材料成型习题解析(第五章).ppt

材料成型工艺基础 习题讲解（第五章）1.铸件的工艺性指的是什么？从简化铸造工艺角度应对铸件结构有哪些要求？（1）结构工艺性是指从制造工艺的便利程度、成本高低、缺陷概率等角度评价机械设计方案的一个指标。（2）从简化铸造工艺方面看，对铸件结构设计的要求主要有：从造型的角度看：内外表面的局部凸起要尽量设置在分型面上，避免曲面分型；外表和内腔以分型面为基准，逐步减少投影面积，以便于拔模，规避设置活块。从铸件避免因热应力而开裂的角度，壁厚要均匀，避免突变或尖角过渡，对热节点（转角、交叉点）处要特别注意。从铸造缺陷规避的角度，回避需大面积加工的平面。2.下题中的铸件在单件小批生产时应采用什么造型方法？A A答：方案答：方案:125125两圆台凸起妨碍拔模，轴头孔型芯头复杂，安放有困难；两圆台凸起妨碍拔模，轴头孔型芯头复杂，安放有困难；方案方案:底部底部A A处妨碍拔模，有错箱可能；处妨碍拔模，有错箱可能；方案方案:两箱造型，仅有错箱可能，两箱造型，仅有错箱可能，方案可行；方案可行；方案方案:分型面处有圆弧，需要挖砂，顶部圆台妨碍拔模。分型面处有圆弧，需要挖砂，顶部圆台妨碍拔模。答答:应使分型面尽量为平直面。图应使分型面尽量为平直面。图a a需用挖砂，机器造型时模板分型面处加工费事。需用挖砂，机器造型时模板分型面处加工费事。方案方案：分型面为曲面，不利于分型。：分型面为曲面，不利于分型。方案方案：分型面在最大截面处，且为平面，方案可行。：分型面在最大截面处，且为平面，方案可行。.上下答：两箱造型3.试确定下图铸件的分型面，修改不合理的结构，并说明修改理由。下上不合理的结构不合理的结构:(1)非加工表面没有结构斜度；非加工表面没有结构斜度；(2)壁的转角处应该有结构圆角壁的转角处应该有结构圆角下上下上不合理的结构不合理的结构：开口处尺寸较小，必须用型：开口处尺寸较小，必须用型芯才能形成内腔。芯才能形成内腔。单件小批量生产时，尽量少用型芯。因此，单件小批量生产时，尽量少用型芯。因此，其修改方法其修改方法：扩大了其开口，可用吊砂形成：扩大了其开口，可用吊砂形成内腔，从而省去型芯。内腔，从而省去型芯。修改图不合理的结构不合理的结构:(1)孔的凸台结构不便于取模，孔的凸台结构不便于取模，必须要用活块必须要用活块下上修改方法：将修改方法：将孔的凸台结构延长至分型面；孔的凸台结构延长至分型面；修改图下上修改图下上第二种修改方案第二种修改方案:4.从合金的铸造性能方面考虑，为避免有关铸造缺陷，对铸件的结构有哪些要求？（1）、铸件壁厚的设计 、铸件的壁厚应合适 、铸件的壁厚应均匀 、铸件内壁厚度应略小于外壁厚度 、铸件的壁厚应符合顺序凝固原则（2）、铸件壁的连接 、铸件壁的连接处应有结构圆角，不允许转角处无圆角，避免产生热节，应力集中 、两壁斜向相交时，应避免锐角接头，以防应力集中，产生裂纹缺陷 、厚壁与薄壁间的连接要逐步过渡 、壁的连接应避免十字交叉（3）、避免变形和裂纹的结构 、铸件结构应尽量减小铸件收缩受阻和有利于减小变形 a、尽量使铸件能自由收缩以减少其铸造应力 b、采用对称结构，防止变形 、合理设计加强筋 a、增加铸件的刚度和强度，防止铸件变形 b、减少铸件壁厚，防止铸件产生缩孔、裂纹等 、尽量避免过大的水平壁5.铸件的浇注位置和分型面的选择原则有哪些？铸件浇注位置的选择：1.铸件的重要面应朝下或位于侧面 2.多个加工面，无法保证一些重要面时，须加大其加工余量 3.铸钢件、球墨铸铁件，应有利于实现定向凝固 4.铸件的大平面应朝下 5.