一、工程材料基礎知識

（一）工程材料

1、工程材料按其性能可分為結構材料和功能材料。前者通常以力學性能為主，兼有一定的物理、化學、性能。而后者是以特殊物理化學性能為主的功能材料。工程上通常按化學分類法對工程材料進行分類，可分為金屬材料、陶瓷材料、高分子材料、復合材料。

2、組成合金的結構形式有固溶體、金屬化合物、機械混合物三種。剛和鐵的基本組成元素是鐵和碳，統(tǒng)稱為鐵碳合金，其中碳含量大于2.11%為鐵，小于2.11%為鋼。

3、何為碳素鋼、合金鋼和鑄鐵？分別說明其特點？

碳素鋼是指碳含量小于2.11%和含有少量硅、錳、硫、磷等雜質元素所組成的鐵碳合金，簡稱碳鋼；合金鋼是在碳鋼的基礎上加入其它金屬（如硅、錳、鉻、鎳等）元素的鐵碳合金；鑄鐵是含碳量大于2.11%的鐵碳合金。

碳素鋼價格低廉，工藝性好，廣發(fā)應用與機械制造中；合金鋼按加入合金元素的不同，具有不同的性能（高耐磨性、耐蝕性、耐低溫、高磁性等），按用途可分為結構鋼、特殊性能鋼；鑄鐵按其碳的存在形態(tài)可分為灰口鑄鐵和百口鑄鐵。

4、常用的非金屬材料有哪幾類？各有何性能特點？

常用的非金屬材料有種：工程塑料、復合材料、工業(yè)橡膠、工業(yè)陶瓷等。

工程塑料具有密度小、耐腐蝕、耐磨減模型好、良好的絕緣性能以及成型性等優(yōu)點，此外還有強度硬度較低、耐熱性差、易老化和儒變等缺點；

復合材料具有較高的比強度和比模量、較好的疲勞強度、耐蝕、耐熱、耐磨、減震的特點；

工業(yè)陶瓷：高硬度、高耐磨、高彈性模量、高抗壓強度、高熔點、耐高溫、耐腐蝕、脆性大等特點；

合成橡膠:耐熱、耐磨、耐老化；耐寒；耐臭氧

（二）材料處理技術

1、熱處理工藝主要是通過控制加熱、保溫、冷卻，從而改變材料的表面或內部組織結構，最終達到改善工件的工藝性能和使用性能的目的。常用的熱處理方法有：退火、正火、回火、淬火、調質。

2、說明一下熱處理工藝的主要目的：

退火：降低硬度，改善切削加工性能；消除殘余應力，穩(wěn)定尺寸；減少變形與裂紋傾向細化晶粒，調整組織，消除組織缺陷。

回火：消除工件淬火產生的殘余應力，防止變形與開裂，調節(jié)性能獲得工藝所求力學性能和加工性能，穩(wěn)定組織與尺寸，保證精度。

淬火：提高試件的硬度、強度以及耐磨性。

表面淬火：通過快速加熱對表面處理，獲得硬度高耐磨的表面層，內部組織仍保持原來的塑性和韌性。

3、更具下圖給定的鋼的加熱、保溫、冷卻情況，指出他們各自的熱處理工藝。

1）退火

2）正火

3）淬火

4）回火

4、解釋

1）調質處理：淬火加高溫回火結合的熱處理。

2）化學熱處理：把材料放入一定的介質內加熱，介質中的原子擴散到材料表面。

5、一下工件分別采用森么最終熱處理工藝？

重在齒輪（40Cr）：淬火、高溫回火、調質；

彈簧（60Si2Mn）：淬火、中溫回火；

銼刀（T12）：淬火、低溫回火。

6、什么是轉化膜處理？鋼的氧化處理是如何進行的？其主要目的是什么？

轉化膜處理是將工件浸入某些溶液中，在一定條件下使其產生一層致密的氧化膜，提高工件防腐蝕的能力；鋼的氧化處理是：將鋼件在空氣—水蒸氣或化學藥物中加熱到適當溫度，使其表面形成藍色的氧化膜。這種工藝又叫作發(fā)藍處理。主要目的是：提高氧化膜的防腐蝕能力和潤滑性能。

