过程装备制造填空与简答复习题及答案

过程装备制造填空与简答复习题及答案

一、填空题

1.根据GB150—1998《钢制压力容器》对压力容器主要受压部分的焊接接头分为A、B、C、D四类。P66

2.焊接接头的基本形式有对接接头、T形(十字形)接头、角接头和搭接接头。P67

3.从焊接接头的受力状态、接头的焊接工艺性能等多方面比较，对接接头是比较理想的焊接接头形式。压力容器主要受压零部件、承压壳体

的主焊缝应采用全焊透的对接接头。P68

4.焊接接头的组织形成及其性能是由焊缝区和热影响区所决定的，焊接接头较薄弱的部位在热影响区，而热影响区中的过热区又是焊接接头

中最薄弱的区域。P72、75

5.焊接坡口的基本形式有I型、V型、Y型、x型、U型等，设计或选择不同形式坡口的主要目的是保证焊接接头全焊透。P79

6.在过程装备制造过程中，常用的焊接方法主要有手工电弧焊、埋弧自动焊、气体保护电弧焊、电渣焊、堆焊、窄间隙焊等。P79

7.目前国内手工电弧焊设备有三大类：弧焊变压器（交流电焊机）、弧焊发电机（直流电焊机）和弧焊整流器（直流电源）。P79

8.焊条由焊芯和药皮两部分组成，焊芯的化学成分将直接影响焊缝质量。

9.焊丝按形状结构分类有实芯焊丝、药芯焊丝和活性焊丝，其中，用于埋弧焊的实芯焊丝应用最广泛。P98

10.电渣焊的焊接过程可分为三个阶段：引弧造渣阶段、正常焊接阶段和引出阶段。其最主要的特点是适合焊接厚件。P119

11.适用于厚壁压力容器常用焊接方法有电渣焊、埋弧自动焊、窄间隙焊。P123

12.金属材料的焊接性可分为工艺焊接性和使用焊接性。P124

13.碳钢按含碳量可分为低碳钢、中碳钢、高碳钢，其中低碳钢是最容易焊接的钢种、可以采用常用的所有焊接方法焊接，高碳钢的焊接性最

差。P133

14.16Mn是焊接结构中常用的低合金钢，16MnR是压力容器用钢，16Mng是锅炉用钢。P135

15.0Cr18Ni9Ti属于奥氏体不锈钢，此类钢在实际焊接中最容易出现的问题是晶间腐蚀和热裂纹。P143

16.焊后热处理的目的是松弛焊接残余应力、稳定结构形状和尺寸、改善母材、焊接接头和结构件的性能。P149

17.焊后热处理方法有炉内整体热处理、炉内分段加热处理、炉外加热处理。P151

18.钢材的预处理是指对钢板、管子和型钢等材料的净化处理、矫形和涂保护底漆。P155

19.现代专业化的生产中材料净化处理的方法有喷砂法、抛九法和化学清洗法。P156

20.常用设备净化处理方法有机械清洗和化学清洗。P159

21.钢材的矫正方法有机械矫正和火焰矫正。P161

22.机械矫正主要用冷矫，当变形较大、设备能力不足时，可用热矫。P161

23.划线工序通常包括对零件的展开计算、放样和打标记。P164

24.确定零件展开尺寸的实质是求实长，常用方法有作图法、计算法、试验法、综合法。P164

25.工程上把零件展开图画在板料上的过程称为放样，此过程中主要注意两个方面的问题：全面考虑各道工序的加工余量；考虑划线的技术要

求。P167

26.过程设备划线中考虑的加工余量包括筒节卷制伸长量、边缘加工余量、焊缝变形量等。

P167

27.焊缝设计中应尽量从整体和局部全面考虑减少焊缝数量、缩短焊缝长度，开将焊缝设计在较合理的位置上。P170

28.封头由成形的瓣片和顶圆板拼制成时，焊缝方向只允许是径向和环向的。

29.最短筒节长度不应小于300mm。相邻简体纵向焊缝应互相错开，且两焊缝中心间的弧长不得小于100mm。P171

30.在装备制造过程中受压壳体的成形加工主要有筒节弯卷、封头的冲压、旋压加工、管材的弯曲等。P173

31.筒节的弯卷成形是用钢板在卷板机上弯卷而成形的实际生产中筒节的弯卷基本上可分为冷卷和热卷。P173

32.冷卷成形通常是指在室温下的弯卷成形；热卷成形是在再结晶温度以上的弯卷成形。P173、174

33.封头的成形方法主要有冲压成形、旋压成形和爆炸成形。P183

34.封头的冲压成形，对于常温下塑性较好的材料，可采用冷冲压；对于热塑性较好的材料，可以采用热冲压。P183

35.折皱是冲压封头中常见的缺陷，采用压边圈可以用来防止折皱的产生。P187

36.薄壁封头的冲压成形方法有多次冲压成形法、有间隙压边法、带坎拉深法和反拉深法。P191

37.封头的旋压成形根据模具使用情况可分为有模旋压法、无模旋压法和冲旋联合法。P196

38.弯管时管子弯曲变形率的主要方式是控制管子的弯曲半径。P201

39.弯管时，若管子材质为低碳钢、低合金钢，可以冷弯或热弯；管于材质为高合金钢应选择热弯。P203

40.钢制管壳式换热器管子与管板的连接方式有胀接、焊接和胀焊连接。P217

41.常见的多层结构高压容器有热套式、扁平钢带倾角错绕式、层板包扎式。P219

