 中等速度

三、 判断题( 错的打×并改正, 正确打√, 每题2分, 共20分。) :
1. 焊缝区的应力性质是在加热和冷却时均受压。( × )
改正: 焊缝区的应力性质是在加热时受压应力, 冷却时均拉应力。
2．曲柄压力机的滑块行程一定, 模锻是一次成形, 且金属变形量不宜过大, 故曲柄压力机适合大批量生产。( √ )

3．拉深模的凸凹模间隙与冲裁模相同。( × )
改正: 拉深模的凸凹模间隙与冲裁模不相同。
4. 埋弧焊适合薄壁长直焊缝和环形焊缝的焊接。( × )
改正: 埋弧焊适合厚壁长直焊缝和环形焊缝的焊接。
5．铸件内外壁厚度一样时, 会产生热应力。( √ )

6．铸件的分型面总是选择在铸件的最小截面处。( × )
改正: 铸件的分型面总是选择在铸件的最大截面处。
7. 车床上钻孔产生的”引偏”导致孔径扩大和孔不圆。( √ )

8．逆铣的上台力大, 振动严重, 表面粗糙度大。( √ )

9．机械加工应遵循基准先行的原则。( √ )

10．粗基准只能使用一次。( √ )

四、 简答题( 20)
1． 为什么不能用φ50的落料模具来冲制φ50的孔? ( 5分)
答: 落料模是以凹模为基准, 经过缩小凸模的方法设计( 1分) ; 而冲孔模是以凸模为基准, 经过扩大凹模的方法设计( 1分) 。因此, 如果用φ50的落料模具来冲制φ50的孔, 其孔径将小于50( 2分) 。因此不能用φ50的落料模具来冲制φ50的孔( 1分) 。

2． 为什么埋弧焊时要用引弧板和引出板? ( 5分)
答: 因为埋弧焊时, 在引弧和熄弧时的冶金反应不充分( 1分) , 易产生夹渣( 1分) , 缩孔和裂纹等缺陷( 1分) 。因此, 要在引弧和熄弧处安装另外的板即引弧板和引出板, 以防止焊缝中出现缺陷( 2分) 。

3． 怎样改进细长轴车削加工的精度? ( 5分)
答: 细长轴车削加工时因刚度差, 常常因工件变形而, 产生腰鼓型和竹节型的形状误差( 1分) 。
因此, 为改进细长轴车削加工的精度应采取以下工艺方法:
1． 改进工件的装夹: 采用一端在尾架的弹性顶尖和另一端绕上细钢丝装在三爪卡盘中的装夹方法, 在刀具附近装上跟刀架防止工件的变形和震动。( 2分)
2． 采用方向切削法: 用大的主偏角和进给量从卡盘向尾架车削, 防止压应力使工件弯曲( 1分) 。
3．采用合适的刀具材料和角度: 采用硬质合金刀具, 用较大的前角的薄宽刀片, 可防止加工时的震动, 减小切削力获得高的加工质量( 1分) 。

4． 简述积屑瘤产生的原因和条件, 生产中怎样防止和利用? ( 5分)
答: 积屑瘤产生的原因是切屑与刀具作用面上存在强烈的摩擦和挤压, 条件是在温度处于中等温度和压力较大时即在中等的切削速度和大的切深下将会产生积屑瘤( 2分) 。
生产中, 当粗加工时, 因积屑瘤能够保护刀具, 使切削轻快, 效率高。因此, 粗加工时应利用积屑瘤。采用中等的切削速度和大的切深( 15分) 。
而在精加工时, 因积屑瘤会导致切削震动和恶化表面质量, 因此精加工时应防止产生积屑瘤。一般见高或低速切削, 小的切削深度( 1.5分) 。

五、 分析题( 20分)
20
1．试分析图1中的T型梁铸件产生热应力的原因和防止方法。( 5分)
30

150

200
1200

图1 T型梁铸件

答: 该T型梁铸件下部厚度为120mm,是上部的4倍。因此, 下部厚大, 冷却慢, 而上部冷却快。这样, 下部冷却后会在1200mm的纵向产生拉应力, 而上部产生压应力。( 2分)
为防止热应力, 可采用下列方法:
(1) 工艺上采用同时凝固方法: 下部放置冷铁, 上部开设浇冒口, 使各部分同时凝固( 2分) 。
(2) 设计上采用减薄下部的方法: 将下部厚度减为20mm,使壁厚均匀( 1分) 。

2． 试分析图86所示小板焊接为大板时焊缝设计的合理性, 并修改不当之处。制定合理的焊接顺序。( 5分)

答: 图86所示小板焊接为大板时焊缝设计不合理, 三条焊缝有两处交叉, 会导致过大的应力( 2分) 。应改为下图设计, 焊接顺序如图中数字所示( 。

A
D
E
F

B

C

A

1

2

5
4

3

3．试分析用图2所示零件在切削加工时的合理性? ( 3分)
( 20)
( 21)
( 22)
( 23)
图2 切削加工零件结构

答: 图2中( 18) , ( 20) ( 22) 设计不合理, 而( 19) , ( 21) 和( 23) 设计正确( 2分) 。( 18) 主要是键槽不在同一方位, 使装夹和对刀工作增多; 改为( 19) 后, 只需要一次装夹就能够加工出两个键槽( 1分) 。( 20) 钻孔时孔的轴线不在同一方位上, 使装夹和对刀工作增多( 1分) ; 改为( 21) 后, 只需要一次装夹就能够加工出两个孔( 1分) 。( 22) 中双联齿轮没有设置退刀槽, 因此, 无法加工。改为( 23) 后, 插齿刀就能够切削得到带有退刀槽的齿轮( 1分) 。

4．试确定在批量生产条件下, 图3所示阶梯轴的加工工艺过程。材料为45钢,表面硬度要求35-40HRC。请拟定工序, 定位粗基准和精基准, 工序内容, 加工方法。( 7分)

答: 根据所给条件可知, 该轴为一般精度和表面粗糙度要求的普通轴, 材料为45钢,表面硬度要求35-40HRC, 因此可经过调质处理达到( 0.5分) 。因两端φ20的轴颈要求同轴度0.02,因此应该以轴线作为外圆车削加工的定位粗、 精基准( 0.5分) 。毛坯可采用热轧45钢棒料, 尺寸为φ40×100经过锻造后形成( 0.5分) 。基本工艺过程为锻造-调质处理-粗车-半精车( 0.5分) 。其工序及相关内容如下表所示:
批量生产45钢阶梯轴的加工工艺过程
序号
工序内容
工序简图
定位基准
加工方法及设备
1
切割下料( 0.5分)
φ40

100

φ25
80

锯切, 锯床
2
自由锻( 0.5分)
φ40

30
25

拔长, 空气锤
3
调质处理( 0.5分)

125

高温箱式电阻炉
4
车两端面, 打中心孔
其它尺寸不变( 1分) 。
6.3
6.3
25
20

中部外圆
专用车端面打中心孔车床
5
粗车外圆: 分别将φ40的外圆车到φ35, φ25的外圆车到φ21。表面粗糙度达到Ra6.3.
其它尺寸不变。( 1分)

两中心孔
车外圆, 卧式车床
6
半精车外圆, 倒角:
将φ21的外圆车到φ20。表面粗糙度达到Ra3.2, 尺寸精度达到K6。台阶处倒角为1×45°。
其它尺寸不变。( 1.5分)

两中心孔
车外圆, 卧式车床
7
清洗检验