二、材料成型加工

（一）金屬鑄造成形

1、用方塊圖表示鑄造生產過程。

2、型砂的組成原料：原砂、粘結劑、附加物、水。其中常用的附加物有鋸末、煤粉、淀粉。

3、砂型鑄造中，型砂主要應具備透氣性、耐火性、退讓性、強度、可塑性五方面的性能要求。

4、區(qū)分下列名詞術語。

（1）分型面：兩個相鄰鑄型的結合面；

分模面：為了適應分模造型時便于取模而將一個模面分開的切面。

（2）模型：鑄造成形過程中使用的模具

鑄型：一般由上型、下型、型芯、澆注系統(tǒng)等幾部分組成，澆注時容納液態(tài)金屬，冷去后形成鑄件。

5、略

6、

7、右面鑄件在不同生產批量時各應采取什么造型方法？

1）單件、小批采用 手工造型；

2）成批、大量采用 機器造型。

8、

9、寫出鑄件的分類缺陷：

（1）孔眼類缺陷：氣孔、針孔、縮孔、縮松、疏松等；

（2）裂紋類缺陷：熱裂、冷裂、冷隔等；

（3）表面類缺陷：夾砂、結疤、粘砂等。

10、特種鑄造是指：除砂型鑄造外的其他鑄造方法，具體有熔模鑄造、金屬型鑄造、壓力鑄造、離心鑄造等鑄造方法。

（二）金屬塑性成形

1、金屬塑性成形方法是指：金屬材料通過壓力加工，使其產生塑性變形，從而獲得所需工件的尺寸，形狀及性能的一種工藝方法。

常用的金屬塑性成形方法有鑄造成形、沖壓成形、擠壓成形、拉拔成形、軋段成形。

2、鑄造時將金屬加熱的目的是降低金屬強度，使其變形抗力降低、提高可鍛性。鍛造時，金屬材料允許的最高加熱溫度稱為始鍛溫度，加熱溫度過高會產生過熱和過燒現象。45鋼的始鍛溫度為1200度，終鍛溫度為800度。

3、鍛造的基本工序是指通過改變材料內部組織可塑性的工序。自由鍛的基本工序有：鐓粗、拔長、彎曲、扭轉、切割、錯移。

4、什么是模型鍛造？模型鍛造與自由鍛造相比有哪些特點？

模型鍛造是指：利用模具使坯料在模膛內產生塑性變形，從而獲得鍛件的方法；與自由鍛相比，它的優(yōu)點是：①鍛件形狀復雜、尺寸精確、表面光滑②加工余量小，節(jié)約材料和工時③鍛件流線分布符合外形結構、力學性能高④生產效率高；缺點是：①模具費用高，生產周期長②鍛件重量不宜過大，一般小于150Kg.

5、試述板料沖壓的工藝特點。其基本工序有哪些？

板料沖壓具有以下特點：①沖壓件質量輕、強度較高、剛性好，尺寸精度和表面粗糙度高等優(yōu)點②操作簡單，工藝過程以實現機械化和自動化，生產率高，材料消耗少，產品成本低③沖模結構復雜，精度要求高，制造費用高，只適于大批量生產。其基本工序有：①分離工序②變形工序（包括彎曲、拉深變形和翻邊等）。

