《汽车零部件制造技术》习题及答案

汽车零部件制造技术习题答案
项目一毛坯制造技术
任务1 铸造技术
1、判断题
（1）液态金属充满铸型型腔获得形状完整、轮廓清晰铸件的能力称为合金的流动性（√）
(2)液态合金的流动性越好其充型能力越强，便于浇铸出轮廓清晰、薄而复杂的铸件(√)
(3) 浇注温度越高，液态收缩越大；材料的结晶温度范围越大，凝固收缩越大；材料收缩率越大，铸件的收缩也越大(√)
(4) 砂型铸造是一种将液体金属浇入到砂质铸型中，待其冷却、凝固后，将砂型破坏取出铸件的铸造方法(√)
(5) 手工造型的常用方法有：整模两箱造型、两箱分模造型、三箱分模造型、挖砂造型、活块造型等（√）
（6）制造铸型或型芯用的材料，称为造型材料（√）
（7）消除铸件内应力的主要方法是对其进行调质处理（×）
（8）熔模铸造主要适用于形状简单的大型工件（×）
（9）合金收缩性好坏不对铸件缩孔产生有影响（×）
（10）砂型铸造是铸件面质量和尺寸精度最好的铸造方法（×）
2、选择题
（1）合金流动性差，可能使铸件产生的缺陷是（C ）
A 粘砂
B 偏析
C 冷隔
D 裂纹
（2）在各种铸造方法中最基本的方法是（D ）
A 金属型铸造
B 熔模铸造
C 压力铸造
D 砂型铸造
（3）砂型铸造中可铸造的材料是（C ）
A 任何金属材料
B 以有色金属为主
C 黑色金属为主
D 仅限黑色金属（4）铸件上的大平面、薄壁和形状复杂的部分放在下箱主要是为了防止（D ）A 浇不足 B 夹砂 C 错箱 D 缩孔
（5）在铸件厚壁处垫冷铁，基主要作用是（B ）
A 起补缩作用
B 防止缩孔缩松
C 增大金属的流动性
D 防止产生气孔（6）两箱分模造型适用于铸件形状是（A）
A 形状较复杂且有良好对称面的铸件（最大截面在中部）
B 最大截面在一端，且为平面的铸件
C 形状为两端截面大、中间截面小的铸件
D 最大截面不在端部，且模样又不宜分成两半的铸件
（7）造型材料透气性好坏，决定了铸件可能存在的缺陷是（A）
A 气孔
B 夹渣
C 缩孔
D 裂纹
3、问答题
（1）何谓铸造？
答：铸造是溶炼金属并将金属液浇入预先制备的铸型中，待金属液凝固后获得一定形状和性能铸件的方法。

铸造成形实质上是利用金属在熔融状态下的流动性来实现成形的。

（2）影响合金流动性的因素有哪些？
答：影响合金流动性的因素主要有化学成分、浇注条件和铸型填充条件等。

1)化学成分对合金流动性的影响
合金的流动性主要取决于它本身的化学成分。

对于铁碳合金，离共晶点越远，结晶温度区间越宽，流动性就越差。

换句话说，即亚共晶铸铁的流动性随含碳量的增加而提高；过共晶铸铁的流动性随含碳量的增加而下降。

同样对于其他合金，合金的熔点越低，结晶温度区间越小，合金的流动性越好，反之则反。

2)浇注条件对合金流动性的影响
i浇注温度指的是浇注时熔融合金的温度，一般要求比它的液相线温度高，即存在过热度，推迟它的凝固时间，以保持良好的流动性。

浇注温度愈高，合金的粘度下降，且因过热度高，合金在铸型中保持流动的时间长，故充型能力强；反之，充型能力差。

但浇注温度也不是越高越好，否则容易造成氧化、吸气、过收缩、粘砂、胀砂等不良后果。

所以，每种合金有自己的合理浇注温度范围。

通常铸钢的浇注温度为1520～1620℃，灰口铸铁为1200～1380℃，铝合金为680～780℃。

ii充型压力液态金属在流动方向上受的压力越大，其流动性越好。

砂型铸造
时，充型压力是由直浇道所产生的静压力取得的，故直浇道的高度必须适当。

在压力铸造、低压铸造和离心铸造时，因充型压力主要由外力提供，所以充型能力较强。

3)铸型填充条件对合金流动性的影响
铸型中凡是增加金属流动阻力和冷却速度的因素，均会使合金的流动性降低，主要包括如下因素：
i铸型的蓄热能力指铸型从金属中吸收和贮存热量的能力。

