本文格式為Word版，下載可任意編輯——2023年電大電大機(jī)械制造基礎(chǔ)形成性考核冊(cè)作業(yè)答案電大機(jī)械制造基礎(chǔ)形成性考核冊(cè)作業(yè)1答案

1、常用的工程材料可以用教材第一頁(yè)的表格表示，請(qǐng)完成工程材料的分類表：答：

鑄鐵黑色金屬金屬材料有色金屬工程材料非金屬材料高分子材料塑料陶瓷材料合成纖維碳鋼合金鋼橡膠復(fù)合材料

1、人們?cè)诿枋鼋饘俨牧狭W(xué)性能重要指標(biāo)時(shí)，經(jīng)常使用如下術(shù)語(yǔ)，請(qǐng)?zhí)顚懫涫褂玫姆?hào)和

內(nèi)涵：

（a）強(qiáng)度：金屬材料在外載荷的作用下抗?fàn)幩苄宰冃魏蛿嗔训哪芰?。?qiáng)度有屈服強(qiáng)

度σs和抗拉強(qiáng)度σb。

（b）塑性：金屬材料在外載荷作用下產(chǎn)生斷裂前所能承受最大塑性變形的能力。（c）強(qiáng)度：是指金屬材料抗?fàn)幈人驳奈矬w壓入其表面的能力。硬度有布氏硬度

HBS和洛氏硬度HR。

（d）沖擊韌性：金屬抗?fàn)帥_擊載荷作用而不被破壞的能力。

（e）疲乏強(qiáng)度：金屬材料經(jīng)受無(wú)數(shù)次交變載荷作用而不引起斷裂的最大應(yīng)力值。2、參照教材圖1—2填寫材料拉伸曲線中的相應(yīng)特征值點(diǎn)的符號(hào)，并描述相應(yīng)的含義。

（a）橫坐標(biāo)表示：試件的變形量ΔL（b）縱坐標(biāo)表示：載荷F（c）S點(diǎn)：屈服點(diǎn)（d）b點(diǎn)：頸縮點(diǎn)（e）k點(diǎn)：拉斷點(diǎn)

（f）屈服點(diǎn)以后出現(xiàn)的規(guī)律：試樣的伸長(zhǎng)率又隨載荷的增加而增大，此時(shí)試樣已產(chǎn)

生較大的塑性變形，材料的抗拉強(qiáng)度明顯增加。3、一根標(biāo)準(zhǔn)試樣的直徑為10mm、標(biāo)距長(zhǎng)度為50mm。拉伸試驗(yàn)時(shí)測(cè)出試樣在26kN時(shí)屈服，

出現(xiàn)的最大載荷為45kN。拉斷后的標(biāo)距長(zhǎng)度為58mm，斷口處直徑為7.75mm。試計(jì)算試樣的σ0.2、σb。答：σ

0.2

=F0.2/S0=26000/(3.14*0.005)=3.3*10MPa

2

8

28

σb=Fb/S0=45000/(3.14*0.005)=5.7*10MPa

4、HR是零件設(shè)計(jì)中常用的表示材料硬度指標(biāo)。請(qǐng)回復(fù)下表中表示的有效范圍和應(yīng)用范圍：硬度符號(hào)HRAHRBHRCHR和HB有什么區(qū)別？

答：兩種都是測(cè)試硬度的標(biāo)準(zhǔn)，區(qū)別在于測(cè)量方法不同。兩種硬度標(biāo)準(zhǔn)根本性區(qū)別在于：布氏和洛氏測(cè)量的對(duì)象不同。布氏測(cè)量低硬度的材料，洛氏測(cè)量高硬度的材料。

6、參照教材1-7圖補(bǔ)充如下Fe-Fe3C相圖缺少的內(nèi)容（標(biāo)注相應(yīng)的數(shù)據(jù)和材料相符號(hào)），思考每個(gè)線條和線條寬容區(qū)域內(nèi)金屬相符號(hào)的特點(diǎn)

