东北大学成型工艺中期末复习_

1、挤压部分2.圆棒材正向挤压时挤压力随挤压行程的变化特征是什么，解释变化的原因？填充挤压阶段：金属在挤压杆的作用下首先充满挤压筒和模孔，挤压力急剧升高；因为随着挤压的进行坯料和筒的接触面积增大，造成了挤压力的增大。基本挤压阶段：金属不发生紊乱流动，挤压力稳中有降；坯料长度减少，与挤压筒壁的摩擦面积逐渐减少，挤压力降低。终了挤压阶段：金属发生紊乱流动，挤压力上升；原因是挤压后期的金属径向流动增加，另外挤压筒内的金属减少，冷却比较快，变形抗力增加，同时，死区的金属也参与流动。3.死区形成的原因是什么，对制品的表面质量的影响？形成原因：铸锭在前端受到摩擦力的作用，阻碍金属的流动，这部分金属受到挤压筒和

2、摸的冷却使塑性降低，强度升高，不易流动，形成了难变形区，即为死区。产生影响：坯料外表面的缺陷被阻碍在死区，坯料的次表面成为制品的外表面，因此制品的表面质量好。4挤制品层状组织的特征及其形成原因？特征：制品折面后断口呈现与木质相似的形态，分层的断口凹凸不平，并有裂纹，分层方向与挤压轴平行。原因：根本原因，锭坯中的缺陷（气孔，夹杂，金属氧化物）在挤压时，主要变形状态两压一拉，变形方向伸长，变形后不能发生再结晶，而呈纤维状，导致层状组织。 与挤压变形特点有关：前端变形平稳，后端流动相对紊乱，导致夹杂膜破坏，层状组织不明显。与铸造条件有关：冷却速度大，柱状晶明显，缺陷和夹杂物易集中分布，层状组织明显，

3、反之不明显。与合金成分有关：主要由于这些合金中易出现氧化物夹杂。5. 挤制品粗晶组织的特征及形成原因？制品的粗晶组织：某些合金在挤压时或在随后的热处理中，会形成异常粗大的晶粒组织。形成原因：挤压时或挤压后淬火时发生了集聚再结晶。 与变形特点有关，对于纯铝，软铝合金，挤压速度快，变形热大，制品出摸后温度应较高，因此外层，后端优先发生再结晶和集聚再结晶，形成粗晶组织； 与合金成分有关，在挤压后的热处理时形成，主要出现在含Mn，Cr等元素的热处理可强化铝合金中，这些元素固溶时刻提高合金的再结晶温度6挤制品挤压效应的特征及其形成原因？特征：某些工业用铝合金，其挤制品与其他加工制品经相同的热处理后，在纵

4、向上具有较高的强度和较低的塑性，挤压效应一般出现在制品内部。原因：处于两压一拉的变形状态，形成较强111织构，织构沿挤压方向排列一致，纵向强度高。 与合金成分有关，含有Mn，Zr，Cr，Ti，可抑制铝合金的动态再结晶，使挤压制品在热处理后保持挤压时的加工织构，从而保持了较高的强度7.挤制品表面裂纹的特征，形成原因及消除措施？特征：分布在表面，距离相等，呈周期性分布。原因：金属的接触摩擦使外层金属受到拉附应力作用，内层金属受到压附应力作用，当拉附应力很大，边部可能由压变拉，当此拉力达到材料在挤压温度下的强度极限时则产生裂纹。措施：使变形均匀，消除轴向拉附加应力，如润滑等；提高基本应力，如施加反压

5、力，增加定径带长度，增加变形程度等；保证合金的高温强度，制订合理的温度-速度规程，使合金处于高温塑性好的区域。8.画图说明挤压时皮下缩尾，中心缩尾和环形缩尾的特征及形成原因？环形缩尾：挤压末期发生紊乱流动，即外层金属发生回流，由于后端难变形区的存在，回流的金属沿难变形区界面流动，分布在制品的中间层。由于外层金属含有氧化皮、油污等脏物，流入制品内部与基体金属不能焊合，形成环形缩尾。中心缩尾：随着挤压过程的进行，后端难变形区逐渐变成一小楔形，回流金属沿此界面流动，分布在制品中心，由于外层金属含有氧化皮、油污等脏物，流入制品内部与基体金属不能焊合形成中心缩尾。皮下缩尾：挤压末期，金属温降大，塑性低，

