产品造型设计材料与实用工艺

合用标准文案
产品造型设计资料与工艺
第一章
1-1 阐述资料与工业设计的关系。

答：1〕资料是工业设计的物质基础 2 〕资料与工业设计互相促进 3 〕资料科学是工业设计的基础。

1-2 产品设计选材及成形原那么有哪些？
答： 1〕使用性原那么 2 〕工艺性原那么 3 〕性价比原那么 4 〕环保原那么 5 〕美学性原那么
1-3 产品的美学性原那么包括哪些方面？
答： 1〕功能美 2 〕结构美 3 〕工艺美 4 〕资料美 5 〕酣畅美
第二章
2-1 简述工程资料的分类及主要用途。

答：分类：金属资料、无机非金属资料、有机高分子资料、复合资料。

用途：金属资料用于机械设备的加工与生产，无机非金属资料用于制作陶瓷、玻璃、电子芯片及医学上用
的人造骨等。

2-2 什么是金属资料的力学性能？其衡量指标主要有哪些？
答：金属资料在各种载荷作用下表现出来的抵抗力。

指标：强度，塑性，硬度，韧性，疲倦强度等。

2-3 对自行车弹簧座进行设计和选材，应设计到哪些性能指标？
答：弹性极限、高的疲倦强度和足够的塑性和韧性。

2-4 在部件设计与选材时，如何合理选择资料的Gs/G b 性能指标？各举一例说明。

答：紧固螺栓或汽车连杆、机床丝杆等，工作时不相同意产生明显塑性变形，应选择Gs较大的资料。

钢丝绳，建筑结构件对塑性要求不严而仅要求不发生断裂的部件应选Gb较大的资料。

2-5 在实质生产中，为什么部件设计图一般是提出硬度技术要求而不是强度或塑性值？
答：硬度指资料的软硬程度，包括了强度和塑性值。

2-6 常有的金属晶体结构有哪几种？他们的原子资料排列有什么特点？Fe 、Fe、Al 、 Cu、 Ni 、Pb、Cr、V、Mg、 Zn。

答： 1〕答： 1〕体立方结构Fe 、 V、Cr2) 面立方结构2Fe 、 Cu、 Ni 、 Al
3 〕密排立方结构Mg、Zn。

2-7 若是其他条件相同，试比较在以下铸造条件下，所得铸件晶粒的大小：
1〕金属型浇注与砂型浇注 2 〕高温浇注和低温浇注 3 〕铸成薄壁件和铸成厚壁件
3〕浇注时采用震动和不采用震动 5 〕厚大部件的表面局部与中心局部
答：略。

2-8 为自行车的以下部件选择其适合的资料：链条，座位弹簧，大梁，链条罩，前轴。

答：略
2-9 试解析选择模具资料时应试虑的主要因素。

答：力学性能、耐磨性、耐热性、耐蚀性、热变形、淬透性、机械加工性，以及资料价格和供货情况等。

2-10 有形状和尺寸完好相同的灰铸铁和低碳钢棒材各一根，请用简略方法区分。

答：利用硬度。

2-11 机床的床身和箱体为什么宜采用灰铸铁铸造？可否用钢板焊接制造？
答：铸铁拥有耐磨、减震、缺口敏感性低等优异性能。

2-12 简述纯铜及各种铜合金的牌号表示方法、性能特点及其应用。

答：略。

第三章
3-1 确定以下钢件的退火方法，并指出退火的目的：
1〕经冷轧后的15 钢钢板，要求降低硬度。

2〕ZG270—— 500 的铸造齿轮。

3〕铸造过热的60 钢胚体。

4〕拥有片状渗碳体的钢坯。

答： 1〕完好退火2〕去应力退火3〕正火 4〕正火
3-2 比较 45 钢分别加热到700℃ , 、 750℃和 840 ℃水冷后硬度值得上下，并说明原因。

答： 700>750>840, 温度越高硬度降低越明显。

3-3 现有丝锥原定有T12 钢制成，要求硬度为60~64HRC.但生产时资料中混入了45 钢，假设混入的 45 钢在热办理时：
1〕仍按 T12 钢进行办理，问可否到达要求，为什么？
2〕按 45 钢办理后可否到达要求，为什么？
答： 1〕不能够，混入45 钢达不到要求，
2〕不能够，改变了T12 钢的力学性能。

