精品課程習題(綜合)【材料成型】

1、習題材料成形部分第1章 鑄造填空題：1、鑄造方法從總體上可分為普通鑄造和特種鑄造兩大類，普通鑄造是指砂型鑄造方法，不同于砂型鑄造的其他鑄造方法統(tǒng)稱為特種鑄造，常用的特種鑄造方法有：（熔模鑄造）、（壓力鑄造）、（金屬型鑄造）、（陶瓷型鑄造）、（消失模鑄造）等。2、凝固過程中所造成的體積縮減如得不到液態(tài)金屬的補充，將產(chǎn)生（縮孔）或（縮松）。3、對砂型鑄件進行結構設計時，必須考慮合金的（鑄造性能）和鑄造（工藝）對鑄件結構提出的要求。4、（收縮）是鑄造合金本身的物理性質(zhì)，是鑄件許多缺陷（如縮孔、縮松、變形、開裂）產(chǎn)生的基本原因。5、澆注位置是指造型時（模樣）在鑄型中所處的位置，它影響鑄件的質(zhì)量。6、鑄

2、造應力按產(chǎn)生的原因不同，主要可分為（熱應力）和（收縮應力）兩種。7、鑄件上各部分壁厚相差較大，冷卻到室溫，厚壁部分的殘余應力為（拉）應力，而薄壁部分的殘余應力為（壓）應力。8、任何一種液態(tài)金屬注入鑄型以后，從澆注溫度冷卻至室溫都要經(jīng)過三個聯(lián)系的收縮階段，即（液態(tài)收縮）、（凝固收縮）和（固態(tài)收縮）。9、在低壓鑄造、壓力鑄造和離心鑄造時，因人為加大了充型壓力，故（充型能力）較強。提高澆鑄溫度是改善合金（充型能力）的重要措施。10、鑄件澆鑄位置的選擇必須正確，如重要加工面、大平面和薄壁部分在澆鑄時應盡量（向下），而厚大部位應盡量（向上），以便安放冒口進行（補縮）。單項選擇題：1、下列合金流動性最好的

3、是：（ ）普通灰鑄鐵； 球墨鑄鐵； 可鍛鑄鐵； 蠕墨鑄鐵。2、 摩托車活塞應具有良好的耐熱性、熱膨脹系數(shù)小，導熱性好、耐磨、耐蝕、重量輕等性能。在下列材料中，一般選用：（ ）1下列合金流動性最好的是： （ ）普通灰鑄鐵； 球墨鑄鐵； 可鍛鑄鐵； 蠕墨鑄鐵。2. 摩托車活塞應具有良好的耐熱性、熱膨脹系數(shù)小，導熱性好、耐磨、耐蝕、重量輕等性能。在下列材料中，一般選用： （ ）鑄造黃銅； 合金結構鋼； 鑄造鋁硅合金； 鑄造碳鋼。3、在下列鑄造合金中，自由收縮率最小的是：（ ）鑄鋼； 灰鑄鐵； 鑄造鋁合金 ； 白口鑄鐵4、圖示圓錐齒輪鑄件，齒面質(zhì)量要求較高。材料HT350，小批生產(chǎn)。最佳澆注位置及分型

4、面的方案是：( )方案； 方案； 方案； 方案5、為防止大型鑄鋼件熱節(jié)處產(chǎn)生縮孔或縮松、生產(chǎn)中常采用的工藝措施是（ ） 采用在熱節(jié)處加明、暗冒口或冷鐵以實現(xiàn)順序凝固 盡量使鑄件壁厚均勻以實現(xiàn)同時凝固 提高澆注溫度 采用顆粒大而均勻的原砂以改善填充條件1下列合金流動性最好的是： （ ）普通灰鑄鐵； 球墨鑄鐵； 可鍛鑄鐵； 蠕墨鑄鐵。2. 摩托車活塞應具有良好的耐熱性、熱膨脹系數(shù)小，導熱性好、耐磨、耐蝕、重量輕等性能。在下列材料中，一般選用： （ ）鑄造黃銅； 合金結構鋼； 鑄造鋁硅合金； 鑄造碳鋼。5焊接接頭中因受熱影響（但未熔化）而發(fā)生組織和性能變化的區(qū)域稱為：（ ）焊縫； 熔合區(qū)； 熱影響區(qū)

