金工实习指导书热加工部分答案(完整版)

1、第一章  金属材料及钢的热处理一、常用金属材料（三）实习报告1、什么是钢？什么是铁？钢按用途怎样分类？钢铁是以铁为基体的铁碳合金，当碳的质量分数大于2.11%时称为铁，当铁的质量分数小于2.11%时称为钢。钢按用途可分为：结构钢（建筑用钢）、工具钢（例如钳工用的钢锯条）、特殊用途钢（例如轴承）。 2、简述机械零件的形成过程。其一般过程为：矿石炼铁钢碳钢、合金钢轧钢下料锻压成形（毛坯）热处理（退火、正火）机加工铸造热处理（淬火、回火）成品零件3、列表综合Q235、45、ZG40Cr、T10A、20CrMnTi、GCr15、W18Cr4V等钢材的类别、牌号成分、性能、

2、用途。材料代号类别牌号或成分性能用途Q235普通碳素结构钢C含量：0.235%韧性、塑性优良建筑或对韧性要求较高的零件45#优质碳素结构钢C含量：0.45%各项性能中等制造各类常用零件ZG40Cr铸钢C含量：0.40%含铬合金  T10A优质碳素工具钢C含量：10硬度很高适合做工具、刀具、模具20CrMnTi结构钢C含量：0.20%含铬锰钛合金  GCr15轴承钢  轴承类W18Cr4V高速钢  车刀 4、什么叫有色金属？举实例说明铝和铜在机器制造中的用途。狭义上，有色金属是非铁金属，是铁、锰、铬以外金属

3、的总称；广义上的有色金属还包括有色合金，它是以有色金属为基体（通常大于50%），加入一种或几种其他元素而构成的合金。实例：铝电缆、电器零件、装饰品及日常生活用品；铜电线、导电螺钉、储藏器、各种管道。 5、影响金属材料的使用性能有哪些？性能名称性能内容  使用性能物理性能包括密度、熔点、导电性、导热性、磁性等。化学性能金属材料抵抗各种介质的侵蚀能力，如抗腐蚀性能等。力学性能强度在外力作用下材料抵抗变形和破坏的能力，分为抗拉强度b、抗压强度bb、抗剪强度r，单位均为MPa。硬度衡量材料软硬程度的指标，较常用的硬度测定方法有布氏硬度（HBS、HBW）、洛氏硬度（HR）和

4、维氏硬度（HV）。塑性在外力作用下材料产生永久变形而不发生破坏的能力。常用指标是伸长率（%）和断面收缩率（%），和愈大，材料塑性愈好。冲击韧性材料抵抗冲击力的能力。常把各种材料受到冲击破坏时消耗能量的数值作为冲击韧性的指标，用k（J/cm）表示。冲击韧度值主要取决于塑性、硬度，尤其是温度对冲击韧度值的影响具有更重要的意义。疲劳强度材料在多次交变载荷作用下，不致引起断裂的最大应力。工艺性能包括热处理工艺性能、铸造性能、锻造性能、焊接性能、切削加工性能。 二、热处理理论基础及工艺概述（三）实习报告1、什么叫做热处理？其作用是什么？热处理是将材料放在一定的介质内加热、保温、冷却，通过改变材

5、料表面或内部的组织结构,来控制其性能的一种综合工艺过程。金属热处理是机械制造中的重要工艺之一，与其他加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。其特点是改善工件的内在质量，从而获得最终的实用性能，而这一般不是肉眼所能看到的。2、什么是退火、正火、淬火、回火方法?各有什么作用？退火是将工件加热到适当温度，根据材料和工件尺寸采用不同的保温时间，然后进行缓慢冷却，目的是使金属内部组织达到或接近平衡状态，获得良好的工艺性能和使用性能，或者为进一步淬火作组织准备。正火是将工件加热到适宜的温度后在空气中冷却，

6、正火的效果同退火相似，只是得到的组织更细，常用于改善材料的切削性能，也有时用于对一些要求不高的零件作为最终热处理。淬火是将工件加热保温后，在水、油或其它无机盐、有机水溶液等淬冷介质中快速冷却。淬火后钢件变硬，但同时变脆。为了降低钢件的脆性，将淬火后的钢件在高于室温而低于650的某一适当温度进行长时间的保温，再进行冷却，这种工艺称为回火。3、画出退火、正火、淬火、回火的热处理工艺曲线。4、什么是渗碳处理？其作用和实现的原理是什么？表面渗碳处理：将含碳(0.10.25%)的钢放到碳势高的环境介质中,通过让活性高的碳原子扩散到钢的内部,形成一定厚度的碳含量较高的渗碳层,再经过淬火、回火,使工件的表面

7、层得到碳含量高的合金,而心部因碳含量保持原始浓度而得到碳含量低的合金,合金的硬度主要与其碳含量有关,故经渗碳处理和后续热处理可使工件获得外硬内韧的性 能。渗碳处理的作用是：提高表面层的耐磨性(碳含量高的合金),同时保持心部有高的耐冲击能力，即强韧性以及良好的塑性，使零件既能承受磨损和拥有较高的表面接触应力，同时又能承受弯曲应力及冲击载荷。渗碳处理用于在摩擦冲击条件下工作的零件，如汽车齿轮、活塞销等。5、什么是氮化处理？说明其作用和原理。氮化处理：在一定温度下，将工件置于渗氮介质中加热、保温，使活性氮原子渗入工件表层的化学热处理工艺。零件渗氮后表面形成氮化层，氮化后不需淬火，钢件表层硬度可达95

