产品造型设计材料与工艺

第一章

1-1阐述材料与工业设计的关系。

答：1）材料是工业设计的物质基础 2）材料与工业设计互相促进 3）材料科学是工业设计的基础。

1-2产品设计选材及成形原则有哪些？

答：1）使用性原则 2）工艺性原则 3）性价比原则 4）环保原则 5）美学性原则

1-3产品的美学性原则包括哪些方面？

答：1）功能美 2）结构美 3）工艺美 4）材料美 5）舒适美

第二章

2-1简述工程材料的分类及主要用途。

答：分类：金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料、复合材料。

用途：金属材料用于机械设备的加工与生产，无机非金属材料用于制作陶瓷、玻璃、电子芯片及医学上用的人造骨等。

2-2什么是金属材料的力学性能？其衡量指标主要有哪些？

答：金属材料在各种载荷作用下表现出来的抵抗力。

指标：强度，塑性，硬度，韧性，疲劳强度等。

2-3对自行车弹簧座进行设计和选材，应设计到哪些性能指标？

答：弹性极限、高的疲劳强度和足够的塑性和韧性。

2-4在零件设计与选材时，如何合理选择材料的Gs/G b性能指标？各举一例说明。

答：紧固螺栓或汽车连杆、机床丝杆等，工作时不允许产生明显塑性变形，应选择Gs较大的材料。钢丝绳，建筑结构件对塑性要求不严而仅要求不发生断裂的零件应选Gb较大的材料。

2-5在实际生产中，为什么零件设计图一般是提出硬度技术要求而不是强度或塑性值？

答：硬度指材料的软硬程度，包含了强度和塑性值。

2-6常见的金属晶体结构有哪几种？他们的原子材料排列有什么特点？Fe 、Fe、Al、Cu、Ni、Pb、Cr、V、Mg、Zn。

答：1）答：1）体立方结构 Fe、V、Cr 2)面立方结构 2Fe、Cu、Ni、Al

3）密排立方结构Mg、Zn。

2-7如果其他条件相同，试比较在下列铸造条件下，所得铸件晶粒的大小：

1）金属型浇注与砂型浇注 2）高温浇注和低温浇注 3）铸成薄壁件和铸成厚壁件

3）浇注时采用震动和不采用震动 5）厚大部件的表面部分与中心部分

答：略。

2-8为自行车的下列零件选择其合适的材料：链条，座位弹簧，大梁，链条罩，前轴。

答：略

2-9试分析选择模具材料时应考虑的主要因素。

答：力学性能、耐磨性、耐热性、耐蚀性、热变形、淬透性、机械加工性，以及材料价格和供货情况等。

2-10有形状和尺寸完全相同的灰铸铁和低碳钢棒材各一根，请用简便方法区分。

答：利用硬度。

2-11机床的床身和箱体为什么宜采用灰铸铁铸造？能否用钢板焊接制造？

答：铸铁具有耐磨、减震、缺口敏感性低等优良性能。

2-12简述纯铜及各类铜合金的牌号表示方法、性能特点及其应用。

答：略。

第三章

3-1确定下列钢件的退火方法，并指出退火的目的：

1）经冷轧后的15钢钢板，要求降低硬度。

2） ZG270——500的铸造齿轮。

3）锻造过热的60钢胚体。

4）具有片状渗碳体的钢坯。

答：1）完全退火2）去应力退火3）正火4）正火

3-2比较45钢分别加热到700℃,、750℃和840℃水冷后硬度值得高低，并说明原因。

答：700>750>840,温度越高硬度降低越明显。

3-3现有丝锥原定有T12钢制成，要求硬度为60~64HRC.但生产时材料中混入了45钢，若混入的45钢在热处理时：

1）仍按T12钢进行处理，问能否达到要求，为什么？

2）按45钢处理后能否达到要求，为什么？

答：1）不能，混入45钢达不到要求，

2）不能，改变了T12钢的力学性能。

3-4某一用45钢制的零件，其加工线路如下：

备料-锻造-正火-粗机械加工-调质-精机械加工-高频感应淬火+低温回火-磨削。

请说明各热处理工序的目的。

答：回火：调整钢件的硬度细化晶粒，

高频感应淬火+低温回火：调整硬度，降低脆性。

3-5与材料整体改性技术相比，材料表面技术有哪些特点？

答：

3-6试述表面工程的基本含义及其分类。

答：表面工程是经表面预处理后，通过表面涂覆金属或非金属，以改善表面性能的系统工程。

分类：1)表面装饰2）防腐蚀3）耐磨4）热功能5）光、电、磁等特种工程。

3-7为什么施工前要对工件表面进行预处理？如何选择表面预处理方法？

答：预处理是为了得到新鲜干净的表面为最后获得高质量表面做准备。

3-8什么是涂料？试述涂料的组成及其作用。

答：涂装用的有机涂料，是涂于材料或制件表面而能形成具有保护、装饰或特殊性能固体涂膜的一类液体或固体材料之总称。

组成和作用：

1）成膜物质：在涂敷与之间表面后在规定条件下固化成膜。

2）颜料：使涂膜呈现颜色和覆盖力，还可以增加涂料的耐老性和耐磨性以及增强膜的防蚀、防污等能力。

3）溶剂：使涂料保持溶解状态，调整涂料的粘度，以符合施工要求，同时可使涂膜具有均衡的挥发速度，以打到涂膜的平整和光泽，还可以消除涂膜的针孔、刷痕等缺陷。

4）助剂：对涂料的储存性、施工性以及对所形成涂膜的物理性质有明显作用。

3-9试述涂料的主要工艺程序。

答：一般工序:预处理——涂布——干燥固化。

3-10试述塑料电镀的特点及其工艺过程。

答：塑性电镀具有塑料和金属两者的特性，它密度小，耐腐蚀性良好，成型简便，具有金属光泽和金属感，还有导电、导磁和焊接等性能。它可以省去复杂的精加工，节省金属材料，而且外表美观，同时提高了塑性的强度。由于金属镀层对大气等外界因素具有较高的稳定性，因而塑料电镀金属后可以防止塑料老化，延长塑料件的使用寿命。

第四章

4-1什么是液态合金的充型能力？它与合金的流动性有何关系？

答：液态合金充满型腔的能力，合金的流动性好充型能力强。

4-2缩孔和缩松对铸件质量有何影响？

答：会使铸件不合格或质量低。

4-3分析下列情况产生气孔的可能性。

熔化铝时铝料油污过多起模时刷水过多春砂过紧型芯撑有锈

答：1）可能性大 2）小 3）小 4）大

4-4分模造型、挖沙造型、活块造型、三箱造型各适用于那种情况？

答：1）最大截面在中间的铸件

2）用于单件或小批量生产分型面不是平面的铸件，

3）主要用于单间小批量生产带有凸出部分难以起模的铸件，