机械制造基础第十一章锻压习题解答.docx
《机械制造基础第十一章锻压习题解答.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《机械制造基础第十一章锻压习题解答.docx(10页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
机械制造基础第十一章锻压习题解答
第十一章锻压
习题解答
11-1多晶体塑性变形有何特点?
答:
多晶体塑性变形有的特点:
①变形分为晶内变形和晶间变形两种。
②多晶体塑性变形首先在那些最有利于变形位向的晶粒中进行。
③各晶粒变形不均匀,每个晶粒内变形也不一致。
11-2何谓冷变形强化?
冷变形强化对金属组织性能及加工过程有何影响?
答:
金属在低温下进行塑性变形时,随着变形程度的增加,金属的硬度和强度升高,而塑性、韧性下降,这种现象称为金属的冷变形强化或加工硬化。
冷变形强化时,金属内对称面附近的晶格发生畸变,甚至产生晶粒破碎现象,金属的强度和硬度越来越高,而塑性和韧性越来越低,变形抗力越来越大,变形也越困难,需要更大的变形力。
11-3何谓金属的再结晶?
再结晶对金属组织和性能有何影响?
答:
将变形金属加热到该金属熔化温度的0.4倍时,金属原子具有更强的的扩散能力,以碎晶块或其它质点为晶核,成长出与变形前晶格结构相同的新的等细晶粒,这个过程称为再结晶。
再结晶可以完全消除塑性变形变形所引起的硬化现象,并使晶粒得到细化,力学性能甚至比塑性变形前更好。
11-4冷变形和热变形的区别是什么?
试述它们各自在生产中的应用。
答:
据变形温度和变形后的组织不同,通常把在再结晶温度以下进行的变形称为冷变形,在再结晶温度以上进行的变形称为热变形,冷变形的金属表现出加工硬化现象,热变形金属的加工硬化随即被再结晶所消除。
冷变形如冷轧、冷挤、冷拔、冷冲压。
冷变形后金属得到强化,并且获得的毛坯和零件尺寸精度、表面质量都很好。
热变形如热模锻、热轧、热挤压等。
热变形后获得的毛坯和零件的力学性能(特别是塑性和冲击韧度)很好。
11-5何谓金属的可锻性?
影响可锻性的因素有哪些?
答:
可锻性指金属材料在压力加工时,获得优质零件难易程度的性能。
可锻性受材料本身的性质(如化学成分、组织状态)和外界加工条件(如变形温度、变形速度、应力状态)等因素的影响。
11-6钢的锻造温度是如何确定的?
始锻温度和终锻温度过高或过低对锻件质量有何影响?
答:
1、始锻温度一般控制在固相线以下150~250℃。
亚共析钢的终锻温度一般控制在GS线以下两相区(A+F);而过共析钢终锻温度控制在PSK线以上50~70℃,以便通过反复锻打击碎网状二次渗碳体。
2、始锻温度过高会出现过热、过烧等加热缺陷;始锻温度过低不利于提高金属可锻性。
终锻温度过高,停止锻造后金属的晶粒还会继续长大,锻件的力学性能也随之下降;终锻温度过低,金属再结晶进行得不充分,加工硬化现象严重,内应力增大,甚至导致锻件产生裂纹。
11-7自由锻造有哪些主要工序?
并说明其工艺要求及应用。
答:
自由锻造主要工序有镦粗、拨长和冲孔。
工序
工艺要求
应用
镦粗
1、圆坯料高与直径比<2.5,否则易镦弯;
2、坯料加热温度应在允许的最高温度范围内,以消除缺陷、减少变形抗力。
用于圆盘类工件或冲孔前的辅助工序。
拔长
1、坯料下料长度大于直径或边长;
2、拨长凹档或台阶前先压肩;
3、矩形坯料拨长时不断翻转。
用于轴类、杆类或改善锻件内部质量。
冲孔
1、孔径<450mm,用实心冲子;孔径>450mm,用空心冲子;孔径<30mm,不冲出;
2、冲孔前先镦粗。
有孔的锻件。
11-8自由锻造工艺规程的制定包括哪些内容?
