造型材料及成型工藝習題及答案(復習參考)

1、一、判斷題，正確的在后面括號打“ ”，錯誤的打“”。1 ）在產品的方案設計階段，可以不考慮加工工藝，當設計定型后，才作加工工藝的選擇。（ ）2 ）金屬材料的機械性能，是指金屬材料在外力（載荷）作用下表現(xiàn)出來的性能。（ ）3 ）為保證設計的有效性，工業(yè)設計人員必須了解各種材料的性能以及各種加工工藝。（ ）4 ）材料的基本性能是量化參數。這些量化參數都是實驗檢測所得，與外界條件無關。（ ）5 ）材料的鑄造性包含流動性和收縮性。（ ）6 ）綠色材料主要有生物降解材料和循環(huán)與再生材料。（ ）7 ）所謂綠色材料指的就是天然材料。（ ）8 ）材料美學在產品造型設計中具體化，就是質感設計。（ ）9 ）質感就

2、是人的感覺器官對材料特性作出的綜合印象。（ ）10 ）質感是工業(yè)造型設計基本構成的三大感覺要素之一。（ ）11 ）質感包括兩個基本屬性：一是生理屬性，二是物理的屬性。（ ）12 ）肌理指的是物體表面的組織構造。（ ）13 ）材料的肌理分視覺肌理和觸覺肌理。（ ）14 ）質感設計的形式美，同樣符合美學基本法則。（ ）15 ）質感就是人的感官對材料表面肌理作出的綜合印象同表面顏色沒有關系。（ ）16 ）產品造型設計必須有一定的工藝方法與水平來保證。工業(yè)設計人員必須了解材料的各種工藝方法才能保證設計的有效性。（ ）17 ）只要產品的材料和結構方式相同，不管用什么工藝方法，其外觀效果都不會有太大差別。

3、（ ）18 ）設計出來的產品，無論什么造型，都可以選擇合適的材料和工藝來實現(xiàn)。（ ）19 ）碳鋼：以鐵、碳為主要成分的合金。（ ）20 ）碳在鋼中有相當重要的作用，鋼材中的碳含量越高，其硬度越小。（ ）21 ）鋼材中的硫、磷含量越少，鋼的質量越高。（ ）22 ）銅的導電性和導熱性都優(yōu)于鋼和鋁，但銅合金的耐磨性不如鋁合金。（ ）23 ）鋼和銅合金都可以通過化學方法產生氧化膜保護表面。（ ）24 ）所謂高分子材料指的就是塑料。（ ）25 ）有機玻璃的化學名稱叫聚甲基丙烯酸甲酯，其是塑料中唯一的一種透明材料。（ ）26 ）熱固性塑料指的是一種用加熱方法固化的塑料。（ ）27 ）abs塑料是由丙烯腈、

4、丁二烯和苯乙烯三種塑料在高溫下混合而成。（ ）28 ）注塑工藝成型周期短、生產效率高，所有熱塑性塑料都可用注塑工藝成型。( )二、填空題1 ）造型材料按形態(tài)分類主要可分為： 、 和 。2 ）材料的使用是人類社會文明發(fā)展的標志。當今， 、 與 已成為現(xiàn)代社會和現(xiàn)代技術的三大支柱。3 ）按材料的物質結構分類，可將材料分為 、 、 和 四大類。4 ）測量壓痕表面積計算出的硬度值為 硬度；測量壓痕深度計算出的硬度值為 硬度。5 ）材料美學具體化就是 。6 ）構成產品外觀的三大基本感覺要素是 、 和 。7 )綠色設計的4r理念屬于一種設計方法，4r分別表示： 、 、 和 。8 ）材料的肌理分 和 。9

5、）金屬材料可分為 和 兩大類。其中c0.02%的鋼鐵材料稱之為 ，c2.11%的鋼鐵材料稱之為 ，c含量界于兩者之間的鋼鐵材料稱之為 。10 ）不銹鋼面盆一般選用 ，采用 工藝生產。11 ）材料的鑄造性主要包含 和 。12 ）塑料主要由 和 組成。13 ）塑料按熱性能可分為 和 兩大類。14 ) 塑料成型是將 和 的混合物作為原料，制成制品的工藝過程。15 ）abs塑料是由 、 和 組成的三元共聚物。16 ）塑料瓶一般采用 工藝生產。17 ）馬口鐵是將低碳鋼薄板經 工藝處理后得到的具有較好的抗氧化能力的金屬材料。18 ）以鎳為主要合金元素的銅合金稱為 。19 ）20a 、1cr13 、0cr1

