金属材料成形基础(河南科技大学) mooc慕课作业答案

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作业第二章 工程材料 第二章作业

1、 工程材料的主要性能分为①使用性能和②             性能。其中,①又包括             性能、             性能和                性能等。
评分规则:  工艺,力学,物理,化学每空0.5分,答对1-2个得1分;答对3-4个得2分;全错不得分。

2、 通过拉伸试验可测得的强度指标主要有弹性极限强度、           和            ;可测得的塑性指标有              和              。
评分规则:  屈服强度,抗拉强度,伸长率,断面收缩率每空0.5分,答对1-2个得1分;答对3-4个得2分;全错不得分。

3、 合金的晶体结构有              和            ,其中          具有良好的塑性,            具有高的硬度和脆性。
评分规则:  固溶体,金属化合物,固溶体,金属化合物每空0.5分,答对1-2个得1分;答对3-4个得2分;全错不得分。

4、 金属的晶体缺陷有           、           和          。
评分规则:  点缺陷,线缺陷,面缺陷(或空位,间隙原子、位错、晶界)每空0.5分,答对1-2个得1分;答对3个得2分;全错不得分。

5、 细化金属材料的晶粒,可使金属的强度、硬度         ,塑性、韧性        ;在金属液态成形过程中细化晶粒的方法有           、               ;和机械的振动和搅拌;在固态下细化晶粒的方法有             、             。
评分规则:  提高,提高,变质处理,增大过冷度,机械振动与搅拌,热处理,压力加工再结晶。每空0.5分,答对1-2个得1分;答对3-4个得2分;答对5-6个得3分;全错不得分。

6、 材料的常用力学性能指标有那些?若某种材料的零件在使用过程中突然发生断裂,是由于那些力学性能指标不足所造成的?
评分规则:  (1)常用力学性能指标有:强度、塑性、刚度、硬度、冲击韧性、疲劳强度。(3分)(2) 零件在使用过程中突然发生断裂,是由于强度、塑性、冲击韧性、疲劳强度等力学性能指标不足所造成的。(3分)

7、
评分规则:  计算正确每项得2分。有错误酌情扣分。

8、 填表回答(在符合该类的选项中画“”)。钢  号类           别适用零件举例质量含碳量成分用途普通优质高优低中高碳素钢合金钢结构钢工具钢Q235           15           45           60Si2Mn           T8A           9SiCr           W18Cr4V           
评分规则:  钢种类别标示正确得8分,应用举例正确得2分。有错误酌情扣分。

9、 什么是同素异晶转变?请绘出纯铁的冷却曲线,并指出同素异晶转变温度和晶格类型 。
评分规则:  固态下随着温度的变化,金属的晶体结构从一种晶格类型转变为另一种晶格类型的过程。(3分)冷却曲线、同素异晶转变温度和晶格类型如图所示。(5分)答出同素异晶转变得3分;正确画出冷却曲线得3分;正确写出晶格类型得2分。有错误酌情扣分

10、 图示为部分的铁碳合金相图,请在右边的T-t图中画出含碳量为0.45%的铁碳合金的结晶过程并标注出各温度段的组织。
评分规则:  正确画出冷却曲线得5分,标出组织得5分。错误酌情扣分。

11、 现有下列零件及可供选择的材料,给各零件选择合适的材料,并选择合适的最终热处理方法(或使用状态)。零件名称:自行车架、连杆螺栓、车厢板簧、滑动轴承、变速齿轮、机床床身、柴油机曲轴。可选材料:60Si2Mn、ZCuSn5Pb5Zn5、QT600-02、T12A、40Cr、HT200、Q345、20CrMnTi。
评分规则:  自行车架:Q345 正火连杆螺栓:40Cr 淬火车厢板簧:60Si2Mn 淬火+中温回火滑动轴承: ZCuSn5Pb5Zn5 /变速齿轮:20CrMnTi 或40Cr 淬火机床床身:HT200 /柴油机曲轴:QT600-2 /正确选择每项得1分,选错适当扣分。