參考上圖回復(fù)以下問題：：

（a.）.AC線為：合金的液相線

（b.）.Acm線為：碳在奧氏體中的溶解限度線

（c.）.AC3線為：奧氏體中開始析出鐵素體或鐵素體全部溶入奧氏體的轉(zhuǎn)變線（d.）.A表示：奧氏體相（e.）.F表示：鐵素體相（f.）.P表示：珠光體相（g.）.Ld表示：液相（h.）.Fe3C表示：滲碳體相（i.）.含碳0.77％為：都是奧氏體

（j.）.導(dǎo)致過(guò)共析鋼中材料脆性很高的主要原因是：若加熱到略高于AC1溫度時(shí)，

珠光體完全轉(zhuǎn)變成奧氏體，并又少量的滲碳體溶入奧氏體。此時(shí)奧氏體晶粒細(xì)小，且其碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)已稍高與共析成分。假使繼續(xù)升高溫度，則二次滲

有效值范圍70～8525～10020～67主要應(yīng)用范圍硬質(zhì)合金、表面淬火、滲碳有色金屬、退火、正火等淬火鋼、調(diào)質(zhì)鋼等碳體不斷溶入奧氏體，致使奧氏體晶粒不斷長(zhǎng)大，其碳濃度不斷升高，會(huì)導(dǎo)致淬火變形傾向增大、淬火組織顯微裂紋增多及脆性增大。

7、假定有含碳量為80%的材料從液態(tài)逐漸緩慢冷卻，請(qǐng)說(shuō)明其隨溫度下降的組織變化。答：液相，液相和一次滲碳體，一次滲碳體和萊氏體，一次滲碳體和低溫萊氏體

8、AC3和Acm是重要指標(biāo)線，在這個(gè)溫度以下會(huì)穩(wěn)定得逞室溫組織。在高溫度附近的冷卻

速度決定了材料的晶粒大小。因此，為細(xì)化晶粒的退火熱處理的工藝設(shè)計(jì)是需要查閱相圖的（尋常要高出50°C）。請(qǐng)同學(xué)補(bǔ)充完成下面的回復(fù)：

回復(fù)：當(dāng)溫度下降到達(dá)AC線時(shí)，出現(xiàn)凝固，成為L(zhǎng)（液體）和A，經(jīng)過(guò)EF線以后完全固體，??

發(fā)生共晶反應(yīng)。此時(shí)液相LC(4.30％C)，奧氏體AE（2.11％C）。滲碳體(6.69％C)三相共存。冷凝時(shí)反應(yīng)的結(jié)果形成了奧氏體與滲碳體的機(jī)械混合物，通稱為萊氏體9、鋼的熱處理主要包括淬火、退火、回火、調(diào)質(zhì)處理和滲碳。它們的主要特點(diǎn)是依照熱處理溫度、冷卻速度、熱處理目的或用途、工藝過(guò)程安排特點(diǎn)考慮的。請(qǐng)藐視它們的特點(diǎn)：淬火：指將鋼件加熱到Ac3或Ac1（鋼的下臨界點(diǎn)溫度）以上某一溫度，保持一定的時(shí)間，然后以適當(dāng)?shù)睦鋮s速度，獲得馬氏體（或貝氏體）組織的熱處理工藝。常見的淬火工藝有鹽浴淬火，馬氏體分級(jí)淬火，貝氏體等溫淬火，表面淬火和局部淬火等。淬火的目的：使鋼件獲得所需的馬氏體組織，提高工件的硬度，強(qiáng)度和耐磨性，為后道熱處理作好組織準(zhǔn)備等。退火：指金屬材料加熱到適當(dāng)?shù)臏囟?，保持一定的時(shí)間，然后緩慢冷卻的熱處理工藝。常見的退火工藝有：再結(jié)晶退火，去應(yīng)力退火，球化退火，完全退火等。退火的目的：主要是降低金屬材料的硬度，提高塑性，以利切削加工或壓力加工，減少剩余應(yīng)力，提高組織和成分的均勻化，或?yàn)楹蟮罒崽幚碜骱媒M織準(zhǔn)備等。

