材料成型工艺考试复习题目及答案.doc

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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date材料成型工艺考试复习题目及答案材料成型工艺考试复习题目及答案1 充型能力的影响因素金属的流动性浇注条件铸型填充能力2 浇口杯的作用承接金属液防止和溢出减轻液流对型腔的冲击分离溶渣和气泡 防止进入型腔增加充型压力头3 横浇道的作用（1）横浇道的稳流作用：收缩式浇注系统 扩张式浇注系统(2)横浇道的流量分配作用：远离直浇道的流量大 流量不均匀性克服不均匀性的措施：对称设置

2、内浇道；横浇道断面沿液流方向逐渐缩小；设置浇口窝；采用不同断面内浇道。（3）横浇道的排渣作用浇注系统主要排渣单元4冒口补缩的条件和要求1） 冒口的凝固时间应大于或等于铸件（被补缩部分）的凝固时间。2） 冒口应有足够大的体积，以保证有足够的金属液补充铸件的液态收缩和凝固收缩3） 在铸件整个凝固的过程中，冒口与被补缩部位之间的补缩通道应该畅通。即使扩张角始终向着冒口。5 浇注位置选择的原则 铸件的重要加工面应朝下或位于侧面: 铸件宽大平面应朝下： 面积较大的薄壁部分应置于铸型下部或垂直： 易形成缩孔的铸件，较厚部分置于上部或侧面： 应尽量减少型蕊的数量： 要便于安放型蕊、固定和排气:6 湿型砂的组

3、成及性能要求原砂（或旧砂）100 粘土（膨润土）1-5% 煤粉少于8% 水分少于6% 以及其它附加物1)紧实率和含水量湿型砂不可太干，因为干的型砂虽然流动性极好，但是型砂中膨润土未被充分润湿，性能较为干脆，起模困难，砂型易碎，表面的耐磨强度低，铸件容易生成砂孔和冲蚀缺陷。型砂也不可太湿，否则型砂太粘，造型时型砂容易在砂斗中搭桥和降低造型流动性，还易使铸件产生针孔、气孔、呛火、水爆炸、夹砂、粘砂等缺陷。一是紧实率，代表型砂的手感干湿程度；另一是含水量，代表型砂的实际水分含量。2_)透气率砂型的排气能力除了靠冒口和排气孔来提高以外，更要靠型砂的透气率。因此砂型的透气率不可过低，以免浇注过程中发生呛

4、火和铸件产生气孔缺陷。3)常温湿态强度湿型砂必须具备一定强度以承受各种外力的作用。4)湿压强度一般而言，欧洲铸造行业对铸铁用高密度造型型砂的的湿压强度值要求较高。5)湿拉强度和湿劈强度从材料力学角度来看，抗压强度只是在一定程度上代表型砂中膨润土膏的粘结力，同时又反映受压应力时砂粒之间的摩擦阻力，因而不能用湿压强度值直接说明型砂的粘结强度的好坏，而抗拉强度就无此缺点。6)湿剪强度湿剪强度比湿压强度较能表明型砂的粘结力而且容易测定，将普通的标准试样放置在强度试验机的两块具有半面凸台的压头之间，沿中心轴方向施加剪切力，即可测定出剪切强度。7)型砂含泥量型砂和旧砂的泥分是由两部分组成。8)型砂粒度型砂

5、粒度直接影响透气性和铸件表面粗糙程度。9)有效膨润土量一般湿型铸造生产中，都是根据型砂的湿态抗压强度高低补加膨润土量。10)型砂的有效煤粉量生产铸铁件的湿型砂大多加入煤粉附加物，每次混砂时需补加少量煤粉。11)型砂韧性型砂不可太脆，应当具有一定的韧性。12)起模性型砂的起模性是一个极其复杂的综合特性13)抗夹砂性（热湿拉强度）用湿型砂浇注较厚大的平板类铸件时，最容易产生夹砂类缺陷(包括起皮、沟痕、结疤、鼠尾)14)型砂的颗粒在外力作用下可以紧密靠近的性能称为可紧实性。具有良好可紧实性的型砂能够保证砂型表面密实。7 各种铸造缺陷产生的原因1）砂眼 ：型砂强度不够或局部没有冲紧 型腔，浇口内散砂未

