金属工艺试题二及答案.docx
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金属工艺试题二及答案
金属工艺试题及答案
技术考卷2009-09-1612:
59:
22阅读1656评论4 字号：
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一、 砂型铸造部分
（一）填空及名词解释
1．设置冒口、冷铁和铸肋的主要目的是（防止缩孔、缩松、裂纹和变形等铸造缺陷）。
2．脱模时间（strippingtime）：
指从混砂结束开始，在芯盒内制的砂芯（或未脱模的砂型）硬化到能满意地将砂芯从芯盒中取出（或脱模），而不致发生砂芯（或砂型）变形所需的时间间隔。
3。
补贴：
为实现顺序凝固或加强补缩效果，在靠近冒口的铸件壁厚上补加的倾斜的金属块。
4．水玻璃是各种硅酸盐的统称。
在铸造上常用的有钠水玻璃、钾水玻璃、锂水玻璃，分别为（硅酸钠、硅酸钾、硅酸锂）的水溶液，其化学式分别为（Na2O。
mSiO2。
nH2O、K2O。
mSiO2。
nH2O、Li2OmSiO2。
nH2O）。
5．流动性：
型砂在外力或自重作用下，沿模样与砂粒之间相对移动的能力称为流动性。
6．气硬冷芯盒法（vaporcoldboxprocess）：
将混好的双组份树脂砂填入芯盒，然后在室温下通过吹气硬化制成砂芯的方法。
7.型、芯砂：
将原砂或再生砂+粘结剂+其它附加物等所混制成的混合物为型砂或芯砂（其中将其用于铸型者被称为型砂,用于制砂芯者称为芯砂）。
8．可使用时间（benchlife，workingtime）：
指自硬树脂砂（其它化学粘结剂也相同）混砂后能够制出合格砂芯的那一段时间。
9。
冷铁：
为增加铸件局部冷却速度，在型腔内部及工作表面安放的金属块。
10．热芯盒法（hot-boxprocess）：
用液态热固性树脂粘结剂和催化剂配制成的芯砂，吹射入加热到一定温度的芯盒内（180-250C），贴近芯盒表面的砂芯受热，其粘结剂在很短时间即可缩聚而硬化而制成砂芯的方法。
（二）问答题1.铸铁件、铸钢件和铸造非铁合金件用的湿型砂各具有什么特点？
答题要点：
由于铸铁件、铸钢件和铸造非铁合金件的合金特性和浇注温度不同，因此它们用的湿型砂不宜一样。
① 铸铁件的合金熔点较高（略低于铸钢），浇注温度一般在1200℃一1400℃左右，因此对湿型砂耐火度的要求可比铸钢件低。
铸铁件湿型砂的显著特点是其中普遍加入了煤粉，煤粉的作用主要在于防止粘砂。
②铸钢件的合金熔点很高，浇注温度高达1500-1650℃，因此要求混型砂有较高的耐火度和透气性。
铸钢件湿型砂一般应具有以下一些特点：
a） 采用耐火度高的硅砂；
b） 膨润土加入量相应增多，以提高型砂强度，以有利于降低水分，以有利于防止粘砂、夹砂和气孔缺陷；
c） 严格控制湿型砂水分，提高型砂的透气性；
③铸造非铁合金件的合金熔点一般不高，铜合金浇注温度约1200℃，铝合金浇注温度一般不超过700℃一800℃，镁合金浇注温度更低，因此时湿型砂的耐火度和化学热稳定性要求不高，但非铁合金液一般极易氧化，主要要求是防止合金液渗入铸型，要求铸件有较清晰轮廓和光洁的表面。
2． 根据确定铸件浇注位置的一般原则，指出下列每一组图形中的哪一个是合理的，并说明其理由。
图1 图2 图3
答：
图1：
a）不合理 b）合理 铸件的重要加工面、工作面、受力面应尽量放在底部或侧部，以防止这些面产生铸造缺陷。
图示的齿轮轮齿是加工面和使用面，应将其朝下。
图2：
a）不合理b）合理 浇注位置应有利于所确立的顺序凝固，对于体收缩较大的合金，浇注位置应尽量满足定向凝固的原则，铸件厚实部分应在浇注位置上方，以利于冒口补缩。
图3：
a）不合理b）合理 浇注位置应有利于砂芯的定位支撑，使排气顺畅，尽量避免吊芯、悬臂砂芯。
二、液态金属非重力铸造及金属型铸造成形部分（答案）
1．在金属型铸件的成形中，金属型与普通砂型铸造不同的是（金属型材料导热系数大）、（没有退让性）和（没有透气性）。
2．在熔模铸造主要工序有（制蜡模）、（制壳）和（熔炼浇注）。
3．压力铸造的两大特点是（高压）和（高速），其压射比压范围为（几兆帕至几十兆帕）和其充填速度范围为（0.5－120m/s）。