6、8ni9的碳含量分別是： 、 和 。 20 ）根據材料的變形特點可將冷沖壓工序分為 和 兩類。21 ）塑料按樹脂在受熱時所發(fā)生的不同變化分為 、 ；按樹脂的合成方法分為 、 ；按成型方法不同分為 、 ；按使用性能分為 、 。22 ）塑料受熱隨溫度變化可呈現(xiàn) 、 和 三種力學狀態(tài)。23 ）常用的面版材料主要有 、 和 三種。三、問答題1) 什么是綠色材料？典型綠色材料有那些？2) 根據人的知覺感受，材料肌理還可分為那兩類？并舉例說明。3) 在測定材料力學性能時，拉伸試驗可測定材料的那些力學性能？表達這些性能的符號、公式和單位是什么？4) 面板設計主要采用什么材料，它們各自有那些特點？5) 金屬的

7、特性表現(xiàn)在那幾個方面？ 6) 鋁及鋁合金有那些特點？7) 銅及銅合金具有那些主要性能？8) 金屬的鑄造工藝有那些特點？9) 熔模鑄造工藝有那些主要特點：10) 什么叫金屬的塑性加工？塑性加工有那些主要特點？11) 金屬材料的塑性加工主要有那些工藝？12) 什么叫板料沖壓？13) 板料沖壓按加工熱狀態(tài)可分為那兩種，各自特點是什么？14) 沖壓加工的特點有那些？15) 沖壓加工的主要工藝有那些?16) 什么是鋁合金的氧化與著色處理？17) 鋁合金表面形成金屬氧化物保護膜的方法有哪些？18) 什么是金屬材料熱浸涂層工藝？常用的熱浸鍍金屬有那些？并舉兩個以上應用實例。19) 什么是高分子化合物？20)

8、 按熱性能分,塑料可為哪兩類?21) 塑料有那些綜合特性？22) 什么是abs塑料？abs塑料有什么主要特點和用途？23) 什么叫塑料成型？24) 塑料受熱隨溫度變化呈現(xiàn)那三種力學狀態(tài)，這三種力學狀態(tài)對應的成型加工方法有哪些？25) 塑料成型方法的選擇主要取決于哪些？26) 注射成型（注塑成型）的原理是什么？該工藝有那些主要特點？27) 塑料制品常用的表面處理方法有以下四種：28) 以下鋼號各表示什么鋼種，它們分別有那些含義？ q210、20、45a、t7、t8a、40gr、1cr13、1cr18ni929) 鋁合金主要有那些特點？ 四、應用題1）設計任務要求用一種輕便、散熱效果好、較經濟和有

9、絢麗外觀效果的材料作顯示器外殼，請選擇造型材料和成型工藝，并作簡要說明。2）一種電熨斗的上殼和握把連接部分由不銹鋼整體做成，握把連接部分的最高溫度為120攝氏度，請對握把作材料選擇和質感設計，并對設計作簡要說明。3）客戶要求用輕質金屬材料生產一種動物造型的辦公桌面工藝品，表面要用單一的鮮艷色澤修飾。請選擇材料和加工工藝。五、闡述題為什么說學習材料與工藝對工業(yè)設計是非常必要的?一、判斷題，正確的在后面括號打“”，錯誤的打“”。1 ）（ ）2 ）（ ）3 ）（ ）4 ）（ ）5 ）（ ）6 ）（ ）7 ）（ ）8 ）（ ）9 ）（ ）10 ）（ ）11 ）（ ）12 ）（ ）13 ）（ ）14 ）

10、（ ）15 ）（ ）16 ）（ ）17 ）（ ）18 ）（ ）19 ）（ ）20 ）（ ）21 ）（ ）22 ）（ ）23 ）（ ）24 ）（ ）25 ）（ ）26 ）（ ）27 ）（ ）28 ）( )二、填空題1) 線狀材料 、 板狀材料 、 塊狀材料 2） 材料 、 能源 、 信息 3） 金屬材料 、 無機材料 、 有機材料 、 復合 4） 布氏 洛氏 5） 質感設計 6) recovery（回收）、recycle（再循環(huán)）、reuse（再利用）、reduce（減量）。7) 形態(tài) 、 色彩 、 質感 8） 視覺肌理 、 觸覺肌理 9） 黑色金屬 、 有色金屬 、 純鐵 、 鑄鐵 、 鋼 1

