铸造第3章课外作业
汽车制造基础铸造作业03
《汽车制造基础》作业3（作业要求：请将作业的答案直接写在汽车学院的答题纸上，将自己的所有信息填好，按照规定时间上交作业。
）一、选择1．铸造中，设置冒口的目的（）。
a. 改善冷却条件b. 排出型腔中的空气c. 减少砂型用量d. 有效地补充收缩2．铸件的最大截面在一端，且为平面，其手工造型可选用()。
a. 分模造型b. 刮模造型c. 整模造型d. 挖砂造型3．挖砂造型。
在大批量生产中可采用什么，可大大提高生产效率。
（）a. 刮板造型b. 分模造型c.假箱或改型模板造型d. 假箱4. 车间使用的划线平板，工作表面要求组织致密均匀，不允许有铸造缺陷。
其铸件的浇注位置应使工作面（）。
a. 朝上b. 朝下c. 位于侧面d. 倾斜5. 圆柱齿轮铸件的浇注位置，它的外圈面应( )。
a. 朝上b. 朝下c. 位于侧面d. 倾斜6．设计铸件时，其壁厚应（）。
a. 尽量厚些b. 尽量薄些c. 薄厚均匀d. 薄厚相差大些7．灰口铁的壁越厚，其强度越低，这主要是由于（）。
a. 气孔多b. 冷隔严重c. 浇不足d. 晶粒粗大且缩孔、缩松。
8．铸造性能最差的是（）。
a. 灰口铸铁b. 钢合金c. 铝合金d. 铸钢9．铸件产生缩松、缩孔的根本原因是（）。
a. 固态收缩b. 液体收缩c. 凝固收缩d. 液体收缩和凝固收缩二、填空1.砂型铸造生产通过制作_______和_______、配制材料、__________, 然后造________、_______,同时熔化金属进行熔炼_______,待铸件泠却后________、_______, 经质量检验后,即为合格铸件。
2.手工造型有_______、_______、_______、________、_______、_______等造型方法。
3. 型芯的作用既可构成铸件的_______, 又可构成铸件的_______,型芯头的作用是便于型芯的_______和_______。
4.机器造型是使_______和_______两个基本操作实现机械化, 可提高_______和_______,适用于_______生产。
第3章作业参考答案
第3章作业参考答案-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII第3章作业参考答案1.什么是塑性成形金属塑性成形的工艺特点有哪些与液态成形工艺和机加工工艺相比有何优势在外力作用下，利用金属材料塑性而使其发生不可恢复的永久变形并获得一定力学性能的加工方法称为塑性成形。
工艺特点为组织、性能好，材料利用率高，尺寸精度高，生产率高、操作简单、工人素质要求低，适于大批量生产，工作环境差等。
与其他加工工艺相比，组织、性能好，材料利用率高，尺寸精度高，生产率高、操作简单、工人素质要求低，适于大批量生产为其优势。
2.体积成形和板料成形工艺各有什么特点？3.体积成形：材料体积不变，只发生材料重新分配（材料转移）板料成形：平面应力状态塑性变形4.塑性表征材料的什么能力衡量金属材料塑性的指标有哪些相应的测试方法是什么塑性指金属材料在外力作用下发生变形而不破坏其完整性的能力，表征金属对塑性变形的适应能力。
塑性指标是以材料开始破坏时的塑性变形量来表示，常用的有拉伸试验的延伸率和断面收缩率，镦粗试验时表面出现第一条裂缝的压缩程度，扭转试验时断裂前的扭转角度或圈数等。
