金屬工藝學第五章 鑄造 思考題答案

2022-12-19 10:36:02 字數 6415 閱讀 5625

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(1)、能夠生產形狀複雜的毛坯,特別是內腔複雜的毛坯。(2)、適應性廣,可生產小至幾克,大至幾百噸的各種金屬及其合金的鑄件。

(3)、節省金屬材料和機械加工的工作量。(4)、生產成本低。

(5)、鑄造工序複雜,容易產生鑄造缺陷,鑄件廢品率高,力學效能低於鍛件,勞動條件差。

我們炒菜用的鑄鐵鍋,工具機床身,汽車發動機機體等都是鑄造生產的。鑄鐵鍋質量輕,形狀簡單;工具機床身質量重,複雜程度中等;汽車發動機機體形狀複雜,質量屬中小鑄件。2.

簡述砂型鑄造的生產過程。答:砂型鑄造的生產過程如下:

烘乾→篩分→混砂→松砂→停放→填砂→緊實→扎氣眼→起模→製作澆冒口系統→下芯→合箱→金屬熔煉→澆注→出箱→拋丸→清理打磨→檢驗→入庫。

3.型砂、芯砂應具有哪些效能?若鑄件表面比較粗糙,且帶有難於清除的砂粒,試分析與型芯砂的哪些因素有關?答:型砂、芯砂應具有的效能:

(1)、強度;保證鑄型受外力不至被破壞。(2)、透氣性;澆注時允許氣體通過而逸出。(3)、可塑性;緊實時易成形且獲得清晰的輪廓。

(4)、耐火性:在高溫液態金屬的作用下不軟化,不熔化,不

與金屬燒結。

(5)、退讓性;鑄件凝固收縮時,型芯砂不阻礙鑄件收縮。

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備註若鑄件表面比較粗糙,且帶有難於清除的砂粒,是型芯砂的粒度大,耐火度低所至。

4.為什麼對芯砂的要求高於型砂?有那些粘結劑可配製芯砂?

答:由於型芯在澆注時,大部分被高溫液態金屬包圍,散熱條件差,受熱強度大,故需要更高的效能。5、模樣的形狀、尺寸與鑄件是否一樣?

為什麼?製造模樣時,在零件圖上加了那些工藝引數?

答:模樣的形狀與鑄件一樣,尺寸有所加大,因為金屬在冷卻、凝固還有收縮;製造模樣時在零件圖上加了:收縮量、加工餘量、拔模斜度、補鐵、芯頭、活塊、工藝補正量、反變形量、防變形拉筋等。

6、手工造型方法有哪幾種?選用的主要依具是什麼?答:

(1)、整模造型;(2)、分模造型;(3)、挖砂造型;(4)、活塊造型;(5)、刮板造型(6)、組芯造型;(7)、地坑造型。

選用的主要依具是:鑄件的形狀、結構和大小;鑄件的質量和使用要求;生產批量的多少;工人技術水平的高低;生產企業的工裝情況。

7、機器造型的實質是什麼?緊砂與起模有那些方式?答:機器造型的實質是用機器代替了手工緊砂和起模。

緊砂方式有:壓實式;震擊式;震壓式;射壓式;拋砂式。

起模方式有:頂箱起模;回程起模。

8、澆注系統由哪幾部分組成?其主要作用是什麼?答:澆注系統由澆口杯、直澆道、橫澆道、內澆道組成。其主要作用是匯入金屬、擋渣、補縮、調節鑄件的冷卻順序。

9、冒口的作用是什麼?其設定的原則是什麼?答:冒口的作用是補縮、排氣、除渣。設定原則是設定在鑄件熱節處。

10、何謂鑄造工藝圖?砂型鑄造工藝圖包括那些內容?答:鑄造工藝圖就是用規定的工藝符號和文字繪在零件圖樣上,或另繪工藝圖,表示鑄型的分型面,

《金屬工藝學》第2頁

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備註澆注系統,澆注位置,型芯結構尺寸,冒口位置大小,冷鐵等的圖樣。

鑄造工藝圖包括的內容有:分型面;澆注位置;澆注系統,型芯結構尺寸;收縮量,加工餘量;拔模斜度;補鐵;冒口位置大小;冷鐵大小位置;排氣孔等。

11.如何鑄造乙個空心的園球?

