机械制造基础第二章作业及答案

第一篇：机械制造基础第二章作业及答案

第一章

金属切削过程及其控制

1-1 什么是切削用量三要素？在外圆车削中，它们与切削层参数有什么关系？ 答：切削用量是指切削速度 v c、进给量 f（或进给速度 v f）、背吃刀量 a p 三者的总称，也称为切削用量三要素。它是调整刀具与工件间相对运动速度和相对位置所需的工艺参数。

（一）切削速度 v c

切削刃上选定点相对于工件的主运动的瞬时速度，在计算时应以最大的切削速度为准，如车削时以待加工表面直径的数值进行计算，因为此处速度最高，刀具磨损最快。

（二）进给量 f

工件或刀具每转一周时，刀具与工件在进给运动方向上的相对位移量。

进给速度 v f 是指切削刃上选定点相对工件进给运动的瞬时速度。

（三）背吃刀量 a p

通过切削刃基点并垂直于工作平面的方向上测量的吃刀量。1-2 怎样划分切削变形区？第一变形区有哪些变形特点？

答：根据切削时试验时制作的金属切削层变形图片，绘制出金属切削过程中的滑移线和流线示意（流线表示被切削金属的某一点在切削过程中流动的轨迹），可将切削变形区划分为第一变形区、第二变形区、第三变形区。第一变形区的变性特点有：沿滑移线的剪切变形以及随之产生的加工硬化 1-3 什么是积削瘤？它对加工过程有什么影响？如何控制积削瘤的产生？

（李金德）

答：在加工过程中，由于工件材料是被挤裂的，因此切屑对刀具的前面产生有很大的压力，并摩擦生成大量的切削热。在这种高温高压下，与刀具前面接触的那一部分切屑由于摩擦力的影响，流动速度相对减慢，形成“滞留层”。当摩擦力一旦大于材料内部晶格之间的结合力时，“滞流层”中的一些材料就会粘附在刀具靠近刀尖的前面上，形成积屑瘤。可采用耐磨性好的刀具，减小刀具的前角和主偏角，降低切削速度等措施。以及对材料进行热处理等。

1-4 常用的切屑形态有哪几种？它们一般都在什么情况下生成？怎样对切屑形态进行控制？

答：带状切屑，挤裂切屑，单元切屑，崩碎切屑。带状切屑一般在切削塑性较高的金属材料时产生，挤裂切屑在切削黄铜或用低速切削钢产生，单元切屑在切削铅或用很低的速度切削钢时产生，崩碎切屑在切削脆性金属时产生。生产中常利用切屑转化条件对切屑形态进行控制。1-5 试述刀具破损的形式及防止破损的措施。

答：脆性破损：崩刃、碎断、剥落、裂纹破损；塑性破损 防止破损的措施：(1)合理选择刀具材料；(2)合理选择刀具几何参数；(3)保证刀具的刃磨质量；(4)合理选择切削用量；(5)工艺系统应有较好的刚性

1-6 什么是刀具的磨钝标准？ 什么是刀具耐用度和刀具使用寿命？试分析切削用量三要素对刀具使用寿命的影响规律。

答：（1）规定刀具用到产生急剧磨损前必须重磨或更换新刀刃时的磨损量称为磨损限度或磨钝标准。（2）刃磨后的刀具自开始切削直到磨损量达到磨钝标准所经历的总切削时间称为刀具耐用度。刀具耐用度与刀具重磨次数的乘积就是刀具寿命，即一把新刀具从开始投入使用直到报废为止的总切削。（3）1.当背吃刀量ap、进给量f、切削速度vc增大时，都能使切削时间减小。但一般情况下应优先增大aq，以求一次进刀全部切除加工余量，增高生产效率。

2.机床功率 当背吃刀量aq、切削速度vc增大时，都能使切削功率成正比增加。此外，增大背吃刀量aq，使切削力增加得多，而增大进给量f却使切削力增加得较少、消耗功率也较少。所以，在粗加工时，应尽量增大进给量f，合理使用机床功率。

3.在切削用量参数中，对刀具耐用度影响最大的是切削速度vc，其次是进给量f，影响最小的是背吃刀量aq。所以优先增大背吃刀量aq不但能达到高的生产率，相对于vc与f来说，还能更好地发挥刀具切削性能、降低加工成本。1-7 影响切削温度的主要因素有哪些？试论述其影响规律。

答：影响切削温度的因素：切削用量，刀具几何参数，工件材料和切削液等。影响规律：对于切削力来说，ap影响最大，fn其次，v有降低F的作用对于温度来说，v影响最大，fn其次，ap最小。

1-8 影响切削力的主要因素有哪些？试论述其影响规律。

答：影响切削力的因素主要有四个方面：工件材料，进给量，刀具几何参数。影响规律：（1）工件材料。当切削条件相同时，刀具材料与工件材料的工件材料。当切削条件不变时.不同的工件材料切削力的大小是不一样的，并且可能相差甚远，因而工件材料是决定切削力大小的主要因素之一。（2）一般，进给量越大，切削力越大，当进给量增大时，切削力却增大不到1倍。这是由于进给量的增大使切屑减少，从而使切削力相应减少。（3）主偏角和刀夹圆弧半径。主偏角对切削力的影响较小，一般不超过10%，但刀夹圆弧半径的切屑变形较大，它所占实际参与切削刃的比例越大，切削力也越大。因此，刀尖圆弧半径增大时切削力增大。摩擦系数、亲和力越小切削力越小。

1-9 刀具切削部分的材料必须具备哪些基本性能？常用的硬质合金有哪几类？如何选用？(梁飞)答：（1）性能优良的刀具材料，是保证刀具高效工作的基本条件。刀具切削部分在强烈摩擦、高压、高温下工作，应具备如下的基本要求。1.高硬度和高耐磨性2.足够的强度与冲击韧性3.高耐热性4.良好的工艺性和经济性.（2）常用刀具材料有工具钢、高速钢、硬质合金、陶瓷和超硬刀具材料，目前用得最多的为高速钢和硬质合金。1-10 什么是砂轮硬度？如何正确选择砂轮硬度？

答：砂轮磨具的硬度是反映磨粒在磨削力的作用下，从砂轮表面上脱落的难易程度。砂轮硬度用软硬表示，砂轮的硬度不同于磨粒的硬度。

砂轮选用的时候，要注意硬度适当，如果太硬，磨钝了的磨粒不及时脱落，会产生大量热量，烧伤工件；砂轮太软，则会使磨粒脱落过快而不能充分发挥作用。

第二篇：机械制造基础作业答案

机械制造基础作业参考答案 1.[单选题] 零件材料选择的一般原则是首先应满足零件的A A使用性能要求 B加工工艺性 C经济性 D可塑性

2.[单选题] 一般来说钢的热处理不改变热处理工件的 C A强度 B塑性 C形状

D冲击韧性

3.[单选题] 削适用于加工平面、尺寸较大的沟槽和加工窄长的平面。B A车 B刨 C铣 D磨

4.[单选题] 金属材料在外载荷作用下产生断裂前所能承受什么能力称为塑性。C A最小塑性变形 B平均塑性变形 C最大塑性变形 5.[单选题] 焊条的直径和长度是以的直径和长度来表示的 C A涂料层 B药皮 C焊芯