5、； 部分相變區(qū)。多項選擇題：1、液態(tài)合金澆注溫度冷卻到室溫所經(jīng)歷的收縮階段有：（ ）高溫收縮； 液態(tài)收縮； 凝固收縮 低溫收縮； 固態(tài)收縮2、 挖沙或假箱造型時候，分型面：（ ）一定是曲面； 一定是圓錐面； 可以是平； 一定是平面； 可以是曲面3、影響液態(tài)合金充型能力的主要因素是：（ ） 合金的結晶特性； 澆注溫度； 合金的收縮率；鑄造工藝凝固原則； 鑄件壁厚和鑄型條件4、影響液態(tài)合金充型能力的主要因素是： （ ） 合金的結晶特性； 澆注溫度； 合金的收縮率；鑄造工藝凝固原則； 鑄件壁厚和鑄型條件5、產(chǎn)生縮孔、縮松的基本原因：（ ）液態(tài)收縮； 固態(tài)收縮； 凝固收縮； 線收縮； 等溫收縮結構改錯

6、題：1、如下圖所示，澆鑄位置是否合理？若不合理請改為合理。答：不合理。大平面應朝下，如下圖所示。2、請修改下列鑄件的結構，并說明理由。 （a） （b） 答：（a）：分型面應為簡單平面，使造型工藝大大簡化； （b）：防止縮孔產(chǎn)生，壁厚應盡量均勻3、請對下列鑄件的結構作適當改進，并說明理由。（a） （b） （c）答： （a）圖A-A截面改為加強筋型。（b）圖上表面改掉不必要的外凸緣結構，使三箱造型變?yōu)槎湓煨?，簡化鑄造工藝。（c）圖將厚大的截面處改成壁厚均勻的結構，避免熱節(jié)處易產(chǎn)生的縮孔、縮松等缺陷；另外，避免壁厚不均易產(chǎn)生應力變形甚至產(chǎn)生裂紋等缺陷。4、請修改下列鑄件的結構，并說明理由。（a）

7、（b）答：（a）鑄件的結構應盡量避免過大的水平壁。澆注時鑄件朝上的水平面易產(chǎn)生氣孔、砂眼、夾渣等缺陷。將圖中過的大水平面改為傾斜的表面。（b）凸臺和筋的設計應便于造型和起模。圖中的凸臺必須用活塊或外砂芯才能取出模樣。改后圖形為：5、 判斷下列鑄件的結構工藝性，如不良，則請修改（可在圖上修改）,并請說明理由。（4分） （a） （b）答：（a）圖的兩個斜凸臺在造型時影響起模，需采用活快。因此，應設計成向上的直凸臺，簡化造型工藝，減低成本、提高生產(chǎn)效率。（b）圖原設計需用兩個型芯，其中的型芯1為懸臂型芯、下芯時必須使用芯撐，型芯的固定、排氣和清理都比較困難。將兩個連通成一體，則便于造型時型芯的穩(wěn)固支

8、撐、安放、排氣和鑄造后的清理方便。簡答題：1、 用應力框說明熱應力的產(chǎn)生過程。答：起始階段兩桿處于塑性階段，冷卻到t1-t2階段后，細桿進入彈性狀態(tài)而粗干仍處于塑性，導致在橫桿的作用下將對粗干產(chǎn)生壓應力，細桿受到拉應力。這時粗桿將產(chǎn)生壓塑變形，使粗細兩桿收縮趨于一致，應力將消失。繼續(xù)冷卻T2-T3,此時兩桿均進入彈性狀態(tài)，粗桿溫度高，產(chǎn)生較大收縮，而細桿溫度低，收縮以幾乎停止。所以在最后階段粗桿受拉，細桿受壓。2、什么是縮孔？如何區(qū)別縮孔和氣孔？怎樣才能防止鑄件產(chǎn)生縮孔？答：（1）縮孔：由于液態(tài)收縮和凝固收縮所縮減的體積得不到補充，在鑄件最后凝固的部位形成的孔洞。（2）區(qū)別：縮孔：通常位于鑄件

