作业
机械制造基础作业（ 1）
1.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？
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。
强度、塑性、冲击韧性、疲劳强度。
2,（ 1） 碳溶入 ?— Fe中所形成的固溶体 是铁素体，其
符号为 F，性能特点是 强度低，塑性高 。
（ 2） 碳溶入 γ— Fe中所形成的固溶体 是奥氏体，其
符号为 A，性能特点是 强度低，塑性高 。
（ 3）渗碳体是 Fe 与 C 形成的 金属化合物,其分
子式为 Fe3C，性能特点是 硬度高，脆性大 。
钢号 类 别 适用零
件举例质量 含碳量 成分 用途
普 优 高优 低 中 高 碳素 合金 结构 工具
Q235 冲压件
45 轴类
60Si2Mn 弹簧
T8 锉刀
T13A 钻头
W18Cr4V 铣刀
15 冲压件
2,将下表中所列达到钢种归类
2,合金的结构有（ 1） 固溶体,（ 2） 金属化合物,
（ 3） 机械混合物 三种；其中 固溶体 具有良好的塑性，
金属化合物 具有高的硬度和脆性。
3,铸造合金从冷却、凝固至室温，起收缩要经历 液态
收缩、凝固收缩 和 固态收缩 三个阶段，其中 固态收缩
是产生应力和裂纹的根本原因,液态收缩和凝固收缩
是产生缩孔和缩松的主要原因。
4．影响铸铁组织和性能的因素是什么？现有三根直径分别为
?10mm,?30mm,?60mm的灰口铸铁试棒，测得它们的
抗拉强度均为 200Mpa，问这三根试棒的成分是否相同？牌
号是否相同？为什么？
1)化学成分和冷却速度。
2） 牌号相同，成分不同。因为其强度相同。
3） 因为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。试棒的直径不同 — 冷却速度不同，要获得同一
强度，必须调整其化学成分。
5．有一测试铸造应力用的应力框铸件，如图 1-1所示，凝
固冷却后，用钢锯沿 A-A线锯断，此时断口间隙的大小会
发生什么变化？为什么？
1）变大。
2） 因为凝固冷却后，铸件 ф30
的粗杆处于拉应力状态，铸件
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，所以断口间隙
会变大。
6,灰口铸铁的组织和性能决定于什么因素？为什么在
灰口铸铁中，碳硅含量越高，则其强度越低？
1）灰口铸铁的组织和性能决定于 化学成分和冷却速度 。
2）因为碳、硅含量越高，铸铁中的石墨片就越粗大，
石墨数量也越多，对基体的破坏就越严重。同时基体
中铁素体的量增加，珠光体的量减少。所以铸铁的强
度越低。
7．用成分相当于牌号 HT200的铁水浇注成如图 1-2所示的
铸件，该铸件最厚截面为 60mm，最薄截面为 15mm，试
问最厚和最薄截面上的组织是否相同？为什么？
1） 不同 。
2） 因为铸件壁厚不同，即其冷却速度不
同。厚壁处铸件的冷却速度慢，铸铁中的
石墨片就粗大，石墨数量也越多，对基体
的破坏就越严重。同时基体中铁素体的量
增加，珠光体的量减少。薄壁处铸件的冷
却速度快，铸铁中石墨片细小，石墨数量
较少。同时基体中铁素体的量减少，珠光
体的量增多。
8,某些铸件如图 1-3所示，请回答下列问题：
（ 1）选择分型面并用符号,”表示；
（ 2）确定浇注位置并用符号,上、下,表示；
（ 3）对铸件结构不合理的地方作出修改。
9,图 1-4所示为铸铁底座，在保证 ?50的孔和 H不变的前提下，请回答：
（ 1）修改结构不合理之处；（ 2）在图上标出最佳分型面和浇注位置。
φ 5 0
5 0 0
4 6 0
3 9 0
2 0
1
5
1 5
5
5
1
2
0
φ 8 5
10．确定如图 1-5 所示铸件的铸造工艺方案。要求如下：
（ 1）在单件、小批生产条件下，分析最佳工艺方案；
（ 2）按所选最佳工艺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）
其余
上
下
材料,HT150
收缩率,1%
11．确定如图 1-6 所示铸件的铸造工艺方案。要求如下：
（ 1）在单件、小批生产条件下，分析并确定最佳工艺方案；
（ 2）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）
上
下
收缩率,1%
上
下
上
下
12,图 2-1所示铸件在单件、小批量生产中，应采用哪种造
型方法？在原图上用符号标出最佳的分型面与浇注位置。
①②
③
④
下
上
铸造收缩率,1%
13,生产如图 2-3所示铸件，材料为 HT150，试回答下列问题 （ 1）标
出图示零件几种不同的分型方案；（ 2）在你认为最佳的分型方案上做
铸造工艺图。
12．铸件结构工艺性：
判断下列铸件的结构工艺性，若不合理，请在原图上进行修改。
1,纯铅（ T熔, 327℃ ）的再结晶温度为 -33℃, 它在常温
下的变形为 热 变形。而钨（ T熔,3380℃ ）在 1000℃
的变形为 冷 变形，这是因为 T再 = 1188℃ >1000℃ 。
