“金屬塑性加工技術(shù)”復習思考題-2013

1、金屬塑性加工技術(shù)復習思考題20131、名詞解釋： （1）連續(xù)擠壓：（P8）連續(xù)擠壓是通過有效利用坯料與旋轉(zhuǎn)擠壓輪之間的強摩擦所產(chǎn)生足夠的擠壓力和溫度，將桿料、顆粒料或熔融金屬以真正連續(xù)大剪切變形方式直接一次擠壓成制品的塑性加工方法。（2）集束拉拔：P15；將二根以上斷面為圓形或異型的柸料同時通過圓的或異型孔的模子進行拉拔，以獲得特殊形狀的異型材的加工方法。（3）閉式模鍛：P220；在成形過程中模膛是封閉的，分模面間隙是常數(shù)。（4）液態(tài)模鍛：P17；利用液態(tài)金屬直接進行模鍛的方法。（5）脫皮擠壓：P112；擠壓時使用較擠壓筒直徑小約1-4mm的擠壓墊，擠壓切入錠坯擠出潔凈的內(nèi)部金屬，將帶雜質(zhì)的皮

2、殼留在擠壓筒內(nèi)的擠壓方式。（6）擠壓縮尾：P111；擠壓時出現(xiàn)在制品尾部的一種特有的漏斗型缺陷。它產(chǎn)生于擠壓過程的后期，是由于中心流動快，體積供應不足，邊部金屬向中部轉(zhuǎn)移形成的。分中心縮尾，環(huán)形縮尾和皮下縮尾三種。（7）精密模鍛：P17；模鍛件尺寸與成品零件的尺寸很接近，因而可實現(xiàn)少切削或無切削加工的壓力加工方法。（8）拉深系數(shù)：P242；拉深變形后制件的直徑與其毛坯直徑之比。（9）擠壓效應：P120；指某些鋁合金擠壓制品與其他加工制品經(jīng)相同的熱處理后，前者的強度比后者的強度高，而塑性比后者低。（10）軋制變形區(qū)：P31；軋制時金屬在軋輥間產(chǎn)生塑性變形的區(qū)域稱為軋制變形區(qū)。（11）軋制接觸角：

3、P31；軋件與軋輥的接觸弧所對應的的圓心角，稱為接觸角。（12）前滑：P44；軋件的出口速度大于該處軋輥圓周速度的現(xiàn)象稱為前滑。（13）后滑：P46；軋件的入口速度小于入口斷面上軋輥的水平速度的現(xiàn)象。（14）最小可軋厚度：P50；在一定的軋制條件下，無論怎樣調(diào)整輥縫或反復軋制多少道次，軋件不能再軋薄了的極限厚度。（15）軋制壓力：P51；軋件給軋輥的合力的垂直分量。（16）軋制負荷圖：P75；一個軋制周期內(nèi)，主電機軸上的力矩隨時間而變化的負荷圖。（17）沖壓；P19；通過模具對板料施加外力，使之產(chǎn)生塑性變形或分離，從而獲得一定尺寸、形狀和性能的零件或毛坯的加工方法。（18）孔型系；將錠坯軋成所

4、需的形狀，要經(jīng)過由大到小排列的一系列孔型，這一系列孔型稱為孔型系。（19）填充系數(shù)；P105；擠壓筒內(nèi)孔橫斷面積與錠坯橫斷面積之比稱為填充系數(shù)。（20）擠壓比；擠壓筒腔的橫斷面面積同擠壓制品總橫斷面面積之比，也叫擠壓系數(shù)。（21）軋制過程中性角；P9；前滑區(qū)接觸弧所對應的圓心角。（22）熱軋；在高于再結(jié)晶溫度下進行的軋制過程。（23）冷軋；塑性變形溫度低于回復溫度的軋制過程。（24）軋制工作圖表：時間與各機架工作狀態(tài)圖。反應軋制過程中道次與時間的內(nèi)在聯(lián)系的關(guān)系圖。2、變形力學分析： （1）穿孔熱擠壓銅管的過程中，穿孔針的受力受熱分析。（P114）答：穿孔針在每一個擠壓周期都要承受一次載荷和溫度