D作用工件

6.[多选题] 钢的热处理工艺由以下哪几个阶段组成 ABC A加热 B保温 C冷却 D氮化

7.[多选题] 在铁碳合金中，莱氏体是由什么所构成的机械混合物。CD A珠光体B铁素体C奥氏体D渗碳体 8.[多选题] 加工阶段一般可以划分为哪几个个阶段。BCD A半粗加工阶段 B粗加工阶段 C半精加工阶段 D精加工阶段 9.[多选题] 确定加工余量的方法有哪些? ABC A计算法B目测法C经验估计法D查表修正法 10.[多选题] 切削用量是下列哪些的总称。ABD A切削速度B进给量C切削层数D背吃刀量 11.[判断题] 基本偏差是用来确定公差带大小的。错误 12.[判断题] φ30£5、φ307、φ30£8 的上偏差是相同的。正确 13.[判断题] 公差值可以是正的或是负的。错误 14.[判断题] 抗拉强度是表示金属材料抵抗最大均匀塑性变形或断裂的能力。正确 15.[判断题] 硬度是指金属材料抵抗其他物体压入其表面的能力。错误 16.[判断题] 碳钢的含碳量一般不超过1.3%正确 17.[判断题] 正火的冷却速度比退火稍慢一些。错误 18.[判断题] 合金钢就是在碳钢的基础上有目的地加入一定量合金元素的钢。正确 19.[判断题] 纯铝的强度很低，但塑性很高。正确 20.[判断题] 焊接属于永久性连接金属的工艺方法。正确 1.[单选题] 在一定条件下是允许采用的 B A不定位 B过定位 C欠定位

2.[单选题] 下列属于合金结构钢的是 A合金渗碳钢 B合金调质钢 C合金弹簧钢 3.[单选题] 基本尺寸小于500mm，国家标准对标准公差规定了多少级 B A16 B18 C20 D22 4.[单选题] 标准麻花钻头一般由什么制成的。B A铸铁 B高速钢 C碳钢

D重有色金属 5.[单选题] 卧式车床的主要组成部件不包括C A主轴箱进给箱 B溜板箱刀架部件 C冲洗器挡板 D床身尾座

6.[多选题] 按照工艺范围机床可分为 BCD A常用化机床B通用机床C通用机床D专用机床 7.[多选题] 工艺基准可以分为哪几种? ABCD A装配基准B测量基准C工序基准D定位基准 8.[多选题] 在一个工序内，工件可能的安装次数？BD A必须一次B可能一次C必须多次D可能多次 9.[多选题] 在零件图上用以确定其他什么位置的基准，称设计基准 ABC A点B线C面D体

10.[多选题]ABCD 良好的切削加工性一般包括哪些内容? A在相同的切削条件下刀具有较高的耐用度，能够采用较高的切削速 B在相同的切削条件下，切削力或切削功率小，切削温度低 C容易驳得良好的表面加工质量 D容易控制切屑的形状或容易断屑 11.[判断题] 用交流电焊接时，元正接与反接的区别。正确 12.[判断题] 表面粗糙度值的大小不影响零件的耐磨性。错误 13.[判断题] 进给量指工件或刀具每转一转时，两者沿进给方向的绝对位移。错误 14.[判断题] 切削液具有冷却、润滑、清洗、防锈囚种作用。正确 15.[判断题] 欠定位在机械加工中是不允许的。正确 16.[判断题] 在零件图上用以确定其他点、线、面位置的基准，称设计基准。正确 17.[判断题] 夹紧力应尽可能靠近加工表面。正确 18.[判断题] 在机械加工中，加工精度的高低是以加工误差的大小来评价的。正确 19.[判断题] 实际尺寸较大的孔与实际尺寸较小的轴相装配，就形成间隙配合。20.[判断题] 公差通常为正，在个别情况下也可以为负。1.[单选题] 正火主要应用不包括B A 普通结构零件，当机械性能要求不太高时，用正火作为最终热处理。

B降低脆性，消除或减少内应力，获得工件所要求的机械性能，稳定工件的尺寸。C作为预备热处理，改善低碳钢或低碳合金钢的切削加工性能。

D消除过共析钢的网状渗碳体，改善钢的性能，并为以后的热处理做好准备。2.[单选题] 按照焊接过程的本质可以分为三大类，下列哪一个不属于三大类的一个。C A熔化焊 B压力焊 C激光焊 D钎焊

3.[单选题] 下列代号分别表示车床、钻床、磨床、铣床的是 D A Z C T M B T M Z C C M T C Z D C Z M T 4.[单选题] 冲压分为分离工序和变形工序，下列属于不变形工序的是D A弯曲 B拉延

C翻边和成形 D落料与冲孔 5.[单选题] 密度为8.96g/cm3熔点为1083摄氏度的铜成为 A A纯铜B黄铜C青铜 6.[多选题] 切屑的类型分为 ABD A带状切屑 B节状切屑 C单元切屑 D崩碎切屑

7.[多选题] 工程材料通常分为B D A塑料 B金属 C非金属 D复合材料 8.[多选题] 合金工具钢按用途一般分为ABC A合金刃具钢 B合金模具钢 C合金量具钢 D合金弹簧钢 9.[多选题] 常见的焊接接头形式分为AC A对接 B角接 C搭接 D丁字接

10.[多选题] 在机械加工中，获得尺寸精度的方法一般可分 A试切法 B调整法

C定尺寸刀具法 D自动控制法 11.[判断题] 强度越高，塑性变形抗力越大，硬度值也越高。对 12.[判断题] 正火的冷却速度比退火稍慢一些。错 13.[判断题] 灰铸铁在工业上应用于制造承受压力、要求耐磨和减振的零件。对 14.[判断题] 通过热处理来提高灰铸铁力学性能的效果不大。对 15.[判断题] 用交流电焊接时，无正接与反接的区别。对 16.[判断题] 通常材料的力学性能是选材的主要指标。对 17.[判断题] 表面粗糙度值的大小不影响零件的疲劳强度。错 18.[判断题] 切削速度指切削加工时，切削刃选定点相对于工件的主运动的瞬时速度。对 19.[判断题] 切削速度是通过切削温度来影响刀具耐用度的。错 20.[判断题] 用分布于镜刀圆柱面上的刀齿进行的镜削称为周镜。对 1.[单选题] 工件在直角坐标系中有几个自由度

B A4 B6 C8 D10 2.[单选题] 工件定位时，同一个自由度被几个支撑点重复限制的情况称为 D A完全定位B不完全定位C欠定位D过定位 3.[单选题] 下列不属于复合材料的是 C A金属基体材料 B纤维树脂复合材料 C玻璃钢 D金属陶瓷

4.[单选题] 定位基准是指C A机床上的某些点、线、面 B夹具上的某些点、线、面 C工件上的某些点、线、面 D刀具上的某些点、线、面 5.[单选题] 工序基准定义为B A设计图中所用的基准 B工序图中所用的基准 C装配过程中所用的基准

D用于测量工件尺寸、位置的基准 6.[多选题] 提高加工精度的工艺措施 A B C D A减少误差法 B误差补偿法 C误差转移法 D误差均分法 7.[多选题]

钢的回火目的为 A B C D A降低脆性，消除或减少内应力

B消除铸件、焊接件、热轧件等的残余应力 C获得工件所要求的机械性能 D稳定供给的尺寸 8.[多选题] 表面粗糙度的检测方法主要有 A B C D A比较法 B光切法 C针触法 D干扰法

9.[多选题] 机床夹具是指使用同一种工件，进行什么的工艺装备 A C D A定位 B处理 C加紧 D加工

10.[多选题] 加紧装置一般由哪几部分组成的 ABC A加紧元件 B传力机构 C力源装置 D切削刀具

11.[判断题] 根据工件的加工要求，不需要限制工件的全部自由度，这种定位称为不完全定位。对 12.[判断题] 固定支承在使用过程中不能调整，高度尺寸是固定不动的。错 13.[判断题] 在一个工序内，工件只能安装一次。对 14.[判断题] 实际尺寸越接近其基本尺寸，则其精度也越高。错 15.[判断题] 为了实现互换性，零件的公差规定得越小越好。错 16.[判断题] 硬度是指金属材料抵抗比它更硬的物体压入其表面的能力。对 17.[判断题] 过渡配合的孔、轴公差带一定互相交叠。错 18.[判断题] 冲击韧性值随温度的降低而减小。对 19.[判断题] 通过热处理可以有效地提高灰铸铁的力学性能。错 20.[判断题] 刀具耐用度为刀具加工完一个工件所用的切削时间。错

第三篇：机械制造基础课后作业

第一章工程材料的基本知识

1，说明下列符号的含义及其所表示的机械性能指标的物理意义：σs，σb，HRC,180HBS10/1000/30 答：σs屈服强度符号，材料产生屈服现象时的最小应力值称为屈服强度。σs=FS/SO.σb抗拉强度符号，材料被拉断前承受最大载荷时的应力值称为抗拉强度。σb= Fb/SO.HRC洛

