金属工艺学第五版权威复习资料绝对权威Word格式文档下载.docx
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（1）应使造型工艺简化。
如尽量使分型面平直、数量少，避免不必要的活块和型芯等。
（2）应尽量使铸件全部或大部置于同一砂箱，以保证铸件的精度。
（3）为便于造型、下芯、合箱和检验铸件的壁厚，应尽量使型腔及主要型芯位于下箱。
2．影响金属可锻性的因素有哪些？
金属的可锻性取决于金属的本质和加工条件。
对于金属本质来说：
（1）不同化学成分的金属其可锻性不同；
（2）金属内部的组织结构不同，其可锻性有很大差别；
对于加工条件来说：
（1）变形温度的影响；
（2）变形速度的影响；
（3）应力状态的影响；
3．简述焊接接头热影响区的组织和性能？
焊接接头热影响区可分为：
熔合区、过热区、正火区和部分相变区等。
（1）熔合区：
熔化的金属凝固成铸态组织，未熔化金属因加热温度过高而成为过热粗晶。
强度、塑性和韧性都下降。
（2）过热区：
由于奥氏体晶粒急剧长大，形成过热组织，故塑性及韧性降低。
（3）正火区：
加热时金属发生重结晶，转变为细小的奥氏体晶粒。
冷却后得到均匀而细小的铁素体和珠光体组织，其力学性能优于母材。
（4）部分相变区：
珠光体和部分铁素体发生重结晶，转变成细小的奥氏体晶粒。
部分铁素体不发生相变，但其晶粒有长大趋势。
冷却后晶粒大小不均，因而力学性能比正火区稍差。
4．简述车削的工艺特点及应用？
车削的工艺特点：
（1）易于保证工件各加工面的位置精度；
（2）切削过程比较平稳；
（3）适用于有色金属零件的精加工；
（4）刀具简单。
车削的应用：
可以加工各种回转表面，如内外圆柱面、内外圆锥面、螺纹、沟槽、断面和成形面等。
加工精度可达IT8—IT7，表面粗糙度Ra值为1.6—0.8um。
5．对刀具材料有哪些基本要求？
（1）较高的硬度；
（2）足够的强度和韧度，以承受切削力、冲击和振动；
（3）较好的耐磨性；
（4）较高的耐热性；
（5）较好的工艺性。
6．板料冲压工艺的特点是什么？
（1）可以冲压出形状复杂的零件，且废料较少；
（2）产品具有足够高的精度和较低的表面粗糙度值，冲压件的互换性较好；
（3）能获得重量轻、材料消耗少、强度和刚度都较高的零件；
（4）冲压操作简单，工艺过程便于机械化和自动化，生产效率很高。
故零件成本低。
7．切削液的作用是什么？
有哪些种类？
切削液主要通过冷却和润滑作用来改善切削过程。
它一方面吸收并带走大量切削热，起到冷却作用；
另一方面它能渗入到刀具与工件和切屑的接触便面，形成润滑膜，有效地减少摩擦。
切削液的种类：
（1）水基切削液，如：
水溶液、乳化液等；
（2）油基切削液，主要成分是矿物油，少数采用动植物油或复合油。
8．简述铣削的工艺特点及应用？
铣削的工艺特点：
（1）生产率较高；
（2）容易产生振动；
（3）刀齿散热条件较好。
铣削的应用：
主要用来加工平面（包括水平面、垂直面和斜面）、沟槽、成形面和切断等。
加工精度可达IT8—IT7，表面粗糙度Ra值为1.6—3.2um。
9．简述防止焊接变形和开裂的方法？
焊接应力的存在会引起焊件的变形。
防止焊接变形的方法：
（1）在结构设计中采用对称结构或大刚度结构、焊缝对称分布结构；
（2）施焊中，采用反变形措施或刚性夹持方法；