5、的劇烈交替。穿孔時其整體受強烈的壓應力作用；而外表與高溫銅錠直接接觸，溫度急劇升高，而內(nèi)壁受水冷；一個擠壓道次結(jié)束后，又采用水冷方式對其外表面進行劇烈冷卻。在這種急冷急熱的惡劣工作狀態(tài)下，穿孔針極容易產(chǎn)生表面龜裂、變形、彎曲、拉毛、變細、斷裂等缺陷，使用壽命很短。 （2）游動芯頭拉拔管材時芯頭穩(wěn)定的力學條件。（P135-136）答：游動芯頭在變形區(qū)內(nèi)的穩(wěn)定位置取決于芯頭上的作用力的軸向平衡。當芯頭處于穩(wěn)定位置時，平衡方程為：由于 0和0 （3）分析線材拉拔時反拉力的作用。（P140）答:隨著反拉力Q值的增加,模子所受到的壓力Mq 值近似直線下降，拉拔力P逐漸增加。在反拉力達到臨界反拉力Qc 值

6、之前，對拉拔力并無影響。因此，將反拉力控制在臨界反拉力值范圍內(nèi)，可以在不增大拉拔力和不減小道次加工率的情況下減小模具入口處金屬對模壁的壓力磨損，延長模具的使用壽命。 （4）分析采用實心錠穿孔擠壓圓管時的穩(wěn)態(tài)擠壓力的組成。（P114）答：1）實現(xiàn)塑性變形作用在擠壓墊上的力Rs ；2）擠壓筒壁上的摩擦阻力Tt ;3) 塑性變形區(qū)壓縮錐面上的摩擦阻力Tzh ；4）模子工作帶上的摩擦阻力Tg . （5）根據(jù)板料沖裁力計算式分析減小沖裁力的措施。（P231）答：平刃口模具沖裁時，沖裁力 減小沖裁力的措施：1加熱沖裁：材料加熱后，抗剪強度大大降低，從而降低沖裁力；2階梯凸模沖裁：使各凸模沖裁力的最大值不同

7、時出現(xiàn)，以降低總的沖裁力；3. 斜刃模具沖裁：整個刃口不是同時切入板料，剪切面積減小，可降低沖裁力； （6）簡析管材空拉糾偏的力學原理。（P134）答：當采用偏心管坯空拉時，假定在同一圓周上徑向壓應力r 均勻分布，則在不同壁厚處產(chǎn)生的周向壓應力 將會不同，厚壁處的 小于薄壁處的 。因此，薄壁處要先發(fā)生塑性變形，即周向壓縮，徑向延伸，使管壁增厚，同時也將發(fā)生軸向延伸；而此時厚壁處還處于彈于變形狀態(tài)，增大軸向延伸，顯然在薄壁處減小了軸向延伸，增加徑向延伸，即增加了壁厚。 3、簡答簡析： （1）舉例：復合成形技術(shù)（如鑄軋、輥鍛、鑄擠、液態(tài)鍛造等）鑄軋：金屬熔液經(jīng)過旋轉(zhuǎn)的軋輥，在軋輥中完成凝固與熱軋的

8、過程：鑄擠：將液態(tài)金屬加入鑄擠機中，進行擠壓凝固過程。 （2）舉例：短流程生產(chǎn)新技術(shù)（如鑄軋法生產(chǎn)純銅管、連續(xù)鑄軋法生產(chǎn)鋁帶坯、銅帶“連鑄帶坯+冷軋開坯”技術(shù)、鋁型材在線淬火（T5）等）鑄軋法生產(chǎn)銅管：直接由水平連鑄機組生產(chǎn)空心管坯，再由三輥行星軋管機軋制成一定規(guī)定的拉伸管坯，同時卷曲成盤。生產(chǎn)效率高，軋制后的管材可以直接進行多道次拉拔加工而不需要進行中間退火，顯著簡化了加工工藝，連續(xù)性強，更適合于自動化連續(xù)加工生產(chǎn)線。 （3）舉例：連續(xù)化生產(chǎn)技術(shù)（如連續(xù)擠壓、連鑄連軋、盤拉技術(shù)、聯(lián)合拉拔等）答：連鑄連軋：在一條生產(chǎn)線上同時進行鑄造，軋制，切割，卷邊等工序獲得板帶柸料的方法；聯(lián)合拉拔：將拉拔，

