“金屬塑性加工技術(shù)”復(fù)習(xí)思考題-2014學(xué)生版答案.pdf

金屬塑性加工技術(shù)復(fù)習(xí)思考題2014 1、名詞解釋： （1）連續(xù)擠壓：（P8）一種無凸模擠壓。利用凹模腔壁與毛坯表面間 的摩擦力作為動力，使材料受壓通過凹模口而成形，由于凹模是作旋轉(zhuǎn) 運(yùn)動，因而只要保證在模腔施加足夠的驅(qū)動力，即可使該過程連續(xù)進(jìn) 行。 （2）集束拉拔：P15是將兩根以上斷面為圓形或異型的坯料同時通過 圓的或異型孔的模子進(jìn)行拉拔，以獲得特殊形狀的異型材的一種加工方 法 （3）閉式模鍛：P220又稱無飛邊模鍛。即在成形過程中模膛是封閉 的，分模面間隙是常數(shù)。 （4）液態(tài)模鍛：P15將一定量的液態(tài)金屬倒入金屬模膛，隨后在壓力的 作用下，使處于熔融或半熔融狀態(tài)的金屬液發(fā)生流動并凝固成形，同時 伴有少量塑性變形，從而獲得毛坯或零件的加工方法。 （5）脫皮擠壓：P112；將錠坯的表層金屬留在擠壓筒內(nèi)的擠壓方法。 是在生產(chǎn)黃銅棒材和鋁青銅棒材時常用的一種擠壓方法。 （6）爆炸成形：P26；爆炸成形時利用爆炸物質(zhì)在爆炸瞬間釋放出巨大 的化學(xué)能對金屬坯料進(jìn)行加工的高能率成形方法。 （7）精密模鍛：P17；精密模鍛是一種效率高而又精密的壓力加工方 法，模鍛件尺寸與成品零件尺寸很接近，因而可以實現(xiàn)少切削或者無切 削加工。 （8）拉深系數(shù)：P242；拉深系數(shù)m是以拉深后坯料的直徑d與拉深前坯 料D直徑之比表示。拉深系數(shù)m表示拉深前后坯料（工序件）直徑的變 化率。m愈小，說明拉深變化程度愈大，相反，變形程度愈小。 （9）擠壓效應(yīng)：P120；擠壓效應(yīng)是指某些鋁合金擠壓制品與其他加工 制品（如軋制、拉拔和鍛造等）經(jīng)相同的熱處理后，前者強(qiáng)度比后者 高，而塑性比后者低。 （10）軋制變形區(qū)：P31；軋制時金屬在軋輥間產(chǎn)生塑性變形的區(qū)域稱 為軋制變形區(qū)。 （11）軋制接觸角：P31；軋件與軋輥的接觸弧所對應(yīng)的圓心角。 （12）最小可軋厚度：P50；指在一定的軋制條件下（軋輥直徑、軋制 張力、軋制速度、摩擦條件等不變的情況下），無論怎樣調(diào)節(jié)輥縫或反 復(fù)軋制多少道次，軋件不能再軋薄了的極限厚度。 （13）反向擠壓：P108；金屬制品的流動方向與擠壓桿的運(yùn)動方向相反 的擠壓方法。 （14）軋制壓力：P51；是指軋件給軋輥的合力的垂直分量。亦即指用 測壓儀在壓下螺絲下面測得的總壓力。 （15）軋制負(fù)荷圖：P75；指一個軋制周期內(nèi)，主電機(jī)軸上的力矩隨時 間而變化的負(fù)荷圖。 （16）旋壓：P21；旋壓成形是利用旋壓機(jī)和模具以一定的速度共同旋 轉(zhuǎn)，并在滾輪的作用下使坯料在與滾輪接觸的部位上產(chǎn)生局部變形，獲 得空心回轉(zhuǎn)體零件的加工方法。 （17）孔型系：P168；金屬由粗的錠坯變?yōu)榧?xì)的線桿，必須在其截面的 各個方向上進(jìn)行壓縮，故需一系列不同形狀和尺寸的孔型由大到小由粗 到細(xì)逐次軋制，這一系列孔型稱為孔型系。 （18）填充系數(shù)：P105；擠壓筒內(nèi)孔橫截面積與錠坯的橫截面積之比。 （19）開式模鍛：P217；開式模鍛即有飛邊的模鍛。在鍛造的過程中， 飛邊可保證金屬流入孔內(nèi)充滿模腔，最后，多余的金屬由飛邊流出。 （20）AGC系統(tǒng)：P84；板帶材厚度自動控制系統(tǒng)時通過測厚儀、輥縫 儀、測壓頭等傳感器，對帶材實際軋出厚度連續(xù)而精確地檢測，并根據(jù) 實測值與給定值的偏差，借助于控制回路或計算機(jī)的功能程序，快速改 變壓下位置調(diào)整輥縫，或調(diào)整張力和速度，把厚度控制在允許范圍內(nèi)的 自動控制系統(tǒng)，簡稱AGC系統(tǒng)。 （21）軋機(jī)剛度：P76。軋機(jī)剛度是指該軋機(jī)抵抗軋制壓力引起彈性變 形的能力，又稱軋機(jī)模數(shù)。 （22）連鑄連軋：指金屬在一條作業(yè)線上連續(xù)通過溶化、鑄造、軋制、剪切及 卷曲等工序而獲得板帶或線桿坯料的生產(chǎn)方法。 （23）連續(xù)鑄軋：指金屬在一臺機(jī)組上連續(xù)實現(xiàn)結(jié)晶凝固和熱軋變形的 先進(jìn)加工技術(shù)。 （24）Y型軋制：使用3個間距120度分布的錐形軋輥對軋件進(jìn)行軋制，其中軋 輥繞軋件公轉(zhuǎn)從而使它們的內(nèi)表面成一個錐形變形區(qū)。 （25）軟墊鐓粗：（P204）熱鐓粗低塑性鍛件時，在工具和鍛件之間放置一塊 不低于坯料溫度的軟金屬墊板，使鍛件不直接接受到工具的 作用，利用軟墊較低的變形抗力和主動摩擦力，使鍛件獲得 更加均勻的變形。 2、變形力學(xué)分析： （1）穿孔熱擠壓銅管的過程中，穿孔針的受力受熱分析。（P114） 穿孔時其整體受強(qiáng)烈的壓應(yīng)力作用；同時受到金屬流動產(chǎn)生的軸向 摩擦力作用，使整體受拉應(yīng)力；而外表與高溫銅錠直接接觸，溫度急劇 升高，而內(nèi)壁受水冷。一個擠壓道次結(jié)束后，又采用水冷方式對其外表 面進(jìn)行劇烈冷卻。在急冷急熱的工作狀態(tài)下，穿孔針容易產(chǎn)生龜裂、變 形、彎曲等缺陷。 （2）游動芯頭拉拔管材時芯頭穩(wěn)定的力學(xué)條件。（P135-136） 兩個穩(wěn)定條件： 1、1，即游動芯頭錐面與軸線之間的夾角必須大于芯頭與管坯間 的摩擦角； 2、1，即游動芯頭的錐角小于或等于拉模的模角. （3）分析線材拉拔時反拉力的作用。（P140） 隨著反拉力的增加，模子所受到的壓力近似直線下降，拉拔力逐漸增 加。但是在反拉力達(dá)到臨界反拉力之前，反拉力不僅不會提高拉拔力， 反而有利于拉拔，可以在不增大拉拔力和不減小道次加工率的情況下減 小模具入口處金屬對模壁的壓力磨損，從而延長了模具的壽命。 （4）分析采用實心錠穿孔擠壓圓棒時的穩(wěn)態(tài)擠壓力的組成。 （P114） 為了實現(xiàn)塑性變形作用在擠壓墊上的力Rs，為了克服擠壓筒壁上的摩擦 力作用在擠壓墊上的力Tt，為了克服塑性變形區(qū)壓縮錐面上的摩擦力作 用在擠壓墊上的力Tzh，為了克服擠壓模工作帶壁上的摩擦力作用在擠 壓墊上的力Tg。 （5）根據(jù)板料沖裁力計算式分析減小沖裁力的措施。（P231） P=kF=kLt F為沖切斷面積，P為沖裁力，為材料抗剪切強(qiáng)度，k為系數(shù)。 1）加熱沖裁：材料加熱后，抗剪強(qiáng)度大大降低，從而可降低沖裁力。 2） 階梯凸模沖裁：在多凸模沖模中，將凸模做成不同的高度，呈階梯 型布置，使各凸模沖裁力的最大值不同時出現(xiàn)，以降低總的沖裁力 3） 斜刃模具沖裁：斜刃沖裁時，整個刃口不是同時切入板料，剪切面 積減小，因而可降低沖裁力。 （6）簡析軋機(jī)傳動力矩的組成。（P69） 軋制時主電動機(jī)軸上輸出的傳動力矩，主要用于克服如下四個方面的阻 力矩： 軋制力矩M，空轉(zhuǎn)力矩M0，附加摩擦力矩Mf，動力矩Md。 