3-4 某一用 45 钢制的部件，其加工线路以下：
备料 - 铸造 - 正火 - 粗机械加工 - 调质 - 精机械加工 - 高频感觉淬火 +低温回火 - 磨削。

请说明各热办理工序的目的。

答：回火：调整钢件的硬度细化晶粒，
高频感觉淬火 +低温回火：调整硬度，降低脆性。

3-5 与资料整体改性技术对照，资料表面技术有哪些特点？
答：
3-6 试述表面工程的根本含义及其分类。

答：表面工程是经表面预办理后，经过表面涂覆金属或非金属，以改进表面性能的系统工程。

分类： 1) 表面装饰 2〕防腐化 3〕耐磨 4〕热功能5〕光、电、磁等特种工程。

3-7 为什么施工前要对工件表面进行预办理？如何选择表面预办理方法？
答：预办理是为了获得新鲜干净的表面为最后获得高质量表面做准备。

3-8 什么是涂料？试述涂料的组成及其作用。

答：涂装用的有机涂料，是涂于资料或制件表面而能形成拥有保护、装饰或特别性能固体涂膜的一类液体
或固体资料之总称。

组成和作用：
1〕成膜物质：在涂敷与之间表面后在规定条件下固化成膜。

2〕颜料：使涂膜表现颜色和覆盖力，还可以够增加涂料的耐老性和耐磨性以及增强膜的防蚀、防污等能力。

3〕溶剂：使涂料保持溶解状态，调整涂料的粘度，以吻合施工要求，同时可使涂膜拥有平衡的挥发速度，
以打到涂膜的平展和光彩，还可以够除掉涂膜的针孔、刷痕等弊端。

4〕助剂：对涂料的储蓄性、施工性以及对所形成涂膜的物理性质有明显作用。

3-9 试述涂料的主要工艺程序。

答：一般工序 : 预办理——涂布——无聊固化。

3-10 试述塑料电镀的特点及其工艺过程。

答：塑性电镀拥有塑料和金属两者的特点，它密度小，耐腐化性优异，成型简略，拥有金属光彩和金属感，
还有导电、导磁和焊接等性能。

它能够省去复杂的精加工，节约金属资料，而且表面雅观，同时提高了塑
性的强度。

由于金属镀层对大气等外界因素拥有较高的牢固性，所以塑料电镀金属后能够防范塑料老化，
延长塑料件的使用寿命。

第四章
4-1 什么是液态合金的充型能力？它与合金的流动性有何关系？
答：液态合金充满型腔的能力，合金的流动性好充型能力强。

4-2 缩孔和缩松对铸件质量有何影响？
答：会使铸件不合格或质量低。

4-3 解析以下情况产生气孔的可能性。

消融铝时铝料油污过多起模时刷水过多春砂过紧型芯撑有锈
答： 1〕可能性大 2 〕小 3 〕小 4 〕大
4-4 分模造型、挖沙造型、活块造型、三箱造型各合用于那种情况？
答： 1〕最大截面在中间的铸件
2〕用于单件或小批量生产分型面不是平面的铸件，
3〕主要用于单间小批量生产带有凸出局部难以起模的铸件，
4〕用于成批生产分型面不是平面的铸件。

4-5 什么是铸件的结构斜度？它与起模斜度有何不相同？图4-61 所示铸件的结构可否合理？
答：铸件的结构斜度——铸件结构所拥有的斜度。

铸件上与分型面垂直的非加工面应设计结构斜度，以便于造型时易于取出模样。

考虑到保持铸件的壁厚均匀，内、外壁应相应倾斜。

铸件的起模斜度是为方便起模而设定，其垂直于分型面，而加工后不用然存在；而结构斜度是为铸件的雅观度和结构需要而做出的，
没有方向性。

不合理。

4-6 何谓铸造工艺图？用途是什么？
答：造工艺图是在部件图上以规定的红、蓝等色符号表示铸造工艺内容所获得的
图形，是铸造行业所特有的一种图样。

其主要内容包括：浇注地址、分型面、铸造工艺参数〔机械加工余量、起模斜度、铸造圆角、缩短率、芯优等〕。

铸造工艺图是指导铸造生产的技术文件，也是查收铸件的主要依照。

4-7 图 4-62 所示铸件结构有何弊端？该如何改进？
答：
4-8 为什么铸件要有结构圆角？图4-63 铸件上哪些圆角不够合理，应如何改正？
答：第一是为了减少尖角处的应力集中，防范机械性能下降；同时，圆角处不简单出现应力拉扯造成的铸造弊端，如缩松等；第三，圆角能除掉尖角砂，防范砂眼。

