《压铸工艺及模具设计》复习题李晋.doc

一、单选、填空和判断题：60% 1. 压铸的基本概念和常用的分类方法。答：压铸是将一种熔融状态或半熔融状态的金属浇入压铸机的压室，在高压力的作用下，以极高的速度充填在压铸模（压铸型）的型腔内，并在高压下使熔融或半熔融的金属冷却凝固成型而获得铸件的高效益、高效率的精密铸造方法。2. 压铸的特点与应用范围。答：高压和高速是压铸时液态或半液态金属充填成型过程的两大特点。压铸已广泛应用在国民经济的各行各业中，如兵器、汽车与摩托车、航空航天产品的零部件及电器仪表、无线电通信、电视机、计算机、农业机具、医疗器械、洗衣机、电冰箱、钟表、照相机、建筑装饰以及日用五金等各种产品的零部件的生产方面。3. 压铸的发展历史。答：1822年，威廉姆乔奇制造了一台日产1.2万2万铅字的铸造机，显示压铸工艺方法的生产潜力；1849年斯图吉斯设计并制造成第一台手动活塞式热室压铸机，并在美国获得专利；1855年默根瑟勒印字压铸机，开始生产低熔点的铅、锡合铸字，到19世纪60年代用锌合金压铸零件生产。1904年英国的法兰克林开始用压铸方法生产汽车的连杆轴承，开创压铸零件在汽车工业中的应用的先例1905年多勒成功研制了用于工业生产的压铸机，压铸锌、锡、铜合金铸件。随后瓦格纳设计了鹅颈式气压压铸机，用于生产铝合金铸件。1927年捷克工程师约瑟夫波拉克设计了冷室压铸机，使压铸技术向前推进了一大步。20世纪50年代大型压铸机的发展开始，近10年压铸机开始向自动化智能化方向发展。4. 压铸工艺中最重要的两个参数是什么？何谓压射力和压射压力？何谓压射速度和充填速度？答：压铸压力和压铸速度是压铸工艺中最重要的两个参数。压铸机压射缸内的工作液作用于压射头，使其推动金属液充填模具型腔的力称为压射力。压射压力是指压射过程中，压室内单位面积上金属液所受到的静压力。压射速度是指压铸机压射缸内的压力油推动压射冲头前进的线速度。充填速度是指金属液在压力作用下， 通过内浇口进入型腔的线速度。5. 何谓四级压射和三级压射？典型的金属充填理论有哪几种？其基本内容及发生的条件是什么？答; 四级压射位于P4和P5.三级压射，是指现代压铸机压射机构为实现优质的填充效果所采用的慢压射、快压射、增压三个变压过程。典型的金属充填理论有喷射充填理论，全壁厚充填理论，三阶段充填理论；基本内容及发生的条件是P8和P96. 适合于压铸的合金取决于哪些因素？常用的压铸合金有哪些？其特点如何？答：压铸的合金取决于1 密度小，导电和导热性好。2 强度和硬度高，塑性好。3性能稳定，耐磨和抗腐蚀性好。4熔点低，不易吸气和氧化。5收缩率小，产生热裂、冷裂和变形的倾向小。6流动性好，结晶温度范围小，产生气孔、缩松的倾向小。常用的压铸合金有铝合金，锌合金，镁合金，铜合金。其特点见P147. 压铸时间的构成及其选择。压铸时间有充填、持压、及压铸件在压铸模中停留的时间。1充填时间的长短取决于铸件的的体积大小和复杂程度。对大而简单的铸件，充填时间要相对长些，对复杂和薄壁铸件充填时间要短些。2持压时间的长短取决于铸件的材质和壁厚。对熔点高、结晶温度范围大和厚壁的铸件，持压时间要长些，对结晶温度范围小而壁又薄的铸件，持压时间可短些。若持压时间不足，易造成缩松。但持压时间过长，起不到很大效果，且易造成立式压铸机的切除余料困难。3足够的开模时间可使铸件在模具内便有一定的强度，开模和顶出时不致产生变形或拉裂。若开模时间过短，则在铸件强度还较低时就脱模，铸件易变形，对强度低的合金还可能因为内部气孔的膨胀而产生表面气泡。但开模时间太长，则铸件温度过低，收缩大，对抽芯和顶出铸件的阻力变大，对热脆性大的合金还会引起铸件开裂，同时还会降低压铸的生产率。8. 压铸件的热处理和表面处理要求。答：位于P38和P399. 压铸机的分类、结构及其特点有哪些？各适应于哪些场合？