11、0） 不銹鋼板材 、 沖壓 11） 流動性 、 收縮性 12） 合成樹脂 、 添加劑 13） 熱塑性塑料 、 熱固性塑料 14) 樹脂 、 添加劑 15） 丙烯腈 、 丁二烯 、 苯乙烯 16） 吹塑 17） 熱浸鍍錫 18） 白銅 19） 0.2 、 0.1 、0.08 20） 分離工序 、 成形工序 21）熱固性塑料、熱塑性塑料、縮合物塑料、聚合物塑料、 層壓塑料、壓縮塑料、工程塑料、 通用塑 22） 玻璃態(tài) 、 高彈態(tài) 、 粘流態(tài) 23） 金屬鋁板 、 工程塑料 、 貼塑鋁板 三、問答題1）答：綠色材料(生態(tài)或環(huán)境材料)是指具有良好使用性能，對資源和能源消耗少，對生態(tài)環(huán)境污染小，可再生利

12、用率或可降解,循環(huán)利用率高，在材料的制備、使用、廢棄到再生循環(huán)利用的整個過程中，都與環(huán)境協(xié)調的材料。典型綠色材料有：生物降解材料：一類是淀粉基熱塑性塑料制品，另類是脂肪族聚酯塑料制品。循環(huán)與再生材料：可多次重復循環(huán)使用；廢棄物可作為再生資源；廢棄物的處理對環(huán)境不產生二次污染或對環(huán)境影響小。2）答：視覺肌理和觸覺肌理。視覺肌理：木材的木紋、玻璃雕刻及印花、鍍鉻的效果（銀光亮）等；觸覺肌理：凹凸感、濕潤和干澀感、涼爽與溫暖感、玻璃的硬和涼等3）答：拉伸試驗可測定材料力學性能、表達這些性能的符號、公式和單位如下表所示：力學性能符號公式單位強度抗拉強度b pbb f0mpa屈服強度s psb f0mp

13、a塑性伸長率lk- l0 %l0%斷面收縮率 fk- f0 %f0%彈性彈性極限epee f0mpa4）答：產品的面板設計主要采用的材料和特點是：1、金屬鋁板。特點：鋁板質輕，加工和處理方法簡單多樣，適宜單件小批量和大量制作，應用普遍。2、工程塑料。特點：可制成有凹凸感的版面，具有色澤柔和、多樣、美觀大方的特點應用廣泛，易于大批量生產。3、貼塑鋁板和貼塑鋼板。特點：鋁板或鋼板實行塑料貼面具有顏色多樣、實干細膩、樸素大方、穩(wěn)重高雅的藝術效果。5）答：金屬的特性表現(xiàn)在以下幾個方面：1都具有一定的強度、硬度和塑性等，2是電與熱的良導體。3金屬材料表面具有金屬所特有的色彩與光澤。4金屬可以與其他金屬或

14、非金屬在熔融態(tài)下形成合金，以改善金屬的性能。5除了貴金屬之外，幾乎所有金屬的化學性能都較活潑，易氧化而生銹，6產生腐蝕。故金屬產品表面都要進行保護處理。6）答：鋁及鋁合金的特點有：1密度小、比強度高2純鋁的密度為 2.7g/cm3, 僅為鐵的1/3。鋁合金的密度與純鋁相近。鋁合金（強化后）的強度與低合金高強鋼的強度相近，鋁合金比強度比一般高強鋼高得多。3有優(yōu)良的物理、化學性能4鋁的導電性好，僅次于銀、銅和金，在室溫時的導電率約為銅的64%。5鋁及鋁合金有相當好的抗大氣腐蝕能力，鋁及鋁合金磁化率極低，接近于非鐵磁性材料。6加工性能良好，鋁及鋁合金(退火)的塑性很好，可以冷成形。切削性能也很好。超

15、高強鋁合金成形后可通過熱處理獲得很高的強度。鑄鋁合金的鑄造性能極好。7）答：銅及銅合金具的主要性能有：1優(yōu)異的物理、化學性能 銅導電性、導熱性極很好。銅及銅合金對大氣和水的抗蝕能力較高。銅是抗磁性物質。2良好的加工性能。 塑性很好，容易冷、熱成形；鑄造銅合金有很好的鑄造性能。具有某些特殊機械性能，例如優(yōu)良的減摩性和耐磨性(如青銅及部分黃銅)，高的彈性極限和疲勞極限(如鈹青銅等)。3具一定的色澤 不同的銅合金具有不一樣的顏色，有獨特的質感效果。8）答：金屬的鑄造工藝的特點是：1適應性廣。適應鑄鐵，碳鋼，有色金屬等材料；鑄件大小，形狀和重量幾乎不受限制；壁厚1mm到1m 。2可復雜成形。適合形狀復