作业第三章 金属的液态成形 第三章作业

1、 液态金属的充型能力主要取决于合金的流动性。流动性不好的合金铸件易产生       、       、气孔、夹渣等铸造缺陷。
评分规则:  浇不足(浇不到),冷隔答对一空得1分。

2、 影响液态合金流动性的主要因素有       、       、       、不溶杂质和气体等。合金的凝固温度范围越宽,其流动性越       
评分规则:  化学成分,物理性质(比热容,密度,热导率,结晶潜热,粘度),温度;差(小)每空0.5分,答对1-2个得1分;答对3-4个得2分;全错不得分。

3、 铸件在凝固过程中所造成的体积缩减如得不到液态金属的补充,将产生缩孔或缩松。凝固温度范围窄的合金,倾向于“逐层凝固”,因此易产生       ;而凝固温度范围宽的合金,倾向于“糊状凝固”,因此易产生        。
评分规则:  缩孔,缩松每空1分,全错不得分。

4、 铸件在冷却收缩过程中,因壁厚不均等因素造成铸件各部分收缩的不一致引起内应力,这种应力称之为         ;铸件收缩受到铸型、型芯及浇注系统的机械阻碍而产生的应力称为         。
评分规则:  热应力,机械应力(收缩应力)每空1分,全错不得分。

5、 根据铸铁中石墨形态的不同,灰口铸铁可以分为          、         、        和               。其中适于生产承受交变载荷曲轴的是            。适于制造机床床身的是               。
评分规则:  普通灰口铸铁,可锻铸铁,球墨铸铁,蠕墨铸铁。球墨铸铁。灰口铸铁(普通灰口铸铁,灰铸铁)每空0.5分,答对1-2个得1分;答对3-4个得2分;答对5-6个得3分;全错不得分。

6、 砂型铸造制造铸型的过程,可分为手工造型和机器造型。机器造型的造型方法有           、           、            、            等
评分规则:  震压造型,气动微震压实,高压造型,抛砂紧实,气冲造型(任意四种)。每空0.5分,答对1-2个得1分;答对3-5个得2分;全错不得分。

7、 特种铸造方法主要包括           、           、           和           等。
评分规则:  熔模铸造,压力铸造,离心铸造,低压铸造,金属型铸造,挤压铸造,实型铸造(消失模铸造,气化模铸造)、陶瓷型铸造。(以上任意答出4种)每空0.5分,答对1-2个得1分;答对3-4个得2分;全错不得分。

8、 在大批量生产条件下,下列铸件宜选用的铸造方法是:机床床身          ,铝活塞          ,铸铁污水管          ,汽轮机叶片         。
评分规则:  砂型铸造,压力铸造,离心铸造,熔模铸造每空0.5分,答对1-2个得1分;答对3-4个得2分;全错不得分。

9、 现有三包铁液,浇注三根直径分别为f10mm、f30mm、f60mm的灰铸铁试棒,测得它们的抗拉强度均为200MPa,试问这三根试棒的化学成分和牌号是否相同?若不相同,应有何区别?为什么?
评分规则:  (1)牌号相同,成分不同。(1分)(2)因为铸铁的牌号是用强度来表示的,其强度相同,则牌号相同(1分)。而影响铸铁组织和性能的因素是化学成分和冷却速度两个因素(1分)。试棒的直径不同表明其冷却速度不同,要获得同一强度,必须调整其化学成分(1分),即f10mm的试棒其碳硅含量较高,而f30mm、f60mm的试棒其碳硅含量依次降低 (2分)。答出上述各个要点即可得到相应的分值,答错酌情扣分。

