2025年鑄造工（高級技師）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20分）要求：請根據(jù)所學知識，將正確答案填入橫線處。填錯、不填或填滿的，均不得分。1.鑄造工藝設計時，必須充分考慮鑄件的結(jié)構(gòu)工藝性，以保證鑄件能夠順利從模具中取出，并且盡量減少_應力集中_和_變形_，這樣才能保證鑄件的質(zhì)量和性能。2.在鑄造工藝設計中，常用的澆注系統(tǒng)形式有_主澆道_、_橫澆道_、_內(nèi)澆道_和_冒口_，它們的作用是確保液態(tài)金屬能夠平穩(wěn)、均勻地填充到鑄型型腔中，避免產(chǎn)生_氣孔_和_冷隔_等缺陷。3.鑄造收縮是指液態(tài)金屬在冷卻過程中體積減小的現(xiàn)象，主要包括_液態(tài)收縮_、_凝固收縮_和_固態(tài)收縮_，這些收縮會導致鑄件產(chǎn)生_縮孔_、_縮松_和_翹曲_等缺陷，因此在工藝設計時必須進行合理的補償。4.鑄造合金的流動性是指液態(tài)金屬在重力或壓力作用下充型能力的強弱，流動性好的合金有利于形成_完整_的鑄件，避免產(chǎn)生_澆不足_和_冷隔_等缺陷，而流動性差的合金則需要采用_高壓澆注_或_加壓澆注_等工藝措施。5.鑄造工藝設計時，必須充分考慮鑄件的結(jié)構(gòu)工藝性，以保證鑄件能夠順利從模具中取出，并且盡量減少_應力集中_和_變形_，這樣才能保證鑄件的質(zhì)量和性能。二、選擇題（每題2分，共20分）要求：請根據(jù)所學知識，在每小題的四個選項中，選擇一個最符合題意的答案，并將正確選項的字母填入括號內(nèi)。選錯、多選、少選或未選的，均不得分。1.下列哪種缺陷是由于液態(tài)金屬在冷卻過程中體積收縮不均勻?qū)е碌模浚ǎ〢.氣孔B.冷隔C.縮孔D.裂紋2.在鑄造工藝設計中，常用的澆注系統(tǒng)形式中，哪一種是直接將液態(tài)金屬引入型腔的通道？（）A.主澆道B.橫澆道C.內(nèi)澆道D.冒口3.下列哪種合金的流動性最好，最適合用于薄壁鑄件的鑄造？（）A.灰鑄鐵B.可鍛鑄鐵C.鋁合金D.銅合金4.在鑄造工藝設計中，為了減少鑄件的變形，通常采用哪種措施？（）A.增加鑄件的壁厚B.減少鑄件的壁厚C.增加鑄件的冷卻速度D.減少鑄件的冷卻速度5.下列哪種缺陷是由于液態(tài)金屬在澆注過程中未完全填充型腔導致的？（）A.氣孔B.冷隔C.澆不足D.裂紋6.在鑄造工藝設計中，常用的冒口的作用是什么？（）A.澆注液態(tài)金屬B.排除型腔中的氣體C.補償鑄件的收縮D.減少鑄件的應力集中7.下列哪種缺陷是由于液態(tài)金屬在冷卻過程中產(chǎn)生應力集中導致的？（）A.氣孔B.冷隔C.裂紋D.縮松8.在鑄造工藝設計中，為了提高鑄件的流動性，通常采用哪種措施？（）A.增加鑄件的壁厚B.減少鑄件的壁厚C.增加鑄件的冷卻速度D.減少鑄件的冷卻速度9.下列哪種缺陷是由于鑄件在冷卻過程中產(chǎn)生不均勻收縮導致的？（）A.氣孔B.冷隔C.縮孔D.翹曲10.在鑄造工藝設計中，常用的型芯的作用是什么？（）A.澆注液態(tài)金屬B.排除型腔中的氣體C.形成鑄件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)D.減少鑄件的應力集中三、判斷題（每題2分，共20分）要求：請根據(jù)所學知識，判斷下列說法的正誤，正確的填“√”，錯誤的填“×”。1.鑄造工藝設計時，鑄件的結(jié)構(gòu)越復雜，越容易產(chǎn)生缺陷，因此在設計時應盡量簡化結(jié)構(gòu)。（）2.澆注系統(tǒng)的設計不合理會導致鑄件產(chǎn)生氣孔、縮孔、冷隔等缺陷，因此澆注系統(tǒng)的設計是鑄造工藝設計中最關(guān)鍵的部分。（）3.鑄造合金的收縮率越小，鑄件越容易產(chǎn)生變形和開裂。（）4.在鑄造工藝設計中，冒口的主要作用是排除型腔中的氣體，而不是補償鑄件的收縮。（）5.