造型材料及成型工艺习题及答案(复习参考)
一、判断题，正确的在后面括号打“”，错误的打“”。
1）在产品的方案设计阶段，可以不考虑加工工艺，当设计定型后，才作加工工艺的选择。（）
2）金属材料的机械性能，是指金属材料在外力（载荷）作用下表现出来的性能。（）3）为保证设计的有效性，工业设计人员必须了解各种材料的性能以及各种加工工艺。（）
4）材料的基本性能是量化参数。这些量化参数都是实验检测所得，与外界条件无关。（）
5）材料的铸造性包含流动性和收缩性。（）
6）绿色材料主要有生物降解材料和循环与再生材料。（）
7）所谓绿色材料指的就是天然材料。（）
8）材料美学在产品造型设计中具体化，就是质感设计。（）
9）质感就是人的感觉器官对材料特性作出的综合印象。（）
10）质感是工业造型设计基本构成的三大感觉要素之一。（）
11）质感包括两个基本属性：一是生理属性，二是物理的属性。（）
12）肌理指的是物体表面的组织构造。（）
13）材料的肌理分视觉肌理和触觉肌理。（）
14）质感设计的形式美，同样符合美学基本法则。（）
15）质感就是人的感官对材料表面肌理作出的综合印象同表面颜色没有关系。（）16）产品造型设计必须有一定的工艺方法与水平来保证。工业设计人员必须了解材料的各种工艺方法才能保证设计的有效性。（）
17）只要产品的材料和结构方式相同，不管用什么工艺方法，其外观效果都不会有太大差别。（）
18）设计出来的产品，无论什么造型，都可以选择合适的材料和工艺来实现。（）19）碳钢：以铁、碳为主要成分的合金。（）
20）碳在钢中有相当重要的作用，钢材中的碳含量越高，其硬度越小。（）
21）钢材中的硫、磷含量越少，钢的质量越高。（）
22）铜的导电性和导热性都优于钢和铝，但铜合金的耐磨性不如铝合金。（）
23）钢和铜合金都可以通过化学方法产生氧化膜保护表面。（）
24）所谓高分子材料指的就是塑料。（）
25）有机玻璃的化学名称叫聚甲基丙烯酸甲酯，其是塑料中唯一的一种透明材料。（）26）热固性塑料指的是一种用加热方法固化的塑料。（）
27）ABS塑料是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种塑料在高温下混合而成。（）
28）注塑工艺成型周期短、生产效率高，所有热塑性塑料都可用注塑工艺成型。( )
二、填空题
1）造型材料按形态分类主要可分为：、和。
2）材料的使用是人类社会文明发展的标志。当今，、
与已成为现代社会和现代技术的三大支柱。
3）按材料的物质结构分类，可将材料分为、、和四大类。
4）测量压痕表面积计算出的硬度值为硬度；测量压痕深度计算出的硬度值为硬度。
5）材料美学具体化就是。
6）构成产品外观的三大基本感觉要素是、
和。
7)绿色设计的4R理念属于一种设计方法，4R分别表示：、、和。
8）材料的肌理分和。
9）金属材料可分为和两大类。其中C≤0.02%的钢铁材料称之为，C≥2.11%的钢铁材料称之为，C含量界于两者之间的钢铁材料称之为。
10）不锈钢面盆一般选用，采用工艺生产。
11）材料的铸造性主要包含和。
12）塑料主要由和组成。
13）塑料按热性能可分为和两大类。
14) 塑料成型是将和的混合物作为原料，制成制品的工艺过程。
15）ABS塑料是由、和组成的三元共聚物。16）塑料瓶一般采用工艺生产。
17）马口铁是将低碳钢薄板经工艺处理后得到的具有较好的抗氧化能力的金属材料。
18）以镍为主要合金元素的铜合金称为。
19）20A 、1Cr13 、0Cr18Ni9的碳含量分别是：、和。20）根据材料的变形特点可将冷冲压工序分为和两类。
21）塑料按树脂在受热时所发生的不同变化分为、；按树脂的合成方法分为、；按成型方法不同分为、；按使用性能分为、。
22）塑料受热随温度变化可呈现、和三种力学状态。23）常用的面版材料主要有、和三种。
三、问答题
1)什么是绿色材料？典型绿色材料有那些？
2)根据人的知觉感受，材料肌理还可分为那两类？并举例说明。
3)在测定材料力学性能时，拉伸试验可测定材料的那些力学性能？表达这些性能
的符号、公式和单位是什么？
4)面板设计主要采用什么材料，它们各自有那些特点？
5)金属的特性表现在那几个方面？
6)铝及铝合金有那些特点？
7)铜及铜合金具有那些主要性能？
8)金属的铸造工艺有那些特点？
9)熔模铸造工艺有那些主要特点：
10)什么叫金属的塑性加工？塑性加工有那些主要特点？
11)金属材料的塑性加工主要有那些工艺？
12)什么叫板料冲压？
13)板料冲压按加工热状态可分为那两种，各自特点是什么？
14)冲压加工的特点有那些？
15)冲压加工的主要工艺有那些?
16)什么是铝合金的氧化与着色处理？
17)铝合金表面形成金属氧化物保护膜的方法有哪些？
18)什么是金属材料热浸涂层工艺？常用的热浸镀金属有那些？并举两个以上应用
实例。
19)什么是高分子化合物？
20)按热性能分,塑料可为哪两类?
21)塑料有那些综合特性？
22)什么是ABS塑料？ABS塑料有什么主要特点和用途？
23)什么叫塑料成型？
24)塑料受热随温度变化呈现那三种力学状态，这三种力学状态对应的成型加工方
法有哪些？
25)塑料成型方法的选择主要取决于哪些？
26)注射成型（注塑成型）的原理是什么？该工艺有那些主要特点？
27)塑料制品常用的表面处理方法有以下四种：
28)以下钢号各表示什么钢种，它们分别有那些含义？
Q210、20、45A、T7、T8A、40Gr、1Cr13、1Cr18Ni9
29)铝合金主要有那些特点？
四、应用题
1）设计任务要求用一种轻便、散热效果好、较经济和有绚丽外观效果的材料作
显示器外壳，请选择造型材料和成型工艺，并作简要说明。
2）一种电熨斗的上壳和握把连接部分由不锈钢整体做成，握把连接部分的最高
温度为120摄氏度，请对握把作材料选择和质感设计，并对设计作简要说明。
3）客户要求用轻质金属材料生产一种动物造型的办公桌面工艺品，表面要用单一的鲜艳色泽修饰。请选择材料和加工工艺。
五、阐述题
为什么说学习材料与工艺对工业设计是非常必要的?