5.影响金属塑性的因素有哪些如何影响的6.影响塑性的因素分为内因和外因（以钢为例）。
内因：1.化学成分：化学成分的影响很复杂，如碳固溶于铁时，形成具有良好塑性的铁素体和奥氏体，而超过铁的固溶能力后会形成渗碳体，降低钢材塑性；磷会提高铁的冷脆性；硫会形成硫化物及其共晶体，提高热脆性；氮会形成氮化物，提高钢的脆性（如蓝脆）；氢会产生氢脆和白点，降低塑性；氧会形成氧化物降低塑性等。
2.合金元素：总的来看，合金元素加入会使得钢材的变形抗力增加，塑性降低。
主要是通过①固溶引起晶格畸变②形成碳化物③形成硫化物④造成组织多相性⑤增加晶粒长大倾向⑥提高硬化倾向⑦低熔点纯金属分布于晶界增加热脆性等3.组织：单相好于多相（多相会导致变形和内应力分布不均）；细晶好于粗晶（细晶晶粒多，有利于滑移，晶粒内部和晶界处应变差异小）铸造组织由于具有粗大柱状晶和偏析、夹杂、气孔、缩松等缺陷，会降低塑性，故需要用先进的冶炼方法提高铸锭质量。
《铸造CAD CAE及模具技术》课程教学大纲
《铸造CAD/CAE及模具技术》课程教学大纲一、课程名称（中英文）中文名称：铸造CAD/CAE及模具技术英文名称：Casting CAD/CAE and Mould Technology二、课程编码及性质课程编码：817731课程性质：专业选修课，选修课三、学时与学分总学时：32学分：2.0四、先修课程计算机基础、模具CAD、有限差分基础、流体力学、工程传热学五、授课对象本课程面向材料成型及控制工程专业学生开设，也可以供材料科学与工程专业和电子封装技术专业学生选修。
六、课程教学目的（对学生知识、能力、素质培养的贡献和作用）本课程是本专业的选修课程之一，其教学目的主要包括：1.全面了解CAD/CAE软件技术在铸造工业中的应用，培养学生工程意识、创新思维以及利用计算机信息技术解决工程技术问题的能力。
2. 掌握铸造工艺设计的基本过程，了解CAD软件的二次开发技术，学会使用二维和三维铸造工艺CAD系统设计铸件的铸造工艺系统，熟练操作相关的CAD系统软件。
3.系统的学习数值模拟CAE技术，学习数值分析的常用方法有限元和有限差分方法的基本理论知识，掌握铸造凝固以及充型过程的数学模型与数值求解方法；了解有限元后处理系统作用，掌握后处理系统数据管理方法及图形选取。
4.了解铸造CAD/CAE系统的基本功能，并可以利用铸造CAD/CAE系统对铸件进行铸造工艺分析。
表1 课程目标对毕业要求的支撑关系七、教学重点与难点：教学重点：1）CAD/CAE技术在铸造生产中起着越来越重要的作用，本课程主要介绍二维和三维铸造工艺CAD系统以及铸造CAE技术的基础知识。
2）在全面了解与掌握铸造工艺CAD系统的基础上，重点学习基于AutoCAD 的二维铸造工艺CAD系统的二次开发技术以及基于UG的三维铸造工艺CAD系统的二次开发技术。
3）课程将重点或详细介绍CAE技术的基本知识，着重介绍数值分析常用的方法：有限元法和有限差分法，重点介绍铸造凝固与充型过程中的数学模型以及模型的数值求解方法。
泵盖铸造课程设计
泵盖铸造课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解泵盖铸造的基本原理，掌握铸造工艺流程中的关键环节。
2. 学生能够描述泵盖铸件常见的缺陷类型及其产生原因，并掌握相应的解决措施。
3. 学生了解泵盖铸件的材料特性及其在工程应用中的重要性。
技能目标：1. 学生能够运用CAD软件完成泵盖三维模型的构建，并正确设置铸造工艺参数。