9、的上部或最后凝固的部位，形狀不規(guī)則，孔壁粗糙。氣孔：是氣體在鑄件中形成的孔洞，孔內(nèi)表面比較光滑，明亮或略帶氧化色。（3）防止措施：1）采用順序凝固原則；2）合理確定內(nèi)澆道位置及澆注工藝；3）應用冒口、冷鐵、補貼等；3、軋鋼機導輪，材料ZG310-570，在鑄后出現(xiàn)縮孔如下圖示。試分析該鑄件出現(xiàn)縮孔的原因及消除該鑄件縮孔的工藝措施。（注意：圖中尺寸均不許改變）。答：（1）出現(xiàn)縮孔的原因：材料ZG310-570屬于共析的合金，逐層凝固，易在最后凝固部位及熱節(jié)處產(chǎn)生集中的縮孔，軋鋼機導輪的結構恰好為上部是厚大截面，在厚、薄截面轉(zhuǎn)接處形成熱節(jié)，因此，在圖示部位產(chǎn)生縮孔。（2）消除該鑄件縮孔的工藝措施：

10、在上部厚大截面處安放冒口、采用頂注式澆鑄系統(tǒng)、形成自下而上的順序凝固，將縮孔引向冒口區(qū)。4、什么是“順序凝固原則”和“同時凝固原則”?實行“順序凝固原則”和“同時凝固原則”對防止鑄件缺陷有何意義？答：順序凝固：是指利用各種工藝措施，使鑄件從原離冒口的部分到冒口之間建立一個遞增的溫度梯度，凝固從遠離帽口的部分開始，逐漸向冒口方向順序進行，最后是冒口本身凝固。實現(xiàn)順序凝固可以實現(xiàn)良好的補縮，使縮孔移至冒口，從而獲得致密的鑄件。同時凝固：利用各種工藝措施，減小鑄件各部分的溫差，從而實現(xiàn)鑄件同一時間的凝固，由此熱應力可減小到最低程度5、為什么要規(guī)定鑄件的最小允許壁厚？不同鑄造合金的最小允許壁厚是否一致

11、？為什么？答：鑄件壁厚過小，難以充型，容易出現(xiàn)澆不足、冷隔缺陷。不一致。因為，不同合金的流動性各不相同，導致不同合金在一定的鑄造條件下所能澆鑄出鑄件最小壁厚也不同。第2章 金屬塑性加工填空題：1、鍛壓是 （鍛造）和（沖壓）的總稱。2、拉深時，拉深系數(shù)愈（小）和板料相對厚度愈（?。辶嫌菀灼鸢?。3、塑性加工時，作用在工具表面單位面積上（變形力）的大小稱為變形抗力。4、合金的（塑性）越好，（變形抗力）越低 , 其鍛造性就越好。5、對于大型或特大型鍛件，只能采取（自由鍛）來生產(chǎn)。6、沖壓加工方法多種多樣，但概括起來，可以分為（分離工序）和（成形工序）兩大類。7、沖裁的分離過程分為彈性變形階段、（

12、塑性變形階段）、斷裂分離階段三個階段。8、宜于鍛造的金屬應具有良好的（塑）性，故可鍛鑄鐵是（不可）鍛造的。9、鍛壓件是金屬在（固）態(tài)下成形的，故其形狀一般比鑄件的（簡單）。10、鍛件坯料加熱時，應盡量提高始鍛溫度，但要避免產(chǎn)生（過熱）和（過燒）、脫碳和嚴重氧化等缺陷。單項選擇題：1、金屬熱變形與冷變形的分界線是：（ ）高于或低于回復溫度；高于或低于再結晶溫度；加熱溫度；軟化溫度2、在鍛壓過程中，磷是鋼中的有害雜質(zhì)，使鋼的強度、硬度顯著提高，而塑性、韌性顯著降低，尤其在低溫時更為嚴重，這種現(xiàn)象稱為：（ ）冷脆性； 熱脆性； 時效脆性； 氫脆3、用以綜合衡量金屬鍛造性能的因素是金屬的：（ ） 塑性

