机械制造基础试卷答案

1、第二章 铸造加工一、名词解释：1铸造：熔炼金属，制造铸型，并将熔融金属浇入铸型，凝固后获得一定形状和性能的铸件的成形方法称为铸造。（P65）2砂型铸造：砂型铸造是指用型砂紧实成形的铸造方法。（P65）3（铸造）分型面：铸造所用的型砂被舂紧在上、下砂箱之中，连同砂箱一起，被称作上砂型和下砂型，上、下砂型之间的结合面就称为分型面。（P65）4起模斜度：为便于起模或从芯盒中取出砂芯，模样（或芯盒）垂直于分型面的壁应该有着向着分型面逐渐增大的斜度，该斜度即称为起模斜度。（P67）5收缩余量：液态金属在砂型里凝固时要收缩，为了补偿逐渐收缩，模样比铸件图样尺寸增大的数值称为收缩余量。（P67）6（型砂的）

2、流动性：流动性是指型（芯）砂在外力或本身重力的作用下，沿模样表面和砂粒间相对移动的能力。（P68）7（型砂的）耐火性：指型砂（芯砂）抵抗高温热作用的能力。（P69）8浇注系统：为了填充型腔和冒口而开设于铸型中的一系列通道，通常由外浇口、直浇道、横浇道和内浇道组成。(P71)9冒口：冒口是使铸件凝固的最后阶段能及时得到金属液而增设的补缩部分，即铸型内储存供补缩使用的熔融金属的空腔，也指该空腔内所填充的金属。(P73)10冷铁：为增加铸件局部的冷却速度，在型腔内缩安放的金属物称为冷铁。（P73）11挖砂造型：对于外形轮廓为曲面或阶梯面的铸件，由于模样不便分为两半，可将模样做成整体，在起模时用手工挖

3、出阻碍起模的型砂，这种造型方法称为挖砂造型。（P77）12活块造型：在制作模样时，将零件上妨碍起模的部分做成活动的活块，采用带有活块的模样进行造型的方法就称为活块造型。（P78）13刮板造型：对于具有等截面形状的大中型回转体铸件，在生产数量很少时，可用一个与铸件截面形状相同的木板代替模样刮出所需的型腔，这种造型方法称为刮板造型。（P78）14三箱造型：对于两端截面大而中间截面小的铸件，可采用两个分型面、三个砂箱造型，这种造型方法称为三箱造型。（P79）15锻压：通过对坯料施加外力，使其产生塑性变形，改变零件尺寸、形状和性能，以获得毛坯或零件的加工方法称为锻压。（P89）16始锻温度：锻造是在一

4、定温度范围内进行的，锻坯开始锻造时的温度称为始锻温度（P89）17终锻温度：锻造是在一定温度范围内进行的，锻坯终止锻造时的温度称为终锻温度（P89）18锻造温度范围：锻造是在一定温度范围内进行的，锻件由始锻温度到终锻温度的间隔称为锻造温度范围。（P89）19自由锻：利用冲击力或压力使金属在上下两个抵铁之间产生变形，从而获得所需形状及尺寸的锻件的锻造方法。由于金属坯料受力变形时，沿变形方向可以自由流动，故而得名。20胎模锻：胎模锻是在自由锻锤上使用胎模生产锻件的方法。（P103）21冲压：冲压是一种利用冲模使板料产生分离或变形的加工方法。（P104）二、填空题：1 模样 用来造型，以形成铸件的外

5、形； 芯盒 用来造芯，以形成铸件的内腔。（P66）2型砂（芯砂）是由 砂 、 黏结剂 、 水 和 附加物 按一定比例混合制成。（P67）3制造铸型中手工造型常用的方法有 整模造型 、 分模造型 、 挖砂造型 、 假箱造型 、 活块造型 、三箱造型及刮板造型等。（P7079）4浇注系统通常由 外浇口 、 直浇道 、 横浇道 和 内浇道 组成。（P7172）5 冲天炉 是目前使用较多的熔炼铸铁的设备，而 焦炭坩埚炉 是熔炼铝合金所常用的设备。（P79、P83）6冲天炉的炉料由 金属炉料 、 燃料 和 熔剂 三部分组成。（P81）7机器造型是把造型过程中的 紧砂 和 起模 两个基本操作实现了机械化（

