第十一章鍛壓習(xí)題解答

第十一章鍛壓習(xí)題解答11-1多晶體塑性變形有何特點(diǎn)?答：多晶體塑性變形有的特點(diǎn)：①變形分為晶內(nèi)變形和晶間變形兩種。②多晶體塑性變形首先在那些最有利于變形位向的晶粒中進(jìn)行。③各晶粒變形不均勻，每個(gè)晶粒內(nèi)變形也不一致。11-2何謂冷變形強(qiáng)化?冷變形強(qiáng)化對(duì)金屬組織性能及加工過程有何影響?答：金屬在低溫下進(jìn)行塑性變形時(shí)，隨著變形程度的增加，金屬的硬度和強(qiáng)度升高，而塑性、韌性下降，這種現(xiàn)象稱為金屬的冷變形強(qiáng)化或加工硬化。冷變形強(qiáng)化時(shí)，金屬內(nèi)對(duì)稱面附近的晶格發(fā)生畸變，甚至產(chǎn)生晶粒破碎現(xiàn)象，金屬的強(qiáng)度和硬度越來越高，而塑性和韌性越來越低，變形抗力越來越大，變形也越困難，需要更大的變形力。11-3何謂金屬的再結(jié)晶?再結(jié)晶對(duì)金屬組織和性能有何影響?答：將變形金屬加熱到該金屬熔化溫度的0.4倍時(shí)，金屬原子具有更強(qiáng)的的擴(kuò)散能力，以碎晶塊或其它質(zhì)點(diǎn)為晶核，成長(zhǎng)出與變形前晶格結(jié)構(gòu)相同的新的等細(xì)晶粒，這個(gè)過程稱為再結(jié)晶。再結(jié)晶可以完全消除塑性變形變形所引起的硬化現(xiàn)象，并使晶粒得到細(xì)化，力學(xué)性能甚至比塑性變形前更好。11-4冷變形和熱變形的區(qū)別是什么?試述它們各自在生產(chǎn)中的應(yīng)用。答：據(jù)變形溫度和變形后的組織不同，通常把在再結(jié)晶溫度以下進(jìn)行的變形稱為冷變形，在再結(jié)晶溫度以上進(jìn)行的變形稱為熱變形，冷變形的金屬表現(xiàn)出加工硬化現(xiàn)象，熱變形金屬的加工硬化隨即被再結(jié)晶所消除。冷變形如冷軋、冷擠、冷拔、冷沖壓。冷變形后金屬得到強(qiáng)化，并且獲得的毛坯和零件尺寸精度、表面質(zhì)量都很好。熱變形如熱模鍛、熱軋、熱擠壓等。熱變形后獲得的毛坯和零件的力學(xué)性能(特別是塑性和沖擊韌度)很好。11-5何謂金屬的可鍛性?影響可鍛性的因素有哪些?答：可鍛性指金屬材料在壓力加工時(shí)，獲得優(yōu)質(zhì)零件難易程度的性能。可鍛性受材料本身的性質(zhì)（如化學(xué)成分、組織狀態(tài)）和外界加工條件（如變形溫度、變形速度、應(yīng)力狀態(tài)）等因素的影響。11-6鋼的鍛造溫度是如何確定的?始鍛溫度和終鍛溫度過高或過低對(duì)鍛件質(zhì)量有何影響?答：1、始鍛溫度一般控制在固相線以下150～250℃。亞共析鋼的終鍛溫度一般控制在GS線以下兩相區(qū)(A+F)；而過共析鋼終鍛溫度控制在PSK線以上50～70℃，以便通過反復(fù)鍛打擊碎網(wǎng)狀二次滲碳體。2、始鍛溫度過高會(huì)出現(xiàn)過熱、過燒等加熱缺陷；始鍛溫度過低不利于提高金屬可鍛性。終鍛溫度過高，停止鍛造后金屬的晶粒還會(huì)繼續(xù)長(zhǎng)大，鍛件的力學(xué)性能也隨之下降；終鍛溫度過低，金屬再結(jié)晶進(jìn)行得不充分，加工硬化現(xiàn)象嚴(yán)重，內(nèi)應(yīng)力增大，甚至導(dǎo)致鍛件產(chǎn)生裂紋。11-7自由鍛造有哪些主要工序?并說明其工藝要求及應(yīng)用。答：自由鍛造主要工序有鐓粗、撥長(zhǎng)和沖孔。工序工藝要求應(yīng)用鐓粗1、圓坯料高與直徑比<2.5，否則易鐓彎；2、坯料加熱溫度應(yīng)在允許的最高溫度范圍內(nèi)，以消除缺陷、減少變形抗力。用于圓盤類工件或沖孔前的輔助工序。拔長(zhǎng)1、坯料下料長(zhǎng)度大于直徑或邊長(zhǎng)；2、撥長(zhǎng)凹檔或臺(tái)階前先壓肩；3、矩形坯料撥長(zhǎng)時(shí)不斷翻轉(zhuǎn)。用于軸類、桿類或改善鍛件內(nèi)部質(zhì)量。沖孔1、孔徑<450mm，用實(shí)心沖子；孔徑>450mm，用空心沖子；孔徑<30mm，不沖出；2、沖孔前先鐓粗。有孔的鍛件。11-8自由鍛造工藝規(guī)程的制定包括哪些內(nèi)容?