2025年材料成型设备试题及答案

2025年材料成型设备试题及答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.下列铸造设备中，适用于生产薄壁复杂铝合金铸件的是（）A.砂型铸造机B.金属型铸造机C.压力铸造机D.离心铸造机答案：C2.螺旋压力机的传动系统中，实现能量转换的核心部件是（）A.飞轮B.螺杆C.螺母D.滑块答案：A3.电阻焊设备中，焊接电流通过工件接触面产生电阻热的焊接方式是（）A.点焊B.缝焊C.对焊D.凸焊答案：A4.注塑机的合模系统中，采用双曲肘连杆机构的主要目的是（）A.提高合模速度B.增大锁模力C.简化结构D.降低能耗答案：B5.锻压设备的公称压力是指（）A.滑块在任意位置时的最大压力B.滑块到达下死点前某一特定位置时的最大压力C.设备电机的额定输出压力D.液压系统的最高工作压力答案：B6.离心铸造机工作时，金属液填充铸型的主要驱动力是（）A.重力B.离心力C.压力D.真空吸力答案：B7.下列不属于粉末冶金成型设备的是（）A.冷等静压机B.热压烧结炉C.注塑成型机D.模锻压力机答案：D8.电弧焊设备中，逆变式焊机相比传统工频焊机的主要优势是（）A.输出电流更稳定B.体积小、效率高C.适用材料更广D.操作更简单答案：B9.板料冲压设备中，用于加工深拉深件的压力机通常需要（）A.大公称压力B.高行程次数C.可变滑块速度D.高精度导轨答案：C10.压铸机的压射系统中，慢压射阶段的主要作用是（）A.排除型腔气体B.填充浇道C.建立最终压力D.防止金属液飞溅答案：D11.锻造设备中，空气锤的动力来源是（）A.电机驱动的压缩空气B.液压油压力C.飞轮惯性力D.蒸汽压力答案：A12.下列关于挤出机螺杆结构的描述，错误的是（）A.加料段螺槽较深B.压缩段螺槽逐渐变浅C.均化段螺槽最浅D.长径比越小塑化效果越好答案：D13.激光焊接设备中，影响焊缝质量的关键参数不包括（）A.激光功率B.焊接速度C.保护气体流量D.设备重量答案：D14.液压机与机械压力机相比，最大的特点是（）A.行程固定B.压力可调范围大C.生产率高D.结构简单答案：B15.金属型铸造机的金属型通常采用（）材料制造A.灰铸铁B.铝合金C.工具钢D.铜合金答案：C二、填空题（每空1分，共20分）1.压铸机的锁模力计算公式为________，其中参数P表示________，A表示________。答案：F=P×A；压射比压；铸件投影面积2.注塑机的注射系统主要由________、________、________和计量装置组成。答案：螺杆（或柱塞）；料筒；喷嘴3.螺旋压力机的打击能量主要取决于________的转动惯量和________。答案：飞轮；飞轮的转速差4.电弧焊设备的空载电压是指________时的端电压，一般为________V。答案：焊机不工作（或焊接回路断开）；50-905.离心铸造机按旋转轴方向可分为________、________和倾斜式三种。答案：立式；卧式6.锻压设备的闭合高度是指________时滑块下表面到工作台上表面的距离，装模高度是指________时的对应距离。答案：滑块在下死点；模具安装后7.粉末冶金成型中，冷压成型设备的主要参数包括________、________和________。答案：最大成型压力；工作台尺寸；行程8.电阻焊设备的焊接三要素是________、________和________。答案：焊接电流；通电时间；电极压力三、简答题（每题6分，共30分）1.简述热模锻压力机的工作原理及主要特点。答案：热模锻压力机通过曲柄连杆机构将电机的旋转运动转换为滑块的往复直线运动，利用固定模具对热态金属坯料施加压力使其成型。主要特点：行程固定且速度可调，精度高；刚性好，模具寿命长；生产率高；但设备投资大，适用于大批量精密锻件生产。2.分析注塑机注射系统压力不足的可能原因。答案：可能原因包括：①液压泵磨损或效率下降，输出流量不足；②溢流阀设定压力过低或故障，导致压力泄漏；③注射油缸密封件老化，内部泄漏；④料筒温度过高，熔体粘度降低，所需注射压力减小（但实际表现为压力不足）；⑤螺杆或柱塞磨损，与料筒间隙过大，熔体回流严重。