8、01200HV，这种高硬度和高耐磨性可保持到560600。C而不降低，故氮化钢件具有很好的热稳定性，同时具有较高的抗疲劳性和耐腐蚀性且变形很小。由于上述特点，渗氮在机械工业中得到了广泛应用，特别适宜于许多精密零件的最终热处理，例如磨床主轴，精密机床丝杆，内燃机曲轴以及各种精密齿轮和量具等。6、何谓预备热处理？何为最终热处理？举例说明。预备热处理包括退火、正火、调质等，退火、正火的工序位置，通常安排在毛坯生产之后、切削加工之前，以消除毛坯的内应力、均匀组织、改善切削加工性能，并为以后的热处理做组织准备。调质工序一般安排在粗加工之后、精加工或半精加工之前，目的是为了获得更好的综合力学性能，为以后的

9、热处理做组织准备。调质一般不安排在粗加工之前，以免表面调质层在粗加工时大部分被切削掉，从而失去调质处理的作用。最终热处理包括淬火、回火及表面热处理等。零件经过此热处理后，获得所需的使用性能，因其硬度较高，除磨削外不宜进行其他形式的切削加工，故其工序位置一般均安排在半精加工之后。 三、热处理设备（三）实习报告1、试说明RX3459、NLQ759、DM10013、RJ2556、GGC502设备的含义、工作原理、作用（或所能完成的工作等）。并把这些设备的功率、电压、相数、额定温度（或工作温度）、工作空间及重量等综合列于一表内。设备型号名称功率电压额定温度RX3459箱式加热电阻炉45kw&

10、#160;950NLQ759井式气体渗碳电阻炉75 kw 950DM10013   1300RJ2556井式回火炉55 kw 650GGC502真空管式高频感应加热炉50 kw380V  2、井式回火炉、井式氮化炉的工作过程或工作原理是什么？ 3、可倾式回转炉的作用是什么？其工作过程或工作原理是什么？ 不  4、高频淬火的作用是什么？简述其操作过程。高频淬火是指利用高频电流（30k100kHz）使工件表面局部加热、冷却，获得表面硬化层的热处理方法，这种方法只是对工件一定深度的表面强化，而心部基本上保持处理

11、前的组织和性能，因而可获得高强度、高耐磨性和高韧性的综合性能。又因为是局部加热，所以能显著减少淬火变形，减低能耗。正是因为高频淬火拥有上述这些特点，因而在机械加工行业被广泛应用。 5、何谓发黑处理？其工艺过程如何？各道工序又有什么作用？发黑处理是金属表面氧化处理中最常用的一种方法。其中碱性发黑处理是将工件放在一定的温度的强碱性溶液中进行的氧化处理，它使工件表面形成一层氧化膜（Fe3O4）,这层氧化膜组织较为紧密，能牢固地与金属表面结合，依据处理条件的不同，该氧化膜可呈现亮蓝色直到亮黑色，主要应用于碳素钢和低合金钢。工艺原理：当工件在浓度很高的碱性和氧化剂的溶液中加热时，表面开始先受到

12、碱的微腐蚀作用，首先析出铁离子，与碱的氧化剂继续作用，生成亚铁酸钠（Na2FeO2）和铁酸钠（NaFe2O4），然后再由亚铁酸钠和铁酸钠进一步作用，生成成分为四氧化三铁的致密氧化膜。作用：它不仅对金属表面起防锈作用，还能增加金属表面的美观，对于淬火工件而言，还能起到消除应力的作用。四、热处理实验和操作（三）实习报告1、简述ZG40Cr（采用当时生产中所处理的材料）热处理的整个工艺过程，并说明各工序的作用。 2、何谓 调质处理？处理后材料性能有何特点？生产中那些零件要采用这种处理工艺。调质处理是淬火后高温回火的热处理方法称为调质处理。高温回火是指在500-650之间进行回火。调质可以使

13、钢的性能，材质得到很大程度的调整，其强度、塑性和韧性都较好，具有良好的综合机械性能。调质处理后得到回火索氏体，它的机械性能均比相同硬度的正火索氏体组织为优，它的硬度取决于高温回火温度并与钢的稳定性和工件截面尺寸有关，一般在HB200300之间。调质常常应用在中碳(低合金)结构钢，也用在低合金铸钢中，对力学要求高的结构零部件都要进行调质处理。调质处理广泛应用于各种重要的结构零件，特别是那些在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等。 3、简述HRC、HBS、HV的基本原理和操作过程。A、布氏硬度（ HB）用一定直径的钢球或硬质合金球，以规定的试验力（F）压入式样表面，经规定保持时间后卸

14、除试验力，测量试样表面的压痕直径（L）。布氏硬度值是以试验力除以压痕球形表面积所得的商。以HBS（钢球）表示，单位为N/mm2(MPa)。其计算公式为：布氏硬度F/A（压痕球形表面积）式中：F压入金属试样表面的试验力。测定布氏硬度较准确可靠，但一般HBS只适用于450N/mm2（MPa）以下的金属材料，对于较硬的钢或较薄的板材不适用。在钢管标准中，布氏硬度用途最广，往往以压痕直径d来表示该材料的硬度，既直观，又方便。举例：120HBS10/1000130：表示用直径10mm钢球在1000Kgf（9.807KN）试验力作用下，保持30s（秒）测得的布氏硬度值为120N/ mm2（MPa）。B、洛

15、氏硬度（HR）洛氏硬度试验同布氏硬度试验一样，都是压痕试验方法。不同的是，它是测量压痕的深度。即，在初始试验力（Fo）及总试验力（F）的先后作用下，将压头（金钢厂圆锥体或钢球）压入试样表面，经规定保持时间后，卸除主试验力，用测量的残余压痕深度增量（e）计算硬度值。其值是个无名数，以符号HR表示，所用标尺有A、B、C、D、E、F、G、H、K等9个标尺。其中常用于钢材硬度试验的标尺一般为A、B、C，即HRA、HRB、HRC。硬度值用下式计算： HR=（K-H）/CK为常数，金刚石压头时K=0.2MM，淬火钢球压头时K=0.26MM；H为主载菏解除后试件的压痕深度；C也为常数，一般情况下C