4．低压铸造的定义是（液体金属在20kPa－60kPa压力的作用下，自下而上地充型并凝固而获得铸件的一种铸造方法。
）
5．球墨铸铁管最适合（离心铸造）方法，其制造工序是（熔炼铁水、进行球化孕育处理、离心浇注、热处理和后处理）等5道工序。
）
6．在压铸过程中，充填（充型）速度是指（金属液自内浇口进入型腔的线速度。
）
7在反重力铸造中，低压铸造方法与差压铸造方法在设备结构上的差别在于（差压铸造采用上下室形式，即保温炉置于下室，铸型置于上室，而低压铸造只使用下室，铸型置于大气环境中。
）
8．消失模铸造又称（气化模铸造），其英文名称是（LostFoamCasting）。
1．在低压铸造中，如何从工艺设计及工艺规范等方面保证获得无缩孔、无气孔的铸件？
答：
①工艺设计方面：
保证自下而上的顺序凝固原则，如加工艺补贴、加冷铁、采用通风、水冷等强制冷却措施；
②工艺规范方面：
控制好充型及凝固各阶段的压力、速度的变化以及型温和浇注温度等。
试卷一
一、填空题（每空0.5分，共15分）
1、 、信息、能源称为现代技术的三大支柱。
2、碳在铸铁中的存在形式有 和 。
3、根据石墨形态，工业生产中使用的铸铁可分为 、 、 和 。
4、金属塑性变形的基本方式是 和 。
5、常见毛坯种类有 、 、 、和 。
其中对于形状较复杂的毛坯一般采
用 。
6、确定刀具标注角度参考系的三个主要基准平面（坐标平面）是指 、 、和 。
7、在金属学中，通常把金属从液态向固态的转变称为 。
8、珠光体是 和 组成的机械混合物。
9、常用的平面加工方法有 、 、 、 等。
10、根据焊接接头的各部位出现的组织和性能变化，整个焊接接头由 、 、 构成。
11、对灰铸铁进 处理，对低碳钢进行 处理，对高碳钢进行 处理，均可改善其切削加工性（可加工性）。
二、单选题（每小题1分，共10分）
1、某砂型铸件，常产生浇不足、冷隔等缺陷。
为防止这些缺陷的产生，可采取的措施有:
（ ）
A. 适当提高浇注温度；B.改变化学成分；C.提高直浇口高度；D.A、B与C；E.A与B；F.A与C
2、可锻铸铁中的团絮状石墨由下述方式获得。
（ ）
A.由白口铸铁经高温退火从渗碳体分解而得到
B.直接从液体中结晶而得 C.由灰口铸铁经锻造而得 D.上述说法都不对
3、铸铁熔点比钢（ ）流动性比钢（ ）收缩率比钢（ ）故铸铁铸造性能好。
A.高、好、小 B.低、好、小 C.高、坏大 D.低、坏、大
4、在机械加工中直接改变工件的形状、尺寸和表面质量，使之成为所需零件的过程称为：
（ ）
A.生产过程 B.工艺过程 C.工艺规程 D.机械加工工艺过程
5、零件在加工过程中使用的基准叫做：
（ ）
A.设计基准 B.装配基准 C.定位基准 D.测量基准
6、用下列方法生产的钢齿轮中，使用寿命最长，强度最好的为：
（ ）
A.精密铸造齿轮；B.利用厚板切削的齿轮；C.利用圆钢直接加工的齿轮；D.利用圆钢经镦粗加工的齿轮。
7、对于重要结构，承受冲击载荷或在低温度下工作的结构，焊接时应选用碱性焊条，原因是:
（ ）
A.焊缝金属含氢量低； B.焊缝金属韧性高； C.焊缝金属抗裂性好； D.A、B和C。
8、在焊接性估算中，（ ）钢材焊接性比较好。
A. 碳含量高，合金元素含量低； B.碳含量中，合金元素含量中； C.碳含量低，合金元素含量高；D.碳含量低，合金元素含量低。
9、大批量生产外径为50mm,内径为25mm、厚为2mm的垫圈。
为保证孔与外圆的同轴度应选用。
（ ）
A.简单冲模B.连续冲模 C.复合冲模 D.级进模
10、淬火一般安排在：
（ ）
A.毛坯制造之后；B.粗加工之后，C.磨削之前，D.磨削之后。
三、多选题（每小题2分，共10分）
1、在焊接工艺方面，在结构设计合理的前提下，可采取如下工艺措施达到防止和减小变形的目的。
（ ）
A.反变形法B.刚性固定法 C.正确设计焊件结构 D.焊前预热和焊后缓冷 E.焊后热处理 F.合理安排
焊接次序。
2、在铸件的结构设计时，应考虑的因素有：
（ ）
A.使造型方便B.应设计结构斜度 C.应有铸造圆角 D.壁厚应尽可能均匀 E.壁的连接应圆滑过渡 F.便
于型芯的固定
