锻造工技能鉴定考核试题库及答案

锻造工技能鉴定考核试题库及答案一、选择题（每题2分，共40分）（一）单项选择题（每题只有一个正确答案）1.在锻造生产中，将金属坯料加热到始锻温度以上，以获得良好塑性的主要目的是（）。A.提高金属的强度B.降低变形抗力，提高塑性C.改变金属的化学成分D.消除加工硬化答案：B2.下列金属材料中，锻造温度范围最宽的是（）。A.高速钢B.工业纯铁C.高碳钢D.铝合金答案：B3.确定金属锻造温度范围的主要依据是（）。A.相图与塑性图B.强度与硬度C.导热性与密度D.弹性模量与泊松比答案：A4.自由锻造中，使坯料横截面积减小、长度增加的工序称为（）。A.镦粗B.拔长C.冲孔D.弯曲答案：B5.对于大型锻件，为消除铸态组织、细化晶粒，常采用的锻造方法是（）。A.自由锻B.模锻C.胎模锻D.特种锻造答案：A6.锻件冷却时，产生表面裂纹的主要原因是（）。A.冷却速度过快B.终锻温度过低C.加热温度过高D.变形不均匀答案：A7.下列缺陷中，属于加热缺陷的是（）。A.折叠B.裂纹C.过热D.错差答案：C8.空气锤的吨位通常是指（）。A.锤头的重量B.落下部分的重量C.整机的重量D.打击能量答案：B9.在模锻中，用于容纳坯料并最终形成锻件形状的模膛称为（）。A.制坯模膛B.预锻模膛C.终锻模膛D.切断模膛答案：C10.计算圆棒料拔长时的锻造比，其公式为（）。A.拔长前横截面积/拔长后横截面积B.拔长后长度/拔长前长度C.拔长后横截面积/拔长前横截面积D.拔长前长度/拔长后长度答案：A（二）多项选择题（每题有两个或两个以上正确答案，多选、少选、错选均不得分）11.锻造生产前，对原材料进行检验的主要项目包括（）。A.化学成分B.表面质量C.内部组织D.外形尺寸答案：A、B、D12.下列加热缺陷中，可以通过后续热处理予以消除或减轻的是（）。A.氧化B.脱碳C.过热D.过烧答案：B、C13.自由锻基本工序中，属于辅助工序的是（）。A.压肩B.倒棱C.切割D.扭转答案：A、B14.模锻件上设置飞边槽的主要作用是（）。A.容纳多余金属B.增大金属流出模膛的阻力，促使金属充满模膛C.缓冲锤击，保护模具D.便于锻后切边答案：A、B15.影响锻件尺寸精度的主要因素有（）。A.模具的制造精度与磨损B.锻压设备的刚度与精度C.坯料体积的波动D.操作工人的技术水平答案：A、B、C、D二、填空题（每空1分，共20分）1.锻造是利用金属的__________，通过外力作用使其产生塑性变形，以获得所需形状、尺寸和性能的加工方法。答案：塑性2.金属的锻造温度范围是指从__________温度到__________温度之间的温度区间。答案：始锻；终锻3.钢在加热过程中，当温度超过其临界点Ac1时，其组织开始由__________向__________转变。答案：珠光体；奥氏体4.常见的锻后冷却方式有__________、__________、__________和炉冷等。答案：空冷；坑冷（砂冷）；灰冷5.自由锻设备主要有__________、__________和__________三大类。答案：空气锤；蒸汽-空气锤；水压机6.锻造比是衡量锻造变形程度的重要指标。拔长时的锻造比Y=__________；镦粗时的锻造比Y=__________。答案：F0/F（或H/h）；H0/H（或F/F0）（注：F0、H0为变形前截面积、高度；F、H为变形后截面积、高度）7.胎模锻是介于__________和__________之间的一种锻造方法。答案：自由锻；模锻8.锻模的失效形式主要有__________、__________和__________。答案：磨损；热疲劳裂纹（龟裂）；塑性变形9.锻件图上，用__________线表示锻件轮廓，用__________线表示零件轮廓。答案：粗实；双点划（或细实）10.锻件质量检验的主要内容通常包括__________检验、__________检验和__________检验。答案：外观尺寸；内部组织与性能；化学成分三、判断题（每题1分，共10分。正确的打“√”，错误的打“×”）1.所有金属材料都可以通过锻造进行加工。（）答案：×（塑性差的金属难以锻造）2.金属的始锻温度主要受过热和过烧的限制，必须控制在固相线以下。