答:作乙個萬向旋轉的模具,預留乙個澆注口,金屬液澆入後,迅速堵住澆注口,使模具作萬向旋轉,待金屬凝固後開模,可得空心園球。

12.何謂澆注位置?確定鑄件澆注位置的原則是什麼?

答:澆注時鑄件在鑄型中所處的位置,叫澆注位置。確定澆注位置的原則:

(1)鑄件的主要加工面,重要的工作面,應向下,或側面。

(2)鑄件的打平面應向下。

(3)鑄件薄而大的平面應向下,或者側面。

(3)鑄件厚的平面應向上,或者側面,便於設定冒口

或冷鐵。

13.何謂分型面?何謂分模面?確定分型面的原則是什麼?

答:分型面是為了便於取出模樣,將鑄型作成幾部分,其結合麵叫分型面。

分模面是為了便於模樣從砂中取出,將模具分成幾部分,其結合麵叫分模面。確定分型面的原則是:

(1)盡可能將鑄件全部或大部放入下砂型內。(2)分型面的數目越少越好,且盡可能為平面。(3)儘量減少型芯與活塊的數量。

(4)分型面的選擇應有利用下芯,合箱,型芯便於

定位。14.在你的學習和生活環境中,舉出幾個砂型鑄造的

零件找出其分型面、內澆道、冒口的位置。答:如p77圖5.12。

《金屬工藝學》第3頁

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備註15 .區別下列名詞(術語)的慨念。

鑄件與零件;模樣與型腔;芯頭與芯座;分型

面與分模面;起模斜度與結構斜度;澆注位置與澆道位置;型砂與砂型;出氣口與冒口;縮孔與縮松;砂眼與渣眼;氣孔與出氣孔;澆不足用於冷隔。答:零件是可以直接裝配使用的產品,鑄件是在零

件的基礎上放有加工餘量和補鐵的毛坯。

模樣是製造型腔用的模型,型腔是造型後取出

模樣而得到的空腔。

芯頭是模樣上用於型芯定位用的工藝模樣,芯

座是造型後取出模樣芯頭後留下的空腔。

分型面是指型腔分成幾部分的結合面,分模面

是指模樣分成幾部分的結合面。

起模斜度是為了便於模樣從砂型中取出而有意

製作的工藝斜度,結構斜度是零件本身所設計需要的斜度。

澆注位置是澆注時鑄件在鑄型中所處的位置,

澆道位置是澆注系統相對與鑄件所處的位置。型砂是造型用的具有一定效能的砂,砂型是具

有型腔的砂團。

出氣口是為了型腔排氣而扎的排氣孔,冒口是

在鑄型內儲存和補縮鑄件用的在型腔內的空腔。縮孔是鑄件巨集觀的用肉眼可觀察到的孔洞,縮

松是用肉眼不容易觀察到的顯微的細小的組織疏鬆。

砂眼是型砂粒被金屬包圍形成的孔洞,渣眼是

金屬氧化物或熔渣被金屬包圍形成的孔洞。

氣孔是氣體在金屬凝固前來不及從金屬中逸

出,而形成的孔洞,出氣孔是為了排氣,在砂型上扎的孔洞。

澆不足是由於金屬液不夠而沒有充滿型腔,冷

隔是由於金屬液溫度太低,流動性差,在壁薄處金屬液沒有充滿就已經凝固的現象。

16.合金的鑄造效能有那些?其影響因素是什麼?答:合金的流動性;合金的收縮;成分偏析。

《金屬工藝學》第4頁

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備註其影響因素有:(1)合金的化學成分;(2)合金的澆注溫度;(3)鑄型結構特徵;(4)各合金元素的比重。

17.為什麼鑄鐵的收縮比鑄鋼小?鑄鐵與鑄鋼的收縮都分三個階段嗎?