2. 学生能够独立操作铸造设备，完成泵盖铸件的铸造过程，并进行简单的后处理。
3. 学生能够运用质量检测工具对泵盖铸件进行质量检测，分析并解决铸造过程中出现的问题。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对铸造工艺的热爱，激发他们学习相关工程技术的兴趣。
2. 增强学生的团队合作意识，培养他们在铸造实践中遇到困难时的解决问题的能力。
3. 培养学生的安全意识，让他们认识到遵守操作规程和保障生产安全的重要性。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，结合理论教学和实际操作，注重培养学生的动手能力和工程实践能力。
学生特点：学生具备一定的机械基础知识，对铸造工艺有一定了解，但实际操作能力有待提高。
教学要求：结合课程性质、学生特点，通过理论教学、实践操作和课后总结，使学生达到本课程所设定的知识目标和技能目标，同时培养他们的情感态度价值观。
在教学过程中，注重分解课程目标为具体的学习成果，以便进行有效的教学设计和评估。
二、教学内容1. 理论知识：- 铸造工艺基本原理，包括铸造过程、铸造材料、铸造缺陷等。
- 泵盖铸件设计要求，涉及泵盖的结构特点、材料选择、工艺参数设定等。
- 教材相关章节：第二章 铸造工艺基础、第三章 铸件设计。
2. 实践操作：- 泵盖三维模型构建，运用CAD软件进行泵盖三维模型的绘制。
- 铸造工艺参数设置，根据泵盖铸件特点，确定合理的铸造工艺参数。
- 铸造设备操作，包括模具制备、熔炼、浇注、冷却、脱模等过程。
- 教材相关章节：第四章 铸造设备与操作、第五章 铸造工艺参数优化。
3. 质量检测与控制：- 泵盖铸件质量检测方法，如尺寸测量、无损检测等。
铸造工艺及应用作业答案及复习资料
铸造生产——指用熔融的液态合金注入预先制备好的铸型中使之冷却、凝固后获得具有一定形状、尺寸和性能的毛坯或零件过程，简称铸造。
2、铸造方法的分类第一章 造型材料型（芯）砂是由骨干材料、粘结材料和附加物等原材料按一定比例配制而成。
以粘土为粘结材料的粘土型（芯）砂主要由原砂、粘土、附加物和水配制而成。
常用的附加物：煤粉、渣油、淀粉 、锯末等新砂和旧砂的处理1．新砂的处理新砂的处理常用的方法:筛分、水漂洗、酸浸洗、精选 、烘干等2．旧砂的处理拟采取措施：对旧砂进行通风冷却，降低温度；经破碎、磁选、过筛，除去杂物；干法碾搓，除去包覆膜、失效粘土及灰分；按一定比例添加原砂，补加新粘土、煤粉；调整含水分量，达到型砂性能要求。
CO2硬化法——向水玻璃砂制成的砂型（芯）中吹入CO2气体，在短时间内就可以使型（芯）砂硬化；三、C02-钠水玻璃砂的原材料、配方及混制工艺(一)C02-钠水玻璃砂的原材料铸钢件用原砂Si02含量应高。
一般采用中等粒度的硅砂涂料的基本组成涂料一般由耐火粉料、粘结剂、悬浮剂、载液和助剂组成。
涂料的性能(1)涂料的工艺性能涂料的工艺性能主要有饱沾性、涂刷性、流淌性、流平性、渗透性等。
涂刷方法涂料涂敷的方法有刷、喷、浸三种。
第二章铸型制备14种造型方法有哪些？整模造型、分模造型、挖砂和假箱造型、活块和砂芯造型、活砂造型(抽砂造型)、多箱造型、实物造型、刮板造型、抽心模造型和劈箱造型、脱箱造型(活箱造型)、叠箱造型、模板造型、漏模造型、地坑造型铸型的紧固方法生产小型铸件的铸型由于抬箱力小，用压铁直接压在砂型上比较方便。