鑄件的冷卻速度越快，鑄件的強度越高，因此應盡量加快鑄件的冷卻速度。（）6.型芯的主要作用是形成鑄件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，因此型芯的設計對鑄件的質(zhì)量影響不大。（）7.鑄造工藝設計時，應盡量采用高壓澆注，以提高鑄件的流動性。（）8.鑄件的應力集中會導致鑄件產(chǎn)生裂紋，因此在設計時應盡量減少應力集中。（）9.鑄造收縮是指液態(tài)金屬在冷卻過程中體積減小的現(xiàn)象，主要包括液態(tài)收縮、凝固收縮和固態(tài)收縮。（）10.鑄造工藝設計時，應充分考慮鑄件的使用環(huán)境，以確保鑄件的使用性能。（）四、簡答題（每題5分，共25分）要求：請根據(jù)所學知識，簡要回答下列問題。1.簡述鑄造工藝設計中，如何減少鑄件的變形？在鑄造工藝設計中，減少鑄件的變形可以從以下幾個方面入手：首先，優(yōu)化鑄件的結(jié)構(gòu)設計，盡量簡化結(jié)構(gòu)，減少壁厚差和截面變化，以減小鑄件內(nèi)部的應力集中；其次，合理安排澆注系統(tǒng)和冒口的位置，確保液態(tài)金屬能夠均勻地充型，并盡量減少液態(tài)金屬在型腔中的流動速度，以減小液態(tài)金屬對鑄件產(chǎn)生的沖擊力；此外，可以采用分段冷卻的方法，即先快速冷卻鑄件的表層，再逐漸冷卻內(nèi)部，以減小鑄件的收縮應力；最后，還可以采用預應力技術(shù)，即在鑄件冷卻前對鑄件施加一定的預應力，以抵消鑄件冷卻時產(chǎn)生的應力，從而減少鑄件的變形。2.簡述鑄造工藝設計中，如何提高鑄件的流動性？在鑄造工藝設計中，提高鑄件的流動性可以從以下幾個方面入手：首先，選擇流動性好的鑄造合金，例如鋁合金、鎂合金等；其次，優(yōu)化澆注系統(tǒng)的設計，采用合適的澆注系統(tǒng)形式，例如采用橫澆道和內(nèi)澆道，以減小液態(tài)金屬在澆注過程中的阻力；此外，可以提高澆注溫度，但要注意控制澆注溫度，過高或過低的澆注溫度都會影響鑄件的流動性；還可以采用高壓澆注或加壓澆注的方法，以提高液態(tài)金屬的充型能力；最后，可以采用真空吸鑄或離心鑄造等方法，以進一步改善液態(tài)金屬的流動性。3.簡述鑄造工藝設計中，冒口的作用是什么？在鑄造工藝設計中，冒口的主要作用是補償鑄件的收縮，即通過冒口吸收液態(tài)金屬在冷卻過程中產(chǎn)生的收縮量，以防止鑄件產(chǎn)生縮孔、縮松等缺陷；此外，冒口還可以排除型腔中的氣體，以防止鑄件產(chǎn)生氣孔等缺陷；此外，冒口還可以起到調(diào)節(jié)鑄件冷卻速度的作用，即通過冒口的存在，可以使鑄件的冷卻速度逐漸降低，從而減少鑄件的變形和應力集中；最后，冒口還可以作為后續(xù)加工的基準，即可以作為鑄件加工時的定位基準，以提高加工效率。4.簡述鑄造工藝設計中，型芯的作用是什么？在鑄造工藝設計中，型芯的主要作用是形成鑄件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，即通過型芯可以形成鑄件的空腔或孔洞，以滿足鑄件的使用要求；此外，型芯還可以提高鑄件的尺寸精度，即通過型芯可以保證鑄件的內(nèi)部尺寸精度；此外，型芯還可以提高鑄件的強度和剛度，即通過型芯可以增加鑄件的內(nèi)部支撐，從而提高鑄件的強度和剛度；最后，型芯還可以提高鑄件的表面質(zhì)量，即通過型芯可以保證鑄件內(nèi)部結(jié)構(gòu)的表面質(zhì)量。5.簡述鑄造工藝設計中，如何減少鑄件的應力集中？在鑄造工藝設計中，減少鑄件的應力集中可以從以下幾個方面入手：首先，優(yōu)化鑄件的結(jié)構(gòu)設計，盡量簡化結(jié)構(gòu)，減少壁厚差和截面變化，以減小鑄件內(nèi)部的應力集中；其次，合理安排澆注系統(tǒng)和冒口的位置，確保液態(tài)金屬能夠均勻地充型，并盡量減少液態(tài)金屬在型腔中的流動速度，以減小液態(tài)金屬對鑄件產(chǎn)生的沖擊力；此外，可以采用分段冷卻的方法，即先快速冷卻鑄件的表層，再逐漸冷卻內(nèi)部，以減小鑄件的收縮應力；最后，還可以采用預應力技術(shù)，即在鑄件冷卻前對鑄件施加一定的預應力，以抵消鑄件冷卻時產(chǎn)生的應力，從而減少鑄件的應力集中。