為什麼?答:(1)因為鑄鐵的熔點比鑄鋼低,鑄鐵的澆注溫度比鑄鋼低;(2)鑄鐵中的碳可以直接以石墨形態析出,石墨化過程體積略有彭脹,抵消了部分收縮。

鑄鐵與鑄鋼的收縮都分為三個階段,因為他們都有液態收縮,凝固收縮,固態收縮。

18.熔煉合金時有哪幾種熔煉爐?其規格是什麼?答:有沖天爐,電弧爐,中頻電爐,熔煉有色金屬可用坩堝爐。

沖天爐常用1.5~10噸/小時。電弧爐常用1.5~5噸。中頻電爐常用0.25~10噸。坩堝爐常用50~250kg。

19.何為沖天爐?其大致結構如何?

答:沖天爐是以焦炭為燃料的豎式化鐵爐。其大致結構由爐體,支撐部分,送風系統,前爐組成。20.沖天爐的爐料有那些?其作用是什麼?

答:沖天爐的爐料有金屬爐料(包括:生鐵,回爐鐵,廢鋼,鐵合金);燃料(焦炭);熔劑(石灰石,熒石)。

金屬爐料是熔煉鑄鐵的主要原料。燃料熔化加熱金屬。

熔劑調節爐渣的鹼度,形成低熔點熔渣,與鐵水分離,排出爐外。

21.自來水管接頭是kth350-10,鑄造後為麻口,試分析造成的原因,並提出解決的方法。

答:自來水管接頭是kth350-10,鑄造後毛坯應為白口組織,經高溫石墨化退火而得到,麻口組織是因為化學成分不對,是碳或矽偏高所致,應多加廢鋼,降碳,降矽。

22.何謂鑄造應力?產生的主要原因是什麼?

答:鑄造應力是鑄件在凝固收縮時,受到阻礙而引起的應力,主要包括熱應力和機械應力。

《金屬工藝學》第5頁

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備註產生的主要原因是:(1)鑄件在凝固、收縮時,

受到鑄型、型芯的機械阻礙產生機械應力。(2)由於鑄件壁厚厚薄不均,冷卻速度不一致,產生熱應力。這兩方面的因素是產生應力的主要原因。

23.現鑄造鑄鋼(zg200-400)軌道,圖5.26,試分析其鑄造應力及變形的方向。答:鑄件上下和兩端受到拉應力。由於上部壁厚,

下部和中部壁薄,凝固和冷卻時上部與中部交接處受拉應力,由於拉應力的作用,鑄件容易往兩側面方向彎曲。

24.生產灰鑄鐵件,是否其壁厚愈大,強度愈高,?為

什麼?答:強度應是兩個概念第一是鑄件的整體強度,

從這方面來說,其壁厚愈大,強度愈高,第二是鑄件材質的強度是指單位面積能承受的應力,這與鑄件的化學成分,金相組織有很大關係。因此不能單純地說壁厚愈大,強度愈高。

25.檢驗鑄件質量的方法有那些?檢驗的內容是什

麼?答:鑄件的檢驗方法有:

(1)尺寸檢測;檢查鑄件的形狀尺寸是否符合要

求,(2)肉眼觀察;檢查鑄件是否有鑄造缺陷。(3)理化檢測;檢查鑄件的化學成分,金相組織,

力學效能是否達到要求。(4)壓力試驗;檢查鑄件的緻密性,鑄件是否漏

氣、漏水。(5)內部質量檢查;如磁粉探傷,x射線、γ射

線檢測,超聲波探測。

26.鑄件有那些常見缺陷?產生的主要原因是什麼?答:(1)錯箱:合箱時上下砂箱未對準;上下砂

《金屬工藝學》第6頁

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備註砂箱未鎖緊;造型時上下模樣錯位。(2)偏芯:型芯安放偏斜;澆冒口設定不正確;合箱時碰歪了型芯;模樣芯頭偏芯。