10、 确定图2-7 所示轴套零件的铸造工艺方案。要求如下:(1)画出几种可能的分型方案。(2)在单件、小批生产条件下,分析并确定最佳工艺方案。(3)按所选最佳方案绘制铸造工艺图(包括浇注位置、分型面、机械加工余量、起模斜度、铸造圆角、型芯及芯头等)。
评分规则:  (1)可能的分型方案标示于图中。方案1最佳。(2分)(2)铸造工艺图如图所示。正确标出浇注位置1分,加工余量1分,起模斜度1分,铸造圆角1分,型芯及芯头2分。标示错误或缺项酌情扣分。

11、 判断图示铸件的结构工艺性是否合理,若不合理,请在原图上进行修改。
评分规则:  每题2分,答对得2分,不答得0分,答错酌情扣分。

12、 什么是合金的铸造性能?衡量合金铸造性能的主要指标是什么 ?铸造性能不足,铸件易产生那些缺陷?
评分规则:  (1)合金在铸造生产条件下,获得优质铸件的难易程度。(2分)(2)流动性和收缩率。(2分)(3)产生浇不足、冷隔,缩孔、缩松,应力、变形和裂纹。(2分)

13、 判断图示铸件的结构工艺性是否合理,若不合理,请在原图上进行修改。
评分规则:  每题2分,答对得2分,不答得0分,答错酌情扣分。

14、 有一测试铸造应力用的应力框铸件,如图2-1所示,凝固冷却后,用钢锯沿A-A线锯断Φ30的粗杆,此时断口间隙的大小会发生什么变化?为什么?
评分规则:  (1)变大。(2分)(2)因为凝固冷却后,ф30的粗杆处于拉应力状态,ф10的细杆处于压应力状态。当沿A-A锯断后,粗杆给予细杆的压力被释放,细杆的弹性压缩变形恢复伸长,所以断口间隙会变大。(4分)答出上述各个要点即可得到相应的分值,答错酌情扣分。

作业第四章 金属的塑性成形 第四章作业

1、 单晶体的塑性变形方式主要有          和          两种;多晶体的塑性变形包括          变形和          变形。
评分规则:  滑移,孪晶,晶内,晶间每空0.5分,答对1-2个得1分;答对3-4个得2分;全错不得分

2、 冷塑性成形后金属产生加工硬化现象,表现为金属材料的强度和硬度          ,而塑性和韧性            。
评分规则:  提高,降低。每空1分,答对1个得1分;答对2个得2分;全错不得分。

3、 由于锻造流线的存在,金属的力学性能具有        ,一般平行于锻造流线方向材料的抗拉强度、塑性和韧性        ,而垂直于纤维方向的同类性能        。
评分规则:  各向异性,提高,下降。答对一个得1分;答对两个或三个得2分;全错不得分。

4、 衡量金属可锻性的指标主要是        和        。影响可锻性的主要因素主要有        ,        等。
评分规则:  塑性,变形抗力,金属本质,变形条件。每空0.5分,答对1-2个得1分;答对3-4个得2分;全错不得分。

5、 自由锻的基本工序有       、       、       、       、扭转和错移;其中最常用的是       、       和冲孔三种。
评分规则:  镦粗、拔长、冲孔、弯曲;镦粗、拔长。每空0.5分,答对1-2个得1分;答对3-4个得2分;答对5-6个得3分;全错不得分。

6、 根据功用不同,锻模模膛可分为①  制坯 模膛和② 模锻  模膛,其中①又可分为      、       模膛、       模膛和       模膛,②又可分为       模膛和       模膛。
评分规则:  拔长,滚压,弯曲,切断,预锻,终锻。每空0.5分,答对1-2个得1分;答对3-4个得2分;答对5-6个得3分;全错不得分。

7、 冲压的基本工序包括①  分离   工序和②   变形     工序。其中①又分为      、      、      等;②又分为      、      、      等。
评分规则:  落料、冲孔、剪切、修整等;拉深、弯曲、翻边、成形等。每空0.5分,答对1-2个得1分;答对3-4个得2分;答对5-6个得3分;全错不得分。

