【精品】合工大材料成型复习题.doc

1、

2、

3、何种金属的流动性最好？该金属呈何种凝固方式? 5、第二章

什么是金属液的充型能力？影响金属充型能力的因素有哪三个?

金属液充满铸熨型腔，获得轮廓清晰、形状准确的铸件的能力金属的流动性、铸型条件、浇注条件

影响金属流动性的因素有哪些？金属的凝固方式有哪三种?

合金成分、合金的质量热容、密度和热导率逐层凝固、糊状凝固、屮间凝同

灰铸铁逐层凝同

4＞影响充型能力的铸型条件有哪三个？

铸型的蓄热系数、铸型温度、铸型中的气体

铸造时，金属的收缩可分为哪三个阶段？什么收缩阶段易产生缩孔和缩松？什么收缩阶段易产生应力、变形和裂纹？

液态收缩、凝固收缩、固态收缩

液态收缩和凝固收缩阶段易产生缩孔和缩松，固态收缩阶段易产生应力、变形和裂纹。

6、何种合金易缩孔，何种合金易缩松；多出现于铸件的哪些部位？

缩孔：纯金属、共晶合金和凝固范围窄的合金凝固呈逐层凝固，易产生缩孔。位置：铸件最后凝固部位

缩松：凝恆I温度范围较宽的金属。位置：铸件的轴线附近和热节部位。

7.什么是铸造应力？什么是热应力？铸件上何处产生拉应力？何处产生压应力？

铸造应力：铸件在凝固和冷却过程中由受阻收缩、热作用和相变等因素引起的内应力热应力：铸件在凝固和冷却过程屮，不同部位由于温芳造成不均匀收缩而引起的铸造应力。先冷处受压，后冷处受拉

8、P88思考作业题2-5, 2-6

9、缩孔和缩松的防止措施主要有哪两种？

1）采用顺序凝固原则顺序凝固是使铸件按规定方向从一部分到另一部分依次凝固的原则，通常用于收缩较大、凝固温度范围较小的合金

2）加压补缩将铸型置于压力罐屮，浇注后使铸件在压力下凝尚可显著减少显微缩松

10、减小和消除热应力的方法有哪几种？

1）合理设计铸件结构铸件壁厚应均匀且减少热节。壁与壁间的连接应尽量采用圆角过渡，以免因产生应力集屮而开裂。

2）采用同时凝固原则使型腔内各部分金属液温差很小，同时进行凝間。将内浇道开于薄部，必要时在厚部或热节处设置冷铁。适用于收缩较小的合金、倾向于糊状凝固的合金、气密性要求不高的铸件、壁厚均匀的薄壁铸件

3）去应力退火一般为Acl-（100?200）°C,经保温后随炉冷却至20（）?30CTC后出炉空冷

11、何时产生热裂纹？何时产生冷裂纹？试分别简述热裂纹和冷裂纹的特征。

热裂纹：铸件在凝間后期或凝固后在较高温度下形成的裂纹。特征：断面严重氧化，无金属光泽，裂纹沿晶粒边界产生和发展，外形曲折而不规则。

冷裂纹：铸件在凝固后温度较低形成的裂纹。特征：裂纹常穿过晶粒延伸到整个断面，有金属光泽或微呈氧化色，多为肓线或圆滑曲线。多出现在受拉部位，特别是应力集屮处

12、比较灰铸铁、球墨铸铁和铸钢的铸造性能。各应采取哪些工艺措施来保证铸件质量。

灰铸铁：铸造性能优良，流动性好、收缩小；产生铸造缺陷的倾向最小。一般采用同时凝

固原则，无需设置冒口

球墨铸铁：球墨铸铁的共晶凝固温度范围较宽，且球化处理时易产生氧化物和硫化物夹杂，故铁液流动性较弟；其石墨化膨胀量大于灰铸铁，但缩前膨胀，使收缩星加大而产生缩孔、缩松缺陷。生产球墨铸铁件多采用顺序凝I司原则，需设置冒口和冷铁；应提高砂型的紧实度和透气性以防止铸型胀大；浇注时应注意扌当浹和使铁液迅速、平稳地充型，以减少夹渣缺陷；应减少铁液的硫、镁含量和型砂的含水量，防止产生皮下气孔。需热处理调整基体。

