成型工艺复习.docx

1、成型工艺复习一铸造部分1 、金属液与铸型接触区有何相互作用？它们对铸件质量将产生什么影响？答：力的作用冲击与冲刷等；可能造成铸件砂眼、裂纹、变形及尺寸超差等缺陷。 热的作用由热交换引起；可能导致铸件表面产生夹砂或表面缩沉等缺陷 化学作用有机物、炭粉燃烧;可能导致铸件内气孔、夹渣缺陷和铸件表面的进一步氧化。2、型砂主要的性能要求有哪些？湿型砂的组成物及各自的主要作用是什么？何谓树脂自硬砂、水玻璃砂？与湿型砂相比较，树脂自硬砂和水玻璃砂的主要的优缺点有哪些？粘结机理及硬化方式有哪些？答：（1）.型砂的性能要求： 1）一定的强度（湿压强度、干拉强度） 2）良好的透气性 3）好的可塑性 4）对铸件收缩

2、的容让性 5）一定的耐火度和化学稳定性 6）好的出砂性（溃散性）（2）.湿型砂组成及作用：1）原砂：构成型砂的骨干；2）粘土和水：将原砂粘结起来；3）附加物（煤粉、淀粉等）：使型砂具有特定的性能，改善铸件的表面质量。（3）.树脂自硬砂是采用自硬树脂做黏结剂的一种型砂；水玻璃砂是以水玻璃为粘结剂的一种型砂。（4）粘结机理及硬化方式：水玻璃在液态时具有粘性，并在一定的硬化条件下能转变为凝胶状态。硬化方式是对水玻璃砂铸型吹入CO2，可采用起模前扎气眼吹气或取模后用吹气罩覆盖吹气。 Na2OmSiO2(n+1)H2O+CO2=Na2CO3+mSiO2 pH2O+(n-p)H2O 树脂自硬砂用树脂作粘结

3、剂，主要有酚醛树脂和呋喃、型树脂，使用时另加一定量的化学固化剂。3、比较热芯盒法、壳芯法及冷芯法三类制芯方法所用脂砂、固化剂、附加物、硬化原理及制芯工艺过程。答：（1）壳芯树脂砂及其制芯：用酚醛树脂做粘结剂，所配制的型砂又称覆膜砂，使用时能像干砂一样松散；对于中小壳芯，酚醛树脂用量（质量比）为4，对于强度高的大型壳芯砂，用量为6-7，对于要求流动性好的细长壳芯，质量比为6；硬结原理及工艺规范：用顶吹法或底吹法将壳芯树脂砂吹入预热至200-280的金属芯盒中受热固化薄层。芯盒旋转、摇摆而将砂芯内未能固化的松散树脂砂回送砂斗，壳芯在芯盒内进一步固化后即可开模取芯。（2）冷芯盒树脂砂及其制芯：所用的

4、树脂大多为呋喃树脂，要用酸来作催化剂，采用硫酸乙酯，加入量控制在树脂量的30%40%，若用磷酸，则控制为树脂量的40%50%。附加物：硫酸乙酯、甲苯磺酸、磷酸等。混砂时将原砂、树脂、催化剂一次性快速混合，亦可将树脂-砂和催化剂-砂先分别混合好，使用时再将上述两种混合料迅速混合并充填芯盒，可自行硬化。（3）热芯盒树脂砂及其制芯：用原砂2 -3（质量分数）的呋喃、型树脂作粘结剂。用20 树脂量的氯化铵、尿素水溶液作固化剂。固化剂为：【氯化铵：尿素：水=1：3：3 （质量配比）】，即可得到热芯盒树脂砂；呋喃型树脂属于无氮树脂，加入量为原砂的4%，采用乌洛托品作固化剂，用量为树脂量的15%20%。硬结

5、原理：将树脂砂射入预热到180260的金属芯盒中，经几十秒硬化，就可形成具有一定厚度固化层的砂芯，砂芯取出后，砂芯余热及其固化反应时的放热，还能使型砂内部继续硬化。加料工艺顺序：干砂+附加物（干混 11.5min）+固化剂（温混11.5min）+树脂（混碾12min）出砂4、铸造用涂料有何作用？主要组成物及各的作用？答：（1）涂料的作用：.改善铸件表面质量 . 改善铸件表面性能 . 减少铸件缺陷倾（2）组成： 耐火粉 载液 悬浮剂 粘结剂 其他添加剂作用： 耐火粉使涂料具有一定的耐火性。载液承载耐火粉料使其均匀分散或悬浮在其中，使涂料保持一定粘度和密度，便于喷涂、侵涂、流涂或刷涂到位，不宜过分