铸型材料导热系数越小，传递热量的速度越慢，液态合金保温效果越好，流动性也越好。

砂型蓄热能力比金属型好，故金属型铸造较砂型铸造容易产生浇不足等缺陷。

ii铸型的预热温度把铸型预热到适当温度，可以减少铸型和液体合金之间的温差，从而减缓合金冷却速度，提高合金流动性。

iii铸件的结构当铸件壁厚过小，有大的水平面等结构时都使金属液的流动阻力增大。

浇注系统的结构越复杂，流动阻力越大，充型能力越差。

iv铸型的透气性高温液态合金浇入铸型时，巨大的热量会使铸型中的气体膨胀，型砂中的少量水分还会汽化，煤粉、木屑等有机物会燃烧产生大量的气体，这些气体会使型腔中的压力急剧升高，阻碍液态合金流动，降低合金流动性。

因此，铸型需有良好的透气性。

生产上常采用在远离浇口的最高部位开设出气口的办法来提高铸型透气性。

（3）如何防止铸件缩孔、缩松？
答：防止的基本原则是将缺陷转移到铸件的外部，保证在铸件的内部形成致密的结构，即采用“顺序凝固”原则。

所谓“顺序凝固”，就是在铸件上可能出现缩孔的厚大部位（如教材中图1-8中Ⅲ）通过安放冒口等工艺措施，使得铸件上远离冒口的部位先凝固（如如教材中图1-8中Ⅰ），然后是靠近冒口部位凝固（如教材中图1-8中Ⅱ），最后才是冒口本身的凝固。

按照这样的凝固顺序，先凝固部位的收缩，由后凝固部位的金属液来补充，后凝固部位的收缩，由冒口中的金属液来补充，从而使得铸件各个部位的收缩都能够得到补充，而将缩孔转移到冒口之中。

冒口为铸件的多余部分，在铸件清理时将其去除。

为了实现顺序凝固，在安放冒口的同时，还可在铸件上某些厚大部位增设冷铁（如如教材中图1-9）。

由于冷铁加快了凸台的冷却速度，使得厚度较大的凸台反而最先凝固，从而实现了自下而上的顺序凝固，防止了凸台处缩孔、缩松的产生。

冷铁仅是加快某些部位的冷却速度，以控制铸件的顺序凝固，其本身并不起补缩的作用，通常采用钢或铸铁制作。

（4）对造型材料有哪些性能要求？
答：1)足够的强度指造型材料在制造、搬运及浇注时，不至于破坏的能力。

强度过低，易造成塌箱，产生砂眼等缺陷；强度过高，易使型砂透气性和退让性变差。

2）透气性指造型材料间存在空隙，让气体通过的能力。

当液体金属浇入铸
型后，在高温作用下，铸型中的水份和有机物的蒸发分解、燃烧产生大量的气体，良好的透气性可以使当金属充满铸型时，铸型空腔存在的气体和浇注时随金属液卷入型腔的气体也全部都排出，如果砂型的透气性不好，导致气体不能顺利排出，就会产生气孔。