(3)變形:鑄件結構不合理;鑄件冷卻不當。(4)澆不足:鑄件壁太薄,鑄型散熱快;合金度

太低,流動性差;澆口太小,排氣不暢;澆注速度太慢;金屬不夠。

(5)縮孔:鑄件結構不合理,壁厚不均;澆冒口

設定不當,冒口太小;澆注溫度太高。

(6)氣孔:熔煉工藝不合理,合金氧化;型砂水

分太高;型芯未烘乾;鑄型透氣性差;澆注溫度太低;澆包未烘乾。

(7)砂眼:型芯砂強度不夠,鑄型緊實度不夠;

鑄型或澆口內散砂未吹乾淨;鑄件結構不合理,園角太小;

(8)夾雜:澆注時沒有擋住渣;澆注溫度太低;

澆注時斷流,或澆口杯未充滿。

(9)冷隔:鑄件結構不合理,壁太薄;合金流動

性差;澆注溫度太低,澆注速度太慢;叫口太小,或設定不當,或澆注斷流。

(10)裂紋:鑄件壁厚不均,冷卻不一致;澆注

溫度太高;型芯砂退讓性差;合金的化學成分不合理,s、p、mg太高。

(11)粘砂:澆注溫度太高;型砂耐火度差;未

塗塗料或塗料太薄。

27.什麼是熔模鑄造?試簡述其工藝過程,它有那些優

越性?答:熔模鑄造是用易熔材料製成精確的模樣,在

上塗上耐火材料製成型殼,溶去模樣,經過焙燒而得到型殼,澆入金屬而得到鑄件的方法,叫熔模鑄造。

其工藝過程如下:

製作蠟模或蠟模組→結殼硬化→脫蠟熔去蠟

模→烘乾焙燒殼型→澆注鑄件→出箱清理打模→檢驗→入庫。

鑄件的形狀尺寸精度高,表面粗糙度低可實現

《金屬工藝學》第7頁

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備註少加工或不加工。

28.金屬型鑄造的主要特點是什麼?其應用如何?

答:金屬型鑄造的主要特點是:(1)鑄件尺寸精度高,表面粗糙度低。

(2)鑄件冷速度快,組織緻密,力學效能好。(3)一型多鑄,提高場地的使用率,改善勞動條件。(4)生產工序簡單,容易實現機械化、自動化生產。

鑄件的精度高,粗糙度低可實現少加工或不加工。(5)金屬型**高,合金冷卻快,流動性差,因此

不能製作複雜薄壁件。

29.壓力鑄造與金屬型鑄造的主要區別是什麼?壓力

鑄造適用於何種金屬?何種產品?

答:壓力鑄造是用高壓將金屬壓入金屬型,而金屬

型是重力自然注入。主要適宜鑄造鋁、鎂、銅合金。製造中小型壁薄,形狀複雜成批大量生產的鑄件。

30.試舉出生產、生活設施中離心鑄造的產品或零件。答:

汽車的缸套、活塞環。市政工程的自來水管道。31.

下列鑄件大批量生產時,宜採用何種鑄造方法?車

床床身,電子打火煤氣爐噴頭,煤氣罐安全閥,縫紉機機頭,汙水管,氣缸套,名人紀念銅像。答:車床床身——砂型鑄造。

電子打火煤氣爐噴頭——熔模鑄造。煤氣罐安全閥——壓鑄。縫紉機機頭——砂型鑄造。汙水管,氣缸套——離心鑄造名人紀念銅像——砂型鑄造

《金屬工藝學》第8頁

金屬工藝學

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金屬工藝學總結

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金屬工藝學作業

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