6、导致剧烈滑移区与死区界面发生断裂（内摩擦转变为外摩擦），含有氧化皮、油污等脏物的外层金属沿此界面流出，同时死区也不是完全的刚体，也会沿模孔一点一点的流出，包覆在由死区界面流出脏金属上面形成皮下缩尾。9.多模孔挤压时模孔排列的原则是什么？均匀布置在同心圆上，同心圆直径太大，死区参与流动，强度不够，外表面易有裂纹。同心圆直径太小，内表面易有裂纹。选择适当的同心圆直径。拉拔部分1.什么是拉拔安全系数，试解释其物理意义？被拉金属出模口的抗拉强度与拉拔应力之比称为安全系数。它反映的是拉拔过程能否实现以及实现的难易程度。2.空拉纠正偏心的原理？若同一圆周上径向应力分布均匀，则薄壁处的周向应力大，因为周向应

7、力是使薄壁增加的因素，因此薄壁处增厚的多，直至壁厚均匀。由于薄壁处的周向应力大，因此薄壁处先发生塑性变形，产生轴向延伸，结果在薄壁处产生轴向附加压应力，使壁增厚；厚壁处产生轴向附加拉应力，使壁减薄，直至壁厚均匀，附加应力消失。3.游动芯头拉拔时，芯头在变形区内稳定的条件是什么？芯头锥角大于摩擦角；芯头锥角还应小于或等于模角；芯头头轴向游动的几何范围应有一定的限度。4.比较空拉，固定段芯头拉拔，游动芯头拉拔优缺点。空心拉拔特点：1,能纠正偏心。2,适于小管，异型管以及盘管拉拔。3,拉拔力小，道次加工率大。4,操作简单。5,制品内表面质量差，尺寸精度低。固定短芯头拉拔特点：1,由于内摩擦的存在，拉

8、拔力大，道次加工率小，但变形较均匀。2,内表面质量好，尺寸精确。3,不能生产较长的制品。因：a长的芯杆在自重作用下易弯曲，导致芯头难以正确的固定在模孔中；b长的芯杆弹性变形量较大，易引起跳车，使制品出现竹节缺陷。游动芯头拉拔特点：1能生产长管，盘管（生产率，成品率高）2能消除芯杆带来的竹节，偏心等缺陷。3拉拔力低，道次加工率大。4由于芯头游动，内表面易出现明暗交替的环纹。5工艺难度大。长芯杆拉拔： 1拉拔力小，道次加工率大。2适用于小管薄壁管以及塑性差的合金管的生产。3脱杆麻烦5 反拉力对拉拔过程的影响？随反拉力的增加，模壁压力下降，但拉拔力开始不变，直到Q增加到Qc后才开始升高，因此采用反拉

9、力小于临界反拉力进行拉拔是有利的。体现在：在不增加能量消耗的情况下，可减小模孔的磨损。6.若低碳钢圆棒拉拔时仅表面发生变形，画出残余应力分布图？仅表面发生变形时：轴向上：边部为压、中心为拉；径向上：整个断面为压；周向上：与轴向上相同。7.消除拉制品残余应力的措施有哪些？消除不均匀变形，减小摩擦，选择适当的模角；矫直机加工：辊式矫直仅表面变形，产生一封闭压力层，使边部拉残余应力减小或消除；张力矫直：施加拉力，使制品产生1-3%的拉伸变形有残余应力的外层先进入塑性状态，进而产生压附加应力；低温退火，仅使金属发生回复8.简要说明实现滑动式连续拉拔的条件？Un>Vn绞盘的圆周速度大于线的运动速度

10、是实现滑动拉拔的基本条件，为保证Un>Vn，n道次以后的总延伸系数必须大于收线盘与第n个绞盘的速比（必要条件）；任一道次的延伸系数必须大于相邻两绞盘的速比（充分条件）9、拉拔制品中心裂纹的特征及其形成原因？特征：存在于内部；呈月牙形周期性分布；由变形区入口向出口越来越大；严重时表面出现细颈。 原因：棒材拉拔时，中心的轴向拉应力大于边部的轴向拉应力，因此中心易出现裂纹且呈月牙形。又由于轴向拉应力越向出口越大，因此裂纹一旦出现就越来越长，越来越宽。 由于裂纹的形成是能量的积聚和释放的过程，即拉应力达到一定值时，裂纹出现，进而使拉应力得到释放降低，因此裂纹扩展到一定程度即停止。随着变成的进行又