軋制時主電動機(jī)軸上輸出的傳動力矩： 其中i為由主電動機(jī)到軋輥過的減速比，i=電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)/軋輥轉(zhuǎn)數(shù) （7）平輥軋制的咬入條件和穩(wěn)態(tài)軋制條件。（P35-36） 自然咬入條件：，當(dāng)時，軋件不能自然咬入，此時可實行強(qiáng)迫咬 入。 穩(wěn)態(tài)軋制條件：。 其中為咬入角，指開始咬入時軋件和軋輥最先接觸的點與兩軋輥中心 連線所構(gòu)成的圓心角；為摩擦角，根據(jù)物理概念，為正壓力與合力的 夾角 3、簡答簡析： （1）舉例：復(fù)合成形技術(shù)（如鑄軋、輥鍛、鑄擠、液態(tài)鍛造等） （2）舉例：短流程生產(chǎn)新技術(shù)（如鑄軋法生產(chǎn)純銅管、連續(xù)鑄軋法生 產(chǎn)鋁帶坯、銅帶“連鑄帶坯+冷軋開坯”技術(shù)、“連鑄+連擠”生產(chǎn)鋁管、鋁 型材在線淬火（T5）等） （3）舉例：連續(xù)化生產(chǎn)技術(shù)（如連續(xù)擠壓、連鑄連軋、盤拉技術(shù)、聯(lián) 合拉拔等） （4）簡析：反向擠壓的特點（P6） 反擠壓時的金屬流動方向與擠壓軸的運(yùn)動方向相反，其特點是除靠近模 孔附近處之外，金屬與擠壓筒內(nèi)壁間無相對滑動，故無摩擦。反擠這一 特點使之與正擠相比具有所需壓力小，制品尺寸精度高，力學(xué)性能均 勻，組織均勻，擠壓速度高，成品率和生產(chǎn)率高等優(yōu)點。 （5）簡答：有哪些方法可以制備銅包鋁雙金屬復(fù)合線材？（P201） 1.將銅帶和鋁桿在孔型中熱軋結(jié)合，再剝?nèi)ワw邊和進(jìn)行拉制。 2.將銅帶彎卷成直縫管的同時，把鋁桿包在其中，然后氬弧焊焊合管 縫，再進(jìn)行拉制。 3.將銅板包裹的鋁錠進(jìn)行靜液擠壓。 （6）簡析：解釋軟墊鐓粗可降低鼓形的機(jī)理。（P204） 由于軟墊的變形抗力較低，優(yōu)先變形并拉著鍛件徑向流動，導(dǎo)致鍛件的 側(cè)面內(nèi)凹。當(dāng)繼續(xù)鐓粗時，軟墊直徑增大，厚度變薄，溫度降低，變形 抗力增大，鐓粗變形便集中到鍛件上，使側(cè)面內(nèi)凹消失，呈現(xiàn)圓柱形。 再進(jìn)行鐓粗時，可獲得高度不大的鼓形。 （7）簡析：減小板材彎曲件回彈量的措施。（P236-237） 1.改進(jìn)彎曲件設(shè)計和合理選材。改進(jìn)彎曲件結(jié)構(gòu)，如在彎曲件變形處壓 制加強(qiáng)筋，可使回彈角減少，并提高彎曲件的剛度。對于 一些硬材 料，彎曲前采用退火處理也可減少回彈。 2.校正法。在彎曲終了時，對板料施加一定的校正壓力，迫使彎曲處內(nèi) 層金屬產(chǎn)生切向拉伸應(yīng)變。 3.補(bǔ)償法。補(bǔ)償法是消除彎曲件回彈的最簡單方法。根據(jù)彎曲件的回彈 趨勢和回彈量大小，修正凸?；虬寄９ぷ鞑糠中螤詈统叽?，使零件的回 彈量得到補(bǔ)償。 4.拉彎法。板料在拉力作用下進(jìn)行彎曲，使整個板料剖面上都作用有拉 應(yīng)力。卸載后，因內(nèi)、外層纖維的回彈趨勢相互抵消，從而可減少回彈 量。 （8）簡答：金屬板料沖壓成形的主要缺陷。 拉裂、起皺、制耳、毛刺、表面劃痕、回彈引起的幾何精度問題。 （9）簡答：比較管材三種襯拉方法的特點。（P134-135） 固定芯頭拉拔：管子內(nèi)部的芯頭固定不動，接觸摩擦面積比空拉和拉棒 材時的都大，故道次加工率較小，管材內(nèi)表面質(zhì)量比空拉的好，變形比 較均勻。 