1、第一局部工程材料四、簡做題1 .什么是工程材料？按其組成主要分為哪些種類？答：工程材料主要指用于機械工程和建筑工程等領域的材料.按其組成主要分為：金屬材料、高分子材料、無機非金屬材料、復合材料.2 .什么是金屬的熱處理？有哪些常用的熱處理工藝？答：金屬熱處理就是通過加熱、保溫和冷卻來改變金屬整體或表層的組織,從而改善和提升其性能的工藝方法.金屬熱處理工藝可分為普通熱處理主要是指退火、正火、淬火和回火等工藝、外表熱處理包括外表淬火和化學熱處理和特殊熱處理包括形變熱處理和真空熱處理等.3 .鋼退火的主要目的是什么？常用的退火方法有哪些？答：鋼退火的主要目的是：細化晶粒,均勻組織,提升機械性能；降低

2、硬度,改善切削加工性；消除剩余內應力,預防鋼件在淬火時產生變形或開裂；提升塑性、韌性,便于塑性加工為最終熱處理做好組織準備.常用的退火方法有完全退火、等溫退火、球化退火、去應力退火、擴散退火、再結晶退火.4 .鋼正火的主要目的是什么？正火與退火的主要區別是什么？如何選用正火與退火?答：鋼正火的主要目的是細化晶粒,改善組織,提升力學性能；調整硬度,便于進行切削加工?HB;消除剩余內應力,預防鋼件在淬火時產生變形或開裂；為球化退火做好組織準備.正火與退火的主要區別是冷卻速度不同.正火與退火的選用：不同的退火方法有不同的應用范圍和目的,可根據零件的具體要求選用；正火可用于所有成分的鋼,主要用于細化珠

3、光體組織.其室溫組織硬度比退火略高,比球化退火更高；一般來說低碳鋼多采用正火來代替退火.為了降低硬度,便于加工,高碳鋼應采用退火處理.5 .淬火的目的是什么？常用的淬火方法有哪幾種？答：淬火是將鋼奧氏體化后快速冷卻獲得馬氏體組織的熱處理工藝.淬火的目的主要是為了獲得馬氏體,提升鋼的硬度和耐磨性.它是強化鋼材最重要的熱處理方法.常用的淬火方法有：單液淬火、雙液淬火、分級淬火和等溫淬火.6 .淬火后,為什么一般都要及時進行回火？回火后鋼的力學性能為什么主要是決定于回火溫度而不是冷卻速度？答：淬火鋼一般不宜直接使用,必須進行回火以消除淬火時產生的剩余內應力,提升材料的塑性和韌性,穩定組織和工件尺寸.

4、由于回火后鋼的力學性能取決于回火后的組織與結構,而回火后的組織與結構是由回火溫度而不是由冷卻速度決定的7 .回火的目的是什么？常用的回火操作有哪些？試指出各種回火操作得到的組織、性能及應用范圍.答：回火的目的是：消除淬火時產生的剩余內應力；提升材料的塑性和韌性,獲得良好的綜合力學性能；穩定組織和工件尺寸.常用的回火方法有以下三種：(1)低溫回火(250c以下)組織：回火組織為回火馬氏體.性能：根本上保持了淬火后的高硬度(一般為5864HRC)和高耐磨性.應用：主要用于高碳工具鋼、模具、滾動軸承、滲碳、外表淬火的零件及低碳馬氏體鋼和中碳低合金超高強度鋼.(2)中溫回火(350500C)組織：回火

5、組織為回火屈氏體.性能：回火屈氏體的硬度一般為3545HRC,具有較高的彈性極限和屈服極限.它們的屈強比(ds/ab)較高,一般能到達0.7以上,同時也具有一定的韌性.應用：主要用于各種彈性元件.(3)高溫回火(500650C)組織：回火組織為回火索氏體.性能：其綜合力學性能優良,在保持較高強度的同時,具有良好的塑性和韌性.硬度一般為2535HRG應用：廣泛用于綜合力學性能要求高的各種機械零件,例如軸、齒輪坯、連桿、高強度螺栓等.8 .什么是調質處理？調質的主要目的是什么？鋼在調質后是什么組織？答：通常在生產中將各種鋼件淬火及高溫回火的復合熱處理工藝稱為調質處理.調質的主要目的是提升零件的綜合

6、機械性能.鋼在調質后的組織是：回火索氏體9 .說明以下零件毛坯進行正火的主要目的及正火后的組織：(1) 20鋼鍛造的齒輪毛坯；(2) 45鋼鍛造用的機床主軸毛坯；(3) T12軋制而成的鋰刀毛坯(組織為網狀Fe3Cn和片狀珠光體).答：(1)20鋼齒輪正火后的組織為：S+F目的：提升硬度,預防粘刀,改善切削加工性.(2) 45鋼鍛造用的機床主軸毛坯正火后的組織為：S+F目的：(正火代替完全退火,節約時間和能源)細化晶粒,改善組織,改善機械性能.(3) T12鋼軋制而成的鋰刀毛坯正火前的組織為網狀Fe3Cn和片狀珠光體,正火后的組織為：S+Fe3Cn目的：細化晶粒,改善組織,減少或消除網狀滲碳體

