東北大學成型工藝中期末復習_

1、擠壓部分2.圓棒材正向擠壓時擠壓力隨擠壓行程的變化特征是什么，解釋變化的原因？填充擠壓階段：金屬在擠壓桿的作用下首先充滿擠壓筒和?？?，擠壓力急劇升高；因為隨著擠壓的進行坯料和筒的接觸面積增大，造成了擠壓力的增大?；緮D壓階段：金屬不發(fā)生紊亂流動，擠壓力穩(wěn)中有降；坯料長度減少，與擠壓筒壁的摩擦面積逐漸減少，擠壓力降低。終了擠壓階段：金屬發(fā)生紊亂流動，擠壓力上升；原因是擠壓后期的金屬徑向流動增加，另外擠壓筒內(nèi)的金屬減少，冷卻比較快，變形抗力增加，同時，死區(qū)的金屬也參與流動。3.死區(qū)形成的原因是什么，對制品的表面質(zhì)量的影響？形成原因：鑄錠在前端受到摩擦力的作用，阻礙金屬的流動，這部分金屬受到擠壓筒和

2、摸的冷卻使塑性降低，強度升高，不易流動，形成了難變形區(qū)，即為死區(qū)。產(chǎn)生影響：坯料外表面的缺陷被阻礙在死區(qū)，坯料的次表面成為制品的外表面，因此制品的表面質(zhì)量好。4擠制品層狀組織的特征及其形成原因？特征：制品折面后斷口呈現(xiàn)與木質(zhì)相似的形態(tài)，分層的斷口凹凸不平，并有裂紋，分層方向與擠壓軸平行。原因：根本原因，錠坯中的缺陷（氣孔，夾雜，金屬氧化物）在擠壓時，主要變形狀態(tài)兩壓一拉，變形方向伸長，變形后不能發(fā)生再結(jié)晶，而呈纖維狀，導致層狀組織。 與擠壓變形特點有關(guān)：前端變形平穩(wěn)，后端流動相對紊亂，導致夾雜膜破壞，層狀組織不明顯。與鑄造條件有關(guān)：冷卻速度大，柱狀晶明顯，缺陷和夾雜物易集中分布，層狀組織明顯，

3、反之不明顯。與合金成分有關(guān)：主要由于這些合金中易出現(xiàn)氧化物夾雜。5. 擠制品粗晶組織的特征及形成原因？制品的粗晶組織：某些合金在擠壓時或在隨后的熱處理中，會形成異常粗大的晶粒組織。形成原因：擠壓時或擠壓后淬火時發(fā)生了集聚再結(jié)晶。 與變形特點有關(guān)，對于純鋁，軟鋁合金，擠壓速度快，變形熱大，制品出摸后溫度應較高，因此外層，后端優(yōu)先發(fā)生再結(jié)晶和集聚再結(jié)晶，形成粗晶組織； 與合金成分有關(guān)，在擠壓后的熱處理時形成，主要出現(xiàn)在含Mn，Cr等元素的熱處理可強化鋁合金中，這些元素固溶時刻提高合金的再結(jié)晶溫度6擠制品擠壓效應的特征及其形成原因？特征：某些工業(yè)用鋁合金，其擠制品與其他加工制品經(jīng)相同的熱處理后，在縱

4、向上具有較高的強度和較低的塑性，擠壓效應一般出現(xiàn)在制品內(nèi)部。原因：處于兩壓一拉的變形狀態(tài)，形成較強111織構(gòu)，織構(gòu)沿擠壓方向排列一致，縱向強度高。 與合金成分有關(guān)，含有Mn，Zr，Cr，Ti，可抑制鋁合金的動態(tài)再結(jié)晶，使擠壓制品在熱處理后保持擠壓時的加工織構(gòu)，從而保持了較高的強度7.擠制品表面裂紋的特征，形成原因及消除措施？特征：分布在表面，距離相等，呈周期性分布。原因：金屬的接觸摩擦使外層金屬受到拉附應力作用，內(nèi)層金屬受到壓附應力作用，當拉附應力很大，邊部可能由壓變拉，當此拉力達到材料在擠壓溫度下的強度極限時則產(chǎn)生裂紋。措施：使變形均勻，消除軸向拉附加應力，如潤滑等；提高基本應力，如施加反壓