一、判断题，正确的在后面括号打“√”，错误的打“×”。
1）（×）
2）（√）
3）（√）
4）（×）
5）（√）
6）（√）
7）（×）
8）（√）
9）（√）
10）（√）
11）（√）
12）（×）
13）（√）
14）（√）
15）（×）
16）（√）
17）（×）
18）（×）
19）（√）
20）（×）
21）（×）
22）（×）
23）（√）
24）（×）
25）（×）
26）（×）
27）（×）
28）( √ )
二、填空题
1) 线状材料、板状材料、块状材料
2）材料、能源、信息
3）金属材料、无机材料、有机材料、复合
4）布氏洛氏
5）质感设计
6) Recovery（回收）、Recycle（再循环）、Reuse（再利用）、Reduce（减量）。
7) 形态、色彩、质感
8）视觉肌理、触觉肌理
9）黑色金属、有色金属、纯铁、铸铁、钢
10）不锈钢板材、冲压
11）流动性、收缩性
12）合成树脂、添加剂
13）热塑性塑料、热固性塑料
14) 树脂、添加剂
15）丙烯腈、丁二烯、苯乙烯
16）吹塑
17）热浸镀锡
18）白铜
19） 0.2 ％、 0.1％、≤0.08％
20）分离工序、成形工序
21）热固性塑料、热塑性塑料、缩合物塑料、聚合物塑料、层压塑料、压缩塑料、工程塑料、通用塑
22）玻璃态、高弹态、粘流态
23）金属铝板、工程塑料、贴塑铝板
三、问答题
1）答：绿色材料(生态或环境材料)是指具有良好使用性能，对资源和能源消耗
少，对生态环境污染小，可再生利用率或可降解,循环利用率高，在材料的制备、使用、废弃到再生循环利用的整个过程中，都与环境协调的材料。典型绿色材料有：
生物降解材料：一类是淀粉基热塑性塑料制品，另类是脂肪族聚酯塑料制品。
循环与再生材料：可多次重复循环使用；废弃物可作为再生资源；废弃物的处理对环境不产生二次污染或对环境影响小。
2）答：视觉肌理和触觉肌理。
视觉肌理：木材的木纹、玻璃雕刻及印花、镀铬的效果（银光亮）等；触觉肌理：凹凸感、湿润和干涩感、凉爽与温暖感、玻璃的硬和凉等
3）答：拉伸试验可测定材料力学性能、表达这些性能的符号、公式和单位如下表所示：
4）答：产品的面板设计主要采用的材料和特点是：
1、金属铝板。特点：铝板质轻，加工和处理方法简单多样，适宜单件小批量和大量制作，应用普遍。
2、工程塑料。特点：可制成有凹凸感的版面，具有色泽柔和、多样、美观大方的特点应用广泛，易于大批量生产。
3、贴塑铝板和贴塑钢板。特点：铝板或钢板实行塑料贴面具有颜色多样、实干细腻、朴素大方、稳重高雅的艺术效果。
5）答：金属的特性表现在以下几个方面：
1都具有一定的强度、硬度和塑性等，
2是电与热的良导体。
3金属材料表面具有金属所特有的色彩与光泽。
4金属可以与其他金属或非金属在熔融态下形成合金，以改善金属的性能。
5除了贵金属之外，几乎所有金属的化学性能都较活泼，易氧化而生锈，6产生腐蚀。故金属产品表面都要进行保护处理。
6）答：铝及铝合金的特点有：
1密度小、比强度高
2纯铝的密度为 2.7g/cm3, 仅为铁的1/3。铝合金的密度与纯铝相近。铝合金（强化后）的强度与低合金高强钢的强度相近，铝合金比强度比一般高强钢高得多。3有优良的物理、化学性能
4铝的导电性好，仅次于银、铜和金，在室温时的导电率约为铜的64%。
5铝及铝合金有相当好的抗大气腐蚀能力，铝及铝合金磁化率极低，接近于非铁磁性材料。
6加工性能良好，铝及铝合金(退火)的塑性很好，可以冷成形。切削性能也很好。超高强铝合金成形后可通过热处理获得很高的强度。铸铝合金的铸造性能极好。
7）答：铜及铜合金具的主要性能有：
1优异的物理、化学性能
铜导电性、导热性极很好。
铜及铜合金对大气和水的抗蚀能力较高。
铜是抗磁性物质。
2良好的加工性能。
塑性很好，容易冷、热成形；
铸造铜合金有很好的铸造性能。
具有某些特殊机械性能，例如优良的减摩性和耐磨性(如青铜及部分黄铜)，高的弹性极限和疲劳极限(如铍青铜等)。
3具一定的色泽
不同的铜合金具有不一样的颜色，有独特的质感效果。
8）答：金属的铸造工艺的特点是：
1适应性广。适应铸铁，碳钢，有色金属等材料；铸件大小，形状和重量几乎不受限制；壁厚1mm到1m 。
2可复杂成形。适合形状复杂，尤其是有复杂内腔的毛坯或零件。
3成本较低。与其它工艺方法相比，铸造成型生产成本低，
4不足点：容易产生组织缺陷，力学性能偏低，质量不稳定。因此，铸件多数做为毛坯用。
9）答：熔模铸造工艺的特点如下：
1可不考虑脱模问题，无分型面。
2铸件形状精度高，表面光洁，不必加工或少加工。
3能够铸造各种合金铸件。
4适用于中小型、薄壁、复杂的铸件，铸件重量一般不超过25Kg。
5熔模铸造工序多，生产周期长。
10）答：塑性加工又称金属压力加工，是指在外力作用下使金属坯料发生塑性变形，从而获得具有一定形状、尺寸和机械力学性能的坯件或零件的加工方法。金属材料的塑性加工的主要特点是：
在成型的同时，还能改善材料的组织结构与形态而引起性能的变化。
不宜于加工脆性材料或形状复杂的制品。
适于专业大规模生产，要用专门设备和工具。
11）答：主要有：锻造、轧制、挤压、拔制和冲压工艺。
12）答：板料冲压常简称冲压，是在压力作用下利用模具使金属板料分离或产生塑性变形，以获得所需工件的工艺方法。
13）答：有热冲压和冷冲压之分。前者是对变形抗力高，塑性较差的板料加工；后者则在室温下，对低碳钢薄板材、有色金属及合金板材进行加工。如生活铝制品、铝、镁合金材质的电器壳体等。
14）答：冲压加工生产的特点：
生产效率高，产品尺寸均匀一致，表面光洁，适合大批量生产，成本低。
冲压加工，广泛应用在航空、汽车、电器等工业上和生活日用品的生产。
15）答: 压加工的主要工艺有冲孔、落料、剪裁、弯曲、拉深、卷边等。
16）答：铝合金的氧化处理是使铝合金表面通过电化学或化学反应，在其表面可形成具有一定厚度、硬度、耐腐蚀性和耐磨性的AI2O3覆盖膜保护层。该保护层附着力强，不会从基体上剥落，又易着色。再者，该氧化物覆盖膜具有多孔性，吸附力强，是作为电镀和涂装工艺的良好底层。
17）答：铝合金表面形成金属氧化物保护膜的方法有：
1电化学氧化法——阳极氧化法
2化学氧化
刚得到的新鲜氧化膜层，它具有多孔性，吸附力强，容易染上各种颜色，具有很好的装饰效果。
18）答：金属材料热浸涂层工艺是金属材料热浸镀保护层的方法。其工艺过程是：将去油污后的制品，浸渍于液态金属中，经短时间取出后使制品表面吸附上一薄膜金属保护层。
热浸涂层的材料主要是一些低熔点的有色金属，工业上被广泛采用的热浸镀金属有：Sn、Zn、AI、Pb等。例如，罐头盒材料——马口铁，即低碳钢铁皮。经热浸镀金属锡Sn后，得到热镀锡层，具有很好的耐蚀能力。又如，白铁皮、白铁丝，经热镀铝后形成具有极好的抗氧化能力的铝层。
19）答：高分子化合物是由一种或多种简单低分子化合物（单体）经过反复多次相互聚合成分子量特别大（至少在5000以上）的大分子化合物，又称聚合物或高聚物。如，聚乙烯，是由众多的单分子乙烯化合物聚合而成.
20）答：按热性能分,热塑性塑料和热固性塑料。
21）答：塑料的综合特性有：
1.质量轻密度一般在0.9~
2.2g/cm3之间，平均约为铝的1/2、钢的1/5。
2.导热性低，密实塑料的导热系数一般为0.12~0.80W/m.K。钢为52W/m.K.
3.比强度高，塑料及制品的比强度高，即单位密度的强度高。
4.耐腐蚀性好，塑料对酸、碱、盐类的侵蚀，具有较强的抵抗性。
5.电绝缘性好，塑料是良好的电绝缘材料。
6.装饰性好，塑料具有良好的装饰性能，能制成线条清晰、色彩鲜艳、光泽明亮的图案。
7.经济性，塑料制品低价格、使有价值高。
8.耐热性差，塑料的耐热性比较差。
9.易燃塑料，一般是可燃的，而且在燃烧时产生大量的烟雾，还会产生有毒气体。
10.易老化，塑料制品在阳光、空气、热等作用下，其性能变差。老化的根本原因是高分子链的交联和裂解。性能恶化的表现：失去弹性、出现龟裂、变应、变软、变粘、变色等。
11.降解困难，对环境不友好。