42.生产中常把机械加工工艺过程分为若干工序，而工序又可分为工位、工步和走刀等。P224

43.生产类型是企业生产专业化程度的分类。它一般分为单件生产、大量生产和成批生产三种类型。P226

44.机械制造中的常用毛坯有铸件、锻件、型材和焊接件等。P235

45.基准根据其功用不同可分为设计基准与工艺基准两大类，前者用在产品零件的设计图上，后者用在机械制造的工艺过程中。P237

46.工艺基准按用途不同可分为工序基准、定位基准、测量基准和装配基准。P237

47.定位基准除了是工件的实际表面外，也可以是表面的几何中心、对称线或对称面，但必须由相应的实际表面来体现。定位基准分为粗基准与精基准。P238

48.工件的定位可分为完全定位、不完全定位、欠定位和过定位，其中欠定位是不允许的。P244

49.工件的夹紧力包括大小、方向和作用点三个要素，它们的确定是夹紧机构设计中首先要解决的问题。P249

50.拟定零件机械加工工艺路线，主要包括选择各个表面的加工方法，安排各个表面的加工顺序，确定工序集中与分散的程度，合理选用机床、刀具等。P251

51.零件的加工工艺过程一般可以划分为粗加工、半精加工、精加工和光整加工四个阶段。P255

52.零件各表面的机械加工顺序为先基准后其他、先主后次、先面后孔。P256

53.工件材料热处理的目的主要为改善金属切削加工性能，消除残余应力及改善材料的力学性能。P256

54.工件材料热处理工序包括预备性热处理、改善力学性能热处理、稳定性热处理。P256

55.工件材料的预备性热处理方法一般有退火、正火和人工时效。P256

56.工件材料的改善力学性能热处理一般有调质、渗碳淬火、回火、氰化、氮化等。P257

57.机械加工余量的大小对于工件的加工质量和生产率有较大的影响，加工余量有总加工余量和工序余量之分。确定加工余量有计算法、查表法和经验估计法三种方法。P258

58.工艺尺寸链由组成环和封闭环组成，两者的关系是自变量和因变量的关系。工艺尺寸链中应用最多的是直线尺寸链和平面尺寸链。P262

59.机械加工尺寸链的计算方法有极值法和概率法两种，工艺尺寸链多用极值法计算。P262

60.机械零件的加工质量是整台机器制造质量的基础，一服用加工精度和加工表面质量两方面的指标来表示。P273

61.在机械加工时，机床、夹具、刀具和工件构成了一个系统，称之为机械加工工艺系统。P273

62.机械加工精度是指零件在机械加工后的几何参数与零件理想几何参数的符合程度。而它们之间的差异即为加工误差。P273

63.工艺系统的几何误差主要指机床、夹具和刀具在制造时产生的误差，以及使用中的调整和磨损误差等。P273

64.机械加工工艺系统受力变形影响加工精度的，作用于工艺系统的力主要有切削力、传动力、惯性力、夹紧力及工件和机床零部件的重力等

。P288

65.引起机械加工工艺系统热变形的热源大致可以分为内热源和外热源两大类。切削热是刀具和工件热变形的主要热源。P293

66.工件残余应力是由于金属内部组织发生了不均匀的体积变化而产生的。引起其体积变化的因素主要来自热加工和冷加工。P301

67.在有润滑的条件下，零件的磨损过程一般可分为初期磨损、正常磨损和急剧磨损三个阶段。P306

68.切削加工时，形成表面粗糙度的主要原因，一般可归纳为几何原因和物理原因。P307

69.影响表面粗糙度的工艺因素主要刀具几何参数、工件材料、切削用量和切削液。P309

70.机械加工后表面层的残余应力，是由冷态塑性变形、热态塑性变形及金相组织变化等三方面原因的综合结果引起的。P313

71.任何机器都是由零件、组件和部件等装配而成的。零件是最小的装配单元。P317

72.装配精度要求是产品装配时应达到的最低精度，它是确定零件加工精度要求、选择装配方法和制订装配工艺规程的主要依据。P318

73.装配精度一般包括零部件问的尺寸精度、位置精度、相对运动精度和接触精度等。P318

74.按照产品在装配过程中移动与否，装配组织形式可分为固定式和移动式两种。P319

75.装配尺寸链基本特征是尺寸组合的封闭性和关联性，表示装配精度与零件精度之间的关系。P320

76.生产中常用的装配方法有互换法、分组法、修配法及调整法等。具体选择时，主要考虑装配精度要求、结构特点、生产类型和生产条件等

因素。P327、340

二、简答题

1. 为什么焊接接头的“余高”称为“加强高”是错误的？

答：加强高（焊缝）通常用来定义较深的熔池，常用于称呼长周期焊钉的熔池。因为焊接时间较长，长周期焊钉的熔池不仅有较深的下陷，熔池周围还有一圈均匀的包边，这就是加强高，或称为焊缝加强高或者直接称为焊缝余高指的是鼓出母材表面的部分或角焊末端