铸钢：铸钢的铸造性能差，流动性差，易产生冷隔、浇不到、夹杂、气孔等缺陷；收缩大，易产生缩孔、裂纹等缺陷。生产铸钢件常设置冒口和冷铁，采用顺序凝尚原则，以免产生缩孔；铸型应有较高的强度、透气性和耐火性；型腔表面应涂以耐火涂料

13、有哪几种特种铸造方法？试述每种方法的应用场合。

金属型铸造：主要用于成批、大量生产铝合金、铜合金等非铁合金中、小型铸件

压力铸造：主要用于铝、锌、镁等备类非铁合金屮、小型铸件的大量生产，如内燃机缸体、缸盖、仪表和电器零件等。

低压铸造：主要用于铝、镁等非铁合金屮、小型铸件的成批、大量生产，适于铸造形状较复杂的薄壁铸件

离心铸造：离心铸造可用于各类铸造合金及各种尺寸的铸件的成批、大量生产，尤其适于空心回转体类铸件

熔模铸造：可用于备种铸造合金，尤其是高熔点、难加工合金的小型铸件的成批、大量生产

实型铸造：儿乎不受铸件结构、尺寸、重量、批量和合金种类的限制，特别适用于形状校复杂铸件的生产

连续铸造：主要用于铸钢、铸铁、铜合金和铝合金等的等截血长铸件的成批、大量生产

14、下列铸件生产批量较大时，宜选择何种铸造方法？为什么?

1.内燃机缸套（合金铸铁）离心铸造或金属型铸造

2.齿轮箱体（灰铸铁）：砂型铸造，实型

3.车床床身（灰铸铁）：砂型铸造

4.内燃机活塞（铝合金）：金属型铸造o「低压铸造

5.煤气管道（球墨铸铁）：

6.铳刀刀体（铸钢）：

15.什么是浇注位置？试述浇注位置的选择原则。P72-73图2-31, 32, 33看懂会选择。

17、 铸造工艺参数有哪几个?

18、

浇注位置是指浇注时铸件在铸型内所处的位置。

选择原则：1）铸件的重要加工面或主要工作面应处于底面或侧面，以避免出现气孔、砂眼、缩 孔、缩松等铸造缺陷

2） 铸件的大平面应尽可能朝下或采用倾斜浇注，以避免产生夹砂、夹渣、气孔等缺陷。

3） 铸件的薄壁部分应放在铸型的下面或侧面，以免产生浇不到、冷隔等铸造缺陷

4） 对于收缩大的铸件，为利于设置冒口进行补缩，厚实部位应置于上方

16、什么是分型面？试述分型面的选择原则。P73-74图2-31, 32, 33看懂会选择。

分型面是铸型组元间的接合面

选择原则：1）铸件全部或大部直于下箱难以做到时，铸件上的机械加工血及加丁?和测最基准血 应尽量放在同一砂箱屮

2） 分型面尽量少而平，以减少砂箱数，简化造型工艺

3） 应尽量减少型芯、活块的数量，以减少成本、提高工效

4） 主要型芯应尽量放在下半铸型中，以利于下芯、合型和检查型腔尺寸

铸件尺寸公羌、要求的机械加工余量、铸件线收缩率、起模斜度

铸造工艺设计（P76支架例题看懂），P89-90 2-20b ）

19、同一零件的零件图、铸造工艺图和铸件图之间有何联系和区别

零件图是表达单个零件形状、大小和特征的图样，也是在制造和检验机器零件时所用的图样 铸造工艺图：铸造生产用的指导性的技术文件，把铸造生产屮的一系列技术问题用规定的符号 或文字集中在一张图上表现岀来。