22）答：ABS塑料是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物。ABS塑料的主要特点有:
1.具有"硬、韧、刚" 的特性，综合机械性能良好，
2.尺寸稳定，容易电镀和易于成形。
3.耐热性较好，在－40 ℃的低温下仍有一定的机械强度。
各种产品的外壳、把手、管道、仪表壳、仪表盘、水箱外壳等、汽车安全保险杠、扶手、纺织器材、电讯器件等。
23）答：塑料成型是将树脂和各种添加剂的混合物作为原料，制成具有一定形状的制品的工艺过程。
24）答：高聚物受热随温度变化，呈现三种状态：
1.玻璃态，当温度T 2.高弹态，当温度升高到Tg 3.粘流态，指聚合物受热温度在Tf以上时，受力时产生粘性流动，即呈熔融态。在此状态下，高聚物可通过注射、挤压、吹塑等方法成型出各种形状的塑料制品。根据聚合物所处不同力学状态，塑料成型加工的方法可分为三种： 1.处于玻璃态的塑料，可以采用车，铣、钻、刨等机械加工方法和电镀、喷涂等表面处理方法； 2.当塑料处于高弹态时，可以采用热冲压、弯曲，真空成型等热变形加工方法； 3.把塑料加热到粘流态，可以进行注射成型、挤出成型，吹塑成型等粘性流动加工。 答：塑料成型方法的选择取决于塑料的类型(热塑性或热固性)、特性、起始状态及制成品的结构、尺寸和形状等。 26）答：注射成型的原理是利用注射机中的螺杆或柱塞的直线运动，将料筒内已加热塑化的粘流态塑料以一定的压力和速度注入到合模的模腔内，冷却硬化后即成所需的制品。 注射成型的技术特点： 1是所有热塑性塑料和部分流动性好的热固性塑料的主要成型方法之一。 2能一次成型出制品外形复杂、尺寸精确和带嵌件的制品。 3成型周期短、生产效率高。 4注塑制品可不作表面处理。 27）答：常用的表面处理方法有以下四种： ①涂饰：塑料零件涂饰的目的，主要是防止塑料制品老化，提高制品耐化学药品与耐溶剂的能力，以及装饰着色，获得不同表面肌理等。 ②镀饰：塑料零件表面镀覆金属，是塑料二次加工的重要工艺之一。它能改善塑料零件的表面性能，达到防护、装饰和美化的目的。例如，使塑料零件具有导电性，提高制品的表面硬度和耐磨性，提高防老化、防潮、防溶剂侵蚀的性能，并使制品具有金属光泽。因此，塑料金属化或塑料镀覆金属，是当前扩大塑料制品应用范围的重要加工方法之一。 ③烫印：利用刻有图案或文字的热模，在一定的压力下，将烫印材料上的彩色锡箔转移到塑料制品表面上，从而获得精美的图案和文字。 ④丝网印: 在丝网上贴镂空字，然后将文字或图案刷印在塑料上。 28）答：它们分别表示的钢种和含义如下： 29）铝合金有以下特点： 1.密度小、比强度高 2.纯铝的密度为 2.7g/cm3, 仅为铁的1/3。铝合金的密度与纯铝相近。 3.铝合金比强度高。铝合金（强化后）的强度与低合金高强钢的强度相近，铝合金比强度比一般高强钢高得多。 4.有优良的物理、化学性能 铝的导电性好，仅次于银、铜和金，在室温时的导电率约为铜的64%。铝及铝合金有相当好的抗大气腐蚀能力，铝及铝合金磁化率极低，接近于非铁磁性材料。 5.加工性能良好。铝及铝合金(退火)的塑性很好，可以冷成形。切削性能也很好。超高强铝合金成形后可通过热处理获得很高的强度。铸铝合金的铸造性能极好。【返回】 四、应用题 1）答题要点参考： 1、材料选择：首先题意要求了用轻质和散热材料，再考虑到材料要有一定强度，加工性好和经济性。应选择铝合金材料。 2、加工工艺：包括成型工艺和表面处理工艺。 成型可用板材冲压或铸造。 符合题意的表面处理工艺是铝合金的阳极氧化着色。 2）答题要点参考： 1.材料选择：要有一定强度，考虑料耐热性，考虑了加工性和经济性，适合批量生产。并作了简要说明。 2.质感设计正确阐述了以下内容： （1）对材料的表面加工处理，并对材料生理属性、物理属性和肌理有所分析；（2）和龙头形成的质感效果； （3）装饰性和使用性的结合； （4）考虑了色彩和质感的协调。 3)答题要点参考： 1、材料选择：首先题意要求了用轻质和金属材料，再考虑到材料要有一定强度， 加工性好和经济性。应选择铝合金材料。 2、加工工艺：包括成型工艺和表面处理工艺。 由于动物造型比较复杂，不易脱模，应用熔模铸造法成型。 符合题意的表面处理工艺是铝合金阳极氧化或化学氧化处理后着色。 答题要点参考： 1.材料选择：首先题意要求了用轻质和金属材料，再考虑到材料要有一定强度，加工性好和经济性。应选择铝合金材料。 2.加工工艺：包括成型工艺和表面处理工艺。 由于动物造型比较复杂，不易脱模，应用熔模铸造法成型。 符合题意的表面处理工艺是铝合金阳极氧化或化学氧化处理后着色。 五、阐述题 答题要点参考： 1.从人类社会文明的进步和材料的关系阐述，材料的使用是人类社会文明发展的标志。 2.当今材料在现代社会和现代技术中的地位阐述，材料、能源与信息已成为作为现代社会和现代技术的三大支柱。 3.从工业设计的过程阐述，设计的同时就要考虑材料与工艺，对设计工业设计而言，材料是产品成型的基本载体，工艺是成型的手段，不同的材料对应有不同的工艺。 4.自己的认识和体会。 2-1 判断题（正确的画O，错误的画×） 1．浇注温度是影响铸造合金充型能力和铸件质量的重要因素。提高浇注温度有利于获得形状完整、轮廓清晰、薄而复杂的铸件。因此，浇注温度越高越好。（×） 2．合金收缩经历三个阶段。其中，液态收缩和凝固收缩是铸件产生缩孔、缩松的基本原因，而固态收缩是铸件产生内应力、变形和裂纹的主要原因。（O） 3．结晶温度范围的大小对合金结晶过程有重要影响。铸造生产都希望采用结晶温度范围小的合金或共晶成分合金，原因是这些合金的流动性好，且易形成集中缩孔，从而可以通过设置冒口，将缩孔转移到冒口中，得到合格的铸件。（O） 4．为了防止铸件产生裂纹，在零件设计时，力求壁厚均匀；在合金成分上应严格限制钢和铸铁中的硫、磷含量；在工艺上应提高型砂及型芯砂的退让性。（O） 5．铸造合金的充型能力主要取决于合金的流动性、浇注条件和铸型性质。所以当合金的成分和铸件结构一定时；控制合金充型能力的唯一因素是浇注温度。（×） 6．铸造合金在冷却过程中产生的收缩分为液态收缩、凝固收缩和固态收缩。共晶成分合金由于在恒温下凝固，即开始凝固温度等于凝固终止温度，结晶温度范围为零。因此，共晶成分合金不产生凝固收缩，只产生液态收缩和固态收缩，具有很好的铸造性能。（×） 7．气孔是气体在铸件内形成的孔洞。气孔不仅降低了铸件的力学性能，而且还降低了铸件的气密性。（O） 8．采用顺序凝固原则，可以防止铸件产生缩孔缺陷，但它也增加了造型的复杂程度，并耗费许多合金液体，同时增大了铸件产生变形、裂纹的倾向。（O） 2-2 选择题 1．为了防止铸件产生浇不足、冷隔等缺陷，可以采用的措施有（D）。 A．减弱铸型的冷却能力；B．增加铸型的直浇口高度； C．提高合金的浇注温度；D．A、B和C；E．A和C。 2．顺序凝固和同时凝固均有各自的优缺点。为保证铸件质量，通常顺序凝固适合于（D），而同时凝固适合于（B）。 A．吸气倾向大的铸造合金；B．产生变形和裂纹倾向大的铸造合金； C．流动性差的铸造合金；D．产生缩孔倾向大的铸造合金。 3．铸造应力过大将导致铸件产生变形或裂纹。消除铸件中残余应力的方法是（D）；消除铸件中机械应力的方法是（C）。 A．采用同时凝固原则；B．提高型、芯砂的退让性； C．及时落砂；D．去应力退火。 4．合金的铸造性能主要是指合金的（B）、（C）和（G）。 A．充型能力；B．流动性；C．收缩；D．缩孔倾向；E．铸造应力；F．裂纹；G.偏析；H.气孔。 . 重庆工学院考试试卷（B） 一、填空题（每空2分，共40分） 1．液态金属本身的流动能力主要由液态金属的、和等决定。2．液态金属或合金凝固的驱动力由提供。 3．晶体的宏观生长方式取决于固液界面前沿液相中的温度梯度，当温度梯度为正时，晶体的宏观生长方式为，当温度梯度为负时，晶体的宏观生长方式为。 5．液态金属凝固过程中的液体流动主要包括和。6．液态金属凝固时由热扩散引起的过冷称为。 7．铸件宏观凝固组织一般包括、和 三个不同形态的晶区。 