机械制造基础第五章习题答案.pdf

思考题与习题

1．何谓铸造？铸造生产的特点及其存在的主要问题是什么？试用框图表示砂型铸造的

工艺过程。

答：把熔化的金属液浇注到具有和零件形状相适应的铸型空腔中，待其凝固、冷却后获

得毛坯（或零件）的方法称为铸造。

优点：

1)能制造各种尺寸和形状复杂的铸件，特别是内腔复杂的铸件。如各种箱体、床身、机

架等零件的毛坯。铸件的轮廓尺寸可小至几毫米，大至几十米；质量从几克至数百吨。可以

说，铸造不受零件大小、形状和结构复杂程度的限制。

2)常用的金属材料均可用铸造方法制成铸件，有些材料（如铸铁、青铜）只能用铸造方

法来制造零件。

3)铸造所用的原材料来源广泛，价格低廉，并可回收利用，铸造生产工艺设备费用小，

因此铸件生产成本低。

4)铸件与零件的形状、尺寸很接近，因而铸件的加工余量小，可以节约金属材料，减少

切削加工费用。

5)铸造既可用于单件生产，也可用于批量生产，适应性广。

但是，铸造生产工艺过程复杂，工序较多，常因铸型材料、模具、铸造合金、合金的熔

炼与浇注等工艺过程难以综合控制，而出现缩孔、缩松、砂眼、冷隔、裂纹等铸造缺陷，因

此铸件质量不够稳定，废品率较高；铸件内部组织粗大、不均匀，使其力学性能不及同类材

料的锻件高，因此铸件多用于受力不大的零件。此外，目前铸造生产还存在劳动强度大、劳

动条件差等问题。

砂型铸造的工艺过程：

2．比较下列名词：（1）模样与铸型；（2）铸件与零件；（3）浇注位置与浇道位置；（4）

分型面与分模面。

答：

（1）模样是用来形成铸型型腔的工艺装备，按组合形式，可分为整体模和分开模。

铸型包括将熔化的金属倒入铸模，铸模的型腔提供了最终有用的形状，之后仅需根据具

体应用进行加工和焊接。

（2）把熔化的金属液浇注到具有和零件形状相适应的铸型空腔中，待其凝固、冷却后获

得毛坯（或零件）的方法称为铸造。所得到的金属零件或零件毛坯，称为铸件。铸件通常作

为毛坯，经过机械加工制成零件。但是，随着铸造生产过程不断地完善以及新工艺、新技术

不断被采用，铸件的精度及表面质量得到提高，使少余量和无余量铸造新工艺得到迅速发展，

精密铸件可直接作为零件。

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（3）浇注位置是指浇注时铸件在型内所处的状态和位置。确定浇注位置是铸造工艺设计

中重要的一环，关系到铸件的内在质量、铸件的尺寸精度及造型工艺过程的难易，因此，往

往须制定出几种方案加以分析、对比，择优选用。

浇道的位置及浇道的种类决定金属液在型腔中的流动方向和路径。

（4）制造铸型时，为方便取出模样，将铸型做成几部分，其结合面称为分型面。选择时

尽量做到既保证铸件质量，又简化操作工艺。

分模面是指分开模具取出产品和浇注系统凝料的可分离的接触表面。一副模具根据需要

可能有一个或两个以上的分模面，分模面可以是垂直于合模方向，也可以与合模方向平行或

倾斜。

3．造型材料的性能要求主要有哪些？说出与型砂的性能有关的四种以上铸造缺陷。

答：造型材料应具备以下性能：

(1)良好的可塑性造型材料在外力作用下容易获得清晰的型腔轮廓，外力去除后仍能保

持其形状的性能称为可塑性。砂子本身几乎是没有塑性的，粘土却有良好的塑性，所以型砂

中粘土的含量越多，塑性越高；一般含水（质量分数）8%时塑性较好。

(2)足够的强度砂型承受外力作用而不易破坏的性能称为强度。铸型必须具有足够的强

度，以便在修整、搬运及液体金属浇注时受冲力和压力作用而不致变形毁坏。型砂强度不足

会造成塌箱、冲砂和砂眼等缺陷。

(3)良好的透气性型砂由于内部砂粒之间存在空隙能够通过气体的能力，称为透气性。

当高温液体金属注入铸型后，会产生气体；砂型和型芯中也会产生大量气体。透气性差，部

分气体留在铸件内部不能排出，于是造成气孔等缺陷。

(4)高的耐火度在高温液体金属作用下，型砂、芯砂不软化、不烧结的性能，称为耐火

度。型砂耐火度不足会造成铸件粘砂，给切削加工带来困难。粘砂严重而难以清理的铸件可

能成为废品。

(5)良好的退让性铸件凝固后，冷却收缩时砂型和型芯的体积可以被压缩的性能，称为

退让性。退让性差，阻碍金属收缩，使铸件产生内应力，甚至造成裂纹等缺陷。为了提高退

让性，可在型砂