金属材料成形基础作业2(1).ppt

机械制造基础,金属材料成形基础,金属材料成形基础,主讲 梁新合,一、填空题,1,液态金属的充型能力主要取决于合金的流动性流动性不好的合金铸件易产生,浇不足,和,冷隔,、气孔、夹渣等铸造缺陷2,影响液态合金流动性的主要因素有,合金的化学成分,、,合金的物理性质,、,合金的温度,、不溶杂质和气体等合金的凝固温度范围越宽，其流动性越,差,3,任何一种液态金属注入铸型以后，从浇注温度冷却至室温都要经历三个相互联系的收缩阶段，即,液态收缩,、,凝固收缩,和,固态收缩,导致铸件产生缩孔和缩松的根本原因是,液态收缩和凝固收缩,；导致铸件产生应力、变形、裂纹的原因是,固态收缩,金属材料成形基础作业（,2,）,4,铸件在凝固过程中所造成的体积缩减如得不到液态金属的补充，将产生缩孔或缩松凝固温度范围窄的合金，倾向于“逐层凝固”，因此易产生,缩孔,；而凝固温度范围宽的合金，倾向于“糊状凝固”，因此易产生,缩松,5,准确地估计铸件上缩孔可能产生的位置是合理安排冒口和冷铁的主要依据生产中确定缩孔位置的常用方法有,画等温线法、内切圆法,和,计算机模拟凝固法,等6,顺序凝固原则主要适用于,逐层凝固,的合金，其目的是,消除缩孔,；同时凝固原则主要适用于,糊状凝固,的合金，其目的是,减小应力,。

7,铸件在冷却收缩过程中，因壁厚不均等因素造成铸件各部分收缩的不一致引起内应力，这种应力称之为,热应力,；铸件收缩受到铸型、型芯及浇注系统的机械阻碍而产生的应力称为,机械应力,8,砂型铸造制造铸型的过程，可分为手工造型和机器造型各种机器造型机械按紧实型砂的特点不同分为,震压造型,、,微震压实,、,高压造型,、,抛砂造型,等9,特种铸造主要包括,熔模铸造,、,金属型铸造,、,压力铸造,和,离心铸造,等10,在大批量生产条件下，下列铸件宜选用的铸造方法是：,机床床身,砂型铸造,，铝活塞,压力铸造,，,铸铁污水管,离心铸造,，汽轮机叶片,熔模铸造,（,1,）液态合金的充型能力是,液体金属充满铸型型腔，获得尺寸精确、轮廓清晰的成形件（铸件）的能力,2,）影响液态合金充型能力的因素有,合金的流动性、,浇注条件、铸型充填条件,1,）合金在铸造生产条件下，获得优质铸件的难易程度2,）流动性和收缩合金的流动性越好、收缩越小，铸造性能越好2,什么是合金的铸造性能？衡量合金铸造性能的主要指标是什么？其是如何影响的？,二、简答题与应用题：,1,什么是液态合金的充型能力？影响液态合金充型能力的因素有哪些？,3,现采用铸造方法浇注三根直径分别为,10mm,、,30mm,、,60mm,的灰口铸铁试棒，测得它们的抗拉强度均为,200MPa,，问这三根试棒的成分是否相同？牌号是否相同？若不相同，应有何区别？,1,）牌号相同，成分不同。

