《工程材料及机械制造基础》习题参考答案(4)

4、铸件中缩孔和缩松是如何形成的？根本原因何在？如何防止铸件的缩孔和缩松？从工艺上看哪种更难防止？为什么？

合金液体在逐层凝固时，因内部体积的收缩并得不到液体合金的补充，产生缩孔。合金液体在糊状凝固时，因内部体积的收缩并得不到液体合金的补充，产生缩松。从工艺上看缩松更难防止，因缩孔可采用顺序凝固方法使其产生在冒口中。而缩松是糊状凝固的产物，在糊状凝固时，已凝固的金属表面粗糙，阻碍液体金属的流动，收缩所需金属液体更难得到补充。

5、生产上经常采用哪些方法来确定缩孔的位置？

合理的安置冒口和冷铁的位置，使铸件按预定方向顺序凝固。

6、何谓顺序凝固原理？何谓同时凝固原理从工艺上如何实现这两种凝固原理？它们各适用于甚么场合？

顺序凝固原则：通过设置冷铁、布置浇、冒口位置等措施。保证铸件各部按照远离冒口的位置最先凝固，然后朝冒口的方向顺序凝固，使冒口最后凝固的凝固原则。

同时凝固原则：通过设置冷铁、布置浇口和冒口的位置等措施．使铸件各部分温差尽可能小的凝固过程。

顺序凝固原则适用于铸件壁厚，易产生缩孔和缩松的合金。同时凝固原则适用于壁厚均匀，结晶温度范围宽，致密度要求不高的的铸件，以防止铸件的内应力、变形及裂纹。

7、铸造内应力分为哪几类？热应力是如何形成的？在铸件不同部位的应力状态如何？

铸造内应力分为热应力和机械应力。热应力是由于铸件壁厚不均．各部分的冷却速度不一致，收缩量不同，铸件内部彼此相互制约产生的应力。厚部、心部受拉应力。薄部、表面受压应力，

8.铸件变形的原因何在？如何防止铸件的变形？

铸件变形是由于内部存在内应力，铸件处于一种不稳定状态，厚的部分受拉应力，薄的部分受压应力。当应力超过屈服极限铸件本身总是力图通过变形来减缓内应

力，铸件产生变形。防止铸件的变形：1）铸件的结构尽可能对称；2）铸件的壁厚尽可能均匀；3）采用同时凝固原则；4）采用时效处理。

9、球墨铸铁在化学成分、力学性能和铸造工艺方面有何特点？

化学成分：wc=3.7～4.0％．Wsi=2.0～2.8％、wMn=0.6～0.8％，ws＜0.04％，wP＜0.1％，wRe=0.03～0.05％ 。

力学性能：抗拉强度、塑性、韧性、疲劳强度较高。

铸造性能良好，在浇注前需向铁液中加入适量的球化剂和孕育剂，使碳呈球状析出。

10、分析如图7-49所示的槽型铸件的热应力形成过程，标出最终热应力状态，并用虚线画出铸件的变形方向。

在固态收缩过程中，由于下部温度下降得快，上部与下部收缩不均匀，所以产生热应力。最终热应力为上拉下压。变形方向为沿对称轴向上凸。

11、铸造工艺图包括哪些内容？试确定如图7-50所示的机床床身的分型面和浇注位置，并说明原因。

铸造工艺图包括：铸件的浇注位置，分型面，型芯的数量、形状及固定方法，加工余量，起模斜度、收缩率，浇注系统，冒口，冷铁的尺寸及布置，砂箱形状及尺寸等。

12、图7-51所示的三种铸件应采用何种手工造型方法？试确定它们的分型面和浇注位置。

13、熔模铸造有何优缺点？和实型铸造相比有哪些不同？

优缺点：（１）可生产形状复杂及薄壁铸件；（２）铸件尺寸精度高、表面质量好；（３）适应性广；（４）工艺过程复杂、不易控制，生产周期长，铸型的制造费用高，铸件不宜太大。

