2025年鑄造工（高級）鑄造工藝設計考試試卷考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、填空題（每空2分，共30分）要求：請根據所學知識，將正確答案填入橫線上。1.鑄造工藝設計過程中，首先要確定______和______，這是整個設計的基礎。2.砂型鑄造中，型砂的緊實度直接影響鑄件的______和______。3.液壓傳動的優(yōu)點是______、______，但在高溫環(huán)境下可能會出現(xiàn)______問題。4.鑄造圓角的作用是______，避免鑄件在______處產生應力集中。5.熔模鑄造中，熔模的材質通常是______，其精度可以達到______。6.砂型鑄造中，冒口的作用是______，同時還可以______。7.鑄造收縮率的大小受______、______和______等因素的影響。8.鑄件冷卻速度過快會導致______，冷卻速度過慢則可能引起______。9.液壓系統(tǒng)中的密封件常見的材質有______和______，其作用是______。10.鑄造工藝圖通常包括______、______和______三個部分。二、選擇題（每題3分，共30分）要求：請根據所學知識，在每小題的四個選項中選出最符合題意的答案，并將正確選項的字母填入括號內。1.以下哪種材料不適合用于制作鑄造模具？（）A.生鐵B.鋁合金C.高速鋼D.銅合金2.鑄造圓角的大小通常取鑄件壁厚的______倍？（）A.0.1～0.2B.0.2～0.3C.0.3～0.5D.0.5～13.液壓傳動的壓力通常可以達到______？（）A.10MPaB.20MPaC.30MPaD.40MPa4.鑄造收縮率最大的合金是______？（）A.灰鑄鐵B.可鍛鑄鐵C.球墨鑄鐵D.合金鑄鐵5.砂型鑄造中，型砂的緊實度一般控制在______范圍內？（）A.40%～60%B.60%～80%C.80%～100%D.100%～120%6.熔模鑄造中，熔模的精度可以達到______？（）A.0.1mmB.0.01mmC.0.001mmD.0.0001mm7.鑄件冷卻速度過快會導致______？（）A.裂紋B.縮孔C.脫皮D.鐵素體析出8.鑄造工藝圖通常不包括______？（）A.鑄件圖B.模具圖C.工藝流程圖D.零件圖9.液壓系統(tǒng)中的密封件常見的材質有______？（）A.橡膠B.塑料C.金屬D.以上都是10.鑄造工藝設計過程中，首先要確定______和______？（）A.材料和結構B.尺寸和公差C.工藝路線和設備D.成本和效率開篇直接輸出第二題。三、判斷題（每題2分，共20分）要求：請根據所學知識，判斷下列說法的正誤，正確的填“√”，錯誤的填“×”。1.鑄造工藝設計過程中，只需要考慮鑄件的強度和剛度，不需要考慮其鑄造性能。（×）2.砂型鑄造中，型砂的緊實度越高，鑄件的尺寸精度越高。（√）3.液壓傳動的優(yōu)點是傳遞效率高、控制精度低。（×）4.鑄造圓角的作用是防止鑄件在尖角處產生應力集中，同時還可以便于脫模。（√）5.熔模鑄造中，熔模的材質通常是石膏，其精度可以達到0.01mm。（×）6.