7、,為后續工序(球化處理)做好組織準備.10.指出以下工件的淬火及回火溫度,并說明其回火后獲得的組織及其大致硬度.(D45鋼小軸(要求綜合性能)；(2) 60彈簧鋼；(3) T12鋰刀.答：工件淬火溫度回火溫度回火后的組織回火后的硬度45鋼小軸Ac3+3050c500650CS回HRC253560彈簧鋼Ac3+3050C350500CT回HRC4550T12鋰刀Ac1+3050C150250C晌HRC556511.45鋼軸的生產工藝過程如下,試說明其中各熱處理工序的目的鍛邇*正大粗加工T質精加工f局部外表淬火+低溫回火磨削答：正火：消除鍛造時產生的內應力或調整材料的硬度,使其便于切削加工.調質處

8、理：提升材料的綜合機械性能.局部外表淬火+低溫回火：局部外表淬火是為了局部提升材料外表的硬度,從而提升其耐磨性；低溫回火是為了消除剩余內應力,預防工件變形開裂,同時保持材料淬火后的高硬度.12.用45鋼制車床主軸,要求軸頸部位硬度為5658HRC其余地方為2024HRC,其加工工藝路線為：鍛造“正火機械加工軸頸外表淬火“低溫回火磨加工.請說明以下問題.(1)正火的目的及大致熱處理工藝參數.(2)外表淬火及低溫回火的目的.(3)使用狀態下軸頸及其他部位的組織.答：(1)主軸正火的目的是為了細化晶粒,改善組織,消除內應力,同時,改善切削加工性,保證主軸心部的力學性能.加熱到850C,保溫一定的時間

9、,出爐后在空氣中冷卻.(2)外表淬火的目的是為了獲得馬氏體組織,提升主軸的硬度,改善耐磨性；低溫回火的目的是為了消除淬火應力,預防變形和開裂,同時,保持高的淬火硬度.(3)使用狀態下軸頸外表白組織是回火馬氏體M回,軸頸心部的組織是回火索氏體和鐵素體S回+F,其他部位的組織是索氏體和鐵素體S+R15.試分析以下零件的工作條件和主要力學性能要求,選擇相應的材料(寫出2-3種材料的牌號)：(1)彈簧(2)汽車變速箱小齒輪(3)機床傳動用大齒輪(4)輕載載貨汽車發動機曲軸(5)鉗工用的鋰刀(6)高速切削刀具(7)機床主軸(8)機床床身答：(1)彈簧：60、65、70、65Mn60Si2MnA(2)汽車

10、變速箱小齒輪:40、45、40Cr、40Mn20Cr、20CrMnTi、35CrMo(3)機床傳動用大齒輪：35、45、50、HT200HT250HT300、HT350(4)輕載載貨汽車發動機曲軸：40Cr、35CrMoQT600-3、QT700-2、QT800-2(5)鉗工用白鋰刀：T10、T11、T12、T13(6)高速切削刀具：W18Cr4VW6Mo5Cr4V27機床主軸：45、40Cr、35CrMo8機床床身：HT200HT250HT200HT350第十三章切削加工根底知識1、何謂切削運動？刀具與工件之間的相對運動稱為切削運動.它包括主運動和進給運動.主運動是切下切屑所需的最根本的運動

11、.與進給運動相比,它的速度高、消耗機床功率多.主運動一般只有一個.進給運動是多余材料不斷被投入切削,從而加工出完整外表所需的運動.進給運動可以有一個或幾個.主運動和進給運動的適當配合,就可對工件不同的外表進行加工.2、試述刀具材料應具備的性能.刀具材料應具備的性能為：1高的硬度.刀具材料的硬度必須高于工件材料的硬度.在常溫下,刀具材料的硬度一般應在HRC6上.2足夠的強度和韌性.以便承受切削力和切削時產生的振動,預防刀具脆性斷裂和崩刃.3高的耐磨性.即反抗磨損的水平.一般情況下,刀具材料硬度越高,耐磨性越好.4高的耐熱性.指刀具材料在高溫下仍能保持硬度、強度、韌性和耐磨等性能5良好的工藝性和經