6、吹干净 合箱时 砂型局部挤坏 掉砂 浇注系统不合理 冲坏砂型 2）冷隔 ：浇注温度过低 浇注速度太慢 浇口位置不当或浇口太小3）粘砂 ：未刷涂料或涂料太薄 浇注温度过高 型砂耐火隆不够4）夹砂 ：型砂强度太低 浇注温度过高 内浇口过于集中 使局部型砂烘烤历害5）裂纹 ：铸件设计不合理 壁厚差别太大 砂型退让性差阻碍铸件收缩 浇注系统不当 使铸件各部分冷却收缩不均匀 造成过大的内应力7 浇注系统的分类 根据各单元断面积比例 收缩式 扩张式 半扩张式 根据金属液导入型腔位置 顶注式 底注式 中注式 阶梯式、8 压铸和低压铸造的区别低压铸造组织致密，力学性能较好，但生产率较低。而压力铸造生产率高，适

7、宜于薄壁铸件，但铸件中缩松，不致密，不使用于气密性要求高的铸件。低压是反重力铸造的一种方法,成型过程平稳,铸件中的气孔比较少.而压力铸造是一种高速成型过程,流速比较快,用于薄壁件较多9铸造加热的目的最主要的就是为了避免和防止不加热没法使用的现象！为了保护人身安全模具安全；保护模具寿命；防止、减少铸造缺陷；便于喷涂涂料；减小包紧力；提高金属液充型能力；10 锻模飞边槽的作用1.造成足够大的横向阴力 迫使金属充满模膛2.容纳坯料上的多余金属。起补偿与调节的作用3.对于锤类设备上锻模 缓冲模具撞击 提高锻模寿命11 闭式模锻的特点 1 锻件不产生飞边 模锻斜度很小甚至为零 材料利用率高 2 变型金属

8、处于更加强大的三向压应力状态 可提高材料的塑性和机械性能 3 可分凹模闭式精锻常常可减少甚到取消制坯工步 省去切边和辅助工序 平均提高生产率25-50%主要问题：对于一些大中型锻件 模具寿命低12 模膛的分类制坯模膛 模锻模膛 预锻模膛 终锻模膛13 挤压变形金属的流动情况正挤压：金属的流动方向跟挤压杆的运动方向相同的挤压生产方法特征：变形金属与挤压筒壁间有较大的滑动摩擦 引起挤压力增大 金属变形流动不均匀导致组织性能不均匀，限制了挤压速度提高 加速工模具的磨损反挤压：金属的流动方向跟挤压杆的相对运动方向相反的挤压生产方法。特征：变形金属与挤压筒间无相对摩擦，挤压力小，金属变形流动均匀，挤压速

9、度快。但制品表面较正挤压差，外接圆尺寸较小，设备造价较高，辅助时间较长。14 拉深的系数及缺陷拉深系数：每次拉深后圆筒形件的直径d与拉深前毛坯直径D之比m=d/D拉深比=1/m*D/d拉深系数反应圆筒形件拉深的变形程度。拉深系数越小 拉深变形程度越大缺陷：起皱和拉裂 还有凸耳和残余应力15 冲裁时板料分离过程随着凸模继续压入材料 己经出现的上 下裂纹逐渐向金属内层扩展延伸 当裂纹相遇重合时 材料即被剪断完成分离过程 ：侧向压力一定小于垂直压力 而在压力小的地方裂纹更易产生和扩展，因此 冲裁时初使裂纹从模具刃口侧面产生 之后迅速扩展完成分离。16 铸造纤维组织的性能及设计17冲裁模的尺寸要求冲裁

10、模合理尺寸是由凸模凹模刃口尺寸及其公差决定的。实际冲裁中;1. 落料 冲孔件的切断面都带有斜度 ，即在同一切断面有大端 小端尺寸2. 落料件的大端尺寸与凹模尺寸接近 冲孔件小端尺寸与凹模尺寸接近。在测量和使用冲裁件时 落料件是以大端为基准 冲孔件以小端为基准3. 冲裁生产过程中 凸凹模磨损的结果是使间隙增大 重要概念1 盒法造型：是用液态热固性树脂粘结剂和催化剂制成的芯砂，吹射入被加热到一定温度的芯盒 内（芯盒温度为180250）贴近芯盒表面的砂芯受热，其粘结剂在很短时间即可缩聚而硬化。2 自硬冷芯盒法造型：将原砂，液态树脂及液态催化剂 混 合均匀后 填充到芯盒（或砂箱）中，稍紧实即于室温下在

