适用于对强度、硬度和耐磨性要求较高的重要铸件，尤其是厚大铸件，如床身、凸轮、凸轮轴、气缸体和气缸套
12．可锻铸铁是如何获得的？为什么它只适宜制作薄壁小铸件？
答：可锻铸铁是白口铸铁通过石墨化或氧化脱碳可锻化处理，改变其金相组织或成分而获得的有较高韧性的铸铁；可锻铸铁的碳、硅质量分数低，熔点比灰铸铁高，凝固温度范围大，故铁液的流动性差，必须适当提高铁液的出炉温度，以防产生冷隔、浇不足等缺陷。同时，可锻铸铁的凝固过程没有石墨化膨胀阶段，体积收缩和线收缩较大，易形成缩孔和裂纹等缺陷在设计铸件时除应考虑合理的结构形状外，在铸造工艺上应采用定向凝固的原则设置冒口和冷铁，适当提高型砂的耐火度，退让性和透气，为挡住熔渣，在浇注系统中应安放过滤网。
13. 什么是手工造型与机器造型**？各有何特点**？应用范围如何？各有哪些常用造型方法？
答：手工造型是全部用手工或手动工具完成的造型工序。手工造型操作灵活、适应性广、工艺装备简单、成本低，但其铸件质量差、生产率低、劳动强度大、技术水平要求高，所以手工造型主要用于单件小批生产，特别是重型和形状复杂的铸件。手工造型方法可分为：两箱造型、三箱造型、脱箱造型、地坑造型、组芯造型
整模造型、分模造型、挖砂造型、假箱造型、活块造型、刮板造型
机器造型是指用机器全部完成或至少完成紧砂操作的造型工序。机器造型铸件尺寸精确、表面质量好、加工余量小，但需要专用设备，投资较大，适合大批量生产。机器造型方法有：压实紧实、高压紧实、震击紧实、震压紧实、微震紧实、抛砂紧实、射压紧实、射砂紧实。
14．什么是特种铸造**？常用有哪些方法**？金属型铸造有何优越性和局限性**？ 答：除砂型铸造以外的其他铸造，称特种铸造。金属铸造的特点及应用范围：
1）金属型铸件冷却快，组织致密，力学性能高。2）铸件的精度和表面质量较高3）浇冒口尺寸较小，液体金属耗量减少，一般可节约15%－30%。4）不用砂或少用砂。
金属型铸造的主要缺点是金属型无透气和退让性，铸件冷却速度大，容易产生浇不到、冷隔、裂纹等缺陷。
15．试述熔模铸造的主要工序，主要特点及适用范围如何？
主要工序：设计制造压型→蜡模制造→结壳→脱蜡与焙烧→浇注与清理 熔模铸造的主要特点及适用范围
1）铸件的精度和表面质量较高，尺寸公差等级可达IT14-IT11，表面粗糙度Ra值可达12.5mm-1.6mm。 2）适用于各种合金铸件。3）可制造形状较复杂的铸件，铸出孔的最小直径为0.5mm，最小壁厚可达0.3mm。 4）工艺过程较复杂，生产同期长，制造费用和消耗的材料费用较高，多用于小型零件（从几十克到几千克），一般不超过25kg。
16．压力铸造工艺有何优缺点？它与熔模铸造工艺的适用范围有何显著不同？
压铸的特点和应用1. 压铸优点：①铸件的尺寸精度最高，表面粗糙度Ra值最小。②铸件强度和表面硬度都较高。③生产效率很高，生产过程易于机械化和自动化。2. 压铸缺点：①压铸时，高速液流会包住大量空气，凝固后在铸件表皮下形成许多气孔，故压铸件不宜进行较多余量的切削加工，以免气孔外露。②压铸黑色金属时，压铸型寿命很低，困难较大。③设备投资大，生产准备周期长 17．什么是离心铸造？它在圆筒形铸件的铸造中有哪些优越性**？
答：将金属液浇进高速旋转的铸型内，使之在离心力作用下充型并凝固的方法，称为离心铸造。