铸件图：又称毛坯图，是反映铸件实际形状、尺寸和技术要求的图样，是铸造生产、铸件检验 与验收的主要依据

20、零件结构的铸造工艺性，P81-86图2-4广55会改，P89思考作业题2-21

零件结构的铸造工艺性是指零件采用铸造方法制坯时，其结构能否用最经济的方法制造出来并 符合设计要求的能力

为使零件结构具有良好的铸造工艺性铸造结构设计的基木原则是：

1）

铸造的结构形状应便于造型、制芯和清理 2）

铸造的结构形状丿'V 利于减少铸造缺陷 3） 对于铸造性能差的合金如球墨铸铁、可锻铸铁、铸钢等其铸件结构应从严要求，以免产生铸 造缺陷

铸件畢厚应适当（过小充型能力差浇不到冷隔过大中心部位晶粒粗大缩孔缩松）

铸件壁悖彳铸件壁厚应均匀（减少热节，防止缩孔缩松裂纹等）I内壁厚度应小于外壁（均匀冷却减少内应力防止裂纹）

铸造性能对零件结构要求/

r转角处圆角过渡（防止热节产生内应力、缩孔、缩松）铸造壁的连接J 避免壁交叉和锐角连接（热节）

避免辟戶突变（防止应力集中导致开裂壁厚小采1丄、用圆角过渡壁厚大采用楔形连接）

防止铸件变形（力求壁厚均匀结构对称或设置加强肋）

避免较人的水平血（易产生夹砂气孔浇不到尽量设计倾斜面）

减少轮形铸件的内应力

（中部轮毂壁厚大冷却慢辐条宜

设计为弯曲状或改为辐板状）

铸造T艺对零件结构要求

「利于减少和简化铸型的分型面

铸件外形彳侧凹和凸台不妨碍起模

垂肓于分型面的非加工面应具有起模斜度

X.

C内腔形状应利于制芯或省去型芯

、铸件的内腔J应利于型芯的固定、排气和清理

大件和形状复杂件可采用组合结构

优点：金屈组织致密、晶粒细小、力学性能提高；属于少、无切削加工，材料利用率高，生产 效率高

缺点：制件形状比铸件简单，生产条件较差

（翔性成形：利用外力使金属产生塑性变形，使其改变形状、尺寸和改善性能，获得型材或锻 压件的加工方法）

2、 塑性成形后金属材料的组织会发生什么样的变化？由此带来性能的什么变化？

组织变化：晶粒沿变形方向被拉长，滑移面附近晶格产生畸变，出现许多微小碎晶 性能变化：强

度和硬度增加，册性、韧性下降

（优点：强化金属，发挥金属材料性能潜力，尤其适合于不能用热处理强化的合金。缺点：继 续

槊性成形或切削加工难度加大，增大内应力。）

3、 如何区分冷成形、热成形、温成形？它们在实际生产中应用如何？

冷成形:在回复温度以下进行的槊性成形，变形过程中会出现加工硬化。有利于提高金属的强度 和表面质量，用于制造半成品或成品。（变形材料应有较好的册性且变形量不宜过大）

热成形:在再结晶温度以上进行的報性成形，变形过程小有加工硬化又有再结晶，且硬化被再结 晶完全消除。综合力学性能好，变形力小，变形程度大，用于毛坯或半成品的制造。

温成形:在高于回复温度和低于再结晶温度范围内进行的犁性成形，冇加工硬化及回复现彖，但无 再结晶。用于强度较高、槊?性较茅的金属，或尺寸较大、材料强度较高的零件或半成品制造。

4＞形成锻造流线的原因是什么？怎样消除锻造流线的不利影响？

锻造时，金属的脆性杂质被打碎，顺着金属主要伸长方向呈碎粒状或链状分布，駅性杂质随看 金

属变形沿主要伸长方向呈带状分布，这样热段后的金属组织就具有一定的方向性

工作时的最大正应力方向与流线方向一致（平行），切应力方向与流线方向垂肓，且流线沿零件

轮廓分布而不被切断

5、自由锻造有什么特点？应用范围如何?

特点：金屈只有部分表血受到工具限制，其余则为自由表面

变形特点：局部成形、效果叠加

生产特点：设备通用性好、工具简单；

锻件组织细密、力学性能好；

操作技术要求高，生产效率低；

锻件形状较简单、加工余量大、精度低。

应用范围：小型锻件以成形为主；大型锻件（尤其是重要件）和特殊钢则以改善内部质量为主。

主要用于单件、小批量生产，且是特大型锻件的唯一生产方法

1、 性成形有什么优点和缺点?

第三章

6、P141 3-13 （绘制自由锻件图）

7、P141 3-14 （自由锻结构工艺性）

8.模型锻造有什么特点？应用范围如何？

特点：模锻生产效率和锻件精度较高、锻件形状可较复杂，但一般需专用设备和模具、投资较

大、锻件重量较小

应用范围：小型锻件的成批、大量生产

定义：利用模具使毛坯变形获得锻件的方法

9、绘制模锻件图应考虑哪些因素？分模面应如何选择?

