2.008测验2复习 1
1 2.008测验2复习
测验主题 ·铸造：VISA对比VISA)2 ·成型：力、弹性对比塑性变形 ·加工过程：车间、计划、流程、单元 Q系统：L=入w o质量：Cpk、 统计过程控制 ·成本：分配 ·分层制造 ·微机电系统：这部分从头到尾看 2
2 测验主题 铸造：V/SA对比(V/SA)2 成型：力、弹性对比塑性变形 加工过程：车间、计划、流程、单元 系统：L=λw 质量：Cpk、统计过程控制 成本：分配 分层制造 微机电系统：这部分从头到尾看
光刻胶（光阻） 放射线 放射线 40↓专45 ↓ 掩膜 掩膜 正型 负型 光阻 光阻 3
3 光刻胶（光阻） 放射线 放射线 掩膜 掩膜 正型 光阻 负型 光阻
激光切割问题 激光切割机切割材料是通过沿切削线方向蒸发材料 实现的。根据下面变量： 量 变量 单 质量 m g 周围的温度 to K 熔化温度 Im K 沸秀温度 oK 固体比热 cp J(kG)-1K-1 馆化潜热 hy J(G)-1 液体比热 J(G)-19K-1 燕发潜热 ho J(kG)-1K-1 密度 kg/m3 材料厚度 h m 激光光斑半径 m 激光功率 P W 写出每蒸发1克材料需要多少能量的公式 Epee=m(tm-t)c,+h,+(t。-tn)+hv】 4
4 激光切割问题 激光切割机切割材料是通过沿切削线方向蒸发材料 实现的。根据下面变量： 写出每蒸发1克材料需要多少能量的公式 量 变量 单位 质量 周围的温度 熔化温度 沸腾温度 固体比热 熔化潜热 液体比热 蒸发潜热 密度 材料厚度 激光光斑半径 激光功率 E mt tc h t t c h vaporize m o p f b m l v = − ++ − + (( ) ( ) )
激光切割 激光束聚焦在半径为的圆上。假设激光的所有能量 都传给该圆，并且全部能量都用于切割过程（即没有光 谱吸收的能量损失)。令ρ为材料的密度、h为材料厚 度，写出控制切割速度对激光功率P的方程。 激光的能量P均匀地传到面积π2上，为了完全切透该材料，必 须蒸发体积xhm,蒸发该体积需要的能量为 rhE E e= 焦耳 p 如果P表示激光可用功率的特，则P为激光切透材料所需 要的时间秒。由于在这一期间激光安全地移动2，因此切制速度为 v.=2re/P 上面假设没有扩散热量损失，事实上，如果大于扩散率，该假设 正确 5
5 激光切割 激光束聚焦在半径为r的圆上。假设激光的所有能量 都传给该圆，并且全部能量都用于切割过程（即没有光 谱吸收的能量损失）。令ρ为材料的密度、h为材料厚 度，写出控制切割速度对激光功率P的方程。 激光的能量P均匀地传到面积πr2上，为了完全切透该材料，必 须蒸发体积πr2h mm3，蒸发该体积需要的能量为 2 vaporize r hE e π = ρ 焦耳 如果P表示激光可用功率的瓦特，则P/e为激光切透材料所需 要的时间秒。由于在这一期间激光安全地移动2r，因此切割速度为 vc=2re/P 上面假设没有扩散热量损失，事实上，如果vc大于扩散率，该假设 正确
限制因素 什么物理量限制你操作下面加工方法的快慢： ·车削传给切削刀具的功率 砂型铸造热量的扩散 ·注射成型热量的扩散 ·铣削传给切削刀具的功率 ·锻造使金属塑性变形所需的力 ·压铸热导率 ·加热成型材料转变为玻璃态所需热量 ·金属焊条惰性气体保护电弧焊传给熔化域的电流 摩擦焊通过摩擦产生足够的热 6