16、=0.002MM。当用A和C标尺试验时，HR=100-e当用B标尺试验时，HR=130-e式中e残余压痕深度增量，其什系以规定单位0.002mm表示，即当压头轴向位移一个单位（0.002mm）时，即相当于洛氏硬度变化一个数。e值愈大，金属的硬度愈低，反之则硬度愈高。上述三个标尺适用范围如下：HRA（金刚石圆锥压头）20-88HRC（金刚石圆锥压头）20-70HRB（直径1.588mm钢球压头）20-100洛氏硬度试验是目前应用很广的方法，其中HRC在钢管标准中使用仅次于布氏硬度HB。洛氏硬度可适用于测定由极软到极硬的金属材料，它弥补了布氏法的不是，较布氏法简便，可直接从硬度机的表盘读出硬度值。

17、但是，由于其压痕小，故硬度值不如布氏法准确。（3）维氏硬度，由英国科学家维克斯首先提出。以49.03980.7N的负荷,将相对面夹角为136°的方锥形金刚石压入器压材料表面,保持规定时间后，用测量压痕对角线长度，再按公式来计算硬度的大小。它适用于较大工件和较深表面层的硬度测定。维氏硬度尚有小负荷维氏硬度，试验负荷1.961<49.03N，它适用于较薄工件、工具表面或镀层的硬度测定；显微维氏硬度，试验负荷<1.961N，适用于金属箔、极薄表面层的硬度测定。维氏硬度计测量范围宽广，可以测量目前工业上所用到的几乎全部金属材料，从很软的材料（几个维氏硬度单位）到很硬的材料（300

18、0个维氏硬度单位）都可测量。计算公式为：P为载荷，如10kg。 d为压痕对角线长度(mm)。 4、热处理中易产生哪些缺陷？有什么危害？如何防止？(1)、热处理工艺选择不当对工件的质量产生较大的影响，如淬火工艺的选择不当，容易使淬火工件力学性能不足或产生过热，晶粒粗大和变形开裂等缺陷，严重的会造成零件报废。（2）、加热不当，会造成过热、过烧，表面氧化和脱碳等问题。过热使工件的塑性、韧性显著降低，冷却时产生裂纹，过热可通过正火予以消除。过烧是加热温度接近开始熔化温度，过热后的钢强度低、脆性大只能报废。生产上应严格控制加热温度和保温时间，钢在高温加热过程中，由于炉内的氧化性气氛造

19、成钢的氧化（铁的氧化）和脱碳。氧化使金属消耗，工件表面硬度不均，脱碳使工件淬火后硬度、耐磨性、疲劳强度严重下降。为防止氧化和脱碳，常采用保护气氛加热或盐浴加热等措施。（3）、在冷却中有时会产生变形和开裂现象，变形和开裂主要是由于加热或冷却速度过快，加热或冷却不均匀等产生的应力造成的。生产中常采用正确的热处理工艺，淬火后及时回火等措施来防止。（4）、加热温度或保温的时间不足、冷却速度太慢、工件表面脱碳造成淬火剂温度过高或冷却速度不均匀，会带来表面硬度不均等缺陷，这些都是制定热处理工艺所必须考虑的基本问题。 5、记录G45#经退火、正火、淬火，高温回火后的洛氏硬度值，经氮化或渗碳后的显微

20、硬度值。对其结果做必要的分析（同学自备报告纸一张）。  第二章 铸造一、铸造概况、浇注系统 整体无芯模、挖砂模造型（三）实习报告1、进入铸工车间应注意哪些安全问题？（1）、  上班前要穿戴好工作服等防护用品。（2）、  砂箱堆放要平稳，搬动砂箱要注意轻放，以防砸伤手脚。（3）、  造型（芯）时不可用嘴吹型（芯）砂，以防飞砂伤割眼睛。（4）、  浇注时，浇包必须烘干且浇包内的金属液不可过满，一般不超过 浇包容量的80%，不操作浇注的同学应远离浇包。（5）、  浇注过程中要听从指挥，注意安全。（6）、  铸件冷却后才能

21、用手拿取。（7）、  清理铸件时，要注意周围环境，防止伤人。（8）、  工作结束时要清理现场，工具要装入工具箱，摆放整齐。2、用图表示砂型铸造生产过程。3、标出铸型装配图及带浇注系统铸件的各部分名称，并分析浇注系统各部分作用。主流道：从注射机喷嘴与模具接触处起到分流道为止的一段料流通道，负责将塑料熔体从喷嘴引入模具。分流道:主流道与浇口之间的料流通道，是塑料熔体由主流道流入模腔的过渡段，负责将熔体的流向进行平稳的转换，在多模腔中还起着将熔体向各个模腔分配的作用。浇口:分流道与模腔之间长度非常短、截废料又很狭窄的一段料流通道，其主要作用如下。因浇口截废料狭窄，所以可使经过分流

22、道之后，压力和温度都已有所下降的塑料熔体产生加速度和较大的剪切热，保证熔体充模时具有较快的流动速度和较好的流动性。因其长度短、截废料狭窄，所以浇口内可容纳的塑料熔体体积很小，故很容易冷却固化（俗称浇口冻结），从而有助于防止保压力不足或保压时间过短而引起的倒流现象。由于截面狭窄，所以在浇口内冷却固化的塑料熔体（废料）强度很低，非常容易断裂，故便于制品和废料分离，并便于制品脱模。浇口的长度和截面尺寸一般均可在试模过程中适当调整。特别是调整其截面尺寸时，截面高度的变化对浇口的容积及浇口冻结时间影响很大；另外，截面积的变化对塑料熔体内的切变速率影响很大，而切变速率又与熔体表观粘度有关，所以改变浇口截面