砂型鑄造中，冒口的作用是排出型腔中的氣體，同時還可以補充液態(tài)金屬的收縮。（√）7.鑄造收縮率的大小不受鑄件結構的影響。（×）8.鑄件冷卻速度過快會導致縮松，冷卻速度過慢則可能引起裂紋。（√）9.液壓系統(tǒng)中的密封件常見的材質有橡膠和塑料，其作用是防止液壓油泄漏。（√）10.鑄造工藝圖通常包括鑄件圖、模具圖和工藝流程圖三個部分。（√）四、簡答題（每題10分，共50分）要求：請根據所學知識，簡要回答下列問題。1.簡述鑄造工藝設計過程中，確定材料和結構需要考慮哪些因素？鑄造工藝設計過程中，確定材料和結構需要考慮的因素有很多。首先，要考慮鑄件的使用環(huán)境和性能要求，比如鑄件是在高溫、高壓還是腐蝕性環(huán)境下工作，需要選擇相應的材料和結構。其次，要考慮鑄件的尺寸和形狀，不同的材料和結構對鑄件的尺寸和形狀有不同的限制。此外，還要考慮鑄件的成本和生產效率，選擇合適的材料和結構可以降低生產成本和提高生產效率。最后，還要考慮鑄件的加工和裝配要求，選擇合適的材料和結構可以方便后續(xù)的加工和裝配。2.簡述砂型鑄造中，型砂的緊實度對鑄件質量的影響。砂型鑄造中，型砂的緊實度對鑄件質量有重要影響。型砂的緊實度越高，鑄件的尺寸精度越高，因為緊實度高的型砂可以更好地支撐液態(tài)金屬，減少變形和收縮。同時，緊實度高的型砂還可以提高鑄件的強度和表面質量，減少氣孔和縮孔等缺陷。但是，型砂的緊實度也不是越高越好，過高的緊實度會導致型砂的透氣性變差，容易產生氣孔等缺陷。因此，在實際生產中，需要根據鑄件的要求選擇合適的型砂緊實度。3.簡述液壓傳動的優(yōu)點和缺點。液壓傳動的優(yōu)點有很多，首先，液壓傳動的傳遞效率高，因為液壓傳動是利用液體傳遞能量的，可以克服機械傳動的摩擦損失。其次，液壓傳動控制精度高，因為液壓傳動是利用液壓油傳遞能量的，可以根據需要調節(jié)液壓油的流量和壓力，從而實現(xiàn)精確的控制。此外，液壓傳動還具有結構簡單、可靠性高等優(yōu)點。但是，液壓傳動也有缺點，比如液壓傳動的密封性要求高，容易產生泄漏；液壓油的熱膨脹會影響液壓傳動的精度；液壓系統(tǒng)的維護成本較高。4.簡述鑄造收縮率對鑄件質量的影響。鑄造收縮率對鑄件質量有重要影響，因為鑄造收縮率的大小會直接影響鑄件的尺寸和形狀。如果鑄造收縮率過大，會導致鑄件的尺寸偏差過大，甚至產生變形和裂紋。如果鑄造收縮率過小，會導致鑄件的尺寸過小，無法滿足使用要求。因此，在實際生產中，需要根據鑄件的要求選擇合適的鑄造收縮率，并通過合理的工藝措施來控制鑄造收縮率。5.簡述鑄造工藝圖的作用和組成。鑄造工藝圖是鑄造工藝設計的重要工具，它可以清晰地表達鑄件的工藝要求，指導生產過程中的各個環(huán)節(jié)。鑄造工藝圖通常包括鑄件圖、模具圖和工藝流程圖三個部分。鑄件圖可以表達鑄件的尺寸、形狀和結構要求；模具圖可以表達模具的結構和尺寸要求；工藝流程圖可以表達鑄造工藝的各個步驟和順序。通過鑄造工藝圖，可以確保鑄造工藝的合理性和可行性，提高生產效率和質量。本次試卷答案如下一、填空題1.鑄造材料鑄造結構解析：鑄造工藝設計的首要任務是確定鑄件將要使用什么材料（比如灰鑄鐵、球墨鑄鐵等）以及它的整體結構形狀，這是后續(xù)所有設計工作的基礎，就像蓋房子要先設計用什么磚瓦、房子怎么建一樣。