（3）正确选择焊接参数和焊接次序，对减少焊接变形也很重要；
焊接应力过大的严重后果是使焊件产生裂纹。
防止焊接开裂的方法：
（1）合理选材；
（2）采取措施减小应力；
（3）选用合理的焊接工艺和焊接参数（如采用碱性焊条、小能量焊接、预热、合理的焊接次序）。
10.简述钻削的工艺特点及应用？
钻削的工艺特点：
（1）容易产生“引偏”
（2）排屑困难；
（3）切削热不易传散；
钻削的应用：
主要用于粗加工，例如精度和粗糙度要求不高的螺钉孔、油孔和螺纹底孔等。
加工精度IT10以下，表面粗糙度Ra值大于12.5um。
11.为保证铸件性能，对铸件结构有哪些要求？
（1）应尽量避免铸件起模方向存有外部侧凹，便于起模；
（2）尽量使分型面为平面；
（3）凸台和筋条结构应便于起模；
（4）垂直分型面上的不加工表面最好有结构斜度；
（5）尽量不用和少用型芯；
（6）应有足够的芯头，以便于型芯的固定、排气和清理；
（6）合理设计铸件的壁厚；
（7）铸件的壁厚应尽可能均匀；
（8）设计铸件壁的联接或转角时，也应尽力避免金属的积聚和内应力的产生；
（9）为防止热裂，可在铸件易裂处增设防裂筋；
（10）设计铸件的筋、辐时，应尽量使其得以自由收缩，以防产生裂纹。
11．铣削方式有哪些？
各有何优、缺点？
铣削方式有：
周铣法（用圆柱铣刀的圆周力齿加工平面）和端铣法（用端铣刀的端面刀齿加工平面）。
优缺点：
（1）端铣的切削过程比周铣时平稳，有利于提高加工质量；
（2）端铣可以达到较小的表面粗糙度。
（3）端铣时，刀具系统的刚度较好；
生产效率高，加工表面质量好。
（4）周铣法的适应性广。
13.焊缝布置的工艺原则是什么？
（1）焊缝布置应尽量分散；
（2）焊缝的位置应可能对称布置；
（3）焊缝应尽量避开最大应力断面和应力集中位置；
（4）焊缝应尽量避开机械加工表面；
（5）焊缝位置应便于焊接操作；
14.焊接接头的形式有哪些？
焊接接头形式可分为对接接头、T形接头、角形接头和搭接接头四种。
15.纤维组织是怎样形成的？
有何利弊？
铸锭在压力加工中产生塑性变形时，基体金属的晶粒形状和沿晶界分布的杂质形状都发生了变形，它们都将沿着变形方向被拉长，呈纤维状。
这种结构叫纤维组织。
纤维组织使金属在性能上具有了方向性。
金属在平行纤维方向上的塑性和韧性提高，而在垂直纤维方向上塑性和韧性降低。
在设计和制造零件时，都应使零件在工作中产生的最大正应力方向与纤维方向重合，最大切应力方向与纤维方向垂直。
并使纤维分布与零件的轮廓相符合，尽量使纤维组织不被切断。
简答题
1、什么叫刀具的前角？
什么叫刀具的后角？
简述前角、后角的改变对切削加工的影响。
前角是刀具前面与基面间的夹角，在正交平面中测量；
后角是刀具后面于切削平面间的夹角，在正交平面中测量。
前角大，刀具锋利，这时切削层的塑性变形和摩擦阻力减小，切削力和切削热降低；
但前角过大会使切削刃强度减弱，散热条件变差，刀具寿命下降，甚至会造成崩刀。
增大后
角，有利于提高刀具耐用度，但后角过大，也会减弱切削刃强度，并使散热条件变差。
2、试述常用的手工造型有哪些？
手工造型的方法很多，根据铸件的形状、大小和生产批量的不同进行选择，常用的有：
整模造型，分模造型，挖砂造型，活块造型，刮板造型，三箱造型。
3、切削热是怎样产生？
它对切削加工有何影响
在切削过程中，切削层金属的变形及刀具的前面与切屑、后面与工件之间的摩擦所消