3）可塑性指造型材料在外力作用下，能形成一定形状，当外力去掉后，仍能保持此形状的能力。

如果造型材料的可塑性好，就可使铸型能保持清楚的模型轮廓。

4）耐火性指造型材料在承受高温作用下，不软化、不烧结的能力。

如果耐火性不好，造型材料易破碎，导致型芯砂透气不好。

5）可让性指铸件在凝固冷却收缩时，型腔能被压坏而不阻碍收缩的能力。

如果可让性不好，铸件受阻，产生内应力，就会使铸件产生变形及裂纹等缺陷。

（5）手工造型有哪些方式？
答：有整模两箱造型、两箱分模造型、三箱分模造型、挖砂造型、活块造型等。

（6）常用的机器造型有哪些方式？
答：有震压造型、微震压实造型、抛砂造型、气冲造型、负压造型。

（7）常用的特种造型有哪些方式？
答：有熔模铸造、金属型铸造、压力铸造和离心铸造。

（8）铸造件常见有哪些缺陷？如何防止？
答：常出现缩孔、缩松、砂眼、冷隔、裂纹等铸造缺陷。

任务2 锻造技术
1、判断题
（1）锻造温度过高会出现过热、过烧现象，因此锻造温度赿低越好（×）
(2)空气锤、曲柄压力机和油压机是常用的自由锻造设备( √)
(3) 镦粗不是自由锻造基本工序( ×)
(4) 无论什么样的工件，若采用模锻都可一次锻造成型( ×)
(5) 工件上的孔，无论大小都应一次性锻造出来，小孔不锻造则不合理（×）（6）模锻工件，在合模处设置飞边不合理，因为增大了加工内容（×）（7）零件尺寸越大，一定是重要工件，因此一定要何用模锻（×）（8）模锻时，不要设置起模斜度（×）
（9）锻造时，因加热出现烧损而浪费了材料，因此工件尽可能不锻造（×）（10）无论锻造比为多少，工件都就安排一次锻造成型（×）
2、选择题
（1）下列材料中，锻造性最好的是（ A ）
A 20
B 45
C QT600-03
D HT200
（2）锻造几吨重的大型锻件，一般采用（A ）
A 自由锻造
B 模锻
C 胎模锻 C 板料冲压
（3）单件小批量生产，最经济的锻造方式是（A ）
A 自由锻
B 模锻
C 精锻
（4）将锻件放在充填有石棉灰、干砂或炉灰等材料的坑中堆在一起冷却称为（B）A 空冷 B 坑冷 C 炉冷
（5）难以用自由锻锻出，添加一部分金属以简化锻件形状，这部分添加的金属称为（A）
A 工艺余块
B 连皮
C 飞边
（6）模锻分型面应该设置在（A）
A平面 B 曲面 C 阶梯面 D 可为任意形状的表面
2、问答题
（1）何谓锻造？
答：锻造是一种利用锻压设备对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸的压力加工方法。

通过锻造能消除金属在冶炼过程中产生的铸态疏松等缺陷，优化微观组织结构，同时由于保存了完整的金属流线，锻件的机械性能一般优于同样材料的铸件。

相关机械中负载高、工作条件严峻的重要零件，除形状较简单的可用轧制的板材、型材或焊接件外，多采用锻件。

（2）自由锻造主要应用于什么场合？
答：自由锻的设备和工具有很大的通用性且工具简单，成本低；生产周期短，应用广泛（锻件的重量可以从不足1千克到数百吨）；适应性强，自由锻是大型
锻件的唯一加工方法；
自由锻造的锻件精度较低，加工余量大，劳动强度大，生产率低，锻件的形状和尺寸靠锻工的技术来保证。

自由锻主要应用于单件、小批量生产，大型锻件的生产，修配，新产品的试制等。

（3）模锻与自由锻比较有何特点？
答：模锻与自由锻相比，具有以下特点
1）生产效率较高。

模锻时，金属的变形在模膛内进行，故能较快获得所需形状；
2）能锻造形状复杂的锻件，并可使金属流线分布更为合理，提高零件的使用寿命；
3）模锻件的尺寸较精确，表面质量较好，加工余量较小；
4）节省金属材料，减少切削加工工作量。