13、，變形抗力 彈性 強度 沖擊韌性4、金屬的冷變形強化有利于：（ ）冷變形繼續(xù)進行； 零件的安全使用； 鍛壓能耗的減少；工件的塑性成形5、選擇模鍛件分模面的位置時，必須保證的是：（ ）分模面是一個平面； 各個模膛均淺而寬； 模鍛件能順利出模； 分模面采用直線分模。多項選擇題：1、 實際生產(chǎn)中最常用的自由鍛基本工序有：（ ）鐓粗； 拔長； 扭轉(zhuǎn)； 錯移； 沖孔2、影響鋼料鍛造性能優(yōu)劣的因素有：（ ）化學成分； 石墨形態(tài)； 變形溫度； 變形速度； 應力狀態(tài)3、鍛壓的目的是改變或改善金屬材料的：（ ）尺寸； 形狀； 晶格結構； 組織； 性能3、冷鍛件圖要根據(jù)零件圖來繪制，在繪制的過程中應考慮的因素有：

14、( )鍛造余塊； 加工余量； 鍛造公差；沖孔連皮； 圓角半徑4、根據(jù)金屬流動方向和凸模運動方向，擠壓可分為： ( ） 正擠壓； 復合擠壓； 逆向擠壓； 同向擠壓； 徑向擠壓5、下列那些項屬于沖壓的分離工序：（ ）剪切； 拉深； 翻邊； 沖裁； 切邊結構改錯題：1、判斷下列自由鍛件的結構工藝性，如不良，則請修改并說明理由。軸類自由鍛件 盤類自由鍛件 答：(a)原鍛件上具有錐體結構，自由鍛時成形比較困難，應該為圓柱結構。（b）原鍛件結構具有加強筋，自由鍛時成形困難，因此，必須盡量減少輔助結構。 零件的合理結構2、如下圖所示，鍛件要求內(nèi)部組織流線沿外輪廓連續(xù)分布，采用-面分模是否合理？若不合理請改為

15、合理。 答：不合理。將分模面置于一側(cè)（-分模面），內(nèi)部組織流線沿外輪廓連續(xù)分布。3、選擇最佳的分模面，并說明理由。 答：c-c面為最佳分模面。原因：鍛件能順利取出，也可鍛出零件中的孔，同時也能保證鍛件以鐓粗填充的方式成形，獲得良好的鍛件質(zhì)量。4、對圖(a)、(b)所示錘上模鍛件的分模面進行修正，并說明理由。 答：（a）圖：分模面設在260截面中央，分模面的位置能保證上、下模膛的輪廓相同，以利于模具制造和避免錯型。（b）圖：分模面設在360截面中央，分模面的位置能保證上、下模膛的輪廓相同，以利于模具制造和避免錯型。模鍛時，鍛件以鐓粗方式充滿模膛，獲得良好的鍛件質(zhì)量。5、齒輪零件圖如下（次要尺寸從

16、略），錘上模鍛制坯。從其結構上看，有哪些不妥之處？為什么？應如何改進？齒輪零件圖如下（次要尺寸從略），錘上模鍛制坯。從其結構上看，有哪些不妥之處？為什么？應如何改進（就在圖上進行修改）？（3分） 答：錘上模鍛制坯，要求鍛件的結構最好為沿分模面均勻?qū)ΨQ。原設計恰好違反此原則，根據(jù)分模面為F250的最大面的中心，其輪轂應設計成沿分模面對稱結構，且輪轂與輪輻的轉(zhuǎn)接處應為園角過渡（例如R5）輻板b處尺寸過薄應加厚，附圖簡答題：1、說明自由段、模鍛和胎膜鍛的特點及適宜的生產(chǎn)批量。1、 答：自由鍛工序多，鍛件的加工余量和鍛造公差都較大，生產(chǎn)效率低，只適用于單件或小批量生產(chǎn)；胎膜鍛使用了較簡單的模具，因此加