答：压铸机通常按压室的受热条件的不同分为冷压室压铸机和热压室压铸机两大类。冷压室压铸机因压室和模具放置的位置和方向不同分为卧式、立式和全立式三种。热室压铸机的压射机构一般为立式，压室浸在保温坩埚的液态金属中与坩埚联成一体，压射部件装在坩埚上面。立式冷室压铸机的压室和压射机构处于垂直位置，压室中心与模具运动方向垂直。卧式冷室压铸机的压室和压射机构处于水平位置，压室中心线平等于模具运动方向。全式冷室压铸机的压射机构和锁模机构处于垂直位置，模具水平安装在压铸机动、定模模板上，压室中心线平行于模具运动方向。热室压铸机结构简单，操作方便，生产率高，工艺稳定，铸件夹杂少，质量好，一般用于低熔点合金如锌合金，铅合金和锡合金等。冷室压铸机的优点是压力大，能压铸较大的有色金属和黑色金属铸件；缺点是热量损失大，操作较繁琐，生产率不高。10. 压铸生产的三个要素是什么？答：压铸生产的三个要素是压铸模，压铸设备和压铸工艺。11. 压铸模由哪几部分组成？其结构单元有哪些部分？其作用是什么？答：压铸模由定模和动模两个主要部分组成。压铸模通常包括以下结构单元，1成型部分 作用是构成成型零件的空腔 2模架 作用将模具各部分按一定的规律和位置加以组合和固定，并使模具能够安装到压铸机上。3导向材料 作用是准确地引导动模和定模合拢或分离。4顶出机构 作用是将铸件从模具中脱出 5 浇注系统 作用是引导金属液按一定的方向进入铸型的成型部分 6排溢系统 作用是排除压室、浇道和型腔中的气体的通道。 12. 何谓分型面？何谓浇注系统？何谓排溢系统？答：压铸模的定模与动模的接触表面通常称为分型面。浇注系统与成型部分及压室连接，引导金属液按一定的方向进入铸型的成型部分。排溢系统是排除压室、浇道和型腔中的气体的通道。13. 何谓成型零件？其由哪些部分组成？答：压铸模结构中构成型腔以形成压铸件形状的零件称为成型零件。由型芯和镶块组成。14. 压铸模具的冷却方法有哪些？答：压铸模具的冷却方法有风冷和水冷两种15. 什么是抽芯机构？其由哪些部分组成？常用的抽芯机构分类有哪几种？答：模具结构中，阻碍压铸件脱模的成型部分在模动作完成前脱离压铸件的机构称为抽芯机构。抽芯机构由成型元件，运动元件，传动元件，锁紧元件和限位元件组成。常见的抽芯机构分为机械抽芯机构和液压抽芯机构。16. 什么是推出机构？其由哪些部分组成？推杆推出机构的设计重点是什么？答：压铸件在模具型腔内形成后，随即开模取出压铸件，但在取出之前，还必须将铸件从模具型腔中脱出，用来完成这一工序的机构称为推出机构。推出机构由推出元件，复位元件，限位元件，导向元件和结构元件组成。推杆推出机构的设计重点是设计推杆的结构和大小。17. 压铸模的常用材料有哪些？最有代表性的新钢种是什么？答：压铸模的常用材料有T8A,T10A,45,Q235,3Cr2W8V, 4Cr5MoV1Si.，最有代表性的新钢种是4Cr5MoV1Si.18. 怎样选择压铸模的CAD/CAE/CAM软件？答：P192二、名词解释：15%1. 压力铸造简称压铸是一种将熔融状态或半熔融状态的金属浇入压铸机的压室，在高压力的作用下，以极高的速度充填压铸模的型腔内，并在高压下使熔融或半熔融的金属冷却凝固成型而获得铸件的高效益、高效率的精密铸造方法。2. 压铸压力是压铸工艺中的主要参数之一。压铸过程中的压力是由泵产生的，泵借蓄压器通过工作液体传递给压射活塞，然后由压射活塞经压射冲头施加于压室内的金属上3. 压射速度是指压铸机压射缸内的压力油推动压射冲头前进的线速度。4. 真空压铸是通过在压铸过程中抽除压铸模具型腔内的气体而消除或显著减少压铸件内的气孔和溶解气体，从而提高压铸件力学性能和表面质量的先进压铸工艺。5. 嵌铸把金属或非金属的零件先嵌在压铸模内，再与压铸件铸合在一起，以满足不同条件下使用的要求，又可弥补因铸件结构工艺性差而带来的缺点以解决特殊技术要求零件的压铸问题。