在批量足够的条件下，能降低零件成本；
5）模锻操作简单，劳动强度低。

6）模锻生产受模锻设备吨位限制，模锻件的质量一般在150kg以下。

模锻设备投资较大，模具费用较昂贵，工艺灵活性较差，生产准备周期较长。

因此，模锻适合于小型锻件的大批量生产，不适合单件小批量生产以及中、大型锻件的生产。

（4）自由锻造的基本工序有哪些？
答：自由锻工序分为基本工序、辅助工序和精整工序。

1)基本工序
改变坯料的形状和尺寸以达到锻件基本成形的工序，包括镦粗、拔长、冲孔、弯曲、切割、扭转、错移等。

最常用的是镦粗、拔长、冲孔。

（1)镦粗使坯料高度减小，横截面积增大的锻造工序称为镦粗，如图1-45所示，左图为完全镦粗，右图为端部镦粗)。

镦粗常用于锻造齿轮坯、凸轮坯、圆盘形锻件。

对于环、套筒等空心锻件，镦粗变形往往作为冲孔前的预备工序。

（2）拔长沿垂直于工件的轴向进行锻打，以使其截面积减小，而长度增加的锻造工序称为拔长，如图1-46所示。

常用于锻造轴类和杆类等零件。

（3）冲孔利用冲头在工件上冲出通孔或盲孔的锻造工序称为冲孔。

常用于锻造齿轮、套筒和圆环等空心锻件，对于直径小于25mm的孔一般不锻出，而是采用钻削的方法进行加工。

（4）弯曲使坯料轴线产生一定曲率的工序。

（5）扭转使坯料的一部分相对于另一部分绕其轴线旋转一定角度的工序。

（6）错移使坯料的一部分相对于另一部分平移错开，但仍保持轴心平行的工序。

它是生产曲拐或曲轴类锻件所必须的工序。

（7）切割分割坯料或切除锻件余量的工序。

（8）锻接将两分离工件加热到高温，在锻压设备产生的冲击力或压力作用
下，使两者在固相状态下结合成一牢固整体的工序。

实际生产中最常用的是镦粗、拔长、冲孔三个基本工序。

2)辅助工序
为了方便基本工序的操作，而使坯料预先产生某些局部变形的工序。

如压钳口、倒棱和切肩。

3)精整工序
修整锻件的最后尺寸和形状，消除表面的不平和歪扭，使锻件达到图纸要求的工序。

如修整鼓形、平整端面、校直弯曲。

（5）模锻模膛设计应在哪些注方面加以注意？
答：1）分型面要保证模锻件能从模膛中取出；上下两模沿分模面的模膛轮廓一致；分模面能使模膛深度最浅；分模面为平面，使上下锻模的模膛深度一致2）确定余块零件上难以锻出的部分，需添加余块；需锻出的孔须留连皮，以减少模膛凸出部位的磨损。

连皮厚度通常为4～8mm。

3）模锻斜度为了使锻件易于从模膛中取出，锻件与模膛侧壁接触部分需带一定斜度，称为模锻斜度。

外壁斜度通常为7°，特殊情况可用5°和10°；内壁斜度应较外壁斜度大2°～3°。

4）模锻圆角半径锻件上的转角处须采用圆角，以利于金属充满模膛和提高锻模寿命。

凸圆角半径为单面加工余量加成品零件的圆角半径（或倒角值），凹圆角半径为R＝（2～3）r。

R ：为凹圆角半径
r：为凸圆角半径
（6）对钢材进行锻造时，为什么要加热？是否加热越高越好？
答：金属坯料在锻造之前的加热是为了提高坯料的塑性、降低变形抗力，改善锻压性能。