8、 纯铅(T熔=327℃)的再结晶温度为           ,它在常温时的变形为     变形。钨(T熔=3380℃)的再结晶温度为           ,它在1000℃时的变形为     变形。
评分规则:  -33℃,热,1188℃,冷.每空0.5分,答对1-2个得1分;答对3-4个得2分;全错不得分。

9、 何谓金属的塑性成形?为什么对重要的机械零件要采用塑性成形制坯?
评分规则:  (1)在外力作用下使金属坯料产生塑性变形,获得具有一定形状、尺寸和力学性能的毛坯或零件的成形工艺方法。(2分)(2)这是因为塑性成形制坯使材料的力学性能提高。(a)细化晶粒、改善组织;(b)压合铸造缺陷;(c)使纤维组织不被切断,并沿制件外形合理分布。(3分)正确答出第一问得2分;正确答出第二问得3分;答错酌情扣分。

10、 图示零件大批量生产,拟选择模锻造方法制坯,请定性绘出模锻件图,并选择模锻工序。
评分规则:  (1)锻件图如图所示。(2分)(2)模锻工序:1)镦粗、2)预锻、3)终锻、4)切边、5)冲孔。(3分)按照上述得分分配标准评分,答错酌情扣分。

11、 对图示零件定性绘出自由锻件图,并选择自由锻基本工序(零件全部机械加工)。坯料尺寸:φ100×200;材料:45钢;生产批量:20件。
评分规则:  锻件图如图所示。(2分)自由锻工序:①镦粗;②冲孔;③切肩;④芯轴拔长。或 ①拔长;②局部镦粗;③冲孔。(2分)按照上述得分分配标准评分,答错酌情扣分。

12、 图中的自由锻件、模锻件及冲压件的结构工艺性是否合理,若不合理,请改正。a)、b)、d)自由锻件   c)冲压件  e)、f)模锻件        
评分规则:  每题2分,结构修改正确得2分,改错或没修改酌情扣分。

13、 图中的自由锻件、模锻件及冲压件的结构工艺性是否合理,若不合理,请改正。a)、b)、d)自由锻件   c)冲压件  e)、f)模锻件        
评分规则:  每题2分,结构修改正确得2分,改错或没修改酌情扣分。

作业第五章 金属的焊接成形 第五章作业

1、 按照焊接过程的工艺特点,焊接方法可分为        焊、        焊和        焊。埋弧焊属于        焊。
评分规则:  熔化焊,压力焊,钎焊.熔化焊每空0.5分。答对1-2个得1分,答对3-4个得2分;答错不得分。

2、 焊接接头由①        和②             组成,②又可分为        ,        ,           和             四个区域。
评分规则:  焊缝,焊接热影响区,熔合区,过热区,正火区,部分相变区每空0.5分。答对1-2个得1分;答对3-4个得2分;答对5-6个得3分;全错不得分。

3、 生产中常见的焊接变形形式有:          、          、          、          和波浪形变形五种。矫正焊接变形的工艺方法有:                和               两种。
评分规则:  收缩变形、角变形、弯曲变形、扭曲变形、波浪形变形。机械矫正法,火焰矫正法。每空0.5分。答对1-2个得1分;答对2-4个得2分;答对5-6个得3分;全错不得分。

4、 根据钎料熔点的不同,钎焊可分为                和               两类,在焊接硬质合金车刀时,常用               ;而在焊接电器元件时,常用            。
评分规则:  软钎焊,硬钎焊,硬钎焊,软钎焊每空0.5分。答对1-2个得1分,答对3-4个得2分;答错不得分。

5、 金属材料的焊接性包括          和          两个方面,评定材料焊接性的方法有                          和                         。
评分规则:  工艺焊接性,使用焊接性,实验法,碳当量估算法每空0.5分。答对1-2个得1分,答对3-4个得2分;答错不得分。