为防止铸件薄壁部分产生浇不足或冷隔缺陷，应将面积较大的薄壁部分置于铸型下部或使其处于垂直或倾斜位置 6.采用砂芯的铸件，要考虑便于砂芯的安放、调整和排气 7.对于易产生缩孔的铸件，应使厚的部分放在分型面附近的上部或侧部 8.尽量将铸件重要加工面或大部分加工面、加工基准面放在同一个砂箱中，以避免产生错箱、披缝和毛刺，降低铸件精度和增加清理工作量铸件分型面的选择：1.便于起模，使造型工艺简化 a.分型面应在铸件最大截面处，以方便取模 b.分型面的选择应尽量减小型芯和活块的数量，以简化制模、造型、合型工序 c.分型面应尽量平直 d、尽量减少分型面 2.使型腔和主要芯位于下箱，便于下芯、合型和检查型腔尺寸6.铸造工艺参数包括哪些内容？芯头的作用及主要形式是什么？机械加工余量拔模斜度收缩率型芯头尺寸 芯头的作用：保证型芯能稳定地固定在型腔中，并承受型芯本身所受的重力、液态金属对型芯的浮力和冲击力等。此外，型芯还利用芯头向外排气。芯头的主要形式：芯头按其在铸型中的位置分为：垂直芯头 和水平芯头7.何谓铸造工艺图？包括哪些内容？有什么用途？铸造工艺图是在零件图上用各种工艺符号及参数表示出铸造工艺方案的图形。内容包括：浇注位置，铸件分型面，型芯的数量、形状、尺寸及其固定方法，加工余量，收缩率，浇注系统，起模斜度，冒口和冷铁的尺寸和布置等。用途：铸造工艺图是操作者在造型操作过程中具体的指导文件。铸造工艺图上规定了分型画、分模面、浇冒系统位置及形状大小、工艺余量、砂芯轮廓形状和尺寸、铸肋、造型方法及其他有关的技术要求。造型操作者可按照工艺图制造砂型和砂芯，以及装配铸型和合型，同时铸造工艺图也是检查人员进行检查验收的依据。8.试选择下图所示零件单件小批生产时的试选择下图所示零件单件小批生产时的浇注位置、分型面和造型方法。画出铸造浇注位置、分型面和造型方法。画出铸造工艺图。工艺图。上上下下单件生产单件生产 上上下下小批生产小批生产方案方案型芯稳定，但型芯稳定，但1818凸台必须采用四个活块方可制出凸台必须采用四个活块方可制出,方案方案采用分开模造型，采用分开模造型，克服了方案克服了方案的缺点，且铸件全部位于下箱，铸件质量好，的缺点，且铸件全部位于下箱，铸件质量好，在大批量生产中应采用在大批量生产中应采用方案方案。下上造型方法：造型方法：手工造型手工造型该凸台采用该凸台采用分模或分模或假箱假箱造型造型上上下下上上下下上下造型方法：手造型方法：手工造型工造型带轮的齿采带轮的齿采用机加工用机加工凹槽用吊砂凹槽用吊砂形成形成该凹槽用砂该凹槽用砂垛形成垛形成上下该凹槽只能该凹槽只能用砂芯形成，用砂芯形成，对于单件小对于单件小批量生产是批量生产是不合理的。不合理的。因此，该分因此，该分型方案不合型方案不合理。理。9.试选择下图所示支座零件大量生产时的造型方法、浇注试选择下图所示支座零件大量生产时的造型方法、浇注 位置及分型面，画出铸造工艺图位置及分型面，画出铸造工艺图1#2#上上下下余量：上面余量：上面侧面侧面下面下面 组合型芯组合型芯下下上上放收缩率放收缩率1%余量：上面余量：上面侧面侧面下面下面活块活块下上该轴孔不铸出，采用机加工制出该轴孔不铸出，采用机加工制出该凹槽采用假箱造型该凹槽采用假箱造型单件小批量生产时的造型方法：手工造型单件小批量生产时的造型方法：手工造型该凹槽采用该凹槽采用砂垛形成砂垛形成上上下下修改部位修改部位1、2该铸件采用金属型铸造时，采用金属型芯则内孔设计不合理，可以设计成垂直径内孔，如果内孔无需加工时，内孔应设计出锥度，有利于抽芯。10.下图所示为三通铜铸件，原为砂型铸造。相因生产批量大，为降低成本，拟改为金属型铸造。试分析哪些结构不适宜金属型铸造？给以修改。