回火：指鋼件經(jīng)淬硬后，再加熱到以下的某一溫度，保溫一定時(shí)間，然后冷卻到室溫的熱處理工藝。常見的回火工藝有：低溫回火，中溫回火，高溫回火和屢屢回火等?；鼗鸬哪康模褐饕窍摷诖慊饡r(shí)所產(chǎn)生的應(yīng)力，使鋼件具有高的硬度和耐磨性外，并具有所需要的塑性和韌性等。

調(diào)質(zhì)：指將鋼材或鋼件進(jìn)行淬火及高溫回火的復(fù)合熱處理工藝。使用于調(diào)質(zhì)處理的鋼稱調(diào)質(zhì)鋼。它一般是指中碳結(jié)構(gòu)鋼和中碳合金結(jié)構(gòu)鋼。

滲碳：滲碳是將工件置于滲碳介質(zhì)中，加熱到單相奧氏體狀態(tài)，保溫一段時(shí)間，使碳原子滲入工件表層，提高表層含碳量，從而增加表面的硬度及耐磨性。滲碳工件材料一般為低碳鋼。滲碳工藝常用的有氣體滲碳和固體滲碳。滲碳后，仍需對(duì)工件進(jìn)行淬火和低溫回火處理。10、請(qǐng)回復(fù).077％碳鋼和1.％碳鋼的細(xì)化晶粒溫度。

例如：一批碳鋼試樣組織晶粒大小不均勻，需采用退火處理。應(yīng)采用的工藝設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)是：緩慢加熱至500～650℃，保溫足夠時(shí)間，隨爐冷卻至室溫。

問：為什么要保溫足夠的時(shí)間，為什么要緩慢冷卻？

答：由于晶粒組織轉(zhuǎn)變需要一定的時(shí)間，因此當(dāng)金屬工件表面達(dá)到要求的加熱溫度時(shí)，還須

在此溫度保持一定時(shí)間，使內(nèi)外溫度一致，使顯微組織轉(zhuǎn)變完全。

11、現(xiàn)有40Cr鋼制造的機(jī)床主軸，心部要求良好的強(qiáng)韌性（200～300HBS），軸頸處要求

硬而耐磨（54～58HRC），試問：（1）應(yīng)進(jìn)行哪種預(yù)處理和最終熱處理？（2）熱處理后獲得什么組織？

（3）熱處理工序在加工工藝路線中位置如何安排？

答：（1）正火（調(diào)質(zhì)）——預(yù)處理、高頻淬火和回火——最終熱處理（2）奧氏體

（3）正火——機(jī)加工——高頻淬火——回火

12、鑄鐵是制造機(jī)器零件毛坯的主要黑色金屬材料之一，請(qǐng)說(shuō)明鑄鐵的基本特征。（牌號(hào)、

石墨形態(tài)、鑄造性能、成本等）

答：1）灰鑄鐵：牌號(hào)HT，石墨形態(tài)是片狀，鑄造性能優(yōu)良，成本最低的鑄鐵。

2）球墨鑄鐵：牌號(hào)QT，石墨形態(tài)是球狀，鑄造性能近似于灰鑄鐵。3）蠕墨鑄鐵：牌號(hào)RuT，石墨形態(tài)是蠕蟲狀，鑄造性能好。4）可鍛鑄鐵：牌號(hào)KT，石墨形態(tài)是團(tuán)絮狀，不能鍛造。