6、P87）。8机器造型的起模方式主要有： 顶箱起模 、 漏模起模 和 翻转起模 三种。（P87）9按照成形方式的不同，锻造可分为 自由锻 和 模锻 两类。（P89）10自由锻按照设备和操作方式的不同分为 手工自由锻 和 机器自由锻 。（P89）11锻造坯料的加热按所采用热源的不同分为 火焰加热 和 电加热 两类。（P90）12锻件电加热的方法主要有： 电阻加热 、 接触加热 和 感应加热 三种。（P90）13锻件的冷却方法主要有： 空冷 、 坑冷 、 灰砂冷 和 炉冷 四种。（P92）14采用胎模锻锻造时，具有平直侧面的非回转体锻件的成形应采用 扣 模锻造。（P103）15齿轮、法兰盘等回转体锻

7、件的最终成形一般采用 套 模锻造。（P103）16套模有 开式 套模和 闭式 套模两种。 开式 套模当用于最终成形时，其锻件端面必须是平面；端面有凸台或凹坑的回转体锻件应采用 闭式 套模锻造。（P103）17连杆、叉形件等形状较复杂的非回转体锻件一般采用 合模 锻造。（P103）18合模是由 上模 、 下模 及 导向装置 组成。（P103）19自由锻的主要基本工序有 墩粗 、 拔长 和 冲孔。20利用自由锻设备生产模锻件的锻造方法称 胎模锻 。三、判断题：（对的打“”，错的打“×”并改正）1浇注系统中的直浇道越低，型腔越容易被充满。 （ × ）改正：浇注系统中的直浇道越高，

8、型腔越容易被充满。2为避免金属液直接冲击芯子或型腔，内浇道不能正对芯子或型壁。 （ ）改正：3横浇道控制着金属液流入型腔的速度和方向。 （ × ）。改正：内浇道控制着金属液流入型腔的速度和方向。4在锻件冷却过程中，锻件越大，形状越复杂，其冷却速度越要快。 （ × ）改正：在锻件冷却过程中，锻件越大，形状越复杂，其冷却速度越要缓慢。5墩粗时锻打力正而不重，会导致工件墩歪。 （ × ）改正：墩粗时锻打力正而不重，会导致工件锻成细腰形，锻打力重而不正时工件才会被墩歪。四、单项选择题：1生产少量的具有等截面形状的大型回转体铸件，合适的造型方法为（ C ）。A.三箱造型 B

9、.活块造型 C.刮板造型 D.假箱造型2为防止铸件热裂，应控制钢与铸铁中的（ D ）。A含锰量 B含硅量 C含碳量 D含硫量3在铸铁的熔炼设备中，应用最为广泛的是（ B ）A电弧炉 B冲天炉 C工频炉 D反射炉4液态金属浇注温度过高容易使铸件产生（ B ）缺陷。A冷隔 B缩孔 C热裂 D砂眼5冒口除有排气、浮渣等作用外，主要作用是（ B ）A防粘砂 B补缩 C便于清砂 D便于造型6横浇道的主要作用是（ A ）A撇渣 B排气 C补缩 D产生压力7在锻件的冷却过程中，冷却速度最快的是（ A ）A空冷 B坑冷 C灰砂冷 D炉冷8在锻件的冷却过程中，冷却速度最慢的是（ D ）A空冷 B坑冷 C灰砂冷

10、D炉冷9加工重量约2.5t的大型锻件，应优先选用的锻造方法是（ A ）A自由锻造 B胎模锻造 C模型锻造 D辊锻10锻造加热温度过高会产生过热、过烧。过烧指的是（ D ）A晶粒急剧长大 B表层氧化 C含碳量下降 D晶界物质氧化11锻造加热温度过高会产生过热、过烧。过热指的是（ A ）A晶粒急剧长大 B表层氧化 C含碳量下降 D晶界物质氧化12模锻与自由锻相比，其优点之一是（ B ）A可锻大型锻件 B锻件尺寸精确，精度较高 C模具成本低 D劳动强度大13下列自由锻锻造工序中，属于基本工序的是（ C ）A压肩 B倒棱 C墩粗 D精整14截面相差较大的轴、杆类模锻件，制坯时需（ A ）A拔长滚压 B