6、粘稠或过稀。悬浮剂稠化载液，形成胶体，促使耐火粉料悬浮，是为防止沉淀、分层和载液过分渗入砂型。粘结剂使涂料中的耐火粉料在干燥后彼此粘结并使之能牢固粘附在型芯表面上。其他添加剂改善涂料对型、芯表面的浸润、渗透能力，防止有机物发酵变质，具有防潮性能等。5、铸造工艺方案设计包含哪些主要工作内容？答：1）产品铸造工艺性分析，熟悉零件结构与技术要求2）拟定合理的铸造工艺方案，包括：选择铸造或造型方法比较和确定铸件浇注位置与分型面按技术标准和经验选定工艺参数 浇注系统与冒口、冷铁设计及计算3）绘制铸造工艺图和 铸件图； 4）设计模样、模板、芯盒和砂箱；5）绘制铸型装配图（合箱图）； 6）编制铸造工艺卡或

7、铸造工艺规程；7）编写设计说明书。6浇注系统由哪些部分组成？分别说明各个组元的作用？答：浇口杯：接纳、引入金属；直浇道：引入金属，形成压头横浇道：引入金属，阻撇熔渣；内浇道：引入金属，调控温度场7比较顶注式和底注式浇注系统的优缺点。答：（1）顶注式优点：压头大，流动阻力小，能够减少浇不足、冷隔缺陷；温度分布上高下低，铸件补缩效果好缺点：对型腔底部冲击力大，易激溅、氧化、卷入空气，可造成砂眼、铁豆、气孔、氧化夹渣等缺陷。（2）底注式优点：充型平稳，横浇道、内浇道充满时利于挡渣；能够减少金属氧化。缺点：温度分布下高上低，铸件补缩效果不好； 内浇道附近易于过热，易发生缩松和晶粒粗大等缺陷； 铸件顶部

8、、边远处容易形成浇不到，冷隔等缺陷。8什么是封闭式、开放式浇注系统？各有什么优缺点。答：（1）封闭式浇注系统： 内 横 横直 开放式浇注系统初期各组元不可能全充满，撇渣能力较差，充形流速不高； 冲刷力小，受氧化的程度轻。用于易氧化的有色合金铸件、球铁铸件。对于铝、镁合金，常用开放式浇注系统。各组元截面积比可参考应用： 直：横：内=1：2：49 . 如何提高横浇道的撇渣效果？答：1前过滤 2. 缓流式 3. 阻流式 4. 离心集渣式.5. 轻合金浇注系统中安装过滤网10.内浇道的作用及确定内浇道位置要注意哪些具体问题？答：内浇道的作用： 控制液态金属充型速度和流动方向、温度分布和凝固顺序。注意的

9、几个具体问题：、1.结构复杂的铸件，壁厚差别大的补缩区域则按顺序凝固从厚处引入；整个铸件按同时凝固方式采用多个内浇道充型。2.要求各内浇道的流量分布合理。3.液流顺壁流入，不冲刷型壁、型芯和铸型凸出部分。4.避开铸件重要部位，防止晶粒粗大。5.造型、清理操作方便，不阻碍铸件收缩。11如何确定浇注系统截面积？ 答：以内浇道为阻流（最小）截面，用奥赞(Osann)公式计算每个内浇道截面积。式中Hp可用浇口杯中液面到内浇道中心的距离Ho计算。 12. 说明冒口的作用和确定冒口位置的一般原则。答：冒口的作用：补缩 、排气、集渣冒口位置： 1、铸件热节上方或侧旁； 2、铸件最高最厚部位； 3、一个冒口同