16、雜，尤其是有復雜內腔的毛坯或零件。3成本較低。與其它工藝方法相比，鑄造成型生產成本低，4不足點：容易產生組織缺陷，力學性能偏低，質量不穩(wěn)定。因此，鑄件多數做為毛坯用。9）答：熔模鑄造工藝的特點如下：1可不考慮脫模問題，無分型面。2鑄件形狀精度高，表面光潔，不必加工或少加工。3能夠鑄造各種合金鑄件。4適用于中小型、薄壁、復雜的鑄件，鑄件重量一般不超過25kg。5熔模鑄造工序多，生產周期長。10）答：塑性加工又稱金屬壓力加工，是指在外力作用下使金屬坯料發(fā)生塑性變形，從而獲得具有一定形狀、尺寸和機械力學性能的坯件或零件的加工方法。金屬材料的塑性加工的主要特點是：在成型的同時，還能改善材料的組織結構與

17、形態(tài)而引起性能的變化。不宜于加工脆性材料或形狀復雜的制品。適于專業(yè)大規(guī)模生產，要用專門設備和工具。11）答：主要有：鍛造、軋制、擠壓、拔制和沖壓工藝。12）答：板料沖壓常簡稱沖壓，是在壓力作用下利用模具使金屬板料分離或產生塑性變形，以獲得所需工件的工藝方法。13）答：有熱沖壓和冷沖壓之分。前者是對變形抗力高，塑性較差的板料加工；后者則在室溫下，對低碳鋼薄板材、有色金屬及合金板材進行加工。如生活鋁制品、鋁、鎂合金材質的電器殼體等。14）答：沖壓加工生產的特點：生產效率高，產品尺寸均勻一致，表面光潔，適合大批量生產，成本低。沖壓加工，廣泛應用在航空、汽車、電器等工業(yè)上和生活日用品的生產。15）答:

18、 壓加工的主要工藝有沖孔、落料、剪裁、彎曲、拉深、卷邊等。16）答：鋁合金的氧化處理是使鋁合金表面通過電化學或化學反應，在其表面可形成具有一定厚度、硬度、耐腐蝕性和耐磨性的ai2o3覆蓋膜保護層。該保護層附著力強，不會從基體上剝落，又易著色。再者，該氧化物覆蓋膜具有多孔性，吸附力強，是作為電鍍和涂裝工藝的良好底層。17）答：鋁合金表面形成金屬氧化物保護膜的方法有：1電化學氧化法陽極氧化法2化學氧化剛得到的新鮮氧化膜層，它具有多孔性，吸附力強，容易染上各種顏色，具有很好的裝飾效果。18）答：金屬材料熱浸涂層工藝是金屬材料熱浸鍍保護層的方法。其工藝過程是：將去油污后的制品，浸漬于液態(tài)金屬中，經短時

19、間取出后使制品表面吸附上一薄膜金屬保護層。熱浸涂層的材料主要是一些低熔點的有色金屬，工業(yè)上被廣泛采用的熱浸鍍金屬有：sn、zn、ai、pb等。例如，罐頭盒材料馬口鐵，即低碳鋼鐵皮。經熱浸鍍金屬錫sn后，得到熱鍍錫層，具有很好的耐蝕能力。又如，白鐵皮、白鐵絲，經熱鍍鋁后形成具有極好的抗氧化能力的鋁層。19）答：高分子化合物是由一種或多種簡單低分子化合物（單體）經過反復多次相互聚合成分子量特別大（至少在5000以上）的大分子化合物，又稱聚合物或高聚物。如，聚乙烯，是由眾多的單分子乙烯化合物聚合而成.20）答：按熱性能分,熱塑性塑料和熱固性塑料。21）答：塑料的綜合特性有：1.質量輕 密度一般在0.

20、92.2g/cm3之間，平均約為鋁的1/2、鋼的1/5。2.導熱性低，密實塑料的導熱系數一般為0.120.80w/m.k。鋼為52w/m.k.3.比強度高，塑料及制品的比強度高，即單位密度的強度高。4.耐腐蝕性好， 塑料對酸、堿、鹽類的侵蝕，具有較強的抵抗性。5.電絕緣性好，塑料是良好的電絕緣材料。6.裝飾性好，塑料具有良好的裝飾性能，能制成線條清晰、色彩鮮艷、光澤明亮的圖案。7.經濟性， 塑料制品低價格、使有價值高。8.耐熱性差， 塑料的耐熱性比較差。9.易燃 塑料，一般是可燃的，而且在燃燒時產生大量的煙霧，還會產生有毒氣體。10.易老化 ，塑料制品在陽光、空氣、熱等作用下，其性能變差。老化