2.尺寸精度表面質量解析：型砂緊實度越高，型腔就越規(guī)整，液體金屬填充時受阻力越小，最終鑄件的尺寸就越精確，同時型腔壁的支撐更均勻，有助于獲得更光潔的表面。反之，緊實度不足會導致變形和塌陷，影響精度和質量。3.傳遞效率高效能量損失解析：液壓傳動利用液體傳遞動力，可以輕松實現(xiàn)大功率輸出且能量損失相對較小，效率很高，而且控制也比較方便。它不像機械傳動那樣有那么多摩擦磨損，尤其是在重載和遠距離傳動的場合優(yōu)勢明顯?！澳芰繐p失”在這里可以理解為效率低的問題，但更準確的說是“摩擦阻力小”。4.防止應力集中裂紋解析：鑄件在冷卻收縮時，尖銳的角容易產生巨大的拉應力，就像用橡皮筋拉一個尖銳的塑料模型，尖角會先斷。圓角可以分散應力，使收縮更均勻，從而防止在尖角處開裂。同時，圓角也方便砂型從鑄件上脫下來。5.石膏0.1mm解析：熔模鑄造是用易熔材料（主要是石膏漿料）制作模型，脫模后模型很輕很精確。石膏材料本身就能做出比較精細的形狀，精度可以達到0.1mm量級，適合制造復雜形狀的小件。6.排出型腔中的氣體補充液態(tài)金屬的收縮解析：冒口像一個大“氣球”，在金屬液填充和冷卻收縮過程中，可以容納從型腔里跑出來的氣體，防止它們憋在鑄件內部形成氣孔；同時，冒口與型腔保持液態(tài)連接，在鑄件冷卻收縮時，可以持續(xù)向型腔補充金屬液，防止產生縮孔或縮松。7.鑄造合金澆注溫度冷卻條件解析：不同金屬的收縮特性不同（比如鋁合金收縮大，鑄鐵收縮?。?；澆注溫度太高或太低都會影響收縮量；鑄件是厚壁還是薄壁，冷卻速度快慢也完全不同，厚壁冷卻慢收縮量大，薄壁冷卻快收縮量小。8.裂紋縮松解析：冷卻太快，特別是薄壁處，表面先冷卻收縮，內部還熱著，外部拉應力大就容易開裂，這就是裂紋。如果整個鑄件或較大區(qū)域冷卻不均勻，內部收縮受外部限制也會產生疏松，像豆腐渣一樣。9.橡膠塑料防止液壓油泄漏解析：液壓系統(tǒng)靠油壓傳動，如果油漏了就全完了。所以密封件必須做得好，橡膠和塑料是常見的材料，它們有彈性，能塞住油路間隙，防止油液跑掉。金屬密封件也有，但通常用在高壓或特殊場合。10.鑄件圖模具圖工藝流程圖解析：一張完整的鑄造工藝圖至少要能看明白鑄件長什么樣（鑄件圖），模具要怎么做才能做出這個鑄件（模具圖），整個生產流程怎么走（工藝流程圖），這三者是核心內容，缺一不可。二、選擇題1.A解析：鑄造模具（特別是高溫模具）需要承受巨大的熱負荷和機械沖擊，要求高硬度、高耐磨性和良好的高溫性能。生鐵太軟，容易磨損變形；鋁合金強度和硬度不足；銅合金雖然導電導熱好，但強度和硬度也差；高速鋼是專門用于制造工具鋼的，硬度高，耐磨性好，適合做模具。所以生鐵最不適合。2.C解析：鑄造圓角的大小一般取鑄件壁厚的0.3到0.5倍。太小了脫模困難，也容易應力集中；太大了則占用體積，外觀也不好看，且可能影響功能。0.3-0.5倍是一個經驗值，既能解決問題又不至于太夸張。3.D解析：普通工業(yè)液壓系統(tǒng)的工作壓力一般在30MPa左右，一些高壓系統(tǒng)可以達到40MPa甚至更高。所以40MPa是可能的，是這幾個選項里最高的，也是常見的上限值。