热加工与机械加工答案

铸造：

1、 铸造成形的特点及存在的主要问题是什么？

答：特点：1、由液态金属凝固成形，可以铸造出内腔，外形很复杂的毛坯，甚至接近零件的最终形状

2、工艺灵活性大，几乎各种合金，各种尺寸，形状和质量的铸件都能铸造出来

3、铸造成本低，原材料大都来源广泛、价格较低，工艺装备及设备的投资费用较低 缺点：铸件的组织疏松，力学性能较差；铸造的工序多，难以精确控制

2、 什么合金的流动性好，为什么？

答：纯金属和共晶成分合金

纯金属和共晶成分合金在结晶时，结晶温度范围为零，金属以逐层凝固的方式结晶，金属的流动性好，未凝固结晶的金属液能及时对固相区进行补缩，没有凝固区的阻碍，所以流动性好。

3、 缩孔和缩松有什么不同？它们的凝固方式有什么关系？

答：缩孔主要是金属呈逐层凝固方式凝固结晶时形成的。缩松主要产生在结晶温度范围较宽的合金和断面温度梯度小的铸件中（糊状凝固方式或中间凝固方式）。

4、 何谓热应力，机械应力？

答：热应力是由于铸件壁厚不均匀，各部位冷却速度和线收缩不均衡，相互阻碍而引起的应力 机械应力是铸件的固态收缩收到铸型，型芯，浇、冒口等外因的阻碍而产生的应力

5、 何谓分型面？住要作用是什么？简述分型面的选择原则。

答：分型面是指铸型组元间的结合面

作用：分开铸型；便于起模；下芯

选择原则：1、应使铸型全部或大部放在一个铸型内

2、应使分型面尽量为平直面

3、尽量减少型芯的数量

4、应便于下芯，合型及检查型腔尺寸

6、型芯和型芯头的作用是什么？

答：型芯：形成内腔，铸造内表面

型芯头：1、定位 2、支撑型芯 3、排除型芯内的气体

7、 什么叫石墨化？影响石墨化的主要因素是什么？

答：石墨析出的过程称为石墨化。

影响因素：1、化学成分（C、Si、Mn、P、S） 2、冷却速度

8、 说出铸铁牌号HT200、QT400-15、ZG340-640的名称及各符号表示的意义。

答：HT200：灰铸铁，最低抗拉强度为200Mpa

QT400-15：球墨铸铁，最低抗拉强度为400Mpa，最小断后伸长率为15%

ZG340-640:铸钢，最低屈服极限为340Mpa，最低抗拉强度为640Mpa

金属的塑性成形：

1、 什么是冷变形和热变形？各有何特点？

答：在再结晶温度以下进行的变形称为冷变形，伴随加工硬化现象出现

在再结晶温度以上进行的变形称为热变形，无加工硬化现象

2、 再结晶对金属的组织和性能有何影响？

答：再结晶可以完全消除塑性变形所引起的加工硬化现象，调整硬度，提高工件的塑性和韧性，并使晶粒得到细化，工件组织更致密，力学性能甚至比塑性变形前更好

3、 锻造流线对金属力学性能有何影响？在机械零件设计中如何考虑锻造流线的问题？

答：锻造流线的形成使金属的力学性能表现为各向异性，即不同方向上的力学性能有所不同

应使锻造流线方向与零件所受的最大正应力方向一致，而与最大剪应力方向垂直。在锻造过程中，使锻造流线沿锻件轮廓分布，并在切削加工过程中保持流线的完整和连续，可以提高零件的承载能力