（）答案：√3.锻造时，金属沿阻力最小的方向流动，这是一条基本规律。（）答案：√4.镦粗时，坯料的高径比（H0/D0）越大越好，可以有效防止纵向弯曲。（）答案：×（高径比过大易产生纵向弯曲，一般控制在2.5-3.0以下）5.冲孔时，坯料的加热温度应尽可能高，以保证顺利冲穿。（）答案：×（温度过高可能导致冲头粘钢或坯料变形严重，通常在终锻温度以上进行）6.模锻件的分模面选择应保证锻件能从模膛中顺利取出。（）答案：√7.锻件的纤维组织（流线）可以通过热处理消除。（）答案：×（纤维组织是变形过程中杂质、化合物等沿变形方向分布形成的，热处理无法消除）8.锻件热处理的主要目的是消除内应力、细化晶粒、调整硬度，为后续切削加工做准备。（）答案：√9.水压机锻造时，其特点是静压力作用，变形速度慢，有利于金属的充分再结晶。（）答案：√10.锻造工艺卡片是指导锻工进行生产操作的基本技术文件。（）答案：√四、简答题（每题5分，共30分）1.简述金属锻造性能的主要影响因素。答案：金属的锻造性能主要取决于金属的本质和加工条件。（1）金属本质方面：①化学成分：纯金属一般优于合金，合金元素含量越高、种类越多，锻造性能通常越差。②组织结构：单相组织优于多相组织，细晶组织通常优于粗晶组织。（2）加工条件方面：①变形温度：提高温度可显著改善塑性、降低变形抗力。②变形速度：对于再结晶速度快的金属，提高速度影响不大；对于再结晶速度慢的金属，高速变形可能导致热效应显著，甚至降低塑性。③应力状态：三向压应力状态有利于提高金属的塑性，但会增大变形抗力；拉应力状态则容易导致开裂。2.什么是过热和过烧？它们的危害是什么？答案：（1）过热：金属加热温度过高或在高温下停留时间过长，引起奥氏体晶粒显著粗化的现象。危害：导致锻件力学性能下降，特别是冲击韧性降低。（2）过烧：金属加热到接近熔点的过高温度，导致晶界氧化或熔化的现象。危害：使金属完全失去塑性，一锻即碎，是无法挽救的缺陷。3.绘制简图并说明自由锻拔长时，常用的翻转方法及其适用场合。答案：（1）反复90°翻转：每锻打一面后，将坯料绕轴线翻转90°再锻打相邻面。适用于一般钢料的拔长。（2）螺旋式翻转：每锻打一面后，将坯料绕轴线翻转一个角度（如90°），并沿轴线送进。适用于锻造台阶轴或要求变形均匀的场合。（图略，需描述翻转方向与送进关系）4.简述模锻工艺过程主要包括哪些步骤。答案：模锻工艺过程主要包括：（1）下料：获得所需尺寸和重量的坯料。（2）加热：将坯料加热到锻造温度。（3）模锻：在锻模模膛内进行制坯、预锻、终锻等，形成带飞边的锻件。（4）切边冲孔：在压力机上切除飞边和冲掉连皮。（5）校正：对切边后可能变形的锻件进行整形。（6）热处理：消除内应力，改善组织性能。（7）清理：去除氧化皮等表面缺陷。（8）检验。5.什么是锻模的预锻模膛？设置预锻模膛的目的是什么？答案：预锻模膛是设置在终锻模膛之前的模膛，其形状接近终锻模膛，但模锻斜度和圆角半径较大，一般不设飞边槽。设置目的：①合理分配金属，使金属易于充满终锻模膛的各个部位，尤其对于形状复杂的锻件。②减少终锻模膛的磨损，提高终锻模膛寿命。③有助于获得尺寸精确、表面光洁的终锻件。6.列举五种常见的自由锻件或模锻件缺陷，并简述其产生原因（至少两种）。答案：（1）裂纹：加热不当（如过烧）、锻造温度过低、冷却过快、锻造操作不当（如锤击过猛）等。（2）折叠：拔长时送进量太小、压下量太大；砧子圆角半径过小；预锻模膛设计不当等。（3）错差：模锻时上、下模未对准；导轨间隙过大；设备精度差等。（4）充不满：坯料体积或尺寸不足；锻造温度过低；设备吨位不够；飞边槽阻力过小或模膛排气不畅等。（5）尺寸不足：终锻温度过高，冷却收缩量计算不准；模具设计或制造尺寸错误；设备吨位不足导致欠压等。五、计算题（每题10分，共20分）1.现有一圆柱形碳钢坯料，直径D0=150mm，高度H0=200mm。在自由锻锤上将其镦粗至高度H=80mm。假设锻造过程中无任何损失。（1）计算镦粗后的直径D（单位：mm，保留整数）。（2）计算此次镦粗工序的锻造比。（3）判断此镦粗过程是否容易产生纵向弯曲，并说明理由。