0氏硬度符号，压头为120金刚石圆锥体。180HBS10/1000/30表示用直径为10mm的淬火钢球在1000Kgf的载荷作用下，时间保持30s所测得的布氏硬度值为180。2，为什么冲击韧性值不直接用于设计计算？它与塑性有何关系？

答：冲击韧性值是通过一次摆锤冲击试验测得的，测试时要求一次冲断，而生产实地中的工件大多数都是多次冲击后才被破坏的，这与冲击试验中一次冲断的情况相差较大，所以冲击韧性值常规下只用于判定材料是塑性的还是韧性的，而不用于直接设计。韧性是材料强度和塑性的综合指标,当材料的强度和塑性都很好时，材料的韧性才会很好。3，何谓金属的疲劳和蠕变现象？它们对零件的使用性能有何影响? 答：金属在连续交变载荷的作用下发生突然性的断裂称为疲劳断裂。金属在高温长时间应力作用下产生明显的塑性变形直至断裂的现象称为蠕变。在设计零件时，必须考虑疲劳强度和蠕变强度及持久强度。

4.Fe—Fe3C相图在生产实践中有何指导意义？有何局限性？ 答：铁碳合金相图的指导意义：（1），选择材料方面的应用；（2），铸造方面的应用；（3），锻造方面的应用；（4），热处理方面的应用；

由于铁碳相图是以无限缓慢加热和冷却速度得到的，而在实际加热和冷却都有不同程度的滞后现象。

第二章钢的热处理

一，何为钢的热处理？钢的热处理有哪些基本类型？

答：钢在固态下采用适当方式进行加热、保温，并以一定的冷却速度冷却到室温，改变钢的组织从而改变其性能的一种工艺方法。

类型包括退火、正火。淬火、回火四种基本类型。

二，退火和正火的主要区别是什么？生产中如何选择正火和退火？

答：正火比退火的冷却速度快些，故正火的组织比较细，硬度强度比退火高。

根据其加工性、使用性、经济性来选择。

三，常用的淬火方法有哪些，说明它们的主要特点及应用范围。答：1，单液淬火法：操作简单，易于实现机械化，自动化。

2，双液淬火法：适用于高碳工具钢制造的易开裂工件，如丝锥、板牙等。

3，分级淬火法：适用于由合金钢制造的工件或尺寸较小、形状复杂的碳钢工件。4，等温淬火法：适用于形状复杂、且要求具有较高硬度和韧性的工具、模具等工件。5，局部淬火法：对要求局部有高硬度的工件。

四，回火的目的是什么？常用的回火方法有哪几种？指出各种回火方法得到的组织、性能及应用范围。

答：回火的目的有四个：

1，降低脆性，消除或减少内应力。2，获得工件所要求的机械性能。3，稳定工件的尺寸。

4，降低工件硬度，利于切削加工。低温回火组织为回火马氏体，一般为工模具钢要求高硬度高强度的工艺。中温回火组织为回火屈氏体，一般为弹簧钢处理工艺。

高温回火（调质）组织为回火屈氏体，一般为中碳结构钢处理工艺。

第三章常用材料及选用

1，现有40Cr刚制造的机床主轴，心部要求具有良好的强韧性（200-300HBS），轴颈处要求硬而耐磨（54-58HRC），试问：（1）应进行哪种预处理和最终热处理？(2)热处理后获得什么组织？（3）热处理工序在加工工艺路线中位置如何安排？

答：(1)预处理为调质处理（正火，860℃保温1.5h,空冷）,轴颈最终热处理为调频淬火热处理。(2)热处理后获得的组织是回火索氏体。（细粒状渗碳体和铁素体基体的混合物）。（3）下料--锻造--调质—机加工—高频淬火—回火—磨加工。2，选择零件材料应遵循哪些原则？ 答：（1）根据成品的要求（2）根据加工条件（3）考虑经济性

2，有一Ф30mm×300mm的轴，要求摩擦部分硬度为53-55HRC，现选用30钢来制造，经调制处理后表面高频淬火(水冷)和低温回火，使用过程中发现摩擦部分严重磨损，试分析失败原因，并提出再生产时解决的方法。

答：30钢经淬火处理后得到的金相组织大部分为板条状马氏体，高温回火后其金相组织为回火索氏体加铁素体加珠光体，表面高频淬火后只得到部分针状马氏体，故其硬度与耐磨性都不够。再生产时将钢材改用为45钢或40Cr钢制造可解决耐磨问题。

第四章金属毛坯的热成型

1，砂型铸造的工艺过程主要包括哪些内容？

答：根据零件图的形状和尺寸，设计制造模样和芯盒；制备型砂和芯砂；用模样制造砂型；用芯盒制造型芯；把烘干的型芯装入砂型并合型；熔炼合金并将金属液浇入铸型；凝固后落砂、清理；检验合格便获得铸件。2，手工造型方法有哪几种？

答：整模造型、分模造型、挖砂造型、活块造型四种。

3，何谓加工硬化？如何改善加工硬化后的金属与合金的性能？

答：金属在塑性变形过程中，随着变形程度的增加，其强度、硬度提高，而塑性、韧性降低的现象称为加工硬化。通过回复与再结晶可以改善加工硬化后金属的性能。4，什么是金属的锻造性能？其影响因素主要是什么？ 答：金属的锻造性能是衡量金属在经受压力加工时获得优良制品的难易程度的工艺性能。主要因素为金属的塑性和变形抗力两个指标。5，自由锻主要有哪些工序？

答：自由锻工序主要有基本工序、辅助工序、精整工序三大类 6，板料冲压有哪些基本工序？ 答：主要有分离工序和变形工序。

7，何谓焊接电弧？其构造与温度分布如何？ 答：焊接电弧是电极与工件之间的气体介质中产生的强烈而持久的放电现象。电弧分为阳极区、阴极区、弧柱区。其中阳极区热量占43%，阴极区热量占36%，弧柱区热量占21%。8，什么是电弧的极性？如何选用？

答：用直流电焊接时就有极性的选择，焊件接正极，焊条接负极，称为正接，反之称为反接，焊薄板时常用反接法。

9，电焊条由哪些部分组成？其作用是什么？ 答：电焊条由焊芯与药皮组成。焊芯传导电流、产生电弧、作为焊缝填充金属。药皮提高电弧燃烧稳定性及对焊缝熔池起机械保护作用。10，结合具体机械，找出铸件、锻件、焊接件、冲压件和型材为坯料的几种零件，并初步分析为何选用这种类型的毛坯。11，为何齿轮多用锻件，而带轮和飞轮多用铸件？

答：因为齿轮承受的冲击载荷较大，带轮和飞轮承受的冲击载荷较小，所以齿轮的韧性要求要比飞轮和带轮高。故齿轮多用锻件，而带轮与飞轮多用铸件。

第五章公差配合与技术测量

1，基本尺寸、极限尺寸、极限偏差和尺寸公差的含义是什么？它们之间的相互关系是如何？在公差带图解上怎样表示？ 答：基本尺寸是通过它应用上下偏差可算出极限尺寸的尺寸。极限尺寸是指一个孔或轴允许的尺寸的两个极端值。极限偏差是极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差。尺寸公差是最大极限尺寸与最小极限尺寸之差。公差带在垂直零线方向的宽度代表公差值，上面线表示上偏差，下面线表示下偏差。

2，什么是标准公差？规定它有什么意义？国标规定了多少个公差等级？怎样表达？ 答：标准公差系列是国家标准制定出的一系列标准公差数值。是为了简化和统一公差的要求，使规定的等级既能满足不同的使用要求，又能大致代表各种加工方法的精度。为零件设计和制造带来极大的方便。国标规定了20个公差等级。用标准公差符号IT和数字组成；分别由IT01/IT0/IT1/IT2—IT18来表示。等级依次降低，公差等级依次增大。