连接线以上部分的熔敷金属余高和加强高是两个基本点概念。

2. 设计、选择焊接坡口时主要应考虑哪些问题？

答：1设计或选择不同形式坡口的主要目的是保证焊接接头全焊透

2设计或选择坡口首先要考虑的问题是被焊接材料的厚度

3要注意坡口的加工方法

4在相同条件下，不同形式的坡口，其焊接变形是不同的

5焊接坡口的设计或选择要注意施焊时的可焊到性

6要注意焊接材料的消耗量，应使焊缝的填充金属尽量少

7复合钢板的坡口应有利于减少过渡层焊缝金属的稀释率

3. 焊条的构成及作用。手工电弧焊有哪几种？压力容器壳体焊接时因选择哪种？为什么？

答：焊条是由焊芯和药皮组成。弧焊变压器、弧焊发电机、弧焊整流器。埋弧自动焊，因为直流电源电弧稳定，常用于焊接工艺参数稳定性要求较高的场合。

4. 什么是焊后热处理？其目的是什么？

答：焊后热处理是将焊接装备的整体或局部均匀加热至金属材料的相变点以下的温度范围内，保持一定的时间，然后均匀冷却的过程。

目的是：1松弛焊接残余应力2稳定结构形状和尺寸3改善母材、焊接接头和结构件的性能

5. 0Cr18Ni9Ti是何种钢材？为何能长期在高温条件下工作？

答：0Cr18Ni9Ti是奥氏体不锈钢。

6. 钢材预处理及其内容。答：钢材的预处理是指对钢板、管子和型钢等材料的净化处理、矫形和涂保护底漆。

7. 净化处理的作用及常用方法、特点。

答：作用：1试验证明，除锈质量的好坏直接影响着钢材的腐蚀速度。

2对焊接接头处尤其是坡口处进行净化处理，清除锈、氧化物、油污等，可以保证焊接质量。

3可以提高下道工序的配合质量8. 受压壳体的成形加工。

答：在装备制造过程中受压壳体的成形加工主要有筒节弯曲、封头的冲压、旋压加工、管材的弯曲等，

这些成形加工都是通过外力作用使金属材料在室温下或在加热状态下，产生塑性变形而达到预先规定的尺寸和形状的过程。

9. 钢板热卷成型过程中的过烧和脱碳现象及影响。

答：过烧是由于晶界的低熔点杂质或共晶物开始有熔化现象，氧气沿晶界渗入，晶界发生氧化变脆，使钢的强度和塑性大大下降。

影响是：过烧后的钢材不能再通过热处理恢复其性能，钢的强度和塑性大大下降。

脱碳：钢在加热时，由于H2O、CO2、O2、H2等气体与钢中的碳化合生成CO、和CH4等气体，从而使钢板表面碳化物遭到破坏，这种现象称为脱碳。

影响是：脱碳使钢的硬度和耐磨性、疲劳强度降低。

10. 对称三辊式卷板机工作原理图并说明。

答：自己总结

11. 简述封头冲压加工时的应力状态和图示冲压加工后封头壁厚的变化情况。

答：冲压加工后封头壁厚的变化：在封头曲率大的部位，由于经向拉应力和变形占优势，所以壁厚减薄较大；直边和靠近直边曲率较小部件，由于切向压应力和变形占优势，所

以壁厚增加，而且越接近边缘，增加壁厚越大。

12. 图示并说明管子弯曲的应力状态及易产生的缺陷。