耗的功，绝大部分转变成切削热。
切削热由切屑、刀具、工件及周围介质传出，其中传入切
屑和周围介质的热量对加工无直接影响。
传入刀具的热量是切削区的温度升高，刀具的温度
升高，磨损加剧，会影响刀具的使用寿命。
切削热传入工件，工件温度升高，产生热变形，
将影响加工精度。
4工件在锻造前为什么要加热？
什么是金属的始锻温度和终锻温度？
若过高和过低将对锻
件产生什么影响？
金属坯料锻造前，为了提高其塑性，降低变形抗力，使金属在较小的外力作用之下产
生较大的变形，必须对金属坯料进行加热。
金属在锻造时，允许加热到的最高温度称为始锻
温度，始锻温度过高会使坯料产生过热、过烧、氧化、脱碳等缺陷，造成废品；
金属停止锻
造的温度叫做终锻温度，终锻温度过低，塑性下降，变形抗力增大，当降到一定温度的时候，
不仅变形困难，而且容易开裂，必须停止锻造，重新加热后再锻。
5、常见的电弧焊接缺陷有哪些？
产生的主要原因是什么？
咬边：
焊接电流太大，焊条角度不合适，电弧过长，焊条横向摆动的速度过快；
气孔：
焊接材料表面有油污、铁锈、水分、灰尘等，焊接材料成分选择不当，焊接电弧太长或太短，
焊接电流太大或太小；
夹渣：
电流过小，熔渣不能充分上浮，运条方式不当，焊缝金属凝固
太快且周围不干净，冶金反应生成的杂质浮不到熔池表面；
未焊透：
焊接电流太小，焊接速
度太快，焊件装配不当，焊条角度不对，电弧未焊透工件；
裂纹：
焊接材料的化学成分选择
不当，造成焊缝金属硬、脆，在焊缝冷凝后期和继续冷却过程中形成裂纹，金属液冷却太快，
导致热应力过大而形成裂纹，焊件结构设计不合理，造成焊接应力过大而产生裂纹。
6、什么是主运动？
什么是进给运动？
各自有何特点？
主运动是由机床或人力提供的主要运动，它促使刀具和工件之间产生相对的运动，从
而使刀具前面接近工件；
特点是在切削过程中速度最高，消耗动力最大，其运动方式可以是
旋转运动也可以是往复直线运动。
进给运动也是由机床或人力提供的运动，它使刀具与工件
之间产生附加的相对运动，加上主运动，即可以连续进行切削，并得到具有所需几何特性的
已加工表面；
特点是在切削过程中速度低，消耗动力少，其运动可以是间歇的，也可以是连
续的，可以是直线送进，也可以是圆周送进。
在切削加工中，主运动只有一个，而进给运动
可以有一个或数个。
7、拉深变形时常见的缺陷是什么？
分别采取什么措施加以解决？
拉深缺陷：
折皱和拉穿
措施：
折皱――加压边圈
拉穿――凸凹模间的间隙要合适；
凸凹模间的圆角要合适；
选用合理的拉深系数。
8、焊接应力与变形产生的原因是什么？
常见的几种变形形式是什么？
原因：
焊缝局部不均匀的加热和冷却；
变形形式：
收缩变形，角变形，弯曲变形，扭曲变形，波浪变形。
9、减少焊接应力与变形的工艺措施有那些？
工艺措施：
结构设计：
焊缝位置应尽量对称结构中性轴；
在保证结构有足够承载能力
的条件下，尽量减少焊缝的长度和数量。
焊接工艺：
反变形法，刚性固定法，合理安排焊接次序，焊前预热焊后缓冷焊后热处理。
焊后矫形处理：
机械矫形，火焰矫形。
10、分析积屑瘤产生的原因，特性；
对切削加工的影响和对积屑瘤的控制。
切屑与前刀面的摩擦阻力超过材料的内部结合力时，有一部分金属会粘附在切
削刃附近而形成；
特性；
时生时灭；
对切削加工的影响：
利：
可保护刀刃代替刀刃进行切削；
使实际前角增大，切削
比较轻快；
弊：