8．内应力按其产生的原因可分为、和三种。9．铸造金属或合金从浇铸温度冷却到室温一般要经历、和三个收缩阶段。 10．铸件中的成分偏析按范围大小可分为和二大类。 二、下列各小题均有多个答案，选择最适合的一个填于横线上（每空1分，共9分）。 1.塑性变形时，工具表面的粗糙度对摩擦系数的影响工件表面的粗糙度对 摩擦系数的影响。 . Ａ、大于；Ｂ、等于；Ｃ、小于； 2.塑性变形时不产生硬化的材料叫做。 Ａ、理想塑性材料；Ｂ、理想弹性材料；Ｃ、硬化材料； 3.用近似平衡微分方程和近似塑性条件求解塑性成形问题的方法称 为。 Ａ、解析法；Ｂ、主应力法；Ｃ、滑移线法； 4.韧性金属材料屈服时，准则较符合实际的。 Ａ、密席斯；Ｂ、屈雷斯加；Ｃ密席斯与屈雷斯加； 5.塑性变形之前不产生弹性变形（或者忽略弹性变形）的材料叫做。 Ａ、理想弹性材料；Ｂ、理想刚塑性材料；Ｃ、塑性材料； 6.硫元素的存在使得碳钢易于产生。 Ａ、热脆性；Ｂ、冷脆性；Ｃ、兰脆性； 7.应力状态中的应力，能充分发挥材料的塑性。 Ａ、拉应力；Ｂ、压应力；Ｃ、拉应力与压应力； 8.平面应变时，其平均正应力 ｍ中间主应力 ２。 Ａ、大于；Ｂ、等于；Ｃ、小于； 9.钢材中磷使钢的强度、硬度提高，塑性、韧性。 Ａ、提高；Ｂ、降低；Ｃ、没有变化； 三、判断题（对打√，错打×，每题1分，共7分） 1．合金元素使钢的塑性增加，变形拉力下降。（） 《材料成形技术基础》考试样题答题页 （本卷共10页） 三、填空（每空0.5分，共26分） 1.( ) ( ) ( ) 2.( ) 3.( ) ( ) 4.( ) 5.( ) ( )6.( ) ( )7.( ) ( )8.( ) ( )9.( ) 10.( )11.( )12.( ) ( ) 13.( ) ( )14.( )15.( ) 16.( ) ( )17.( ) ( ) 18.( )19.( )20.( ) ( ) 21.( ) ( )22.( )23.( ) 24.( )25.( ) ( )26.( ) ( )27.( ) ( )28.( ) 29.( ) ( )30.( )31.( ) ( ) ( )32.( ) ( ) 四、综合题（20分） 1、绘制图5的铸造工艺图（6分） 修 2、绘制图6的自由锻件图，并按顺序选择自由锻基本工序。（6分） 自由锻基本工序： 3、请修改图7--图10的焊接结构，并写出修改原因。 图7手弧焊钢板焊接结构（2分）图8手弧焊不同厚度钢板结构（2分） 修改原因：焊缝集中修改原因：不便于操作 图9钢管与圆钢的电阻对焊（2分）图10管子的钎焊（2分） 修改原因：修改原因： 《材料成形技术基础》考试样题 （本卷共10页） 注：答案一律写在答题页中规定位置上，写在其它处无效。 一、判断题（16分，每空0.5分。正确的画“O”，错误的画“×”） 1．过热度相同时，结晶温度范围大的合金比结晶温度范围小的合金流动性好。这是因为在结晶时，结晶温度范围大的合金中，尚未结晶的液态合金还有一定的流动能力。F 2．采用顺序凝固原则，可以防止铸件产生缩孔缺陷，但它也增加了造型的复杂程度，并耗费许多合金液体，同时增大了铸件产生变形、裂纹的倾向。T 3．HT100、HT150、HT200均为普通灰口铸铁，随着牌号的提高，C、Si含量增多，以减少片状石墨的数量，增加珠光体的数量。 4．缩孔和缩松都是铸件的缺陷，在生产中消除缩孔要比消除缩松容易。T 5．铸件铸造后产生弯曲变形，其原因是铸件的壁厚不均匀，铸件在整个收缩过程中，铸件各部分冷却速度不一致，收缩不一致，形成较大的热应力所至。T 6．影响铸件凝固方式的主要因素是合金的化学成分和铸件 1.以硬质PVC为例说明管材挤出成型加工工艺及其特点以及影响因素（10分） 答：挤出工艺：物料经挤出机塑化、机头口模成型后，经定型装置冷却定型、冷却水槽冷却、牵引、切割，得到管材制品。（3分） 特点：①口模横截面积不能大于挤出机料筒横截面积的40％。②挤出机头有直通式和偏移式两类，后者只用于内径尺寸要求精确的产品，很少采用。③定径套内径略大于管材外径；机头上调节螺钉可调节管材同心度；牵引速度可调节管材尺寸；（4分）④PVC，粘度大，流动性差，热稳定性差；生成热多，结合缝不易愈合，管材易定型。（3分）。 影响因素：温度、螺杆转速及冷却、牵引速度、压缩空气 2.简述挤出成型原理并讨论提高加料段固体输送速率的措施。 原理：粉（粒）料，加入挤出机经①加热、塑化成熔体，再经机头口模②流动成型成连续体，最后经冷却装置③冷却定型成制品。（4分）。措施：提高螺杆转速，提高料筒内表面摩擦系数fb，降低螺杆外表面摩擦系数fs（4分）。 3.简述管材挤出的工艺过程及管材挤出的定径方法。 答：管材挤出的基本工艺是：物料经挤出机塑化、机头口模成型后，经定型装置冷却定型、冷却水槽冷却、牵引、切割，得到管材制品。（3分）（4分) 管材的内外径应分别等于管芯的外径和口模的内径。管材挤出的定径方法分为定内径和定外径两种。（2分) 外径定型是使挤出的管子的外壁与定径套的内壁相接触而起定型作用的，为此，可用向管内通入压缩空气的内压法或在管子外壁抽真空法来实现外径定型。（2分) 内径定型法是将定径套装于挤出的塑料管内，即使挤出管子的内壁与定径套的外壁相接触， 在定径套内通以冷水对管子冷却定径。（2分) 4.挤出时，渐变螺杆和突变螺杆具有不同的加工特点。已知：PVC软化点75~165℃；尼龙的熔融温度范 围则较窄，约10℃，它们应分别选用何种螺杆进行加工？简要说明理由。（12分） 答： PVC应选用渐变螺杆而尼龙应选择突变螺杆进行加工。（4分）因为PVC是无定形塑料，无固定的熔点，软化温度范围较宽，其熔融过程是逐渐进行的，所以选择熔融段较长的渐变螺杆；PA是结晶性塑料，有固定的熔点，熔融温度范围较窄，温度达到熔点后，熔融较快，应选择熔化区较短的突变螺杆。（3分） 5.根据挤出理论和实践，物料在挤出过程中热量的来源主要有两个，一是物料与物料之间，物料与螺杆、 机筒之间的剪切、摩擦产生的热量，另一个是料筒提供的热量。 6.根据最简流动方程，熔体在螺杆计量段的流动有正流、逆流、横流和漏流四种 7.试分析螺杆挤出机生产中产生物料架桥现象的原因。 答：（1）原料配方中有黏度较大的助剂造成物料结块导致无法下料。 （2）下料段设定的温度过高，引起物料熔化，螺杆无法推进物料，造成物料架桥。 （3）喂料系统发生故障，无法正常工作，造成物料架桥。 8.请问为什么挤出机要在料斗座处加冷却装置？ 答：为避免加料斗出现“架桥”现象而影响加料及固体输送效率。 9.机筒加热和冷却的目的是什么？ 答：加热促进物料塑化；冷却为防物料过热。 10.什么叫螺杆的长径比？螺杆长径比的增加对物料的加工有何好处？ 答：螺杆有效工作长度与直径之比。n一定时，L/D增加，物料在螺杆中运行时间延长，有利于物料塑化与混合，使升温过程变缓；可使均化段长度增加，可减少逆流和漏流，有利提高生产能力。 11.挤出成型是在什么温度之间进行的？物料在什么温度范围容易挤出？挤出温度由什么决定？ 答：在黏流温度Tf与分解Td之间挤出成型；范围越宽越易挤出成型。具体温度应根据原料的配方、挤出机头结构、螺杆转速来定。 材料成型复习题(答案) 一、 1落料和冲孔：落料和冲孔又称冲裁，是使坯料按封闭轮廓分离。落料是被分离的部分为所需要的工件，而留下的周边是废料；冲孔则相反。 2 焊接：将分离的金属用局部加热或加压，或两者兼而使用等手段，借助于金属内部原子的 结合和扩散作用牢固的连接起来，形成永久性接头的过程。 3顺序凝固：是采用各种措施保证铸件结构各部分，从远离冒口的部分到冒口之间建立一个逐渐递增的温度梯度，实现由远离冒口的部分最先凝固，在向冒口方向顺序凝固，使缩孔移至冒口中，切除冒口即可获得合格零件的铸造工艺 同时凝固：是指采取一些工艺措施，使铸件个部分温差很小，几乎同时进行凝固获得合格零件的铸造工艺 4．缩孔、缩松液态金属在凝固过程中，由于液态收缩和凝固收缩，因而在铸件最后凝固部位出现大而集中的孔洞，这种孔洞称为缩孔，而细小而分散的孔洞称为分散性缩孔，简称缩松。 5.