10MPa太低了，基本屬于低壓范疇；20MPa和30MPa也是常見的，但40MPa更符合一些重載應用場景。4.A解析：一般來說，純金屬的收縮率比合金大。在鑄造合金里，灰鑄鐵因為含有石墨，其體積收縮比鋼和小件鑄鐵要大一些，是常見的收縮率較大的合金?？慑戣T鐵和球墨鑄鐵通過合金化和處理，收縮率得到了一定程度的控制，通常比灰鑄鐵小。合金鑄鐵通過添加合金元素，一般還會進一步細化晶粒，抑制收縮。5.B解析：型砂緊實度太低，支撐不住金屬液，容易塌箱變形，導致尺寸不準確。但緊實度太高，又會使透氣性變差，冷卻時氣體排不出去，容易在鑄件里形成氣孔；同時也會增加砂型的強度，導致脫模困難，甚至損壞模具。所以通?？刂圃?0%到80%這個范圍，既能保證強度，又不至于太硬。6.B解析：熔模鑄造追求的是高精度，熔模的精度可以達到0.01mm。這得益于石膏模型的精細加工能力和材料的特性。0.1mm已經是相當粗糙了，0.001mm和0.0001mm則超出了常規(guī)鑄造精度范疇，更像是精密加工的精度了。7.A解析：冷卻速度過快，特別是表面冷卻快內部還慢的時候，表面收縮產生的拉應力如果超過材料強度，就會導致開裂。這是熱應力不均引起的典型問題?？s孔是金屬液未凝固先收縮形成的空洞，冷卻速度影響不大，甚至慢點可能更有利于補縮。脫皮通常是澆注時金屬液卷入氣體或型腔氣體未排出在表面冷卻凝固形成的一層皮，與快速冷卻直接導致內部結構破壞的裂紋不同。鐵素體析出是組織和相變問題，與快速冷卻導致應力開裂是兩碼事。8.D解析：鑄造工藝圖的核心是指導生產的，必然包含鑄件圖（你要做出什么）、模具圖（怎么做出它）和工藝流程圖（怎么做）。零件圖通常是機械加工后得到的圖紙，鑄造是原材料，出來的是毛坯或鑄件，所以工藝設計階段主要看零件圖（作為設計輸入）而不是出零件圖（作為設計輸出）。9.D解析：液壓系統(tǒng)里到處都需要密封，用橡膠做密封圈、密封墊很常見（耐油、有彈性）；塑料（如尼龍、聚四氟乙烯）也常用，特別是耐高溫或特殊化學環(huán)境的場合；金屬密封件（如O型圈、密封環(huán)）在高壓或動態(tài)場合也很多。所以以上都是常見的密封件材質。10.A解析：設計一個鑄件，首先要確定它用什么材料（比如是鑄鐵還是鑄鋁）？它的形狀結構是怎樣的？這是最基礎的兩個出發(fā)點。后續(xù)的所有設計，比如用什么鑄造方法、如何設計模具、工藝參數(shù)怎么定，都是圍繞這兩個核心來展開的。成本和效率、尺寸公差、工藝路線是設計過程中要考慮和確定的細節(jié)，但不是最首要的“確定”對象。三、判斷題1.×解析：完全錯誤。鑄造工藝設計考慮的遠不止強度和剛度！還要考慮鑄造性能（流動性、收縮性、透氣性）、成本、重量、外觀、與其他零件的連接方式、是否需要特殊熱處理、加工工藝等等。強度和剛度只是其中一部分，而且也不是孤立考慮，要結合使用要求和鑄造方法來綜合評估。比如，有些鑄件要求韌性，就不單看強度。2.√解析：這個說法是對的。型砂緊實度越高，型腔的剛度和強度就越大，能更好地抵抗金屬液的壓力，保持形狀穩(wěn)定，從而有利于獲得尺寸精確的鑄件。同時，緊實度高的砂型表面也相對平整，有助于形成光滑的鑄件表面。當然，過緊也不是好事情。