5、力，增加定徑帶長度，增加變形程度等；保證合金的高溫強度，制訂合理的溫度-速度規(guī)程，使合金處于高溫塑性好的區(qū)域。8.畫圖說明擠壓時皮下縮尾，中心縮尾和環(huán)形縮尾的特征及形成原因？環(huán)形縮尾：擠壓末期發(fā)生紊亂流動，即外層金屬發(fā)生回流，由于后端難變形區(qū)的存在，回流的金屬沿難變形區(qū)界面流動，分布在制品的中間層。由于外層金屬含有氧化皮、油污等臟物，流入制品內(nèi)部與基體金屬不能焊合，形成環(huán)形縮尾。中心縮尾：隨著擠壓過程的進行，后端難變形區(qū)逐漸變成一小楔形，回流金屬沿此界面流動，分布在制品中心，由于外層金屬含有氧化皮、油污等臟物，流入制品內(nèi)部與基體金屬不能焊合形成中心縮尾。皮下縮尾：擠壓末期，金屬溫降大，塑性低，

6、導致劇烈滑移區(qū)與死區(qū)界面發(fā)生斷裂（內(nèi)摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)橥饽Σ粒?，含有氧化皮、油污等臟物的外層金屬沿此界面流出，同時死區(qū)也不是完全的剛體，也會沿?？滓稽c一點的流出，包覆在由死區(qū)界面流出臟金屬上面形成皮下縮尾。9.多?？讛D壓時?？着帕械脑瓌t是什么？均勻布置在同心圓上，同心圓直徑太大，死區(qū)參與流動，強度不夠，外表面易有裂紋。同心圓直徑太小，內(nèi)表面易有裂紋。選擇適當?shù)耐膱A直徑。拉拔部分1.什么是拉拔安全系數(shù)，試解釋其物理意義？被拉金屬出?？诘目估瓘姸扰c拉拔應力之比稱為安全系數(shù)。它反映的是拉拔過程能否實現(xiàn)以及實現(xiàn)的難易程度。2.空拉糾正偏心的原理？若同一圓周上徑向應力分布均勻，則薄壁處的周向應力大，因為周向應

7、力是使薄壁增加的因素，因此薄壁處增厚的多，直至壁厚均勻。由于薄壁處的周向應力大，因此薄壁處先發(fā)生塑性變形，產(chǎn)生軸向延伸，結(jié)果在薄壁處產(chǎn)生軸向附加壓應力，使壁增厚；厚壁處產(chǎn)生軸向附加拉應力，使壁減薄，直至壁厚均勻，附加應力消失。3.游動芯頭拉拔時，芯頭在變形區(qū)內(nèi)穩(wěn)定的條件是什么？芯頭錐角大于摩擦角；芯頭錐角還應小于或等于模角；芯頭頭軸向游動的幾何范圍應有一定的限度。4.比較空拉，固定段芯頭拉拔，游動芯頭拉拔優(yōu)缺點?？招睦翁攸c：1,能糾正偏心。2,適于小管，異型管以及盤管拉拔。3,拉拔力小，道次加工率大。4,操作簡單。5,制品內(nèi)表面質(zhì)量差，尺寸精度低。固定短芯頭拉拔特點：1,由于內(nèi)摩擦的存在，拉

8、拔力大，道次加工率小，但變形較均勻。2,內(nèi)表面質(zhì)量好，尺寸精確。3,不能生產(chǎn)較長的制品。因：a長的芯桿在自重作用下易彎曲，導致芯頭難以正確的固定在?？字?；b長的芯桿彈性變形量較大，易引起跳車，使制品出現(xiàn)竹節(jié)缺陷。游動芯頭拉拔特點：1能生產(chǎn)長管，盤管（生產(chǎn)率，成品率高）2能消除芯桿帶來的竹節(jié)，偏心等缺陷。3拉拔力低，道次加工率大。4由于芯頭游動，內(nèi)表面易出現(xiàn)明暗交替的環(huán)紋。5工藝難度大。長芯桿拉拔： 1拉拔力小，道次加工率大。2適用于小管薄壁管以及塑性差的合金管的生產(chǎn)。3脫桿麻煩5 反拉力對拉拔過程的影響？隨反拉力的增加，模壁壓力下降，但拉拔力開始不變，直到Q增加到Qc后才開始升高，因此采用反拉