23、尺寸或截面积的大小，可以控制浇口冻结时间（即补缩时间或补缩程度），以及熔体充模时的流动性能。冷料穴:冷料穴一般开设在主流道末端，当分流道较长时，其末端也可设冷料穴。冷料穴的作用是收集每次注射成型时流动熔体前端的冷料头（前锋冷料），避免这些冷料进入模腔影响制品成型质量，或防止这些冷料堵塞浇口造成制品缺料。如果需要防止模腔内不同流向的熔体汇合时因冷料头而影响熔接痕的强度，亦可将冷料穴就近开设在熔体汇合之处的模腔外，并与模腔连通。4、冒口有什么作用？如何放置？冒口用于浇铸的时候排出模具中的空气、浇铸金属汁中的杂质等。一般小的铸件可以不设冒口，稍大的铸件设在离浇口较远的一侧，特别大的浇口设在两端，冒口

24、设在中央。5、通过挖砂造型说明为什么要设置分型面？分型面一般都是平面，当分型面为阶梯形或曲面时，则需要通过挖砂来将分型面露出，以便于起模思考：浇注系统开设的合理与否与铸件质量有何关系？浇注系统是液态金属充填铸型型腔的通道,是铸造工艺设计中的一个重要组成部分。浇注系统设计的成败,直接影响到铸件的质量和成品率。根据现场资料统计分析,因浇注系统设置不当,常导致气孔、裂纹、疏松、缩孔以及冷隔和浇不足等多种铸造缺陷的产生,其比率占铸件废品量的30%以上。二、型砂、整体有芯模样造型（三）实习报告1、湿型砂的组成是什么？ 湿型铸造用型砂的组成物除了旧砂、新砂以外，还加入水、膨润土、煤粉等材料。此外

25、还有可能加入其它附加物如糊精、a淀粉、重油液、纸浆废液、糖浆、木粉等。2、记录湿型砂的混制工艺及过程。混制工艺：碾轮式混砂机、摆轮式混砂机、转子式混砂机。湿型砂的制配过程是：先加入新砂、旧砂、膨润土和煤粉等干混23min，再加水湿混512min，性能符合要求后即从出砂口卸砂。混好的型砂应堆放45 h，使粘土膜内水分均匀（调匀）。使用前还要用筛砂机或松砂机进行松砂，以打碎砂团和提高型砂性能，使之松散好用。3、干、湿型砂在组成、性能和用途上有何不同？干型砂中常用普遍粘上,湿型砂中常用膨润土。干型砂有较高的干强度和较高的透气性，不轻易产生冲砂、粘砂、气孔等缺陷。湿型砂具有湿度、流动性、强度、可塑性与

26、韧性、不粘模性。4、型砂的性能是什么？对铸件质量产生什么影响？型砂应具备：可塑性、具有一定的强度、良好的耐火性透气性，及一定的退让性。影响：1.型砂的粒度决定铸件的表面质量即粗糙度，一般沙粒越细越好； 2.型砂的黏度决定型腔抗铸液的冲击性能和型腔的成型能力，沙粒不易脱落，一般越粘越好； 3.具体成分决定型腔受温度收缩影响程度和型砂熔点； 4.透气性决定型腔的排气能力，也即铸液的充满型腔能力，一般越好越容易保证铸液充满型腔。5、铸铁、铸钢、有色金属选用型砂有何不同？为什么？铸铁用石英沙，加陶土，煤粉和水混合而成。石英沙耐高温，陶土粘接剂，煤粉能使铸件光滑。铸钢件用湿型砂中不加煤粉，因为铸钢湿型砂

27、要求是耐火度及气流通畅及渗碳原因，而不是铸铁湿型砂要求造还氧性气氛的气膜。有色金属用炉衬砂和天然砂,其中含游离二氧化硅70%以上。6、型芯的工作环境如何？常用的芯砂有哪些？高温。常由原砂和粘结剂（水玻璃、树脂等）配成的芯砂。7、如何简化复杂铸件的造型工艺和形成铸件内部形状？从造型的角度看：内外表面的局部凸起要尽量设置在分型面上，避免曲面分型；外表和内腔以分型面为基准，逐步减少投影面积，以便于拔模，规避设置活块。 从铸件避免因热应力而开裂的角度，壁厚要均匀，避免突变或尖角过渡，对热节点（转角、交叉点）处要特别注意。 从铸造缺陷规避的角度，回避需大面积加工的平面。三、砂型铸造工艺、三通模样造型（三

28、）实习报告2、确定三通铸件的分型面、浇注位置、大致的工艺参数和浇冒口系统，并绘制工艺简图。3、芯头和芯座间有什么关系？铸型上和模样上芯头位置是如何考虑的？芯头的尺寸和型腔上芯座尺寸相配合，保证砂芯安装稳定。砂芯与铸型连接的部分，称为芯头，芯头是砂芯的重要组成部分，它起着固定砂芯、支撑和排气的作用，芯头不与金属液接触，不构成铸件轮廓，芯头必须要能承受砂芯的重力和金属液的浮力，要使下芯合型方便，有适当的斜度和间隙来适应砂芯和铸型的制造误差又要少出飞翅，要考虑到砂芯的堆放搬运方便。4、何为三箱造型，它与二箱造型有哪些不同？三箱造型定义：用三个砂箱制造铸型的方法。二箱造型是用两个砂箱制造铸型的方法四、