金属在锻造时，允许加热到的最高温度称为始锻温度，始锻温度过高会使坯料产生过热、过烧、氧化、脱碳等缺陷，造成废品。

金属停止锻造的温度叫做终锻温度，终锻温度过低，塑性下降，变形抗力增大，当降到一定温度的时候，不仅变形困难，而且容易开裂，必须停止锻造，重新加热后再锻。

（7）试说明锻造工艺图如何绘制？
答：锻件工艺图是制定锻造工艺和检验的依据，绘制时主要考虑工艺余块、余量及锻件公差。

为了便于了解零件的尺寸和检查锻件的实际加工余量，在图上用双点划线（或细实线）画出零件的轮廓形状。

用粗实线画出锻件的轮廓形状，在尺寸线上面标注锻件的尺寸和公差，下面标注零件的名义尺寸，并加括号。

在绘制绘制锻件工艺图时还应考虑如下内容：
(1)工艺余块难以用自由锻锻出，添加一部分金属以简化锻件形状，这部分添加的金属称为工艺余块，它将在切削加工时去除。

(2)加工余量零件表面要留加工余量。

余量大小与零件形状、尺寸等因素有关，数值可查有关国家标准。

(3)锻件公差是锻件名义尺寸的允许变动量。

公差的数值可查有关锻造公差标准，如带孔盘状类零件查《带孔圆盘类锻件机械加工余量与锻造公差JB4249-86》。

任务3 冲压制造技术
1、判断题
1）冲模的制造一般是单件小批量生产，因此冲压件也是单件小批量生产。

（×）2）落料和弯曲都属于分离工序，而拉深、翻边则属于变形工序。

（×）
3）复合工序、连续工序、复合—连续工序都属于组合工序。

（√）
4）分离工序是指对工件的剪裁和冲裁工序。

（√）
5）所有的冲裁工序都属于分离工序。

（√）
6）成形工序是指对工件弯曲、拉深、成形等工序。

（√）
7）成形工序是指坯料在超过弹性极限条件下而获得一定形状。

（√）
8）把两个以上的单工序组合成一道工序，构成复合、级进、复合- 级进模的组合工序。

（×）
9）冲压变形也可分为伸长类和压缩类变形。

（√）
10）冲压加工只能加工形状简单的零件。

（×）
11）冲压生产的自动化就是冲模的自动化。

（×）
2、填空题
1）冷冲模是利用安装在压力机上的模具对材料施加变形力，使其产生变形或分离，从而获得冲件的一种压力加工方法。

2）因为冷冲压主要是用板料加工成零件，所以又叫板料冲压。

3）冷冲压不仅可以加工金属材料材料，而且还可以加工非金属材料。

4）冲模是利用压力机对金属或非金属材料加压，使其产生分离或变形而得到所
需要冲件的工艺装备。

5）冷冲压加工获得的零件一般无需进行机械加工加工，因而是一种节省原材料、节省能耗的少、无切屑的加工方法。

6）冷冲模按工序组合形式可分为单工序模具和组合工序模具，前一种模具在冲压过程中生产率低，当生产量大时，一般采用后一种摸具，而这种模具又依组合方式分为复合模、级进模、复合- 级进模等组合方式。

7）冲模制造的主要特征是单件小批量生产，技术要求高，精度高，是技术密集型生产。

8）冲压生产过程的主要特征是，依靠冲模和压力机完成加工，便于实现自动化化，生产率很高，操作方便。

9）冲压件的尺寸稳定，互换性好，是因为其尺寸公差由模具来保证。

3、问答题
1）什么是冲压加工？冲压成形加工与其他加工方法相比有何特点？
答：冲压加工就是建立在材料塑性变形的基础上，利用模具和冲压设备对板料进行加工，以获得要求的零件的形状、尺寸及精度。