11、芯盒内（或砂箱）内硬化成形，称为自硬冷 芯盒 法制芯3 熔模铸造：（又称精密铸造或失蜡铸造）用易熔材料制成模型，然后在模型上涂挂耐火材料，硬化之后 再将模型熔化，排出型外，从而获得无分型面的铸型4 消失模铸造：（又称气化模铸造 或实型铸造 ）它是采用泡沫塑料模样代替普通模样紧实造型，造好造型后不取出模样，直接浇入金属液，在高温金属液的作用下，模样受热气化，燃烧而消失，金属液取代原来泡沫塑料模样占据空间位置，冷却凝固后即获得所需的铸件。5 计算毛坯：长轴类锻件终锻前，最好将原毛坯沿轴向预制成各截面面积等于带飞边锻件的相应截面积的中间毛坯 ，以保证终锻时 锻件各处充填饱满 且飞边均匀 从而节约金属

12、减轻锻模模膛磨损。按照上述要求计算的坯料，称为计算毛坯。6 应力中性层：在毛坯截面上的应力 由外层的拉应力过渡到内层的压应力时 中间有一层金属切向应力为零或不连续 称为应力中性层。7 应变中性层：板料弯曲时 外层纤维受拉 内层纤维受压 在拉深与压缩之间必然有一层金属长度不变。这层金属称为应变中性层。8 冲孔连皮：模锻不能直接锻出透孔，因此在设计热锻件图时必须在孔内保留一层连皮，然后在切边压力机上冲除掉。重要原理1 最小允许壁厚的作用及影响因素在一定铸造条件下，铸造合金液能充满铸型的最小厚度称为该铸造合金的最小厚度。为了避免铸件的浇不足和冷隔等缺陷，铸件的设计壁厚不应小于最小壁厚。最小壁厚主要由

13、合金种类和铸件尺寸大小决定。由于厚壁铸件易产生缩孔，缩松，晶粒粗大，偏析等缺陷，铸件的力学性能下降。设计厚大铸件时，要避免以增加壁厚的方式提高强度。砂型铸造各种铸造合金铸件的临界壁厚可按其最小壁 厚的3倍考虑。2 预锻模膛和终锻模膛的作用预锻的主要目的是在终锻前进一步分配金属。分配金属是为了：确保金属无缺陷流动 ，易于充填模膛：减少材料流向飞边槽的损失：减少终锻模膛磨损：取得所希望的金属流线和便于控制锻件的力学性能。但采用预锻模膛也会带来不利影响，容易造成偏心打击，影响锤杆的寿命，容易使上下模错移，增大模块尺寸，降低生产率。终锻模膛用于锻件最终成形。它由按热锻件图加工制造的模膛和模膛周围的飞边

14、槽所组成。为了便于操作，一般没有钳口。3 冲裁凸凹模与拉深凸凹模的区别冲裁模的凸凹模间隙对冲裁件断面有很大的影响合理间隙能够使断面质量、尺寸精度、模具寿命和 冲裁力等方面得到最佳效果的间隙。合理间隙的确 定是冲裁工艺及模具设计的关键问题。合理间隙值的确定方法有理论确定法和经验确定法。当冲裁件断面质量和尺寸精度要求较高时，则采用 推荐的较小间隙值。当冲裁件质量要求不高时则以降低冲裁力、提高模 具寿命为主要考虑因素，采用较大的间隙值。冲裁模合理尺寸是由凸模凹模刃口尺寸及其公差决定的。实际冲裁中;落料 冲孔件的切断面都带有斜度 ，即在同一切断面有大端 小端尺寸落料件的大端尺寸与凹模尺寸接近 冲孔件小