13、為了獲得優(yōu)質(zhì)的鑄件毛坯，在結(jié)構(gòu)工藝性方面需要注意哪些原則？

答：1）鑄件的壁厚應(yīng)合理2）鑄件的壁厚應(yīng)盡量均勻3）鑄件的結(jié)構(gòu)不僅有利于保證鑄件的質(zhì)量，而且應(yīng)盡可能使鑄造工藝簡(jiǎn)化，以穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量和提高生產(chǎn)率。14、

依照碳含量將碳鋼分為低、中、高碳鋼，參考教材中圖3-2歸納碳鋼的力學(xué)性能隨

含碳量的變化規(guī)律。

答：含碳量越高,工件硬度增加,柔韌性變小,脆性變大,越難加工。15、

合金鋼分為合金結(jié)構(gòu)鋼和合金調(diào)質(zhì)鋼，請(qǐng)查閱資料描述以下化學(xué)元素對(duì)材料的力學(xué)

性能產(chǎn)生影響的特點(diǎn)。

Mn：提高鋼韌性、強(qiáng)度、硬度和淬性，改善鋼的熱加工性能。

Cr：顯著提高強(qiáng)度、硬度和耐磨性，但同時(shí)降低塑性和韌性。鉻又能提高鋼的抗氧化

性和耐腐蝕性。

Si：顯著提高鋼的彈性極限，屈服點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度。

Mo：使鋼的晶粒細(xì)化，提高淬透性和熱強(qiáng)性能，在高溫時(shí)保持足夠的強(qiáng)度和抗蠕變能

力(長(zhǎng)期在高溫下受到應(yīng)力，發(fā)生變形，稱蠕變)。結(jié)構(gòu)鋼中參與鉬，能提高機(jī)械性能。還可以抑制合金鋼由于火而引起的脆性。在工具鋼中可提高紅性。

B：鋼中參與微量的硼就可改善鋼的致密性和熱軋性能，提高強(qiáng)度。

V：釩是鋼的優(yōu)良脫氧劑。鋼中加0.5%的釩可細(xì)化組織晶粒，提高強(qiáng)度和韌性。釩與碳

形成的碳化物，在高溫高壓下可提高抗氫腐蝕能力。

W：鎢熔點(diǎn)高，比重大，是貴生的合金元素。鎢與碳形成碳化鎢有很高的硬度和耐磨性。在工具鋼加鎢，可顯著提高紅硬性和熱強(qiáng)性，作切削工具及鍛模具用。

16、在毛坯沖壓成形中，過(guò)大的變形量將產(chǎn)生毛坯缺陷甚至導(dǎo)致報(bào)廢，因此需要增加熱處理

工序，請(qǐng)描述工藝設(shè)計(jì)的基本原則，

答：板料沖壓是利用沖模板料產(chǎn)生分開或變形，從而獲得毛坯或零件的壓力加工方法。當(dāng)板料厚度超過(guò)8～10mm時(shí)才采用熱沖壓。沖壓生產(chǎn)的基本工序有分開工序和變形工序兩大類。

17、電焊條由哪些部分組成?其作用是什么?

答：電焊條由焊芯和藥皮組成。焊芯主要有傳導(dǎo)電流、產(chǎn)生電弧、作為焊縫填充金屬等作用。藥皮主要作用是提高電弧燃燒的穩(wěn)定性，形成保護(hù)氣氛使熔池隔絕空氣，產(chǎn)生熔渣覆蓋熔池表面起機(jī)械保護(hù)作用，并有脫氧與添加合金元素的作用。18、

選擇零件毛坯的兩個(gè)基本原則是什么？

答：1）適用性原則2）經(jīng)濟(jì)性原則

電大機(jī)械制造基礎(chǔ)形成性考核冊(cè)作業(yè)2答案

1.什么是基準(zhǔn)制？為什么要規(guī)定基準(zhǔn)制？在哪些狀況下采用基軸制？答：基準(zhǔn)制是指同一限制的孔和軸組成協(xié)同的一種制度。