11、会出现第二条裂纹，呈周期性。还有挤制品的外层强度高，中心强度低。锻造部分1、锻压加工主要有那些方法？热锻：自由锻、模锻；冷锻：冷挤、冷镦、冲裁、弯曲、拉深、胀形。冲压方法：冲裁、弯曲、深拉延、胀形。2、锻压与其它加工方法（铸造、轧制、挤压、拉伸）相比有什么特点？A 铸造是针对塑性较低的材料提供接近零件形状的毛坯。B 锻造采用热加工，得到高强度质量的零件。C 冲压是冷加工得到零件。D 锻压与其它成形方法（轧制、挤压、拉伸等）对比锻压指向品种多而复杂的坯料或零件。轧制、挤压、拉伸等指向板、带、条、箔、管、棒、型、线的一次加工产品，该产品尚需二次加工（锻、冲、铆、焊）。3、试述锻造发展趋势。A 做大

12、，设备向巨型化发展。B 做精，设备专门化、精密化和程控化。C 近终形，锻件形状、尺寸精度和表面质量最大限度地与产品零件接近，以达到少、无切削加工之目的。D为适应大批量生产的要求，发展专业化生产线，建立专门的锻造中心，实现整机制造中零件的系列化、通用化和标准化。E 大力发展柔性制造和CAD/CAM技术。F模锻的比例加大，自由锻的比例减少。G发展锻造新工艺4、锻造在冶金厂和机械类厂有何应用？a冶金厂：高速钢、钛等高温合金的锻造开坯，之后才进行轧或挤成板棒材。b机械厂：主要为重要零件准备毛坯。5、模锻工艺一般由那些工序组成？下料加热模锻（切边、冲孔）热处理酸洗与清理校正涂漆检验等。6、合金钢加热过程

13、要注意那四个现象？锻造加热温度如何确定？A钢加热过程中应注意的四点现象：氧化、脱碳、过热、过烧(1)氧化：氧化性气体（O2,CO2,H2O和SO2）与钢发生反应。(2)脱碳：化学反应造成钢表层碳含量的减少叫脱碳。 (3)过热：温度过高造成晶粒粗大。(4)过烧：加热到接近熔化温度并在此温度下长期保留，不仅晶粒粗大，而且晶界熔化。B锻造温度范围的确定：锻造温度范围指开始锻造温度（始锻温度）和终结锻造温度（终锻温度）之间的温度区间。确定的原则或方法，三图定温：相图，塑性-抗力图，再结晶图。具体的锻造温度数据，参见锻造工手册和锻压数据手册。7、锻件冷却有几种方法?各适用于什么情况？A 空冷：出模后空气

14、中冷却。适用于有色金属锻件和小锻件，适于无相变钢（如奥氏体钢、铁素体钢）。B 坑冷(箱冷）中碳钢、碳素工具钢、大多数低合金钢的中型锻件。C炉冷:冷却速度慢，生产率低。适用于大型锻件（中碳钢和低合金钢）和高合金钢的重要锻件。8、试述锻件表面清理各种方法？（1）锻造前清理。a用钢丝刷子清除，b大坯料用高压水喷射冲刷/砂轮打磨/火焰清理。（2）锻后氧化皮清理a酸洗反应去皮法。b 喷砂/喷丸，在23个大气压（喷砂）、56个大气压（喷丸）大气压下，以压缩空气为动力使砂粒或钢丸产生高速运动，喷射到锻件表面以打掉氧化皮。c抛丸，利用以2000-3000RPM高速转动叶片的离心力，把钢球打到锻件上。d滚筒清理

15、，摩擦去皮，使用于中小锻件。e振动清理 9、自由锻包括那些基本工序？其锻件分几类？a基本工序:墩粗、延伸、拔长、冲孔、弯曲、扭转、切割、锻造焊接。b锻件分类1饼类：圆盘、叶轮、齿轮、模块、锤头；2空心类：圆环、齿圈、轴承环、缸体、空心轴；3轴杆类：传动轴、车轴、轧辊；4弯曲类：吊钩、弯杆、曲柄、轴瓦盖；5曲轴：各种曲轴：汽车曲轴。10、为减少镦粗鼓形，提高均匀变形应当采取哪些措施?1使用润滑剂和预热工具，2采用凹形坯料，3采用软金属垫，4使用叠镦，套环内镦粗，5采用反复镦粗拔长工艺。11、试述拔长操作技术要领或注意事项?1翻转以使变形均匀，2翻转前后送进位置要相互错开以使轴线方向变形均匀，3短