29、铸铁的熔化、浇注和活块造型（三）实习报告1、画出冲天炉简图，并注明各部门名称和作用。2、简述冲天炉工作原理、操作过程及所要完成的任务。冲天炉，将铸铁块熔化成铁水后浇注到砂型中待冷却后开箱而得到铸件。冲天炉的工作过程：先将一定量的煤炭装入炉内作为底焦，点火后，将底焦加至规定高度，然后按炉子的熔化率将配好的石灰石、金属炉料和层焦按次序分批地从加料口加入。在整个开炉过程中保持炉料顶面在加料口下沿。经风口鼓入炉内的空气同底焦发生燃烧反应，生成的高温炉气向上流动，对炉料加热，并使底焦顶面上的第一批金属炉料熔化。熔化后的铁滴在下落到炉缸的过程中，被高温炉气和炽热的焦炭进一步加热。随着底焦的烧失和金属炉料的

30、熔化，料层逐渐下降。每批炉料熔化后，燃料由外加的层焦补充，使底焦高度基本上保持不变，整个熔化过程连续进行。3、冲天炉炉料的组成及其作用？生铁，焦炭，石灰石。作用分别是：铁来源；燃料并且与生铁中的部分氧化铁发生还原反应；石灰石起到熔解杂质和渣的作用最后生成炉渣。4简述铝合金熔炼原理、过程及注意事项。  在铝中加入某些其他元素，可改变铝的某些性质，改善其性能。铝合金熔炼过程如下：装炉熔化（加铜、锌、硅等）扒渣加镁、铍等搅拌取样调整成分搅拌精炼扒渣转炉精炼变质及静置铸造。注意事项：1、控制好熔炼温度2选用优良的熔剂和适当的精炼工艺 3晶粒细化。5、浇注过程应注意哪些问题？在浇注前

31、应将空浇注包进行全面检查，视其是否符合要求，并检查机械传动装置是否灵活、可靠，还要检查吊装设备及运送设备是否完好。浇注时，所有和金属熔液接触的工具，如扒渣棒、火钳等均需预热，因冷工具接触会产生飞溅。浇注时，型腔内的气体、型砂水分及可燃物等，受热后迅速膨胀、气化、燃烧而由出气孔和冒口溢出，要及时引火燃烧，以免引起爆炸或一氧化碳中毒。浇注包盛铁水不得太满，不得超过容积的80，以免洒出伤人。浇注后的剩余铁水、铁渣要倾倒在专用的砂坑、渣坑或渣包内。无论是合箱还是浇注，往往是集体操作，因此，现场应有专人统一指挥，要有口令或手势作信号，以免行动不协调而造成事故。6、什么情况下采用活块造型？活块造型有何优缺

32、点？当模样上有妨碍起模的侧面部分伸出部分时，常将该部分做成活块。起模时，先将模样主体取出，再将留在铸型内的活块单独取出，这种方法称为活块造型。 活块用销式燕尾与模样的主体连接，在起模时须先取出模样主体，然后取出活块。活块造型的操纵难度较大，生产率低，仅适用于单件生产。7、画出活块模样造型合箱图和比较分型面选择方案。思考：熔炼与铸件质量有何关系？熔炼是生产高质量铸铁件的前提和基础，铸铁的熔炼技术直接影响铸造企业产品质量控制水平。铸铁的内在质量、外观质量，以及缺陷的控制都与铁液质量有直接关系。五、落砂、清理、缺陷分析及分模活砂造型（三）实习报告1、落砂时铸件的温度过高、过低有什么不好？冷

33、却速度不同，残余应力很大。2、铸件的清理包括哪几方面的内容，常用的清理设备有哪些？主要工作有清除型芯和芯铁，切除浇口、冒口、拉筋和增肉，清除铸件粘砂和表面异物，铲磨割筋、披缝和毛刺等凸出物，以及打磨和精整铸件表面等。连续履带式抛丸机、连续滚筒式抛丸机、振动隧道式抛丸机和网带通过式抛丸机。3、怎样辨别气孔、缩孔、砂眼和渣气孔四种缺陷？产生以上缺陷的重要原因各有哪些？如何防止？气孔内表面较光滑，自由形状近似球形，内部通常没有固体物质，是浇注过程中型腔或铸型产生的气体没有在铸件凝固前排出造成。砂眼通常内部包含砂子或其他铸造材料，形状和掉落的砂块一致，有时在铸件表面的砂眼由于铸件在生产过程中内部的砂子

34、掉了，所以也可能没有砂子或者很少，原因是造型的物质掉到铸型内并卷入金属中造成。缩孔通常在铸件最后凝固的热结上，内表面很不规则。分散度比较高的微小缩孔群，就是缩松，形成的原因是由于金属液凝固过程中收缩，金属液得不到补充造成。夹渣的内部有渣子-通常是琉璃状，内壁比气孔粗糙，比缩孔光滑。夹砂在铸件表面，表面是一片薄层的金属，金属片和铸件本体之间夹着砂子，是由于铸件浇注过程中砂子开裂变形铁水钻到砂子缝里形成的。防止措施：可以在厚薄变化处增加铸件的补缩通道,即增大铸造圆角,因为在铸造中要尽量避免有垂直角度的形状。另一种方法就是加大铸件凝固时的温度梯度,即保证铸件的自下而上凝固顺序,可以有效地减少气缩孔的

35、产生。还有一种就是减少铸件型腔的发气量,型腔发气量太大的话也会使铸件有很多的空洞。4、结合实习中出现的缺陷和废品，分析产生的原因，并提出防止的方法。（1）夹砂：因砂型表层受热膨胀而造成的铸件缺陷以夹砂形态最为常见，产生这种缺陷主要由型砂的导热率差，甚或有砂粒晶型转变而增大膨胀率，使砂型型壁各层间造成大的温度梯度，从而使各层膨胀不均而产生压应力。防止夹砂有对策： 减少砂型（芯）的宏观膨胀量。  （2）砂眼生成原因主要来自于造型材料，型砂和芯砂灰分高，强度低或水分及发气物质过多，则浇注时由于砂型或砂芯的强度不足或甚至金属液发生沸腾而使型砂掉落。造型时紧实不匀，修型不当