以兩個(gè)相協(xié)同的零件中的一個(gè)零件為基準(zhǔn)件，并選定標(biāo)準(zhǔn)公差帶，而改變另一個(gè)零件的公差帶位置，從而形成各種協(xié)同的一種制度。

一般狀況下優(yōu)先才用基孔制，加工時(shí)可以減少刀具、量具的數(shù)量，比較經(jīng)濟(jì)實(shí)惠?；S制尋常用于以下狀況：1）所用協(xié)同的公差等級(jí)要求不高。2）活塞銷和孔要求過(guò)渡協(xié)同。3）在同一基本尺寸的各個(gè)部分需要裝上不同協(xié)同的零件。2.什么叫協(xié)同？協(xié)同的特征由什么來(lái)表示?

答：協(xié)同是指基本尺寸一致的，相互結(jié)合的孔、軸公差帶之間的關(guān)系。協(xié)同的特征由協(xié)同的種類來(lái)表示，即1）間隙協(xié)同2）過(guò)盈協(xié)同3）過(guò)渡協(xié)同3.形位公差特征共有幾項(xiàng)？其名稱和符號(hào)是什么？

答：形位公差國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)分為14種。其名稱及符號(hào)如教材P93頁(yè)的表6—1

4.用查表法確定以下各協(xié)同的孔、軸的極限偏差、計(jì)算極限間隙量（或過(guò)盈量），并畫出公差帶圖。

孔的極限偏差軸的極限偏差極限間隙（過(guò)盈）公差帶圖

5、什么叫“六點(diǎn)定位原則〞?什么是欠定位?過(guò)定位?

答：夾具用合理分布的六個(gè)支承點(diǎn)限制工件的六個(gè)自由度，即用一個(gè)支承點(diǎn)限制工件的一個(gè)自由度的方法，使工件在夾具中的位置完全確定，這就是六點(diǎn)定位原理。

根據(jù)工件的加工要求，應(yīng)當(dāng)限制的自由度沒有完全被限制的定位，稱為欠定位。同一個(gè)自由度被幾個(gè)支承點(diǎn)重復(fù)限制的狀況，稱為過(guò)定位（也稱為重復(fù)定位、超定位）6、什么是粗基準(zhǔn)？如何選擇粗基準(zhǔn)？

答：采用毛坯上未經(jīng)加工的表面來(lái)定位，這種定位基準(zhǔn)稱為粗基準(zhǔn)。

選擇粗基準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)當(dāng)保證所有加工表面都有足夠的加工余量，而且各加工表面對(duì)不加工表面具有一定的位置精度。7、什么是精基準(zhǔn)？如何選擇精基準(zhǔn)？

答：采用已經(jīng)加工的表面作為定位基準(zhǔn)表面，這種定位基準(zhǔn)稱為精基準(zhǔn)。

選擇精基準(zhǔn)的出發(fā)點(diǎn)是保證加工精度，特別是加工表面的互換位置精度，以及裝夾的便利可靠。

8、什么是定位基準(zhǔn)？定位基準(zhǔn)分為哪兩類？

答：在生產(chǎn)實(shí)際中，有時(shí)工件上找不到適合的表面作為定位基準(zhǔn)。

定位基準(zhǔn)分為粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)。

9、什么是基準(zhǔn)不重合誤差？計(jì)算圖示零件的封閉環(huán)是否能夠保證，假使需要調(diào)整，請(qǐng)?zhí)峁┘夹g(shù)方案。

答：由于定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合而造成的加工誤差，稱為基準(zhǔn)不重合誤差。

不能夠保證，由于基準(zhǔn)不重合誤差等于聯(lián)系尺寸的公差。而聯(lián)系尺寸的公差

S=0.2-0.01-0.02≠0。

10、什么叫加工誤差？它與加工精度、公差之間有何區(qū)別？

答：加工誤差是指零件加工后的實(shí)際幾何參數(shù)與理想幾何參數(shù)的偏差程度。

加工誤差大說(shuō)明零件的加工精度低；反之，加工誤差小，則說(shuō)明零件的加工精度高。11、什么是誤差復(fù)映？已知零件孔的加工精度為0.001，毛坯誤差3.5，鏜孔是的誤差復(fù)映系數(shù)ε=0.004.求需要的走刀次數(shù)。