16、料拔长从一端到另一端进行，长料钢锭拔长时，从坯料中间向两端拔长4台阶轴拔长时要用压棍、压痕、压肩，便于锻出台阶和凹槽，5为防止端部产生凹心和夹层，端部最小切料长度要满足一定要求，6采用平砧拔长时，由大圆坯锻小圆坯应按圆、方、八角到圆的顺序进行，由大方坯锻成小圆坯是按正方、八角到小圆的顺序锻造。塑性差的坯料可采用V形砧或圆形砧拔长，以减小中心开裂的危险。12、名词解释：锻件图、余量、余块、公差锻件图：以零件图为基础，加上机械加工余量和公差之后（当锻件形状复杂时，还必须加上余块以简化形状）绘制而成的图叫锻件图。余量: 当锻造不能达到零件的尺寸精度和粗糙度要求时，零件表面需增加一层供切削加工用的金属

17、叫机械加工余量，简称余量。余块: 在锻造的某些地方加添一些大于余量的金属，以简化锻件的外形。这种加添的金属部分叫做余块。公差: 锻件的实际尺寸与基本尺寸之差允许有一定限度的误差范围，叫做锻造公差。13、自由锻工艺规程包含那些内容？（1）根据零件图作出锻件图；（2）确定原坯料的重量和尺寸；（3）制定变形工艺和锻比；（4）选择锻压设备；（5）确定锻造温度范围，加热和冷却规范；（6）确定锻后热处理规范；（7）提出锻件的技术条件和检验要求；（8）填写工艺卡片。14、与自由锻相比，模锻有何特点？模锻如何分类?各生产何种形状的产品？特点：优点1生产效率高，比自由锻高3-4倍至几十倍；2尺寸精度高，表面光洁

18、度高，锻造公差是自由锻的1/3-1/4；3锻件形状复杂，4锻件机加工余量小，材料的的利用率高；5操作简单劳动强度比自由锻小，6锻件成本低，由于大批量生产造成。缺点:1模锻件重量受限，通常在150kg以下，模锻大件有困难2模锻对设备精度要求高，给设备制造和加工带来困难，3模具加工成本高，不适合单件小批量，4工艺灵活性不如自由锻。分类：A按飞边分：开式模锻和闭式模锻。开式模锻带飞边，适合于锻造形状复杂的锻件。闭式模锻不带飞边，适合于锻造形状简单的锻件。B按设备分：锤上模锻、曲柄压力机上模锻、摩擦压力机上模锻、平锤机上模锻。 15、模锻分模面的确定遵循什么原则？四个原则： A 便于脱模，分模面选在锻

19、件的最大尺寸的截面上。 B 便于错位检查，使分模面上下模的模膛外形一致。C 便于模具制造，分模面尽量选平面。D 保证金属流线完整。16、模锻锻件图设计要考虑哪些内容？1模锻方案，2分模面的位置，3余量和公差，4模锻斜度，5确圆角半径，6孔的初形和冲孔连皮。7技术条件。17、模锻为什么留圆角？为了使金属在模膛内易于流动，保持金属流线的连续性，提高锻模使用寿命，便于金属充满模膛，增加锻模强度， 减少锻模凸起和尖角处金属流动阻力。18、有孔件模锻为什么留冲孔连皮？有几种形式？留连皮的目的：减轻并缓冲锻模的刚性接触，避免其损坏。形式：平底连皮、斜底连皮、带仓连皮、拱底连皮。19、飞边槽有什么作用？有几

20、种形式？作用 A 增加金属流出模膛的阻力，迫使金属充满模膛的各个部分；B 容纳多余金属； C 缓冲作用，减弱上下模具的打击。形式：4种(最好画图) 分桥部（起抑制金属流动的作用）和仓部（容纳多余属）。20、列出可能的锻造新工艺？锻造新工艺：精锻、等温成形、精密碾压、电墩、旋锻、辊锻、摆动碾压、超塑性成形等。21、试述冲压的特点？分类及发展方向？特点：1生产率高，每分钟可生产几件到几十件2冲压操作简便，宜于实现机械化和自动化3产品尺寸精度高，互换性好，不需机加工即可直接使用4成本低。分类：据变形抗力分类。分离工序：>b切断。 落料、冲孔、切割。成形工序：b>>s屈服。弯曲、拉深

