1、作业及其参考答案作业及其参考答案第二次作业：第二次作业：综综 合合 题题第一次作业：第一次作业：1.1.51.1.5、1.2.2 1.2.2 、1.4.2(1.4.2(第一版教材第一版教材) ) 1.1.51.1.5、1.2.4 1.2.4 、1.4.2(1.4.2(第二版教材第二版教材) )第三次作业：第三次作业：7.2.97.2.9、7.2.137.2.13、7.3.87.3.8 ( (第一版教材第一版教材) ) 7.2.5 7.2.5、7.2.97.2.9、7.3.8 (7.3.8 (第二版教材第二版教材) )1.1.5 1.1.5 某厂自行设计了一批如图某厂自行设计了一批如图1-121
2、-12所示的铸铁槽型梁。所示的铸铁槽型梁。铸后立即进行了机械加工，使用一段时间后，在梁的长度铸后立即进行了机械加工，使用一段时间后，在梁的长度方向上发生了弯曲变形。方向上发生了弯曲变形。 该梁壁厚均匀，为什么还会变形该梁壁厚均匀，为什么还会变形? ?判断梁的变形方向。判断梁的变形方向。 有何铸造工艺措施能减少变形？有何铸造工艺措施能减少变形？ 为防止铸件变形，请改进槽型梁的结构。为防止铸件变形，请改进槽型梁的结构。(1) (1) 铸件不同部分凝固顺序不一致铸件不同部分凝固顺序不一致( (热节热节23.223.2最后凝固最后凝固) )， 产生铸造热应力；产生铸造热应力； 铸造后立即机加工，残余应
3、力导致变形。铸造后立即机加工，残余应力导致变形。 (2)(2)：在梁上方放置外冷铁在梁上方放置外冷铁( (推荐推荐) )； 反变形法反变形法( (增加上部分梁的长度等，增加上部分梁的长度等，不推荐不推荐) )。(3)(3)：如图所示。如图所示。或或1.2.2 1.2.2 确定图确定图1-311-31所示铸件的铸造工艺方案，要求如下所示铸件的铸造工艺方案，要求如下: : (1)(1)按单件小批生产条件分析最佳方案；按单件小批生产条件分析最佳方案； (2)(2)按所选方案绘制浇注位置、分型面、分模面。按所选方案绘制浇注位置、分型面、分模面。 型型芯芯下下上上方方案案(1)(1)型型芯芯下下上上方方
4、案案(2)(2)方方 案案 分分 析析比比较较结果结果方案方案(2)(2)比方案比方案(1)(1)好好手工整模造型手工整模造型 (含活块含活块)孔可铸出孔可铸出, 下芯方便下芯方便, 孔的机孔的机加工量少加工量少, 铸件全位于下箱铸件全位于下箱, 无错型缺陷无错型缺陷; 活块造型麻烦活块造型麻烦, 工艺复杂。工艺复杂。 方方 案案 (2)(2)手工分模造型手工分模造型 (含活块含活块)孔可铸出孔可铸出, 下芯方便，孔的下芯方便，孔的机加工量少机加工量少;活块造型麻烦，工艺复杂活块造型麻烦，工艺复杂, 且易产生错型缺陷。且易产生错型缺陷。方方 案案 (1)(1)下下上上孔孔不不铸铸出出方案方案(
5、3)(3)下下上上型型芯芯方案方案(4)(4)方方 案案 分分 析析比较比较方案方案(4)(4)比方案比方案(3)(3)好；好；手工整模造型手工整模造型 (无活块无活块)孔可铸出孔可铸出, 其机加工量少其机加工量少, 下下芯方便芯方便; 铸件全位于下箱铸件全位于下箱, 无无错型缺陷；错型缺陷；造型工艺较简便。造型工艺较简便。 方方 案案 (4)(4)手工整模造型手工整模造型 (无活块无活块)造型工艺简便造型工艺简便; 铸件全位于铸件全位于下箱下箱, 无错型缺陷无错型缺陷;孔不铸出孔不铸出, 其机加工量较大。其机加工量较大。方方 案案 (3)(3)方案方案(4)(4)和方案和方案(3)(3)比方
