【正文】 具限制，其回彈角小于 V 形 形彎曲件。 ② 相對彎曲半徑 r/t。 （ 2）沖裁模具的凸凹模之間的間隙值大小對沖裁件 剪切斷面質(zhì)量有何影響？ 答：沖裁模的凸凹模之間的間隙值對斷面的質(zhì)量有很大的影響，當(dāng)間隙過小時(shí)，由于分離面上下裂紋向材料中間擴(kuò)展時(shí)不能互相重合，將被第二次剪切才完成分離，因而出現(xiàn)二次擠壓而形成二次光亮帶，毛刺也有所增長，但沖裁件容易清洗，斷面較垂直。 5）材料潛塑性 材料的潛塑性是指材料潛在的塑性變形能力，是材料常規(guī)模破壞之后沒能充分利用的塑性。成形工序主要包括彎曲、拉深、脹形、翻邊、擴(kuò)口、旋壓等工序。（ ） 第 13 頁 共 43 頁 答案參見我的新浪博客： 8）板料相對彎曲半徑越小，變 形程度越小。（ ） 4）材料變形時(shí)，隨著變形程度增加，材料的塑性指標(biāo)上升，強(qiáng)度指標(biāo)下降的特性叫硬化效應(yīng)。 由體積相等原理并假設(shè) 0DD? 得： 第 12 頁 共 43 頁 答案參見我的新浪博客： ? ? ? ? ],[ 20220200 hDhHdDHD ????? ?? 毛坯高度： ? ? hD hHdDD hDhHdDH ?????????? 2022020202200 )(.)()( 斷面收縮率： %100%100 20200 ????? DdA AAA? 擠壓力： 24... dPCF ?? 若 0D ＝ 50,d=40,H=50,h=5（單位為 mm），并有 p＝ 1500Mpa，代入上面的公式，得 ? ? ? ? mmH 5504050 2220 ?????? %64%1 0 05040 22 ???A? KNF 45 04041 50 2 ???? ? 二、沖壓工藝及沖模設(shè)計(jì) 填空、判斷與名詞解釋（下列命題中 ，你認(rèn)為正確的在題后括內(nèi)號內(nèi)打“√”，錯(cuò)誤的打“”。 由圖查得宜選用拔長＋閉式滾擠制坯工步。 作用是，選擇制坯工步和制坯模膛設(shè)計(jì)的依據(jù)；確定坯料體積和尺寸的依據(jù)。 （ 3）試述閉式模鍛鍛模設(shè)置分流降壓腔的原則及作用，并利用教材上相對平均工作壓力 Pm/2k— 相對面積縮減率 R曲線圖解釋減小模膛工作壓力的依據(jù)及方法？ 答：設(shè)置原則：分流腔的位置應(yīng)選擇在模膛最后充滿的部位；多余金屬分流時(shí)在模膛內(nèi)所產(chǎn)生的壓力比剛充滿時(shí)所產(chǎn)生的壓力沒有增加或增加很小。 （ 2）試分析歸納選用預(yù)鍛模膛的作用和帶枝芽類鍛件的預(yù)鍛模膛的設(shè)計(jì)方法？ 答：預(yù)鍛模膛的正面作用 ，一是經(jīng)預(yù)鍛后的坯件，保證終鍛時(shí)獲得成形飽滿、無缺陷的優(yōu)質(zhì)鍍件；二是減少流入飛邊槽的金屬橫耗；三是減少終鍛模膛的磨損，提高使用壽命。 （ 8）正擠壓： 擠壓時(shí)金屬的流動(dòng)方向與凸模的運(yùn)動(dòng)方向一致。 （４）閉式模鍛：不形成橫向飛邊，僅形成縱向毛刺（小飛邊）的模鍛。 