直流正接：将焊件接电焊机的正极，焊条接其负极；用于较厚或高熔点金属的焊接。 直流反接：将焊件接电焊机的负极，焊条接其正极；用于轻薄或低熔点金属的焊接。 6 自由锻造：利用冲击力或压力使金属材料在上下两个砧铁之间或锤头与砧铁之间产生变形，从而获得所需形状、尺寸和力学性能的锻件的成形过程。 模型锻造：它包括模锻和镦锻，它是将加热或不加热的坯料置于锻模模膛内，然后施加冲击力或压力使坯料发生塑性变形而获得锻件的锻造成型过程。 7.钎焊：利用熔点比钎焊金属低的钎料作填充金属，适当加热后，钎料熔化将处于固态的焊件连接起来的一种方法。 8.金属焊接性：金属在一定条件下，获得优质焊接接头的难易程度，即金属材料对焊接加工的适应性。 9，粉末冶金：是用金属粉末做原料，经压制后烧结而制造各种零件和产品的方法。 二、 1、铸件中可能存在的气孔有侵入气孔、析出气孔、反应气孔三种。 2、金属粉末的基本性能包括成分、粒径分布、颗粒形状和大小以及技术特征等。 3、砂型铸造常用的机器造型方法有震实造型、微震实造型、高压造型、抛砂造型等。 4、影响金属焊接的主要因素有温度、压力。 5、粉末压制生产技术流程为粉末制取、配混、压制成形、烧结、其他处理加工。 6、影响液态金属充型能力的因素有金属流动性、铸型性质、浇注条件、铸件结构四个方面。 7、金属材料的可锻性常用金属的塑性指标和变形抗力来综合衡量。 8、熔化焊接用焊条通常由焊芯和药皮组成，其中焊芯的主要作用为作为电源的一个电极，传导电流，产生电弧、熔化后作为填充材料，与母材一起构成焊缝金属等。 9、金属塑性变形的基本规律是体积不变定律和最小阻力定律。 10、一般砂型铸造技术的浇注系统结构主要由浇口杯，直浇道，横浇道，内浇道组成。 11、硬质合金是将一些难熔的金属碳化物和金属黏结剂 1.铸件在冷却过程中，若其固态收缩受到阻碍，铸件内部即将产生内应力。按内应力的产生原因，可分为应力和应力两种。 2.常用的特种铸造方法 有：、、、、和 等。 3.压力加工是使金属在外力作用下产生而获得毛 坯或零件的方法。 4.常用的焊接方法有、和 三大类。 5.影响充型能力的重要因素有、和 等。 6.压力加工的基本生产方式 有、、、、和等。 7.热应力的分布规律是：厚壁受应力，薄壁受 应力。 8.提高金属变形的温度，是改善金属可锻性的有效措施。但温度过高，必将产生、、和严重氧化等缺陷。所以应该严格 控制锻造温度。 9.板料分离工序中，使坯料按封闭的轮廓分离的工序称为； 使板料沿不封闭的轮廓分离的工序称为。 10.拉深件常见的缺陷是和。 11.板料冲压的基本工序分为和。前者指冲裁工序，后者包括、、和。 12.为防止弯裂，弯曲时应尽可能使弯曲造成的拉应力与坯料的纤维 方向。 13.拉深系数越，表明拉深时材料的变形程度越大。 14.将平板毛坯变成开口空心零件的工序称为。 15.熔焊时，焊接接头是由、、和 组成。其中和是焊接接头中最薄弱区域。 16.常用的塑性成形方法 有：、、、、 等。 16.电阻焊是利用电流通过焊件及接触处所产生的电阻热，将焊件局 部加热到塑性或融化状态，然后在压力作用下形成焊接接头的焊接方法。电阻焊分为焊、焊和焊三种型式。 其中适合于无气密性要求的焊件；适合于焊接有气密性要求的焊件；只适合于搭接接头；只适合于对接接头。 1.灰口铸铁的流动性好于铸钢。（） 2.为了实现顺序凝固，可在铸件上某些厚大部位增设冷铁，对铸件进行补缩。（） 3. 热应力使铸件的厚壁受拉伸，薄壁受压缩。（） 4.缩孔是液态合金在冷凝过程中，其收缩所缩减的容积得不到补足，在铸件内部形成的孔洞。（） 5.熔模铸造时，由于铸型没有分型面，故可生产出形状复杂的铸件。（） 6.为便于造型时起出模型，铸件上应设计有结构斜度即拔模斜度。（） 7.合金的液态收缩是铸件产生裂纹、变形的主要原因。（） 8.在板料多次拉深时，拉深系数的取值应一次比一次小，即 m1>m2>m3…>mn。（） 9.金属冷变形后，其强度、硬度、塑性、韧性均比变形前大为提高。（） 10.提高金属变形时的温度，是改善金属可锻性的有效措施。因此，在保证金属不熔化的前提下，金属的始锻温度越高越好。（）11.锻造只能改变金属坯料的形状而不能改变金属的力学性能。 （） 12.由于低合金结构钢的合金含量不高，均具有较好的可焊性，故焊前无需预热。（） 13.钢中的碳是对可焊性影响最大的因素，随着含碳量的增加，可焊性变好。（） 14.用交流弧焊机焊接时，焊件接正极，焊条接负极的正接法常用于 材料成型工艺复习资料 1.材料成型技术可分为：凝固（或称液态）成型技术（铸造）、塑性成型技术（锻压）、焊接（连接）成型技术、粉末冶金成型技术、非金属成型技术等。 2.铸造是将熔融金属浇注、压摄或吸入铸型腔中，待其凝固够而获得一定形状和性能的铸件工艺方法。 3.液态金属的凝固方式：逐层凝固；糊状凝固；中间凝固。 4.铸造合金从浇注到室温经历的收缩阶段：液态收缩；凝固收缩；固态收缩。 5.影响收缩的因素;化学成分、浇注温度、铸件结构与铸型条件等。 6.铸铁的熔炼设备：冲天炉、电弧炉、工频炉等，其中冲天炉应用最广。 7.机器造型按照砂型紧压方式的不同分为：振击压实造型、微振压实造型、高压造型、气冲造型、射压造型和抛砂造型。 8.常用的特种铸造方法有熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、离心铸造、低压铸造、陶瓷型铸造等。 9.熔模铸造是指用易熔材料(蜡)制成模样，然后在其表面涂挂若干层耐火材料，待其硬化干燥后，将模样 熔去后面而制成形壳，再经焙烧、浇注而获得铸件的一种方法。 10.浇注位置的选择应考虑：1，重要加工面或主要工作面应出于铸型的底面或侧面。2，铸件上的大平面 结构或薄壁结构应朝下或成侧立状态。3，对于容易产生缩孔的铸件，应使厚的部分放在上部或侧面。 4，应尽量减少芯子的数量，便于芯子安放、固定、检查和排气。5，便于起模，使造型工艺简化。6，应尽量使铸件的全部或大部置于同一沙箱中，或使主要加工面与加工的基准面处于同一砂型中，以避免产生错箱、披缝和毛刺，降低铸件精度，增加清理工作量。 11.金属塑性成形是利用金属材料所具有的塑性变形能力，在外力的作用下使金属材料产生预期的塑性变 形来获得具有一定形状、尺寸和力学性能的零件或毛坯的加工方法。 12.模锻是在模锻设备上利用高强度锻模使金属坯料在模膛内受压产生变形而获得所需形状、尺寸以及内 部质量的锻件的成型工艺。 13.拉拔是将金属坯料拉过拔模的模孔而变形得到的成型工艺。 14.挤压是将金属坯料在挤压模内受压被挤出模孔而变形的成型工艺。 15.轧制是将金属坯料在两个回转轧锟之间受压变形那个人形成各种产品的成型工艺。 16.金属的塑性成形性能在工程上常用金属的锻造性表示，锻造性能的好坏，常用金属的塑性和变形抗力 两个指标来衡量。 17.模锻模膛按作用分为：模锻模膛（预锻模膛、终锻模膛），制坯模膛（拔长模膛、滚压模膛、弯曲模膛、 切断模膛）。 18.板料冲压的坯料厚度一般不大于4cm，通常在常温（低于板料的再结晶温度）下冲压，称为冷冲压。 19.板料冲压的特点：1.冲压件的尺寸公差由模具保证，可获得尺寸精确、表面光洁、形式复杂的冲压件。 2.冲压件由薄板加工，材料经过塑性变形产生冷变形强化，具有质量轻、强度高和刚性好的优点。 3. 冲压生产操作简单、生产效率高、易于实现机械化和自动化。 20.冲裁变形过程：1。弹性变形过程2.塑性变形阶段3.剪裂分离阶段 21.拉深过程中的主要缺陷是起皱和拉裂。 22.常用的冷冲压模按工序组合可分为简单冲模、连续冲模和复合冲模。 23.超塑性成形指金属或合金在低的变形速率、一定的变形温度和均匀的细晶粒度条件下，其相对伸长率 A超过100%以上的变形。 24.高速高能的成形方法：1.爆炸成形2.电液成形3.电磁成形。 25.锤上模锻的结构设计：1.应有一个合理的分没面2.合理设计加工表面和加工表面3.外形应力求简单、 平直、对称（为了使金属易于充满模膛，减少工序，零件的外形应力求简单、平直、对称。避免零件截面差别过大，或具有薄壁、高筋、凸起等不良结构）4. 