生产大中型铸件的铸型，一般用卡子、螺栓等紧固。
紧固铸型前需在分箱面的四角用铁片将上下砂箱问的缝隙垫实，以防止铸型紧固时砂芯或砂型被压溃。
地坑造型，一般用压铁压在盖箱上。
第三章浇注系统设计铸铁件浇注系统的组成：浇口盆、直浇道、横浇道、内浇道。
、为避免水平涡流，应采用浇包低位浇注大流充满，并且使浇口杯中液面高度(h)与直浇道直径(d)保持_定的比值(即h>6d)。
锻造部分习题总结 铸造工艺习题部分(含答案)
锻造部分总结1镦粗常见的质量问题及原因（由变形不均匀性引起）主要质量问题：⑴锭料镦粗后上、下端常保留铸态组织；⑵侧表面易产生纵向或呈45度方向的裂纹；⑶高坯料镦粗时常由于失稳而弯曲。
变形不均匀分布的原因：⑴工具与坯料端面间的摩擦，使金属变形困难，Ⅰ区受到摩擦的影响最大，愈靠近中心处金属愈受到外层金属的阻碍，变形愈困难，形成近似锥形的困难变形区，而Ⅱ区受摩擦影响较小，变形较大；⑵平板间热镦粗时，温度不均也使得变形不均，与工件接触的Ⅰ区温度下降较快，变形抗力较大，较Ⅱ区变形困难；⑶Ⅱ区变形大，Ⅲ区变形小，使得Ⅱ区金属外流时对Ⅲ区金属产生压力，从而在切向产生拉应力，愈靠近坯料表面切向拉应力愈大。
镦粗缺陷产生的原因－变形不均匀性：⑴Ⅰ区变形程度小，温度较低，金属不易破碎和发生动态再结晶，仍保留较粗大的铸态组织，而Ⅱ区变形程度大，温度较高，铸态组织易被破，再结晶出充分，从而形成细小的锻态组织，内部孔隙也被焊合。
⑵Ⅲ区受到Ⅱ区金属的径向压应力而产生切向拉应力，愈靠近表面切向拉应力愈大。
当切向拉应力超过材料的抗拉强度时，便会产生纵向裂纹，而当材料塑性较低时，侧表面易产生45°裂纹。
2矩形截面坯料拔长的变形特点及其与矩形截面坯料镦粗变形的异同点，矩形截面坯料拔长常见的质量问题及形成原因，圆截面坯料拔长常见的质量问题。
变形特点：局部压缩、局部受力、局部变形，相当于两端有约束端的镦粗，尺寸变化规律与矩形坯料镦粗相似。
质量问题:(1)侧表面裂纹当送进量较大（l＞0.5h）时：心部变形较大，侧表面受拉应力当送进量过大（l＞h）和压下量也很大时：展宽过多而产生较大的拉应力引起侧表面开裂，类似于镦粗裂纹。
（2）角裂拔长时外端的存在加剧了轴向附加拉应力，尤其是边角部分冷却较快，塑性降低，更易开裂。
因此在拔长高合金工具钢和某些耐热合金时，易产生角裂，操作时需注意倒角。
（3）内部纵向裂纹：当送进量较大，并且在坯料同一部位反复重击时：对角线裂纹（4）内部横向裂纹拔长大锭料时，常遇到l<0.5h的情况，此时变形主要集中在上、下两部分，中部变形小，在轴心部分沿轴向受到附加拉应力，在拔长锭料和低塑性材料时，轴心部分原有的缺陷（缩松等）进一步扩大，易产生横向裂纹。
铸造课后习题研究生前三章
思考题第一章1、铸件的凝固方式及其影响因素？凝固方式对铸件质量的影响？铸件的凝固方式第一，中间凝固第二，逐层凝固第三，糊状凝固影响因素：第一，铸件的温度梯度。
合金结晶温度范围一定时，凝固区宽度取决于铸件内外层的温度梯度。
温度梯度愈小，凝固区愈宽。
(内外温差大，冷却快，凝固区窄) 第二，合金的结晶温度范围。
范围小: 凝固区窄，愈倾向于逐层凝固。
如: 砂型铸造，低碳钢逐层凝固，高碳钢糊状凝固。
对铸件质量的影响:逐层凝固时，固液界面比较光滑，对未结晶金属液的流动阻力小，故流动性好，补缩性好，铸件产生冷隔，浇不足，缩松等缺陷的倾向小。