離心鑄造的缺點(diǎn)有： 1）鑄件易產(chǎn)生比重偏析，因此不適合于合金易產(chǎn)生比重偏析的鑄件 (如鉛青銅 )，尤其不適合于鑄造雜質(zhì)比重大于金屬液的合金； 2）鑄件內(nèi)孔直徑不準(zhǔn)確，內(nèi)孔表面比較粗糙，質(zhì)量較差，加工余量大； 3）用于生產(chǎn)異形鑄件時(shí)有一定的局限性等。在砂型低壓 鑄造中，可以成形輪廓很大的優(yōu)質(zhì)鑄件。 (3)液體金屬的充填過程是在壓力作用下進(jìn)行的，從而改善了充型條件，可用于鑄造形狀復(fù)雜的薄壁鑄件。因此，低壓鑄造有如下的優(yōu)點(diǎn)： (1)液體金屬是自下而上平穩(wěn)池充填鑄型，且型腔中泄流的方向與氣體排出的方向一致，因而避免了液體金屬對型腔和型芯的沖刷作用，以及卷入氣體和氧化夾雜物，防止鑄件產(chǎn)業(yè)氣孔和非金屬夾雜物等鑄造缺陷。綜上所述，壓力鑄造適用于有色合金，小型、薄壁、復(fù)雜鑄件的生產(chǎn)。 與其它鑄造方法相比，壓力鑄造具有以下優(yōu)點(diǎn)： 1) 產(chǎn)品質(zhì)量好。 （三） 綜合題 試歸納總結(jié)壓力鑄造、低壓鑄造和離心鑄造的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍。干燥的最終結(jié)果是不斷發(fā)生硅醇聚縮反應(yīng)，形成牢固的硅氧鍵而膠凝。由于壓鑄時(shí)鑄件的凝固時(shí)間很短，因此，為實(shí)現(xiàn)上述的目的，要求壓縮機(jī)構(gòu)在充型結(jié)束時(shí)，能在極短時(shí)間內(nèi)建立最終壓力，使得在鑄件 凝固之前，壓力能順利地傳遞到型腔中去。 第二階 段Ⅱ －充填階段 ： 二級壓射時(shí)，壓射活塞開始加速， 并由于內(nèi)澆口處的阻力而出現(xiàn)小的峰壓，液體金屬在壓力 Pt 的作用下，以及高的速度在很短時(shí)間內(nèi)充填型腔． 第三階 段Ⅲ －增壓階段： 充型結(jié)束時(shí)，液體金屬停止流動(dòng)，由動(dòng)能轉(zhuǎn)交為沖擊壓力。 2．在壓鑄中，對各階段的壓射比壓和壓射速度有什么要 求？目的是什么？ 答：壓鑄過程中作用在液體金屬上的壓力不是 — 個(gè)常數(shù)，它是隨著壓鑄過程的不同而變化的，液體金屬在壓室及壓型中的變動(dòng)情況可分為四個(gè)階段。） 6．在壓鑄過程中，充填（充型）速度是指（金屬液自內(nèi)澆口進(jìn)入型腔的線速度。 2．在熔模鑄造主要工序有（制蠟?zāi)＃?、? 制殼 ） 和（熔煉澆注 ）。而酚醛類因固化熱脆性大，在國內(nèi)外應(yīng)用更少； （ 2）與樹脂配套的潛伏性好、無毒、硬化快的高效熱激活催化劑少； （ 3）在制芯過程中產(chǎn)生有刺激性的煙氣，芯砂中游離甲醛含量高，給操作環(huán)境造成污染； （ 4）在相對濕度大的地區(qū)，砂芯抗吸濕性差，導(dǎo)致存放期強(qiáng)度下降； （ 5） )用于生產(chǎn)鑄鋼件、部分球墨鑄鐵件和復(fù)雜薄壁的鑄鐵件時(shí)易產(chǎn)生皮下氣孔和針孔。 熱芯盒法是將液態(tài)熱固性樹脂粘結(jié)劑和催化劑配制成的芯砂，填入加熱到一定溫度的金屬芯盒內(nèi)，貼近芯盒表面的砂芯受熱，其粘結(jié)劑在很短時(shí)間內(nèi)縮聚而硬化， 而且只要砂芯的表層有數(shù)毫米結(jié)成硬殼即可自芯盒取出，中心部分的砂芯利用余熱和硬化反應(yīng)放出的熱量可自行硬化的 制芯方法。 