铸造工艺学-2013-14(2)-AB-答案2

南阳理工学院课程考试
参考答案与评分标准
考试课程：铸造工艺学 学年学期：2013-2014-2
试卷类型：A 考试时间：120分钟
一、名词解释：（每题2分，共10分）
1. 分型面：分型面是两半铸型相互接触的表面，其目的是为了取出模样。

一般设置在铸件投影面积最大处。

2. 芯头：芯头是指砂芯上伸出铸件以外不与金属液体相接触的那部分砂芯。

3. 起模斜度：为方便起模，在模样，芯盒的出模方向留有一定的斜度以免损坏砂型砂芯这个斜度为起模斜度。

4. 铸造加工余量：在铸件工艺设计时预先增加的，而后在机械加工时又被切去的金属厚度。

机械加工余量等级由精到粗为ABCDEFGHJ 九个等级。

5. 补贴：为了保证冒口补缩通道畅通，另外加在铸件上的部分，称为补贴。

补贴可防止铸件缩孔和缩松等缺陷，要在铸件清理、加工时去除。

二、问答题：（每题7分，共42分） 1．什么是铸造工艺设计？
2．什么是铸件的工艺出品率？提高冒口补缩效率的途径有哪些？ 3．砂型由哪几部分组成，各部分主要起什么作用？
4．浇注系统由哪几部分组成？并简要说明各部分的作用。

5．冷铁的主要作用有哪些？对外冷铁的安放有何要求？
6．解释奥赞公式中各符号的含义，并简要说明应用该公式设计浇注系统的步骤。

（奥赞公式为： ）
1. 答：铸造工艺设计就是根据铸造零件的结构特点、技术要求、生产批量、生产条件等，确定铸造方案和工艺参数，绘制铸造工艺图，编制工艺卡等技术文件的过程。

2. 答：铸件的工艺出品率是指，铸件质量占生产铸件消耗的金属液质量之比，它用“铸件质量/（铸件质量+浇注系统质量+冒口质量）”来计算。

提高冒
口中金属液的补缩压力：大气压力冒口，型时作出锥顶砂或在暗冒口顶部插砂
S =
阻
芯。

延长冒口中金属液的保持时间的途径有：保温、发热冒口，用保温材料或发热材料作冒口套、顶部使用保温剂、发热剂的冒口。

3. 答：砂型由原砂、粘结剂、附加物和气隙组成。

提供必要的耐高温性能和热物理性能；气隙提供了透气性；粘结剂将原砂粘结在一起，提供砂型的强度；附加物改善型砂的某些工艺性能和使用性能。

4. 答：浇注系统是引导金属液体流入铸型型腔的通道。

由浇口杯、值浇道、横浇道、内浇道组成。

（1）浇口杯：承受金属液，防飞溅外溢，分离熔渣，避免对型腔的直接冲击。

（2）直浇道：提供充型压力，控制充型能力和流速。

（3）横浇道：水平通道，梯形截面，起挡渣、分配流量的作用。

（4）内浇道：在横浇道的下部，直接和型腔相连的部分，截面扁梯形，分配金属、控制充型速度。

5. 答：冷铁作用：（1）铸件顺序凝固，防止缩孔、缩松，提高工艺出品率；
（2 ）保证同时凝固，防变形和裂纹；
（ 3 ）加速局部冷却，改善基体组织；
（4 ）保证冒口难于补缩部分不出现缩孔、缩松。

冷铁分为外冷铁和内冷铁。

外冷铁处钢的凝固层厚度约为砂型处的两倍多。

由于凝固层厚度不同，线收缩开始时间不同，易产生裂纹。

所以，外冷铁侧面作成45度角。

以平缓过度。

另外，需急冷表面积大时，易采用多块小型外冷铁，间错布置，留有间隙。

6. 答：奥赞公式中：
S为阻流截面面积；
m为流经阻流的金属总质量；
τ为充填型腔的总时间；
μ为充填全部型腔时，浇注系统阻流截面的流量系数；
Hp为充填型腔时的平均计算压头。

在浇注系统设计时，先用奥赞公式计算出阻流截面面积；然后根据经验法确定的直浇道、横浇道、内浇道的面积比，来确定浇注系统中各个浇道的截面形状和大小。

（各7分，每个答案平均分开计分）
三、工艺分析题（每题分见小题后，共26分）
1. 下面哪种铸件结构（左图，右图）适合铸造，简要说明原因。

（每题4分，共16分）
2．支座零件图如下（左），支座材质为铸钢，请分析其右边的铸造工艺图中都进行了哪些铸造工艺设计，作为铸造工艺图，还缺少哪些内容。

（10分）
答：已设计的铸造工艺有：浇注位置与分型面设计的确定、砂芯及芯头设计、铸造加工余量、不铸出的孔、起模斜度设计。

还需要的铸造工艺设计有：浇注系统设计，冒口系统设计。

作为铸造工艺图，还缺少标题栏和技术要求。

三、铸造工艺设计题（每题分见小题后，共22分）
1．写出下面三个简单几何体的模数，（4分）
2．下面零件是材质为ZG230—450的铸钢法兰(密度为7.8×103kg/m3)，试画出其铸造工艺图，具体内容是：(1)分型面及浇注位置；(2)机械加工余量；(3)起模斜度；(4)砂芯；(5)冒口的形状；(6)补贴；(7)冷铁的形状；(8)铸肋；(9)浇注系统的位置。

