机械制造基础课后作业
10页1、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:s,b,HRC,180HBS10/1000/30答:s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。s=FS/SO. b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。b= Fb/SO. HRC洛氏硬度符号,压头为1200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
2、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.FeFe3C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
3、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
4、。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, 有一30mm300mm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
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