6、 简述熔焊冶金过程特点及保证焊接质量的措施。
评分规则:  (1)熔焊冶金过程特点 (3分)① 熔池金属温度高于一般冶金温度;② 熔池金属冷却快,处于液态的时间短;③ 空气对焊缝的影响严重。(2)保证焊接质量的工艺措施  (3分)① 减少有害气体进入熔池;② 渗入合金元素;   ③ 清除已进入熔池的有害元素。按照上述评分标准评分,答错或答题不够完整适当扣分。

7、 减少焊接应力的工艺措施有哪些?如何消除焊接应力?
评分规则:  (1)减少焊接应力的工艺措施:合理选择焊接顺序;锤击或碾压焊缝;采用小能量、多层焊;焊前预热、焊后缓冷。(4分)(2)消除焊接应力:焊后去应力退火。(2分)按照上述评分标准评分,答错或答题不够完整适当扣分。

8、 现有厚4mm,长1200mm,宽800mm的钢板3块,需拼焊成一块长1800mm、宽1600mm的矩形钢板,问如图所示的结构设计是否合理?若不合理,请予以改正。为减小焊接应力与变形,其合理的焊接次序应如何安排?
评分规则:  (1)不合理,改正后的结构如图所示。(2分)(2)焊接次序:1—2—3         (2分)按照上述评分标准评分,答错或答题不够完整适当扣分。

9、
评分规则:  (1)16Mn的成分取上限时:CE=0.2+1.6/6=0.47%(2分)(2)CE=0.47>0.4,16Mn焊接性较差;(2分)(3)由于16Mn的焊接性较差,焊件厚度又较厚,需焊前适当预热,以防止裂纹的产生。预热温度150~250℃ 。(2分)按照上述评分标准评分,答错或答题不够完整适当扣分。

10、 判断下列各种焊件的结构是否合理?若不合理,请在原图上修改。
评分规则:  每题2分,图a焊缝避开中间最大应力位置;图c中间的桶体横焊缝与桶体对接的环焊缝错开,封头环焊缝避开应力集中处。上述结构要点修改正确每题得2分;没有修改正确适当扣分。

11、 判断下列各种焊件的结构是否合理?若不合理,请在原图上修改。
评分规则:  每题2分,图a焊缝避开中间最大应力位置;图c中间的桶体横焊缝与桶体对接的环焊缝错开,封头环焊缝避开应力集中处。上述结构要点修改正确每题得2分;没有修改正确适当扣分。

作业第六章 切削加工基础知识 第六章作业

1、 切削运动是刀具和工件之间的相对运动,它包含(1)        运动和(2)          运动,(1)的特点是速度      ,(2)的特点是速度       。
评分规则:  主,进给;高,低每空0.5分,答对1-2个得1分;答对3-4个得2分;全错不得分。

2、 切削要素包括切削用量三要素和切削层的几何参数。切削用量包括       、       和          。
评分规则:  切削速度(Vc),进给量(f),背吃刀量(切削深度ap)每空0.5分,答对1个得1分;答对2-3个得2分;全错不得分。

3、 车刀切削部分由三个面:    面、    面、     面,两刃:       、副切削刃和一个刀尖组成。
评分规则:  前刀,主后刀,副后刀,主切削刃(主刀刃)每空0.5分,答对1-2个得1分;答对3-4个得2分;全错不得分。

4、 车削时,为了减小工件已加工表面粗糙度,可以采用的措施有      进给量、       切削速度、          前角、      副偏角。
评分规则:  减小,增大,增大,减小每空0.5分,答对1-2个得1分;答对3-4个得2分;全错不得分。

5、 切屑的种类有               切屑 、                 切屑 和                  切屑 。
评分规则:  带状,节状,崩碎状。每空0.5分,答对1个得1分;答对2-3个得2分;全错不得分。

6、 刀具的主要标注角度有哪些?简述刀具前角对加工过程的影响?
评分规则:  (1)前角、后角、主偏角、副偏角和刃倾角。(2分)(2)前角的影响:减小切屑的变形;减小前刀面与切屑之间的摩擦力。因此增大前角,可以减小切削力和切削热;减小刀具的磨损;提高工件的加工精度和表面质量。(3分)   根据所给答案标准得分,答错酌情扣分。