4-9 以下铸件宜采用哪一种铸造合金？说明原因。

装甲车履带板压气机曲轴火车轮摩托车发动机缸体减速器涡轮气缸套
答：略。

4-10 什么是熔模铸造？试述其工艺过程。

答：熔模铸造也称失蜡铸造，由于熔模铸件拥有较高的尺寸精度和较好的表面质量又称为精美铸造。

工艺
过程： 1〕制造蜡膜2〕制造型壳3〕脱蜡 4〕型壳的焙烧5〕浇注 6〕脱壳和清理
4-11 什么是离心铸造？它在圆筒件铸造中有哪些优越性？
答：辗转体中心是转动的使铸造的液体离心形成一周转体。

优越性：能够制造一些辗转体铸件。

4-12 铸刚和球墨铸铁对照力学性能和铸造性能有哪些不相同？为什么？
答：略。

4-13 以下铸件在大批量生产时宜采用什么方法？
大口径铁铸污水管缝纫机头车床床身铝活塞摩托车汽缸体汽轮机叶片气缸套汽车
喇叭
答： 1〕离心铸造2〕熔模铸造3〕 4 〕低压铸造5〕低压铸造6〕熔模铸造7〕低压铸造8〕压力铸造
4-14 什么是最小阻力定律？
答：最小阻力定律是指金属在塑性变形过程中，金属各质点将向最小的方向搬动。

4-15 将长度为 75mm的圆管拔长到165mm，铸造比是多少？将直径为50mm、高 120mm的圆棒锻到60mm高，其铸造比是多少？能将直径为50mm、高 180mm的圆钢墩到粗60mm高吗？为什么？
答：1〕Y 锻=S0/S〔分别表示拔长前后金属胚体的横截面积〕2〕Y 锻=H0/H( 分别表示墩粗前后金属的高度)3 〕不能够 ( 钢材铸造比一般取1.1-1.3)。

4-16 铸造为什么要进行加热？如何选择铸造温度范围?
答：热变形可使金属保持较低的变形抗力和优异的塑性，能够用较小的力和能量产生较大的塑性变形而不
产生裂纹，同时还可以够获得拥有较高力学性能的再结晶组织；铸造要在必然温度范围下进行，碳钢上限为液
相线以下 200 摄氏度、下限为 800 摄氏度左右。

4-17 模锻与自由锻有何差异？
答：模锻是使柸料在模堂内受压产生塑性变形，获得所需形状，尺寸以及内部锻件的加工方法；而自由锻
不需要模具，自由锻利用冲击力或压力，使金属在上下砧之间，产生塑性变形而获得所需形状、尺寸以及
内部质量锻件的一种加工方法。

4-18 预段磨膛与制坯模膛有何不相同？
答：自己总结。

4-19 改正图 4-64 模锻部件结构的不合理处？
答：略
4-20 资料冲压有哪些特点？主要的冲压工序有哪些？
答：特点 1、冲压生产操作简单，生产率高，易于实现机械化和自动化。

2、冲压件尺寸精确，表面光洁，质量牢固，互换性好，可作为部件使用。

3、冲压塑性变产生冷变形增强，是冲压件拥有质量轻、强度高和
刚性好的优点。

4、冲模结构复杂，精度要求高，制造花销相对较高，故冲压适合在大批量生产条件下采
用。

；冲压根本工序包括分别工序和变形两大工序。

分别工序包括落料、冲孔。

切断等；变形工序
包括拉深、波折。

翻边和涨形等。

4-21 图 4-65 所示钢圆筒形拉深件，壁厚 1.5 毫米可否一次拉伸？如不能够一次拉伸，确定拉深次数，并画出相应工序图。

答：略。

4-22 电弧焊时，假设焊接区裸露在大气中，会有什么结果?为保证焊缝质量采用的主要措施是什么？
答：结果是空气与消融金属发生冶金反响，简单形成夹层；
4-23 试说明焊条牌号J422 中字母和数字的含义。

答：略。

4-24 焊接变形的根本形式有哪些?如何预防和改正焊接变形？
答：根本形式包括气孔、裂纹、夹渣、咬边、焊瘤和未焊透等。

预防：在焊接前，对付影响焊接质量
的因素进行认真检查，去除工件表面的氧化膜、油污、水分，便于焊接时的交融，防范气孔，夹渣等弊端
的产生。

4-25 为什么存在焊接节余应力的工件在经过切削加工后经常会产生变形？如何防范？
答：由于存在焊接节余应力的工件在冷倒是会产生焊接应力，切削加工后受力不平衡，所以就会变
形。