糊状凝固时，发达的初生树枝晶布满整个铸件的断面，对金属液的阻碍作用大，故流动性很差。
铸件易产生冷隔，浇不足，缩松等缺陷。
中间凝固，补缩特性、热裂倾向性、充型性能介于以上两种凝固方式之间。
2、一个直径为25cm的长圆柱形铸钢件在砂型和金属型中凝固。
（1）当忽略铸件-铸型界面热阻时，它们的凝固时间各为多少？（2）当铸件-铸型的界面换热系数hi=0.0024J/(cm2·s·℃)时，它们的凝固时间各为多少?1.答：3、在凝固过程的数值模拟中，用于处理凝固潜热析出的方法有哪些？边界条件有哪几种形式？方法：第一等价比热容法第二温度回升法第三热焓法形式：1、给定边界上的温度2、给定边界上的热流密度3、给定边界上物体表面与周围流体间的对流换热系数hc及周围流体的温度Tf4、针对铸件的凝固过程，要考虑辐射换热边界条件和铸件/铸型界面边界条件的处理第二章4、在曲率为零时纯镍的平衡熔点为1726K，假设镍的球形试样半径分别是1cm，1μm，0.01μm，它们的熔点温度各降多少？已知ΔH=-18058J/mol，V m=6.6cm3/mol，σ=255×10-7J/cm2。
5、w Cu=1%的Al-Cu合金的溶质平衡分配系数为0.114，平面晶体长大速度为4mm/h，溶质原子从固相中解离向液相转移的反应系数β=330mm/h，问其固-液界面处Cu的溶质分配系数k*为何？第三章6、怎么从相变理论理解液态金属结晶过程中的生核、成长机理？7、试述均质生核与非均质生核之间的区别与联系，并分别从临界晶核曲率半径、生核功两个方面阐述外来衬底的湿润能力对临界生核过冷度的影响。
机械制造基础第三章习题及答案
第三章习题与答案3-1铸造生产具有哪些优点和缺点？答：由于铸造成形是由液态凝结成固态的过程，故铸造生产具有以下特点。
1）成形方便铸造成形方法对工件的尺寸形状几乎没有任何限制，铸件的尺寸可大可小，可获得形状复杂的机械零件。
因此，形状复杂或大型机械零件一般采用铸造方法初步成形。
在各种批量的生产中，铸造都是重要的成形方法。
2）适应性强铸件的材料可以是各种金属材料，也可以是高分子材料和陶瓷材料。
3）成本较低由于铸造成形方便，铸件毛坯与零件形状相近，能节省金属材料和切削加工工时；铸造原材料来源广泛，可以利用废料、废件等，节约国家资源；铸造设备通常比较简单，价格低廉。
因此，铸件的成本较低。
4）铸件的组织性能较差一般条件下，铸件晶粒粗大（铸态组织），化学成分不均，因此，受力不大或承受静载荷的机械零件，如箱体、床身、支架等常用铸件毛坯。
3-2金属的铸造性能包括哪些方面？答：金属在铸造过程中所表现出来的性能统称为金属的铸造性能，主要是指流动性、收缩性、偏析和吸气性等。
3-3试述砂型铸造的工艺过程。
答：根据零件图的形状和尺寸，设计制造模样和芯盒；制备型砂和芯砂；用模样制造砂型；用芯盒制造型芯；把烘干的型芯装入砂型并合型；熔炼合金并将金属液浇入铸型；凝固后落砂、清理；检验合格便获得铸件。
3-4为了保证铸件质量，在设计和制造模样及芯盒时应注意哪些问题？答：1）选择分型面：分型面是铸型组之间的接合面，一般情况下，也就是模样的分模面。
选择分型面时，应考虑铸件上的主要工作面、大平面、整个铸件的加工基准面等的合理安置。
例如铸件的主要工作面应放在下型或朝下、朝侧面。
因为铸造时，铸件上表面容易产生气孔、夹渣等缺陷，而铸件下面的质量较好。