11、墩粗拔长 C墩粗滚压 D拔长错移15利用自由锻设备进行模锻件生产的工艺方法称为( C )A自由锻 B模锻 C胎模锻 D压力机上模锻16胎模锻与模锻相比，其优点之一是( D )A尺寸精度高 B生产率高 C工人劳动强度低 D胎模结构较简单17引起锻件晶粒粗大的主要原因之一是( A )。A过热 B过烧 C变形抗力大 D塑性差18在小批量生产中，为提高锻造的质量和锻造生产率，最经济的锻造方法是( C )A自由锻 B模锻 C胎模锻 D辊锻五、简答题：1简述砂型铸造用的型砂（芯砂）应具备哪些主要性能？答：砂型铸造所用的型砂（芯砂）一般应具有以下性能：（1） 透气性。型（芯）砂应具有良好的透气性，透气性不好

12、则易于在铸件内部形成气孔；（2） 流动性。流动性是指型砂（芯砂）沿模样表面和砂粒间相对移动的能力，流动性不好则不能造出轮廓清晰的铸件。（3） 强度。强度指型砂（芯砂）抵抗破坏力的能力。型砂（芯砂）的强度应合适，强度过低，易造成塌箱、冲砂等缺陷；强度过高，则使透气性变差。（4） 韧性。韧性差的型砂（芯砂）所制造的砂型（砂芯）易于被损坏，且所铸造的铸件因产生收缩应力而产生裂纹。（5） 溃散性。型砂（芯砂）应不易溃散。（6） 耐火性。耐火性是指型砂（芯砂）抵抗高温热作用的能力；耐火性差，则铸件易黏砂，清理和切削不易。（P6869）2整模造型有何特点？答：整模造型的模样是一个整体，造型时模样全放在一个

13、砂箱内，分型面为平面；整模造型操作方便，铸件不会由于上、下砂型错位而产生错型缺陷，适用于最大截面靠一端且为平面的铸件。（P70-71）3简述浇注系统的作用？答：浇注系统主要有以下作用：（1） 保证金属液平稳、连续、均匀地流入型腔，避免冲坏铸型；（2） 防止溶渣、砂粒或杂质进入型腔；（3） 调节铸件的凝固程序，补给铸件冷凝收缩时所需的液态金属。（P71）4简述外浇口、直浇道、横浇道和内浇道的作用?答：外浇口的作用是承受从浇包倒出来的金属液，减轻金属液对铸型的冲击和分离溶渣；直浇道的作用是调节金属液流入铸型的速度，以使金属液能够充满型腔；横浇道的作用是挡住溶渣并减缓金属液流动速度，使其能够平稳进入

14、型腔；内浇道的作用是控制金属液流入型腔的速度和方向，调节铸件各部分的冷却速度。（P73）5简述冒口系统的作用？答：大型铸件或收缩率大的铸件，凝固时由于收缩而易于在最后凝固的地方形成缩孔或缩松，冒口的作用就是为铸件凝固的最后阶段及时地补充液态金属，以减小或消除铸件中的缩孔等现象。（P73）6砂芯的作用是什么？对砂芯具有哪些性能要求？答：砂芯的作用是形成铸件的内腔，也可形成铸件局部外形。砂芯要求具有高的强度、耐火性、透气性和韧性，并便于清理。（P74）7简述分模造型的特点？答：分模造型的特点主要有：（1） 模样沿其最大截面分为两部分，即分为上半模和下半模；（2） 分模造型适用于形状复杂的铸件，特别