21、的根本原因是高分子鏈的交聯(lián)和裂解。性能惡化的表現(xiàn)：失去彈性、出現(xiàn)龜裂、變應、變軟、變粘、變色等。 11.降解困難，對環(huán)境不友好。22）答：abs塑料是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物。abs塑料的主要特點有:1.具有硬、韌、剛 的特性，綜合機械性能良好，2.尺寸穩(wěn)定，容易電鍍和易于成形。3.耐熱性較好，在40 的低溫下仍有一定的機械強度。各種產品的外殼、把手、管道、儀表殼、儀表盤、水箱外殼等、汽車安全保險杠、扶手、紡織器材、電訊器件等。23）答：塑料成型是將樹脂和各種添加劑的混合物作為原料，制成具有一定形狀的制品的工藝過程。24）答：高聚物受熱隨溫度變化，呈現(xiàn)三種狀態(tài)：1.玻璃態(tài)，當溫度tt

22、g時，質硬如玻璃，故稱為玻璃態(tài)。即力學性質與玻璃相似。2.高彈態(tài)，當溫度升高到tgttf范圍內，在此溫度范圍受力時可產生很大的彈性變形，故稱為高彈態(tài)。3.粘流態(tài)，指聚合物受熱溫度在tf以上時，受力時產生粘性流動，即呈熔融態(tài)。在此狀態(tài)下，高聚物可通過注射、擠壓、吹塑等方法成型出各種形狀的塑料制品。根據聚合物所處不同力學狀態(tài)，塑料成型加工的方法可分為三種：1.處于玻璃態(tài)的塑料，可以采用車，銑、鉆、刨等機械加工方法和電鍍、噴涂等表面處理方法；2.當塑料處于高彈態(tài)時，可以采用熱沖壓、彎曲，真空成型等熱變形加工方法；3.把塑料加熱到粘流態(tài)，可以進行注射成型、擠出成型，吹塑成型等粘性流動加工。答：塑料成型

23、方法的選擇取決于塑料的類型(熱塑性或熱固性)、特性、起始狀態(tài)及制成品的結構、尺寸和形狀等。26）答：注射成型的原理是利用注射機中的螺桿或柱塞的直線運動，將料筒內已加熱塑化的粘流態(tài)塑料以一定的壓力和速度注入到合模的模腔內，冷卻硬化后即成所需的制品。注射成型的技術特點：1是所有熱塑性塑料和部分流動性好的熱固性塑料的主要成型方法之一。2能一次成型出制品外形復雜、尺寸精確和帶嵌件的制品。3成型周期短、生產效率高。4注塑制品可不作表面處理。27）答：常用的表面處理方法有以下四種：涂飾： 塑料零件涂飾的目的，主要是防止塑料制品老化，提高制品耐化學藥品與耐溶劑的能力，以及裝飾著色，獲得不同表面肌理等。鍍飾：

24、 塑料零件表面鍍覆金屬，是塑料二次加工的重要工藝之一。它能改善塑料零件的表面性能，達到防護、裝飾和美化的目的。例如，使塑料零件具有導電性，提高制品的表面硬度和耐磨性，提高防老化、防潮、防溶劑侵蝕的性能，并使制品具有金屬光澤。因此，塑料金屬化或塑料鍍覆金屬，是當前擴大塑料制品應用范圍的重要加工方法之一。燙?。?利用刻有圖案或文字的熱模，在一定的壓力下，將燙印材料上的彩色錫箔轉移到塑料制品表面上，從而獲得精美的圖案和文字。絲網印: 在絲網上貼鏤空字，然后將文字或圖案刷印在塑料上。28）答：它們分別表示的鋼種和含義如下：牌號鋼種含 義q210碳素結構鋼屈服強度210mp20優(yōu)質碳素結構鋼碳含量約0.

25、2045a優(yōu)質碳素結構鋼碳含量約0.45、高級t7碳素工具鋼碳含量約0.7t8a碳素工具鋼碳含量約0.8、高級優(yōu)質40gr合金結構鋼碳含量約為0.40、gr小于1.51cr13馬氏體型不銹鋼碳含量約為0.1、cr含量約131cr18ni9奧氏體型不銹鋼碳含量約為0.1、cr含量約18、ni含量約929）鋁合金有以下特點：1.密度小、比強度高2.純鋁的密度為 2.7g/cm3, 僅為鐵的1/3。鋁合金的密度與純鋁相近。3.鋁合金比強度高。鋁合金（強化后）的強度與低合金高強鋼的強度相近，鋁合金比強度比一般高強鋼高得多。4.有優(yōu)良的物理、化學性能鋁的導電性好，僅次于銀、銅和金，在室溫時的導電率約為銅的64%。鋁及鋁合金有相當好的抗大氣腐蝕能力，鋁及