36、，以及在下芯，合箱时因不注意而发生碰撞都会造成砂粒的掉落，从而造成砂眼。防止砂眼除了要注意造型和合箱操作以及尽量减少金属液对砂型的过分冲刷外，主要应合理控制型砂水份，提高型砂的韧性和强度。 （3）气孔：其形成原因也非常复杂。或是因为砂型中的水分含量过高，或是型腔的排气不好，砂芯之间通气不畅，或炉料没有烘干等都易造成气孔缺陷。防止侵入气孔生成的对策： ：降低砂粒间毛细管中气体压力主要是增大砂型型壁或砂芯的通气能力 （4）缩孔，缩松和缩陷减小了铸件有效承载面积，承载时在缺陷处应力集中。为了防止这些缺陷通常采用的措施是正确设计补缩作用良好的冒口，设置外冷铁，加冷却筋，增

37、加铸型的刚性等。 （5）表面粗糙和粘砂，粘砂现象与砂子的氧化物含量过高有关，为防止粘砂主要可以采取措施用较细的原砂，提高型砂的流动性及砂型的紧实度，以减小砂型表面的孔隙。 5、画出滑轮活砂造型的工艺简图六、参观机器造型、铸造生产线（三）实习报告1、机器造型与手工造型相比有何特点？机器造型生产效率高，改善劳动条件，对环境污染小。机器造型铸件的尺寸精度和表面质量高，加工余量小。但设备和工艺装备费用高，生产准备时间较长，适用于中、小型铸件成批或大批量生产。2、机器造型的分类与手工造型分类方法有何不同？手工造型的方法很多：按砂箱特征分有两箱造型、三箱造型、地坑造型等；按样子容貌特征

38、分有整模造型、分模造型、挖砂造型、活块造型等。机器造型根据紧砂和起模方式不同，有气动微振压实造型、射压造型、高压造型、抛砂造型。3、标出图示造型机各部分名称。简述Z145造型机操作过程，并说明优缺点。4、比较各种不同机器造型方法的特点。（1）气动微振压实造型机。这种造型机噪音较小，型砂紧实度均匀，生产率高。（2）多触头高压造型。砂型紧实度高，铸件尺寸精度较高，铸件表面粗糙度低，铸件致密性好。5、列表比较各种不同手工造型方法（前已实践过的）的特点。1两箱整模造型。两箱整模造型过程如图1所示。两箱整模造型的特点是：样子容貌是整体结构，最大截面在样子容貌一端为平面；分型面多为平面；操纵简单。2两箱分

39、模造型。两箱分模造型的特点是：样子容貌是分开的，样子容貌的分开面（称为分模面）必须是样子容貌的最大截面，以利于起模；分型面与分模面相重合。3活块模造型活块造型的操纵难度较大，生产率低，仅适用于单件生产。4挖砂造型。有些铸件如手轮、法兰盘等，最大截面不在端部，而样子容貌又不能分开时，只能做成整模放在一个砂型内，为了起模，需在造好下砂型翻转后，挖掉妨碍起模的型砂至样子容貌最大截面处，其下型分型面被挖成曲面或有高低变化的门路外形（称不平分型面），这种方法称为挖砂造型。5、三箱分模造型的操纵程序复杂，必须有与样子容貌高度相适应的中箱，因此难以应用于机器造型。七、特种铸造（三）实习报告1、什么是特种铸造

40、？它与砂型铸造有什么不同特点？随着科学技术的发展，对铸造提出了更高的要求，要求生产出更加精确、性能更好、成本更低的铸件。为适应这些要求，铸造工作者发明了许多新的铸造方法，这些方法统称为特种铸造方法，即特种铸造。特点; （1）改变铸型的制造工艺或材料（2）改善液体金属充填铸型及随后的冷凝条件。砂型铸造对铸件形状、尺寸、重量、合金种类、生产批量等几乎没有限制。2、简述金属型铸造、压力铸造精密铸造、离心铸造工艺过程。3、金属型模具与砂型比较有何特点？优点：（1）、金属型可以多次使用，浇注次数可达数万次而不损坏，因此可节约工时和大量的造型材料；（2）、金属型加工精度高，型腔变形小，型腔壁光洁，因此铸件

41、形状准确，尺寸精度高，表面粗糙度值小；（3）、金属型传热迅速，铸件冷却速度快，因而晶粒细小，力学性能好；（4）、生产率高，无粉尘，劳动条件得到改善。缺点：（1）、金属型的设计、制造、使用及维护要求高，生产准备时间较长；（2）、金属型无退让性、透气性，铸件容易产生裂纹。4、比较以上各种铸造方法的应用范围。金属型铸造，是目前生产离心球墨铸铁管的主要办法。较适用于DN80-1000中小管径铸铁管，中国现在已发展到DN1200。压力铸造广泛用于制造非铁合金的压铸件。这种工艺方法已广泛地应用在国民经济的各行各业中， 如兵器、汽车与摩托车、航空航天产品的零部件以及电器、仪表、无线电通信、电视机、

42、计 算机、农业机具、医疗器械、洗衣机、电冰箱、钟表、照相机、建筑装饰以及日用五金等各 种产品的零部件的生产方面。离心铸造最早用于生产铸管，随后这种工艺得到快速发展。国内外在冶金、矿山、交通、排灌机械、航空、国防、汽车等行业中均采用离心铸造工艺，来生产钢、铁及非铁碳合金铸件。其中尤以离心铸铁管、内燃机缸套和轴套等铸件的生产最为普遍。对一些成形刀具和齿轮类铸件，也可以对熔模型壳采用离心力浇注，既能提高铸件的精度，又能提高铸件的机械性能。5、简述金属型铸造过程应注意哪些问题？（1）金属型铸造工艺设计 金属型铸造工艺设计关键是铸件浇注位置的确定、浇冒系统的设计和模具工作温度的控制和