9、力小于臨界反拉力進行拉拔是有利的。體現(xiàn)在：在不增加能量消耗的情況下，可減小?？椎哪p。6.若低碳鋼圓棒拉拔時僅表面發(fā)生變形，畫出殘余應力分布圖？僅表面發(fā)生變形時：軸向上：邊部為壓、中心為拉；徑向上：整個斷面為壓；周向上：與軸向上相同。7.消除拉制品殘余應力的措施有哪些？消除不均勻變形，減小摩擦，選擇適當?shù)哪＝?；矯直機加工：輥式矯直僅表面變形，產(chǎn)生一封閉壓力層，使邊部拉殘余應力減小或消除；張力矯直：施加拉力，使制品產(chǎn)生1-3%的拉伸變形有殘余應力的外層先進入塑性狀態(tài)，進而產(chǎn)生壓附加應力；低溫退火，僅使金屬發(fā)生回復8.簡要說明實現(xiàn)滑動式連續(xù)拉拔的條件？UnVn絞盤的圓周速度大于線的運動速度是實現(xiàn)滑

10、動拉拔的基本條件，為保證UnVn，n道次以后的總延伸系數(shù)必須大于收線盤與第n個絞盤的速比（必要條件）；任一道次的延伸系數(shù)必須大于相鄰兩絞盤的速比（充分條件）9、拉拔制品中心裂紋的特征及其形成原因？特征：存在于內(nèi)部；呈月牙形周期性分布；由變形區(qū)入口向出口越來越大；嚴重時表面出現(xiàn)細頸。 原因：棒材拉拔時，中心的軸向拉應力大于邊部的軸向拉應力，因此中心易出現(xiàn)裂紋且呈月牙形。又由于軸向拉應力越向出口越大，因此裂紋一旦出現(xiàn)就越來越長，越來越寬。 由于裂紋的形成是能量的積聚和釋放的過程，即拉應力達到一定值時，裂紋出現(xiàn)，進而使拉應力得到釋放降低，因此裂紋擴展到一定程度即停止。隨著變成的進行又會出現(xiàn)第二條裂紋

11、，呈周期性。還有擠制品的外層強度高，中心強度低。鍛造部分1、鍛壓加工主要有那些方法？熱鍛：自由鍛、模鍛；冷鍛：冷擠、冷鐓、沖裁、彎曲、拉深、脹形。沖壓方法：沖裁、彎曲、深拉延、脹形。2、鍛壓與其它加工方法（鑄造、軋制、擠壓、拉伸）相比有什么特點？A 鑄造是針對塑性較低的材料提供接近零件形狀的毛坯。B 鍛造采用熱加工，得到高強度質(zhì)量的零件。C 沖壓是冷加工得到零件。D 鍛壓與其它成形方法（軋制、擠壓、拉伸等）對比鍛壓指向品種多而復雜的坯料或零件。軋制、擠壓、拉伸等指向板、帶、條、箔、管、棒、型、線的一次加工產(chǎn)品，該產(chǎn)品尚需二次加工（鍛、沖、鉚、焊）。3、試述鍛造發(fā)展趨勢。A 做大，設(shè)備向巨型化發(fā)

12、展。B 做精，設(shè)備專門化、精密化和程控化。C 近終形，鍛件形狀、尺寸精度和表面質(zhì)量最大限度地與產(chǎn)品零件接近，以達到少、無切削加工之目的。D為適應大批量生產(chǎn)的要求，發(fā)展專業(yè)化生產(chǎn)線，建立專門的鍛造中心，實現(xiàn)整機制造中零件的系列化、通用化和標準化。E 大力發(fā)展柔性制造和CAD/CAM技術(shù)。F模鍛的比例加大，自由鍛的比例減少。G發(fā)展鍛造新工藝4、鍛造在冶金廠和機械類廠有何應用？a冶金廠：高速鋼、鈦等高溫合金的鍛造開坯，之后才進行軋或擠成板棒材。b機械廠：主要為重要零件準備毛坯。5、模鍛工藝一般由那些工序組成？下料加熱模鍛（切邊、沖孔）熱處理酸洗與清理校正涂漆檢驗等。6、合金鋼加熱過程要注意那四個現(xiàn)象