3，怎样解释偏差和基本偏差？为什么要规定基本偏差？有哪些基本偏差系列？如何表示？轴和孔的基本偏差是如何规定的？

答：尺寸偏差是指某一尺寸（极限尺寸、实际尺寸等）减去基本尺寸所得的代数差，其值可为正负零。基本偏差是指在极限与配合制中，确定公差带相对于零线位置的那个极限偏差。基本偏差用拉丁字母表示。大写字母代表孔，小写字母代表轴。当公差带在零线上方时，基本偏差为下偏差；当公差带在零线下方时，基本偏差为上偏差。

因为任何加工不可能完全达到要求的尺寸，总会有偏差。问题是允许偏差有多大。偏差可以标注，也可以对加工指定加工精度等级。该精度等级规定允许的偏差称基本偏差。4，什么是基准制？为什么要规定基准制？在哪些情况下采用基轴制？

答：基准制又叫配合制，是指同一极限值的孔和轴组成配合的一种制度。规定基准制可以使加工有所依据。标准公差带形成最多种的配合，国家标准规定了两种配合基准制：基孔制和基轴制，优先采用基孔制。在以下两种情况下采用基轴制：①直接使用有一定公差等级（IT8-IT11）而2不再进行机械加工的冷拔钢材做轴。②加工尺寸小于1mm的精密轴时。③根据结构上的需要，在同一基本尺寸的轴上装配有不同配合要求的几个孔件时应采用基轴制。

5，什么叫配合？配合的特征由什么来表示？

答：配合是指基本尺寸相同的，相互结合的孔、轴公差带之间的关系。配合的特征由孔和轴的公差带的相互位置来表示。分为间隙配合、过盈配合、过渡配合三种。6，什么叫一般公差？线性尺寸一般公差规定几级精度？在图样上如何标注？ 答：一般公差是指在车间普通工艺条件下机床设备一般加工能力可保证的公差。线性尺寸一般公差分为四个等级：精密级、中等级、粗糙级、最粗级。图样上分别用字母f/m/c/v表示。7，用查表法确定下列各配合的孔、轴的极限偏差，计算极限间隙或过盈，并画出公差带图。

（1）Ф20H8/f7(2)Ф30F8/h7(3)Ф14H7/r6(4)Ф60P6/h5(5)Ф45JS6/h5(6)Ф40H7/t6 第六章形状和位置公差及检测

1，形位公差特征共有几项？其名称和符号是什么？

答：形位公差的特征有14项，分别为：直线度—，平面度◇，圆度○，圆柱度，线轮廓度，面轮廓度，平行度，垂直度，倾斜度，位置度，同轴度（同心度），对称度，圆跳动，全跳动。

2，选择形位公差包括哪些内容？什么情况选择未注公差？未注公差在图样上如何标注？ 答：选择形位公差的内容包括零件的形体结构、功能要求、检测方便及经济性等方面因素。

在一般机床加工就能保证形位精度的情况下选择未注公差。但要在标题栏或技术要求中注出如GB/T1184-K。

3，试解释图6-7注出的各项形位公差（说明被测要素、基准要素、公差带形状、大小和方位）

4，将下列形位公差要求标注到6-8上。

（1）圆锥截面圆度为0.006mm；

（2）圆锥面对Ф80H7轴线的斜向圆跳动公差为0.02mm；（3）右端面对左端面的平行度公差为0.005mm。

第七章表面粗糙度及测量

1，表面粗糙度的含义是什么？对零件的工作性能有何影响？

表面粗糙度是一种微观的几何形状误差，通常波距小于1mm，粗糙度越小越光滑。主要对零件有以下影响：①影响零件的耐磨性；②影响配合性质的稳定性；③影响疲劳强度；④影响抗腐蚀性。以及接触刚度、密封性、产品外观及表面反射能力都有明显的影响。2，什么叫取样长度和评定长度？规定取样长度和评定长度有何意义？

答：取样长度是指用于判别被测定轮廓不规则特征的X轴向（与轮廓总的走向一致）上的长度；由于零件表面粗糙度不一定很均匀，在测量和评定时，需规定一段最小长度作为评定长度。一般为5倍取样长度（ln=5lr）.规定取样长度与评定长度的目的在于限制和减弱其他几何形状误差。特别是表面波纹度对测量的影响。表面越粗糙，取样长度就越大。3，评定表面粗糙度的高度特征参数有哪些？分别论述其含义和代号。

答：评定表面粗糙度的高度特征参数有轮廓的算数平均偏差和轮廓的最大高度。

轮廓的算数平均偏差Ra,在一个取样长度内纵坐标值z(x)绝对值的算术平均值。轮廓的最大高度Rz。在一个取样长度内，最大轮廓峰高Rp和最大轮廓谷深Ry之和的高度。5，选择表面粗糙度参数值时，应考虑哪些因素？ 答：评定参数的选择首先应考虑零件使用功能的要求，同时也应考虑检测的方便性及仪器设备条件等因素。

6，常用的表面粗糙度测量方法有哪些？各种方法适用于哪些评定参数？

答：1，比较法，将被测零件表面与粗糙度样板用肉眼或借助放大镜或手摸感触进行比较。适用于车间检验，缺点是精度较差，只能做定性分析比较；2，光切法，利用光切原理测量表面粗糙度的方法；适宜测量车、铣、刨或其他类似方法加工的金属零件的平面或外圆表面；3，针触法，通过针尖感触被测表面微观不平度的截面轮廓方法，属于接触式电测量法，快速可靠，操作简便；4，干涉法，利用光波干涉原理来测量表面粗糙度的方法，常用仪器为干涉显微镜；适用于Rz值来评定表面粗糙度。

7，在一般情况下，Ф40H7和Ф80H7相比，Ф40Hj5和Ф40H6s5相比，哪个应选用较小的粗糙度值？ 答：（1）Ф40H7和Ф40Hj5应选用较小的粗糙值。

8，将图7-11所示轴承套标注的表面粗糙度的错误之处改正过来。

第八章 金属切削加工概论

1，切削加工由哪些运动组成？它们各有什么作用？

答：1，主运动，直接切除工件上的切削层，使之转变为切屑，从而形成工件新表面。2，进给运动，不断地把切削层投入切削，以逐渐露出整个工件表面。3，合成切削运动，主运动与进给运动合成的运动。2，切削用量三要素是什么？

答：切削速度vc,进给量f，背吃刀量ap。

3，刀具正交平面参考系由哪些平面组成？它们是如何定义的？

答：1，基面pr，过切削刃上选定点垂直于主运动方向的平面；它平行或垂直于刀具在制造、刃磨及测量时适合于安装的平面或轴线。2，切削平面ps。过切削刃上选定点与切削刃相切并垂直于基面的平面。3，正交平面po。过切削刃上选定点并垂直于切削刃的平面。4，刀具的工作角度和标注角度有什么区别？影响刀具工作角度的主要原因有哪些？

答：刀具的工作角度是实际加工中刀具相对工件基面的角度。加工中刀具的进给速度的变化，刀具相对的角度也会随之变化。最明显的就螺纹车削中的螺纹刀。如果只用一把螺纹刀车削不同的导程的螺纹。所得到的效果差别是很大的。

影响刀具工作角度的因素个人认为有进给速度，刀具中心高，这两点。5，什么是积屑瘤？试述其成因、影响和避免方式。答：积屑瘤是在以低速加工塑性金属材料时，在刀具前面靠近切削刃外粘着一小块呈三角形的硬块（硬度通常是工件的2-3倍）。切削时，由于粘接作用，使得切削底层与切屑分离并粘接在刀具前面上，随着切屑连续流出，切削底层依次层层堆积，使积屑瘤不断长大。

降低切削速度，采用高速切削，采用润滑性能好的切削液，增加刀具前角，适当提高工件材料的硬度。

6，金属切削层的三个变形区各有什么特点？

答：答：第一变形区的特征是沿滑移面的剪切变形，以及随之而来的加工硬化；第二变形区的特征是切屑与刀具之间的强烈的挤压和磨擦所引起的切屑层金属的剧烈变形和切屑与刀具界面温度的升高，形成积屑瘤,第三变形区是在已加工表面形成过程中受到挤压、磨擦使表面层金属产生变形，并伴随切削热的作用。7，各切屑分力对加工过程有何影响？