43、调节。 l）铸件浇注位置。它直接关系到金属型型芯和分型面的数量、金属液导入位置、排气的通畅程度以及金属型结构的复杂程度等，从而决定金属型加工和操作的难易程度以及铸件冷却温度分布，进而影响铸件的生产效率，尺寸精度等内、外质量。因此，铸件浇注位置是铸造工艺设计首先考虑的重要环节。 2）浇冒系统。铸件浇冒系统设计决定铸件内、外质量。浇冒系统应具有撇渣、排气和补缩功能，同时应保证铸件合理的凝固、冷却温度场。正确、合理的浇冒系统除凭经验估算外，附算机数值模拟可直观地预测铸件凝固过程温度场，显示铸件可能产生缩松（孔）的危险部位，从而指导工艺设计，并通过调整浇冒系统结构和尺寸、金属型结构、控制冷却速度或调整

44、涂料层厚度等手段调节温度场、消除铸造缺陷，如采用底注式浇注的汽车发动机铝缸盖的毛坯，尽管采取在上部设置几乎超过铸件重量的大冒口和底部强制通水冷却的工艺措施也难以调整合理的顺序凝固的温度场，难以消除底部内浇口周围过热而造成的缩松缺陷。某厂引进法国Sifa公司铝合金金属型铸造机正是采用这种浇冒系统，生产工艺不稳定。百分之百的缸盖需浸渗，对于缩松严重的缸盖即使浸渗也满足不了耐压要求；而从冒口直接注入铝液，铝液经过陶瓷过滤器净化后进人型腔，保证了铸件合理的冷却梯度，即自下而上的顺序凝固方式，消除了缩松缺陷，缸盖成品率显著提高。英国Foseco公司曾对两种浇注方法做过详细的研究和对比试验工件，并称后者为

45、DYPUR法。该法使型简化、紧凑，节省铝液，铸件成品率高。采用该法即使由于铝液有较高落差造成的少量夹杂缺陷，对铸件的力学性能和气密性影响也不大。当然，浇冒系统的开设位置、结构和尺寸大小除考虑铸件凝固温度场外，还需兼顾型复杂程度，金属液充型是否平稳，是否具有撇渣和排气等功能。 3）金属型工作温度。同样，金属型工作温度和各部分的温差对铸件的冷却温度场有着重要的作用。对金属型局部过热区域强制水冷和风冷是为了保证该区域保持正常的工作温度，提高生产效率，同时消除过热，保证正常的冷却温度场。金属型工作温度控制比较先进和有效手段是控制冷却水出口温度，出口温度*冷却循环水循环速度调节。如意大利Fata公司和法

46、国Sifa公司设计制造的金属型都有先进的水、风冷却装置。此外，对于局部厚大热节部位还可镶嵌热导率高或蓄热量大的金属嵌块或调节涂料层厚度和涂料种类以保证铸件形成合理的冷却温度梯度，消除局部缩松（孔）缺陷。第三章  锻压一、锻压概况（三）实习报告1、锻造生产方式或种类有哪些？各适合生产什么锻件？答:自由锻：适合单件或小批量零件，或大型锻件。模锻：适合大批量小型零件。胎模锻：适合中批量锻件。 2、锻造生产的锻件有何显著特点？答：具有优良的综合力学性能。 3、锻件加热有哪几种？简述其加热原理和特点。答：（1）、火焰加热：利用燃料在炉内产生的高温液体通过对流辐射把

47、热能传给坯料表面，并由表面向中心使坯料加热。（2）、电阻炉加热：利用电流通入电炉内的电热体所产生的热量，以辐射及对流的方式来加热金属。（3）、感应加热：在将感应器通入交变电流产生交变磁场的作用下，金属材料内部将产生交变涡流，由于涡流发热和磁场发热直接将金属加热。 4、材料45、Q235（A3）、T10A各属于何种材料？并说明其性能、应用场合、锻造加热温度、加热火色。答;（1）、45#属于优质碳素钢（结构钢），各项性能中等，适合制造零件，8001200，红淡黄。（2）、Q235是普通碳素结构钢，韧性、塑性优良，适用于建筑行业或对韧性要求较高的零件，8001280,红黄白。（3）、T10

48、A优质碳素工具钢，硬度高，适用于做工具，7701150，红深黄淡黄。 5、手工锻打时应掌握那些要领？应注意哪些安全？答：1、锤工：做到“稳、准、狠”；2、钳工：对工件要夹牢、放平；3、加热在允许的范围内可以高一点。 6、记录你所用工具的名称，并分析其作用。各类钳子：夹持工件大锤：产生所需压力小锤：指挥和产生压力剁刀：切割用冲子：冲孔用平锤：修整作用 7、简述演示产品的锻打过程，并图示其工艺（工序）。比如鸭嘴锤：1、先用大锤沿一定顺序锻其一面  2、90°翻转锻其一面   3、用平锤修整 思考：金

49、属加热时有哪些常见缺陷？怎样防止？1、氧化：加速加热；减少与氧气之类酸性气体的接触。2、脱碳：高温区域时间短一些。3、过热、过烧：严格控制温度以及保温时间。4、裂纹：加热均匀，减少应力集中的产生。 二、鸭嘴榔头方坯手工锻（三）实习报告1、简述手锻炉操作过程。答: 1、打开加热电炉，预热十分钟。2、用工件夹将工件夹起，放入炉中。3、使工件加热，直至工件变为亮黄色。 2制订鸭嘴榔头方坯锻造工序，画出工序简图，并说明你在制订工序时考虑了哪些因素。答：工序：拔长修整（辅助工序）。考虑因素：在拔长时一定要控制好送进量和宽厚比，防止夹层的产生，也防止“锻不透”的现象。 3、坯