五、論述題（每題10分，共30分）要求：請根據(jù)所學知識，詳細論述下列問題。1.詳細論述鑄造工藝設計中，如何進行鑄件的結(jié)構(gòu)工藝性分析？在鑄造工藝設計中，進行鑄件的結(jié)構(gòu)工藝性分析是一個非常重要的環(huán)節(jié)，它直接關(guān)系到鑄件的質(zhì)量和性能。首先，需要分析鑄件的使用環(huán)境和使用要求，即需要了解鑄件在使用過程中所承受的載荷、溫度、濕度等條件，以及鑄件的使用性能要求，例如強度、剛度、耐磨性等；其次，需要分析鑄件的結(jié)構(gòu)特點，即需要了解鑄件的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸大小、壁厚變化等，以確定鑄件在鑄造過程中可能產(chǎn)生的缺陷，例如縮孔、縮松、變形、開裂等；然后，需要分析鑄件的鑄造工藝性，即需要分析鑄件的結(jié)構(gòu)是否便于鑄造，例如是否便于澆注、是否便于取模、是否便于清理等；最后，需要根據(jù)分析結(jié)果，對鑄件的結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設計，以減少鑄件在鑄造過程中可能產(chǎn)生的缺陷，提高鑄件的質(zhì)量和性能。2.詳細論述鑄造工藝設計中，如何進行澆注系統(tǒng)的設計？在鑄造工藝設計中，澆注系統(tǒng)的設計是一個非常重要的環(huán)節(jié)，它直接關(guān)系到液態(tài)金屬能否順利地充型到型腔中，以及鑄件的質(zhì)量和性能。首先，需要根據(jù)鑄件的結(jié)構(gòu)特點和使用要求，選擇合適的澆注系統(tǒng)形式，例如對于薄壁鑄件，可以采用開放式澆注系統(tǒng)；對于厚壁鑄件，可以采用封閉式澆注系統(tǒng)；其次，需要確定澆注系統(tǒng)的尺寸，即需要根據(jù)鑄件的重量、澆注溫度、澆注速度等因素，確定澆注系統(tǒng)各部分的尺寸，例如主澆道、橫澆道、內(nèi)澆道的直徑和長度等；然后，需要確定澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，即需要確定澆注系統(tǒng)的布局和形狀，例如澆注系統(tǒng)的入口位置、出口位置、轉(zhuǎn)折位置等；最后，需要進行澆注系統(tǒng)的流場分析，即需要通過計算或?qū)嶒灧椒?，分析澆注系統(tǒng)中的液態(tài)金屬流動情況，以確定澆注系統(tǒng)的設計是否合理，是否能夠滿足鑄件的生產(chǎn)要求。3.詳細論述鑄造工藝設計中，如何進行冒口和型芯的設計？在鑄造工藝設計中，冒口和型芯的設計也是非常重要的環(huán)節(jié)，它們直接關(guān)系到鑄件的質(zhì)量和性能。首先，對于冒口的設計，需要根據(jù)鑄件的重量、合金種類、鑄造工藝等因素，確定冒口的大小和數(shù)量，例如對于重型鑄件，需要采用多個冒口；對于輕質(zhì)合金鑄件，可以采用較小的冒口；其次，需要確定冒口的位置，即需要根據(jù)鑄件的收縮特點，確定冒口的位置，例如對于容易產(chǎn)生縮孔的部位，需要設置冒口；然后，需要確定冒口的形狀，即需要根據(jù)鑄件的結(jié)構(gòu)特點，確定冒口的形狀，例如對于薄壁鑄件，可以采用圓柱形冒口；對于厚壁鑄件，可以采用長方形冒口；最后，需要進行冒口的工藝性分析，即需要分析冒口是否便于制作、是否便于清理等。