7、 绘图标注下列刀具的几何角度(γ0、α0、Kr、Kr’)1)外圆车刀(γ0 =10°、α0 =8°、Kr =60°、Kr’ =10°)2)端面车刀(γ0 =15°、α0 =10°、Kr =45°、Kr’ =30°)3)内圆车刀(γ0 =10°、α0 =8°、Kr =60°、Kr’ =10°)
评分规则:  正确标出各角度每个得2分,标错适当扣分。

8、 积屑瘤形成的条件是什么?其对加工过程有何影响?
评分规则:  (1)切削塑性材料;中等切削速度。(2分)(2)代替切削刃切削,保护刀具;增大了刀具前角,可减小切削变形和切削力;积屑瘤不稳定,易产生振动和冲击,减低加工精度,增大表面粗糙度,(3分)第一问回答正确得2分,第二问回答正确得3分,答错酌情扣分。

9、 填表回答所列加工方法的主运动和进给运动的执行者(工件或刀具)及运动形式(旋转运动、直线运动、往复直线运动)。 加工方法主运动进给运动执行者运动形式执行者运动形式车外圆面    铣削平面    龙门刨刨平面    钻孔(钻床)    卧式镗床镗孔    磨外圆(横磨或纵磨)              
评分规则:  正确写出各项,每行得1分,写错适当扣分。

作业第七章零件表面的加工方法 第七章作业

1、 车削圆锥面的方法有            、              、             和              等。
评分规则:  转动小刀架法,偏移尾架法,靠模尺法,成形刀法。每空0.5分,答对1-2个得1分;答对3-4个得2分;全错不得分。

2、 孔加工中,镗孔主要用于             零件上             孔的加工。加工螺纹底孔的方法是       ,在钻床上钻孔时,易造成         引偏现象。
评分规则:  非回转体,直径较大,钻孔,轴线。每空0.5分,答对1-2个得1分;答对3-4个得2分;全错不得分。

3、 在车削加工中,主运动的运动方式是             ,执行者是             。在拉削加工中,主运动是拉刀的             ,进给运动是靠             来实现的。
评分规则:  旋转运动,工件,直线运动,齿升量。每空0.5分,答对1-2个得1分;答对3-4个得2分;全错不得分。

4、 平面加工最主要的方法有           、            、磨削、拉削和车端面等,加工外圆面最主要的加工方法是            、              和研磨等。
评分规则:  刨削,铣削,车削,磨削。每空0.5分,答对1-2个得1分;答对3-4个得2分;全错不得分。

5、 按图6-2所示零件的要求,选择加工方法及加工顺序。材料表面粗糙度Ra/µm加工方法及加工顺序456.3 451.6 450.8 黄铜0.4 450.05 
评分规则:  每行答对得1分,答错酌情扣分。

6、 图6-3所示为心轴体零件,数量为28 件,毛坯为锻件,请选择加工方案。表面加工方案AM24 B7:24锥面 Cf48h6 D直角槽 
评分规则:  

7、 图6-4所示为小架零件,数量:50 件,毛坯为铸件,请选择加工方案。表面加工方案A平面 Bf20H7 C凸台 D通槽 EM6螺纹 每行答对得1分,答错酌情扣分。
评分规则:  

8、 车削精度要求高的零件要分为粗车和精车,粗车和精车的任务有何不同?
评分规则:  粗车的目的是为了快速去除毛坯余量
精车的目的是为了保证加工零件的质量要求
采用粗车与精车,能够在保证质量要求的前提下,获得较高的加工效率。

作业第八章 机械零件的结构工艺性 第八章作业

1、 判断下列零件的结构工艺性是否合理,若不合理,请在原图上修改。
评分规则:  修改正确每图得2分,共28分,没能改正适当扣分。


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