13、？鍛造加熱溫度如何確定？A鋼加熱過程中應注意的四點現(xiàn)象：氧化、脫碳、過熱、過燒(1)氧化：氧化性氣體（O2,CO2,H2O和SO2）與鋼發(fā)生反應。(2)脫碳：化學反應造成鋼表層碳含量的減少叫脫碳。 (3)過熱：溫度過高造成晶粒粗大。(4)過燒：加熱到接近熔化溫度并在此溫度下長期保留，不僅晶粒粗大，而且晶界熔化。B鍛造溫度范圍的確定：鍛造溫度范圍指開始鍛造溫度（始鍛溫度）和終結(jié)鍛造溫度（終鍛溫度）之間的溫度區(qū)間。確定的原則或方法，三圖定溫：相圖，塑性-抗力圖，再結(jié)晶圖。具體的鍛造溫度數(shù)據(jù)，參見鍛造工手冊和鍛壓數(shù)據(jù)手冊。7、鍛件冷卻有幾種方法?各適用于什么情況？A 空冷：出模后空氣中冷卻。適用于有

14、色金屬鍛件和小鍛件，適于無相變鋼（如奧氏體鋼、鐵素體鋼）。B 坑冷(箱冷）中碳鋼、碳素工具鋼、大多數(shù)低合金鋼的中型鍛件。C爐冷:冷卻速度慢，生產(chǎn)率低。適用于大型鍛件（中碳鋼和低合金鋼）和高合金鋼的重要鍛件。8、試述鍛件表面清理各種方法？（1）鍛造前清理。a用鋼絲刷子清除，b大坯料用高壓水噴射沖刷/砂輪打磨/火焰清理。（2）鍛后氧化皮清理a酸洗反應去皮法。b 噴砂/噴丸，在23個大氣壓（噴砂）、56個大氣壓（噴丸）大氣壓下，以壓縮空氣為動力使砂?；蜾撏璁a(chǎn)生高速運動，噴射到鍛件表面以打掉氧化皮。c拋丸，利用以2000-3000RPM高速轉(zhuǎn)動葉片的離心力，把鋼球打到鍛件上。d滾筒清理，摩擦去皮，使用

15、于中小鍛件。e振動清理 9、自由鍛包括那些基本工序？其鍛件分幾類？a基本工序:墩粗、延伸、拔長、沖孔、彎曲、扭轉(zhuǎn)、切割、鍛造焊接。b鍛件分類1餅類：圓盤、葉輪、齒輪、模塊、錘頭；2空心類：圓環(huán)、齒圈、軸承環(huán)、缸體、空心軸；3軸桿類：傳動軸、車軸、軋輥；4彎曲類：吊鉤、彎桿、曲柄、軸瓦蓋；5曲軸：各種曲軸：汽車曲軸。10、為減少鐓粗鼓形，提高均勻變形應當采取哪些措施?1使用潤滑劑和預熱工具，2采用凹形坯料，3采用軟金屬墊，4使用疊鐓，套環(huán)內(nèi)鐓粗，5采用反復鐓粗拔長工藝。11、試述拔長操作技術(shù)要領(lǐng)或注意事項?1翻轉(zhuǎn)以使變形均勻，2翻轉(zhuǎn)前后送進位置要相互錯開以使軸線方向變形均勻，3短料拔長從一端到另

16、一端進行，長料鋼錠拔長時，從坯料中間向兩端拔長4臺階軸拔長時要用壓棍、壓痕、壓肩，便于鍛出臺階和凹槽，5為防止端部產(chǎn)生凹心和夾層，端部最小切料長度要滿足一定要求，6采用平砧拔長時，由大圓坯鍛小圓坯應按圓、方、八角到圓的順序進行，由大方坯鍛成小圓坯是按正方、八角到小圓的順序鍛造。塑性差的坯料可采用V形砧或圓形砧拔長，以減小中心開裂的危險。12、名詞解釋：鍛件圖、余量、余塊、公差鍛件圖：以零件圖為基礎(chǔ)，加上機械加工余量和公差之后（當鍛件形狀復雜時，還必須加上余塊以簡化形狀）繪制而成的圖叫鍛件圖。余量: 當鍛造不能達到零件的尺寸精度和粗糙度要求時，零件表面需增加一層供切削加工用的金屬叫機械加工余量，