6、案比方案(1)(1)和方案和方案(2)(2)好。好。1.4.2 1.4.2 在方便铸造和易于获得合格铸件的条件下，图在方便铸造和易于获得合格铸件的条件下，图1-621-62所所示铸件结构有何值得改进之处？怎样改进？示铸件结构有何值得改进之处？怎样改进？(a)(a) 轴托架轴托架改进改进省去型芯省去型芯, ,造型简便；造型简便；成本降低。成本降低。AA问题问题中空结构中空结构, , 需造芯；需造芯；芯为悬臂芯芯为悬臂芯, ,难固定，难固定，下芯费工。下芯费工。A-AAA凸台(b)(b) 角架角架问问 孔结构不便拔模；孔结构不便拔模； 立壁太长，不便拔模；立壁太长，不便拔模；题题 存在大的水平面。
7、存在大的水平面。上下改进改进 便于拔模便于拔模上下结构斜度问问 中空结构中空结构, ,需造芯；需造芯；题题 芯为吊芯芯为吊芯, ,难固定；难固定； 铸件壁厚不均匀。铸件壁厚不均匀。( (c c) ) 圆盖圆盖改改吊芯改为自带型芯吊芯改为自带型芯,造型简便造型简便;进进成本降低。成本降低。方案方案2改改吊芯改为自带型芯吊芯改为自带型芯,造型简便造型简便;进进使壁厚均匀使壁厚均匀; 成本降低。成本降低。方案方案1(d)(d) 空心球空心球问问 须用芯撑固定型芯，须用芯撑固定型芯， 难固定牢靠；难固定牢靠；题题 型芯不能排气。型芯不能排气。改改 工艺孔可作型芯头用，工艺孔可作型芯头用， 下芯、固定方
8、便；下芯、固定方便；进进 型芯排气通畅。型芯排气通畅。工艺孔工艺孔(e)(e) 支座支座问问 壁厚不均，产生缩孔等；壁厚不均，产生缩孔等；题题 截面厚大，浪费合金。截面厚大，浪费合金。改改 内内/ /中空结构，省材；中空结构，省材；进进 壁厚均匀，不易产生缩孔、变形等缺陷。壁厚均匀，不易产生缩孔、变形等缺陷。或或(f)(f) 压缩机缸盖压缩机缸盖问问 不便拔模；不便拔模； 型芯排气不便；型芯排气不便；题题 型芯不易固定。型芯不易固定。上下改改 拔模方便；拔模方便； 自带型芯易于排气；自带型芯易于排气；进进 自带型芯形成内腔。自带型芯形成内腔。下上综合题：综合题：下图为承压液压缸下图为承压液压缸
9、, 要求选用要求选用40# 钢制造钢制造, 一共一共200件。件。液压缸的工作压力为液压缸的工作压力为1.5MPa, 要求水压试验压力为要求水压试验压力为3MPa; 两端法两端法兰接合面及内孔要求切削加工兰接合面及内孔要求切削加工, 加工表面不允许有缺陷加工表面不允许有缺陷, 其余外圆其余外圆等不加工。等不加工。就此液压缸毛坯的制造方法进行分析比较就此液压缸毛坯的制造方法进行分析比较(从工艺难易从工艺难易程度、合格率、经济性等方面程度、合格率、经济性等方面), 找出最佳方案。找出最佳方案。承压液压缸零件结构简图方案方案2： 砂型铸造毛坯砂型铸造毛坯方案方案1： 圆钢毛坯圆钢毛坯方案方案5： 焊
10、接结构毛坯焊接结构毛坯方案方案4： 胎模锻毛坯胎模锻毛坯方案方案3： 模锻毛坯模锻毛坯方案方案1: 圆钢毛坯圆钢毛坯 直接选用直接选用150mm圆钢圆钢(40# )，经，经切削加工成形，能全部通过水压试验。切削加工成形，能全部通过水压试验。但材料利用率低，切削加工工作量大，但材料利用率低，切削加工工作量大，生产成本高。生产成本高。方案方案2： 铸造毛坯铸造毛坯 用用ZG270-500ZG270-500铸钢砂型铸造铸钢砂型铸造, , 可水平浇注或垂直浇注可水平浇注或垂直浇注。1. 水平浇注水平浇注 水平浇注时在法水平浇注时在法兰顶部安置冒口。该兰顶部安置冒口。该工艺简便、节省材料、工艺简便、节省