答：主切削力Fc ：是计算机床动力，校核刀具夹具的强度和刚变的主要依据之一；轴向力Fc;是计算和校验机床进给系统的动力要依据之一；径向力Fp：是用来计算与加工精度有关的工作扰度刀具和机床零件的强度等。

8，切削热是如何产生的？它对切削过程有什么影响？

答：切削热主要来自切削区域的三个变形区，即切削层金属发生弹性和塑性变形产生的热；刀具前刀面与切削底部摩擦产生的热；刀具后刀面与工件已加工表面摩擦产生的热。影响：大量的切削热使切削温度升高，切削温度能改变工件材料的性能；改变前刀面的摩擦系数和切削力的大小；影响刀具磨损和积屑瘤的形成与消退；也影响工件的加工精度和已加工表面质量等。

9，刀具磨损的形式有哪些？磨损的原因有哪些？

答：1）形式：前刀面磨损，后刀面磨损，前刀面和后刀面同时磨损或边界磨损。（2）原因：①硬质点磨损，硬质点磨损是由于工件基体组织中的碳化物、氮化物、氧化物等硬质点及积屑瘤碎片在刀具表面的刻划作用而引起的机械磨损。在各种切削速度下，刀具都存在硬质点磨损。硬质点磨损是刀具低速切削时发生磨损的主要原因，因为其它形式的磨损还不显著。②粘结磨损在高温高压作用下，切屑与前刀面、已加工表面与后刀面之间的磨擦面上，产生塑性变形，当接触面达到原子间距离时，会产生粘结现象。硬质合金刀具在中速切削工件时主要发生粘结磨损。扩散磨损切削过程中，由于高温、高压的作用，刀具材料与工件材料中某些化学元素可能互相扩散，使两者的化学成分发生变化，削弱刀具材料的性能，形成扩散磨损。硬质合金中的Co、C、W等元素扩散到切屑中被带走，切屑中的铁也会扩散到硬质合金中，使刀面的硬度和强度降低，磨损加剧。扩散磨损是硬质合金刀具在高速切削时磨损的主要原因之一。化学磨损-在一定温度下，刀具材料与某些周围介质（如空气中的氧，切削液中的添加剂硫、氯等）发生化学反应，生成硬度较低的化合物而被切屑带走，或因刀具材料被某种介质腐蚀，造成刀具的磨损。10，什么是刀具的磨钝标准？什么是刀具的耐用度? 答：刀具磨损到一定限度后就不能继续使用，这个磨损限度称为磨钝标准。刀具耐用度是指刀具由刃磨后开始切削，一直到磨损量达到磨钝标准所经过的总切削时间。11，何谓工件材料的切削加工性？它与哪些因素有关? 答：切削加工性是在一定条件下，某种材料切削加工的难易程度。材料加工的难易，不仅取决于材料本身，还取决于具体的切削条件。

影响因素：(1)材料的强度和硬度。工件材料的硬度和强度越高，切削力越大，消耗的功率也越大，切削温度刀就越高，刀具的磨损加剧，切削加工性就越差。(2)材料的韧性。韧性大的材料，在切削变形时吸收的能量较多，切削力和切削温度较高，并且不易断屑，故其切削加工性能差.(3)材料的塑性。材料的塑性越大，切削时的塑性变形就越大，刀具容易产生粘结磨损和扩散磨损；在中低速切削塑性较大的材料时容易产生积屑瘤，影响表面加工质量；塑性大的材料，切削时不易断屑，切削加工性较差。(4)材料的导热率。材料的导热系数越高，切削热越容易传出，越有利于降低切削区的温度，减小刀具的磨损，切削加工性也越好。但温升易引起工件变形，且尺寸不易控制。12，切削液的主要作用是什么？ 答：（1）冷却作用。切削液能从切削区域带走大量切削热，使切削温度降低。其中冷却性能取决于它的导热系数、比热、汽化热、汽化速度、流量和流速等。

（2）润滑作用。切削液能渗入到刀具与切屑、加工表面之间形成润滑膜或化学吸附膜，减小摩擦。其润滑性能取决于切削液的渗透能力、形成润滑膜的能力和强度。

（3）清洗作用。切削液可以冲走切削区域和机床上的细碎切屑和脱落的磨粒，防止划伤已加工表面和导轨。清洗性能取决于切削液的流动性和使用压力.（4）防锈作用。在切削液中加入防锈剂，可在金属表面形成一层保护膜，起到防锈作用。防锈作用的强弱，取决于切削液本身的成分和添加剂的作用

第九章 机械加工 1，常用车刀类型有哪些？

答：(1)按用途分：直头外圆车刀，偏刀（分左右），车槽或切断刀，镗孔刀，螺纹车刀，成形车刀。（2）按切削部分材料分类：有高速钢车刀、硬质合金车刀、陶瓷车刀等。（3）按结构分类：整体式车刀、焊接式硬质合金车刀、机夹可转位车刀。2，铣床可以加工哪些类型表面？

答：铣平面、铣台阶、铣键槽、铣T形槽、铣燕尾槽、铣齿形、铣螺纹、铣螺旋槽、铣外曲面、铣内曲面。

3，铣刀的类型有哪几类？各种类型的刀具主要用途是什么？

答：加工平面铣刀（圆柱铣刀、端铣刀）用途是就加工平面。加工槽和台阶面铣刀：薄片槽铣刀切削槽和切断工件。立铣刀、盘形铣刀、键槽铣刀、加工成形面铣刀。其他铣刀（模具铣刀、尖齿铣刀、铲齿铣刀、粗齿铣刀、细齿铣刀。4，阐述常用的几种特种加工的原理、特点及应用场合。

答：(1)，①电火花加工是通过工具电极和工件电极之间脉冲放电的电蚀作用，对工件进行加工的方法。可加工各种导电材料，加工时无切削力，脉冲参数可以任意调整。②线切割是线电极电火花切割的简称。它是用移动着的电极丝（0.08-0.3mm的钼丝）以数控的方法按预定的轨迹进行切割加工，适于切割加工形状复杂、精密的模具和其他零件，加工精度可控制在0.01mm左右。(2),电解加工：电解加工是利用金属在电解液中产生阳极溶解的电化学反应的原理，对工件进行成形加工的方法。可以加工难加工材料，加工时无切削力和切削热，电解液对机床腐蚀大。主要用于大批量生产的型孔、型腔、复杂型面和深小孔等表面的加工。5，什么是金属切削机床，机床分类的方法主要有哪些？试述机床型号编制的意义和依据。答：金属切削机床是用切削、特种加工等方法将金属毛坯加工成机器零件的机器。1，根据GB/T15375-1994的规定，按加工性质和所用的刀具进行分为11类：车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、铣床、刨插床、拉床、锯床和其他机床。2，按照工艺范围（通用性程度）分为：①通用机床，可用于加工多种零件的不同工序，其工艺范围宽，通用性较好，但结构较复杂。如卧式车床、摇臂钻床等。②专门化机床，用于加工一种或几种零件的某一道或几道特定工序，其工艺范围较窄，如曲轴车床、凸轮轴车床等。③专用机床的工艺范围最窄，通常只能完成某一特定零件的特定工序，如汽车制造中使用的各种组合机床，适用于大批量生产。2，按照加工精度的不同进行分类：同类型机床可分为普通精度级机床、精密级机床、高精密级机床。3，按照自动化程度分类：手动、机动、半自动、和自动机床。4，按照质量和尺寸不同进行分类：仪表机床、中型机床、大型机床（质量10T）、重型机床（质量30T以上）、超重型机床（质量100T以上）。