10、时补缩几个铸件； 4、不选应力集中部位， 希望放在加工面上； 5、 用冷铁隔开冒口的补缩范围。13. 冒口补缩条件？答：（1）凝固时间应大于或等于铸件被补缩部分的凝固时间；（2）有足够的金属液补充铸件（或铸件被补缩部分）的收缩；（3）铸件上被补缩部位内必须保持有通畅的金属液补缩通道 。14. 熔模铸造、压力铸造、实型铸造、金属型铸造工艺过程及特点。答：（1）熔模铸造：制造母模制造压型制造熔模型壳的制造浇注1) 特点：1）铸件的精度高，表面光洁2) 可制造难以砂型铸造或机械加工的形状很复杂的薄壁铸件3) 适用于各种合金铸件4) 生产批量不受限制5) 工艺过程复杂、工序多，生产周期长，铸件成本高。

11、（2）压力铸造：注入金属压铸取出铸件特点：1、铸件的尺寸精度最高，表面粗糙度Ra值最小。2、铸件强度和表面硬度都较高。3、生产效率很高，生产过程易于机械化和自动化。4、压铸时，高速液流会包住大量空气，在铸件表皮下形成气孔。5、压铸黑色金属时，压铸型寿命很低，困难较大。6、设备投资大，生产准备周期长。（3）实型铸造：制造模样挂涂料干砂造型浇注落砂清理干砂造型：无水分、煤粉和粘结剂。不用起模、合模、无砂芯、组芯：铸件无披缝、尺寸精度高、表面粗糙度低。对工人要求低，劳动条件好。适合于铸造形状复杂的铸件，减少了装配时间，降低了成本。简化了造型工序，缩短了生产周期，提高了生产率。浇注时塑料模气化有异味，

12、对环境有污染 铸件容易出现与泡沫塑料高温热解有关的缺陷，如铸铁件容易产生皱皮、夹渣等，铸钢件可能稍有增碳。（4）金属型铸造特点：1)铸件内部质量高,铸件的表面质量好；2)可一型多铸，便于实现机械化和自动化生产，劳动条件好、有利于环保；3)成本高，生产周期长，不宜制造大型，形状复杂和薄壁铸件；4)金属型无透气和退让性，铸件冷却速度大，容易产生浇不到、冷隔、裂纹等缺陷。5)用于铸钢、铸铁等熔点较高的合金时，铸型寿命短；灰铸铁件铸造时还易形成白口组织。15. 认识铸件图，能够正确画出分型面、浇注位置、拔模斜度、加工余量、砂芯、冒口，内浇道位置或形状。二塑性成形1.锻前加热的目的？加热方法？加热温度范

13、围的确定？加热过程中的缺陷？答：（1）加热目的：提高金属塑性，降低变形抗力，使金属易于流动成形，是锻造生产过程中的一个极其重要的环节。 （2）加热方法： 火焰加热，电加热（3）锻造温度范围：始锻温度终锻温度原则： 保证金属在锻造温度范围内具有较高的塑性和较小的变形抗力，使锻件获得所希望的组织与性能，锻造温度范围应尽可能取得宽一些（4）加热中的缺陷： 氧化 脱碳 过热 过烧 裂纹2.零件图、锻件图、热锻件图有何不同？认识模锻件图（理解分模面，出模斜度，加工余量、圆角，冲孔连皮的作用）答：（1）零件图是表达单个零件形状、大小和特征的图样。锻件图(冷锻件图)是在零件图上画出加工余量、余块、模锻斜度、

14、锻模圆角、冲孔连皮或其它工艺参数。热锻件图依据冷锻件图设计。热锻件图上的尺寸应比冷锻件图上的相应尺寸有所放大。锻件图分为冷锻件图和热锻件图，冷锻件图用于最终锻件检验和热锻件图设计；热锻件图用于锻模设计与加工制造。 （2）-分模面：基本原则：锻件形状尽可能与零件形状相同，容易从模腔中取出；此外应争取获得镦粗成形。 -出模斜度：锻件上与分模面垂直的平面或曲面所附加的或固有的斜度称为模锻斜度。-冲孔连皮：1、平底连皮 2、斜底连皮 3、带仓连皮 4、拱底连皮-圆角：锻模圆角半径与 B/H 有关。H大，圆角半径也应增大。 锻件凸角处的最小半径 r = 余量+零件的倒角值； 3.什么是“计算毛坯图”？它