15、端尺寸与凹模尺寸接近。在测量和使用冲裁件时 落料件是以大端为基准 冲孔件以小端为基准冲裁生产过程中 凸凹模磨损的结果是使间隙增大。拉深凸凹模圆角半径及间隙对圆筒件拉深的影响合理选择圆角半径及半径 是避免导致产品质量缺陷和拉深工艺失败的关键环节4 硅溶胶型壳出现壳鼓和裂纹的原因干燥不良的型壳质量不好，因为这类型壳的硅溶胶还未转变成凝胶，或者刚胶凝尚含有较多溶剂，马上涂挂下一层 必然会发生冻胶回溶现象或者吸收下层溶胶引起型壳溶胀，剥落，掉砂，甚至使制壳工艺无法进行下去。干燥过程中，随着溶剂的蒸发，型壳将发生收缩，若各部分干燥不均匀，收缩不一致，就会形成内应力而导致开裂。5 横锻斜度和圆角半径的作用

16、 ？ 为什么不锻出通孔？模锻斜度的作用是使锻件能顺利从模膛中取出。圆角半径：外圆角作用是避免锻模在热处理和模锻过程中因应力集中而导致模具开裂，并保证金属能充满此处。内圆角作用是使金属易于流动充填深腔，防止锻件在筋部产生折叠，也防止模膛中较窄的凸出部分压塌。分模面的确定原则：（1）模锻件的最大截面处，且最好为平直面；（2）使上、下两模沿分模面的模膛轮廓一致； （3）使模腔深度最浅； （4）使零件上所加敷料最少。 为了防止上、下砥铁相碰，损坏上、下砥铁，故模锻生产中不能直接锻出通孔。综合分析1 分型面的选择原则(1) 分型面应选在铸件最大截面处，以保证顺利起出模样而不损坏铸型分型面通常选在铸件最大

17、截面上，以使砂箱不致过高。（2）尽量将铸件全部或大部分放在同一个半型内 分型面对铸件的精度会有影响，除了合型会引起偏差外，还会因合型不严而产生披缝，造成垂直于铸件分型 方向上尺寸增加。如果能将铸件全部或大部分置于同一砂箱内，则可减少这类偏差。（3）尽量减少分型面的数量 分型面少，铸件精度容易保证。（4） 分型 面应尽量选 用平面 平直分型 面可简化造型过程和模试板制造，易于保证铸件精度。（5） 便于下芯，合型和检查型腔尺寸 在手工造型中，模样和芯盒尺寸精度不同，在下芯，盒型时需要检查型腔尺寸，调整砂芯位置，才能保证壁厚均匀。为此，应尽量把把主要砂芯放在下半型中。（6）考虑工艺特点，尽量使加工及

18、操作工艺简单 在砂型铸造中，分型面一般都应该选择在铸件浇注时的水平位置，避免垂直分型面。因为用垂直分型面时，经水平造型，下芯和合型后，再翻动铸型进行浇注，就可能引起砂芯位置移动，影响铸件尺寸精度。2 浇注位置的选择原则浇注位置是指浇注时铸件型中所处的位置 。铸件浇注位置的选择。取决于合金的种类，铸件结构及轮廊尺寸，质量要求以及现有的生产条件，对铸件的质量，尺寸精度及工艺难度有很大影响。选择浇注位置时，以保证铸件质量为前提 ，同时尽量减化造型工艺和浇注工艺。（1）铸件上质量要求高的部分及重要工作面，重要加工面，加工基准面和大平面应尽量朝下或垂直安放 铸件在浇注时，朝下或垂直安放部位的质量一般都比

19、朝上安放的高。因为下部及侧面出现缺陷的可能怕小。当有多个重要加工面时，应将较大面朝下 ，而对朝上的加工面则采取加大加工余量的办法，以保证朝上的表面在加工后无气孔，夹砂，砂眼等缺陷。（2）铸件的厚大部分应放在上部，尽量满足锻件自下而上的顺序凝固 锻件厚大处易产生缩孔，缩松等缺陷，应尽量将其放在上部或分型面附近，以便在上部分设置冒口，促使铸件看成下而上地向冒口方向顺序凝固。（3）应保证铸件有良好的液态金属导入位置保证铸型充满 决定浇注位置时 应考虑液态金属的导入位置和导入方式。（4）应尽量少用或不用砂芯 若需要使用砂芯时，应保证其安放稳固，通气顺利和检查方便。3 砂型铸造造型方法的选择（1）造型