18．试确定下列零件在大量生产条件下，最适宜采用哪几种铸造工艺：缝纫机头：金属型铸造，汽轮机叶片：低压铸造、铝活塞：挤压铸造，大口径铸铁污水管：离心铸造，柴油机缸套：离心铸造，摩托车汽缸体：压力铸造，车床床身：砂型铸造，大模数齿轮滚刀：熔模铸造，汽车喇叭：挤压铸造，家用煤气炉减压阀：壳体铸造。
19. 为什么要规定铸件的最小壁厚值？如何确定最小壁厚？ 20. 为什么铸件的重要加工面和主要工作面在铸件中应朝下**？
因为下部及侧面出现的缺陷的可能性少，组织致密。减少产生气孔、夹砂、砂眼、结疤类缺陷
21
21. 为什么尽量使铸件全部或大部位于同一砂箱内**？ 防止错型、飞翅、毛刺等缺陷，保证铸件尺寸的精确 22. 何谓铸造工艺图**？有何用途？
铸造工艺图是表示铸型分型面、浇冒口系统、浇注位置、型芯结构尺寸、控制凝固措施（冷铁、保温衬板）等的图样。指导加工
23．试确定图2所示铸件的浇注位置及分型面。**
图2 铸件
24．浇注系统一般有哪几个基本组元组成**，各组元的作用是什么**？
浇注系统组成：浇口杯：承接来自浇包的金属液减轻金属液对铸型的冲击，阻止熔渣、杂物、气泡等进入直浇道，增加金属液的充型压力等。
直浇道：将来自浇口杯的金属液引入横浇道，保证金属液克服沿程的阻力损失 直浇道窝：缓冲金属液，有助于杂质和气泡上浮至横浇道顶部 横浇道：撇渣
内浇道：将金属液导入型腔控制金属液的速度和方向，调节铸件各部分温宿分布和凝固顺序。 25．什么叫芯头和芯座？它们起什么作用？其尺寸大小是否相同？ 26．冒口的作用是什么？简述其设置原则？
27．何谓封闭式、开放式、底注式及阶梯式浇注系统？它们各有什么优点？
28．在方便铸造和易于获得合格逐渐的条件下，图3所示铸件结构有何值得改进之处**？怎样改进**？
22
图3 设计不良的铸件结构
29. 快速成型技术主要有哪几种？简述其基本原理。
答：1、光固化立体造型2、分层物件制造3、选择性激光烧结4、熔融沉积造型
快速成型从零件的CAD几何模型出发，通过软件分层离散和数控成型系统，用激光束或其他方法将材料堆积而形成实体零件。由于它把复杂的三维制造转化为一系列二维制造的叠加，因而可以在不用模具和工具的条件下生成几乎任意复杂的零部件，极大地提高了生产效率和制造柔性。
二、金属塑性成型
1. 什么叫金属塑性成型？金属塑性成型的主要生产方式有哪些**？为什么对某些重要的机械零件要进行锻造？（P68）
答：它是在外力的作用下，使金属产生塑性变性，从而加工成所需形状和尺寸的工件的加工方法。
主要生产方式：体积成型：锻造、挤压、轧制、拉拔等。板料成型：冲压。 2. 何谓加工硬化**？在热加工过程中是否也有加工硬化现象产生？（P70）
金属在冷变形时，随变形程度的增加，强度、硬度提高而塑性韧性下降的现象有，但加工硬化会被再结晶消除
3. 何谓再结晶**？它对工件的性能有何影响？（P70）
再结晶：T再＝0.4T熔，组织、性能恢复到变形前的水平。影响：消除加工硬化增加金属的塑性 4. 区别冷变形和热变形的界限是什么**？钢在400℃温度下进行加工，是热变形还是冷变形**？ 界限是再结晶温度；是冷变形因为他还没有达到再结晶温度
5. 可锻性良好的金属应具有哪些力学性能和组织状态**？哪些工艺条件影响金属的可锻性**？如何影响？（P72-73）