答案：（1）根据体积不变原理：V0=Vπ(D0/2)²H0=π(D/2)²Hπ(D0/2)²H0=π(D/2)²H(150/2)²200=(D/2)²80(150/2)²200=(D/2)²801125000=20D²1125000=20D²D²=56250D≈237mm（2）镦粗锻造比Y=H0/H=200/80=2.5（3）镦粗前坯料的高径比：H0/D0=200/150≈1.33由于1.33<2.5，在合理的范围内（通常高径比应≤2.5~3），且锻造比为2.5，变形程度适中。因此，在正常操作（如坯料端面平整、加热均匀、锤击对中）条件下，不易产生纵向弯曲。2.某模锻车间生产一齿轮锻件，其零件基本尺寸为外径Φ200mm，内孔Φ50mm，厚度30mm。经计算，锻件体积（含飞边、连皮）为1.85dm³。已知该材料密度为7.85g/cm³，烧损率按3%计算。（1）计算所需坯料的质量（单位：kg，保留两位小数）。（2）若采用轧制圆钢下料，其规格为Φ80mm，计算下料长度（单位：mm，保留整数）。答案：（1）锻件质量m锻件=ρV锻件=7.85g/cm³1.851000cm³=14522.5g=14.52kg（1）锻件质量m锻件=ρV锻件=7.85g/cm³1.851000cm³=14522.5g=14.52kg考虑烧损，坯料质量m坯=m锻件/(1烧损率)=14.52kg/(10.03)=14.52kg/0.97≈14.97kg（2）圆钢截面积A=π(d/2)²=3.1416(80/2)²=3.14161600≈5026.55mm²（2）圆钢截面积A=π(d/2)²=3.1416(80/2)²=3.14161600≈5026.55mm²坯料体积V坯=m坯/ρ=(14.971000g)/(7.85g/cm³)≈1907cm³=1907000mm³坯料体积V坯=m坯/ρ=(14.971000g)/(7.85g/cm³)≈1907cm³=1907000mm³下料长度L=V坯/A=1907000mm³/5026.55mm²≈379mm六、综合应用题（每题15分，共30分）1.下图（图略，需描述）为一阶梯轴零件简图，最大台阶直径Φ120mm，最小台阶直径Φ60mm，总长300mm。现计划在1吨自由锻锤上采用自由锻方法锻造该零件的毛坯。（1）请制定合理的自由锻基本工序顺序（用工序名称表示）。（2）针对最主要的变形工序，简述其操作要点及注意事项。（3）该锻件锻后可能采用何种冷却方式？为什么？答案：（1）基本工序顺序为：压肩（或切肩）→拔长（分段拔长）→修整（或摔圆、平整）。（2）最主要的变形工序是拔长。操作要点及注意事项：①拔长前需在相应位置进行压肩，以形成台阶的初步界限。②拔长时应遵循“方→扁→方”或“圆→椭圆→圆”的规则，避免产生棱角导致折叠或裂纹。③控制每次的送进量L与单边压下量h（或坯料高度H），一般L/H（或L/B）应在0.5~0.8范围内，避免因送进量过大导致中心产生横向裂纹，或过小导致表面折叠。④拔长台阶轴时，应先拔长直径较大的一端，再拔长直径较小的一端，以保持整体平衡和操作方便。⑤锻造过程中应勤翻转，保证加热均匀，防止温度过低锻造。（3）该锻件材料若为一般中碳钢或低合金钢，形状不算特别复杂，截面尺寸差异不极端，可采用空冷或坑冷（砂冷）。因为空冷冷却速度适中，对于此类中小型、形状简单的碳钢及低合金钢锻件，可以有效防止表面裂纹，同时获得所需的组织性能；若担心产生较大内应力，可采用冷却更缓和的坑冷。2.分析下图（图略，需描述）所示长轴类模锻件（具有头部和杆部）的模锻工艺性，并回答：（1）指出图中分模面位置（用文字描述），并说明该分模面选择的优点。（2）该锻件模锻时，为何常需要设置预锻模膛？（3）若该锻件杆部较长，模锻前常采用哪些制坯工步来合理分配金属？其目的是什么？答案：（1）分模面应选择在锻件最大水平投影面的中部，即沿杆部轴线并通过头部最大直径的平面。优点：①保证锻件能从模膛中顺利取出。②使模膛深度最浅，便于金属充满和锻件脱模。③使上下模膛深度基本一致，有利于锻模制造和金属充满。④分模面为平面，便于锻模加工。⑤便于发现上下模的错移。（2）常需设置预锻模膛的原因：该锻件头部和杆部截面面积相差较大（头部体积大，杆部细长）。直接终锻时，金属难以从头部大量流向细长的杆部以使其充满。设置预锻