20、，制芯方法应与生产批量相适应 大量生产的工厂应创造条件采用技术先进的造型，制芯方法。 对于中等批量的大型铸件，可以考虑采用树脂自硬砂造型和制芯，抛砂造型等。 对于单件小批量生产的重型铸件，手工造型仍是重要的方法（2）造型，制芯方应适合工厂条件 如有些工厂生产大型机床床身等铸件，多采用组芯造型法。（3） 要兼顾铸件的精度要求和成本 各种造型，制芯方法所获得的铸件精度不同，初使投资和生产率不一致，最终的经济效益也有差异。4 锻模图设计的原则一， 锤锻模结构设计1， 模膛布置锻模分型面上的模膛布置要根据模膛数，各模膛的作用以及操作是否方便来确定，原则上应使模膛中心与理论上的打击中心重合。1） 锻模上

21、无预锻模膛时，终锻模膛中心应与锻模中心重合2） 在设有预锻模膛时，偏心打击将不可避免，这时应把预锻模膛和终锻模膛份设在锻模中心的两旁，并同时在键槽中心线上3） 制坯模膛的布置。第一道制坯工步应当安排在吹风管的对面，以避免氧化皮落在终锻模膛时。 2 模膛间壁厚 模膛至模块边缘的距离或模膛之间的距离都称为模膛间壁厚。模膛间壁厚应保证有足够的强度和刚度，同时又要尽可能减小模块尺寸，设计时要查阅相关手册 3 错移力的平衡与锁扣的设计 当锻件的分型面为斜面，曲面或打击中心与模膛中心的偏移量较大时，模锻过程中将产生水平分力，从而引起上下模错移。 4 模块尺寸及要求 模块尺寸除与模膛数，模膛尺寸，排列方式和

22、模膛间最小壁厚有关外，还须考虑下列问题。 1）承接面 承接面是指锻锤空击时上下模块实际接触面积。不包括模膛，飞边槽，锁扣和钳口所占面积。承接面太小，容易压塌分模面，它与锻锤吨位大小有关。 2）锻模高度 锻模高度要据模膛最大深度和锻锤的最小闭合高度确定。考虑到锻模翻修的需要 通常锻模高度是锻锤最小闭合高度 的1.351.45倍。 3）模块的锻造要求 用来加工制造锻模的模块，要求锻造 比达到3以上，应打碎铸造组织，碳化物及夹杂5 零件的多种成型方法一， 液态金属铸造成型铸造是将液态合金注入铸造模型中使之冷却，凝固而获得铸件产品可生产铸钢件，铸铁件，各种铝，铜 ，镁，钛及锌等有色合金铸件二 固态金属

23、塑性成型 锻造与冲压是将固态金属（体积金属或板料金属）加热，或在室温下在锻压机器的外力作用下通过模具成形为所需锻件或冲压件产品 即可生产钢锻件，钢析冲压件，各种有色金属及其合金的锻件和板料冲压件，还可以生产塑料件与橡胶制品。序号比较内容铸造锻造冲压焊接注塑1成型特点液态金属成型固态金属成型金属焊接成型塑料注塑成型2对原材料性能的要求流动性好 收缩率低塑性好 变性抗力小 强度好塑性好 液态下化学稳定性好塑料：加热加压时可塑性好3一般的制品材料灰铸铁球墨铸铁中碳铸钢和有色金属中碳钢和合金结构钢低碳钢和有色金属薄板低碳钢和低合金结构钢热塑性塑料 热固性塑料4零件结构特征形状一般不受限制 可以相当复杂

24、形状一般较铸件简单轻巧 可以比较复杂尺寸形状一般不受限制 结构轻硬轻巧 形状可以相当复杂5材料利用率高 较高较高较高高6生产周期长模锻长 自由锻短长短短7生产成本较低较高批量越大 成本越低较高低8主要适用范围铸铁件用于受力不大或承压为主的零件，或要求有减振，耐磨性能的零件。铸钢件用于承受重载而形状复杂的大 中型零件用于承受重载，动载及复杂载荷的重要零件用于以薄板成型的各种零件主要用于制造各种金属结构件，部分用于制造零件的毛坯及修复旧零件三 金属材料焊接成型焊接则是将若干个坯件或零件通过焊接方法连接成为一个整体构件而获得焊接制品虽然 采用焊接方法生产独立的制件或产品不如铸，锻方法的多，但据国外权威机构的统计，目前在各种门类的工业制品中，半数以上都采用一种或多种焊接技术才能制成。四 高分子材料成型-