通用机床的型号由基本部分和辅助部分组成。中间用“/”隔开，读作“之。”基本部分需统一管理，辅助部分是否纳入型号由企业自定。第一第二为机床类组系的划分，11类，10组，10系。机床型号编制的意义在于，它能简明的表示机床的类型，通用和结构特性、主要技术参数等。其依据是我国1994年颁布的标准GB/T15375-1994《金属切削机床型号编制方法》。6，什么叫顺铣和逆铣？为什么常采用逆铣？ 答：在铣刀与工件已加工面的切点处，旋转铣刀切削刃的运动方向与进给方向相反的铣削称为逆铣；在铣刀与工件已加工面的切点处，旋转铣刀切削刃的运动方向与进给方向相同的铣削称为顺铣；由于采用顺铣会产生突然窜动打刀现象，故一般生产中常采用逆铣。7.周铣与端铣比较各有何特点？

答;周铣可以加工成形表面和组合表面，端铣更容易使加工表面获得较小的表面粗糙度值和较高的劳动生产率。

9，铣削有何工艺特点？主要加工何种表面？ 答：铣削的工艺特点是用旋转的铣刀切削工件上各种表面或沟槽。主要加工各种平面、台阶、沟槽、各种齿形、螺纹，螺旋槽等。10，钻削有何工艺特点？为什么钻削的精度低？

答：①钻头的刚性差，定心作用也很差；②易出现孔径扩大现象；③排屑困难；④钻削温度高。由上述可知，钻孔的加工质量较差。11，刨削和插削主要用于加工何种工件表面？其工艺特点是什么？

答：刨削常在牛头刨床和龙门刨床上进行，适用于加工平面、尺寸较大的各种沟槽，特别适用于加工窄长的平面。其工艺特点是：①加工成本低；②通用性好；③生产率较低。插削用于加工内外表面的沟槽。12，磨削过程的实质是什么？磨削外圆有哪几种方法？各适用于什么场合？

答：磨削过程的实质是分离，刻划，滑擦同时存在的综合作用结果。磨削外圆有外圆磨床和工具磨床两种。外圆磨床通常用于成批工件的生产，工具磨床通常用于刀具的刃磨。13，磨削的工艺特点是什么？主要用于加工何种工件表面？

答：磨削的工艺特点是①磨削的精度高、表面粗糙值小；②可磨削硬度高的材料；③磨削径向力大；④磨削温度高；⑤砂轮的自锐性能。磨削主要用于外圆、内圆、平面、锥面和各种成形面的精加工。

第十章 夹具

1，何谓机床夹具？夹具有哪些作用？

答：在机械加工中，为了保证工件加工精度，使之占有确定位置以接受加工或检测的工艺装备统称为机床夹具，简称夹具。其作用为：①保证产品加工精度，稳定产品质量；②提高生产效率，降低加工成本；③改善工人的劳动条件；④扩大机床的工艺范围。2，机床夹具有哪几部分组成？各起何作用？

答：1，定位元件，用以确定工件在夹具中的正确位置。2，夹紧元件，用以夹紧工件，确保工件在加工过程中不因外力作用而破坏其定位精度。3，导向、对刀元件，用以引导刀具或确定刀具与被加工件加工表面间正确位置。4，连接元件，用以确定并固定夹具本身在机床的工作台或主轴上的位置。5，夹具体，用以连接或固定夹具上各元件使之成为一个整体。6，其他装置和元件，如分度装置、上下料装置、靠模装置等。3，什么叫“六点定位原则”？什么是欠定位？过定位? 答;夹具用合理分布的六个支承点限制工件的六个自由度，即用一个支承点限制工件的一个自由度的方法，使工件在夹具中的位置完全确定。这就是六点定位原则。欠定位是根据工件的加工要求，应该限制的自由度没有被完全限制的定位。过定位是同一个自由度被几个支承点重复限制的情况。

4，为什么说夹紧不等于定位？

答：工件在夹具中，没有安放在正确的位置，即没有定位，但夹紧机构仍能将其夹紧，而使其位置固定下来；此时工件没有定位但却被夹紧，所以说夹紧不等于定位。5，工件以平面为定位基准时，常用哪些定位元件？

答：工件以平面为定位基准时，常用的定位元件有固定支承、可调节支承、自位（浮动）支承和辅助支承。除辅助支承外，其余均对工件起定位作用。

6，除平面定位外，工件常用的定位表面有哪些？相应的定位元件有哪些类型？

答：还有①圆孔定位：常用元件是定位销、定位心轴；②外圆定位：常用元件是V形块、定位套筒、半圆孔和锥套定位等。③组合定位：常用的是“一面两孔”，相应的元件是支承板和两定位销。

7，V型定位有什么特点？

00000答：V形块两斜面的夹角有6090和120，以90应用最广。90的V形块的典型结构和尺寸已标准化。

第十一章

机械加工质量

1，什么叫加工误差？它与加工精度、公差之间有何区别？

答：加工误差是指零件加工后的实际几何参数与理想几何参数的偏差程度。加工精度是指零加工后的实际几何参数（尺寸、形状和位置）与理想几何参数的符合程度。公差是指零件加工允许变动误差的范围。加工误差大，表明零件的加工精度低；反之，加工误差小，则表明零件的加工精度高。加工误差要控制在公差范围之内。2，加工误差包括哪几个方面？原始误差与加工误差有何关系？ 答：加工误差包括工艺系统受到力和热的作用及加工方法上的原理误差等。在机械加工中，零件的尺寸、几何形状和表面间相对位置的形成，取决于工件和刀具在切削过程中相互位置的关系，而工件和刀具，又安装在夹具和机床上面，并受到具和机床的约束。因此，加工精度问题也就涉及到整个工艺系统的精度问题。工艺系统的种种误差，在不同的具体条件下，以不同程度反映为加工误差。工艺系统误差与加工误差之间存在因果关系。因此把工艺系统误差称之为原始误差。原始误差与加工误差之间存在因果关系。3，什么叫误差复映？如何减小误差复映的影响？ 答：误差复映现象是指由于毛坯加工余量和材料硬度的变化，引起了切削力和工艺系统受力变形的变化，因而使加工后工件的尺寸误差和形状误差产生了与毛坯误差相似的现象。要减小工件的复映误差，可增加工艺系统的刚度或减小径向切削力的系数。,4，提高机械加工精度的途径有哪些？

答：答：提高机械加工精度的途径有： 1．减少误差法；2．误差补偿法；3．误差转移法；4．误差均分法。

第十二章

工艺规程的基本知识

1，什么是定位基准？定位基准分为哪两类？

答：在生产实际中，有时工件上找不到合适的表面作为定位基准。

定位基准分为粗基准和精基准。2，什么是粗基准，如何选择粗基准? 答：采用毛坯上未经加工的表面来定位，这种定位基准称为粗基准。选择粗基准时，应该保证所有加工表面都有足够的加工余量，而且各加工表面对不加工表面具有一定的位置精度。3，什么是精基准，如何选择精基准？

答：采用已经加工的表面作为定位基准表面，这种定位基准称为精基准。选择精基准的出发点是保证加工精度，特别是加工表面的互换位置精度，以及装夹的方便可靠。

4，零件的切削加工过程一般可分为哪几个阶段?各加工阶段的主要任务是什么？划分加工阶段有什么用？

答：工艺过程按加工性质和目的的不同可划分为下列几个阶段：1）粗加工阶段。其主要任务是切除毛坯的大部分加工余量，因此，此阶段的主要目标是提高生产率。2）半精加工阶段。其任务是减小粗加工后留下来的误差和表面缺陷层，使被加工表面达到一定的精度，并为主要表面的精加工做好准备，同时完成一些次要表面的最后加工。3）精加工阶段。其任务是各主要表面经加工后达到图样的全部技术要求，因此，此阶段的主要目标是全面保证加工质量。4）光整加工阶段。对于零件上精度和表面粗糙度要求很高的表面，应安排光整加工阶段。其主要任务是减小表面粗糙度或进一步提高尺寸精度，一般不用于纠正形状误差和位置误差。划分加工阶段的作用是有利于消除或减小变形对加工精度的影响，可尽早发现毛坯的缺陷，有利于合理选择和使用设备，有利于合理组织生产和安排工艺。5，什么是工序集中与工序分散？各有什么优缺点？

