(2)铸件产生铸造内应力的主要原因是合金的固态收缩。
为了减小铸造内应力，在铸造工艺上可采取同时凝固原则。所谓同时凝固原则，就是采取工艺措施保证铸件结构上各部分之间没有温差或温差尽量小，使各部分同时凝固。此外，还可以采取去应力退火或自然时效等方法，将残余应力消除。 3. 什么是砂型铸造的手工造型和机器造型，各有什么特点？ 答: (1)手工造型：指全部用手工或手动工具完成的造型工序。手工造型按起模特点分为整模、挖沙、分模、活块、假箱、三箱等造型方法。手工造型方法比较灵活，适应性较强，生产准备时间短，但生产率低、劳动强度大，铸件质量较差。因此，手工造型多用于单件小批量生产。
（2）机器造型：指用机器完成全部或至少完成紧砂和起模操作的造型工序。机器造型可大大提高生产率和铸件尺寸精度，降低表面粗糙度，减少加工余量，并改善工人的劳动条件，目前正日益广泛地应用于大批量生产中。
4. 什么是铸造工艺图？其主要包含哪些内容？ 答：铸造工艺图是在零件图上用各种工艺符号表示出铸造工艺方案的图形，是在对铸件进行工艺分析的基础上，来确定出铸件的浇注位置、分型面、型芯的数量、形状及其固定方法、加工余量、拔模斜度、收缩率、反变形量、浇注系统、冒口、冷铁的尺寸及布置、砂箱的形状及尺寸等。
5. 什么是分型面？分型面选择一般性的原则是什么？
答：分型面是指两半铸型相互接触的表面。在选择铸型分型面时应考虑如下原则： （1）分型面应选在铸件的最大截面上，并力求采用平面。 （2）应尽量减少分型面的数量，并尽量做到只有一个分型面。 （3）应尽可能减少活块和型芯的数量，注意减少砂箱高度。
（4）尽量把铸件的大部分或全部放在一个砂箱内，并使铸件的重要加工面、工作面、加工基准面及主要型芯位于下型内。
6. 什么是特种铸造？常用的特种铸造方法有哪些？
答：通常把不同于普通砂型铸造的其它铸造方法统称为特种铸造。
常用的特种铸造方法有：熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、离心铸造、低压铸造、陶瓷型铸造等。
第二部分 成形工艺基础 第 2 章 压力加工 四、简答题
1. 什么是压力加工？压力加工方法主要有哪些？各种加工方法的主要用途是什么？
答:压力加工是使金属坯料在外力作用下产生塑性变形，从而获得具有一定形状、尺寸和性能的毛坯或零件的加工方法。
压力加工方法主要有：轧制、挤压、拉拔、自由锻造、模型锻造和板料冲压等。其中，轧制、挤压和拉拔方法以生产原材料为主；自由锻造、模型锻造和板料冲压方法以生产毛坯为主。
2. 压力加工与其他成形方法比较有哪些特点？
答:（1）能改善金属的组织，提高金属的力学性能。压力加工能消除金属铸锭内部的气孔、缩孔和树枝状晶等缺陷，并由于金属的塑性变形和再结晶，可是粗大晶粒细化，得到致密的金属组织，从而提高金属的力学性能；
（2）可提高材料的利用率。压力加工主要是靠金属在塑性变形时改变形状，使其体积重
新分配，不需要切除金属，因而材料的利用率高； （3）压力加工具有较高的生产率； （4）可获得精度较高的毛坯或零件。
3. 何为模型锻造？常用的模型锻造设备有哪些？与自由锻相比，模型锻造有何特点？ 答: 模型锻造是金属在外力作用下产生塑性变形并充满模膛而获得锻件的方法。 常用模锻设备有模锻锤、热模锻压力机、平锻机和摩擦压力机等。
与自由锻相比，模锻件尺寸精度高，机械加工余量小，锻件的纤维组织分布更为合理，可进一步提高零件的使用寿命。模锻生产率高，操作简单，容易实现机械化和自动化。但设备投资大，锻模成本高，生产准备周期长，且模锻件的质量受到模锻设备吨位的限制，因而适用于中、小型锻件(一般＜150 kg)的成批和大量生产。
4. 什么是板料冲压？有何特点？
答: 板料冲压是利用冲模在压力机上对板料施加压力使其变形或分离，从而获得一定形状、尺寸的零件的加工方法。 板料冲压具有如下特点：
（1）生产率高，操作简单，便于实现机械化和自动化；
（2）产品质量好：尺寸精度和表面质量较高，互换性好，一般不须进一步加工。 （3）材料利用率高：可冲制形状复杂的零件，废料少。
（4）冲模制造复杂，成本高，只有在大批量生产的条件下，才能显示出优越性。
5. 冲压模具可分为哪几类？
答: 冲压模具按冲床的每一次冲程所完成工序的多少可划分为简单冲模、连续冲模和复合冲模3大类。