因素：1）应有合理的分模血2）应有合适的结构斜度和圆角3）避免高肋、薄壁、细深孔及多孔结构4）采用锻?焊、锻?螺纹连接等组合结构

选择：1）应取于锻件的最大截面上，以使锻件能从模锻中顺利取出2）模膛应尽量浅，以利于金属充填和锻件取出3）应尽量采用平血，以利于制造模具4）应尽量减少愉快，以减少切削工作量和金属消耗5）不应取于锻件屮部的端面上，以利于检查上下模的相对错移和切除飞边（便于顺利取出、易于金属充填、尽量采用平面、尽量减少余块、利于发现错模）

10、P141 3-16 （模锻件结构工艺性）

11、板料冲压有什么特点？应用范围如何？

使板料经分离或成形而得到制件的工艺统称。通常在冷态下进行，称冷冲压特点：1）冲压件轻、薄、刚度好,形状可较复杂;

2）质量稳定，表面光洁；

3）操作简便，生产率和材料利用率高；

4）需专用设备和模具，生产批量小时不够经济。制造各种尺寸和精度的制件。应用范围：大部分板材、管材及型材需通过冲压加工

12、冲裁、弯曲、拉深的最主要的工艺参数是什么？它们对各自的产品质量和工艺过程

有什么影响?

13、冲孔和落料的模具刃口尺寸分别应如何计算？

冲孔：凸模刀口尺寸应按制件孔的最大极限尺寸确定，而凹模刀口尺寸则为凸模刀口尺寸减去相应间隙值。孔的尺寸取决于凸模刃口尺寸

落料：凹模刃口尺寸应按落料件的最小极限尺寸确定，而凸模刃口尺寸则为凹模刃口尺寸减去相应的问隙值。尺寸取决于凹模刃口尺寸

14、冲裁、弯曲.拉深三者的模具工作部分有何异同?

15、P143 3-20 3-20 （冲压件结构工艺性）

第四章

1?焊接分为哪三大类？各类的定义?

熔焊：将待焊处的母材金属熔化以形成焊缝的焊接方法（气焊、电弧焊？电渣焊）

压焊：焊接过程屮，必须对焊件施加压力，以完成焊接的方法（电阻焊、摩擦焊）

钎焊：采用比母材熔点低的金属材料做钎料，将焊料和钎料加热到高于钎料熔点，低于母材熔化温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接的方法（火焰钎焊、电阻钎焊、浸渍钎焊）

连接分类：焊接、胶接、机械连接

2?焊接接头各组成部分名称。哪部分质量最好？哪部分质量最差?

焊缝金属区、熔合区、热影响区（热影响区：过热区、相变重结晶区、不完全重结晶区）最好：相变重结晶区

最差：熔合区

3.调节焊接残余应力措施？P148~P149图。

「尽量减少焊缝的数量和尺寸并避免焊缝密集和交叉

1）设计措施Y

l采用刚度较小的接头

「采用合理的焊接顺序，使焊缝收缩较为白由降低焊接接头的刚度工艺措施V加热减应区

锤击焊缝

＜预热和后热

4?焊接残余变形的五种类型?

收缩变形、角变形、弯Illi变形、扭Illi变形、室温变形

5?低碳钢、中碳钢、高碳钢、低合金结构钢焊接性能比较。

低碳钢：CE小于0.4%,焊接性良好，可用各种方法无需采用任何工艺措施方便施焊。母材碳含量偏高或在低温下焊接刚性较大的结构时，可采取预热、示热及使川低氢型焊条或高碱度焊剂等措施。

屮碳钢：CE为0.4%?0.6%,焊接性较差，焊接时应进行预热（预热温度一般为100-200°C）和后热；选用低氢型焊条或碱度校高的焊剂；使用小电流、低焊速和多层焊，焊后应立即进行热处理。

高碳钢：CE大于0.6%,焊接性更差，更易产生淬硬组织和裂纹。应采用更高的预热温度和更严格的丁艺措施，一般只用于工具、模具的修补和钢轨的对接。

6?焊接结构、工艺设计：焊缝布置，错误图的改正。P166~P168图。

结构材料的选择：1）尽量采用焊接性较好的材料2）尽量采用廉价材料3）尽量选用轧制成型焊缝布置：1）留有足够的操作空间，以便于施焊和检验2）应避免焊缝密集或交汇3）应使焊缝尽量避开T作应力较大和易产生丿'''Z力集屮的部位4）应避免母材厚度方向受拉5）尽量使焊