为了防治这一点在焊接前应该预热来填充热量损失，改进应力分布。

焊接后锤击焊缝，减少节余应力。

焊后进行再结晶退火，以细化结晶。

4-26 制造以下工件，应分别采用那些焊接方法？应采用哪些工艺措施？
1〕壁厚 50mm，资料为Q35的压力容器。

2)壁厚 20mm，资料为 ZG270—— 500 的大型柴油机缸体 .
3)壁厚 10mm，资料为 1Gr18Ni9Ti 的管道。

4)壁厚 1mm，资料为 20 钢的容器。

答： P96.
4-27 为以下结构选择最正确的焊接方法：
1〕壁厚小于30mm的 Q345 锅炉筒体的批量生产。

2)采用低碳钢的厂房屋架
3〕丝锥柄部接一45 钢钢杆以增加柄长。

4)对接￠ 30mm的 45 钢轴
5)自行车车架
6〕汽车油箱。

答： P96.
4-28 谈论图 4—— 66 所示焊接接头可否满足工艺性要求，为什么？
答：略
4-29 胶接为什么要对工件进行表面办理？胶接过程中有哪些重要参数需要控制?
答：表面办理的目的是为了获得最正确表面状态，有助于形成足够的粘附力，提高交接强度和使用寿命。

第五章
5-1 试述塑料成形的主要方法。

答：注射成型挤出成型压制成型吹塑成型压铸成型发泡成型注塑成型真空成型。

5-2 试述常用塑料的特点和用途。

答：特点 a 易成型本钱低 b 有必然的强度质量轻 c 耐蚀性牢固 d 透明性好着色性强 e 绝缘性强耐磨性高f 减震消声透光保温；用途实例：硅树脂灯摆设架托盘“令人惊异〞的花瓶等或列举生活常例。

5-3 阐述塑料制品的加工性。

答： a 塑料的机械加工 b 表面装饰 c 塑料件的连接。

5-4 举例说明塑料在工业设计中的应用。

答：硅树脂灯、摆设架、托盘、“令人惊异〞的花瓶、“海腾〞桌椅、便携式电灯、Speedo 划水监测器、圆桌等。

5-5 橡胶成形工艺主要有哪些？
答：注射成型挤出成型压制成型压铸成型。

5-6 试述常用橡胶的特点和用途。

答：特点：高弹性、粘弹性、电绝缘性、导热性、可燃性、温度依赖性、拥有老化现象、必定硫化。

用途：
〔自己举例〕
5-7 举例说明橡胶在工业设计中的应用。

答： Molle 台灯、“ Artergo 1〞写字笔、“圣色罗〞椅、啄木鸟冰斧、索尼数码相机、轮胎等
第六章
6-1 试述陶瓷成形的主要方法。

答：注浆成形、可塑成形、压制成形。

6-2 举例说明陶瓷在工业设计中的应用。

答：日用陶瓷、建筑陶瓷、电工陶瓷、化工陶瓷、电子陶瓷、超导陶瓷、光学陶瓷、磁性陶瓷等。

6-3 试述常用玻璃的特点和用途。

答： P137.
6-4 试述平常玻璃成形的主要方法。

答：人工成形、机械成形。

6-5 木材常用的成型工艺有哪些？
答：〔 1〕木材的加工流程： a 配料 b 构件加工 c 装置 d 木制品表面涂饰；〔 2〕：木材的加工方法： a 木材的锯割b 木材的刨削 c 木材的凿削 d 木材的铣削。

6-6 举例说明木材在工业设计中的应用。

答：拜伦扶手椅、蒸汽波折椅、“Dasco〞鞋楦、“ TRIBU〞户外家具等。

第七章
7-1 试述热固性树脂基复合资料成形的主要方法。

答：主要方法有：手糊成型、发射成型、成压成型、铺成法成型、围绕法成型、模压成型。

7-2 试述金属基复合资料成形的主要方法。

答：主要方法有：粉末冶金法、铸造法、加压浸渍法、挤压或压延成形法。

7-3 陶瓷基复合资料成形的方法主要有哪些？
答：主要方法有：粉末冶金法、料浆浸渍法、料浆浸渍热压成型法、化学气相浸透工艺。

7-4 举例说明复合资料在工业设计中的应用。

答：“隐者〞螺形小桌、自行车把手包带、“飞船〞旋转扶手椅、座椅和长条凳等。

第八章
8-1 什么叫生产工艺流程？
答：生产过程中，直接改变原资料〔或毛坯〕形状、尺寸和性能，使之变成成品的过程，被称为工艺过程，
它是生产过程中的主要环节。

8-2 铣削加工的特点是什么？
答：铣削是平面加工的主要方法之一，他能够加工水平面、垂直面、斜面、沟槽、成型表面、螺纹和齿形等，也能够用来切断资料，加工范围相当广。