11、材料、切削加工工作量小，切削加工工作量小，但内孔质量较差，水但内孔质量较差，水压试验的合格率低。压试验的合格率低。返回前一部分 继续下上冒口冒口 2. 垂直浇注垂直浇注 垂直浇注时在上部法垂直浇注时在上部法兰处安置冒口，下部法兰兰处安置冒口，下部法兰安置冷铁，使之定向凝固。安置冷铁，使之定向凝固。该方案提高了内孔的质量，该方案提高了内孔的质量，但工艺比较复杂，也不能但工艺比较复杂，也不能全部通过水压试验。全部通过水压试验。返回前一部分 继续下中上中冒口冷铁可否离心铸造？可否离心铸造？方案方案3： 模模 锻锻 毛毛 坯坯1. 立立 放放 锻件立放时能锻件立放时能锻出孔锻出孔(有连皮有连皮), 但
12、但不能锻出法兰，外不能锻出法兰，外圆的切削加工工作圆的切削加工工作量大。量大。选用选用4040钢模锻成形钢模锻成形, ,锻件在模膛内有立放和卧放两种锻件在模膛内有立放和卧放两种。模锻件的内在质量好，全部能通过水压试验。模锻件的内在质量好，全部能通过水压试验。2. 卧放卧放 锻件卧放时锻件卧放时, 能能锻出法兰锻出法兰, 但不能锻但不能锻出孔出孔, 内孔的切削加内孔的切削加工工作量大。工工作量大。方案方案4：胎胎 模模 锻锻 选用选用40钢坯料加钢坯料加热镦粗、冲孔、带心热镦粗、冲孔、带心轴拔长，然后在胎模轴拔长，然后在胎模内带心轴锻出法兰。内带心轴锻出法兰。其锻件如图所示。胎其锻件如图所示。胎
13、模锻件毛坯能全部通模锻件毛坯能全部通过水压试验。过水压试验。 与模锻相比，胎模锻既能锻出孔，又能与模锻相比，胎模锻既能锻出孔，又能锻出法兰，但生产率较低。锻出法兰，但生产率较低。 选用选用40钢无缝钢管，在钢无缝钢管，在其两端按承压液压缸尺寸焊其两端按承压液压缸尺寸焊接上接上40钢法兰，如右图所示。钢法兰，如右图所示。方案方案5： 焊焊 接接 毛毛 坯坯 焊接结构件毛坯能全部焊接结构件毛坯能全部通过水压试验通过水压试验, 最省材料最省材料, 工艺工艺准备简单准备简单, 但难以获得合适的但难以获得合适的无缝钢管。无缝钢管。纵上所述纵上所述, 采用胎膜锻件毛坯是最理想的方案。但采用胎膜锻件毛坯是最
14、理想的方案。但如有合适的无缝钢管如有合适的无缝钢管, 则采用焊接结构毛坯更理想。则采用焊接结构毛坯更理想。7.2.9 分析图分析图7-64所示钻铰连杆零件小头孔，保所示钻铰连杆零件小头孔，保证小头孔与大头孔之间得距离及两孔平行度。证小头孔与大头孔之间得距离及两孔平行度。 (1) 指出各定位元件所限制的自由度；指出各定位元件所限制的自由度； (2) 判断有无欠定位或过定位；判断有无欠定位或过定位； (3) 对不合理的定位方案提出改进意见。对不合理的定位方案提出改进意见。xyoxzoCCC-C(3) 改进如图示(方案之一方案之一)X X、Y Y 短圆柱销：短U形块：X X、Y Y Z Z 和联合：
15、X X、Y Y、Z Z定位板： (1)(2) 存在过定位挡销(板)xyoxzoCCC-C X X、Y Y、X X、Z Z X X、Y Y、Z Z Z Z、Y Y、X X、Z Z 7.2.13 分析图分析图7-65所示零件加工中必须限制的自由度。所示零件加工中必须限制的自由度。(a)加工齿轮两端面，要求保证尺寸A及两端面与内孔的垂直度； (b)在小轴上铣槽, 保证尺寸H和L; (c) 过轴心打通孔, 保证尺寸L。xzyzxxzyyO(a)OO(b)(c)7.3.8 指出图指出图7-69中所示零件难以或无中所示零件难以或无法加工的部位，并提出改进意见。法加工的部位，并提出改进意见。(a)(c)(b)