冲压成形加工与其他加工方法相比，具有以下的优点：少、无屑加工；零件精度较高；互换性好；材料利用率高；生产效率高；个人技术等级不高；产品成本低等。

冲压成形加工与其他加工方法相比，具有以下的缺点：模具要求高，制造复杂，周期长，制造费用昂贵；有噪声，不宜小批量生产等。

2）冷冲压有哪些基本工序，各是什么？
答：冷冲压按性质分有分离工序和成形工序两类。

分离工序包括落料、冲孔、剪切、切断、切槽、切边等几大类；成形工序包括拉深、胀形、翻边、扩口、缩口等工序。

3）冲裁变形过程分为哪几个阶段？裂纹在哪个阶段产生？首先在什么位置产生？
答：冲裁变形过程分为弹性变形阶段、塑性变形阶段、断裂分离阶段。

裂纹出现在断裂分离阶段。

材料内裂纹首先在凹模刃口附近的侧面产生，紧接着才在凸模刃口附近的侧面产生。

4）翻边常见的废品是什么？如何防止？
答：翻边常见的废品是：对于内曲翻边，竖边边缘发生破裂；对于外曲翻边，是发生起皱。

对于内曲翻边来说，为了竖边边缘不破裂，将竖边边缘不破裂时的极限变形程度E sl作为内曲翻边的成形极限。

对于外曲翻边，为了避免起皱可采用压边装置。

任务4 粉末冶金技术
1、判断题
1）压制形状复杂的粉末机械零件应选择松装密度高、流动性好的粉末为原料。

（√）（2）一般情况下，提高粉末的松装密度可改善粉末的流动性。

（√）（3）还原铁粉适合制造形状复杂、密度较低的粉末冶金零件。

（√）（4）材质相同的金属粉末，松装密度高的粉末其流动性通常较好。

（√）（5）铁基粉末在压制前一般应添加成型剂。

（√）（6）粉末压坯强度与坯体中的残留应力大小有关。

（√）（7）还原铁粉颗粒是多孔结构的，而雾化铁粉颗粒为致密结构。

（√）（8）在烧结后期，晶界扩散有利于孔隙球化，而表面扩散有利于孔隙消除。

（×）
（9）晶内孔隙可通过境界扩散消除。

（√）（10）MnO2可被金属粉还原。

（√）
2、问答题
（1）粉末冶金技术有何重要优缺点，并举例说明。

答：重要优点：
①能够制备部分其他方法难以制备的材料，如难熔金属，假合金、多孔材料、特殊功能材料（硬质合金）；
②因为粉末冶金在成形过程采用与最终产品形状非常接近的模具，因此产品
加工量少而节省材料；
③对于一部分产品，尤其是形状特异的产品，采用模具生产易于，且工件加工量少，制作成本低,如齿轮产品。

重要缺点：
①由于粉末冶金产品中的孔隙难以消除，因此粉末冶金产品力学性能较相同铸造加工产品偏低；
②由于成形过程需要模具和相应压机，因此大型工件或产品难以制造；
③规模效益比较小
（优点：材料利用率高，加工成本较低，节省劳动率，可以获得具有特殊性能的材料或产品，缺点：由于产品中孔隙存在，与传统加工方法相比，材料性能较差例子：铜—钨假合金制造，这是用传统方法不能获得的材料）
2、工业上用于大批量制造铁基粉末冶金零部件的铁粉包括哪两类？它们在制造零部件时各有什么优缺点？
答：还原铁粉和雾化铁粉。

还原铁粉：低的成本，为制造大量价质优价廉的中低密度铁基粉末冶金零部件创造条件；颗粒形状复杂，粉末成形性能好，便于制造形状复杂或薄壁类零部件；粉末烧结活性好；但粉末纯度、压缩性较低。

雾化铁粉有分为气体雾化铁粉和水雾化铁粉：
气体雾化铁粉：为近球形粉末，颗粒表面粗糙，粉末的成形性能较好。

水雾化铁粉：为不规则粉末，颗粒表面粗糙，氧含量较低、压缩性较好。

3、粉末冶金用铜粉可采用哪些方法制备？比较这些铜粉在性能上的差异。

答：水溶液电解法制铜粉：粉末纯度高，粉末形状多为树枝状，成形性很好，压缩性较差。

气体还原法制铜粉：粉末纯度高，多孔海绵状，成形性好。

气体雾化法制铜粉：为近球形粉末，颗粒表面粗糙，粉末的成形性能较好。

水雾化法制铜粉：为不规则粉末，颗粒表面粗糙，氧含量较低、压缩性较好。

4、分析粉末冶金过程中是哪一个阶段提高材料利用率，为什么？试举例说明。

答：粉末冶金过程中是由模具压制成形过程提高材料利用率，因为模具设计接近最终产品的尺寸，因此压坯往往与使用产品的尺寸很接近，材料加工量少，利用率高；例如，生产汽车齿轮时，如用机械方法制造，工序长，材料加工量大，而粉末冶金成形过程可利用模具成形粉末获得接近最终产品的形状与尺寸，与机械加工方法比较，加工量很小，节省了大量材料。

5、分析烧结时形成连接通孔隙和闭孔隙的条件。

答：原子向颗粒结合面的大量迁移使烧结颈扩大，颗粒间距离缩小，形成连续的空隙网络；当烧结体密度达到90%以后，多数孔隙被完全分隔，闭孔隙大为增加。

孔隙变化：烧结过程中，孔隙随时都在变化，由孔隙网络逐渐形成隔离的闭孔，孔隙球化收缩，少数闭孔长大。

连通孔隙的不断消失与隔离闭孔的收缩是贯穿烧结全过程中组织变化的特征。

孔隙的消失主要靠体积扩散和塑性流动，。