6、略

7、標出圖示空氣錘各部分的名稱，并簡述工作原理。

①下砥鐵 ②上砥鐵 ③錘桿 ④工作活塞⑤工作缸 ⑥上旋閥 ⑦壓縮缸 ⑧壓縮活塞 ⑨下旋閥 ⑩減速機構 ⑾電動機

工作原理：空氣錘有壓縮氣缸和工作氣缸，電動機通過減速機構和曲柄連桿機構帶動壓縮氣缸里的壓縮活塞上下運動，產生壓縮空氣。

8、

9、鍛坯在加熱過程中易產生的缺陷是：塑性越來越差，變形抗力越來越大。鍛件常用的冷卻方式有：空冷、抗冷、爐冷三種，冷卻速度過快會使鍛件產生表面應力，發(fā)生斷裂等缺陷。

10、何謂粉末鍛造與液態(tài)鍛造？各有什么特點？

粉末鍛造通常是指：將粉末燒結的預成形坯加熱后，在閉式模中鍛造成零件的成型工藝。它是將傳統(tǒng)粉末冶金和精密鍛造結合起來的新工藝，并兼有二者優(yōu)點。具有成形精確，材料利用率高，鍛造能量消耗少等特點；液態(tài)模鍛是指將一定量的液態(tài)金屬注入金屬模膛，隨后在壓力作用下，是處于熔融或半熔融狀態(tài)的金屬液發(fā)生流動并凝固成形，同時伴有少量塑性變形，從而獲得毛坯或零件的方法。特點有:①變形過程中液態(tài)金屬始終承受等靜壓力。在壓力下完成結晶凝固②已凝固的金屬發(fā)生塑性變形保證其尺寸精度③凝固過程中液態(tài)金屬能得到強制補縮，比鑄件組織致密④成形能力高于固態(tài)金屬熱模鍛，可成形形狀復雜。

（三）金屬焊接成形

1、標出手工電弧焊工作示意圖各部分名稱。

①初級電源（電源開關）

②電焊機（交流）

③極性線

④焊鉗

⑤焊條

⑥焊接工件

⑦焊縫

2、電焊機是手工點焊機的主要設備，也是焊接電弧的電源設備，可分為交流、直流兩大類。初級電壓是380V，空載電壓是80V。

3、焊條的直徑是指焊芯直徑，一般直徑為2.5mm和3.2mm的焊條，其焊接大概應分別為75—125和96—160的范圍選擇，同時還要根據工藝要求、材料性質、操作位置等來確定適合的焊接電流。根據焊條藥皮組成物不同，焊條可分為酸性焊條、堿性焊條兩大類，其中采用堿性焊條焊接，其焊縫機械性能較好。

4、手弧焊引弧方式一般有碰擊和摩擦兩種，焊條接觸工件時電弧電壓為0，引弧后電壓隨弧長的增長而增高。

5、焊接接頭最基本的接頭形式有：對、塔、角、丁宇幾種，常用坡口形狀有：I、V、U、X、K幾種，根據焊縫所處位置，焊接常分為平、橫、立、仰。

6、說明氣焊工作示意圖中各部分名稱和功用。

1）氧氣瓶，儲存氧氣；

2）減壓閥，調節(jié)工作壓力；

3）乙炔發(fā)生器，發(fā)生儲存乙炔氣；

4）回火防止器，防止回火安全裝置；

5）焊炬，焊接專用工具；

6）焊絲，填充材料。

7、何為直接焊接的正接法與反接法？焊接較薄工件時常采用哪一種？為什么？

工件接正極，焊條接負極為正接法，反之為反接法；焊接較薄工件時，常采用反接法，為防止燒穿工件。

8、氣焊的氧乙炔焰有哪幾種，各有什么特點？

①碳化焰：氧乙混合比例小于1，乙炔偏多，乙炔燃燒不充分，易滲碳。溫度2700度—2900度，適于含碳量偏高的金屬焊接。

②中性焰：氧乙混合比例1—1.2，燃燒所產生CO2和CO對熔池有保護作用。溫度3000度—3200度，廣泛應用于中低碳鋼的焊接

③氧化焰：氧乙混合比例大于1.2，氧氣偏多，具有氧化作用。溫度3100度—3300度，較少使用，僅用于黃銅青銅的焊接。

9、除手弧焊和氣焊外，其他焊接方法有：埋弧、氬弧、電阻等離子、CO2氣體保護焊等。其中只適宜水平位置焊接的是埋弧焊；氬弧焊是一種氣體保護焊，氬氣的作用是不與任何物質和溫度發(fā)生反應，起隔絕空氣，保護焊縫作用。