對于型芯的設計，需要根據(jù)鑄件的結(jié)構(gòu)特點，確定型芯的數(shù)量和形狀，例如對于復雜結(jié)構(gòu)的鑄件，需要采用多個型芯；其次，需要確定型芯的材料，即需要根據(jù)鑄件的使用要求和鑄造工藝，選擇合適的型芯材料，例如對于高溫鑄件，可以采用耐高溫的型芯材料；然后，需要確定型芯的固定方式，即需要根據(jù)型芯的形狀和尺寸，確定型芯的固定方式，例如對于小型型芯，可以采用銷釘固定；對于大型型芯，可以采用螺栓固定；最后，需要進行型芯的工藝性分析，即需要分析型芯是否便于制作、是否便于清理等。本次試卷答案如下一、填空題1.應力集中變形解析：鑄造工藝設計中，結(jié)構(gòu)工藝性主要考慮的是如何避免鑄件在冷卻和受力時產(chǎn)生應力集中和變形，以保證鑄件質(zhì)量和性能。應力集中會導致局部強度降低，容易產(chǎn)生裂紋；變形則會影響鑄件的尺寸精度和使用性能。2.主澆道橫澆道內(nèi)澆道冒口氣孔冷隔解析：澆注系統(tǒng)是鑄造工藝中的核心部分，主澆道、橫澆道、內(nèi)澆道和冒口是基本組成部分，它們協(xié)同作用確保液態(tài)金屬平穩(wěn)充型。不合理的設計會導致氣孔（氣體未排出）、冷隔（金屬未完全填充）等缺陷。3.液態(tài)收縮凝固收縮固態(tài)收縮縮孔縮松翹曲解析：鑄造收縮是體積減小的過程，分為三個階段，不均勻收縮會導致縮孔（局部未充滿）、縮松（內(nèi)部蜂窩狀缺陷）和翹曲（變形）。設計時需合理補償。4.流動性好澆不足冷隔解析：流動性好的合金充型能力強，不易產(chǎn)生澆不足（未完全填充）和冷隔。流動性差的合金需高壓澆注或加壓澆注。5.應力集中變形解析：結(jié)構(gòu)工藝性要求鑄件易于脫模且受力均勻，避免應力集中和變形，這是保證質(zhì)量的關(guān)鍵。二、選擇題1.C解析：縮孔是因收縮未補足導致的局部凹陷，源于體積收縮不均。氣孔是氣體未排出，冷隔是未完全融合，裂紋是應力過大。2.C解析：內(nèi)澆道是直接引入型腔的通道，控制金屬流速和充型時間。主澆道和橫澆道主要用于分配金屬。3.C解析：鋁合金流動性好，適合薄壁鑄件?；诣T鐵和可鍛鑄鐵流動性較差。4.B解析：減少壁厚差和截面變化可降低冷卻不均導致的變形。增加壁厚或冷卻速度反而加劇變形。5.C解析：澆不足是因充型未完成，冷隔是未完全融合，氣孔是氣體未排出，裂紋是應力過大。6.C解析：冒口主要補償收縮，其他選項非其核心作用。7.C解析：裂紋是應力集中導致，其他缺陷非此原因。8.B解析：減少壁厚差可均化冷卻，提高流動性。增加壁厚或冷卻速度反而不利于充型。9.D解析：翹曲是收縮不均導致的變形，其他缺陷非此原因。10.C解析：型芯形成內(nèi)部結(jié)構(gòu)，其他選項非其核心作用。三、判斷題1.√解析：復雜結(jié)構(gòu)冷卻不均易產(chǎn)生缺陷，設計時應簡化以減少應力集中和變形。2.×解析：澆注系統(tǒng)設計重要，但非最關(guān)鍵，合金選擇、冷卻控制等同樣關(guān)鍵。3.×解析：收縮率小變形小，但過小可能導致應力集中。設計需平衡。4.×解析：冒口主要補償收縮，其次排除氣體。5.×解析：過快冷卻導致應力大、變形，應分段冷卻。6.×解析：型芯直接影響內(nèi)部結(jié)構(gòu)精度和強度，設計至關(guān)重要。7.×解析：高壓澆注增加成本，非首選，優(yōu)化設計更經(jīng)濟。8.√解析：應力集中是裂紋主因，設計應避免。9.√解析：鑄造收縮分三階段，是體積減小的主要原因。10.√解析：使用環(huán)境決定材料、工藝，影響性能。四、簡答題1.減少鑄件變形的方法：優(yōu)化結(jié)構(gòu)（簡化、均化壁厚）、合理布局澆注系統(tǒng)和冒口（均勻充型、降低沖擊）、分段冷卻（先表后里）、預應力補償（抵消收縮應力）。解析：變形源于冷卻不均和應力不均，設計需從結(jié)構(gòu)、充型和冷卻三方面協(xié)同解決。2.提高流動性的方法：選流動性好的合金（如鋁合金）、優(yōu)化澆注系統(tǒng)（橫澆道、內(nèi)澆道）、提高澆注溫度（適度）、高壓澆注、真空吸鑄、離心鑄造。解析：流動性需合金、系統(tǒng)、溫度、壓力多因素配合，以實現(xiàn)平穩(wěn)充型。3.冒口的作用：補償收縮（防縮孔