答:
自由锻造工艺规程包括:
①绘制锻件图;②计算坯料质量和尺寸;③确定锻造工序;④选用锻造设备及吨位;⑤确定锻造温度范围;⑥填写工艺卡片。
11-9模膛分几类?
各起什么作用?
答:
1、模膛可分为单模膛和多模膛。
2、单模膛一次成形,用于形状较简单的锻件;多模膛分拔长、滚压、弯曲、预锻、终锻模膛。
拔长模膛用于减小某部分横截面积,增大长度;滚压模膛用于减小坯料某部分的横截面积,增大另一部分的横截面积;弯曲模膛用于弯曲坯料;预锻模膛用于将坯料变形到接近于锻件形状及尺寸;终锻模膛使坯料最后变形到锻件要求的尺寸及形状。
11-10哪一类模膛设飞边槽?
其作用是什么?
答:
在单模膛的四周设有飞边槽。
飞边槽的作用有三个:
①容纳多余的金属;②有利于金属充满模膛;③缓和上、下模间的冲击,延长模具的寿命。
11-11摩擦压力机、平锻机、曲柄压力机上模锻有何特点?
答:
1、摩擦压力机模锻的特点:
①工艺适应性强,可满足不同变形要求的锻件;②滑块速度低,锻击频率低,易于锻造低塑性材料,有利于金属再结晶的充分进行,但生产效率低,适用于单模膛模锻;③摩擦压力机结构简单,造价低,维护方便,劳动条件好。
2、平锻机模锻的特点是:
①平锻机具有两个分型面,可锻出其它设备难以完成的两个方向上带有凹孔或凹槽的锻件;②可锻出长杆类锻件和进行深冲孔及深穿孔,也可用长棒进行连续锻造多个锻件;③生产效率高,锻件尺寸精确,表面光洁,节约金属(模锻斜度小或没有斜度);④平锻机可完成切边、剪料、弯曲、热精压等联合工序不需另外配压力机。
3、曲柄压力机模锻的特点:
①金属坯料是在静压力下变形的,无振动,噪声小,劳动条件好;②锻造时滑块行程固定不变,锻件一次成形,易实现机械化和自动化,生产效率高;③压力机上有推杆装置能把锻件推出模镗,因此减小了模膛斜度;④设备的刚度大,导轨与滑块间隙小,装配精度高,保证上下模面精确对准,故锻件精度高;⑤由于滑块行程固定不变,因此不能进行拔长、滚挤等工序操作。
11-12简述胎模锻的特点和应用范围。
答:
胎模锻与自由锻相比可获得形状较为复杂、尺寸较为精确的锻件,可节约金属,提高生产效率。
与其它模锻相比,胎模锻具有模具简单、便于制造、不需要昂贵的模锻设备等优点。
胎膜锻生产效率低,锻件质量也不如其它的模锻,工人劳动强度大,锻模的寿命低,因此这种模锻方法适用于中、小批量生产,它在没有模锻设备的工厂中应用较为普遍。
11-13模锻与自由锻相比有哪些特点?
为什么不能取代自由锻造?
答:
1、模锻的特点:
①生产效率高,—般比自由锻高数倍;②锻件尺寸精度高,加工余量小,从而节约金属材料和切削加工的工时;③能锻造形状复杂的锻件;④热加工流线较合理,大大提高了零件的力学性能和使用寿命;⑤操作过程简单,易于实现机械化,工人劳动强度低。
由于锻模成本高,加工工艺复杂,生产周期长,设备吨位大,锻件≤150kg,只适用于中、小锻件的大批生产。
2、自由锻造的特点:
①改善组织结构,提高力学性能。
②自由锻成本低,经济性合理。
其所用设备、工具通用性好,生产准备周期短,便于更换产品。
③自由锻工艺灵活,适用性强。
锻件质量可以从1kg~300t不等,是锻造大型锻件的唯一方法。
④自由锻件的形状、尺寸精度取决于技术工人的水平。
所以模锻不能取代自由锻造。
11-14图11-53所示为三种形状不同的连杆,试选择锤上模锻时分模面的位置。
答:
上面三种连杆用锤上模锻时的分模面位置及锻件图见下:
11-15改正图11-54所示模锻零件结构的不合理之处,并说明理由。
答:
模锻制坯,要求锻件的结构最好为沿分模面均匀对称,原设计恰好违反此原则。
该图在结构设计上存在的错误有四:
1、分模面应为250水平平面中心,因此其轮毂应设计成沿分模面对称结构。
2、且轮毂与轮辐的转接处应为圆角过渡(例如R5或R10)。
3、辐板厚度6mm过于单薄,此处应加厚。
4、为便于金属充满模膛及从模膛中取出锻件,锻件上与分模面垂直的表面均应增设一定斜度,此斜度称为模锻斜度。
据此,该零件的改进图见下(红色表示改进部位):
增加模锻斜度!