答：自由鍛造工藝規(guī)程包括：①繪制鍛件圖；②計(jì)算坯料質(zhì)量和尺寸；③確定鍛造工序；④選用鍛造設(shè)備及噸位；⑤確定鍛造溫度范圍；⑥填寫工藝卡片。11-9模膛分幾類?各起什么作用?答：1、模膛可分為單模膛和多模膛。2、單模膛一次成形，用于形狀較簡(jiǎn)單的鍛件；多模膛分拔長(zhǎng)、滾壓、彎曲、預(yù)鍛、終鍛模膛。拔長(zhǎng)模膛用于減小某部分橫截面積，增大長(zhǎng)度；滾壓模膛用于減小坯料某部分的橫截面積，增大另一部分的橫截面積；彎曲模膛用于彎曲坯料；預(yù)鍛模膛用于將坯料變形到接近于鍛件形狀及尺寸；終鍛模膛使坯料最后變形到鍛件要求的尺寸及形狀。11-10哪一類模膛設(shè)飛邊槽?其作用是什么?答：在單模膛的四周設(shè)有飛邊槽。飛邊槽的作用有三個(gè)：①容納多余的金屬；②有利于金屬充滿模膛；③緩和上、下模間的沖擊，延長(zhǎng)模具的壽命。11-11摩擦壓力機(jī)、平鍛機(jī)、曲柄壓力機(jī)上模鍛有何特點(diǎn)?答：1、摩擦壓力機(jī)模鍛的特點(diǎn)：①工藝適應(yīng)性強(qiáng)，可滿足不同變形要求的鍛件；②滑塊速度低，鍛擊頻率低，易于鍛造低塑性材料，有利于金屬再結(jié)晶的充分進(jìn)行，但生產(chǎn)效率低，適用于單模膛模鍛；③摩擦壓力機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，維護(hù)方便，勞動(dòng)條件好。2、平鍛機(jī)模鍛的特點(diǎn)是：①平鍛機(jī)具有兩個(gè)分型面，可鍛出其它設(shè)備難以完成的兩個(gè)方向上帶有凹孔或凹槽的鍛件；②可鍛出長(zhǎng)桿類鍛件和進(jìn)行深沖孔及深穿孔，也可用長(zhǎng)棒進(jìn)行連續(xù)鍛造多個(gè)鍛件；③生產(chǎn)效率高，鍛件尺寸精確，表面光潔，節(jié)約金屬(模鍛斜度小或沒有斜度)；④平鍛機(jī)可完成切邊、剪料、彎曲、熱精壓等聯(lián)合工序不需另外配壓力機(jī)。3、曲柄壓力機(jī)模鍛的特點(diǎn)：①金屬坯料是在靜壓力下變形的，無振動(dòng)，噪聲小，勞動(dòng)條件好；②鍛造時(shí)滑塊行程固定不變，鍛件一次成形，易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化，生產(chǎn)效率高；③壓力機(jī)上有推桿裝置能把鍛件推出模鏜，因此減小了模膛斜度；④設(shè)備的剛度大，導(dǎo)軌與滑塊間隙小，裝配精度高，保證上下模面精確對(duì)準(zhǔn)，故鍛件精度高；⑤由于滑塊行程固定不變，因此不能進(jìn)行拔長(zhǎng)、滾擠等工序操作。11-12簡(jiǎn)述胎模鍛的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍。答：胎模鍛與自由鍛相比可獲得形狀較為復(fù)雜、尺寸較為精確的鍛件，可節(jié)約金屬，提高生產(chǎn)效率。與其它模鍛相比，胎模鍛具有模具簡(jiǎn)單、便于制造、不需要昂貴的模鍛設(shè)備等優(yōu)點(diǎn)。胎膜鍛生產(chǎn)效率低，鍛件質(zhì)量也不如其它的模鍛，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，鍛模的壽命低，因此這種模鍛方法適用于中、小批量生產(chǎn)，它在沒有模鍛設(shè)備的工廠中應(yīng)用較為普遍。11-13模鍛與自由鍛相比有哪些特點(diǎn)?為什么不能取代自由鍛造?答：1、模鍛的特點(diǎn)：①生產(chǎn)效率高，—般比自由鍛高數(shù)倍；②鍛件尺寸精度高，加工余量小，從而節(jié)約金屬材料和切削加工的工時(shí)；③能鍛造形狀復(fù)雜的鍛件；④熱加工流線較合理，大大提高了零件的力學(xué)性能和使用壽命；⑤操作過程簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，工人勞動(dòng)強(qiáng)度低。由于鍛模成本高，加工工藝復(fù)雜，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，設(shè)備噸位大，鍛件≤150kg，只適用于中、小鍛件的大批生產(chǎn)。