答;工序集中是指在一道工序中尽可能多地包含加工内容，而使总的工序数目减少，集中到极限时，一道工序就能把工件加工到图样规定的要求。工序分散是指在整个工艺过程工序数目增多时，使每道工序的加工内容尽可能减少，分散到极限时，一道工序只包含一个简单工步的内容。工序集中的优缺点：1）减少工序数目，简化工艺路线，缩短生产周期。2）减少机床设备、操作工人和生产面积。3）一次装夹后可加工许多表面，因此，容易保证零件相关表面之间的相互位置精度。4）有利于采用高生产率的专用设备、组合机床、自动机床和工艺装备。从而大大提高劳动生产率。但如果在通用机床上采用工序集中方式加工，则由于换刀及试刀时间较多，会降低生产率。5）采用专用机床设备和工艺装备较多，设备费用大，机床和工艺装备调整费时，生产准备工作量大，对调试、维修工人的技术水平要求高。此外，不利于产品的开发和换代。工序分散的优缺点：1）由于每台机床完成比较少的加工内容，所以机床、工具、夹具结构简单，调整方便，对工人的技术水平要求低。2）便于选择更合理的切削用量。3）生产适应性强，转换产品较容易。4）所需设备及工人人数多，生产周期长，生产所需面积大，运输量也较大。

6，安排机械加工工艺顺序应遵循哪些原则？

答：1）基面先行2）先主后次3）先粗后精4）先面后孔5）配套加工 7，安排机械加工工艺过程中，热处理工序的位置应如何安排？

答：热处理工序在工艺路线中的位置，主要取决于工件的材料及热处理的目的和种类，热处理一般分为以下几种。1）预备热处理2）消除残余应力处理3）最终热处理。

8，常见的毛坯种类有哪些?选择毛坯时应考虑哪些因素？答;机械加工中常见的毛坯有铸件、锻件、型材、冲压件、热或冷轧件和焊接件。选择毛坯应考虑的因素：1）零件材料对工艺性能的要求2）生产批量3）零件的结构、形状、尺寸和设计的技术要求 9，什么是毛坯余量、工序余量和总余量？为什么说加工余量是变化的？ 答：毛坯尺寸与零件尺寸的差值称为毛坯加工余量。毛坯尺寸与零件图的设计尺寸之差称为表面的加工总余量（Z总）。相邻两工序的工序尺寸之差称为工序余量（zi）。由于毛坯制造和各道加工工序都存在加工偏差，因此，实际切除的工序余量是变化的，与基本余量是有出入的，所以说加工余量是变化的。10，制定工艺规程需要哪些原始资料作为技术依据？

答:1，产品的全套装配图及零件图；2，产品的验收质量标准；3，产品的生产纲领及生产类型；4，零件毛坯图及毛坯生产情况；5，本厂（车间）的生产条件；6，各种有关手册标准等技术资料；7，国内外先进工艺及生产技术的发展与应用情况。

第四篇：工程材料与机械制造基础答案

`第一章

金属材料的力学性能

1、在测定强度上σs和σ0.2有什么不同？

答：σs用于测定有明显屈服现象的材料，σ0.2用于测定无明显屈服现象的材料。

2、什么是应力？什么是应变？它们的符号和单位各是什么？

答：试样单位截面上的拉力称为应力，用符号σ表示，单位是MPa。

试样单位长度上的伸长量称为应变，用符号ε表示，应变没有单位。

3、画出低碳钢拉伸曲线图，并指出缩颈现象发生在拉伸图上哪一点？断裂发生在哪一点？若没有出现缩颈现象，是否表示试样没有发生塑性变形？ 答：

b点发生缩颈现象，k点发生断裂。

若没有出现缩颈现象，试样并不是没有发生塑

形性变，而是没有产生明显的塑性变形。

4、将钟表发条拉直是弹性变形还是塑性变形？怎样判断它的变形性质？

答：将钟表发条拉直是弹性变形，因为当时钟停止时，钟表发条恢复了原状，故属弹性变形。

5、在机械设计时采用哪两种强度指标？为什么？ 答：（1）屈服强度。因为大多数机械零件产生塑性变形时即告失效。

（2）抗拉强度。因为它的数据易准确测定，也容易在手册中查到，用于一般对塑性变形要求不严格的零件。

6、设计刚度好的零件，应根据何种指标选择材料？采用何种材料为宜？材料的E值愈大，其塑性愈差，这种说法是否正确？为什么？

答：应根据弹性模量选择材料。要求刚度好的零件，应选用弹性模量大的金属材料。

金属材料弹性模量的大小，主要取决于原子间结合力（键力）的强弱，与其内部组织关系不大，而材料的塑性是指其承受永久变形而不被破坏的能力，与其内部组织有密切关系。两者无直接关系。故题中说法不对。

7、常用的硬度测定方法有几种？其应用范围如何？这些方法测出的硬度值能否进行比较？ 答：工业上常用的硬度测定方法有：布氏硬度法、洛氏硬度法、维氏硬度法。

其应用范围：布氏硬度法应用于硬度值HB小于450的毛坯材料。

洛氏硬度法应用于一般淬火件、调质件。维氏硬度法应用于薄板、淬硬表层。

采用不同方法测定出的硬度值不能直接比较，但可以通过经验公式换算成同一硬度后，再进行比较。

8、布氏硬度法和洛氏硬度法各有什么优缺点？各适用于何种场合。下列情况应采用哪种硬度法测定其硬度？ 答：布氏硬度法：（1）优点：压痕面积大，硬度值比较稳定，故测试数据重复性好，准确度较洛氏硬度法高。

（2）缺点：测试费时，且压痕较大，不适于成品、小件检验。

（3）应用：硬度值HB小于450的毛坯材料。

洛氏硬度法：（1）优点：设备简单，测试简单、迅速，并不损坏被测零件。

（2）缺点：测得的硬度值重复性较差，对组织偏析材料尤为明显。（3）应用：一般淬火件，调质件。

库存钢材—布氏硬度 ；

锻件—布氏硬度 ；

锉刀—布氏硬度

台虎钳钳口—洛氏硬度 ； 硬质合金刀头—洛氏硬度

黄铜轴套 ——布氏硬度

供应状态的各种碳钢钢材——布氏硬度

硬质合金刀片——洛氏硬度

9、疲劳破坏是怎样形成的？提高零件疲劳寿命的方法有哪些？为什么表面粗糙和零件尺寸

增大能使材料的疲劳强度值减小？为什么疲劳断裂对机械零件潜在着很大的危险性？交变应力和重复应力区别何在？

答：由于材料表面或内部有缺陷，这些缺陷处的局部应力大于屈服强度，从而产生局部塑性变形而断裂。这些微裂纹随应力循环次数的增加而逐渐扩展，使承载的有效面积减少，以致不能承受所加载荷而突然断裂。

提高疲劳寿命的方法，就是消除或减少疲劳源及延缓疲劳裂纹的扩展。一般在结构上避免应力集中；制定合理的工艺；使材料得到韧性组织，减少内部缺陷；降低表面粗糙度，避免表面不划伤、腐蚀；强化表面，在材料表面形成压应力。

表面粗糙易形成疲劳源。零件尺寸增大，其内部组织不易均匀，也易存在夹杂物等各种缺陷，这些易形成疲劳源，并加快疲劳裂纹的扩展。

因为材料在受到远低于屈服应力的外力作用下，在没有明显塑性变形的条件下，产生的突然断裂，属低应力脆断。

12、试画出疲劳曲线，并说明疲劳曲线所表示的含义。答：

疲劳曲线表明，金属材料承受的交变应力越大，则材料断裂时应力循环次数越少。反之，应力循环次数越大。

13、拉伸试样的原标距为50mm，直径为10mm，拉伸试验后，将已断裂的试样对接起来测量，若断后的标距为79mm，缩颈区的最小直径为4.9mm，求该材料的伸长率和断面收缩率的值。