3、自由锻件结构设计的基本原则是:
（ ）
A.形状尽量简单 B.避免曲面交接 C.避免锻肋 D.设计飞边槽 E.凹坑代凸台F.合理设计落料件外形
4、积屑瘤对切削加工件质量有一定的影响，下述说法中正确的是：
（ ）
A.粗加工时，不要求抑制积屑瘤的产生；B.加工铝合金易产生积屑瘤；C.积屑瘤会使工件已加工表面变得
粗糙；D.中速切削（5—50m/min）易产生积屑瘤；E.工件材料越硬越易产生积屑瘤；F.积屑瘤的存在，增
大了刀具前角，使切削轻快。
5、车削加工中的切削用量包括：
（ ）
A.主轴每分钟转数；B.切削层公称宽度；C.背吃刀量（切削深度）；D.进给量
E.切削层公称厚度；F.切削速度。
四、简答题（共55分）
1、用一根冷拉钢丝绳吊装一大型工件入炉，并随工件一起加热至1000oC,当出炉后再次吊装工件时，钢丝绳发生断裂，试分析其原因。
（6分）
2、铸造厂生产了一批灰铸铁件。
经检测，随炉单个浇注的Φ30试棒的抗拉强度为205～210MPa，符合图纸得出的HT200的要求。
用户检验时，在铸件不同部位取样，检测结果表明，铸件上壁厚为8mm处的σb为200MPa；15mm处的σb为196MPa；25mm处σb为175MPa；30mm处的σb为168MPa。
据此，用户认为该批铸件不合格，理由是：
1）铸件力学性能不符合HT200要求；2）铸件整体强度不均匀。
试判断用户的意见是否正确，为什么？
（8分）
3、从减少焊接应力考虑，拼焊如题图1—1所示的钢板时，应怎样确定焊接顺序？
试在图中标出，并说明理由。
（6分）
4、弯头车刀刀头的几何形状如图1-2所示。
按表列要求选择相应的字母或数字填入空格中。
（7分）
主切削刃
副切削刃
刀尖
前角γ0
后角α0
主偏角κr
副偏角κr＇
车外圆
车端面
5、 加工如图1-3零件，试确定单件小批量生产的工艺过程（工序号、工序内容、工作地点）（10分）
6、如图1-4所示砂型铸件：
（1）试选择三种可行的造型方案并比较各自的优缺点；
（2）选定其中方案之一，
绘出铸造工艺图。
（8分）
7、某厂生产一批如图1-5所示壁厚不等的T形粱铸钢件，铸后发生了翘曲变形；后改为如图1-6所示壁厚均匀的焊接件，焊后仍产生了变形；试分析两种成形方法获得的制件产生变形的主要原因并判断变形方向（用虚线表示）。
为减小铸造变形，试重新设计铸件结构。
（10分）
图1-1 图1-2图1-3 图1-4
图1-5 图1-6
五、改进零件结构（每小题2分，共10分）
图1-7机加工件 图1-10自由锻件
图1-8机加工件 图1-11铸 图1-9焊接件
模拟试卷答案（卷一）
一、填空题（每空0.5分，共15分）
1、材料；2、石墨，渗碳体；3、普通灰口铸铁，孕育铸铁，球墨铸铁，可锻铸铁，蠕墨铸铁；4、热变形，冷
变形；5、铸造毛坯，锻造毛坯，焊接毛坯，形材，铸造毛坯；6、基面，切削平面，正交平面；7、结晶；8、铁
素碳和渗碳体；9、车，铣，刨，磨；10、焊缝区，熔合区，热影响区；11、退火处理，正火处理，退火处理
二、单选题（每小题1分，共10分）
1.F; 2.A; 3.B; 4.D; 5.C; 6.D; 7.D; 8.D; 9.C; 10.C
三、多选题（每小题2分，共10分）
1.（A.B.D.E.F.） 2.（A.B. C. D. E. F.）
3.（A. B.C. E.） 4.（A.B.C.D. F.） 5.（C.D.F.）
四、简答题：
（共55分）
1.因钢丝绳冷拉成形后，产生加工硬化现象，强度和硬度都有所提高，但加热至1000oC后，造成了再结晶
退火，使钢丝绳的力学性能下降，导致钢丝绳断裂。
2.不正确；因随炉单个浇注的Φ30试棒的抗拉强度为205～210MPa，已达到图纸的要求；且符合国家对铸件
性能的检测要求，铸件随着壁厚的增加，冷却速度减慢，晶粒粗大，力学性能降低。
3.先分别将Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ焊在一起，Ⅳ和Ⅴ焊在一起，Ⅵ和Ⅶ焊在一起；然后再将Ⅳ、Ⅴ和Ⅵ、Ⅶ焊在Ⅰ、
Ⅱ、Ⅲ板上。
（１）容易防止和减少焊接变形；（２）出现变形后易矫正；（３）操作方便；（４）易于实
现自动化焊接。
4.