T再 = 0.4T熔 = 0.4（ 327+273） = 240（ K）
T再 = 240 – 273 = -33（ ℃ ）
T再 = 0.4T熔 = 0.4（ 3380+273） = 1461（ K）
T再 = 1461– 273 = 1188（ ℃ ）
机械制造基础作业（ 2）
2,压力加工的基本生产方式有 轧制、挤压、拉拔、自由锻、
模锻、板料冲压,对于大型重要件，例如大型发电机中转
子的毛坯应采用 自由锻 方法来生产。
3,图 3-1所示垫圈拟采用简单冲裁模生产，其冲压
工序为（ 1） 落料,（ 2） 冲孔,若模具的单面间隙
为 0.05mm，则（ 1）的凸模尺寸为 ?49.9mm、凹
模尺寸为 ?50mm，（ 2）的 凸模尺寸为 ?15mm、
凹模尺寸为 ?15.1mm。
4,图 3-3所示为一钢制拖钩，可以用下
列方法制造：铸造、锻造、板料切割，
其中以 锻造 方法制得的拖钩拖重能力最
大。这是因为 （ 1） 细化晶粒、改善组
织，提高力学性能；（ 2）压合铸造缺
陷；（ 3）使纤维组织不被切断，并沿
制件外形合理分布。
① 拔长； ② 切肩、拔长；
③ 切肩、拔长。
5．对图 2-3和图 2-4定性绘出锻件图,并选择 自由锻基本
工序 （零件全部机械加工）。
（ 1）阶梯轴（图 2-3）。坯料尺寸,ф150× 220 ；
材料,45钢 ；生产批量,10件。
（ 2）套筒（图 2-4）。坯料尺寸,ф150× 170 ；材
料,45钢 ；生产批量,20件。
① 镦粗； ② 冲孔； ③ 切肩；
④ 芯轴拔长。
① 拔长； ② 局部镦粗；
③ 冲孔。
① 拔长； ② 局部镦粗；
③ 冲孔。
① 镦粗； ② 冲孔； ③
切肩； ④ 芯轴拔长。
（ 3）压盖
6．图 2-5所示零件大批量生产时，应选择哪种锻造方法
较为合理？请定性绘出锻件图，并选择锻造基本工序。
其余
工序,1)镦粗,2）预锻,3）终锻、
4）切边,5）冲孔,6）修整。
7．下列自由锻件、模锻件及冲压件的结构工艺性是否
合理，若不合理，请修正。
① 设计模锻斜度；
② 设计模锻斜度；
③ 模锻件壁不能太薄；
④ 最小截面与最大截
面之比应大于 0.5。
1,按照焊接过程的特点，可把焊接方法分为 熔化焊、
压力焊 和 钎焊 三大类。手工电弧焊属于 熔化焊,而点焊
属于 压力焊 。
2,手工电弧焊的焊条由（ 1） 焊条芯 和（ 2） 药皮 两部分组
成；（ 1）的作用是 ① 导电,② 填充 ；（ 2）的作用是 ① 机
械保护作用,② 冶金处理作用,③ 稳定电弧的作用 。
机械制造基础作业（ 3）
3．焊接接头由（ 1） 焊缝 和（ 2） 焊接热影响区 组成，
（ 2）又可分为 熔合区, 过热区, 正火区 和 部分相
变区 等四个区域，其中对焊接接头性能影响最大的区域
是 熔合区 和 过热区 。
4,电弧焊的冶金过程特点是 （ 1）熔池温度高于一般
冶金温度，（ 2）熔池冷却速度快、液态停留时间短，
（ 3）空气对焊缝的影响严重。
5,生产中常见的焊接变形形式有,收缩变形、角变形、弯
曲变形、扭曲变形、波浪形变形 等五种。减小和预防焊接变
形的工艺方法有,加裕量法、反变形法、刚性固定法、选择
合理的焊接次序 等。矫正焊接变形的方法有,机械矫正法 和
火焰矫正法 。
6,填表比较下例不同的焊接方法
焊接方法 热 源 保护方式 焊接材料 可焊焊位
手工电弧
焊
电弧热 药皮
（气、渣）
电焊条 全
埋弧自动
焊
电弧热 焊剂
（气、渣）
焊丝、焊剂 平
氩弧焊 电弧热 氩气 焊丝、氩气 全
电渣焊 电阻热 液态渣池 焊丝、焊剂 立
电阻焊 电阻热 无 无 全
钎 焊 外加热源 溶剂 钎料、溶剂 全
4,在焊接丁字形截面梁时（如图 4-1），由于焊缝位置分布
不对称，因此焊后易产生弯曲变形，请在原图上用画出弯曲
后的焊件轮廓（即焊件的弯曲方向），现拟采用火焰加热法
矫正该变形，在原图上标出加热部位。
1
2
3
5,现有厚 4mm、长 1200mm、宽 800mm的钢板 3块，需
拼焊成一长 1800mm、宽 1600mm的矩形钢板，问如图所
示的拼焊方法是否合理？为什么？若须改变，怎样改变？为
减小焊接应力与变形，其合理的焊接次序应如何安排？
6．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。
机械制造基础作业（ 4）
1,切削用量三要素是 V,f,ap 。车外圆时，已知工件
转速 n=320r/min，车刀移动速度 vf=64mm/min，
其它条件如图 4-1所示，试求切削速度 v、进给量 f、切
削深度 ap。
V=
2,绘图表注下列刀具的几何角度（ γ0, α0, Kr, Kr’）
1）外圆车刀（ γ0 =100, α0 =80, Kr =600, Kr’=100）
2）端面车刀（ γ0 =150, α0 =100, Kr =450, Kr’ =300）
3）内圆车刀（ γ0 =100, α0 =80, Kr =600, Kr’ =100）
1）车外圆
d w d m
n
f
切削平面
主剖面
?0?0
kr
Kr’
f
切削平面
主剖面
?0?0
kr
Kr’
d w
n
(2) 端面车刀
f
?0?