長芯桿拉拔：應(yīng)力與變形狀態(tài)與固定端芯頭基本相同。芯桿作用與管內(nèi) 表面的摩擦力方向與拉拔方向一致，摩擦力有助于減少拉拔力，道次加 工率大。 游動芯頭拉拔：在拉拔時，芯頭不固定，依靠自身的形狀和芯頭與管子 接觸面間的力平衡使之保持在變形區(qū)中。適用于長管和盤管生產(chǎn)，對提 高拉拔生產(chǎn)率、成品率和管材內(nèi)表面質(zhì)量極為有利 （10）簡析：超塑性成形的特點。（P20） 超塑性是指金屬或合金在特定條件下，即低的形變速率、一定的變形溫 度和均勻的細(xì)晶粒度，其相對延伸率超過100%的特性。超塑性狀態(tài)下的 金屬在拉拔變形過程中不產(chǎn)生頸縮現(xiàn)象，有著極高的延伸率，變形應(yīng)力 可比常態(tài)下的金屬的變形應(yīng)力降低幾十倍。超塑性材料在變形過程中沒 有或者只有很小的應(yīng)變硬化現(xiàn)象，所以超塑性材料易于加工，流動性和 填充性好，可以進(jìn)行多種方式成形。 （11）簡析：金屬塑性加工產(chǎn)品質(zhì)量的內(nèi)涵。 1.化學(xué)成分2.內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)3.材料性能（力學(xué)性能、物理性能、腐蝕性 能、加工性能等）4.精度（尺寸精度、形狀精度、表面精度） （12）簡答：確定擠壓錠坯長度應(yīng)考慮的問題。（P123）【提示：區(qū) 分穿孔擠壓和無穿孔擠壓；區(qū)分定尺產(chǎn)品和不定尺產(chǎn)品】 對于穿孔擠壓，若錠坯太長，穿孔針在錠坯內(nèi)停留時間過長，導(dǎo)致穿孔 針軟化，容易折斷，應(yīng)采取快速短錠的方法進(jìn)行擠壓，有利于提高穿孔 針壽命。 對于定尺產(chǎn)品，應(yīng)考慮壓余量的大小及切頭尾所需的金屬量，使得擠出 長度切頭切尾后是定尺的倍數(shù)，不至于浪費(fèi)材料。對于不定尺產(chǎn)品，常 用較長的并已規(guī)格化的鑄造，無需計算鑄錠的長度。 （13）板料沖壓性評價方法。 單向拉伸實驗，彎曲實驗，拉楔實驗，杯突實驗，雙向拉伸實驗。 （14）前滑和后滑的定義；影響前滑的因素；二者對于軋制過程有何影 響？（P44-47） 1）定義：前滑：軋件的出口速度大于該處軋輥圓周速度的現(xiàn)象 后滑：軋件的入口速度小于入口斷面上軋輥水平速度的現(xiàn)象 2） 因素：1.軋輥直徑，軋輥直徑越大，前滑值越大2.摩擦系數(shù)，摩擦 系數(shù)越大，前滑值越大3.軋件厚度，軋件厚度越小，前滑值越大4.張 力，前張力增大，前滑值增大，后張力增大，后滑區(qū)增大，前滑減小5. 加工率，前滑隨道次加工率增大而增加6.軋件寬度，軋件寬度減小相對 寬展量增加，前滑減小。 3）對軋制過程的影響：軋制過程中的張力調(diào)整，連軋過程中保持各機(jī) 架之間的速度協(xié)調(diào)，熱軋機(jī)的軋輥與輥道的速度匹配，都必須考慮前滑 值的大小。前滑或后滑增加，則延伸系數(shù)增加。 （15）影響軋制寬展的主要因素。（P49） 1.加工率。隨加工率增大，寬展量增大。2.軋輥直徑。寬展隨輥徑增 加而增加。3.軋件寬度。隨軋件寬度增加，寬展開始是增加的，但當(dāng)軋 件寬度達(dá)到一定值時后，反而有所減小。4.摩擦。寬展隨摩擦系數(shù)增加 而增加。5.張力。無論是前張力還是后張力都使寬展減小。6.外端。外 端的存在使寬展減小。 （16）冷軋過程中張力的主要作用。（P92） 1.降低單位壓力和總的軋制壓力。