15、是有空腔的铸件；（3） 分模造型的分模面总是开在模样外形最大界面处。（P76）8挖砂造型和假箱造型有什么区别？答：对于外形轮廓为曲面的铸件，当制造分模有困难时，可将模样做成整体，在起模时通过挖除阻碍起模的形砂将模样起出，这就是挖砂造型。挖砂造型生产率低，铸件分型面处易于产生毛刺，仅适用于单件小批生产。假箱造型克服了挖砂造型的缺点，用成型底板代替平面底板，省去了挖砂操作，其操作简便，生产率高，适用于小批或成批生产。（P7778）9简述浇注温度对铸件质量的影响？答：浇注温度过高，液体收缩大，容易产生气孔、缩孔、缩松、黏砂等缺陷；浇注温度过低，会产生冷隔、浇不到等缺陷。（P83）10简述浇注速度对铸

16、件质量的影响？答：浇注速度指单位时间内浇入铸型中的金属液重量。浇注速度太慢会充不满型腔，铸件产生冷隔、浇不足的缺陷；浇注速度太快会冲刷铸型，铸件中会产生气孔。对于形状复杂和壁薄的铸件浇注速度应快些。（P83）11导致铸件产生气孔的原因有哪些？答：铸件气孔产生的原因主要有：砂型舂得太紧或透气性差，型砂含水过多，型芯通气孔被堵塞以及浇冒口设置不当使气体难于排出等。（P85）12简述铸件缩孔产生的原因？答：铸件缩孔产生的原因主要有：铸件结构设计不合理，浇冒口开设位置不对，浇注温度太高，铁水化学成分不合格以及收缩量过大等。（P86）13铸件产生砂眼的原因有哪些？答：砂眼是指铸件内部或表面上充满型砂的孔

17、眼，其产生的原因主要有：型腔内的散砂未吹干净；芯强度不够；型砂未舂紧；内浇道方向不对等。（P86）14简述铸件裂纹的特征及产生原因？答：铸件的裂纹包括高温下形成的热裂纹和低温下形成的冷裂纹两种。其中，热裂纹形状曲折，裂纹短，缝隙宽，断面严重氧化；冷裂纹细小、平直，没有分叉，断面未氧化或轻微氧化。铸件中裂纹产生的原因主要有：铸件结构设计不合理；型砂（芯砂）韧性差；浇口位置不对；浇注温度低，浇注速度慢，铸铁中硫、磷含量高等。（P86）15铸件出现冷隔和浇不足的原因是什么？答：冷隔的浇不足的产生原因均为浇注温度太低，浇注速度太慢或浇注时发生中断以及浇道太小等。（P86）16铸件产生错型的原因有哪些？

18、答：错型是指铸件沿分型面产生相对位置的错移，其产生的原因主要有：合型时上、下砂型未对准，砂箱的合型线或定位销不准确，造型时分模的上、下半模未对准等。（P8687）17简述砂型铸造的生产过程答：砂型铸造首先要制造出模样和芯盒、制备型砂及芯砂，然后进行造型、造芯并合型，接下来熔化金属并浇注于型腔，在铸件凝固后开型、清理表面和检验质量。（P65）18锻造坯料加热的目的是什么？对坯料的加热有哪些要求？答：锻造时对坯料加热的目的在于提高坯料的塑性和降低其变形抗力，即提高坯料的锻造性。对坯料加热的要求是：在保证坯料均匀热透的前提下，用最短的时间加热到所需的温度，以减少金属的氧化和降低燃料的消耗。（P89）

19、19怎样确定锻造的温度范围？答：锻造是在一定温度范围内进行的，锻坯开始锻造时的温度称为始锻温度，终止锻造时的温度称为终锻温度。一般来说，锻坯的始锻温度应使锻坯在不产生过热、过烧缺陷的前提下尽可能高些；终锻温度应使锻坯在锻造中不产生冷变形强化的前提下尽可能低些。（P89-90）20何谓锻件的氧化？如何减少氧化损失？答：在高温下，锻件坯料表层金属与炉气中的氧化性气体发生化学反应而生成氧化皮，造成金属烧损的现象称为氧化。减少氧化的措施主要有：（1）保证加热质量的前提下，尽量采用快速加热和避免金属在高温下停留时间过长；（2）在使燃料完全燃烧的条件下，尽量减少送进的空气量。（P91）21锻件的过热和过烧