简单冲模：在冲床的一次冲程内只能完成一道工序。
连续冲模：在冲床的一次冲程内，在模具的不同位置上可以同时完成两道以上的工序。 复合冲模：在冲床的一次冲程内，在模具的同一位置上可以同时完成两道以上的工序。
第 3 章 焊 接
四、简答题
1. 焊接的本质是什么？如何分类？有何优点？
答:焊接是利用加热或加压等手段，使分离的两部分金属，借助于原子的扩散与结合而形成原子间永久性连接的工艺方法。
焊接方法的种类很多，根据实现金属原子间结合的方式不同，可分为熔化焊、压力焊和钎焊3大类。
焊接方法具有如下优点：
（1）成形方便：焊接方法灵活多样，工艺简便；在制造大型、复杂结构和零件时，可采用铸焊、锻焊方法，化大为小，化复杂为简单，再逐次装配焊接而成。
（2）适应性强：采用相应的焊接方法，不仅可生产微型、大型和复杂的金属构件，也能生产气密性好的高温、高压设备和化工设备；此外，采用焊接方法，还能实现异种金属或非金属的连接。
（3）生产成本低：与铆接相比，焊接结构可节省材料10%～20%，并可减少划线、钻孔、装配等工序。另外，采用焊接结构能够按使用要求选用材料。在结构的不同部位，按强度、耐磨性、耐腐蚀性、耐高温等要求选用不同材料，具有更好的经济性。
2. 焊接应力是如何形成的？消除或减少焊接应力的措施有哪些？
答: 焊接过程中，对焊件进行不均匀加热和冷却，是产生焊接应力和变形的根本原因。 减少焊接应力与变形的工艺措施主要有： 1）预留收缩变形量
根据理论计算和实践经验，在焊件备料及加工时预先考虑收缩余量，以便焊后工件达到所要求的形状、尺寸。 2）反变形法
根据理论计算和实践经验，预先估计结构焊接变形的方向和大小，然后在焊接装配时给予一个方向相反、大小相等的预置变形，以抵消焊后产生的变形。 3）刚性固定法
焊接时将焊件加以刚性固定，焊后待焊件冷却到室温后再去掉刚性固定，可有效防止角变形和波浪变形。此方法会增大焊接应力，只适用于塑性较好的低碳钢结构。 4）选择合理的焊接顺序 尽量使焊缝自由收缩。焊接焊缝较多的结构件时，应先焊错开的短焊缝，再焊直通长焊缝，以防在焊缝交接处产生裂纹。如果焊缝较长，可采用逐步退焊法和跳焊法，使温度分布较均匀，从而减少了焊接应力和变形。 5）锤击焊缝法
在焊缝的冷却过程中，用圆头小锤均匀迅速地锤击焊缝，使金属产生塑性延伸变形，抵消一部分焊接收缩变形，从而减小焊接应力和变形 。 6）加热\减应区\法
焊接前，在焊接部位附近区域(称为减应区)进行加热使之伸长，焊后冷却时，加热区与焊缝一起收缩，可有效减小焊接应力和变形。 7）焊前预热和焊后缓冷
预热的目的是减少焊缝区与焊件其他部分的温差，降低焊缝区的冷却速度，使焊件能较均匀地冷却下来，从而减少焊接应力与变形。
3. 常用的焊接方法有哪些（名称及定义）？埋弧自动焊与手工电弧焊相比有何优点？ 答: 常用的焊接方法有：手工电弧焊、埋弧自动焊、氩弧焊、CO2气体保护焊等。 埋弧自动焊与手工电弧焊相比有如下优点：
① 生产率高： 其生产率比手弧焊提高5～10倍。 ② 焊接质量好；焊缝内气孔、夹渣少，焊缝美观。
③ 成本低：因焊接电流大、熔深大, 小于20mm厚的焊件可不开坡口，可节省更换焊条的时间和焊条头的浪费,未熔化的焊剂可回收使用。
④ 劳动条件好：看不到弧光, 烟雾也少, 劳动强度低。
⑤ 适应性差：只适合平焊直线长焊缝和较大直径的环形焊缝，不能焊小于6mm的钢板。
⑥ 焊前准备工作严格
4．氩弧焊可分为哪几种？有何特点？适合于焊接哪些材料？
答:按使用电极不同，氩弧焊分为不熔化极氩弧焊和熔化极氩弧焊。 氩弧焊的特点
1) 焊接过程无冶金反应，焊接质量好，适用焊非铁金属和各种合金钢； 2) 电弧热量集中，熔池小，热影响区小，故焊后变形小； 3) 电弧稳定，金属飞溅少，焊缝无熔渣、美观；
4) 可全方位焊接，且明弧操作，便于观察、控制和调整； 5) 氩气成本高，氩弧焊设备复杂。 氩弧焊目前主要用于镁、铝、钛及其合金和不锈钢的焊接，有时也用于合金钢材料焊接。
第三部分 机械加工工艺基础
第1章 金属切削加工的基础知识 四、简答题
1、何谓切削运动？
答: 刀具与工件之间的相对运动称为切削运动。它包括主运动和进给运动。 主运动是切下切屑所需的最基本的运动。与进给运动相比，它的速度高、消耗机床功率多。主运动一般只有一个。