2,）因为铸铁的牌号是用强度来表示的，其强度相同，则牌号相同而影响铸铁组织和性能的因素是化学成分和冷却速度两个因素试棒的直径不同,冷却速度不同，要获得同一强度，必须调整其化学成分，即,10mm,的试棒其碳硅含量较高,而,30mm,、,60mm,的试棒其碳硅含量依次降低4,有一测试铸造应力用的应力框铸件，如图,2-1,所示，凝固冷却后，用钢锯沿,A-A,线锯断,30,的粗杆,，此时断口间隙的大小会发生什么变化？为什么？,1,）变大2,）因为凝固冷却后，,30,的粗杆处于拉应力状态，,10,的细杆处于压应力状态当沿,A-A,锯断后，粗杆给予细杆的压力被释放，细杆的弹性压缩变形恢复伸长，所以断口间隙会变大图,2-1,铸造应力框铸件,5.,灰口铸铁的组织和性能决定于什么因素？为什么在灰口铸铁中，碳硅含量越高，则其强度越低？,1,）灰口铸铁的组织和性能决定于,化学成分和冷却速度,2,）因为碳、硅含量越高，铸铁中的石墨片就越粗大，石墨数量也越多，对基体的破坏就越严重同时基体中铁素体的量增加，珠光体的量减少所以铸铁的强度越低6,有一包铁水，其成分为,w,C,3.2%,，,w,Si,=1.8%,，浇成阶梯型铸件，如图,2-2,所示。

试问在五个厚度不同的截面上的组织是否相同，各是何种组织？,1,）,不同,2,）,由于铸件壁厚不同，其各部分冷却速度不同壁厚,5,、,10,、,20,、,30,、,40mm,处的组织分别为麻口组织（,Ld,石墨,),、,P,石墨、,P,石墨、,F+P,石墨、,F+,石墨图,2-2,阶梯铸件,7.,某厂铸造一个,1500mm,的铸铁顶盖，有如图,2-3,所示两种设计方案，试分析哪种方案易于生产？并简述其理由1,）方案,a,易于生产；,（,2,）由于铸件的尺寸很大，壁厚较薄，属于大平面结构铸件上的大平面极易产生浇不足、夹砂、夹渣、气孔等缺陷，图（,a,）的方案，一方面避免了上述不利因素，还因为具有了一定的结构斜度，有利于造型图,2-3,铸铁顶盖的两种设计方案,8.,分析图,2-4,所示零件分型方案的优缺点，并选择其中与零件生产类型相适应的分型方案大批量生产,单件生产,1,2,方案,1,方案,1,方案,2,方案,2,图,(b),方案,1:,优点是起模高度小,砂箱高度减小,;,缺点是分开模造型对合箱精度要求较高,不易保证整个螺纹内孔表面的质量,且需要砂芯,.,方案,2:,优点是整体模造型，铸件的尺寸精度易于保证；铸件螺纹内孔表面质量均匀；可以直接铸出铸件的内腔，省去了型芯。

缺点是下砂箱高度大,起模高度较大,.,单件生产时，应选择方案,2,答：图,(a,）方案,1,：优点是起模高度小,砂箱高度减小,;,缺点是分开模造型对合箱精度要求较高,.,方案,2:,优点是整体模造型不会因错箱造成铸件废品,铸件精度易于保证,;,缺点是下砂箱高度大,起模高度较大,不易起模,机器造型采用型板时内腔,1,不易形成,.,在大批量生产时，应选择方案,1,9.,图,2-5,所示为铸铁底座，在保证,50,的孔和,H,不变的前提下，请回答：,（,1,）修改结构不合理之处；（,2,）在图上标出最佳分型面和浇注位置上,下,10,确定如图,2-6,所示铸件的铸造工艺方案要求如下：,（,1,）在单件、小批生产条件下，分析最佳工艺方案；,（,2,）按所选最佳工艺方案绘制铸造工艺图（包括浇注位置、分型面、机械加工余量、起模斜度、铸造圆角、型芯及芯头等）,其余,上,下,11,确定如图,2-7,所示铸件的铸造工艺方案要求如下：,（,1,）画出几种可能的分型方案；,（,2,）在单件、小批生产条件下，分析并确定最佳工艺方案；,（,3,）按所选最佳方案绘制铸造工艺图（包括浇注位置、分型面、机械加工余量、起模斜度、铸造圆角、型芯及芯头等）,上,下,收缩率,:1%,方案最佳。

12,铸件结构工艺性：,判断下列铸件的结构工艺性，若不合理，请在原图上进行改。