2、自由鍛造的特點(diǎn)：①改善組織結(jié)構(gòu)，提高力學(xué)性能。②自由鍛成本低，經(jīng)濟(jì)性合理。其所用設(shè)備、工具通用性好，生產(chǎn)準(zhǔn)備周期短，便于更換產(chǎn)品。③自由鍛工藝靈活，適用性強(qiáng)。鍛件質(zhì)量可以從1kg～300t不等，是鍛造大型鍛件的唯一方法。④自由鍛件的形狀、尺寸精度取決于技術(shù)工人的水平。所以模鍛不能取代自由鍛造。11-14圖11-53所示為三種形狀不同的連桿，試選擇錘上模鍛時(shí)分模面的位置。答：上面三種連桿用錘上模鍛時(shí)的分模面位置及鍛件圖見下：11-15改正圖11-54所示模鍛零件結(jié)構(gòu)的不合理之處，并說明理由。答：模鍛制坯，要求鍛件的結(jié)構(gòu)最好為沿分模面均勻?qū)ΨQ,原設(shè)計(jì)恰好違反此原則。該圖在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上存在的錯(cuò)誤有四：1、分模面應(yīng)為F250水平平面中心，因此其輪轂應(yīng)設(shè)計(jì)成沿分模面對(duì)稱結(jié)構(gòu)。2、且輪轂與輪輻的轉(zhuǎn)接處應(yīng)為圓角過渡（例如R5或R10）。3、輻板厚度6mm過于單薄，此處應(yīng)加厚。4、為便于金屬充滿模膛及從模膛中取出鍛件，鍛件上與分模面垂直的表面均應(yīng)增設(shè)一定斜度，此斜度稱為模鍛斜度。據(jù)此，該零件的改進(jìn)圖見下（紅色表示改進(jìn)部位）：增加模鍛斜度！11-16圖11-55所示的零件分別在單件、小批量及大批量生產(chǎn)時(shí)應(yīng)選擇何種鍛造方法?并定性地繪出鍛件圖。答：a)圖：雙聯(lián)齒輪在單件、小批量生產(chǎn)時(shí)，采用自由鍛工藝。由于徑向和兩齒圈和輪轂尺寸差別不大，軸向齒寬和輪轂寬度差別也不大。為簡(jiǎn)化鍛造工藝，采用整體制坯方式。其鍛件圖見下：雙聯(lián)齒輪單件、小批量生產(chǎn)時(shí)的自由鍛工序安排：雙聯(lián)齒輪大批量生產(chǎn)采用平鍛機(jī)鍛造，其鍛件圖見下：b）圖：該齒輪單件、小批量生產(chǎn)時(shí)，采用自由鍛工藝，輪輻凹腔作余塊處理以簡(jiǎn)化鍛造工藝，其鍛件圖見下：該齒輪單件生產(chǎn)時(shí)的自由鍛工序安排：該齒輪大批量生產(chǎn)時(shí)，采用錘上模鍛方式，分型面取在最大平面，模鍛工序?yàn)椋合铝?、墩粗、預(yù)鍛、終緞、切邊、沖孔、修整。鍛件圖見下：c）圖：套圈單件、小批量生產(chǎn)時(shí)，采用自由鍛工藝。鍛件圖見下：套圈單件、小批量生產(chǎn)時(shí)的自由鍛工藝安排：套圈大量生產(chǎn)時(shí)，采用模鍛工藝，模鍛工藝安排為鐓粗—預(yù)鍛—終鍛—修正。鍛件圖見下：11-17沖孔和落料有何異同?保證沖裁件質(zhì)量的措施有哪些?答：1、二者的變形過程和模具結(jié)構(gòu)都是相同的。不同的是，對(duì)于沖孔來講，板料上沖出的孔是產(chǎn)品，沖下來的部分是廢料，而落料工序沖下來的部分為產(chǎn)品，剩余板料或周邊板料是廢料。2、保證沖裁件質(zhì)量的措施是設(shè)計(jì)合理的沖裁間隙。11-18沖裁模的間隙對(duì)沖裁件質(zhì)量和模具壽命有何影響?答：間隙過大，上下裂紋錯(cuò)開形成雙層斷裂層，光亮帶變小，斷面粗糙，毛刺增大；間隙過小，上下裂紋邊不重合，光亮帶較大，毛刺也較大，斷面質(zhì)量差，同時(shí)模具刃口易磨損，使用壽命大大降低。11-19何為拉深系數(shù)?其大小對(duì)拉深件質(zhì)量有何影響?答：拉深后直徑d與坯料直徑D0的比值稱為拉深系數(shù)。拉深系數(shù)反映拉深件變形程度，值越小，表明拉深件直徑小，變形程度大，坯料拉入凹模越困難，越容易拉裂。11-20軋制零件的方法有哪幾種?各有何特點(diǎn)?答：軋制包括：縱軋、橫軋、斜軋?？v軋軋制時(shí)軋件通過輥面間縫隙(或孔型)向前運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)方向與軋輥軸線垂直。橫軋是軋輥軸線與軋件軸線互相平行，軋件在兩軋輥摩擦力帶動(dòng)下作反向旋轉(zhuǎn)的軋制方法。斜軋是軋輥軸線與坯料的