答：管子在弯矩作用下发生纯弯曲变形时，中性轴外侧管壁受拉应力的作用，随着变形率的增大，拉应力逐渐增大，管壁可能减薄，严重时可产生微裂纹;内侧管壁受压应力的作用，管壁可能增厚，严重时可使管壁失稳产生折皱；同时在合力与作用下，使管子横截面变形，若管子自由弯曲，变形将近似为椭圆形，若管子是利用具有半圆槽的弯管模进行弯曲，则内侧基本上保持半圆形，而外侧变扁。

13. 胀接及其特点。

答：胀接：利用胀管器将管子端部胀大变形直至管子端部产生塑性变形，管板孔产生弹性变形，在管板孔弹性变形恢复的作用下，使管子与管板孔接触表面上产生很大的挤压力并紧密结合，达到密封又能抗拉脱力。

特点：1胀接适用于直径不大、管壁不厚的管子；2胀接的管板材料的力学性能比管子材料的高，相同材料不宜胀接；3 胀接有利于管端的耐腐蚀性提高；4胀接时要求环境温度不低于-10度；5胀接表面要求清洁.

14. 零件加工中划分加工阶段的原因及每阶段目的。

答：原因：1保证加工质量2合理使用机床设备3便于安排热处理工序

目的：1粗加工阶段（切去各表面的大部分加工余量，使毛坯在形状尺寸方面尽快接近成品）

2半精加工阶段（主要为零件的主要表面作精加工准备，应达到一定的加工精度，提供合适的精加工余量，并完成次要表面的加工）

3精加工阶段（要保证零件各主要表面达到图纸规定的技术要求）

4光整加工（提高加工的尺寸精度和降低表面粗糙度）

15. 机械加工精度及影响因素。

答：机械加工精度是指零件在机械加工后的集合参数与零件理想几何参数的的符合程度。

影响因素：根本上讲取决于工件和刀具在加工过程的相互位置的关系

16. 工件残余应力及其特点、产生原因。

答：工件残余应力是指当外部载荷去除后，仍残存在工件内部的应力，是由于金属内部组织发生了不均匀的体积变化而产生的。引起其体积变化的因素主要来自热加工和冷加工。

特点：具有残余应力的零件其内部组织处于不稳定状态，始终要求处于相互平衡的状态，在自然气候影响下，会逐渐消失。易使工件变形。

产生原因：1因工件各部分受热不均或受热后冷却速度不同而引起的残余应力2工件冷态受力较大而引起的残余应力3机械加工带来的残余应力

17. 装配和装配工件的内容及装配工作在生产中的作用。

答：装配：按规定要求，将零件、组件或部件等进行配合和连接，使之成为半成品或成品的工艺过程。

装配工件内容：装配工作在生产中的作用：常见的装备工作有清洗、连接、调整、检验和试验等，总装后的试运转、油漆及包装等一般也属于装配工作内容。在大量生产时，零件加工精度较高，互换性较好。

装配工作在生产中的作用是对提高产品质量、提高生产效率及降低制造成本等均有重要意义。

18. 装配精度的概念和内容及其与零件加工精度的关系。

答：装配精度是指产品装配后实际达到的精度。

装配精度一般包括零部件间的尺寸精度、位置精度、相对运动精度和接触精度等。

关系：1对于大批量生产，为简化装配工作，使之易于组织流水线装配，常通过控制零件的加工精度来直接保证装配精度要求2零件加工精度是保证装配精度要求的基础，但装配精度并不总是完全由零件的加工精度所决定。零件的加工精度要求取决于产品或部件的装配精度要求及所采用的装配方法。