17、簡稱余量。余塊: 在鍛造的某些地方加添一些大于余量的金屬，以簡化鍛件的外形。這種加添的金屬部分叫做余塊。公差: 鍛件的實際尺寸與基本尺寸之差允許有一定限度的誤差范圍，叫做鍛造公差。13、自由鍛工藝規(guī)程包含那些內(nèi)容？（1）根據(jù)零件圖作出鍛件圖；（2）確定原坯料的重量和尺寸；（3）制定變形工藝和鍛比；（4）選擇鍛壓設(shè)備；（5）確定鍛造溫度范圍，加熱和冷卻規(guī)范；（6）確定鍛后熱處理規(guī)范；（7）提出鍛件的技術(shù)條件和檢驗要求；（8）填寫工藝卡片。14、與自由鍛相比，模鍛有何特點？模鍛如何分類?各生產(chǎn)何種形狀的產(chǎn)品？特點：優(yōu)點1生產(chǎn)效率高，比自由鍛高3-4倍至幾十倍；2尺寸精度高，表面光潔度高，鍛造公差是

18、自由鍛的1/3-1/4；3鍛件形狀復雜，4鍛件機加工余量小，材料的的利用率高；5操作簡單勞動強度比自由鍛小，6鍛件成本低，由于大批量生產(chǎn)造成。缺點:1模鍛件重量受限，通常在150kg以下，模鍛大件有困難2模鍛對設(shè)備精度要求高，給設(shè)備制造和加工帶來困難，3模具加工成本高，不適合單件小批量，4工藝靈活性不如自由鍛。分類：A按飛邊分：開式模鍛和閉式模鍛。開式模鍛帶飛邊，適合于鍛造形狀復雜的鍛件。閉式模鍛不帶飛邊，適合于鍛造形狀簡單的鍛件。B按設(shè)備分：錘上模鍛、曲柄壓力機上模鍛、摩擦壓力機上模鍛、平錘機上模鍛。 15、模鍛分模面的確定遵循什么原則？四個原則： A 便于脫模，分模面選在鍛件的最大尺寸的截

19、面上。 B 便于錯位檢查，使分模面上下模的模膛外形一致。C 便于模具制造，分模面盡量選平面。D 保證金屬流線完整。16、模鍛鍛件圖設(shè)計要考慮哪些內(nèi)容？1模鍛方案，2分模面的位置，3余量和公差，4模鍛斜度，5確圓角半徑，6孔的初形和沖孔連皮。7技術(shù)條件。17、模鍛為什么留圓角？為了使金屬在模膛內(nèi)易于流動，保持金屬流線的連續(xù)性，提高鍛模使用壽命，便于金屬充滿模膛，增加鍛模強度， 減少鍛模凸起和尖角處金屬流動阻力。18、有孔件模鍛為什么留沖孔連皮？有幾種形式？留連皮的目的：減輕并緩沖鍛模的剛性接觸，避免其損壞。形式：平底連皮、斜底連皮、帶倉連皮、拱底連皮。19、飛邊槽有什么作用？有幾種形式？作用 A

20、 增加金屬流出模膛的阻力，迫使金屬充滿模膛的各個部分；B 容納多余金屬； C 緩沖作用，減弱上下模具的打擊。形式：4種(最好畫圖) 分橋部（起抑制金屬流動的作用）和倉部（容納多余屬）。20、列出可能的鍛造新工藝？鍛造新工藝：精鍛、等溫成形、精密碾壓、電墩、旋鍛、輥鍛、擺動碾壓、超塑性成形等。21、試述沖壓的特點？分類及發(fā)展方向？特點：1生產(chǎn)率高，每分鐘可生產(chǎn)幾件到幾十件2沖壓操作簡便，宜于實現(xiàn)機械化和自動化3產(chǎn)品尺寸精度高，互換性好，不需機加工即可直接使用4成本低。分類：據(jù)變形抗力分類。分離工序：b切斷。 落料、沖孔、切割。成形工序：bs屈服。彎曲、拉深、翻邊、脹形等。發(fā)展方向： 1）工藝分析