9、矯直，切割，拋光，探傷組成在一起的拉拔方式。 （4）簡析：反向擠壓的特點（變形更均勻；降低擠壓力）（P6）答：反擠壓比正擠壓所需要的擠壓力?。s30%40%），制品尺寸精度高，力學性能均勻，組織均勻，擠壓速度高，成品率和生產(chǎn)率高等特點。 （5）簡答：有哪些方法可以制備銅包鋁雙金屬復合線材？（P201）答：1.將銅帶和鋁桿在孔型中熱軋結(jié)合，在剝?nèi)ワw邊和進行拉制；2.將銅帶彎曲卷成直縫管的同時，把鋁桿包在其中，然后氬弧焊焊合管縫，在進行拉制；3.將銅板包裹的鋁錠進行靜液擠壓；4.使用電鍍法，在無氧氣氛中（液體或氣體）將鋁桿剝皮，以得到無氧化膜的潔凈表面，然后直接進入電鍍槽進行鍍銅。 （6）簡析：解

10、釋軟墊鐓粗可降低鼓形的機理。（P204）答：由于軟墊的變形抗力較低，優(yōu)先變形并拉著鍛件徑向流動，導致鍛件的側(cè)面內(nèi)凹。當繼續(xù)鐓粗時，軟墊直徑增大，厚度變薄，溫度降低，變形抗力增大，鐓粗變形便集中到鍛件上，使側(cè)面內(nèi)凹消失，呈現(xiàn)圓柱形。在繼續(xù)墩處時，可以獲得高度不大的鼓行。 （7）簡析：減小板材彎曲件回彈量的措施。（P236-237）答：改進彎曲件設(shè)計和合理選材；補償法；拉彎法； （8）簡答：金屬板料沖壓成形的主要缺陷。（拉裂、起皺、制耳、毛刺、表面劃痕、回彈） （9）簡答：比較管材三種襯拉方法的特點。（P134-135）答：1.固定短芯頭拉拔：管材內(nèi)表面質(zhì)量比空拉時的好，此法應用廣泛。 2.長芯桿

11、拉拔：道次加工率大。3.游動芯頭拉拔：適用于長管和盤管生產(chǎn)，對提高拉拔生產(chǎn)率、成品率和管材內(nèi)表面質(zhì)量極為有利。 （10）簡析：超塑性成形的特點。（P20）答：超塑性狀態(tài)下的金屬在拉拔變形過程中不產(chǎn)生縮頸現(xiàn)象，變形應力可比常態(tài)下金屬的變形應力降低幾十倍。 （11）簡析：金屬塑性加工產(chǎn)品質(zhì)量的內(nèi)涵?！荆?）化學成分；（2）內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)；（3）材料性能（力學性能、物理性能、腐蝕性能、加工性能等）；（4）精度（尺寸精度、形狀精度、表面精度）】 （12）簡答：確定擠壓錠坯長度應考慮的問題。（P123）【提示：區(qū)分穿孔擠壓和無穿孔擠壓；區(qū)分定尺產(chǎn)品和不定尺產(chǎn)品】答：按擠壓制品所要求的長度來確定錠坯的長度

12、式中：L0為錠坯長度，mm；K為填充系數(shù)， ；LZ制品長度，mm；LQ 切頭、切尾長度，mm；hy 壓余厚度，mm；（13）板料沖壓性評價方法。（單向拉伸試驗，彎曲試驗，拉楔試驗，杯突試驗等）（14）前滑和后滑的定義是什么？影響前滑的因素有哪些？二者對于軋制過程有何影響？答：前滑：軋件出口的速度大于該處軋輥的圓周速度的現(xiàn)象稱為前滑。 后滑：軋件入口的速度小于入口斷面上軋輥上的軋輥的水平速度分量的現(xiàn)象稱為后滑。影響前滑的因素有1) 軋輥直徑：前滑隨軋輥直徑的增大而增大；2) 摩擦系數(shù)：摩擦系數(shù)增大，中性角增大，前滑值增加；3) 軋件厚度：h越小，前滑越大；4) 張力：前張力增加，前滑增大，后張力