15、有何作用？“计算毛坯图”的绘制过程。答：计算毛坯图：假想一种具有原形（或方形）横截面坯料，其上各横截面积应等于相应长度上锻件截面积和毛边面积之和，此种理想的中间毛坯图叫做计算毛坯图。轴向各横截面积A计=相应处锻件横截面积A锻+飞边横截面积A飞 作用：（1）根据它选择长轴类锻件的制坯工步；（2）根据计算毛坯截面图来计算坯料的体积与重量(3)为制坯模槽提供设计依据。“计算毛坯图”的作图过程： 绘制冷锻件图； 在锻件图上选取若干具有代表性的截面，分别计算出A计； 求出各相关截面的折算高度h计，即用缩尺比 M 除A计，得：h计= M / A计 通常取（M=2050 mm2/mm） 将折算高度 h计 等

16、比例沿轴向画出锻件截面积分布图。4.饼类、轴类锻件的常用制坯工序及作用？答：圆饼类锻件采用镦粗制坯或成形镦粗制坯。 轴类锻件主要采用拔长(或辊锻)、滚挤、弯曲、卡压、局部成形等制坯工步。5.开式模锻成形过程分析，飞边槽的形状及作用？答：开式模锻：在锻件周围形成横向飞边的模锻；第阶段（镦粗）第阶段（形成飞边）第阶段(充满型槽) 第阶段(打靠合模) 形式使用广泛，桥部与坯料接触时间短，能减轻桥部磨损。形式用于高度方向形状不对称锻件。可简化切边冲头形状。 形式用于形状复杂，坯料体积不易计算准确的锻件。 作用： 产生足够大的横向阻力，促使模膛充满。 热模锻压力机上模膛内横向阻力不太大。 容纳坯料上的多

17、余金属，起补偿与调节作用。 对锤类设备还有缓冲作用。 6.冲裁的概念？冲裁变形过程？冲裁件质量？影响冲裁件断面质量的因素有哪些？答：冲模将板料以封闭的轮廓与坯料分离的一种冲压方法称为冲裁。冲裁变形过程：弹性变形阶段 塑性变形阶段 断裂分离阶段冲裁件质量是指断面状况、尺寸精度和形状误差。影响冲裁件断面质量的因素有：凸凹模间隙、刃口锋利程度、模具结构、材料性能及板料厚度。7.冲裁间隙对冲裁件的精度、冲裁力的影响？如何确定合理间隙值？凸、凹模刃口尺寸设计计算原则?冲裁件的尺寸精度，是指冲裁件的实际尺寸与图纸上基本尺寸之差。差值越小，精度越高。当间隙适当时，在冲裁过程中，板料的变形区在比较纯的剪切作用

18、下被分离，使落料件的尺寸等于凹模尺寸，冲孔件尺寸等于凸模的尺寸。当间隙过大，板料在冲裁过程中除受剪切外还产生较大的拉伸与弯曲变形，冲裁后因材料弹性恢复，将使冲裁件尺寸向实际方向收缩。对于落料件，其尺寸将会小于凹模尺寸，对于冲孔件，其尺寸将会大于凸模尺寸。但因拱弯的弹性恢复方向与以上相反，故偏差值是二者的综合结果。当间隙过小，则板料的冲裁过程中除剪切外还会受到较大的挤压作用，冲裁后。材料的弹性恢复使冲裁件尺寸向实体的反方向胀大。对于落料件，其尺寸将会大于凹模尺寸，对于冲孔件，其尺寸将会小于凸模尺寸。随着模具间隙的减小，冲裁力增大。增大间隙，冲裁力减小，但继续增大间隙值，冲裁力下降变缓。理论法：式

19、中Z 单面间隙值；t板料厚度ho凸模压入深度与板料压入凹模深度；破裂时的倾角。经验方法：根据材料的性质和厚度来确定最小合理间隙值，按相关的经验公式。冲裁模具凸、凹模刃口尺寸设计原则：1）设计落料模时，以凹模为准，间隙取在凸模上：设计冲孔模时，以凸模为准，间隙取在凹模上2）计落料模时，凹模公称尺寸应取零件尺寸公差范围内的较小尺寸；设计冲孔模时，凸模公称尺寸应取零件孔的尺寸公差范围内的较大尺寸；3）凸、凹模刃口部分尺寸的制造公差要按零件的尺寸要求决定，一般模具的制造精度比冲裁件的精度高23级。若零件未注公差，对于非圆形件，冲模按IT9精度制造；对于圆形件，一般按ITIT级精度制造。 8.板料弯曲的