使切削层厚度不断变化，影响尺寸精度；
导致切削力的变化，引起振动，有
一些积屑瘤碎片粘附在工件的已加工表面上，使表面变得粗糙。
对积屑瘤的控制：
避免在中温中速加工塑性材料。
11、用一根冷拉钢丝绳吊装一大型工件入炉，并随工件一起加热至1000oC,当出炉后再次
吊装工件时，钢丝绳发生断裂，试分析其原因。
因钢丝绳冷拉成形后，产生加工硬化现象，强度和硬度都有所提高，但加热至1000
oC后，造成了再结晶退火，使钢丝绳的力学性能下降，导致钢丝绳断裂。
13、某工厂用T10钢制造的钻头给一批铸铁件钻10mm深孔，钻几个孔以后钻头很快就磨损，
经检验，钻头的材质、热处理工艺、金相组织、硬度均合格，试问失败原因，并请提出解
决办法。
铸件可能有麻口或白口组织，硬度太高，导致钻头磨损；
（2）铸件表面可能有粘砂；
导致钻头磨损；
对铸件进行退火处理，消除铸件的麻口或白口组织；
降低铸件硬度；
用砂
轮磨掉铸件表面粘砂。
16、在本课程学习中，有哪些内容涉及内应力问题。
试分析、说明这些内应力问题在金属成形和切削加工中形成的主要原因。
（1）铸件内应力问题：
主要是由于铸件凝固时，因壁厚不均匀，各部分冷却速度不同，以致于在同一时期内铸件各部分收缩不一致而引起的应力。
它是铸件产生变形和裂纹的基本原因。
（2）金属塑性变形时，制件内部也会产生应力，但当外力去除后，应力会消失，对制件质量没有影响，只有当锻件表面粗糙或有划痕、微裂纹、粗大夹杂等在拉伸时导致缺陷产生
应力集中，使得缺陷扩展甚至造成制件开裂。
（3）焊接应力问题：
焊接过程中，局部加热和冷却导致被焊结构产生较大的温度不均匀，造成焊接件产生应力与变形。
（4）切削加工时，一是因切削温度导致的工件产生应力，切削速度越高，表层切削温度
越高，当切削温度不超过工件材料相变温度时，使工件表层产生较大拉应力。
另外是工件表面层塑性变形引起的应力，使得工件里层受到拉应力、表层受到压应力作用。
17、指出日常生活中你所见到的2种以上冲压零件，并分别说明生产每种零件所需哪几道冲压工序。
日常生活中看到的冲压件实在太多了，小到锅碗瓢盆，大到汽车轮船；
如我用的搪瓷脸盆、不锈钢碗他们均为冲压件，工序分别为落料、拉深和翻边。
汽车外面的复盖件大都是冲压件，经落料、拉深而成；
就连我使用的硬币不也是冲压件吗？
只不过是精冲件而已，要落料、压肋而成。
18、什么是定向凝固原则？
需要采取什么措施来实现？
定向凝固原则是提高增设冒口和冷铁使铸件远离冒口的部位先凝固，冒口本身最后凝固。
19、合金的收缩经历了哪几个阶段？
各会产生什么影响？
合金的收缩经历了液态、凝固和固态收缩，其结果表现为体积的减小、线尺寸的减小。
20、熔焊焊接冶金过程特点是什么？
针对该特点，为了保证焊缝质量焊接过程中应该采取什么措施？
答、反应区温度高、冶金反应激烈；
熔池小而冷却速度快；
冶金条件差易形成杂质等缺陷。
焊接前必须对铸件进行清理，焊接过程中对熔池金属进行冶金保护和机械保护。
21、什么是加工硬化？
其产生原因是什么？
答、冷变形时，晶粒破碎为碎晶块，出现晶格扭曲，位错密度增加；
随着金属冷变形程度的增加，金属材料的强度、硬度的指标都会逐渐提高，但塑性、忍性的指标又会下降，此现象就称为加工硬化。
22、常见的焊接变形有哪些？
应采取什么措施解决？
答、收缩变形、角变形、弯曲变形、波浪变形、扭曲变形；