主切削刃
副切削刃
刀尖
前角γ0
后角α0
主偏角κr
副偏角κr＇
车外圆
C
A
B
1
2
4
3
车端面
C
E
D
1
2
5
6
5.单件小批生产的工艺过程
工序号
工序内容
工作地点
1
车端面B；车外圆φ28mm；车外圆φ14mm;车端面C；切槽；倒角；切断；调头车另一端面D
车床
2
铣削平面E,F
铣床
3
钻孔φ13mm;去毛刺
钻床
4
发蓝
热处理
6.造型方案Ⅰ为整模造型，从保证铸件质量和精度都是最你好的；造型方案Ⅱ在台阶处开模，可
减少铸件加工余量，但须分模造型，加之上模型较薄，模型易变形，影响精度。
造型方案Ⅲ采
用两箱分模造型，方案虽可行，但对保证铸件质量和精度不如方案Ⅰ好。
7.铸件变形是由于铸件壁厚不均匀，各部分冷却速度不同，在同一时期内铸件各部分收缩不一
致而引起的应力造成的。
而焊接变形是由于焊接过程中局部加热和冷却不均匀，导致焊件收缩
不一致而引起的应力造成的。
造成内凹变形。
将铸件设计成工字梁。
第6题图 第7题图
五、改进零件结构（每小题2分，共10分）
图1-7机加工件 图1-8机加工件
图1-9焊接件 图1-10自由锻件 图1-11铸件
模拟试题（卷二）
一、 判断题：
（对记√，错记╳，每题1分，共10分）
1、反复弯折铁丝，铁丝会越来越硬，最后会断裂。
（ ）
2、粗基准是指粗加工时所使用的基准，精基准是指精加工时所使用的基准。
（ ）
3、工程材料包括金属材料、陶瓷材料、高分子材料和复合材料四大类。
（ ）
4、由于石墨的存在，可以把铸铁看成是分布有空洞和裂纹的钢。
（ ）
5、再结晶过程也是形核和长大的过程，所以再结晶过程也是相变过程。
（ ）
6、合金收缩经历三个阶段。
其中，液态收缩是铸件产生内应力、变形和裂纹的主要原因。
（ ）
7、在正确控制化学成分的前提下，退火是生产可锻铸铁件的关键，球化处理和孕育处理是制造球墨铸铁件的关键。
（ ）
8、设计焊接结构时，为了减少焊接缝数量和简化焊接工艺，应尽可能多地采用工字钢、槽钢和钢管等成型钢
材。
（ ）
9、一般来说，顺铣比逆铣优越，顺铣尤其适用于对有硬皮工件的加工。
（ ）
10、高速钢虽然它的韧性比硬质合金高,但并不是现代高速切削的刀具材料。
（ ）
二、 填空题（每空0.5分，共13分）
1、影响铸铁组织和性能的主要因素是 ① 和 ② 。
2、冷变形后金属的强度 ① ，塑性 ② 。
3、铁素体是 ① 在 ② 中的固溶体。
4、切削用量选择的顺序是：
先选 ① ，再选 ② ，最后选 ③ 。
5、金属的塑性越好，变形抗力 ① ，金属的可锻性 ② 。
6、孔的常用加工方法有 ① 、 ② 、 ③ 、 等。
7、零件加工表面的技术要求有 ① 、 ② 、 ③ 、 ④ 。
8、模锻不能锻出 ① ，中间一般会有冲孔连皮。
9、如图2-1所示的ABC三种成分的铸铁中，流动性最好的是 ① ，形成缩松倾向最大的是② ，形成缩孔倾向最大的是 ③ ，产生热裂倾向最大的是 ④ 。
10、造成定位误差的主要原因是 ① 和 ② 的不重合。
三、单选题（每小题1分，共10分）
1、下列工艺操作正确的是（ ）。
A.用冷拉强化的弹簧钢丝作沙发弹簧 B.用冷拉强化的弹簧丝绳吊装大型零件淬火加热时入炉和出炉
C.室温可以将保险丝拉成细丝而不采取中间退火 D.铅的铸锭在室温多次扎制成为薄板，中间应进行再结晶
退火。
2、工件焊接后应进行（ ）