殼型工藝和鐵模覆砂工藝已在曲軸、凸輪軸、復(fù)雜殼體鑄件、集裝箱箱角、摩托車缸體等典型鑄件上應(yīng)用。m，因而強(qiáng)度會(huì)明顯不同。 各種硬化方法所得鈉水玻璃砂的強(qiáng)度是不同的 .其原因?yàn)?: a．得到的粘結(jié)劑膜組織的密度和有序性排列不同，因而影響強(qiáng)度的大小，其順序?yàn)榧訜嵊不?、酯硬化、鉻鐵渣硬化、 CO2 硬化，相應(yīng)的粘結(jié)膜的內(nèi)聚強(qiáng)度為 41． 0MPa、 29． 8MPa、第 5 頁 共 43 頁 答案參見我的新浪博客： 20． 5MPa、 14． 9MPa； b．相應(yīng)地，所得的鈉水玻璃的凝 膠膠粒大小明顯不同， C02 硬化的膠粒直徑為 0． 2— 0． 48181。鈉水玻璃同 C02 反應(yīng)，消耗Na20，把凝膠化的水玻璃推到圖的不穩(wěn)定液體和凝膠區(qū)域 (區(qū)域 11)。鑄造生產(chǎn)中常用的一些硬化方法，都是加入能直接或間接影響上述反應(yīng)平衡點(diǎn)的氣態(tài)、液態(tài)或粉狀固化劑，與 OH作用，從而降低 pH 值 ，或靠失水，或靠上述二者的復(fù)合作用來達(dá)到硬化。 （三）綜合題 1．試述鈉水玻璃砂的吹 C02 硬化、加熱烘干硬化和有機(jī)酯硬化的硬化工藝及硬化機(jī)理和對粘結(jié)強(qiáng)度的影響。 （ 2）要求定向凝固的鑄件，內(nèi)澆道應(yīng)開設(shè)在鑄件厚壁處。汽車、柴油機(jī)和拖拉機(jī)制造業(yè)應(yīng)用最廣（ 300～ 500kg 鑄鐵薄壁件）； (3)用原材料成本低，來源廣； （ 4）節(jié)省能源、烘干設(shè)備和車間生產(chǎn)場地面積； （ 5）因不經(jīng)烘干，砂箱壽命長； （ 6）缺點(diǎn)：操作不當(dāng)，易產(chǎn)生一些鑄造缺陷：夾砂結(jié)疤，鼠尾，砂眼，脹砂，粘砂等。 冒口尺寸確定后，應(yīng)對其進(jìn)行補(bǔ)縮能力的校核。一般冒口模數(shù) (Mm)應(yīng)略大于鑄件模數(shù) (Mj)。另外，用芳基磺酸作催化劑，混砂時(shí)常散發(fā)出難聞氣味；在澆注過程中用甲苯磺酸作催化劑時(shí)會(huì)產(chǎn)生少量 SO2 和 H2，也會(huì)使球墨鑄鐵、蠕墨鑄鐵鑄件出現(xiàn)異常表層組織和鑄鋼件增硫。 磷酸多用于高氮呋喃樹脂的硬化，砂芯 (型 )有好的表安性，熱強(qiáng)度高，而且，高氮低糠醇樹脂采用磷酸作催化劑可獲得很好的終強(qiáng)度，而低氮高糠醇用磷酸作催化劑時(shí)終強(qiáng)度較低。 4．在酸催化劑自硬法中，催化劑對硬化過程的控制起著決定性作用。 酚醛 — 酯自硬法的一個(gè)特殊優(yōu)點(diǎn)是 ,有機(jī)酯固化劑能 直接參與樹脂的硬化反應(yīng) ,但在室溫下有機(jī)酯僅能使大部分樹脂交聯(lián) ,故它有一定的塑性。 