进给运动是多余材料不断被投入切削，从而加工出完整表面所需的运动。进给运动可以有一个或几个。主运动和进给运动的适当配合，就可对工件不同的表面进行加工。
2、试述刀具材料应具备的性能。 答: 刀具材料应具备的性能为：
1）高的硬度。刀具材料的硬度必须高于工件材料的硬度。在常温下，刀具材料的硬度一般应在HRC60以上。 2）足够的强度和韧性。以便承受切削力和切削时产生的振动，防止刀具脆性断裂和崩刃。 3）高的耐磨性。即抵抗磨损的能力。一般情况下，刀具材料硬度越高，耐磨性越好。 4）高的耐热性。指刀具材料在高温下仍能保持硬度、强度、韧性和耐磨等性能。
5）良好的工艺性和经济性。为便于刀具本身的制造，刀具材料应具有好的切削性能、磨削性能、焊接性能及热处理性能等，而且要追求高的性能价格比。
3、试述积屑瘤的产生对切削加工的影响。
答: 积屑瘤的存在有利也有弊。积屑瘤的不稳定使切削深度和厚度不断发生变化，影响加工精度，并引起切削力的变化，产生振动、冲击，而且脱落的积屑瘤碎片粘附在已加工表面上，使加工表面粗糙。因此，在精加工过程中，应采取改变切削速度、选用适当的切削液等措施避免积屑瘤的产生。由于积屑瘤的硬度高于刀具，可以代替切削刃进行切削，起到保护刀具的作用，同时积屑瘤的存在，增大了刀具的实际工作前角，使切削过程轻快。因此，粗加工时积屑瘤的存在是有利的。
4、简述合理选用切削用量三要素的基本原则。 答: 选择切削用量的原则是：在保证加工质量，降低成本和提高生产率的前提下，使ap 、f、v的乘积最大，即使基本工艺时间最短。
粗加工时，要尽可能提高金属切除率，同时还要保证规定的刀具耐用度。在机床功率足
够时，应尽可能选取大的背吃刀量，除留下精加工的余量外，最好一次走刀切除全部粗加工的余量。其次，根据工艺系统的刚度，按工艺装备及技术条件选择大的进给量 。最后再根据刀具耐用度的要求，针对不同的刀具材料和工件材料，选择合适的切削速度v，以保证在一定刀具耐用度条件下达到最高生产率。
精加工时，首先应保证零件的加工精度和表面质量，同时还要保证必要的刀具耐用度和生产率。精加工往往采用逐渐减小背吃刀量的方法来逐步提高加工精度。为了既可保证加工质量，又可提高生产率，精加工时常采用专门的精加工刀具并选用较小的背吃刀量和进给量，以及较高的切削速度将工件加工到最终的质量要求。
第3章 零件表面的加工方法 五、简答题 1、加工细长轴时，容易产生腰鼓形（中间大、两头小），试分析产生的原因及应采取的措施。 加工细长轴时，由于工件径向刚性较差，在切削受力的过程中，引起较大的径向变形，使中间部位的切削深度较两端小，从而产生腰鼓形变形。为减小腰鼓形变形，可采用较大的主偏角，减小切削深度，采用中心架、跟刀架等方法。
3、简述钻孔时，产生\引偏\的原因及减小\引偏\的措施。
钻孔时，产生\引偏\是由于横刃较长又有较大负前角，使钻头很难定心；钻头比较细长，且有两条宽而深的容屑槽，使钻头刚性很差；钻头只有两条很窄的螺旋棱带与孔壁接触，导向性也很差；由于横刃的存在，使钻孔时轴向抗力增大。因此，钻头在开始切削时就容易引偏，切入以后易产生弯曲变形，致使钻头偏离原轴线。
钻头的引偏将使加工后的孔出现孔轴线的歪斜、孔经扩大和孔失圆等现象。减小\引偏\的措施包括预钻锥形定心坑；采用钻套为钻头导向；刃磨时，尽量将钻头的两个半锋角和两条主切削刃磨得完全相等。
6、何为顺铣和逆铣?试分析一般采用逆铣而很少采用顺铣的原因。 周铣铣平面又分为逆铣和顺铣两种方法。当铣刀和工件接触部分的旋转方向与工件的进给方向相反时称为逆铣；当铣刀和工件接触部分的旋转方向与工件的进给方向相同时称为顺铣。
顺铣忽大忽小的水平分力FH的方向与工作台的进给方向相同，由于工作台进给丝杠与固定螺母之间一般都存在间隙，当水平分力FH值较小时，丝杠与螺母之间的间隙位于右侧，而当水平分力FH值足够大时，就会将工件连同丝杠一起向右拖动，使丝杠与螺母之间的间隙位于左侧。在这种情况下，水平分力FH的大小变化会使工作台忽左忽右来回窜动，造成切削过程不平稳，严重时会打刀甚至损坏机床。逆铣时，水平分立FH与进给方向相反，因此，工作台进给丝杠与螺母之间在切削过程中始终保持一侧紧密接触，工作台不会窜动，切削过程平稳。铣床工作台的进给丝杆和螺母无消除间隙装置时，一般采用逆铣。
机械制造基础简答复习题
第一部分 工程材料及热处理