注意结构设计、焊接工艺及焊后矫形处理。
23、在拉深中最容易出现的缺陷是什么？
为保证拉深件的质量，应该采取什么措施？
答、会产生破裂、起皱及凸耳；
为保证拉深件的质量，应该注意凸凹模的圆角半径、凸凹模间隙、正确选择压边力和拉深系数。
24、试分析预锻模膛和终锻模膛的作用并说明它们的区别。
答、预锻模膛的作用是使坯料的形状和尺寸更接近锻件；
经过终锻模膛后坯料最终变形到锻件所需要的外尺寸；
前者比后者高度大、宽度小，预锻模膛没有飞边槽，而且预锻模膛的模锻斜度、圆角及模膛体积比终锻模膛大。
25、何谓金属的可锻性？
用什么指标来进行综合衡量？
金属的可锻性取决于哪些因素？
答、金属的可锻性：
衡量金属材料在塑性成形时获得优质零件的难易程度；
用什么指标来进行综合衡量：
金属的塑性和变形抗力；
金属的可锻性取决于哪些因素：
合金的成分及组织：
化学成分，金属组织；
变形条件：
变形温度，变形速度，应力状态。
26、焊接接头的构成是什么？
并分析焊接接头的组织和性能。
答、焊接接头构成：
由焊缝区，熔合区，热影响区构成。
焊缝区：
组织为柱状晶粒，易使化学成分和杂质在焊缝中心区产生偏析，使焊缝金属
力学性能下降；
熔合区：
少量的铸态组织和粗大的过热组织，化学成分不均匀，组织不均匀；
塑性差，强度低，脆性大，易产生焊接裂纹和脆性断裂，是焊接接头最薄弱的环节之一；
过热区：
该区组织过热，晶粒粗大，塑性韧性差，也是焊接接头的一个薄弱的环节；
正火区：
冷却后为均匀细小的正火组织，力学性能较好；
部分相变区：
冷却后为粗大的铁素体与细晶粒珠光体，晶粒大小不一致，力学性能
稍差。
27、拉深件在拉深过程中易出现什么缺陷？
应分别采取什么措施加以解决？
答、易出现折皱――加压板或压边圈；
（２分）拉穿――合适的凸凹模间隙、合适的凸
凹模圆角、控制拉深系数的大小，变性程度大时可进行多次拉深，后续的拉深系数比前面的大，并且可安排中间退火。
28、简述熔化焊的冶金过程特点及保证焊缝质量的措施。
答、冶金过程特点：
熔池温度高，有益的合金元素容易烧损；
熔池体积小，冷却速度快，化学成分不均匀，气体来不及逸出会产生气孔；
动态熔池更新。
保证焊缝质量的措施：
渗加有益的合金元素，保证焊缝的化学成分；
造成有效地保护隔绝空气对焊缝的不利影响；
进行脱氧、脱硫、脱磷等。
30、常见的焊接变形有哪些？
答、焊接变形有收缩变形、角变形、弯曲变形、扭曲变形、波浪变形。
结构设计――焊缝布置尽量对称、减少焊缝长度和数量；
工艺设计――加裕量、反变形法、合理安排焊接次序、焊前预热焊后缓冷、焊后热处理；
焊后矫形处理――机械矫形、火焰矫形。
31、什么是液态合金的充型能力？
合金的流动性取决于那些因素？
合金的流动性不好对铸件质量有何影响？
为什么铸钢的流动性比铸铁差？
答.1）合金的充型能力：
液态金属填充铸型的能力；
2）合金的流动性取决于那些因素：
化学成分和浇注条件；
3）合金的流动性不好对铸件质量有何影响：
会产生冷隔和浇不足；
4）为什么铸钢的流动性比铸铁差？
铸钢的结晶温度高，结晶温度范围大。
32、什么是拉深系数？
用φ２５０ｍｍ＊１．５ｍｍ的板料能否一次拉深成直径为φ５０的拉深件？
应采取哪些措施才能保证正常生产？
答、拉深系数：
拉深后制件的直径与毛坯直径之比；
不能，因为拉深系数太小变形程度太大，可以进行多次拉深，后续的拉深系数可选得大一些，并可安排中间退火。