0
kr
Kr’
n
(3) 内圆车刀
3,工件的基准包括（ 1） 设计 基准和（ 2） 工艺 基准，
其中（ 1）为 在零件图上 所使用的基准，（ 2）为 在零件
的制造、装配和测量过程中 所使用的基准。
4,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
运动或往复直线运动）
加工方法 主运动 进给运动
执行者 运动方式 执行者 运动方式
车外圆面 工件 旋转 刀具 直线运动
铣平面 刀具 旋转 工件 直线运动
龙门刨刨平面 工件 往复直线运动 刀具 间歇直线运动
钻孔（钻床） 刀具 旋转 刀具 直线运动
卧式镗床镗孔 刀具 旋转 工件 直线运动
0, 8
φ
50
φ
35
+
0.
02
7
0
淬火 钻孔 — 粗镗 — 半精镗 — 磨削；
不淬火 钻孔 — 扩孔 — 粗绞 — 精绞；
钻孔 — 粗镗 — 半精镗 — 精镗 — 精细镗。
5,选择图 5-2所示零件内孔的加工方法（材料,45）
6,图 4-3所示为心轴体零件，数量 28 件，毛坯为锻件，
请选择加工方案。
表面 加工方案
A M24 钻孔 — 镗内孔 — 车螺纹（攻丝）
B 7,24锥面 粗车外圆 — 半精车外圆 — 车锥面
C ?48h6 粗车 — 半精车 — 粗磨 — 精磨
D 直角槽 插
7,图 4-4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 粗铣 — 精铣
B ?20h7 粗车 — 半精车 — 粗磨 — 精磨
C 凸台 铣
D 通槽 铣
E M6螺纹 钻孔 — 攻丝
材料 表面粗
糙度
加工方法及加工顺序
45 粗车 — 半精车
45 粗车 — 半精车 — 精车
45 粗车 — 半精车 — 磨
黄铜 粗车 — 半精车 — 精车 — 精细车
45 粗车 — 半精车 — 粗磨 — 精磨 — 研磨
1,按零件要求，选择加工方法及加工顺序。
机械制造基础作业（ 4）
2．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。
4-M6
4-M5
4-M6
4-M6
3．如图 5-3图示为一小轴零件，中小批生产，试填
表制定其机械加工工艺过程。
材料,45
淬火回火：
HRC40~45
单件、小批量生产
序
号
工序
名称
工序内容 设备
1 车 车端面、打中心孔；车另一端面、打中心孔。 车床
2 车 粗车 — 半精车方头外圆、倒角；粗车 — 半精
车 ?16外圆,倒角、切槽。
车床
3 铣 铣方头。 铣床
4 钻 钻 ?6小孔。 钻床
5 热 淬火回火至 HRC40~45。
6 修研中心孔。
7 磨 磨 ?16外圆。 磨床
4．如图 5-4图示为一法兰盘零件，毛坯为铸件，中小
批生产，试填表制定其机械加工工艺过程。
序
号
工序
名称
工序内容 设备
1 车 粗车 — 半精车 端面,粗车 — 半精车 ?285外圆、
粗车 — 半精车 ?85内圆；掉头粗车 — 半精车
端面,倒角。
车床
4 钻 锪 4- ?19,钻 4-?13小孔。 钻床
5．如图 5-5图示为一支架零件，毛坯为铸件，中小
批生产，试填表制定其机械加工工艺过程。
其余
序
号
工序
名称
工序内容 设备
1 铣 粗铣 — 半精铣底面、铣凸台。 铣床
2 镗 粗铣 — 半精铣端面、倒角；
粗镗 — 半精镗 — 精镗 ?30孔。
镗床
3 钻 钻 2-?8小孔。 钻床
26
72 34 41
48 41
2822
26
5054
60
65104
80
65
20
?120
?240
n=1440r/min
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
电动机 ?120?240Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
Ⅴ26
72
34
48
41
41
22
60
28
54
50
65
50
65
50
65
65
65
26
104
20
80
×
×
n最大 = 120240 2672× ××× 4141 5065 1440 = 200（ r/min）
××n最小 = 120240 2672× × 2260 5065 26104× 2080 × 1440 = 5（ r/min）
3.2全部