3.比较立式压铸机与卧式压铸机的结构差异及适用场景。答案：结构差异：立式压铸机的压射系统垂直布置，压室在模具下方；卧式压铸机的压射系统水平布置，压室在模具侧面。适用场景：立式压铸机便于排除型腔气体，适合生产带中心孔的铸件（如齿轮坯），但生产率较低；卧式压铸机结构紧凑，操作方便，适合生产大、中型薄壁铸件，应用更广泛。4.说明电弧焊机中“外特性”的含义及其对焊接过程的影响。答案：外特性指焊机输出电压与输出电流的关系曲线。焊接时需采用下降外特性：当电弧长度变化（如短路）时，电流变化小，保持电弧稳定；短路时电流不会过大，保护设备；正常焊接时电压随电流增大而降低，确保熔滴过渡稳定，减少飞溅。5.简述挤压成型设备中，螺杆长径比（L/D）对塑料加工的影响。答案：长径比增大可增加物料在料筒内的停留时间，提高塑化均匀性和混合效果；但过长会导致物料过热分解，能耗增加，设备成本上升。短长径比（如L/D=15-20）适用于易塑化材料（如PE）；长径比（如L/D=25-30）适用于难塑化材料（如PC、PVC）。四、分析题（每题10分，共20分）1.某企业采用金属型铸造生产铝合金发动机缸体，铸件表面出现冷隔缺陷（金属液未完全融合的缝隙），试从设备角度分析可能原因及改进措施。答案：设备角度可能原因：①金属型预热温度不足，导致金属液冷却过快；②浇注设备（如浇包）容量小，浇注速度慢，金属液在型内流动中断；③金属型排气系统设计不合理（如排气槽堵塞），气体阻碍金属液填充；④铸造机的合模力不足，分型面间隙漏液，导致局部填充不完整。改进措施：①提高金属型预热温度至200-300℃（根据合金调整）；②更换大容量浇包，缩短浇注时间；③清理或重新设计排气槽（深度0.1-0.3mm，宽度5-10mm）；④检查铸造机锁模系统，确保合模力≥铸件投影面积×金属液静压力（一般取安全系数1.2-1.5）。2.比较机械压力机与液压机在汽车覆盖件冲压生产中的适用性，需结合设备特性与覆盖件成型要求分析。答案：汽车覆盖件（如车门、引擎盖）要求表面质量高、尺寸精度好、变形均匀，成型过程需控制压边力、拉深速度等参数。机械压力机：通过曲柄连杆传动，滑块行程固定，速度不可调（或部分机型可调），公称压力在接近下死点时最大。优点是生产率高（行程次数可达60-120次/分钟），适合大批量生产；缺点是压边力控制精度低（依赖弹簧或气垫），拉深速度固定，易导致局部减薄甚至开裂。液压机：通过液压油传递压力，滑块速度和压力可无级调节，压边力控制精度高（±5%以内），能实现“慢-快-慢”的拉深速度曲线，减少材料流动阻力。缺点是行程次数低（10-30次/分钟），生产率较低。结论：小批量、高精度覆盖件（如概念车试制）优先选用液压机；大批量标准化覆盖件（如主流车型车门）更适合机械压力机（配备数控液压垫提升压边力控制）。五、计算题（每题10分，共20分）1.某卧式冷室压铸机用于生产铝合金变速箱壳体，铸件投影面积（包括浇道）A=800cm²，合金密度ρ=2.7g/cm³，压射比压p=40MPa，增压比压p’=80MPa，模具分型面间隙允许最大泄漏压力为5MPa。试计算：（1）所需锁模力F；（2）若设备公称锁模力为6300kN，是否满足要求？解：（1）锁模力计算公式F≥(p+p_leak)×A×10⁻²（单位转换：1MPa=1N/mm²=10N/cm²）p_leak=5MPa=50N/cm²，p=40MPa=400N/cm²F≥(400+50)×800=450×800=360000N=3600kN（2）设备公称锁模力6300kN＞3600kN，满足要求。2.某螺旋压力机飞轮直径D=1.2m，厚度h=0.3m，材料密度ρ=7.8×10³kg/m³，飞轮转速由n1=200r/min降至n2=150r/min时完成打击。求：（1）飞轮转动惯量J；（2）打击能量E（忽略轴承摩擦）。解：（1）飞轮可视为实心圆盘，转动惯量J=½mR²，m=ρ×V=ρ×πR²hR=D/2=0.6m，V=π×0.6²×0.3≈0.339m³m=7.8×10³×0.339≈2644.2kgJ=½×26