第二章習題參考答案2-1零件、鑄件和模樣三者在形狀和尺寸上有哪些區(qū)別？答:在尺寸方面：零件尺寸最小，鑄件上有加工余量，尺寸比零件大，模樣上除了要加加工余量外，還需加上液態(tài)金屬的收縮率，故尺寸最大。在形狀方面：鑄件與零件相比，鑄件在垂直于分型面的壁上有起模斜度，且有些小孔、小槽不鑄出。模樣與鑄件相比，在需鑄出的孔處，并無孔，且需加上型芯頭。2-2確定圖2-63所示零件的澆注位置、分型面和手工造型方法，并畫出鑄造工藝圖。圖2-63支承臺解:鑄造工藝圖如下圖所示。在零件的鑄造工藝圖上，分型面在圖中橫向的中心線上，已標在圖上。手工造型時應采用兩箱造型法。說明：零件圖中的8個小孔不鑄出，垂直于分型面的鑄件表面應加上起模斜度。2-3比較各種鑄造方法的特點。答：各種鑄造方法的特點見下表。鑄造類別砂型鑄造金屬型鑄造壓力鑄造熔模鑄造離心鑄造適用合金不限制以有色合金為主用于有色合金以碳鋼和合金鋼為主多用于黑色金屬和銅合金鑄件大小及重量不限制中小件一般中小件一般<25kg中小件尺寸精度（CT）9644鑄件最小壁厚/mm灰鑄鐵件3，鑄鋼件5，有色合金3鋁合金2~3，鑄鐵>4，鑄鋼>5銅合金<2，其它0.5~1，孔φ0.7通常0.7，孔φ1.5~2.0最小內(nèi)孔為φ7表面粗糙度/μm粗糙12.5~6.33.2~0.812.5~1.6尺寸公差/mm100±1.0100±0.4100±0.3100±0.3金屬利用率/%7070959070~90鑄件內(nèi)部質(zhì)量結晶粗結晶細結晶細結晶粗結晶細生產(chǎn)率（適當機械化、自動化）可達240型/小時中等高中等高2-4下列鑄件在大批量生產(chǎn)時最適宜采用哪種鑄造方法？鋁合金活塞、車床床身、齒輪銑刀、鑄鐵水管、照相機機身答：鋁合金活塞：金屬型鑄造車床床身：砂型鑄造齒輪銑刀：熔模鑄造鑄鐵水管：離心鑄造照相機機身：壓力鑄造。2-5某種純銅管是由坯料經(jīng)冷拔而成。請回答以下問題：（1）銅管的力學性能與坯料有何不同？（2）在把銅管通過冷彎制成輸油管的過程中，銅墻鐵壁管常有開裂，原因是什么？（3）為了避免開裂，銅墻鐵壁管在冷彎前應進行何種熱處理？（4）熱處理前后銅管的組織和性能發(fā)生了哪些變化？解：（1）銅管的強度、硬度比坯料高，塑性、韌性比坯料低。（2）銅管塑性本已較低，冷彎則需銅管再產(chǎn)生較大的塑性變形，當冷彎時的塑性變形量大于材料的塑性，則銅管就會開裂。（3）銅管在冷彎前應進行再結晶退火，以消除銅管中的加工硬化，恢復其塑性。（4）熱處理前，銅管的組織為變形組織：變形晶?；蚶浼庸だw維組織，力學性能為強度、硬度較高，塑性、韌性較低。熱處理后，其組織為正常組織：等軸晶粒，力學性能則為強度、硬度較低，塑性、韌性較高。2-6鉛的熔點為327℃，請問：（1）在室溫下彎折鉛板是屬于冷加工還是熱加工？（2）鉛板在室溫下彎折為什么會越彎越硬？（3）上述鉛板在室溫下停止彎折一段時間后又會重新變軟，為什么？解：（1）鉛的再結晶溫度為：T再≈0.4×(327+273)-273=-33℃<室溫，可見鉛的再結晶溫度為-33℃,根據(jù)冷熱加工的定義，即使它在室溫下的塑性變形仍屬于熱加工變形，所以在室溫下彎折鉛板是熱加工。（3）其溫度超過其再結晶溫度，當停止彎折放置一段時間后，由于再結晶后。（2）金屬在進行熱加工時，內(nèi)部存在著加工硬化和再結晶這兩個過程，當加工硬化的速度超過再結晶軟化的速度時，金屬的硬度就會越來越高。鉛板在室溫下的彎折就屬于這種情況。（3）由于鉛板在室溫下的彎折屬于熱加工，鉛板在室溫下停止彎折后，加工硬化過程不再進行，但再結晶軟化過程并沒有停止，經(jīng)過一段時間后，再結晶就能把原先累積起來的加工硬化完全消除，會使其強度和硬度降低而產(chǎn)生軟化現(xiàn)象，所以鉛板就重新變軟。2-7為什么金屬晶粒越細，金屬的力學性能越好？試根據(jù)金屬塑性變形的理論加以說明。解：金屬的晶粒越細，每個晶粒周圍的具有不同位向的晶粒和晶界數(shù)量就越多，當一個晶粒產(chǎn)生塑性變形時，就會受到這些晶粒和晶界的阻礙，因而阻礙就越大，即金屬的變形抗力就越大，也就是金屬的強度、硬度越高。金屬晶粒越細，金屬塑性變形時參與變形的晶粒數(shù)越多，使得每個晶粒需產(chǎn)生的變形量越小，這樣不但使金屬的變形更均勻，變形的能力也更大，即金屬的塑性越好。金屬的強度越高，塑性越大，使得金屬受到?jīng)_擊時，裂紋越不易產(chǎn)生和擴展，這就表明金屬抵抗沖擊載荷的能力越高，即金屬的韌性越好。2-8畫出圖2-64所示零件的自由鍛件圖，并確定自由鍛基本工序。圖2-64齒輪解：零件的自由鍛件圖如下圖所示。坯料采用圓棒料時，其自由鍛基本工序為完全鐓粗、局部鐓粗、沖孔和擴孔。2-9要制造底部中心有一圓孔的杯形件，應進行哪些沖壓基本工序？答：落料、拉深、沖孔。如采用沖孔、落料、拉深也可以做，但孔的形狀和位置會受到影響。2-10用三塊1m×1m的鋼板制造一根3m長的圓管。說明制造過程，并畫出焊縫布置示意圖。解：制造過程如下：先將三塊鋼板分別卷成圓管狀，并焊接成三段1m長的圓管，再把三段圓管焊成一根3m長的圓管，焊接時要使三段圓管的三條直焊縫相互錯開，不要連成一直線。焊縫布置示意圖如下圖所示。圖中粗黑實線和虛線均表示焊縫。2-11為下列產(chǎn)品選擇適宜的焊接方法。（1）壁厚mm的鍋爐筒體的批量生產(chǎn)；（2）汽車油箱的大量生產(chǎn)；（3）減速器箱體的單件或小批量生產(chǎn)；（4）在45鋼刀桿上焊接硬質(zhì)合金刀片；（5）鋁合金板焊接容器的批量生產(chǎn)；（6）自行車鋼圈的大量生產(chǎn)。解：（1）壁厚小于30mm的鍋爐筒體的批量生產(chǎn)：采用埋弧焊