尽量避免深孔或多孔结构。 26.焊接热影响区：1.过热区2.正火区3.部分相变区4.再结晶区(P112) 材料对人类社会、对产品性能、对设计、效率。 质感：生理属性，物理属性。环境耐候性，加工成型性，表面工艺性性（涂装，电镀，氧化，着色）。柔软细腻，光洁，华丽轻巧朴实。 金属材料：具有光泽，富有延展性，容易导电，导热等。 机械性能：弹性，刚度，塑性，强度，硬度，动载荷，冲击特性，交变载荷。物理化学性能：比重，导热导电性，热膨胀性，磁性。。抗蚀性，抗氧化性。工艺性能：适应加工处理，锻造，铸造，焊接，切削加工性能。合金经过熔合。钢的 普通热处理：退火。正火，淬火，回火。钢 表面热处理：表面淬火，化学处理、渗碳、渗氮、碳氮共渗，淬火，神探淬火，退火。 铸铁：（灰口）最便宜、最方便、最广泛。强度高、现代化，但具有优良的铸造性能，耐磨性，切削加工性，减震性，低的缺口敏感性。 铝合金：银白色、比重小、导电性好、易钝化；塑性好、收缩率大，铸造性能差。。固溶性，塑性好，耐腐蚀。用途：（电料、电源插座的壳体、轨道灯、镇流器、座位的滑槽、骨架、原材料、装饰：门窗等方便易用，并适合单体小批量生产，加工容易。）连接。板、棒、型、线、箔材。 铜合金：导电性极好，导热性，塑性好，丝箔。铸造性能较差。轴套，船舶。耐腐蚀，耐磨。 工艺性能：铸造性能，锻造性能，焊接性能，机械加工性能，热处理工艺性。价格、规格统一、货源。（碳钢，锻、机、加好，热处理差，强度低。合金钢，锻、机、加不好，热处理好，强度高。）经济。成型工艺：焊接，机械加工， 热处理工艺。铸造工艺：把原料加热液态，在模具内冷却成型的一种生产工艺过程。即注塑。锻压工艺：利用锻压机械的锤头、砧块、冲头或通过模具对坯料施加压力，使之产生塑性变形而获得所需形状和尺寸的制件的成形加工方法。 工艺分析：轴类：毛坯成型：热轧、冷拨圆钢，锻造大坯。。齿轮：毛坯，铸造、锻造。 套筒类：短孔，钻孔，车孔，磨孔，攻丝。长套筒，毛坯，无缝管车外圆、深孔推镗，半精推镗，……精铰。冲压,弯曲,拉伸。 可拆装的连接：螺丝钉、螺栓、拉链、扣钉、卡扣、铆接、销接、插接、搭接、铰链、倒刺毛、丝带、电磁、挂钩。不可拆的连接：焊接、粘接、天线抽拉。 塑料：特性：原料来源广、性能优良、加工成型方便、具有一定的装饰性和现代质感。品种繁多，价格比较低廉，应用范围广。 优点：①质轻、比强度高②透明、易着色③对电、热、声有良好的绝缘性④耐磨、自润滑性能好⑤耐化学药品性缺点：①不耐高温②制品易变形③易老化 塑料的组成：合成树脂、填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、着色剂、固化剂和其他成分。 鉴别方法：简易（燃烧法），对比鉴别，其他鉴别法。 聚乙烯：PE无臭，无毒,手感似蜡,具优良的耐低温性能化学稳定性好,能耐大多数酸碱的侵蚀，常温下不溶于一般溶剂,吸水性小,电绝缘性能良。 用途：主要用来制造薄膜、容器、管道、单丝、电线电缆、日用品等，并可 （ . . , [ ' 《材料成形技术基础》考试样题答题页 （本卷共10页） 三、填空（每空分，共26分） 1.( ) ( ) ( ) 2.( ) 3.( ) ( ) 4.( ) 5.( ) < ( )6.( ) ( )7.( ) ( )8.( ) ( )9.( ) 10.( )11.( )12.( ) ( ) 13.( ) ( )14.( )15.( ) 16.( ) ( )17.( ) ( ) 18.( )19.( )20.( ) ( ) 21.( ) ( )22.( )23.( ) 24.( )25.( ) ( )26.( ) — ( )27.( ) ( )28.( ) 29.( ) ( )30.( )31.( ) ( ) ( )32.( ) ( ) 四、综合题（20分） 1、绘制图5的铸造工艺图（6分） 修 2、绘制图6的自由锻件图，并按顺 序选择自由锻基本工序。（6分） · 自由锻基本工序： 3、请修改图7--图10的焊接结构，并写出修改原因。 、 图7手弧焊钢板焊接结构（2分）图8手弧焊不同厚度钢板结构（2分） 修改原因：焊缝集中修改原因：不便于操作 ~ 图9钢管与圆钢的电阻对焊（2分）图10管子的钎焊（2分） 修改原因：修改原因： 《材料成形技术基础》考试样题 （本卷共10页） 注：答案一律写在答题页中规定位置上，写在其它处无效。 一、判断题（16分，每空分。正确的画“O”，错误的画“×”） 1．( 结晶温度范围大的合金比结晶温度范围小的合2．过热度相同时， 金流动性好。这是因为在结晶时，结晶温度范围大的合金中，尚未结晶的液态合金还有一定的流动能力。F 3．采用顺序凝固原则，可以防止铸件产生缩孔缺陷，但它也增加了造型的复杂程度，并耗费许多合金液体，同时增大了铸件产生变形、裂纹的倾向。T 4．HT100、HT150、HT200均为普通灰口铸铁，随着牌号的提高，C、Si含量增多，以减少片状石墨的数量，增加珠光体的数量。 5．缩孔和缩松都是铸件的缺陷，在生产中消除缩孔要比消除缩松容易。T 6．铸件铸造后产生弯曲变形，其原因是铸件的壁厚不均匀，铸件在整个收缩过程中，铸件各部分冷却速度不一致，收缩不一致，形成较大的热应力所至。T 7．影响铸件凝固方式的主要因素是合金的化学成分和铸件的冷却速度。F 8．制定铸造工艺图时，铸件的重要表面应朝下或侧立，同时加工余量应大于其它表面。T 9．铸造应力包括热应力和机械应力，铸造应力使铸件厚壁或 1板料折弯机就是--------- 用最简单的通用模具对板料进行各种角度的直线弯曲，也是使用最广泛的一中 设备，折弯机的品种繁多，按驱动方式，常用折弯机有--机械。。.................... 液压................. --气动------ 。 2、塑料挤出机的辅机组成根据制品的种类而定，一般由：机头、定型装置、冷却装置、牵引装置、切割装置、制品的卷取和堆放装置六个部分组成。 3、注射成型机通常由-注射装置、合模装置、液压和电气控制系统等部分组成。 4、曲柄压力机滑块行程是指滑块从上死点到下死点经过的距离。 5、框架式结构是液压机本体结构中常用的一种结构形式，这种结构具有刚性好、导向精度高、抗疲劳能力较强特性 判断题 1、螺旋压力机可以完成多种工艺，除模锻外，还可切边，弯曲，精压、校正、板料冲压和挤压等工艺。 （v） 2、所有热塑性塑料都可以用挤出成型的加工方法。（X） 3、塑料挤出机的冷却系统通过对料筒和螺杆进行冷却和加热，保证塑料在挤压过程中的制要求 （v） 4、液压机的标称压力是指设备名义上能产生的最大压力（V） 5、液压机的标称压力在数值上等于液压机液压系统的额定压力与工作柱塞（或活塞）总面积的成 积（V） 6、注射压力小于70MPa的注射机用于加工中，高粘度的塑料且制件的形状，精度要求一般（X） 7、液压室压铸机多用于铅、锡、锌等低熔点合金铸件的生产。（） 8、压铸机的合模力是指压射冲头作用于金属液的最大力（X） 9、对小型模具上模的抛光是利用滑块上的模具夹持来夹紧模具的模柄来实现的（v） 10、落料冲孔件的大批量生产，可选用效率高，精度好的自动高速压力机（V） 选择题 3、压铸机工作循环一般以设备的空循环时间来表示，空间循环时间是在没有------ 的情况下，完成一次 循环所用的时间。 A浇注、压射，保压、冷却及取出制品等动作 B合模。压射压射，保压、冷却及取出制品等动作 C浇注、压射、开模、顶出、冷却 D 浇注、压射、压射返回、开模、取出制品 4、挤出吹塑成型中吹塑的模具通常由--------- 组成 A动模部分、定模部分、导向部分 B动模部分、定模部分、冷却装置、切口部分和导向部分154 C动模部分、定模部分、冷却装置、切口部分 D动模部分、定模部分、冷却装置、导向部分 5、管材的定径方法分为------ 两种。 A外径定径法和内径定径法B内压充气法和真空定径法 C内压充气法和外径定径法D内径定径法和真空定径法 6、塑料在挤出过程中的热量来源有-------- 。 