20、变形特点？ 弯曲变形产生回弹的原因是什么？采取什么措施能减小回弹？答：1.中性层位置的内移 2弯曲件的回弹 3.变形区板厚的减小 4.形区横截面的畸变 回弹原因：工件不受外力作用时，由于中性层附近纯弹性变形以及内；外区变形中的弹性部分的回复，使弯曲件形状和尺寸与模具形状和尺寸不一致。 措施：1.改进弯曲件设计和合理选材。 2.矫正法，在弯曲终了时，对板料施加一定的校正压力，迫使弯曲处内层金属产生一定的切向拉伸应变。 3.补偿法，是消除弯曲件回弹的最简单方法 4.拉弯在拉力作用下进行弯曲，使整个板料剖面上都作用有拉应力。9.拉深过程中容易出现的质量问题有哪些？如何防止？拉深系数与极限拉深系数的概

21、念？如何确定工件的拉深次数。答：问题：起皱与拉裂 防止：起皱，常用压边圈的方法 拉裂：1. 采用适量的拉伸比（D/d） 2适当减小压边力 3.增大凸模端面的粗糙度 4.适量调修加大凸模圆角拉伸系数：拉深变形后拉深件的直径与其坯料直径之比极限拉伸系数：拉伸系数过小，就会使拉伸件起皱，破裂或者严重变薄。因此拉伸系数的减小有个界限，该界限叫极限拉伸系数。综合拉深件的直径，坯料直径，每次的拉深系数，即可确定拉深次数。10.汽车零件塑性成形工艺分析三焊接1. 焊接分类及各自的特点？1.熔焊属于液相焊接。焊缝类似铸态组织。2.压焊属于固相焊接，一般需要同时加压和加热。加热 温度不得超过母材熔点。3.钎焊属

22、于固-液相焊接，加热 温度高于填充钎料熔化温度，但也不得超过母材熔点。2. 焊接电弧？电弧构造及电弧热、电弧力？电弧：两电极之间气体空间的导电过程三个不同的电场强度区域：阴极区弧柱区阳极区焊接电源输出的电能通过电弧转换为热能能量密度分布：轴向两极区大，弧柱区小 径向中心大，四周小电弧力类型及作用电磁（收缩）力使电弧获得刚直性，促进熔滴过渡等离子流力促进熔滴过渡 点力斑点力：斑点受到带电粒子的撞击，电磁收缩力或金属蒸气的反作用而对斑点产生的压力，称为斑点力，或斑点压力。阴极斑点力大于阳极斑力。3. 焊丝熔化的热量及熔化速度影响因素？影响产热的因素包括： 熔化速度影响因素电流（ Uk、 UW ）、

23、 焊丝材料，有无氧化膜，焊丝熔点，焊丝直径，焊丝伸出长度，焊丝电阻率电流：电流熔化速度电压：较长弧长范围内，电压变化不影响焊丝的熔化在较短弧长范围内，电压熔化系数在更短弧长范围内，电压熔化系数电流极性：焊丝为阴极时，熔化速度大，气体介质：反接时介质的影响不大，正接时介质的影响比较复杂，无明显规律 伸出长度：Ls熔化速度焊丝直径：d熔化速度4. 熔滴上的作用力及熔滴过渡方式？答：熔滴上的作用力是影响熔滴过渡及焊缝成形的主要因素。(1)重力 (2)表面张力 (3)电弧力（包含几项力在内） (4)熔滴爆破力(5)电弧的气体吹送力 自由过渡：焊丝端头和熔池之间不发生直接接触接触过渡：熔滴与熔池表面通过