圖 2： a) 不合理 b) 合理 澆注位置應(yīng)有利于所確 立的順序凝固，對于體收縮較大的合金，澆注位置應(yīng)盡量滿足定向凝固的原則，鑄件厚實(shí)部分應(yīng)在澆注位置上方，以利于冒口補(bǔ)縮。鑄鋼件濕型砂一般應(yīng)具有以下一些特點(diǎn)： a) 采用耐火度高的硅砂； b) 膨潤土加入量相應(yīng)增多，以提高型砂強(qiáng)度，以有利于降低水分，以有利于防止粘砂、夾砂和氣孔缺陷； c) 嚴(yán)格控制濕型砂水分，提高型砂的透氣性； ③ 鑄造非鐵合金件的合金熔點(diǎn)一般不高，銅合金澆注溫度約 1200℃，鋁合金澆注溫度一般不超過 700℃ 一 800℃ ，鎂合金澆注溫度更低，因此時(shí)濕型砂的耐火度和化學(xué)熱穩(wěn)定性要求不高，但非鐵合金液一般極易氧化，主要要求是防止合金液滲入鑄型，要求鑄件有較清晰輪廓第 2 頁 共 43 頁 答案參見我的新浪博客： 和光潔的表面。 （二）問答題 1. 鑄鐵件、鑄鋼件和鑄造非鐵合金件用的濕型砂各具有什么特點(diǎn)？ 答題要點(diǎn) ： 由于鑄鐵件、鑄鋼件和鑄造非鐵合金件的合金特性和澆注溫度不同，因此它們用的濕型砂不宜一樣。 8． 可使用時(shí)間 (bench life， working time)：指自硬樹脂砂 (其它化學(xué)粘結(jié)劑也相同 )混砂后能夠制出合格砂芯的那一段時(shí)間。 nH2O）。 mSiO2 。 3。 2．脫模時(shí)間 (stripping time)：指從混砂結(jié)束開始，在芯盒內(nèi)制的砂芯 (或未脫模的砂型 )硬化到能滿意地將砂芯從芯盒中取出 (或脫模 )，而不致發(fā)生砂芯 (或砂型 )變形所需的時(shí)間間隔。在鑄造上常用的有鈉水玻璃、鉀水玻璃、鋰水玻璃，分別為（硅酸鈉、硅酸鉀、硅酸鋰）的水溶液，其化學(xué)式分別為（ Na2O。 nH2O、 Li2OmSiO2。 、芯砂 ： 將原砂或再生砂 +粘結(jié)劑 +其它附加物等所混制成的混合物為型砂或芯砂（其中將其用于鑄型者被稱為型砂 ,用于制砂芯者稱為芯砂）。 10．熱芯盒法 (hotbox process)：用液態(tài)熱固性樹脂粘結(jié)劑和催化劑配制成的芯砂，吹射入加熱到一定溫度的芯盒內(nèi) (180250C)，貼近芯盒表面的砂芯受熱，其粘結(jié)劑在很短時(shí)間即可縮聚而硬化而制成砂芯的方法。 ② 鑄鋼件的合金熔點(diǎn)很高，澆注溫度高達(dá) 15001650℃，因此要求混型砂有較高的耐火度和透氣性。圖示的齒輪輪齒是加工面和使用面，應(yīng)將其朝下。 用于這種粘結(jié)劑的催化劑為一系列的液態(tài)酯?？傊?，酚醛 酯自硬法是有發(fā)展前途的新型樹脂 體系之一，其樹脂砂的成本可能較高，但它在生態(tài)學(xué)、工人操作和鑄造質(zhì)量上的許多優(yōu)點(diǎn)有可能彌補(bǔ)成本較高這一缺點(diǎn)。常用的無機(jī)酸為磷酸、硫酸單酯、硫酸乙酯；芳基磺酸為對甲苯磺酸 (PTA)、苯磺酸 (BSA)、二甲苯磺酸、苯酚磺酸、萘磺酸、對 氯苯磺酸等。 采用芳基磺酸作催化劑可得到與相 應(yīng)的無機(jī)酸同樣的硬化速度，且終強(qiáng)度較高，酸的殘存率比無機(jī)酸低，對再生砂有利。 