21、、翻边、胀形等。发展方向： 1）工艺分析计算方法的现代化2）模具设计制造技术现代化3）冲压生产的机械化和自动化4）为满足产品的更新换代和生产小批量的发展趋势，开发一些新的成形工艺5）不断改进板料性能，以提高成形性和使用效果22、冲压工艺性实验有几种方法？（1） 弯曲试验（2） 胀形试验（杯突试验、Erichsen试验）（3） 拉伸成型试验：圆柱平底凸模冲杯试验 TZP试验（拉伸力对比试验）（4） 拉伸胀形成形性能试验（福井试验）（5） 扩孔成形性能试验23、名词解释：冲压变形趋向性 最小弯曲半径 拉深系数 弯曲中性层冲压变形趋向性：冲压坯料的各部分在同一模具的作用下，有可能发生不同形式的变形，

22、叫冲压变形趋向性。最小弯曲半径：在保证坯料外表面纤维不发生破坏的条件下，工件能够弯成的内表面的最小圆周半径叫最小弯曲半径rmin。拉深系数：定义m=dp/D0拉深系数。D0-变形前坯料的初始直径dp-凸模直径。24、冲裁间隙对断面质量有何影响？合理间隙时，裂纹相互重合，冲压件的断面平直、光洁、毛刺小。间隙C过小时，凹模刃口处的裂纹进入凸模下面的压应力区便停止发展了。凸模继续下压时，上下裂纹中间部分产生二次剪切，被凸模挤入凹模中，结果二头呈现光亮带，中部撕裂带。间隙C过大时，弯曲拉伸成分加大，压应力拉伸增加，撕裂区变大，光亮带变小，毛刺大而厚，难去掉。25、冲裁凸凹模刃口确定遵循什么原则？为什么

23、？生产实践告诉我们：冲孔时凸模越磨越小，落料时凹模越磨越大。冲孔件的尺寸等于凸模尺寸，落料件的尺寸等于凹模尺寸。所以提出如下原则：设计冲孔件时，以凸模作为设计基准，间隙取在凹模上。设计落料件时，以凹模作为设计基准，间隙取在凸模上。冲孔：dp=(d+x)+0-p冲孔件尺寸在凸模尺寸上加上磨损量dd=(dp+Zmin)+ d-0 间隙取在凹模上落料：Dd=(D-x) + d-0落料件尺寸在凹模尺寸上减去磨损量Dp=(Dd-Zmin) +0-p间隙取在凹模上式中，（dp,dd-冲孔凸凹模名义尺寸；Dd,Dp-落料凹凸模名义尺寸；x-磨损量，p，d-凸，凹模的制造公差）26、影响回弹的因素有那些？减少

24、弹复的措施有那些？影响回弹的因素=(180-0)1-3sR/（Et）（1）机械性能s增加E减少增大 弹复大；（2）相对弯曲半径R/t。R/t增加增大；（3）弯曲中心角。增加=-0增加；（4）弯曲方式 校正弯曲的回弹比自由弯曲的小；（5）零件形状 形状复杂的弯曲件因各部分互相制约，回弹困难，弯后回弹角较小。减少弹复的措施（1）弯曲件加上加强筋。（2）选E大s小的材料，对硬材料要退火处理以减少回复。（3）工具尺寸补偿。单角弯时，凸模：顶角减小，减小；圆角半径做小些。双角弯时，在凸模两侧分别做出弹复角或在模具底部做成圆弧形（4）校正法：弯曲终了，施加校正压力（5）拉弯法：给板料加拉力P，改变内外层应力，状态为拉应力，则减少弹复。27、从力学角度解释起皱现象的本质？若不用压边圈，2=0，无压边圈的2=c2=c(-m)=0-cm；有压边圈的2=c(2-m)=c2-cm。因为c2<0，所以无压边圈2>有压边圈2，则发生材料的拱起，叫“起皱”，这是起皱的力学本质。28、影响起皱的因素有那些？如何防止起皱？影响毛坯起皱的因素（1）板坯相对厚度t/D0, t/D0越