（18分）
南阳理工学院课程考试
参考答案与评分标准
考试课程：铸造工艺学 学年学期：2013-2014-2
试卷类型：B 考试时间：120分钟
一、名词解释：（每题2分，共10分） 1. 浇注位置：浇铸时铸件在型腔内所处的状态和位置。

2. 反变形量：为解决平板类零件、细长形零件的挠曲变形问题，在做模样或芯盒时进行铸件形状调整，在铸件产生变形的反方向上，调整的变形量称为反变形量。

3. 冷铁：为增加铸件局部冷却速度，在型腔内部或工作表面安放的金属块。

冷铁分为内冷铁和外冷铁两大类。

4. 冒口：冒口是铸型内用以储存金属液的空腔，在金属冷却和凝固过程中，为铸件补给金属液，从而防止缩孔、缩松的形成，同时还有集渣和排气的作用。

5. 粘砂：在铸件表面上，全部或部分覆盖着一层金属(或金属氧化物)与砂（或涂料）的混（化）合物或一层烧结构的型砂，致使铸件表面粗糙，难于清理。

二、问答题：（每题7分，共42分）
1. 砂芯作用有哪些？芯头设计时主要设计什么内容？
2. 什么是开放式浇注系统，什么是封闭式浇注系统？
3. 常见的铸造缺陷有哪些？
4. 在铸造时冒口的主要作用是什么？简述冒口补缩的基本条件。

5. 解释奥赞公式中各符号的含义，并简要说明应用该公式设计浇注系统的步骤。

（奥赞公式为： ） 6. 为什么要设置分型面，怎样选择分型面？
（各7分，每个答案平均分开计分）
1. 答：砂芯的作用是形成铸件的内腔、孔和铸件外形不能出砂的部位。

2. 答：按浇注系统各组元截面的比例可分为封闭式、半封闭式及开放式浇注系统。

S =
阻
(1) 封闭式浇注系统，其F杯>F直>F横>F内，即阻流截面在内浇道。

浇注时金属液容易充满浇注系统，呈有压流动状态；
(2) 开放式浇注系统，其F直上<F直下<F横<F内，即阻流截面在直浇道上口（或浇口杯底孔）。

当各组元开放比例较大时，金属液不易充满浇注系统，呈无压流动状态。

3.答：铸件常见的缺陷有：气孔、粘砂、夹砂、砂眼、胀砂、冷隔、浇不足、缩松、缩孔、缺肉，肉瘤等。

可分为孔眼类缺陷、裂纹类缺陷、形状尺寸不合格类缺陷、成分组织性能不合格类缺陷和表面缺陷等。

4. 答：冒口是铸型内用以储存金属液的空腔，在金属冷却和凝固过程中，补给金属液，从而防止缩孔、缩松的形成，同时还有集渣和排气的作用。

冒口补缩的基本条件为：1）冒口的凝固时间不小于铸件(被补缩部分)的凝固时间；2）冒口内有足够的合金液来补充铸件的液态收缩与凝固收缩；3）在凝固期间,冒口与被补缩部位之间始终保持畅通的补缩通道。

5. 答：奥赞公式中：
S为阻流截面面积；
m为流经阻流的金属总质量；
τ为充填型腔的总时间；
μ为充填全部型腔时，浇注系统阻流截面的流量系数；
Hp为充填型腔时的平均计算压头。

在浇注系统设计时，先用奥赞公式计算出阻流截面面积；然后根据经验法确定的直浇道、横浇道、内浇道的面积比，来确定浇注系统中各个浇道的截面形状和大小。

6．答：分型面是指两半铸型接触的表面，分型面主要是为了造型时能够从砂型中取出模样。

分型面的优劣在很大程度上影响铸件的尺寸精度、成本和生产率。

选择原则：
（1）应使铸件全部或大部置于一个型内；
（2）应尽量减少分型面的数目；
（3）分型面应尽量选择平面；
（4）便于下芯、合箱和检查尺寸；
（5）不使沙箱过高；
（6）受力件的分型面的选择不应消弱铸件结构强度；
三、工艺分析题（每题分见小题后，共26分）
1. 下面哪种铸件结构适合铸造，简要说明原因。

（每小题4分，共16分）
2. 下面零件的零件图（a）、铸件图（b）和铸造工艺图（c）如图。

请分析其铸造工艺图中都进行了哪些铸造工艺设计，还缺少哪些内容。

（10分）
答：已设计的铸造工艺有：浇注位置与分型面设计的确定、砂芯及芯头设计、铸造加工余量、不铸出的孔、起模斜度设计。

还需要的铸造工艺设计有：浇注系统设计，冒口系统设计。

三、工艺设计题（每题分见小题后，共22分）
1．写出下面三个简单几何体的模数，（4分）
2. 下面零件是材质为ZG230—450的铸钢法兰(密度为7.8×103kg/m3)，试画出其铸造工艺图，具体内容是：(1)分型面及浇注位置；(2)机械加工余量；
(3)起模斜度；(4)砂芯；(5)冒口的形状；(6)补贴；(7)冷铁的形状；(8)铸肋；
(9)浇注系统的位置。

（18分）。