第2章 金属材料成形

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1、第二章习题参考答案2-1零件、铸件和模样三者在形状和尺寸上有哪些区别？答:在尺寸方面：零件尺寸最小，铸件上有加工余量，尺寸比零件大，模样上除了要加加工余量外，还需加上液态金属的收缩率，故尺寸最大。在形状方面：铸件与零件相比，铸件在垂直于分型面的壁上有起模斜度，且有些小孔、小槽不铸出。模样与铸件相比，在需铸出的孔处，并无孔，且需加上型芯头。2-2确定图2-63所示零件的浇注位置、分型面和手工造型方法，并画出铸造工艺图。图2-63支承台解:铸造工艺图如下图所示。在零件的铸造工艺图上，分型面在图中横向的中心线上，已标在图上。手工造型时应采用两箱造型法。说明：

2、零件图中的8个小孔不铸出，垂直于分型面的铸件表面应加上起模斜度。2-3比较各种铸造方法的特点。答：各种铸造方法的特点见下表。铸造类别砂型铸造金属型铸造压力铸造熔模铸造离心铸造适用合金不限制以有色合金为主用于有色合金以碳钢和合金钢为主多用于黑色金属和铜合金铸件大小及重量不限制中小件一般中小件一般<25kg中小件尺寸精度（CT）9644铸件最小壁厚/mm灰铸铁件3，铸钢件5，有色合金3铝合金2~3，铸铁>4，铸钢>5铜合金<2，其它0.5~1，孔φ0.7通常0.7，孔φ1.5~2.0最小内孔为φ7表面粗糙度/µm粗糙12.5~6.33.2~0.812.5~

3、1.6尺寸公差/mm100±1.0100±0.4100±0.3100±0.3金属利用率/%7070959070~90铸件内部质量结晶粗结晶细结晶细结晶粗结晶细生产率（适当机械化、自动化）可达240型/小时中等高中等高2-4下列铸件在大批量生产时最适宜采用哪种铸造方法？铝合金活塞、车床床身、齿轮铣刀、铸铁水管、照相机机身答：铝合金活塞：金属型铸造车床床身：砂型铸造齿轮铣刀：熔模铸造铸铁水管：离心铸造照相机机身：压力铸造。2-5某种纯铜管是由坯料经冷拔而成。请回答以下问题：（1）铜管的力学性能与坯料有何不同？（2）在把铜管通过冷弯制成输油管的过程中，铜墙铁

4、壁管常有开裂，原因是什么？（3）为了避免开裂，铜墙铁壁管在冷弯前应进行何种热处理？（4）热处理前后铜管的组织和性能发生了哪些变化？解：（1）铜管的强度、硬度比坯料高，塑性、韧性比坯料低。（2）铜管塑性本已较低，冷弯则需铜管再产生较大的塑性变形，当冷弯时的塑性变形量大于材料的塑性，则铜管就会开裂。（3）铜管在冷弯前应进行再结晶退火，以消除铜管中的加工硬化，恢复其塑性。（4）热处理前，铜管的组织为变形组织：变形晶粒或冷加工纤维组织，力学性能为强度、硬度较高，塑性、韧性较低。热处理后，其组织为正常组织：等轴晶粒，力学性能则为强度、硬度较低，塑性、韧性较高。2

5、-6铅的熔点为327℃，请问：（1）在室温下弯折铅板是属于冷加工还是热加工？（2）铅板在室温下弯折为什么会越弯越硬？（3）上述铅板在室温下停止弯折一段时间后又会重新变软，为什么？解：（1）铅的再结晶温度为：T再≈0.4×(327+273)-273=-33℃<室温，可见铅的再结晶温度为-33℃,根据冷热加工的定义，即使它在室温下的塑性变形仍属于热加工变形，所以在室温下弯折铅板是热加工。（3）其温度超过其再结晶温度，当停止弯折放置一段时间后，由于再结晶后。（2）金属在进行热加工时，内部存在着加工硬化和再结晶这两个过程，当加工硬化的速度超过再结晶软化的速度时

6、，金属的硬度就会越来越高。铅板在室温下的弯折就属于这种情况。（3）由于铅板在室温下的弯折属于热加工，铅板在室温下停止弯折后，加工硬化过程不再进行，但再结晶软化过程并没有停止，经过一段时间后，再结晶就能把原先累积起来的加工硬化完全消除，会使其强度和硬度降低而产生软化现象，所以铅板就重新变软。2-7为什么金属晶粒越细，金属的力学性能越好？试根据金属塑性变形的理论加以说明。解：金属的晶粒越细，每个晶粒周围的具有不同位向的晶粒和晶界数量就越多，当一个晶粒产生塑性变形时，就会受到这些晶粒和晶界的阻碍，因而阻碍就越大，即金属的变形抗力就越大，也就是金属的强度、硬度

7、越高。金属晶粒越细，金属塑性变形时参与变形的晶粒数越多，使得每个晶粒需产生的变形量越小，这样不但使金属的变形更均匀，变形的能力也更大，即金属的塑性越好。金属的强度越高，塑性越大，使得金属受到冲击时，裂纹越不易产生和扩展，这就表明金属抵抗冲击载荷的能力越高，即金属的韧性越好。2-8画出图2-64所示零件的自由锻件图，并确定自由锻基本工序。图2-64齿轮解：零件的自由锻件图如下图所示。坯料采用圆棒料时，其自由锻基本工序为完全镦粗、局部镦粗、冲孔和扩孔。2-9要制造底部中心有一圆孔的杯形件，应进行哪些冲压基本工序？答：落料、拉深、冲孔。如采用冲孔、落料、拉深

8、也可以做，但孔的形状和位置会受到影响。2-10用三块1m×1m的钢板制造一根3m长的圆管。说明