A料筒外部加热系统供给的电能转化的热量 B传动系统的机械能通过塑料剪切和摩擦转化的热量 C料筒外部加热系统供给的电能转化的热量和传动系统的机械能通过塑料剪切和摩擦而转化的热量 D、以上都不是 9、冲压生产自动化采用的送料形式有--------- 。X A钩式送料装置B夹钳式送料装置 一．铸造成型 1.1收缩：铸造合金在液态、凝固态和固态的冷却过程中，由于温度降低而引起的体积减小的现象，称为收缩。 缩松缩孔：铸件在冷却和凝固过程中，由于合金的液态和凝固收缩，往往在铸件最后凝固的部分出现空洞。容积大而集中孔洞称为缩孔，细小而分散的孔洞称为缩松。 影响缩孔和缩松的因素及防止措施： 因素：浇筑温度，合金的结晶范围，铸型的冷却能力越大 防止措施：用顺序凝固方法 1.1.5铸造应力怎么产生的： 铸件凝固后在冷却过程中，由于温度下降将继续收缩。有些合金还会发生固态相变而引起收缩或膨胀，这导致铸件的体积和长度发生变化，若这种变化受到阻碍，就会在铸件内产生应力，称为铸造应力。 1.2砂型铸造 剖面示意图：上型下型，明冒口，出气冒口，浇口杯，型砂，砂箱，直浇道，横浇道，暗冒口，内浇口，型腔，型芯，分型面。 工艺流程！ 1.3金属型铸造 金属型铸造又称硬模铸造，它是将金属液浇入金属型中，以获得金属铸件的一种工艺方法。（永久型铸造） 1.4熔模铸造：熔模铸造又称失蜡铸造，通常是在蜡模表面涂上数层耐火材料，待其硬化干燥后，将其中的蜡模熔去而制成型壳，再经过焙烧，然后进行浇注，而获得铸件的一种方法。熔模铸造工艺（重点） 1.5压力铸造：在高压作用下，使得液态或半液态金属以较高的速度充填压铸模型腔，并在压力下成形和凝固。 1.6铸造工艺设计 1.6.2铸件结构的工艺性。 1.铸造结构形式：结构外形应方便起模，尽可能减少和简化分型面，铸件的内腔应尽量不用或少用型芯。 2.合理的铸件壁厚：铸件壁厚过小，易产生浇不到、冷隔等缺陷；壁厚过大，易产生缩孔、缩松、气孔等缺陷。壁厚应均匀。 3.铸件壁的链接：连接处或者转角处应有结构圆角。，厚壁与薄壁间的链接要逐步过渡。 4.铸件应尽量避免有过大的平面 1.6.4型芯设计的作用是形成铸件的内腔、孔洞、形状复杂阻碍取模部分的外形以及铸型中有特殊要求的部分。 1.6.5浇注系统设计：浇口杯，直浇道，横浇道，内浇道。 金属型的浇筑位置一般分为三种：顶注式、底注式和侧注式。 基本要求： 1.防止浇不足缺陷 2．液态金属平稳地流入型腔 3.能把混入合金液中的熔渣挡在浇筑系统中 4能够合理地控制和调节铸件各部分的温度分布，减少或消除缩松缩孔 5.结构简单，体积小 材料成型设备复习题参考答案 第二章 2-1、曲柄压力机由那几部分组成？各部分的功能如何？ 答：曲柄压力机由以下几部分组成：1、工作机构。由曲柄、连杆、滑块组成，将旋转运动转换成往复直线运动。2、传动系统。由带传动和齿轮传动组成，将电动机的能量传输至工作机构。3、操作机构。主要由离合器、制动器和相应电器系统组成，控制工作机构的运行状态，使其能够间歇或连续工作。4、能源部分。由电动机和飞轮组成，电动机提供能源，飞轮储存和释放能量。5、支撑部分。由机身、工作台和紧固件等组成。它把压力机所有零部件连成一个整体。 6、辅助系统。包括气路系统、润滑系统、过载保护装置、气垫、快换模、打料装置、监控装置等。提高压力机的安全性和操作方便性。 2-5装模高度的调节方式有哪些？各有何特点？P19 三种调节方法有：1、调节连杆长度。该方法结构紧凑，可降低压力机的高度，但连杆与滑块的铰接处为球头，且球头和支撑座加工比较困难，需专用设备。螺杆的抗弯性能亦不强。2、调节滑块高度。柱销式连杆采用此种结构，与球头式连杆相比，柱销式连杆的抗弯强度提高了，铰接柱销的加工也更为方便，较大型压力机采用柱面连接结构以改善圆柱销的受力。3、调节工作台高度。多用于小型压力机。 2-6、比较压塌块过载保护装置和液压式过载保护装置。P20-21 压塌式过载保护装置结构简单，制造方便，价格低廉，但在设计时无法考虑它的疲劳极限，可能引起提前的剪切破坏，或者使压力只能工作在小于标称压力的情况下，降低设备使用效率。压塌块破坏后还需要更换，降低了生产效率。同时压塌式过载保护装置只能用于单点压力机，用于多点压力机时会因偏载引起某个压塌块先行剪切断裂。 液压式过载保护装置多运用于多点和大型压力机，其特点是过载临界点可以准确地设定，且过载后设备恢复容易。 材料成型工艺基础（第三版）部分课后习题答案第一章 ⑵.合金流动性决定于那些因素？合金流动性不好对铸件品质有何影响？ 答：①合金的流动性是指合金本身在液态下的流动能力。决定于合金的化学成分、结晶特性、粘度、凝固温度范围、浇注温度、浇注压力、金属型导热能力。 ②合金流动性不好铸件易产生浇不到、冷隔等缺陷，也是引起铸件气孔、夹渣、縮孔缺陷的间接原因。 ⑷.何谓合金的收縮？影响合金收縮的因素有哪些？ 答：①合金在浇注、凝固直至冷却至室温的过程中体积和尺寸縮减的现象，称为收縮。 ②影响合金收縮的因素：化学成分、浇注温度、铸件结构和铸型条件。 ⑹.何谓同时凝固原则和定向凝固原则？试对下图所示铸件设计浇注系统和冒口及冷铁，使其实现定向凝固。 答：①同时凝固原则：将内浇道开在薄壁处，在远离浇道的厚壁处出放置冷铁，薄壁处因被高温金属液加热而凝固缓慢，厚壁出则因被冷铁激冷而凝固加快，从而达到同时凝固。 ②定向凝固原则：在铸件可能出现縮孔的厚大部位安放冒口，使铸件远离冒口的部位最先凝固，靠近冒口的部位后凝固，冒口本身最后凝固。 第二章 ⑴ .试从石墨的存在和影响分析灰铸铁的力学性能和其他性能特征。 答：石墨在灰铸铁中以片状形式存在，易引起应力集中。石墨数量越多，形态愈粗大、分布愈不均匀，对金属基体的割裂就愈严重。灰铸铁的抗拉强度低、塑性差，但有良好的吸震性、减摩性和低的缺口敏感性，且易于铸造和切削加工。石墨化不充分易产生白 口，铸铁硬、脆，难以切削加工；石墨化过分，则形成粗大的石墨，铸铁的力学性能降低。 ⑵.影响铸铁中石墨化过程的主要因素是什么？相同化学成分的铸铁件的力学性能是否 相同？ 答：①主要因素：化学成分和冷却速度。 ②铸铁件的化学成分相同时铸铁的壁厚不同，其组织和性能也不同。在厚壁处冷却速度较慢，铸件易获得铁素体基体和粗大的石墨片，力学性能较差；而在薄壁处，冷却速度较快，铸件易获得硬而脆的白口组织或麻口组织。 ⑸.什么是孕育铸铁？它与普通灰铸铁有何区别？如何获得孕育铸铁？ 答：①经孕育处理后的灰铸铁称为孕育铸铁。 ②孕育铸铁的强度、硬度显著提高，冷却速度对其组织和性能的影响小，因此铸件上厚大截面的性能较均匀；但铸铁塑性、韧性仍然很低。 ③原理：先熔炼出相当于白口或麻口组织的低碳、硅含量的高温铁液，然后向铁液中冲入少量细状或粉末状的孕育剂，孕育剂在铁液中形成大量弥散的石墨结晶核心，使石墨化骤然增强，从而得到细化晶粒珠光体和分布均匀的细片状石墨组织。 ⑻.为什么普通灰铸铁热处理效果不如球墨铸铁好？普通灰铸铁常用的热处理方法有哪 些？其目的是什么？ 答：①普通灰铸铁组织中粗大的石墨片对基体的破坏作用不能依靠热处理来消除或改进；而球墨铸铁的热处理可以改善其金属基体，以获得所需的组织和性能，故球墨铸铁性能好。 ②普通灰铸铁常用的热处理方法：时效处理，目的是消除内应力，防止加工后变形；软化退火，目的是消除白口、降低硬度、改善切削加工性能。 一、 1落料和冲孔：落料和冲孔又称冲裁，是使坯料按封闭轮廓分离。落料是被分离的部分为所需要的工件，而留下的周边是废料；冲孔则相反。 2 焊接：将分离的金属用局部加热或加压，或两者兼而使用等手段，借助于金属内部原子的结合和扩散作用牢固的 连接起来，形成永久性接头的过程。 3顺序凝固：是采用各种措施保证铸件结构各部分，从远离冒口的部分到冒口之间建立一个逐渐递增的温度梯度，实现由远离冒口的部分最先凝固，在向冒口方向顺序凝固，使缩孔移至冒口中，切除冒口即可获得合格零件的铸造工艺 同时凝固：是指采取一些工艺措施，使铸件个部分温差很小，几乎同时进行凝固获得合格零件的铸造工艺 4．缩孔、缩松液态金属在凝固过程中，由于液态收缩和凝固收缩，因而在铸件最后凝固部位出现大而集中的孔洞，这种孔洞称为缩孔，而细小而分散的孔洞称为分散性缩孔，简称缩松。 