8-3 数控机床有哪些不相同的分类？
答： 1、按机床运动轨迹分类分为点位控制、点位直线控制和轮廓控制数控机床。

2、按数控系统有无检测和反响装置分类分为开环控制、半闭环控制和闭环控制数控机床。

3、按工艺用途分类分为技术切削类、成形类和特种加工类数控机床。

8-4 数控加工中心与一般数控机床的差异是什么？
答：牢固性高，精度高。

自动化程度高，人工劳动强度小。

便于实现计算机辅助制造。

8-5 特种加工与切削加工对照有何特点？
答：特种加工工艺是直接利用各种能量，如电能、光能、化学能、电化学能、声能、热能及机械能等进行加工的方法。

1、“以柔克刚〞，特种加工的工具与被加工部件根本不接触，加工时不受工件的强度和硬度的限制，故可加工超硬脆资料和精美微细部件，甚至工具资料的硬度可低于工件资料的硬度。

2、加工时主要用电、化学、电化学、声、光、热等能量去除节余资料，而不是主要靠机械能量切除节余材
料。

3、加工机理不相同于一般金属切削加工，不产生宏观切屑，不产生强烈的弹、塑性变形，故可获得很低的表
面粗糙度，其节余应力、冷作硬化、热影响度等也远比一般金属切削加工小。

4、加工能量易于控制和变换，故加工范围广，适应性强。

8-6 激光加工在现代产品中的应用有哪些？
答：激光打孔、激光切削。

第九章
9-1 试述逆向工程技术的方法。

答： 1、快速正确测量出实物部件或模型的三位轮廓坐标数据〔数据采集〕；
2、依照三维轮廓数据重构曲面并建立CAD模型〔重构曲面模型〕；
9-2 逆向工程技术与传统的复制方法对照有哪些优点？
答：提高了效率和精度，对设计人员的要求降低。

9-3 试述逆向工程在工业设计中的应用。

答：产品仿制、新产品设计、旧产品改造、损坏或磨损产品的复原、数字化模型的检测等。

9-4 快速成型制造的根根源理。

答：依照计算机辅助设计所生产的部件三维数据进行办理，按高度方向失散化〔即分层〕，用每一程的层
面信息来控制成形机对层面进行加工，当一层制作完后，再制作新的一层，这样层层积聚，重复进行，体
积不断增加，直至整个部件加工达成。

9-5 快速成型制造与传统的机械加工对照有哪些优点？
答： 1 数字化制造； 2 高度柔性和适应性，能够制造任意复杂形状的部件； 3 直接 CAD模型驱动，仿佛使用打印机相同方便快捷； 4 快速，从 CAD设计到原理〔或部件〕加工达成，只需几分钟至几十小时； 5 材料种类丰富多样，包括树脂、纸、工程蜡、工程塑料〔ABS等〕，陶瓷粉、金属粉、型砂等，能够在航空。

机械、家电、建筑、医疗等各个领域应用。

9-6 工业设计如何应用快速成型技术？
答: 主要应用方法有：SLA〔光固化形成发〕、LOM〔叠层法〕、SLS〔激光烧结法〕、FDM〔熔融挤压成形法〕、3DP〔三维打印法〕。

第十章
10-1 何为新资料？主要有哪些领域？举例说明它们在公民经济和国防建设中的作用。

答：新资料是指那些新出现或已在睁开中的、拥有传统资料所不具备的友谊性能和特别功能的资料。

主要有以下领域：电子信息资料、新能源资料、纳米资料、先进复合草料、先进陶瓷资料、生态环境资料、
新式功能资料〔含高温超导资料、磁性资料、金刚石薄膜、功能高分子资料等〕、生物医用资料、高性能结
构资料、智能资料、新式建设及化工新资料等。

应用：建筑，汽车，卫星，军舰，飞机。

10-2 举例说明什么是新技术和新工艺。

答：新技术是指产品生产过程中采用新的技术原理、新设计构思机新工艺装备等，对高生产效率、降低生产
本钱、改进生产环境、提高产质量量以及节能降耗等某一方面较原技术明显改进，并对提高经济效益拥有必
然作用的技术。

如好多现代制造技术中快速成形技术、逆向工程技术及绿色制造技术等就是新技术。

工艺的定义和内涵为：工艺是指各种原资料、半成品成为产品的方法和过程。

机械制造工艺是将各种原资料、半成品加工成机械产品的方法和过程，是机械工业的基础技术之一。

10-3 绿色制造的目的是什么？
答：使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废办理的整个周期内，荒弃资源和有害排放物最少，即
对环境的负面影响最小，对健康无害，资源利用率最高。