17、工余量和鍛造公差比自由鍛小生產(chǎn)效率有所提高；對于模鍛而言，操作最為簡單，生產(chǎn)效率最高，加工余量和鍛造公差小，但模具造價高，生產(chǎn)周期長，適用于大批量生產(chǎn)。2、簡述變形溫度、變形速度對塑性和變形抗力的影響。答： a) 變形溫度對塑性和變形抗力的影響：溫度對塑性的影響，就大多數(shù)金屬而言，其總的趨勢是隨著溫度的升高，塑性增加，變形抗力降低。但是，在溫度升高過程中的某些溫度區(qū)間，往往由于過剩相的析出或相變等原因，而使金屬的塑性降低和變形抗力增加（也可能降低）。b) 變形速度對塑性和變形抗力的影響：變形速度小于臨界值時，隨著變形速度的增大，塑性降低，變形抗力升高；變形速度大于臨界值時，隨著變形速度的增大，

18、塑性提高，變形抗力降低。3、簡述應力狀態(tài)對塑性及變形抗力的影響。答：在應力狀態(tài)中，壓應力狀態(tài)中，壓應力個數(shù)愈多、愈大，則金屬的塑性愈高。反之，拉應力個數(shù)愈多、數(shù)值愈大，則金屬的塑性越低。應力狀態(tài)對變形抗力有很大的影響。一般來說，同號主應力圖的變形抗力大于異號主應力圖的變形抗力。4、依據(jù)什么來評定金屬的鍛造性能？其影響因素有那些？答：依據(jù)塑性及變形抗力來評定金屬的鍛造性能。其影響因素有：（1）金屬的化學成分和組織對塑性和變形抗力的影響； （2）變形溫度、變形速度對塑性和變形抗力的影響； （3）應力狀態(tài)對塑性和變形抗力的影響； （4）毛壞表面狀況和周圍介質(zhì)及變形不均勻?qū)λ苄院妥冃慰沽Φ挠绊憽?、繪

19、制自由鍛件圖要考慮哪些因素？繪制模鍛件圖要考慮哪些因素？答：繪制自由鍛鍛件圖時，應以零件圖為基礎，并考慮以下幾個因素：鍛件敷料、鍛件余量、鍛件公差。模鍛件圖分為冷鍛圖和熱鍛圖兩種。冷鍛圖是用來最終鍛件的檢驗，它要根據(jù)零件圖來繪制。繪制時要考慮以下因素：分模面，確定加工余量和鍛造公差，確定沖孔連皮，確定模鍛斜度和圓角半徑。熱鍛件圖用于鍛模設計和加工制造，它是以冷鍛件圖為依據(jù)，在冷鍛件圖的基礎上加放收縮率，尺寸的標注也應遵循高度、方向、尺寸分模面為基準的原則。3章 焊接填空題：1、埋弧自動焊的焊接材料是（焊絲）和（焊劑）。2、焊接冶金過程中的氧化會使焊縫金屬含氧量(增高)，還會使焊縫中合金元素（燒

20、損），影響焊縫的質(zhì)量。3、手弧焊的焊接過程實質(zhì)上是一個冶煉過程，焊接時在（熔池中的液態(tài)金屬）、（周圍的熔渣）和周圍空氣三者之間發(fā)生一系列冶金反應。4、消除焊接應力的有效方法是焊后進行（去應力退火）熱處理。5、常用的電弧焊方法有（手弧焊）、（埋弧焊）和（氣體保護焊）等。6、按照釬料的熔點不同，將釬焊分為（軟釬焊）和（硬釬焊）。7、間接評定鋼材的焊接性的方法有（碳當量法）和（冷裂紋敏感系數(shù)法）。8、焊接電弧一般由（陽極區(qū)）、（陰極區(qū)）和（弧柱區(qū)）三部分組成。9、按焊接過程物理特點，焊接方法可以分為（熔焊）、（壓焊）和（釬焊）。10、焊接結構材質(zhì)不同時，焊接的難易程度（不同），因此，應盡量選擇（可焊