10、電阻焊是利用電流直接通過連接工件產生的電阻熱使工件加熱到塑性或局部融化狀態(tài)在壓力下完成的一種焊接方法。電阻焊分為：電焊、縫焊、對焊的三種。

（四）非金屬材料成形

1、橡膠制品一般進行的工藝流程是:生膠塑煉、橡膠混煉、模壓成型、硫化處理。

2、簡述塑料制品的生產過程。其成形加工的主要方法有那些？

塑料制品的生產過程主要是：成形加工、機械加工、修飾和裝配。其中，成形加工是最重要的過程；成形加工的主要方法有：注射成形、擠出成形、壓縮成形和吹塑成形。

三、金屬切削加工

（一）切削加工的基本常識

1、切削運動是指刀具與工件之間的相對運動，可分為主運動與進給運動。

2、切削用量三要素是指切削速度、進給量、切削深度。其中進給量是指單位時間內，刀具與工件之間沿進給方向相對稱移動的距離。對于不同加工方法進給量的單位有mm/r、mm/min、mm/str等方式。

3、之處下圖外圓車刀各部分的名稱及其角度。

前刀面

副切削刃

主切削刃

刀尖

副后刀面

主后刀面

4、刀具切削部分的材料應該具備的性能是：高硬度和摩擦性、足夠的強度和韌性、高耐熱性、良好的工藝性能。常用的切削刀具的材料有 碳素工具鋼、合金工具鋼、高速鋼、硬質合金、陶瓷、人造金剛石等。

5、常用的量具有：游標卡尺、百分尺、萬能角度尺、量規(guī)、刀口尺、薄厚尺、角尺等。游標卡尺克直接測量工件的外徑、內徑、寬度、長度、深度尺寸等，其讀數準確度有0.1mm、0.05mm、0.02mm三種。

6、試合理選擇適合下列零件表面尺寸的量具：

1）鍛件外圓φ100 游標卡尺

2）鑄件上鑄出的孔φ80 游標卡尺

3）車削后的軸外圓φ50+/-0.2 游標卡尺

4）磨削后軸外圓φ30+/-0.03 百分尺

7、

（二）普通車削加工

2、按下面圖示標號填寫車床各部分名稱及功用

1）主軸箱，固定在床身左端，安裝有一根空心主軸及部分變速齒輪

2）進給箱，內裝作進給運動的變速傳動機構

3）刀架，夾持車刀

4）小溜板，承載刀架縱向移動

5）轉盤，安裝和卸下車刀時轉動

6）橫溜板，承載刀架橫向移動

7）尾架：裝置在床身導軌上，可言導軌移動并鎖緊

8）溜板箱，連接拖板和刀架，是車床進給運動的操作箱帶動車刀做直線進給運動

9）光桿，聯接進給箱和溜板箱的傳動桿，自動進給時，用于傳動

10）絲桿，用于車削螺紋時的傳動

3、車削運動決定了車床主要用于加工各種回轉體表面，其精度可達IT11~IT6，表面粗糙度Ra可達到12.5~0.8μm

4、在普通車床上可以完成的工作有車端面、車外圓、車外圓錐面、切槽、切斷、鏜孔、切內槽、鉆孔、鉸孔、車外螺紋、內螺紋、攻絲、滾花、車成形面。

5、車削錐面的方法有：

1）寬刀法2）轉動小拖板法

3）偏移尾架法 4）靠模法

（三）刨削、銑削和磨削加工

1、刨削加工是在刨床上用刨刀對工件進行加工的一種方法。刨削主要用于加工水品面、垂直面、斜面、矩形面、T形槽、V形槽、燕尾槽和成型面。刨削加工的尺寸公差等級可為IT9~IT7，表面粗糙度Ra可達6.3~1.6μm