21、計算方法的現(xiàn)代化2）模具設(shè)計制造技術(shù)現(xiàn)代化3）沖壓生產(chǎn)的機械化和自動化4）為滿足產(chǎn)品的更新?lián)Q代和生產(chǎn)小批量的發(fā)展趨勢，開發(fā)一些新的成形工藝5）不斷改進板料性能，以提高成形性和使用效果22、沖壓工藝性實驗有幾種方法？（1） 彎曲試驗（2） 脹形試驗（杯突試驗、Erichsen試驗）（3） 拉伸成型試驗：圓柱平底凸模沖杯試驗 TZP試驗（拉伸力對比試驗）（4） 拉伸脹形成形性能試驗（福井試驗）（5） 擴孔成形性能試驗23、名詞解釋：沖壓變形趨向性 最小彎曲半徑 拉深系數(shù) 彎曲中性層沖壓變形趨向性：沖壓坯料的各部分在同一模具的作用下，有可能發(fā)生不同形式的變形，叫沖壓變形趨向性。最小彎曲半徑：在保證坯

22、料外表面纖維不發(fā)生破壞的條件下，工件能夠彎成的內(nèi)表面的最小圓周半徑叫最小彎曲半徑rmin。拉深系數(shù)：定義m=dp/D0拉深系數(shù)。D0-變形前坯料的初始直徑dp-凸模直徑。24、沖裁間隙對斷面質(zhì)量有何影響？合理間隙時，裂紋相互重合，沖壓件的斷面平直、光潔、毛刺小。間隙C過小時，凹模刃口處的裂紋進入凸模下面的壓應力區(qū)便停止發(fā)展了。凸模繼續(xù)下壓時，上下裂紋中間部分產(chǎn)生二次剪切，被凸模擠入凹模中，結(jié)果二頭呈現(xiàn)光亮帶，中部撕裂帶。間隙C過大時，彎曲拉伸成分加大，壓應力拉伸增加，撕裂區(qū)變大，光亮帶變小，毛刺大而厚，難去掉。25、沖裁凸凹模刃口確定遵循什么原則？為什么？生產(chǎn)實踐告訴我們：沖孔時凸模越磨越小，

23、落料時凹模越磨越大。沖孔件的尺寸等于凸模尺寸，落料件的尺寸等于凹模尺寸。所以提出如下原則：設(shè)計沖孔件時，以凸模作為設(shè)計基準，間隙取在凹模上。設(shè)計落料件時，以凹模作為設(shè)計基準，間隙取在凸模上。沖孔：dp=(d+x)+0-p沖孔件尺寸在凸模尺寸上加上磨損量dd=(dp+Zmin)+ d-0 間隙取在凹模上落料：Dd=(D-x) + d-0落料件尺寸在凹模尺寸上減去磨損量Dp=(Dd-Zmin) +0-p間隙取在凹模上式中，（dp,dd-沖孔凸凹模名義尺寸；Dd,Dp-落料凹凸模名義尺寸；x-磨損量，p，d-凸，凹模的制造公差）26、影響回彈的因素有那些？減少彈復的措施有那些？影響回彈的因素=(18

24、0-0)1-3sR/（Et）（1）機械性能s增加E減少增大 彈復大；（2）相對彎曲半徑R/t。R/t增加增大；（3）彎曲中心角。增加=-0增加；（4）彎曲方式 校正彎曲的回彈比自由彎曲的??；（5）零件形狀 形狀復雜的彎曲件因各部分互相制約，回彈困難，彎后回彈角較小。減少彈復的措施（1）彎曲件加上加強筋。（2）選E大s小的材料，對硬材料要退火處理以減少回復。（3）工具尺寸補償。單角彎時，凸模：頂角減小，減小；圓角半徑做小些。雙角彎時，在凸模兩側(cè)分別做出彈復角或在模具底部做成圓弧形（4）校正法：彎曲終了，施加校正壓力（5）拉彎法：給板料加拉力P，改變內(nèi)外層應力，狀態(tài)為拉應力，則減少彈復。27、從力學角度解釋起皺現(xiàn)象的本質(zhì)？若不用壓邊圈，2=0，無壓邊圈的2=c2=c(-m)=0-cm；有壓邊圈的2=c(2-m)=c2-cm。因為c2有壓邊圈2，則發(fā)生材料的拱起，叫“起皺”，這是起皺的力學本質(zhì)。28、影響起皺的因素有那些？如何防止起皺？影響毛坯起皺的因素（1）板坯相對厚度t/D0, t/D0越小，抗