12、濟性.為便于刀具本身的制造,刀具材料應具有好的切削性能、磨削性能、焊接性能及熱處理性能等,而且要追求高的性能價格比.3、切削過程中有哪些物理現象？試述積屑瘤的產生對切削加工的影響.切削過程中的物理現象有積屑瘤和加工硬化現象.積屑瘤的存在有利也有弊.積屑瘤的不穩定使切削深度和厚度不斷發生變化,影響加工精度,并引起切削力的變化,產生振動、沖擊,而且脫落的積屑瘤碎片粘附在已加工外表上,使加工外表粗糙.因此,在精加工過程中,應采取改變切削速度、選用適當的切削液等舉措預防積屑瘤的產生.由于積屑瘤的硬度高于刀具,可以代替切削刃進行切削,起到保護刀具的作用,同時積屑瘤的存在,增大了刀具的實際工作前角,使切削

13、過程輕快.因此,粗加工時積屑瘤的存在是有利的.4、簡述合理選用切削用量三要素的根本原那么.選擇切削用量的原那么是：在保證加工質量,降低本錢和提升生產率的前提下,使ap、f、v的乘積最大,即使根本工藝時間最短.粗加工時,要盡可能提升金屬切除率,同時還要保證規定的刀具耐用度.在機床功率足夠時,應盡可能選取大的背吃刀量,除留下精加工的余量外,最好一次走刀切除全部粗加工的余量.其次,根據工藝系統的剛度,按工藝裝備及技術條件選擇大的進給量.最后再根據刀具耐用度的要求,針對不同的刀具材料和工件材料,選擇適宜的切削速度v,以保證在一定刀具耐用度條件下到達最高生產率.精加工時,首先應保證零件的加工精度和外表質

14、量,同時還要保證必要的刀具耐用度和生產率.精加工往往采用逐漸減小背吃刀量的方法來逐步提升加工精度.為了既可保證加工質量,又可提升生產率,精加工時常采用專門的精加工刀具并選用較小的背吃刀量和進給量,以及較高的切削速度將工件加工到最終的質量要求.第十四章零件外表的加工方法1、加工細長軸時,容易產生腰鼓形中間大、兩頭小,試分析產生的原因及應采取的舉措.加工細長軸時,由于工件徑向剛性較差,在切削受力的過程中,引起較大的徑向變形,使中間部位的切削深度較兩端小,從而產生腰鼓形變形.為減小腰鼓形變形,可采用較大的主偏角,減小切削深度,采用中央架、跟刀架等方法.3、簡述鉆孔時,產生“引偏的原因及減小“引偏的舉

15、措.鉆孔時,產生“引偏是由于橫刃較長又有較大負前角,使鉆頭很難定心；鉆頭比擬細長,且有兩條寬而深的容屑槽,使鉆頭剛性很差；鉆頭只有兩條很窄的螺旋棱帶與孔壁接觸,導向性也很差；由于橫刃的存在,使鉆孔時軸向抗力增大.因此,鉆頭在開始切削時就容易引偏,切入以后易產生彎曲變形,致使鉆頭偏離原軸線.鉆頭的引偏將使加工后的孔出現孔軸線的歪斜、孔徑擴大和孔失圓等現象.減小“引偏的舉措包括預鉆錐形定心坑；采用鉆套為鉆頭導向；刃磨時,盡量將鉆頭的兩個半鋒角和兩條主切削刃磨得完全相等.6、何為順銃和逆銃？試分析一般采用逆銃而很少采用順銃的原因.周銃銃平面又分為逆銃和順銃兩種方法.當銃刀和工件接觸局部的旋轉方向與工

16、件的進給方向相反時稱為逆銃；當銃刀和工件接觸局部的旋轉方向與工件的進給方向相同時稱為順銃.順銃忽大忽小的水平分力FH的方向與工作臺的進給方向相同,由于工作臺進給絲杠與固定螺母之間一般都存在間隙,當水平分力FH值較小時,絲杠與螺母之間的間隙位于右側,而當水平分力FH值足夠大時,就會將工件連同絲杠一起向右拖動,使絲杠與螺母之間的間隙位于左側.在這種情況下,水平分力FH的大小變化會使工作臺忽左忽右往返竄動,造成切削過程不平穩,嚴重時會打刀甚至損壞機床.逆銃時,水平分立FH與進給方向相反,因此,工作臺進給絲杠與螺母之間在切削過程中始終保持一側緊密接觸,工作臺不會竄動,切削過程平穩.銃床工作臺的進給絲桿和螺母無消除間隙裝置時,一般采用逆銃.8、磨削加工為什么可以獲得較高的精度及較低的粗糙度？由于磨粒的刃口半徑p小,能切下一層極薄的材料；又由于砂輪外表上的磨粒多,磨削速度高3035m/s,同時參加切削的磨粒很多,在工件外表上形成細小而致密的網絡磨痕；再加上磨床本身的精度高、液壓傳動平穩和微量進給機構,因此,磨削的加工精