13、增加，前滑減小。5) 加工率：前滑隨道次加工率的增大而增加，但加工率增加到某一定值時，前滑降低；6) 軋件寬度：軋件寬度減小，相對寬展量增加，前滑減小。對軋制過程的影響：前滑的存在易出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，產(chǎn)生的摩擦力會使制品表面出現(xiàn)劃痕，影響表面質(zhì)量。 （15）影響軋制寬展的主要因素。（P49）答：1.加工率：隨加工率的增大，寬展量增大。 2.軋輥直徑：寬展隨輥徑增加而增加。 3.軋件寬度：隨軋件寬度的增加，寬展開始是增加的，但當軋件寬度達到一定值之后，反而有所減小 4.摩擦：寬展隨摩擦系數(shù)增大而增大。 5.張力：前張力與后張力都使寬展減小，后張力比前張力影響大。（16）板帶箔產(chǎn)品的主要缺陷。（P10

14、1-104）答：厚度超差；板型不良；表面缺陷；組織性能不合格。（17）鍛件質(zhì)量及檢查方法。（外觀質(zhì)量（形狀、尺寸、表面狀態(tài)）和內(nèi)部質(zhì)量（成分，宏微觀組織，性能），破壞性檢查和無損檢測）（18）生產(chǎn)過程中要軋制更薄的板材需采取那些措施？ 答：1.減小工作輥徑；2.采用高效率的工藝潤滑；3.適當加大張力；4.采取中間退火，消除加工硬化，減小變形抗力；5.提高軋輥剛度。6.采取疊軋技術(shù)等（19）孔型的要素包括哪些？答：軋輥的幾何直徑，軋輥的工作直徑，孔型側(cè)壁厚度，孔型圓角，孔型形狀，輥縫。（20） 與平輥軋制相比，孔型軋制有何特點？答：1 . 沿軋件寬度上壓縮不均勻 2側(cè)壁斜度對軋制造成影響3變形區(qū)

15、長度沿軋件是變化的4軋制時速度差對寬展產(chǎn)生影響（21） 何謂孔型的側(cè)壁斜度？其意義是什么？答：連接槽底與槽頂?shù)木€段與軋輥軸線的夾角。側(cè)壁斜度的意義：便于軋件脫槽，延長軋輥壽命。（22） 何謂孔型系統(tǒng)？常用的孔型系統(tǒng)有哪些？各自有何特點？答：將錠坯軋成所需的形狀，要經(jīng)過由大到小排列的一系列孔型，這一系列孔型稱為孔型系。常見的孔型系：橢圓-方形；橢圓-圓形；菱形-方形；菱形-菱形；特點：橢圓系比橢方系變形量小，因此軋制次數(shù)多，然而軋件寬向的變形，比橢方系均勻；軋件在方型系中軋制，比在圓孔系中要穩(wěn)定，因為方孔型兩個側(cè)邊的夾持作用，軋件在菱和方型中也較穩(wěn)定；菱方系和菱菱系中軋制時軋件的角永遠是角，邊永

16、遠是邊。（23） 如何計算孔型軋制時的咬入問題？答：同樣用（接觸角和摩擦角關(guān)系）來考核一、軋件與軋槽最先接觸點對應的輥徑與壓下量計算。Rdh二、用最不利情況計算，即用軋槽槽底直徑和用寬度上最大的h代入算式計算。Db和dhmax三、平均輥徑與平均壓下量計算。（最為粗糙）（24） 影響拉拔力的因素有哪些？基本影響規(guī)律如何？答: 1）工件的材質(zhì)：工件越硬，拉拔力越大，單位拉力與材料變形前后平均抗拉強度基本成直線比例關(guān)系。2） 變形量：變形量越大，控制力越大。3） 反拉力：反拉力增大，拉制力增大，但總拉制力不一定增大，只有當q V2進 時，兩機架之間的活套越來越長，為軋件的堆積狀態(tài)；當V1進 Nx，T為摩擦力 T=Nf=Ntan(為摩擦角） Tx=TcosNx=Nsinx 即tantan 所以咬入的條件為 ,=時為臨界條件。穩(wěn)定軋制的條件：當軋件充滿輥間時，如果單位壓力沿接觸弧內(nèi)均勻，則合壓力作用點在接觸弧中心，合壓力與軋輥中心連線的夾角等接觸角的 一般穩(wěn)定穩(wěn)定軋制的條件仍為TxNx，即TcosNsin,即tantan,=/2,則2，當=2時為穩(wěn)定軋制的臨界條件，Vn，即線的運動速度大于絞盤的圓周線速度。（12）帶滑動多模連續(xù)拉拔配模的必要條件 當?shù)趎道次以后的總延伸系數(shù)大于收線盤與第n個絞盤圓周線速度之比，才能保證成品模磨損后不等式un vn仍