50、料为什么要进行拔长？答|：1、使长度增加或截面减小。2、提高材料的力学性能。 4、拔长时为何要控制送进量和宽厚比？答：1、防止夹层的产生，防止锻不透。2、加快拔长速度，提高效率。 5、如果锻件是带台阶的轴类锻件，应该如何处理？答：压肩拔长时应在“方截面”下进行“滚圆”（可用摔模） 6、锻件常用的冷却方法有哪些？冷却不当产生什么后果？答：方法：空冷、堆冷、坑冷、随炉冷。冷却不当的后果：开裂、易变形。 思考：鸭嘴榔头方坯为什么要进行锻造？采用其他加工方法是否可行？答：提高力学性能；其他方法不可行。 三、空气锤自由锻造示范1、根据图示标出空气锤各部分

51、名称，并说明其操作要领。2、何为机锻十不打，其中哪三条最为重要？答：三条最重要：1、夹不牢不打  2、放不平不打   3、温度太高或太低不打 3、列出镦粗是产生的不正确打法，并简述对产生的缺陷进行校正的方法。答：镦粗易产生弯曲、镦歪、双鼓或折叠、内部裂纹等缺陷。应注意：1、坯料的原始高度H与D（边长）之比（高径比）应在2.53的范围之内，过大会产生弯曲，过小会产生双折或折叠。2、坯料两端面应平整并与轴线垂直，以防镦歪。3、坯料表面要光洁，不得有裂纹或凹坑，以免产生裂纹或夹层。4、要有足够的打击力而不至于产生双鼓或折叠。 4、

52、说明机锻羊角榔头各分解工序所产生的工具和主要操作要领。答：1、拔长、镦粗：用方块钳，严格控制好拔长和镦粗比，90°翻转；2、冲孔（冲子）：冲子要垂直于工件；3、压肩（压块）。 5、何为胎模锻造？胎模锻造与自由锻造比较有何特点？答：胎模锻：用简单的模具在自由锻造设备上来生产锻件的工艺；        比自由锻造有更高的效率，和较为精确的形状尺寸，更为灵活。 6、分析胎模锻造示范件工艺过程。答：比如法兰盘：下料，加热用自由锻镦粗套模中成形冲除连皮。 7、就羊角榔头件，自行设计工艺

53、卡，填写工艺卡片。  四、空气锤锻造鸭嘴榔头方坯1、空气锤的吨位是怎样确定的？锤的落下部分指的是什么？答：1、由落下部分质量确定的。2、落下部分指：工作活塞、锤杆、锤头（上砥铁） 2、空气锤的锤头是怎样实现上悬、下压、连续打击等运动的？答：通过上下旋阀之间的互相配合来实现的。 3、为什么拔长锻件总是在方截面下进行的？在拔长过程中为何要不断90°翻转锻件？拔长件端部产生中心凹陷的原因是什么？答：1、方截面下，金属向四周流动均匀，有利于金属向前流动；2、90°翻转能有效控制宽厚比，提高效率（加快金属的流动）；3、材料内外金属承受的力大小不

54、一样，即锻造的力不够，中心部分受力小于外围，外围金属往前流速超过内部金属流速。 4、何种锻件或锻造过程要进行拔长？答：1、长度需增加或截面需减小的；2、力学性能需要提高的。 5、有的锻件为什么要进行反复的拔长和镦粗？拔长和镦粗有何异同？答：1、反复拔长和镦粗能改善内部组织，提高材料的力学性能2、拔长长度增加，截面减小；镦粗长度缩短，截面增大。3、同：都能改善内部组织，提高力学和实际使用性能。 6、比较机锻和手工锻造鸭嘴榔头方坯工艺上有何不同？机锻与手工锻还有其它什么不同？答：手工锻工序：拔长、修整；机锻工序：拔长。其他不同：手工锻时温度应比机锻高一些；手工锻的送进

55、量应比机锻更小一些。  五、冲压、模锻参观1、简述冲压生产特点及应用。答：板料冲压通常是用来加工具有足够塑性的金属材料（如低碳钢、铜等）或非金属材料（橡皮、胶板等）用于加工的金属板料厚度小于6mm，只有板料厚度超过810mm时，为了减少变形力才使用热冲压。压制品具有质量轻、刚度好、强度高、互换性好、成本低等特点，生产过程易于实现机械自动化，生产效率高。 2根据图示标出单轴冲床各部分的名称，并说明其运动原理。答：电动机开启带动大皮轮运动，大带轮产生能量，离合器、曲轴连杆使滑轮运动（沿导轨运动）；滑轮带动装在头部的模具（凸模）沿导轨运动。 3、冲压基本工序有

56、哪些？各完成什么工作？答：基本工序：分离工序材料的分离；变形工序材料的变形。 4、简述所操作的落料件工艺过程，说明落料与冲孔的异同。答：落料工艺过程：开动车床，使凸模向下运动，板料置于凹模上面，凸模下压使板料沿板料形状分离。同：操作过程、模具形式都相同异：结果不同，落料是落下的有用，而冲孔是留在原板料上的孔有用。 5、根据图示标出冲压模各部分名称，并说明其冲压过程。答：1、装好凸模、凹模并调试好；2、将板料置于凹模之上；3、踩下踏板，使凸模沿导轨往下运动产生冲力；4、凸模和凹模闭合，板料分离。 6、什么是模锻？模锻与自由锻比较有何特点？答：将金属加热后固定在专用设备的模具的型腔内，在冲击力或静压力作用下迫使金属在型腔内整体变形，从而获得工件的方法。模锻成型速度比自由锻快得多，形状、尺寸比其更精确。 7