21、性好）材料來制造焊接結構。單項選擇題：1、焊接接頭中因受熱影響（但未熔化）而發(fā)生組織和性能變化的區(qū)域稱為：（ ）焊縫； 熔合區(qū)； 熱影響區(qū)； 部分相變區(qū)2、下列焊接方法中使工件變形最小的是：（ ）手弧焊； 氣體保護焊； 埋弧焊； 釬焊；3、氣焊黃銅時采用：（ ）中性焰； 碳化焰； 弱氧化焰； 強氧化焰；4、對釬焊的釬料熔點的要求是：（ ）低于母材的熔點； 高于母材的熔點；與母材的熔點相等； 可低于、等于或高于母材的熔點5、對于有復雜內(nèi)腔的零件最佳成形方法是：（ ）鍛造； 沖壓； 鑄造； 焊接 多項選擇題：1、 埋弧自動焊的優(yōu)點有：（ ）生產(chǎn)率高； 可進行全位置焊； 焊接質(zhì)量好； 節(jié)省金屬材料；

22、 勞動條件好2、為避免或減少焊接應力和變形，焊縫布置的一般原則是：（ ）應盡可能密集； 應盡可能分散； 應盡可能避開加工表面；應便于焊接操作； 焊縫位置應盡量對稱。3、熔焊的接頭設計如下圖所示，合理的接頭設計是：（ ） 4、焊條選用必須遵守的最基本原則：（ ） 同成分原則； 抗裂性； 等強度原則； 成本要求； 組織原則5、低碳鋼焊接接頭包括：（ ） 焊縫熱區(qū)； 熔合區(qū)； 淬火區(qū)； 正火區(qū)； 部分相變區(qū)結構改錯題：1、說明以下焊縫布置及焊接順序是否合理，并說明原因。 （a） （b）答：（a）不合理。焊縫應盡量避免密集和交叉，如果焊縫密集或交叉會使接頭處過熱，力學性能下降。（b）不合理。合理的焊接

23、順序：1-3-4-2-7-6-5-8，這樣可減小焊接產(chǎn)生的變形。2、修改焊接結構及焊縫布置不合理處。 答：（a）焊縫應對稱分布，使焊接變形相互抵消。（b）焊縫應避免交叉結構，克服焊接接頭熱影響區(qū)過熱，力學性能下降。3、修改焊縫布置不合理處，并說明理由。答：（1）焊縫應盡量避開最大應力的位置。應改成自兩端分散的2條焊縫。（ 2）焊縫應避免應力集中的位置。應改成碟型封頭。4、焊縫布置應便于操作，修改下面手弧焊的焊縫設置。 （a） （b） （c）答： （a）圖的設計在進行手弧焊時，操作空間不夠，應加大兩立柱的間距（45°，15mm）。 （b）圖的設計在進行手弧焊時，操作空間不夠，應顛倒兩個

24、搭接件的位置。（c）圖的設計在進行手弧焊時，操作空間不夠，無法施焊，應將焊縫改成直角后再轉(zhuǎn)接的形狀5、判斷下列焊接件的結構工藝性，如不良，則說明理由。管子釬焊接頭 電阻對焊接頭 （a） （b）答：（a）接觸面積過小，可改成斜面接觸、臺階界面、搭接等形式。（b）截面積不一樣，電阻不一樣導致熔化速率不同，易產(chǎn)生較大焊接變形。應改為同截面積零件焊接。簡答題：1、試述減小焊接殘余應力的工藝措施1、 答：結構設計要避免焊縫密集交叉，焊縫截面和長度也要盡可能小。將焊件預熱后再進行焊接。去應力退火，錘擊焊縫。2、 三塊鋼板拼焊，其焊接順序有a和b兩種，試問哪一個方案比較合理？并說明不合理方案在焊接時可能產(chǎn)生的缺陷。 方案a 方案b答：方案a比較合理。先焊完焊縫1后，可進行去應力處理，例如、采用錘擊的方法進行校形然后進行焊縫2的焊接，可保證構件整體變形小并容易進行校形。方案b不合理，因為按此順序焊接將產(chǎn)生很大的焊接變形。焊縫1焊完后，由于整個構件受熱和冷卻不均，在對接接頭2處將出現(xiàn)外緣接縫間隙大、靠近焊縫1處接縫間隙小的不規(guī)矩的接頭形狀，焊縫2的接頭間