塑性高、变形抗力小则锻造性能好。它决定于金属的本质和变形条件。 变形条件
1．变形温度 变形温度低，金属的塑性差、变形抗力大，不但锻压困难，而且容易开裂。提高金属变形时的温度，可使原子动能增加，原子间的结合力消弱，使塑性提高，变形抗力减小。
2．变形速度 变形速度指单位时间内的变形程度，变形速度低时，金属的回复和再结晶能够充分进行，塑性高、变形抗力小；随变形速度的增大，回复和再结晶不能及时消除冷变形强化，使金属塑性下降，变形抗力增加，锻造性能变差。常用的锻压设备不可能超过临界变形速度。
3．应力状态 采用不同的变形方法，在金属中产生的应力状态是不同的。应力状态对于塑性的影响为：压应力数目越多，塑性越好；拉应力数目越多，塑性越差；应力状态对于变形抗力的影响为：同号应力状态下的变形抗力大于异号状态下的变形抗力。所以，在选择变形方法时，对于塑性高的金属，变形时出现
23
拉应力有利于减少能量消耗；对于塑性低的金属应尽量采用三向压应力以增加塑性，防止裂纹。 6. 钢料加热温度不当时，易产生哪些缺陷**？如何防止？
温度过高时产生过热、过烧、脱碳和严重氧化等缺陷甚至使锻件报废，终锻温度过低，金属的加工硬化严重，变性抗力急剧增加，使加工难于进行，强行锻造，将导致短剑破裂报废。 7. 确定碳钢始锻温度和终锻温度的依据是什么**？ 以合金状态图为依据。
8. 什么叫锻造比**？锻粗与拔长时的锻造比如何计算P72？
锻造比是锻造时变形程度的一种表示方式。通常用变形前后的截面比、长度比或高度比来表示。 锻（镦）粗：拔长：F0H0H，H0为变形前的高度，H为变形后的高度
F，F0为变形前的横截面积，F为变形后的横截面积
9. 什么叫自由锻**？其基本工序有哪些**？P76
只用简单的通用性工具，或在锻造设备的上、下砧间直接使坯料变形而获得所需的几何形状及内部质量的锻件，这种方法称为自由锻。基本工序：拔长、镦粗、冲孔、扩孔、弯曲、切割、扭矩和错移等 10. 常用自由锻设备有哪几种？其工作原理与应用场合有何不同？、 自由锻设备：空气锤、水压机、蒸气－空气锤。 自由锻应用 —— 单件和小批量生产。 11. 什么叫模锻**？与自由锻相比有何优缺点？
模锻——将加热后的坯料放在模膛内受压变形而获得锻件的一种加工方法。 与自由锻相比：
1、 生产率较高，模锻时，金属变形在模膛内进行，故能较快获得所需的形状。 2、 模锻件的尺寸精确，加工余量小； 3、 可以锻造形状比较复杂的锻件；
4、 模锻生产比自由锻消耗的金属材料少，切削加工工作量也少，有利于降低生产成本。 应用：中、小型锻件的成批和大量生产，缺点：1）受模锻设备吨位的限制；2）锻模成本高。 问题：小型锻件的中、小批量生产应采用自由锻还是模锻？或其他方法？
胎模锻 在自由锻设备上使用非固定模具（胎模）生产模锻件的工艺方法。特点：与自由锻相比：生产率高，精度高（余量小），与模锻相比： 成本低（设备、模具）。
12. 锤上模锻时，多模膛模锻的模膛可分为几种？它们的作用是什么？为什么在终锻模膛周围要开设飞边槽？
13. 绘制模锻件图应考虑哪些问题？选择分模面与铸件的分型面有何异同？为什么要考虑模锻斜度和圆角半径？锤上模锻带孔的铸件时，为什么不能锻出通孔？ 14. 什么是胎模锻？与自由锻相比有何优缺点**？
在自由锻设备上使用非固定模具（胎模）生产模锻件的工艺方法