19. 装配的组织形式及应用场合。

答：按照产品在装配过程中移动与否，装配组织形式可分为固定式和移动式两种。

应用场合：固定式装配适用于单件、中、小批生产，特别是质量大、尺寸大、不便移动的重型产品，或因刚性差、移动会影响装配精度的产品。

移动式装配常组成流水作业线或自动装配线，适用于大批量生产。

20. 何谓装配尺寸链？为何要研究装配尺寸链？

答：装配尺寸链是机器或部件在装配过程中，由相关零件、组件和部件中的相关尺寸所形成的封闭尺寸组。

原因：经济合理地确定装配方法和零件的加工精度要求；在一定的装配方法和零件精度要求下，核算产品可能达到的装配精度；在结构设计或制造工艺上采取相应措施，使之达到既保证质量又降低成本的目的。

21.过程设备主要包括哪些典型的设备机器？

答：两类：以焊接为主要制造手段的过程设备部分，如换热器、塔器反应器、储存容器及锅炉等;以机械加工为主要制造手段的过程机器部分，如泵、压缩机、离心机等；另外，过程装备也包含由于各种特殊生产工艺要求，如吸附、离子交换、膜分离技术等以综合制造手段，生产的各种工艺装置。

22.过程设备制造的特点

答：自己总结

23.单层卷焊式压力容器壳体制造工艺流程。

答：选择材料—复检材料—净化处理—矫行—划线（包括零件展开计算、留余量、排料）—切割—成型（包括筒节的卷制封头的加工成型、管子的弯曲等）—组队装配—焊接—热处理—检验（无损检测、耐压试验等）

24.钢材预处理及其内容。

答：钢材预处理是指对钢板、管子和钢等材料的净化处理，矫形和涂保护底漆

25.净化处理的作用及常用方法特点。

答：（1）作用：①除锈质量的好坏直接影响钢材的腐蚀速度。②对焊接接头处尤其是坡口处进行净化处理，清除锈氧化物，油污等，可以保证焊接质量.③可以提高下道工序的配合质量。（2）方法：a.喷砂法.b.抛丸法.c.化学净化法。特点：不同的清洗对象、目的，要选择不同的清洗剂。

26.矫形及其意义

答：由于钢材在运输、吊装或存放过程中不当所产生的较大变形，有些制造精度要求较高的设备，对保护层较好的供货钢材也需要矫形，因为供货时的平面度要求有时不能满足实际制造的要求。意义：钢板在设备制造前应予矫形，以保证壳体制造的精度要求。

27.合理排料的原则：考虑各道工序的加工余量;考虑划线的技术要求

28.受压壳体的成形加工：筒节的制造、封头的制造

29.冷卷、热卷筒节的特点.

答：冷卷：①冷卷成形通常是指在室温下的弯卷成形，不需要加热设备，不产生氧化皮，操作工艺简单且方便操作，费用低。②钢板弯卷的变形率与最小冷半径。热卷：①钢板在再结晶温度以上的弯卷称为热卷;在再结晶温度以下的弯卷成为冷卷。②应控制合适的加热温

度；

③应控制适当的加热速度；④热卷需要加热设备，费用较大，在高温下加工，操作麻烦，钢板减薄严重；⑤对于厚板或小直筒通常采用热卷。

30.钢板的热卷成形过程中的过烧和脱碳现象及影响。

答：过烧是由于晶界的低熔点杂质或共晶物开始有熔化现象，氧气沿晶界渗入，晶界发生氧化变脆，使钢的强度和塑性大大下降，过烧后钢材不能再通过热处理恢复其性能。脱碳：钢在加热时，由于水、二氧化碳、氧气、氢气等气体与钢中的碳合成一氧化碳、甲烷等气体，从而使钢表面碳化物遭到破坏，称为脱碳;脱碳使钢的硬度和耐磨度和耐磨性，疲劳强度降低。

31.对称三辊式卷板机的工作原理图并说明。P176

32.简述封头冲压成形加工时应力状态和图示冲压加工后封头壁厚的变化情况。

33.冲压薄壁封头采取的防皱措施。

答：采用压边圈可以用来防止折皱产生。

34.封头旋压成形特点。P195

答：优点：①适合制造尺寸大，薄壁的大型封头;②旋压机比水压机轻巧，制造相同尺寸的封头，比水压约轻2.5倍。③旋压模具比冲压模简单尺寸小、成本低。

35.图示并说明管子弯曲的应力状态及易产生的缺陷。自己总结P201

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/r15e.html