答：切削力大小變化引起的加工誤差——誤差復(fù)映現(xiàn)象。

毛坯誤差Δm=3.5，誤差復(fù)映系數(shù)ε=0.004。則工件誤差Δg=Δm*ε=3.5*0.004=0.014.

因此走刀次數(shù)N=0.014/0.001=1412、提高機(jī)械加工精度的途徑有哪些？

答：為了保證和提高機(jī)械加工精度，首先要找出生產(chǎn)加工誤差的主要因素，然后采取相應(yīng)的

工藝措施以減少或控制這些因素的影響。在生產(chǎn)中可采取的工藝措施有：1）減少誤差法2）誤差補(bǔ)償法3）誤差轉(zhuǎn)移法4）誤差均分法

13、在加工過(guò)程中有一系列概念組成了生產(chǎn)過(guò)程，請(qǐng)問：他們之間的關(guān)系。

答：機(jī)械工廠的生產(chǎn)過(guò)程一般包括原材料的驗(yàn)收、保管、運(yùn)輸，生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備，毛坯制造，

零件加工（含熱處理），產(chǎn)品裝配，檢驗(yàn)以及涂裝。一個(gè)工廠的生產(chǎn)過(guò)程又分為各個(gè)車間的生產(chǎn)過(guò)程，前一個(gè)車間生產(chǎn)的產(chǎn)品往往又是其他后續(xù)車間的原材料。

14、零件的切削加工過(guò)程一般可分為哪幾個(gè)階段？各加工階段的主要任務(wù)是什么？劃分加工

階段有什么作用？

答：工藝過(guò)程按加工性質(zhì)和目的的不同可劃分為以下幾個(gè)階段：

1）

粗加工階段。其主要任務(wù)是切除毛坯的大部分加工余量，因此，此階段的主要目標(biāo)是提高生產(chǎn)率。

2）

半精加工階段。其任務(wù)是減小粗加工后留下來(lái)的誤差和表面缺陷層，使被加工表面達(dá)到一定的精度，并為主要表面的精加工做好準(zhǔn)備，同時(shí)完成一些次要表面的最終加工。

3）

精加工階段。其任務(wù)是各主要表面經(jīng)加工后達(dá)到圖樣的全部技術(shù)要求，因此，此階段的主要目標(biāo)是全面保證加工質(zhì)量。

4）

光整加工階段。對(duì)于零件上精度和表面粗糙度要求很高的表面，應(yīng)安排光整加工階段。其主要任務(wù)是減小表面粗糙度或進(jìn)一步提高尺寸精度，一般不用于改正形狀誤差和位置誤差。

劃分加工階段的作用是有利于消除或減小變形對(duì)加工精度的影響，可盡早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷，有利于合理選擇和使用設(shè)備，有利于合理組織生產(chǎn)和安排工藝。15、什么是工序集中與工序分散？各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？

答：工序集中是指在一道工序中盡可能多地包含加工內(nèi)容，而使總的工序數(shù)目減少，集中到極限時(shí)，一道工序就能把工件加工到圖樣規(guī)定的要求。

工序分散是指在整個(gè)工藝過(guò)程工序數(shù)目增多時(shí)，使每道工序的加工內(nèi)容盡可能減少，分散到極限時(shí)，一道工序只包含一個(gè)簡(jiǎn)單工步的內(nèi)容。

工序集中的優(yōu)缺點(diǎn)：1）減少工序數(shù)目，簡(jiǎn)化工藝路線，縮短生產(chǎn)周期。2）減少機(jī)床設(shè)備、操作工人和