20、有何区别？答：过热是指坯料加热温度过高或高温下保温时间过长，导致晶粒迅速长大为粗晶粒的现象；而过烧是指加热温度超过始锻温度过多，晶粒边界出现氧化及熔化的现象。过热的坯料在锻造时容易出现裂纹，力学性能变坏，对于过热导致的晶粒粗大可采用热处理细化；过烧会引起晶界被氧化，其缺陷是无法挽救的。（P92）22什么是脱碳？对锻件质量有什么影响？答：锻件在加热过程中，金属表层的碳与炉气发生化学反应，导致表层含碳量减少的现象称为脱碳。当脱碳层厚度小于锻件加工余量时，脱碳对零件没有危害；当脱碳层厚度大于加工余量时，零件表层的硬度和强度会降低。（P92）23锻件为什么会产生裂纹？怎样防止裂纹的产生？答：当锻件复杂

21、、加热速度过快、装炉温度过高时，均有可能因坯料内外温差大、膨胀不一致而产生裂纹。通过严格制定正确的加热速度和装炉温度可以防止裂纹的产生。（P92）24钢在锻造时为什么要加热？为什么加热温度不能过高？答：钢在锻造时加热的目的在于提高钢的塑性和降低其变形抗力，以提高其锻造性。当加热温度过高时，锻件会存在下列缺陷：（1）钢表面氧化严重，会造成金属损耗和影响表面质量；（2）会产生使金属晶粒迅速长大的过热现象，影响零件性能；（3）会导致晶粒边界出现氧化及熔化，即导致过烧现象的产生。25何谓墩粗？墩粗应注意哪些事项？答：墩粗是使坯料横截面积增大而高度减小的锻造工序。墩粗一般应注意以下事项：（1） 墩粗部分

22、的原始高度与直径之比应小于2.5；（2） 墩粗前坯料端面应平整，并与轴线垂直；坯料墩粗部分加热必须均匀；（3） 墩粗时锻打力要重而且正。（P9495）26何谓拔长？拔长应注意哪些事项？答：拔长是使坯料的横截面积减小而长度增加的锻造工序。拔长应注意以下事项：（1） 坯料拔长时应作90°翻转；（2） 圆形截面的坯料拔长时，应先锻成方形截面，在拔长后再将方形锻成八角形截面，最后倒棱滚打成圆形；（3） 拔长时工件应放平，并使侧面与砧面垂直；（4） 拔长后的工件一般要进行修光处理。（P9697）27简述冲通孔的步骤答：冲通孔时为保证孔的位置正确，首先应试冲；再修正孔的位置正确后再冲出浅坑；将孔

23、冲深到工件厚度的2/3时，应将工件翻转，从反面冲通，以避免在孔周围冲出毛刺。（P97）28弯曲会产生哪些缺陷？如何消除？答：坯料弯曲时，弯曲部分截面形状会走样，并且截面积会减小；同时，弯曲区外层金属受拉会产生裂纹，而内层金属受压会形成皱纹。为消除上述缺陷，一般在弯曲前将弯曲部分进行局部墩粗，并修出凸肩。（画出图321示意）（P9798）29在墩粗操作中，手工自由锻与机器自由锻有何异同？答：手工自由锻和机器自由锻均要求坯料墩粗部分的高度与直径之比应小于2.5。在机器自由锻时，为避免锤头工作面磨损对锻件的影响，应在每锤击一次后将工件绕其轴线转动一下，以便获得均匀的变形。（P101102）30在机器

24、自由锻进行拔长时，工件的送进量有何要求？为什么？答：在拔长时，工件应沿抵铁的宽度方向送进，每次送进量应为抵铁宽度的0.30.7倍。其原因在于：送进量太大，锻件主要向宽度方向流动，降低了拔长的效率；送进量太小容易产生夹层。（P102）31胎模锻有什么特点？答：（1）胎模锻与自由锻相比，具有生产率高、锻件质量好、能锻造形状复杂的锻件以及节约金属等优点；（2）胎模锻与模锻相比，具有设备简单、模具制造简单、成本低等优点；但胎模锻的精度比模锻要低，胎模寿命短、生产率低。胎模锻一般用于小型锻件的中、小批量生产。（P103）32简述冲压加工的特点答：冲压具有以下特点：（1） 冲压通常在室温下进行，不需加热；（2） 冲压件