7950100％58％ 50522.45276％

52 答：

＝第二章 材料凝固与结晶

1、求出体心和面心立方晶格的致密度。

面心立方晶格的致密度3原子数单个原子的体积单个晶胞的体积2443.14a430.74a3

2、什么是过冷度？它对结晶过程和晶粒度的影响规律如何？ 答：过冷度就是理论结晶温度和实际结晶温度相差的度数。

在一般冷却条件下，过冷度愈大，结晶过程进行的愈快。过冷度增加，形核率和长大速度同时增加，但形核率增加的更快，所以随着过冷度的增加，晶粒细化。

3、什么是同素异晶转变？试画出纯铁的冷却曲线，并指出室温和1100℃时的纯铁晶格有什么不同？分析曲线中出现“平台”的原因。

答：随温度的改变，固态金属晶格也随之改变的现象，称为同素异晶转变。

纯铁的冷却曲线：

室温纯铁晶格：体心立方体晶格 1100℃纯铁晶格：面心立方晶格

1538℃铁发生了结晶，1394℃和912℃铁发生了重结晶，结晶放出的热量与冷却散失的热量相等，使冷却曲线上出现了水平线。

4、简述实际金属晶体和理想晶体在结构和性能上的主要差异。答：结构上：实际金属晶体为多晶体，理想晶体为单晶体。

性能上：实际金属晶体表现为各向同性，理想晶体表现为各向异性。

5、常见的金属晶体结构有哪些？它们的原子排列和晶格常数各有什么特点？α-Fe、γ-Fe Al、Cu、Ni、Cr、V、Zn 各属于何种晶体结构？

答：常用的晶体结构有：体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格。

体心立方晶格:立方体中心和立方体结点各占有一个原子，a=b=c，α＝β＝γ＝90°

面心立方晶格:立方体六个表面中心和立方体结点各占有一个原子。a=b=c，α＝β＝γ＝90° 密排六方晶格:六方晶格的上、下底面中心和六方柱体的结点各占有一个原子,六方柱体中心有三个原子构成等边三角形。晶格常数a=b≠c，α＝β＝120°，γ＝90°。

α-Fe、Cr、V 属于体心立方晶体；γ-Fe、Al、Cu、Ni属于面心立方晶格；Mg、Zn属于密排六方晶格。

6、液态金属结晶时，细化晶粒的方法有哪些？晶粒大小对材料的力学性能有何影响？ 答：液态金属结晶时，细化晶粒的方法有：（1）加快冷却速度，增加过冷度；

（2）变质处理；（3）附加振动。

晶粒愈细小，材料的强度、硬度、塑性、韧性愈高；反之愈低。

7、实际金属晶体中存在哪些缺陷？对性能有什么影响？ 答：实际金属晶体中有点、线、面三类缺陷。

晶体缺陷使晶体的连续性受到破坏，所以实际晶体的强度仅是理想晶体计算强度的万分之几。但在实际晶体中存在缺陷是不可避免的，而且缺陷使晶格畸变，使材料强度提高，塑性有所下降，同时还使材料的电阻增加、耐蚀性降低。

8、形核有几种？何为变质处理？

答：形核有自发形核和非自发形核两种。

变质处理又称非自发形核，即在液态金属中加一定量的难熔金属或合金，以增加形核率，达到细化晶粒的目的。加入的物质称变质剂。

9、金属同素异构转变与液态金属结晶有何异同之处？

答：相同点：发生了结晶，产生了相变，晶格结构发生了改变。

不同点：液态金属结晶由液态转变成固态，金属同素异构转变由固态转变成固态。

10、判断下列情况下是否有相变：

（1）液态金属结晶

（2）晶粒粗细的变化

（3）同素异构转变

答：液态金属结晶、同素异构转变产生了相变；晶粒粗细的变化没有相变的产生。

第三章

铁碳合金

1、间隙固溶体和间隙相在晶体结构和性能上的差别是什么？

答：间隙固溶体的晶格与溶剂的晶格相同，溶质原子的含量可在一定范围内变化；间隙相晶格类型简单，与任一组元的晶格均不相同，组元的成分比例确定。

间隙固溶体是固溶体，具有综合力学性能；间隙相是金属间化合物，具有极高的硬度、熔点和脆性。

2、什么是共析转变和共晶转变？试以铁碳合金为例，说明这两种转变过程及其显微组织的特征。答：合金的共析转变是一定成分的固相，在一定温度下，同时析出两种或两种以上一定成分的新固相的转变。

对于铁碳合金，共析转变是碳含量为0.77％的奥氏体在727℃同时析出一定成分的铁素体和渗碳体的转变。

反应式为：

℃As727FpFe3C

显微组织的特征：由于铁素体和渗碳体在恒温下同时析出，两相互相制约生长，因此，形成铁素体和渗碳体层片交替排列的细密的机械混合物——珠光体。

合金的共晶转变是一定成分的液相在一定温度下同时析出两种或两种以上一定成分的不同固相的转变。

对于铁碳合金，共晶转变是碳含量为4.3％的液相在1148℃同时析出碳含量为2.11％的奥氏体和渗碳体的转变。

AEFe3C 反应式为：

LC1148℃

显微组织的特征：由于奥氏体和渗碳体在恒温下同时形成，因此，形成在渗碳体基体上弥散分布奥氏体的鱼骨状机械混合物——莱氏体。

3、合金中相组分与组织组分区别何在？指出亚共析钢与亚共晶白口铸铁中的相组分与组织组分。指出碳钢与白口铸铁在常温固态下相组分的异同之处。

答：合金中的相组分是指成分相同、结构相同，并与其他部分以界面分开的均匀组成部分；合金中的组织是指相的组合。

亚共析钢的相组分是：F和Fe3C ；

组织组分是：F和P。

′′

亚共晶白口铸铁中的相组分是：F和 Fe3C ；组织组分是：P、Fe3CⅡ和Le

相同点：在常温固态下，碳钢与白口铸铁的相组分都是F和Fe3C。

不同点：形成Fe3C的母相不同，形态不同。

4、画出简化的Fe-Fe3C相图中的钢部分相图，标出各特性点的符号，并进行以下分析：

（1）标注出相图中空白区域的组织组分和相组分；

（2）分析特性点P、S、E、C的含义；

（3）分析碳含量为0.4％的亚共析钢的结晶过程，并计算其在室温下的组织组分和相组分的相对量；

（4）指出碳含量为0.2％、0.6％、1.2％的钢在1400℃、1100℃、800℃时奥氏体中碳的质量分数。

答：（2）P点：727℃，碳含量为0.0218％，碳在铁素体中达到的最大溶解度点，也是共析转变时析出的铁素体成分点；

S点：727℃，碳含量为0.77％，共析转变点；

E点：1148℃，碳含量为2.11％，碳在奥氏体中达到的最大溶解度点，也是共晶转变时结晶的奥氏体成分点；

C点：1148℃，碳含量为4.34％，共晶转变点。

（3）碳含量为0.4％的亚共析钢的结晶过程为：L→L+A→A→F+A→P+F 碳含量为0.4％的亚共析钢在室温下的组织是P+F，其相对量为：

0.770.40100％48％

0.770.02180.400.0218

P100％52％

0.770.0218F或： P = 1-F = 1-48％ = 52％

碳含量为0.4％的亚共析钢在室温下的相是F+Fe3C，其相对量为：

F6.690.40100％94％

6.690.02180.400.0218Fe3C100％6％

6.690.0218或： Fe3C = 1-F = 1-94％ = 6％

6、现有两种铁碳合金，其中一种合金的显微组织中珠光体量占75％，铁素体体量占25％； 另一种合金的显微组织中珠光体量占92％，二次渗碳体量占8％。问这两种合金各属于哪一类合金？其碳的质量分数各为多少？

答：第一种合金的组织组成物为P+F，属于亚共析钢。两种组织的含碳量分别为：CF ≈0，CP＝0.77％；合金的含碳量为：

＝CPPCFF0.77％75％025％0.58％

CⅠ由此可见，亚共析钢的含碳量主要取决于组织中珠光体的含量，可忽略铁素体中的含碳量。

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江苏科技大学

2008.9.5