第7章金属压力加工

第7章金属压力加工思考题与习题一、填空题:.金属塑性变形是由于金属在外力作用下，金属晶体每个晶粒内部的变形和晶粒间的相对移动 、晶粒的转动 的综合结果。.随着变化程度地增加，由于冷塑性变形在滑移面附近引起晶格的严重畸变，甚至产生碎晶而引起的强度和硬度提高，塑性和韧性下降的现象称为加工硬化 。.金属在再结晶 温度以下进行的塑性变形称为冷变形。.热变形对金属组织和性能的影响主要取决于热变形的程度，而热变形的大小可用锻造比来表示。.平面精压用来提高平行平面间的尺寸精度,降低表面粗糙度值；体积精压用来提高锻件整体精度。.剪床通常有平口剪床、斜口剪床和圆盘剪床三种类型。.按照挤压时金属坯料所处的温度不同，挤压可分为热挤压、 温挤压和冷挤压。.旋压成形工艺可分为只减小圆板坯料外径而不减少壁厚的普通旋压法和不改变外径只减少板厚的强力旋压法O. 高能成形是一种在极短时间内释放高能量而使金属变形的成形方法。.粉末锻造是粉末冶金成形方法和锻造相结合的一种金属加工方法。二、判断题：1.2.3.4.5.6.7.8.9.板料冲压所用原材料必须具有足够的塑性。1.2.3.4.5.6.7.8.9.板料冲压所用原材料必须具有足够的塑性。冲压工艺生产率高，适用于成批大量生产。落料和冲孔是使坯料沿封闭轮廓分离的工序。冲床的一次冲程中，在模具同一部位上同时完成数道冲压工序的模具，是复合模。冲床的一次行程中，在模具不同部位上同时完成数道冲压工序的模具，是连续模。在冲裁精度较低的零件时，如果采用较小间隙，就可以延长模具的寿命。拉深系数越小，表明拉深件直径越小，变形程度越小。在压力机的一次行程中，能完成两道或两道以上的冲压工序的模具称为级进模。弯曲件的回弹主要是因为冲压件弯曲变形程度很大所致。10.对于形状复杂的模锻件，为了使坯料基本接近模锻件的形状，以便模锻时使金属合理分布，并很好地充满模膛，必须预先在制坯模膛内制坯。 （V）三、选择题.如需5件45钢的车床主轴箱齿轮，其合理的毛坯制造方法是（C）oA、模锻B、冲压C、自由锻D、铸造.如需要年产5000件车床主轴箱齿轮，其合理的毛坯制造方法是（A）。A、模锻B、冲压C、自由锻D、铸造.用冲模沿封闭轮廓线冲切板料，冲下来的部分为成品，这种冲模是（A）0A、落料模B、冲孔模C、切断模.冲裁模的凸模和凹模的边缘均应有（A）oA、锋利的刃口 B、圆角过渡.冲压零件在弯曲时，变形主要集中在（B）。A、平直部分 B、圆角部分.某厂需生产8000件外径12mm、内径6.5mm的垫圈，试问采用以下那种模具比较好（B）。A、简单冲模 B、连续冲模.冲裁变形过程中的塑性变形阶段形成了（A）。A、光亮带B、毛刺C、断裂带.弯曲件的最小相对弯曲半径是限制弯曲件产生（C）oA、变形B、回弹C、裂纹.弯曲件在变形区的切向外侧部分（A）oA、受拉应力 B、受压应力C、不受力（A）是指从板料上冲出一定外形的零件或坯料，冲下部分是成品，周边部分是废料。A、落料B、冲孔四、名词解释：.金属压力加工：金属压力加工是使金属材料在外力作用下产生塑性变形（永久变形）以获得所需形状、尺寸及机械性能的毛坯或零件的一种加工方法。.加工硬化：随着变化程度地增加，由于冷塑性变形在滑移面附近引起晶格的严重畸变，甚至产生碎晶而引起的强度和硬度提高，塑性和韧性下降的现象称为加工硬化。.冷变形和热变形：金属在再结晶温度以下进行的塑性变形称为冷变形。热变形是指变形温度在再结晶温度以上时，变形产生的加工硬化被随即发生的再结晶所抵消，变形后金属具有再结晶的等轴晶粒组织,而无任何加工硬化痕迹的现象。.回复：回复是指加热温度较低时，冷变形金属的纤维组织没有明显变化，而当温度适当提高时，由于原子动能的增加，使原子扩散能力提高，晶格畸变程度减轻，内应力大大降低，从而使加工硬化部分消除的现象。.再结晶：再结晶是指当温度继续升高时，由于金属原子动能不断增加，使原子扩散能力更高，能以某些碎晶或杂质为核心，重新生核和成长为新的晶粒，从而完全消除加工硬化的现象.自由锻：自由锻是指利用冲击力或压力，将加热好的金属坯料，用简单的通用性工具或在锻造设备的上、下砧铁之间，使坯料产生变形而获得所需的几何形状及内部质量的锻件的加工方法。.