6 限制因素 什么物理量限制你操作下面加工方法的快慢： • 车削 传给切削刀具的功率 • 砂型铸造 热量的扩散 • 注射成型 热量的扩散 • 铣削 传给切削刀具的功率 • 锻造 使金属塑性变形所需的力 • 压铸 热导率 • 加热成型 材料转变为玻璃态所需热量 • 金属焊条惰性气体保护电弧焊 传给熔化域的电流 • 摩擦焊 通过摩擦产生足够的热
简略回答 ●为什么在金属铸造中要加入晶核剂？ 晶核剂促进等轴晶体生长。 ●随着冷却时间增加，晶粒大小发生什么变 化？ 随着冷却时间增加，晶粒大小减小。 7
7 简略回答 为什么在金属铸造中要加入晶核剂 ？ 晶核剂促进等轴晶体生长。 随着冷却时间增加，晶粒大小发生什么变 化？ 随着冷却时间增加，晶粒大小减小
成型[02年测验2] MIT.EDU 你被指派建立牌照的制造过程。你负责建立一条生产 线并保证满足生产率、质量和成本目标。 材料失效 MIT EDU 这些材料(A和/或B和/域C)的哪一种（或几种）不能用来 制作牌照？用简略的说明证明你的答案正确。 解答：材料C不适合，因为它在失效前没有塑性变形一它 完全是弹性的。 8
8 成型[02年测验2] 你被指派建立牌照的制造过程。你负责建立一条生产 线并保证满足生产率、质量和成本目标。 这些材料(A和/或B和/或C)的哪一种(或几种)不能用来 制作牌照?用简略的说明证明你的答案正确。 解答：材料C不适合，因为它在失效前没有塑性变形—它 完全是弹性的。 材料失效
成型[02年测验2] KIT.EDU 在下面的加工过程中： 毛坯板 涂层 形成外 形成字每 神压4 形状 部环 +数字 个孔 油漆 检查 详述 1 2 3 牌照中的最大应变(c)落入下面三个范田之一 a:05m<5 b5,<5m<52 C:Em E2 在下面的每个操作中，指出（用a,b,c)描途最大应变的范 操作1 操作2 操作3 操作4 C B B C 原因 ·材料被切割 ·材料塑性变形为认可的几何形状。 ·材料塑性变形为认可的几何形状。 ·材料被切割 9
9 成型[02年测验2] 在下面的加工过程中： 牌照中的最大应变(εm)落入下面三个范围之一: a: 0< εm< ε1 b: ε1< εm< ε2 c: εm= ε2 在下面的每个操作中，指出(用a,b,c)描述最大应变的范围 原因 • 材料被切割 • 材料塑性变形为认可的几何形状。 • 材料塑性变形为认可的几何形状。 • 材料被切割 操作1 操作2 操作3 操作4 毛坯板 形状 形成外 部环 形成字母 +数字 冲压4 个孔 涂层 油漆 详述 检查
成型[02年测验2] KIT-EDU 材料失效 e e? 给定一恒定的冲压速度（模具靠拢时的速度）和特殊的牌照几何，如 果想让制作牌照需要的功率/能量最少，你选择哪一种可用材料（在 AB.C中)？用几个单词和基本的物理/方程证明你的答案正确。 材料B使需要的功率能量最少。对于恒定的速度，功率和能量成正 比，能量与σ(s)成正比，因此较低的应力曲线表示需要的能量较低。 10
10 成型[02年测验2] 给定一恒定的冲压速度(模具靠拢时的速度)和特殊的牌照几何，如 果想让制作牌照需要的功率/能量最少，你选择哪一种可用材料(在 A,B,C中)? 用几个单词和基本的物理/方程证明你的答案正确。 材料B使需要的功率/能量最少。对于恒定的速度，功率和能量成正 比，能量与σ(ε2)成正比，因此较低的应力曲线表示需要的能量较低。 材料失效