2、常用的刨削設備有：牛頭刨床、龍門刨床、插床、和拉床，最常見的是牛頭刨床。請指出圖標示的牛頭刨床。

1）底座 2）床身 3）變速手柄 4）滑枕 5）刀架 6）工作臺 7）橫梁 8）進給機構

4、刨床實習中刨水平面的工藝步驟：

1）裝夾工件 2）裝夾刨刀 3）調整工作臺位置 4）調整滑枕行程長度及位置 5）調整滑枕的往復次數及進給量 6）開車，先手動試切，停車測量尺寸，調整切削深度，開車

5、刨床安裝工件的形式1）虎鉗安裝 2）工作臺安裝。小型工件直接用虎鉗夾緊，較大工件可直接安裝在工作臺上。

6、臥式銑床各部名稱

1）床身 2）橫梁 3）主軸 4）銑刀刀桿 5）支架

6）工作臺 7）橫溜板 8）升降臺

7、臥式萬能銑床的主運動是：主軸的旋轉，進給運動是工作臺的移動。銑削加工尺寸精度可達IT9~IT7，Ra可達6.3~1.6μm

8、臥式萬能銑床的使用刀具是圓柱銑刀，在立式銑床上銑平面相比，其切削厚度變化較小，同時參與切削的刀齒較多，切削較平穩(wěn)；端銑刀的主切削刃擔負著主要的切削，而副切削具有修光作用，表面加工質量較好。

9、銑削加工主要用于加工臺階面、斜面、鍵槽、曲面、成形面、直槽、T形槽、燕尾槽、螺旋槽等。

10、銑床的主要附件有：分度頭、壓板、平口鉗、回轉工作臺。使用分度頭時，計算公式為：n=40*1/Z，若要銑削一個五等分頭，分度手柄應在孔數為25的孔圈上搖過8圈。

后面直接就是答案，多話不講》》》

11、成型法（仿成法）； 銑床 ；展成法（范成法）；專用的齒輪加工； 滾刀；直齒輪；斜齒圓柱齒輪；蝸輪；鏈輪；

12、利用砂輪作為切削工具，對工件表面；IT7~IT5；0.8~0.2μm；砂輪高速旋轉；

13、萬能外圓磨床；普通外圓磨床；內圓磨床；平面磨床；無心磨床；齒輪磨床；螺紋磨床；；外圓；內孔；平面；溝槽成形面。

14、床身；砂輪架；頭架；尾架；工作臺；內圓磨頭。

（四）鉗工

1、鉗工工作臺；臺虎鉗；砂輪機；分度頭；鉆床；；；；銼刀；劃針；劃歸；刮刀；千斤頂；平臺；；；；卷尺、鋼板尺、游標卡尺、千分尺、百分表、萬能角度尺。

2、鉗工的基本操作有：劃線、銼削、斬削、鋸削、鉆孔、攻螺紋、刮削、研磨、裝配。

3、鉗工根據圖紙要求在毛坯或半成品工件表面上劃下加工界線；基準工具、支承工具、劃線工具；；劃線平板、劃線平臺；；方籍、千斤頂、V形鐵；；劃針、劃卡、劃針盤、劃規(guī)、樣沖、直角尺。