3.×解析：這個說法是錯誤的。液壓傳動的優(yōu)點恰恰是控制精度高！通過調節(jié)閥門可以非常精確地控制液壓油的流量和壓力，從而精確地控制執(zhí)行元件（比如液壓缸、液壓馬達）的速度和力。它的缺點反而是控制相對復雜，響應速度可能受油液可壓縮性和粘度影響，不如電氣控制直接。4.√解析：完全正確。圓角的作用主要有兩個：一是力學的，分散應力，避免尖角處應力集中導致開裂；二是工藝的，圓角光滑，砂型或模具容易從鑄件上脫下來，防止粘連損壞。這是鑄造設計和模具設計中的基本常識。5.×解析：這個說法不對。雖然熔模是石膏做的，但石膏模型的精度通常只能達到0.1mm左右，屬于中等精度。要達到0.01mm的精度，一般需要更精密的工藝，比如精密熔模鑄造（使用更精細的材料和工藝）或者非熔模鑄造方法。石膏模型主要優(yōu)勢在于能制造形狀極其復雜的零件，精度是相對的。6.√解析：冒口確實有兩個主要作用：一是“排氣”，在金屬液填充和冷卻過程中，型腔里產生的氣體可以跑到冒口里去，防止在鑄件內部形成氣孔缺陷；二是“補縮”，在鑄件冷卻收縮時，冒口作為“蓄水池”，不斷向收縮的鑄件補充金屬液，防止產生縮孔和縮松。這是冒口設計的核心原理。7.×解析：這個說法是錯誤的。鑄造收縮率受多種因素影響，其中鑄件結構（壁厚差異、形狀復雜程度）是極其重要的因素。比如，厚壁部分冷卻慢，收縮量大；薄壁部分冷卻快，收縮量小。不同部位收縮不均勻還容易導致變形和內應力。所以結構因素絕對不能忽略。8.√解析：完全正確。冷卻速度是影響鑄件內部組織的關鍵因素。冷卻快，原子擴散慢，容易得到細小的組織（如馬氏體），但也容易產生內應力，導致開裂（熱應力）。冷卻慢，原子擴散充分，組織較粗大（如珠光體、鐵素體），相對不易開裂，但容易形成粗大晶粒，甚至發(fā)生石墨化（對鑄鐵）或形成縮松?？s松就是冷卻緩慢且不均勻時，內部未能完全補縮而形成的蜂窩狀孔隙。9.√解析：這個說法是正確的。液壓系統(tǒng)里到處都需要防止油液泄漏，保證能量傳遞效率。因此，各種形式的密封件（橡膠的、塑料的、金屬的）是必不可少的部件，它們裝在各種連接處、閥門、執(zhí)行元件等地方，確保油路暢通不漏油。10.√解析：這是鑄造工藝圖的基本構成。鑄件圖是“目標”，模具圖是“手段（之一）”，工藝流程圖是“過程”。一張完整的工藝圖必須包含這三部分，才能完整地表達鑄造生產的意圖和要求，指導工人操作和設備調整。缺少任何一部分都意味著信息不完整。四、簡答題1.簡述鑄造工藝設計過程中，確定材料和結構需要考慮哪些因素？鑄造工藝設計過程中，確定材料和結構需要考慮的因素確實非常多，就像做菜，既要好吃又要好看，還得實惠，還得符合你的口味。首先，你得考慮鑄件是干啥用的，在什么環(huán)境下工作。比如，要是用在高溫地方，就不能用不耐熱的材料，得選耐熱鋼或者特殊合金；要是用在高壓或者有沖擊的地方，就得保證足夠強度和韌性，可能要選鑄鋼或者高強度鑄鐵。這就是**使用環(huán)境和性能要求**。其次，鑄件的形狀能不能做出來也很關鍵。有些結構特別復雜，普通砂型鑄造可能就搞不定，得用熔模鑄造或者壓鑄。有些特別大的件，可能得用特殊工藝或者分瓣模。這就是**工藝可行性**。再者，成本得考慮，什么材料貴什么材料便宜？