5.直流正接：将焊件接电焊机的正极，焊条接其负极；用于较厚或高熔点金属的焊接。 直流反接：将焊件接电焊机的负极，焊条接其正极；用于轻薄或低熔点金属的焊接。 6 自由锻造：利用冲击力或压力使金属材料在上下两个砧铁之间或锤头与砧铁之间产生变形，从而获得所需形状、尺寸和力学性能的锻件的成形过程。 模型锻造：它包括模锻和镦锻，它是将加热或不加热的坯料置于锻模模膛内，然后施加冲击力或压力使坯料发生塑性变形而获得锻件的锻造成型过程。 7.钎焊：利用熔点比钎焊金属低的钎料作填充金属，适当加热后，钎料熔化将处于固态的焊件连接起来的一种方法。 8.金属焊接性：金属在一定条件下，获得优质焊接接头的难易程度，即金属材料对焊接加工的适应性。 9，粉末冶金：是用金属粉末做原料，经压制后烧结而制造各种零件和产品的方法。 二、 1、铸件中可能存在的气孔有侵入气孔、析出气孔、反应气孔三种。 2、金属粉末的基本性能包括成分、粒径分布、颗粒形状和大小以及技术特征等。 3、砂型铸造常用的机器造型方法有震实造型、微震实造型、高压造型、抛砂造型等。 4、影响金属焊接的主要因素有温度、压力。 5、粉末压制生产技术流程为粉末制取、配混、压制成形、烧结、其他处理加工。 6、影响液态金属充型能力的因素有金属流动性、铸型性质、浇注条件、铸件结构四个方面。 7、金属材料的可锻性常用金属的塑性指标和变形抗力来综合衡量。 8、熔化焊接用焊条通常由焊芯和药皮组成，其中焊芯的主要作用为作为电源的一个电极，传导电流，产生电弧、熔化后作为填充材料，与母材一起构成焊缝金属等。 9、金属塑性变形的基本规律是体积不变定律和最小阻力定律。 10、一般砂型铸造技术的浇注系统结构主要由浇口杯，直浇道，横浇道，内浇道组成。 11、硬质合金是将一些难熔的金属碳化物和金属黏结剂粉末混合，压制成形，并经烧结而形成的一类粉末压制品 12、液态金属浇入铸型后，从浇注温度冷却到室温都经历液态收缩，固态收缩，凝固收缩三个互相关联的收缩阶段。 13、按照熔炉的特点，铸造合金的熔炼可分为冲天炉熔炼、电弧炉熔炼、感应电炉熔炼、坩埚炉熔炼等。 14、金属粉末的制备方法主要有矿物还原法、电解法、雾化法、机械粉碎法、研磨法等。 15、焊接过程中对焊件进行了局部不均匀加热，是产生焊接应力和变形的根本原因。 16、根据钎料熔点不同，钎焊可分为硬钎焊和软钎焊两大类，其温度分界为450℃。 17、固态材料的连接可分为永久性，非永久性两种。 18、铸造成型过程中，影响合金收缩的因素有金属自身的成分、温度、相变和外界阻力。 19、金属的焊接性是指金属材料对焊接加工的适应性，其评定的方法有碳当量法、冷裂纹敏感系数法。 20、按金属固态成形的温度将成形过程分为两大类其一是冷变形过程，其二是热变形过程，它们以金属的再结晶温度为分界限。 21、模锻时飞边的作用是强迫充填，容纳多余的金属，减轻上模对下模的打击，起缓冲作用。 三、 1、板料加工技术过程中冲裁凸、凹模和拉深凸、凹模有何不同。 材料学成型试题和答案汇编 一、填空题： 1、合金的液态收缩和凝固收缩是形成铸件缩孔和缩松的基本原因。 2、铸造车间中，常用的炼钢设备有电弧炉和感应炉。 3、按铸造应力产生的原因不同可分为热应力和机械应力。 4、铸件顺序凝固的目的是防止缩孔。 5、控制铸件凝固的原则有二个，即同时凝固和顺序凝固原则。 6、冲孔工艺中，周边为产品，冲下部分为废料。 7、板料冲裁包括冲孔和落料两种分离工序。 8、纤维组织的出现会使材料的机械性能发生各向异性，因此在设计制造零件时， 应使零件所受剪应力与纤维方向垂直，所受拉应力与纤维方向平行。 9、金属的锻造性常用塑性和变形抗力来综合衡量。 10、绘制自由锻件图的目的之一是计算坯料的质量和尺寸。 二、判断题： 1、铸型中含水分越多，越有利于改善合金的流动性。F 2、铸件在冷凝过程中产生体积和尺寸减小的现象称收缩。T 3、同一铸件中，上下部分化学成份不均的现象称为比重偏折。T 4、铸造生产中，模样形状就是零件的形状。F 5、模锻时，为了便于从模膛内取出锻件，锻件在垂直于分模面的表面应留有一定的斜度，这称为锻模斜度。T 6、板料拉深时，拉深系数m总是大于1。F 7、拔长工序中，锻造比y总是大于1。T 8、金属在室温或室温以下的塑性变形称为冷塑性变形。F 9、二氧化碳保护焊由于有CO2的作用，故适合焊有色金属和高合金钢。F 10、中碳钢的可焊性比低强度低合金钢的好。F 三、多选题： 1、合金充型能力的好坏常与下列因素有关A, B, D, E A. 合金的成份 B. 合金的结晶特征 C. 型砂的退让性 D. 砂型的透气性 E. 铸型 温度 ２、制坯模膛有A, B, D, E A. 拔长模膛 B. 滚压模膛 C. 预锻模膛 D. 成形模膛 E. 弯曲模膛 F. 终锻 模膛 ３、尺寸为φ500×2×1000的铸铁管，其生产方法是A, C A. 离心铸造 B. 卷后焊接 C. 砂型铸造 D. 锻造 四、单选题： 1、将模型沿最大截面处分开，造出的铸型型腔一部分位于上箱，一部分位于下箱的造型方法称 A. 挖砂造型 B. 整模造型 C. 分模造型 D. 刮板造型 2、灰口铸铁体积收缩率小的最主要原因是由于 A. 析出石墨弥补体收缩 B. 其凝固温度低 C. 砂型阻碍铸件收缩 D. 凝固温度区间 小 ３、合金流动性与下列哪个因素无关 A. 合金的成份 B. 合金的结晶特征 C. 过热温度 D. 砂型的透气性或预热温度 4、下列合金中，铸造性能最差的是 A. 铸钢 B. 铸铁 C. 铸铜 D. 铸铝 5、确定分型面时，尽量使铸件全部或大部分放在同一砂箱中，其主要目的是 A. 利于金属液充填型腔 B. 利于补缩铸件 C. 防止错箱 D. 操作方便 6、各中铸造方法中，最基本的方法是 A. 金属型铸造 B. 熔模铸造 C. 砂型铸造 D. 压力铸造 7、合金化学成份对流动性的影响主要取决于 A. 熔点 B. 凝固温度区间 C. 凝固点 D. 过热温度 8、确定浇注位置时，将铸件薄壁部分置于铸型下部的主要目的是 A. 避免浇不足 B. 避免裂纹 C. 利于补缩铸件 D. 利于排除型腔气体 9、确定浇注位置时，应将铸件的重要加工表面置于 A. 上部 B. 下部 C. 竖直部位 D. 任意部位 10、铸件形成缩孔的基本原因是由于合金的 A. 液态收缩 B. 固态收缩 C. 凝固收缩 D. 液态收缩和凝固收缩 11、单件生产直径1米的皮带轮，最合适的造型方法是 A. 整模造型 B. 分开模造型 C. 刮板造型 D. 活块造型 12、控制铸件同时凝固的主要目的是 A. 减少应力 B. 消除缩松 C. 消除气孔防止夹砂 13、自由锻件控制其高径比（H/D）为1.5-2.5的工序是 A. 拨长 B. 冲孔 C. 镦粗 D. 弯曲 14、金属材料承受三向压应力的压力加工方法是 A. 轧制 B. 挤压 C. 冲压 D. 拉拔 15、绘制自由锻锻件图时，为简化锻件形状，需加上 A. 敷料 B. 余量 C. 斜度 D. 公差 16、锻造前加热时应避免金属过热和过烧，但一旦出现， A. 可采取热处理予以消除 B. 无法消除 C. 过热可采取热处理消除，过烧则报废。 17、设计和制造机器零件时，应便零件工作时所受拉应力与流线方向 A. 一致 B. 垂直 C. 不予考虑 D. 随意 18、下列钢中锻造性较好的是 A. 中碳钢 B. 高碳钢 C. 低碳钢 D. 合金钢 19、冲孔模或落料模是属于 A. 跳步模 B. 连续模 C. 简单模 D. 复合模 20、在锤上模锻中，带有毛边槽的模膛是 A. 预锻模膛 B. 终锻模膛 C. 制坯模膛 D. 切断模膛 21、模锻件的尺寸公差与自由锻的尺寸公差相比为 A. 相等 B. 相差不大 C. 相比要大得多 D. 相比要小得多 22、锤上模锻时，用来减小坯料某一部分的横截面积以增加坯料另一部分的横截面积，材料成型复习题及答案
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