4.用銼刀對工件表面進行切削加工；；平面、型孔、曲面、溝槽、各種形狀復雜；；；順銼法、交叉銼法、推銼法。

5、粗齒、中齒、細齒。a粗齒鋸條，b中齒鋸條，c細齒鋸條

6、平銼、半圓銼、方銼、三角銼、圓銼；；粗齒銼刀、中齒銼刀、細齒銼刀、最細齒銼刀。

7、鉆底孔所用鉆頭直徑；；底孔直徑：Do=螺紋大徑D-螺距P。

8、略

四、現代制造技術

（一）

1、計算機輔助設計；制圖速度快，圖樣格式統(tǒng)一、質量高，修改設計快，設計計算快，設計時可預計產品的性能。

計算機輔助工程分析：在零件或整機的數字化特征建模完成之后，運用有限元及邊界元素等數值分析方法，對零件或整體及未來工作狀態(tài)進行各種分析，模擬計算機輔助分析方法。

計算機輔助制造：利用計算機系統(tǒng)通過計算機系統(tǒng)與生產設備直接的或間接的聯系進行規(guī)劃、設計、管理和控制產品的生產制造過程。

3、自主性、交互性、沉浸感。

（二）數控加工技術

1、符合右手法則；Z軸方向與主軸方向一致；刀具遠離工件的方向為坐標軸正向。

2、控制介質、數控裝置、伺服系統(tǒng)，，測量；；

3、加裝了刀庫，能自動換刀。

4、（1）分析零件圖，確定工藝過程分析零件圖紙，確定是以加工的機床（2）數值計算 （3）編寫加工程序單 （4）程序輸入 （5）校對檢查程序 （6）首件加工

5、脈沖編碼器、伺服電動機。

6、脈沖編碼器，，主軸電動機的旋轉，，刀架的切削進給。

10．數控銑床各部分名稱

1）底座 2）強電柜

3）變壓器箱4）垂直升降進給伺服電動機

5）按鈕版6）床身

7）數控柜8）保護開關

9）擋鐵10）操作臺

11）保護開關12）橫向溜板

13）縱向進給伺服電動機

14）橫向進給伺服電動機

15）升降臺16）縱向工作臺

11、數控車床、數控銑床；數車加工軸類或盤類的回轉體零件；數銑，對工件鉆孔、擴孔、鉸孔、鏜孔、攻螺紋、銑削等多工步的加工。

12、

1%

G90G5450X0Y0S1000M03

Z5

G1Z-2F200

G41Y20D1(D1=4)

X80

Y40

X60

Y80R2

X40R2

Y40

X20

Y15

G0Z5

G40X0Y0

M03

（三）特種加工

1、電火花加工、電火花切割加工、電解加工、超聲加工、激光加工、電子束加工。

2、調整加工參數、加工前的準備、加工零件。

3、電極絲；工件；程序；穿孔點；進刀；觀察。

4、校驗；校驗；畫圖校驗、模擬運行。

5、絕緣、冷卻、壓縮放電通道、清楚放電物。

6、

1）放電形式必須是瞬時脈沖性放電

2）必須在絕緣的液體介質中進行

3）必須有足夠的脈沖放電強度

4）電極間應保持微小的放電間隙

7、

1）電力過程

2）火花放電過程

3）消電離過程

8、

共同點：二者的加工電壓、電流波形基本相似；加工原理、生產率、表面粗糙度等工藝以及材料的可加工性也都基本相似，可加工硬質合金等一切導電材料。

相對于電火花加工，線切割加工有以下不同點：

1） 加工電極工具是直徑較小的細絲，加工工藝參數范圍小，工件常接電源正極

2） 采用水或水基工作液，不會引燃起火，易實現安全無人運轉。

3） 一般沒有穩(wěn)定的電弧放電狀態(tài)。

4） 電極與工件之間存在“輸送接觸”式輕壓放電現象

5） 省掉了成形的工具電極，大大降低成本，縮短生產準備時間和周期

6） 由于電極絲較細，可加工微細異型孔、窄縫及復雜形狀的工作

7） 電極絲對加工精度的影響較小

9、

1）鉬絲 2）工件 3）脈沖電源 4）絕緣地板 5）導輪 6）絲架 7）儲絲筒。

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