33、简述焊条选用的基本原则？
（1）工件的力学性能和化学成分从满足强度要求出发，结合材料的焊接性，选择与被焊材料力学性能相适应的焊条。
同时要注意使焊缝熔敷金属的化学成分与被焊材料相
同或相接近。
（2）工件的工作条件和使用性能被焊工件如果在承受动载荷或冲击载荷条件下工作，则除应保证强度指标外，还应选择韧性和塑性较好的低氢型焊条。
如果被焊工件在低温、高温、磨损或有腐蚀介质条件下工作，则应优先选择相应种类的焊条。
（3）工件的结构特点由于几何形状复杂或大厚度工件的焊接加工易产生较大的应力而引起裂纹，因此宜选择抗裂性好、强度较高的焊条。
对存在铁锈、油污和氧化物且不宜清
除的位置宜选用酸性焊条。
（4）施工现场条件受不同施工现场条件的限制，如野外作业、潮湿气候等，应在考虑焊条种类的同时，一并考虑作业条件与环境以及必要的辅助设备。
34、产生焊接应力与变形的原因是什么？
焊接过程的局部加热导致被焊结构产生较大的温度不均匀，除引起接头组织和性能不均匀外，还会产生焊接应力与变形。
35、和手工电弧焊相比，埋弧自动焊有何特点?
应用范围如何?
1）焊接生产效率高。
埋弧焊采用较大的焊接电流（可达1000A以上），因此熔深大，焊接速度快，焊丝连续进给，节省了焊接辅助时间。
2）节省焊接材料。
对中厚板埋弧焊可不开坡口，一次焊透，降低了焊接材料消耗。
同时多余焊剂可回收使用。
3）焊缝质量好。
由于焊剂层保护效果好，焊接过程有调节作用，因此焊缝质量较高，外观成形均匀美观。
4）劳动条件较好。
埋弧焊的非明弧操作和机械控制方式，减轻了体力劳动，避免了弧光伤害，减小了烟尘。
埋弧焊的不足之处是：
只适合于平焊位置、长直焊缝和大直径环缝，不适于薄板和曲线焊缝的焊接，而且对被焊件预装配要求较高。
36、铸铁焊补的主要问题是什么?
（1）熔合区易产生白口组织。
由于焊接时为局部加热，焊后铸铁件上的焊补区冷却速度远比铸造成形时快得多，因此很容易形成自口组织，其硬度很高，焊后很难进行机械加
工。
（2）易产生裂纹。
铸铁强度低，塑性差。
当焊接应力较大时，就会在焊缝及热影响区内产生裂纹，甚至使焊缝整体断裂。
此外，当采用非铸铁组织的焊条或焊丝冷焊铸铁件时，铸
铁因碳及硫、磷杂质含量高，基体材料过多熔入焊缝中，易产生裂纹。
（3）易产生气孔。
铸铁含碳量高，焊接时易生成CO和CO2气体，铸铁凝固中由液态转变为固态所经过的时间很短，熔池中的气体来不及逸出而形成气孔。
此外，铸铁的流动性好，立焊时熔池金属容易流失，所以一般只应进行平焊。
37、铸铁热焊和冷焊各有何优缺点?
（1）热焊法热焊法是将铸件整体或局部缓慢预热到600~700℃，焊接中保持400℃以上，焊后缓慢冷却。
这种方法应力小，不易产生裂纹，可防止出现白口组织和产生气孔，
但成本较高，生产率低，劳动条件差。
常用的方法是气焊和焊条电弧焊。
热焊法一般仅用于焊后要求机械加工或形状复杂的重要铸铁件，如机床导轨、主轴箱、汽车的汽缸体等。
热焊法成本高，工艺复杂，生产周期长，因此尽量少用。
（2）冷焊法冷焊法是焊补前不对铸件预热或在低于400℃的温度下预热的焊补方法。
常用焊条电弧焊进行铸铁冷焊，依靠焊条来调整焊缝的化学成分，防止白口组织和裂纹。
焊接时应尽量用小电流、短电弧、窄焊缝、分段焊
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