2）起模斜度：为了使模样容易从铸型中取出或型芯自芯盒脱出，在平行于起模方向的模样上或芯盒壁上应有一定的斜度，一般模样斜度为1°~3°，金属模样斜度为0.5°~1°。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第3章课外作业
1、铸造工艺设计的主要内容包括那些？应遵循那些原则？
答：（1）铸造工艺方法的选择（2）浇注位置的选择（3）分型面的选择（4）型芯设计
2、铸钢件、灰铁件、球墨铸铁件、轻合金、锡青铜、磷青铜、铝青铜浇注系统
各有那些特点？
答：铸钢件：特点：熔点高、易氧化、流动性差、收缩大
浇注系统：一般中、小件：宜用开放式底注式浇注系统
高大件：宜用开放式阶梯式浇注系统
球墨铸铁件：特点：渣多，充型过程要求流动平稳、通畅
浇注系统：开放式浇注系统
轻合金（铝、镁合金）：特点：密度小、熔点低，导热系数大，化学性质
活泼，易氧化、易吸气个人收集整理勿做商业用途
浇注系统：开放式的底注式浇注系统（广泛应用
缝隙式浇注系统）
锡青铜、磷青铜：特点：结晶温度范围宽，易形成缩松，氧化倾向小
浇注系统：顶注式浇注系统（如雨淋式，压边式等）
铝青铜：特点：流动性好，体收缩大，结晶温度范围窄，易形成集中缩孔，易氧化生成氧化渣
浇注系统：开放式的底注式浇注系统
灰铸铁件：特点：流动性好，不易氧化
浇注系统：顶注式的封闭式浇注系统
3、如下图所示的球墨铸铁件，已知浇注总重为60kg，铸件为边长为200mm的正方形，干型，直浇道高度为350mm，浇口杯高度为50mm。
请计算浇注系统各组元的截面积（即直浇道、横浇道，内浇道的截面积）。
个人收集整理勿做商业用途
已知：铸件总重量m=60kg铸件边长=200mm H杯=50mm H直=350mm
浇注时铸件高度C=200mm，内浇道以上的铸件高度P=90mm
提示：
（1）球墨铸铁的密度ρ=7.8kg·cm-3
（2）S 1值的选择
铸件种类 或工艺要求
大型复杂铸件高应力及大型球铁件
防止侵入气孔和呛火
一般灰 铸铁件
厚壁小件、球铁小件，防止缩孔缩松
铸钢件
S 1值 0.7～1.0 1.0～1.3 1.7～2.0 3.0～4.0 1.3～1.5
（3）、铸铁及铸钢的流量系数μ值
种 类
铸 型 阻 力 大 中 小 湿 型 铸 铁 0.35 0.42 0.50 铸 钢 0.25 0.32 0.42 干 型
铸 铁 0.41 0.48 0.60 铸 钢
0.30
0.38
0.50
解：（1）分析
因为所浇注的铸件为球墨铸铁件，渣多，充型过程要求流动平稳、通畅，故选用充型平稳
的开放式浇注系统。
（见P110）个人收集整理 勿做商业用途 (2)采用的计算公式:
S 阻=
2m
u gH ρτ均
（3）计算充填时间τ 根据τ=S 13m δ 公式计算 ∵已知m=60Kg
取δ=边长/2= 200/2=100 S 1按表A 选取，取S 1=3.5 ∴τ=3.5310060⨯≈63.6（S ） （4）求流量系数μ值 按表B 选取 μ=0.5 （5）计算平均压头H 均 ∵已知 H 杯=50mm=5cm H 直 =350mm=35cm
C=200mm=20cm P=90mm=9cm
∴根据H 均=Ho –P 2/2C 公式有：
H 均=Ho –P 2/2C=(5+35)-92/(2×20)=38(cm) （6）计算阻流截面积S 阻 据 S 阻= 2m
u gH ρτ均
公式有
S 阻= 2m
u gH ρτ均=607.80.563.621038
⨯⨯⨯⨯=0.0087cm。