4、 钢的锻造温度范围是如何确定的？始锻温度和终锻温度过高或过低各有何问题？

答：根据钢材的含碳量、变形量等确定钢的锻造温度

始锻温度过高：会造成热脱碳等现象

始锻温度过低：要增加加热火次，浪费能源，降低生产率

终锻温度过高：停锻后晶粒会有所长大，影响锻件质量

终锻温度过低：坯料塑性大大下降，易产生锻造裂纹，并易损坏设备

5、 为什么一般碳钢的终锻温度在单相奥氏体区，而低碳钢和过共析钢的终锻温度却在铁素体-奥氏体和奥氏体-二次渗碳体双相区？

答：一般的碳钢的终锻温度定在奥氏体相区，是因为奥氏体相区是一个单相区，锻造性能好

低碳钢的终锻温度定在铁素体-奥氏体双相区，是因为铁素体和奥氏体都是一个强度不高而塑性很好的相，锻造性能好，并且能降低加热次数，增加锻造次数，节约了能源

过共析钢的终锻温度定在奥氏体-二次渗碳体双相区，是因为钢件在锻造后，网状的二次渗碳体被打碎，且在钢件中均匀分布，提高钢件的力学性能

6、

a-a：铸件不能从模膛中顺利取出 b-b：孔不能锻造出，即余块多 c-c：不能及时发现错模 d-d：合理的分模方法

焊接：

1、 焊接接头包括哪几个区？力学性能差的薄弱区在哪儿？为什么？

答：焊接接头包括焊缝区、熔合区、热影响区

力学性能差的薄弱区在熔合区，热影响区中靠近焊缝的过热区

因为熔合区是焊缝与母材之间的一个狭窄区域，金属处于局部熔化状态，晶粒较大，金属的塑性和韧性下降，焊接接头中的单薄区域。金属在焊接热循环的作用下，热影响区的组织分布是不均匀的。熔合区和过热区出现了严重的晶粒粗化，是整个焊接接头的薄弱地带。

2、 焊条是又哪两部分组成？作用是什么？

答：组成：焊芯和药皮

焊芯作用：1、作为电极，起到点作用，产生电弧，为焊接提供热源

2、作为填充金属，与熔化的母材共同组成焊缝金属

药皮作用：1、改善焊接工艺性（易于引弧和再引弧，稳定电弧燃烧，减少飞溅，并使焊缝成形美观）

2、机械保护作用（药皮熔化后产生气体和熔渣，可隔绝空气，保护熔滴和熔池金属）

3、冶金处理作用（药皮中含有铁合金等，能脱氧、去硫、除氢，渗合金）

3、E4303、J507、H08Mn2SiA各部分的含义是什么？

答：E4303：是焊条型号，E表示焊条，43为熔敷金属抗拉强度等级，03为钛钙型药皮，交流或直流正、

反接

J507：是焊条牌号，J表示结构钢焊条，50为焊缝金属抗拉强度等级，7为碱性焊条

H08Mn2SiA：是焊丝牌号，H表示焊丝，08表示含碳量为0.08%，Mn2表示Mn的质量分数大约为

2%，Si表示Si的质量分数小于1%，A表示奥氏体不锈钢

4、 碱性焊条与酸性焊条的性能有什么不同？

答：1、碱性焊条的力学性能好，塑性和韧性比酸性焊条高得多

2、碱性焊条的抗裂性能好，酸性焊条较差

3、碱性焊条的工艺性能差，酸性焊条好

4、碱性焊条对锈、油、水的敏感性较大，易出气孔，酸性焊条的敏感性小，不易出气孔

5、碱性焊条产生有毒的气体和烟尘多

5、钨极氩弧焊焊接铅和铝合金时为什么采用交流电？

答：1、降温（钨极为负极时，发热量小，钨极烧损小，以免温度过高，钨与金属中的碳形成碳化钨，夹于

金属中，影响焊接的力学性能）

2、起阴极破碎作用，把致密的Al2O3 薄膜破坏掉，实现焊材与母材的熔合

6、下列零件适合什么焊接方法？（大批量生产）

答：1、汽车油箱：缝焊 2、铝合金压力容器：钨极氩弧焊 3、钢筋的对接：对焊

4、平焊长直缝：埋弧自动焊

7、焊缝为什么要避免秘籍和十字相交？

答：这是因为多次焊接过热严重，焊接接头性能严重下降，同时焊接残余应力也大，会降低焊缝的承载能力，甚至会引起裂纹

9、 什么叫碳当量？分析下列钢的焊接性能。

答：把钢中的合金元素（包括碳）的含量按其对焊接性影响程度换算成碳的相当含量，其总和成为碳当量 附：CE＜0.4%时，钢材焊接时淬硬冷裂倾向不大，焊接性良好，焊接时一般不需要预热；CE=0.4%~

时，钢材焊接时淬硬冷裂倾向明显，焊接性差，焊接时一般需要预热和采取其他工艺措施来防止裂纹；CE＞0.6%钢材焊接时淬硬冷裂倾向严重，焊接性差，需要采取较高的预热温度和其他严格的工艺措施