6. 压铸涂料压铸过程中，使压铸模易磨损部位在高温下具有润滑性能，并减少活动件阻力和防止粘模所用的润滑材料和稀释剂的混合物7. 胀型力在压铸过程中，金属液以极高的速度充填压铸模型腔，在充满压铸模型腔的瞬间以及增压阶段，金属液受到很大的压力，此力作用到压铸模型腔的各个方向，力图使压铸模沿分模面胀开，故称为胀型力8. 模架固定和设置成型零件镶块，浇道镶块、浇口套、抽芯机构及导向零件等的基体9. 抽芯机构使阻碍压铸件脱模的成型部位在开模动作完成前脱离压铸件的机构10. 压铸模CAD利用计算机技术完成压铸工艺和压铸模设计过程中的信息检索、方案构思、分析、计算、工程绘图和文件编制等工作。三、简答题：15%1. 压铸模分型面的选择原则有哪些？答：1.开模时，能保持铸件随动模移动方向脱出定模，使铸件保留在动模内，为便于从动模内取出铸件，分型面应取在铸件的最大截面上。2。有利于浇注系统和排溢系统的合理布置。3.为保证铸件的尺寸精度，应使加工尺寸精度要求高的部分尽可以位于同一半压铸模内。4.使压铸模的结构简化并有利于加工。5.其他：如考虑铸造合金的性能、避免压铸机承受临界负荷。2. 设计嵌铸件时应考虑哪些主要的技术条件？答：嵌件在铸件上必须牢固，其嵌入部位应设计花纹以增强两者结合2.嵌件应有一定厚度的金属层，以提高铸件与嵌件的包紧力并防止金属层裂纹3.嵌件包紧部分不允许有尖角，以免铸件开裂4.带嵌件的压铸件最好不要表面处理，以免俩金属变相不同而产生体积变化不同导致镶件松动、腐蚀5.嵌件在压铸前最好镀以防蚀性保护层，以防两者产生电化学反应6嵌件应使压铸生产时放置方便3. 压铸模设计的步骤有哪些？答：1.依产品使用的材料种类、形状、结构、精度等各项技术指标进行工艺分析制定工艺规程2.确定型腔数量、铸件在模具里的放置位置，进行分型面、浇注系统和排溢系统的设计3.确定镶块与型芯的镶拼形式和固定方法，进行成型零件的设计4.确定抽芯距和抽芯力，进行抽芯机构的设计，确定推出元件的位置，进行推出机构设计6.选择压铸机进行模架、加热和冷却系统的设计7.校核模具与压铸机相关尺寸绘模具总装图及零件图8.编制技术文件。4. 分流锥的作用是什么？如何选用？答：起分流金属液和带出直浇道的作用；调整直浇道的截面积，以改变金属液的流向，减少合金溶液的消耗量. 选用：单一型腔的侧向分流选用偏心圆锥形分流锥，他是有助于将熔融合金导致一个方向（转90）；为了有助于将直浇道从浇道口内拉出，分流锥在圆锥面上设置凹槽的分流锥。这种分流锥可以增大合金冷凝收缩的包紧力，但这种不利于合金流动要慎用；分流锥有一中心设有推杆的分流锥，其导向效果好，并通过中间推杆，平稳的推出直浇道，同时推杆与分流锥之间的间隙可以很好的排气；分流锥的一尾部呈螺钉式的圆锥形分流锥，其导向效果好，方便维修和拆卸，同时能使金属溶液冷凝收缩增大抱紧力，有助于直浇道出模，结构紧凑，易实现标准化。5. 斜滑块抽芯机构的设计要点是什么？答： 1.通过合模后的锁紧力压紧滑块产生一定的预压力，使斜滑块之间的密封性增强，防止飞边；2.在多块斜滑块的抽芯机构中推出需要同步，以防铸件因受力不均而产生变形，影响精度3.内斜滑块的端面应低于型芯的端面（=0.050.10mm），铸件不能有台阶，会阻碍内滑块的活动4.要选取合理的配合间隙5.抽芯距较长或推出力较大的滑块摩擦较大要选较高的硬度和低的表面粗糙度6.斜滑块应设置限位螺钉以控制滑块推出距离7.斜滑块的分型面上尽量不要设置浇筑系统，以防止金属进入套板和滑块的配合间隙8.带有深腔的铸件，采用滑块抽芯时需计算开模后能取出铸件的行程。6. 典型的三维压铸模CAD系统主要包括哪些模块？答： 压铸件工艺参数计算 实现工艺参数如体积、质（重）量、投影面积、浇注温度、模温等的计算或选择。 压铸机参数选择 完成压铸机参数（如压射压力、压射速度、锁模力等）