A.重结晶退火 B.去应力退火 C.再结晶退火 D.扩散退火
3、焊接时在被焊工件的结合处产生（ ），使两分离的工件连为一体。
A.机械力； B.原子间结合力； C.粘结力； D.A、B和C。
4、增大（ ）对降低表面粗糙度是有利。
A.进给量 B.刃倾角 C.副偏角 D.主偏角
5、根据加工要求，只需要限制少于六个自由度的定位方案称为（ ）。
A. 过定位 B.欠定位 C.完全定位 D.不完全定位
6、（ ）加工是一种易引起工件表面金相组织变化的加工方法。
A.车削 B.铣削 C.磨削 D.钻削
7、可锻铸铁应理解为（ ）。
A.锻造成形的铸铁 B.可以锻造的铸铁 C.具有较高的塑性和韧性的铸铁 D.上述说法都不对
8、设计冲孔凸模时，其凸模刃口尺寸应该是（ ）
A.冲孔件尺寸；B.冲孔件尺寸+2Z（Z为单边间隙） C.冲孔件尺寸—2Z D.冲孔件尺寸—Z.
9、对同一种金属用不同方式进行压力加工，其中（ ）时，变形抗力最大。
A.挤压； B.轧制； C.拉拔； D.自由锻造。
10、从图2—2所示灰铸铁件上的不同部位切取1、2、3号标准拉力试棒，经测式后，三者的抗拉强度应符合
（ ）。
A.σ1=σ2=σ3；B.σ1>σ2>σ3；C.σ1>σ2<σ3; Dσ3>σ2>σ1
四、多选题（每小题2分，共10分）
1、在焊接工艺方面，在结构设计合理的前提下，可采取如下工艺措施达到防止和减小变形的目的。
（ ）
A.反变形法B.刚性固定法 C.合理安排焊接次序 D.焊前预热和焊后缓冷 E.焊后热处理 F.焊缝的位置
应对称。
2、在铸件的结构设计时，应考虑的因素有：
（ ）
A.使造型方便B.应设计结构斜度 C.应有铸造圆角 D.壁厚应尽可能均匀 E.壁的连接应圆滑过渡 F.便
于型芯的固定
3、自由锻件结构设计的基本原则是；（ ）
A.形状尽量简单 B.避免曲面交接 C.避免锻肋 D.设计飞边槽 E.凹坑代凸台F.合理设计落料件外形
4、积屑瘤对切削加工件质量有一定的影响，下述说法中正确的是：
（ ）
A.粗加工时，不要求抑制积屑瘤的产生；B.加工铝合金易产生积屑瘤；C.积屑瘤会使工件已加工表面变得
粗糙；D.中速切削（5—50m/min）易产生积屑瘤；E.工件材料越硬越易产生积屑瘤；F.积屑瘤的存在，增
大了刀具前角，使切削轻快。
5、车削加工中的切削用量包括：
（ ）
A.主轴每分钟转数；B.切削层公称宽度；C.背吃刀量（切削深度）；D.进给量
E.切削层公称厚度；F.切削速度。
五、简答题（共47分）
1、 某工厂用T10钢制造的钻头给一批铸铁件钻10mm深孔，钻几个孔以后钻头很快就磨损，经检验，钻头的材质、热处理工艺、金相组织、硬度均合格，试问失败原因，并请提出解决办法。
（6分）
2、可分别采用图2—3两种不同的走刀方式（图中1、2、3、4为走刀次序），试分析哪一种效率高?
为什么?
（6分）
3、如图2—4所示拼接大块钢板是否合理？
为什么？
是否要改变？
怎样改变？
其合理的焊接次
序是什么？
（7分）
4、加工如图2-5零件，试确定大批量生产的工艺过程（工序号、工序内容、工作地点）。
（7分）
5、在本课程学习中，有哪些内容涉及内应力问题。
试分析、说明这些内应力问题在金属成形和切削加工中形成的主要原因
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