1、15：焊接性能好 2、16Mn：焊接性能好 3、Q235:焊接性能好

4、T12：焊接性能差 5、60Si2Mn：焊接性能差 6、1Cr18Ni9Ti：焊接性能好

机械加工工艺：

1、 加工轴外圆，按不同要求，选择加工方法及加工顺序（包括热处理在内）P63

答：1、Φ30h10，Ra=6.3um，45钢，正火：

粗车——正火——半精车

2、Φ30h8，Ra=1.6um，45钢，调质：

粗车——半精车——调质——粗磨

3、Φ30h6，Ra=0.4um，45钢，淬火：

粗车——半精车——淬火——粗磨——精磨

4、Φ30h5，Ra=0.1um，45钢，淬火：

粗车——半精车——淬火——粗磨——精磨——光整加工（高光洁度磨削、超精加工、研磨）

5、Φ30h7，Ra=0.8um，H68黄铜：

粗车——半精车——精车——精细车

2、 铰孔与钻孔相比，为什么前者的加工精度高，表面粗糙度低？

答：这是因为铰孔余量小，铰削速度低，因而铰孔切削力小，切削热小，不会产生积屑瘤，并且铰刀的导向性好，其修光部分可校正孔径及刮光孔径。而钻孔时，钻头的排屑槽大，钻心截面小，刚性很差，钻头在横刃处切削条件十分不利，轴向抗力大，钻孔的切屑宽，排屑困难，与孔壁发生较大的摩擦和挤压，容易刮伤已加工表面。

3、 加工轴套内空，按不同要求，选择加工方法及加工顺序（包括热处理在内）P80

答：1、Φ35H8，Ra=1.6um，45钢：

钻——扩——铰 或 钻——扩——镗

2、Φ10H8，Ra=1.6um，45钢，调质：

钻——调质——铰

3、Φ100H8，Ra=1.6um，45钢，调质;

钻——扩——铰——调质——镗

4、Φ35H6，Ra=0.1um，45钢，淬火：

钻——粗镗——淬火——粗磨——精磨——光整加工（高光洁度磨削、珩磨、研磨）

5、Φ35H8，Ra=1.6um，ZL104铝合金：

钻——扩——铰

4、什么端铣和周铣？它们各有什么特点？

答：端铣：用铣刀端面上的切削刃来铣削工件，铣刀的回转轴线与被加工表面垂直，常用的刀具是端铣刀 周铣：用铣刀圆周上的切削刃来铣削工件，铣刀的回转轴线与被加工表面平行，常用的刀具是圆柱铣

刀

端铣特点：加工质量比周铣高（切削力变化小，切削平稳，振动小）；生产率高（刀杆短而粗，刚性

好，能进行高速切削）；适应性差

周铣特点：加工质量比端铣低；生产率低；适应性高（便于用多种结构形式的铣刀来铣削各种平面、

台阶面和沟槽等）

5、 加工平面，按不同要求，选择加工方法及加工顺序（包括热处理在内）P89

答：1、厚20±0.1，Ra=6.3um，45钢：

粗铣——精铣（或粗磨）

2、厚20±0.02，Ra=0.2um，45钢，调质：

初磨——粗磨——调质——精磨 或 粗铣——精铣——调质——精磨

3、厚20±0.002，Ra=0.05um，45钢，淬火：

初磨——粗磨——淬火——精磨——光整加工（研磨、高光洁度磨削） 或

粗铣——精铣——淬火——精磨——光整加工（研磨、高光洁度磨削）

6、 比较铣齿、滚齿和插齿的加工方法的特点和应用

答：1、铣齿的特点

1、 可在普通铣床上加工，道具制造铰简单，因此设备和刀具的费用低

2、 生产效率低，铣削每一个齿槽，都需要消耗一段切入、切出和分度的辅助时间

3、 加工质量低，铣齿只能切出近似的齿形，齿形误差大；分度头的分度误差会引起分齿不均；铣

刀杆的刚度较差，铣削冲击和振动较大，所以铣齿的精度仅能达9级，表面粗糙度Ra值为

6.3~3.2um。

应用：铣齿一般仅用在单件或修配生产中，制造低速、低精度的齿轮

2、滚齿的特点

1、齿形精度和分度精度高

2、生产率高

3、设备和道具复杂、费用较高

应用：适用于生产各种批量的直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮和蜗轮等。不能加工内齿轮和靠得太近

的多联齿轮

3、插齿的特点

1、插齿与滚齿的加工质量相近，其精度可达8~7级，表面粗糙度Ra值可达3.2~1.6um

2、插齿的生产率低

3、加工范围广，灵活性较大

应用：适用于生产各种批量的直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮和蜗轮等，并且能加工内齿轮，人字齿

轮，齿圈相距很近的多联齿轮，以及带凸台的齿轮等

详细请参考课本P99。