11-16图11-55所示的零件分别在单件、小批量及大批量生产时应选择何种锻造方法?
并定性地绘出锻件图。
答:
a)图:
双联齿轮在单件、小批量生产时,采用自由锻工艺。
由于径向和两齿圈和轮毂尺寸差别不大,轴向齿宽和轮毂宽度差别也不大。
为简化锻造工艺,采用整体制坯方式。
其锻件图见下:
双联齿轮单件、小批量生产时的自由锻工序安排:
双联齿轮大批量生产采用平锻机锻造,其锻件图见下:
b)图:
该齿轮单件、小批量生产时,采用自由锻工艺,轮辐凹腔作余块处理以简化锻造工艺,其锻件图见下:
该齿轮单件生产时的自由锻工序安排:
该齿轮大批量生产时,采用锤上模锻方式,分型面取在最大平面,模锻工序为:
下料、墩粗、预锻、终缎、切边、冲孔、修整。
锻件图见下:
c)图:
套圈单件、小批量生产时,采用自由锻工艺。
锻件图见下:
套圈单件、小批量生产时的自由锻工艺安排:
套圈大量生产时,采用模锻工艺,模锻工艺安排为镦粗—预锻—终锻—修正。
锻件图见下:
11-17冲孔和落料有何异同?
保证冲裁件质量的措施有哪些?
答:
1、二者的变形过程和模具结构都是相同的。
不同的是,对于冲孔来讲,板料上冲出的孔是产品,冲下来的部分是废料,而落料工序冲下来的部分为产品,剩余板料或周边板料是废料。
2、保证冲裁件质量的措施是设计合理的冲裁间隙。
11-18冲裁模的间隙对冲裁件质量和模具寿命有何影响?
答:
间隙过大,上下裂纹错开形成双层断裂层,光亮带变小,断面粗糙,毛刺增大;间隙过小,上下裂纹边不重合,光亮带较大,毛刺也较大,断面质量差,同时模具刃口易磨损,使用寿命大大降低。
11-19何为拉深系数?
其大小对拉深件质量有何影响?
答:
拉深后直径d与坯料直径D0的比值称为拉深系数。
拉深系数反映拉深件变形程度,值越小,表明拉深件直径小,变形程度大,坯料拉入凹模越困难,越容易拉裂。
11-20轧制零件的方法有哪几种?
各有何特点?
答:
轧制包括:
纵轧、横轧、斜轧。
纵轧轧制时轧件通过辊面间缝隙(或孔型)向前运动,其运动方向与轧辊轴线垂直。
横轧是轧辊轴线与轧件轴线互相平行,轧件在两轧辊摩擦力带动下作反向旋转的轧制方法。
斜轧是轧辊轴线与坯料的轴线相互交成一定角度的轧制方法,亦称螺旋斜轧。
轧件在轧制过程中作旋转前进运动。
11-21挤压生产具有哪些特点?
在挤压工艺中进行润滑处理的目的是什么?
答:
1、挤压生产的特点:
①零件尺寸精度高,表面粗糙度低;②零件流线完整合理,力学性能高;③可用于生产深孔、薄壁、异形断面的零件;④可节省材料,生产效率高;⑤需要的设备吨位大,模具易磨损。
2、为了降低挤压力,减少模具的磨损,提高零件质量,要在挤压时进行润滑处理。