24、接触而过渡渣壁过渡：熔滴沿熔渣的空腔壁流下具体形式： 滴状过渡 熔滴短路过渡 喷射过渡 渣壁过渡5. 焊缝成形过程及影响因素？焊丝与母材被熔化，在力张力作用下，焊件上形成一个具有一定形状和尺寸的液态熔池。熔池向前运动，形成凝固的焊缝。影响因素：1)焊接工艺参数焊接电流(主要影响熔深)：I熔深 、熔宽稍、余高电弧电压(主要影响熔宽)：U熔宽 、熔深、余高焊接速度：增加，则熔深、熔宽、余高均减小2）保护气氛和熔滴过渡形式：CO2大电流细滴过渡，焊缝熔深较大，底部呈圆弧状；CO2短路过渡（电流较小）焊缝形状类似只是熔深要浅得多纯氩保护射流过渡为指状熔深，）电流种类和极性）工件材料及厚度)电极的倾角与

25、工件位置6. 焊接性及评价方法？答：金属焊接性是金属材料在焊接中获得优质接头的难易程度。1、碳当量法 碳当量法用碳当量评估焊接接头淬硬或冷裂敏感性的大小，以此评价金属的焊接性。2、试验法 ： 模拟法 实焊法7. 手工电弧焊、埋弧焊、气体保护焊的特点及应用。答：1.手工电弧焊 优点：灵活性好操作方便，对焊前装配要求低，可焊材料广缺点：生产率低；人为影响因素强 2、埋弧焊： 电弧在焊剂层下燃烧以进行焊接的熔化极电弧焊方法埋弧焊的特点：优点：生产效率高，焊缝质量好，劳动条件好。缺点：难以全位置焊，对焊前装配要求高，不适宜焊接薄板，短 缝 ，焊接材料有局限常用来焊接长的直线焊缝和较大直径的环形焊缝。3

26、，钨极惰性气体保护电弧焊（tungsten inert-gas arc welding）： 使用纯钨或活化钨（钍钨、铈钨等）作为电极的惰性气体保护电弧焊，简称TIG焊。TIG焊的特点 优点：（1）几乎可以焊接所有的金属或合金 （2）焊接质量好（焊缝纯净、成形好、热影响区小） （3）适于薄板及打底全位置焊（4）无飞溅 缺点： 焊接效率低、成本高；对焊前清理要求严格；需要特殊的引弧措施；紫外线强烈、臭氧浓度高；抗风能力差。8. 电阻焊原理？点焊循环分析。点焊工艺及材料要求。答：1、电阻焊的原理：利用流经工件接触面及邻近区域产生的电阻热将其加热到熔化或塑性状态，使之形成接头的一种焊接方法。2，点焊：

27、它适用于制造可以采用搭接接头、不要求气密、厚度小于3mm的冲压、轧制的薄板构件点焊循环：预压 通电 锻压 休止点焊方法：单点、多点焊/单面、双面焊 点焊工艺参数及选择： 电流（KA）：电流过低不能形成熔核，过高则飞溅。 通电时间:对塑性指标影响较大,时间过长，组织变差 电极压力（KN）：压力影响电阻、焊件向电极的散热硬规范（强规范）: 大电流、短时间软规范（弱规范）：小电流、长时间9. 钎焊原理？钎料钎剂分类及作用？答：1）原理 利用液态钎料在母材表面润湿、铺展与母材相互溶解和扩散以及在母材间隙中润湿、毛细流动、填缝与母材相互溶解和扩散而实现零件间的连接的。2）钎料的分类与编号按熔点：熔点在4

28、50以下的称为软钎料，高于450的称为硬钎料（难熔钎料），高于950的称高温钎料。 按化学成：根据组成钎料的主要金属元素，相应称为基钎料，如Ni基钎料等。 按钎焊工艺性能：自钎性钎料、真空钎料、复合钎料。 钎料按供货要求可制成带、丝、铸条、非晶态箔材、普通箔材、粉末、环状、膏状、含钎剂芯管材（丝材）、药皮钎料、胶带状钎料等。润湿作用和毛细作用。 3）钎剂的分类与作用 A 钎剂分为软钎剂与硬钎剂两大类、按特殊用途又可再分为铝用钎剂、粉末状钎剂、液体钎剂、气体钎剂、膏状钎剂、免清洗钎剂等。 B 钎剂的作用是去除母材和液态钎料表面上的氧化物，保护母材和钎料在加热过程中不被进一步氧化以及改善钎料在母材表面的润湿性能。10.汽车零部件焊接工艺选择。