与实型铸造相比，工艺较复杂，需要两次造型，两次浇注，且不易控制；使用和消耗的材料较贵。

14、金属型铸造、压力铸造、反压铸造和挤压铸造有何不同？

金属型铸造：依靠合金液重力将熔融金属浇入金属铸型而获得铸件的方法。

压力铸造：将熔融金属在压铸机中以高速压射入金属铸型内，并结晶的铸造方法。 反压铸造：用较低的压力使金属液自下而上充填型腔，并在压力下结晶以获得铸件的铸造方法。

挤压铸造：对定量浇入铸型型腔中的液态金属施加较大的机械压力，使其成形、凝固获得零件毛坯的一种工艺方法。

15、离心浇注有何优缺点？主要适用于哪些场合

优点：工艺简单，铸件组织致密，无缩孔、气孔、夹渣等缺陷，力学性能好，便于铸造“双金属”铸件，铸造合金的种类不受限制。缺点：铸件内表面质量差，孔的尺寸不易控制。

主要适用于大批量生产灰铸铁及球墨铸铁管、汽缸套及滑动轴承等中空件，也可浇注刀具、齿轮等成形铸件。

16、在大批量生产时，铝活塞、照相机机身、机床机身、大直径铸铁管、汽轮机叶片和薄壁波导管最适宜采用哪一种铸造方法？

铝活塞、汽轮机叶片适宜采用反压铸造；照相机机身适宜采用压力铸造；机床机身适宜采用砂型铸造；大直径铸铁管、薄壁波导管适宜采用离心铸造

17、什么是铸件的最小壁厚？为何要规定铸件的最小壁厚？是否铸件壁厚越大越好？

铸件的最小壁厚指某种合金在一定的铸造工艺下能得到合格铸件的壁厚的最小值。如果铸件的壁厚小于规定的最小壁厚，铸件将可能出现浇不到等缺陷，而成为废品。铸件壁厚不是越大越好，而是根据使用要求选取，并需大于铸件的最小壁厚。

18、为什么要设计铸件的结构圆角？图7-52铸件的结构设计是否合理？如不合理，在不改变分型面和浇注位置的前提下加以修改。

为便于造型，避免铸件在尖角处产生裂纹和应力集中，避免因尖角在浇注时造成冲砂、砂眼和黏砂等缺陷。图7-52铸件的结构设计不合理，孔不应该有上部圆角，或者不铸出孔。

19、指出如图7-53所示铸件结构不合理之处，并加以改正。

20、为什么要设计铸件的结构斜度？铸件的结构斜度与起模斜度有何异同？ 为方便起模和避免损坏砂型。铸件的结构斜度是从使用角度考虑设计的，而起模斜度是考虑铸造工艺要求附加的，如铸件的结构斜度大于起模斜度，可不在考虑与起模斜度。

第八章 压力加工（151）

１、 常用的金属压力加工方法有哪些？各有何特点？

（1） 轧制：使金属坯料通过一对回转轧辊间的空隙产生变形。

（2） 挤压：使金属坯料从挤压模的模孔中挤出而变形。

（3） 拉拔：将金属坯料从拉拔模的模孔中拉出而变形。

（4） 自由锻：将金属坯料放在上下砧板间受冲击力或压力而变形。

（5） 模锻：将金属坯料放在模锻模膛内受冲击力或压力而变形。

（6） 板料冲压：利用冲模，使金属板料产生分离或变形。

2、为什么弹簧丝都采用冷拉、冷卷成形？在拉制过程中为什么被拉过模孔而截面缩小的钢丝其截面不会再缩小，也不会被拉断？

冷拉簧丝在冷拉过程中受挤压，表面形成压应力，有利于提高疲劳强度。弹簧主要受剪应力，而冷拉簧丝纤维组织沿轴向分布，垂直于剪应力方向，有利于承受剪应力。

冷卷成形是为了保持冷拉簧丝的特点。

被拉过模孔而截面缩小的钢丝其截面不会再缩小，也不会被拉断，是因为在模孔的挤压下，金属发生冷变形，，材料的强度、硬度提高，塑性和韧性下降的原因。

3、纤维组织是如何形成的？它的存在有何利弊？设计零件时如何合理利用纤维组织？

通过热变形时材料内部的夹杂物及其他非基体物质，沿塑性变形方向形成纤维组织。它使材料顺纤维方向的强度、塑性和韧性增加，垂直纤维方向的同类性能下降，力学性能出现各向异性。设计零件时应使纤维组织沿拉最大正应力方向，而最大剪应力垂直于纤维方向，并尽可能使纤维方向沿零件的 …… 此处隐藏：2486字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……