冲压：在常温下，利用冲模在压力机（或冲床）上使板料分离或变形，从而获得一定形状、尺寸和性能的零件的加工方法。.高速锤锻：是以高压气体（空气或氮气）为介质，借助一种触发机构，使高压气体突然释放能量以推动锤头系统和框架系统作高速相对运动而锤击工件，使金属塑性成形的锻造方法。.旋压：又称回转成形，是一种无切削压力加工工艺，能够容易地制作无缝环状制件，它是利用旋压机使毛坯和模具以一定的速度共同旋转，并在滚轮的作用下，使毛坯在与滚轮接触的部位产生局部塑性变形，由于滚轮的进给运动和毛坯的旋转运动，使局部的塑性变形逐步扩展到毛坯的全部所需表面，从而获得所需形状与尺寸零件的塑性加工方法。.超塑性：是指在特定的条件下，即在低的应变速率（£=10.2〜10-4/s）,一定的变形温度（约为热力学熔化温度的一半）和稳定而细小的晶粒度（0.2〜5um）的条件下，某些金属或合金呈现低强度和大伸长率的一种特性。五、简答题：.单晶体和多晶体塑性变形的实质各是什么？答：金属塑性变形是由于金属在外力作用下，金属晶体每个晶粒内部的变形和晶粒间的相对移动、晶粒的转动的综合结果。单晶体的塑性变形主要是通过滑移的形式实现；多晶体中每个晶粒内部的变形情况与单晶体的变形情况大致相似，可以看作是单个晶粒的位错及晶粒之间的滑动和转动的综合结果。.冷变形强化对金属组织性能有何影响？答：强度和硬度提高，塑性和韧性下降。.再结晶对金属组织性能有何影响？答：金属的强度、硬度下降，塑性、韧性提高，加工硬化消失。.锻造流线的存在对金属机械性能有何影响？答：锻造流线的形成使金属的性能呈各向异性。当分别沿着流线方向和垂直流线方向拉伸时，前者有较高的抗拉强度。当分别沿着流线方向和垂直方向剪切时，后者有较高的抗剪强度。.自由锻有哪些主要工序？答：自由锻工序分为基本工序、辅助工序、精整（或修整）工序三大类。最常用的基本工序是锁粗、拔长和冲孔等；辅助工序是倒棱、压痕、压钳把等；精整工序是校正、滚圆、平整等。.设计自由锻零件时应注意哪些问题？答：自由锻件的设计原则是：在满足使用性能的前提下，锻件的形状应尽量简单，易于锻造。（1）避免锥体或斜面结构；（2）避免非平面交接；（3）避免加强筋、工字形、椭圆形或其他非规则截面及外形；（4）避免各种小凸台及叉形件内部的台阶；（5）合理采用组合结构。.胎模的种类及用途。答：胎模种类很多，常用的胎模结构主要有扣模、套筒模和合模三种类型。扣模主要生产杆状非回转体锻件,也可为合模锻造制坯；套筒模主要用于锻造齿轮、法兰盘等回转体类锻件；合模多用于生产形状较复杂的非回转体锻件，如连杆、叉形件等。.比较各种塑性加工方法的工艺特点及应用。答：表7.16。.生活用品中有哪些产品是板料冲压制成的？举例说明其冲压工序。答：不锈钢盆、不锈钢杯、汽车覆盖件、消音器等。汽车消音器冲压工序见表7.14。.弯曲时，工件受力和变形的过程如何？易产生什么缺陷，如何防止？答：弯曲时材料内侧受压应力，产生压缩变形，而外侧受拉应力，发生伸长变形。造成弯裂。为防止弯裂，弯曲模的弯曲半径r要大于限定的最小弯曲半径rmin,此外，应尽量使弯曲线和坯料纤维方向垂直。.拉深时，工件受力和变形的情况如何？拉深时常见的废品有哪些，如何防止？答：拉深时，平板坯料受凸模向圆筒侧壁传递的拉力，由四周向中心移动。拉深件各部位的厚度因受力不同有所不同。一般是底部中心厚度不变。底部周边和侧壁下部受拉力作用，厚度稍减少。侧壁上部和平面法兰部分受压力作用，厚度稍增加。拉深件最容易产生的缺陷是拉裂和起皱。为防止出现废品，必须采取以下措施：①拉深模具的工作部分加工成圆角，r凹二106,「凸=（0.6〜l）i•凹，6为材料厚度。②合理控制凸、凹模的间隙，Z=（1.1-1.5）6。③正确选择拉深系数。拉深系数一般不小于0.5〜0.8,塑性好的材料可取下限值。④拉深前在工件上涂润滑剂。⑤用压边圈将工件压住，以防止起皱。.简述其它压力加工方法的特点。答：挤压的特点：（1）三向压应力状态，能充分提高金属坯料的塑性；（2）挤压可以生产出断面复杂的或具有深孔、薄壁以及变断面的零件；（3）可以实现少、无屑加工，材料利用率高；（4）挤压变形后零件内部的纤维组织连续，基本沿零件外形分布而不被切断，从而提高了金属的力学性能；