与自由锻相比：①操作简便，生产率高；②锻件表面质量好；③力学性能好。 15. 板料冲压与锻造相比有何异同**？ 同：都利用外力加压使工件变形
异：锻造是将原材料加热到一定温度然后使用工具锻打成型，是在高温的情况下成型, 可以细化制件中的晶粒。
冲压是将原材料用合适的冲压模具冲压成型,在常温下成型，且对厚度有一定要求。 16. 板料冲压有哪些基本工序**？冲压件的材料有什么要求？
冲压基本工序——分离（落料、冲孔、切断等，习惯统称为冲裁）、变形（弯曲、拉深、成型、翻边、收口等、冲压件的形状及尺寸） 对落料件和冲压件的要求
(1)落料件的外形和冲孔件的孔形应简单、对称尽量用圆形、 矩形避免长槽或细长悬臂结构。注意排样，
24
提高利用率。
(2)冲裁件的结构尺寸（如孔径、孔距）必须考虑材料的厚度。
(3)冲裁件上的直线与直线、曲线与直线的交界处，均用圆弧连接。最小园角半径如表。对弯曲件的要求曲件形状应尽量对称，弯曲半径大于最小半径。弯曲边H 〉2δ，可以先弯好后再切去。为防止孔变形，孔的位置L>1.5~2δ3、拉深件的要求：外形简单、对称，深度不宜过大。最小许可半径如，否则增加拉深次数和整形工作。
17. 试分析冲裁间隙对冲裁件质量、冲裁力和模具寿命的影响。如何确定冲裁模具中凸凹模的尺寸？ 18. 用Φ50mm冲孔模具来生产Φ50mm落料件能否保证冲压件的精度**？为什么？ 答：不能。
①落料时以凹模为准计算，凹模刃口的基本尺寸接近落料件的最小极限尺寸，凸模的基本尺寸等于凹模刃口基本尺寸减去一个最小间隙值。
②冲孔时以凸模为准计算，凸模刃口的基本尺寸接近冲孔件的最大极限尺寸，凹模的基本尺寸等于凸模的基本尺寸加一个最小合理间隙值。
19. 试比较圆筒形工件拉伸、翻边时变形特点的不同。 20. 挤压零件生产的特点是什么？
坯料在三向不均匀压应力作用下，从模具的孔口或缝隙挤出，使之横断面积减小、长度增加，成为所需制品的加工方法称为挤压
21. 轧制零件的方法有几种？各有什么特点？ 22. 试述几种主要高能高速成形的特点
高速成型的特点模具简单 零件精度高表面质量好 可提高材料的塑性变形能力 利于采用复合工艺 方法：爆炸成形 电液成形 电磁成形
三、金属连接成型
1. 什么是焊接？焊接方法有哪些？各具有什么特点？
焊接：用加热、加压等工艺措施，使两分离表面产生原子间的结合与扩散作用，从而获得不可拆卸接头的材料成形方法。
1．熔化焊 电弧焊（手工电弧焊、埋弧自动焊、气体保护焊）、电渣焊、电子束焊、激光焊、等离子弧焊等 2．压力焊：电阻焊、摩擦焊、冷压焊、超声波焊、爆炸焊、高频焊、扩散焊等 3．钎焊：软钎焊、硬钎焊
2. 什么是焊接电弧**？其形成特点如何？（P123）
焊接电弧：在焊条末端和工件两极之间的气体介质中，产生强烈而持久的放电现象 焊接电弧的稳定燃烧 — 就是带点粒子产生、运动、复合、产生的动态平衡过程。 3. 焊条的作用是什么**？焊条药皮有何成分功用？（P125）
焊条的作用：焊条芯：焊缝的填充材料 — 填充焊缝 电极传导电流 — 导电 约皮 : 机械保护的作用 冶金的作用 稳定电弧的作用 4. 下列焊条型号或牌号的含义是什么？ E4303；J422；J507。
5. 焊接接头由哪几部分组成**？各部分的组织和性能特点是怎样**？（P126）
25