什么工藝效率高成本低？得綜合權衡。這就是**成本和生產效率**。最后，還要考慮后續(xù)加工，比如這個鑄件是不是還得用車床、銑床再加工一下？結構設計要方便加工，避免不必要的加工余量。這就是**加工和裝配要求**。把這些因素都想到，才能選對材料和結構。2.簡述砂型鑄造中，型砂的緊實度對鑄件質量的影響。砂型鑄造啊，型砂的緊實度那可是個關鍵點，直接影響鑄件能不能做出樣來。你想啊，如果型砂太松，一澆金屬液進去，它就塌了，鑄件肯定變形，尺寸對不準，這就是所謂的“塌箱”。而且，松散的砂型支撐力不夠，金屬液流動時會沖刷型壁，容易在鑄件表面留下“沖蝕痕跡”，影響外觀質量。更糟糕的是，砂粒之間的空隙太大，冷卻收縮時型腔里的氣體跑不出去，就會在鑄件里面形成“氣孔”，像里面長滿了小麻子，嚴重影響鑄件的致密性和力學性能。所以，型砂得有合適的緊實度，既要能托住金屬液，保持型腔形狀，又要留點空隙讓氣體跑掉。緊實度太高呢？雖然支撐力強，不容易塌，但砂型太硬，脫模困難，還可能損壞模具，更重要的是透氣性變差，同樣容易氣孔，而且型砂的強度太高，可能導致鑄件表面“冷隔”（金屬液流不到的地方）或者“粘砂”（金屬液把砂粒熔化粘在鑄件表面）。所以啊，得找到一個平衡點，一般控制在60%到80%這個范圍，具體數(shù)值還得看鑄件的復雜程度、尺寸大小和澆注溫度等因素。3.簡述液壓傳動的優(yōu)點和缺點。液壓傳動啊，我跟你講，它有挺多好處，但也有些讓人頭疼的地方。好就好在**傳遞效率高**，尤其是用液體做傳動介質，基本沒啥摩擦損失，能量利用率挺高。而且**力量大**，用不大的泵就能產生很大的推力或扭矩，特別適合重載和遠距離傳動的場合，比如起重機、挖掘機。還有，**控制精度高**，你想啊，控制閥一調，液體的流量和壓力就能跟著變，執(zhí)行機構（比如油缸）的速度和力也就跟著變，可以做得挺精確。另外，**結構相對簡單**，主要就是泵、閥、油缸這些，布局靈活，不像機械傳動那么復雜。還有就是**平穩(wěn)性好**，啟動和停止比較柔和，沒有沖擊，適合做需要連續(xù)平穩(wěn)運動的設備。但是呢，缺點也有。一個是**密封要求高**，液體是流體，容易到處漏，所以對密封件的要求高，維護工作也相對多一些，漏油了還得補。二是**液壓油的熱膨脹**會影響精度，特別是溫度變化大的地方，油溫一高，體積就膨脹，壓力可能就變了。三是**清潔度要求高**，雜質容易堵塞小孔和閥口，所以對油液過濾要求嚴格，系統(tǒng)要經常維護保養(yǎng)。四是**響應速度**可能受油液可壓縮性和管路長度影響，不像電氣傳動那么快。所以啊，液壓傳動用得好，效率高力量大；用不好，漏油、溫控、維護這些問題就來了。4.簡述鑄造收縮率對鑄件質量的影響。鑄造收縮率這東西，對鑄件質量太重要了，直接關系到鑄件能不能做出來，做得好不好。首先，收縮率大小決定了鑄件最終能長多大，跟你設計圖紙比，是偏大還是偏小。如果收縮率沒算對，或者實際生產中跟預期的不一樣，鑄件尺寸就可能對不準，這叫“尺寸超差”，要么是廢品，要么就得二次加工，成本蹭蹭漲。其次，鑄件內部結構也會受收縮率影響。如果收縮量大，而且鑄件壁厚不均勻，冷卻快的地方先收縮，厚的地方還熱著，薄的地方就