缝避开机加工面

7. P189 习题4-12, P189 习题4-14,习题4-15。

第五到八章

1?粉末冶金工艺过程？

金属粉末的制取一预处理一坯料的成形一烧结一示处理

2.粉末冶金成形方法有哪些？

1）模压（单向/双向/浮动模压制）2）粉末轧制3）挤压成形4）等静压制（冷/热等静压制）5）松装烧结成形6）粉浆浇注7）爆炸成形

3 ?粉末冶金零件结构的工艺性。

1）尽量采用简单、对称的形状，避免截面变化过大以及窄槽、球面等，以利于制模和压实

2）避免局部薄壁，以利于装粉压实和防止出现裂纹

3）避免侧壁上的沟槽和凹孔，以利于压实或减少余块

4）避免沿压制方向截面积渐增，以利压实。备壁的交接处应采用圆角过渡,以利于压实及避免应力集屮

4.塑料成形工艺过程?

2.幫料成形方法：（1）挤出成形⑵注删成形⑶压舉成形⑷压延成形⑸其它成形方法

1.物料配置

3.册料的二次加丁?：（1）机械加工（2）连接加工（3）修饰加工

5.塑料成形方法有哪些？

數料成形方法：（1）挤出成形（2）注册成形（3）压数成形（4）压延成形（5）其它成形方法

6.塑料零件结构的工艺性。

选用成形性能较好且价廉的聚合物，制品的形状、结构应力求简单，精度和表面质量要求也不应

过高。（1）壁厚应适当和均匀：通常取1?6mm （2）应避免肋板交叉，以免局部过厚而出现缩孔和

气泡（3）宽底容器的底部应设计成拱形血（4）内孔形状应利于抽出型芯（5）与脱模方向平行的内、

外表面皿具有结构斜度，以利于脱模和抽芯（6）侧孔轴线应与脱模方向一致，以简化模具和便于抽岀型芯

7.复合材料组成物可分哪两类？

1）作为基体材料形成儿何形状并起粘接作用

2）作为增强材料主要用来承受载荷，起提高强度或韧性等作用

8.机械零件毛坯选择应遵循哪些原则？

适用性原则：全瓯满足零件的使用要求和相关的特殊要求。（一般机械零件，以材料的力学性能为主）

工艺性原则：使零件的结构、材料与所选择的毛坯成形方法相适应，亦即具有良好的工艺性。

经济性原则：尽量降低零件的制造成本，以提高经济效益和产品的市场竞争力。

兼顾现有生产条件原则：保证方便、快捷地制出高质量的产品。

9?常用的毛坯成形方法有哪些类型？各有何特点及应用？

铸造：材料利用率较高。适于制造各种尺寸且形状较复杂尤其是具有复杂内腔的零件

锻造：产品力学性能好。适于制造受力较大或较复杂的零件

冲压：材料的利用率较高，生产率高，适于制造质轻、壁薄而刚性好的零件及形状较复杂的壳体焊接：材料利用率较高，可达到很高的生产率，适于形状复杂件或大型构件的连接成形，也可用于异种材料的连接和零件的修补

粉末冶金：材料利用率和生产率高，制品精度高，适于制造形状较复杂的中、小型零件及有特殊性能要求的材料和零件

10.各类轴釆用材料和成形方法？

光轴和直径差较小的阶梯轴：直接以闘钢作为毛坯，重要件须锻造制坯。

直径差较大的阶梯轴：一般采用锻造制坯

异形截面轴和曲轴：采用锻造或铸造制坏

11.各类齿轮采用材料和成形方法？

低速、轻载齿轮：用45、50Mn2、40Cr钢，可用圆钢下料，亦可采用￡1由锻、模锻等方法成形;

要求不高时也可采用灰铸铁、球墨铸铁等材料铸造成形。

高速、重载齿轮：常用ISCrMnTi. 20C「Mo钢制造且齿部经渗碳、淬火处理，也可采用38CrMoAl 等渗氮钢制造且齿部经渗氮处理；育径500mm以上的大型齿轮，常采用H由锻、铸造和焊接等成形方法。