模數(shù)法是根據(jù)鑄件被補(bǔ)縮部分的模數(shù)和冒口補(bǔ)縮范圍內(nèi)鑄件的凝固收縮量，兩個(gè)條件確定冒口的尺寸，計(jì)算比較繁雜但比較可取，適用于要求致密高的鑄件。冒口高度可取 Hm＝ (— )Dm，使冒口補(bǔ)縮可靠。 答題要點(diǎn)： 特點(diǎn)：（ 1）生產(chǎn)靈活性大，適用面廣，既可手工，又可機(jī)器、以及流水線 生產(chǎn)，既可生產(chǎn)大件，也可生產(chǎn)小件，可鑄鋼（中小件），也可鑄鐵、有色合金件等； （ 2）生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)周期短，便于流水線生產(chǎn)，可實(shí)現(xiàn)機(jī)械化及自動(dòng)化。請 問要考慮那些因素？ 答題要點(diǎn) ： 第 4 頁 共 43 頁 答案參見我的新浪博客： （ 1）要求同時(shí)凝固的鑄件，內(nèi)澆道應(yīng)開設(shè)在鑄件薄壁處，快速均勻地充滿型腔，避免內(nèi)澆道附近的砂型局部過熱。 （ 4） 當(dāng)鑄件壁厚相差懸殊而又必須從薄壁處開設(shè)內(nèi)澆道引入金屬液時(shí)，則應(yīng)注意同時(shí)使用冷鐵加快厚壁處的凝固及加大冒口，澆注時(shí)還應(yīng)采取點(diǎn)冒口等工藝措施，以保證厚壁處的補(bǔ)縮。如果沒有任何膠凝作用的影響，鈉水玻璃則可保存很長時(shí)間，但它對引起平衡變化的任何因素卻非常敏感，這一潛在不穩(wěn)定特性，通常被用來加速鈉水玻璃的縮聚，以形成堅(jiān)硬的三維的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使型砂粘結(jié)在一起。 A)吹 C02 硬化 C02 與鈉水玻璃中的水作用形成碳酸 ： CO2 + H20 2H+ + C03 產(chǎn)生的 H+使表面鈉水玻璃的 pH 值不斷降低，并達(dá)到迅速硬化。用酯硬化時(shí)，酯在鈉水玻璃中進(jìn)行水解生成有機(jī)酸和醇，有機(jī)酸提供氫離子，其反應(yīng)通式是 RCOOR’+H2ORCOOH+R’OH RCOO與鈉水玻璃電離 的鈉離子 Na+發(fā)生皂化反應(yīng)，生成脂肪酸鈉； H+與鈉水玻璃的 OH結(jié)合，均有利于酯的進(jìn)一步水解和使鈉水玻璃析出硅酸溶膠，并促使朝著生成大的凝聚的硅酸分子方向移動(dòng)，當(dāng)它在三維空間任意生長時(shí)，就形成凝膠，這就導(dǎo)致鈉水玻璃硬化。m，加熱硬化的只有 0． 0350． 04181。 覆膜砂具有良 好的流動(dòng)性和存放性 ,用它制作的砂芯強(qiáng)度高、尺寸精度高 ,便于長期存放 ,用覆膜砂既可制作鑄型 ,又可制作砂芯 (實(shí)體芯和殼芯 )， 不僅可以用于生產(chǎn)黑色金屬鑄件 ,還可以用于生產(chǎn)有色金屬鑄件 ,等等?，F(xiàn)在 ,覆膜砂已廣泛應(yīng)用于汽車、拖拉機(jī)、柴油機(jī)、機(jī)床、離心鑄造、液壓件及泵類等行業(yè) ,可滿足 各種材料 ,各種生產(chǎn)條件的復(fù)雜精密鑄件的生產(chǎn)要求。 熱芯盒法