前張力使軋制力矩減少，后張力使 軋制力矩增加。當(dāng)前張力大于后張力時，能減輕主電機(jī)負(fù)荷。 2.調(diào)整張力能控制帶材厚度。 3.調(diào)整張力可以控制板型。 4.防止帶材跑偏，保證軋制穩(wěn)定。 5.張力為增大卷中，提高軋制速度，創(chuàng)造了有利條件。 （17）鍛件質(zhì)量及檢查方法。 外觀質(zhì)量（形狀、尺寸、表面狀態(tài)）和內(nèi)部質(zhì)量（成分、宏微觀組 織、性能），破壞性檢查和無損檢測。 （18）生產(chǎn)過程中要軋制更薄的板材需采取那些措施？ （P90） 生產(chǎn)中想要軋制更薄的板帶材，應(yīng)該減少工作輥直徑，采用高效率的工 藝潤滑劑，適當(dāng)加大張力，采取中間退火消除加工硬化減小金屬的實際 變形抗力，提高軋機(jī)剛度，有效的減小軋機(jī)彈跳量以及軋輥的彈性壓 扁。此外，在表面質(zhì)量允許的情況下，還可以采用兩張或多張疊合軋 制。高強(qiáng)度合金還可以采用包覆軋制，即將軋件上下表面包覆一層塑性 好、抗力低的金屬，因為塑性好的金屬變形大，它作用給中層硬金屬的 拉應(yīng)力促使其變形而進(jìn)一步軋薄，或用異步軋制及新型擺式軋機(jī)等方 法，得到更薄軋件。 （19）兩輥式周期性冷軋管（皮爾格軋管）軋制過程的四個階段。 （P154） 1.管料送進(jìn) 2.進(jìn)程軋制 3.轉(zhuǎn)動管料和芯棒 4.回程軋制 （20）與平輥軋制相比，孔型軋制有何特點？ 1.沿軋件的寬度上壓縮不均勻，其變形更加復(fù)雜。 2.孔型側(cè)壁斜度的影響作用，即主要通過改變橫向變形阻力影響寬 展，平輥軋制時，橫向變形阻力僅為軸向上的外摩擦力，而在孔型中軋 制時還與孔型側(cè)壁上的正壓力有關(guān)，從而影響到軋件的縱橫變形比。 3.軋件與軋輥接觸的非同時性使變形區(qū)長度沿軋件寬度是變化的。 4.軋制時速度差對寬展有影響。 （21）何謂孔型的側(cè)壁斜度？其意義是什么？ 連接槽底與槽頂?shù)木€段與軋輥軸線的夾角，便于軋件脫槽，有利于延 長軋輥壽命。 （22）孔型軋制的三種寬展。（P172） 自由寬展，限制寬展，強(qiáng)迫寬展。 （23）簡述上引法生產(chǎn)銅桿坯的技術(shù)原理。（P178） 將一外表面進(jìn)行水冷的管狀石墨模，下端垂直地插入熔融的銅水中， 使銅水在模內(nèi)凝固，將凝固的銅從管狀石墨模的上端不斷引出。石墨模 內(nèi)腔的形狀和尺寸，便是鑄桿的形狀和尺寸。 （24）影響線材拉拔力的因素有哪些？基本影響規(guī)律如何？(P182- 184) 1）工件的材質(zhì)：工件越硬，拉拔力越大； 2）變形程度：隨著變形程度增加，拉拔力增大； 3）模角和定徑區(qū)長：模角過大，在幾何上增大了模壁對工件的運(yùn)動阻 力，而模角過小，則增大了工件與模壁的接觸面積，都使拉力增大。隨 模角的變化，拉力存在一個最小值，其相應(yīng)的模角稱為最佳模角；定徑 長度增加會增大拉力； 4）工件截面形狀：工件截面越復(fù)雜，拉力越大； 5）摩擦與潤滑：金屬與工具之間的摩擦系數(shù)越大，拉拔力越大； 6）反拉力：反拉力增大，拉拔力增加，但在反拉力達(dá)到臨界反拉力之 前，對拉拔力并無影響； 7）振動：在拉拔時對拉拔工具（模具或芯頭）施以振動可以顯著地降 低拉拔力。 （25）串連式連軋軋件堆、拉的原因及其調(diào)節(jié)方法？（P173） 原因：當(dāng)V1出V2進(jìn)，則兩機(jī)架間的活套將越長越大，為軋件的堆積狀 態(tài)；V1出V2進(jìn)，則兩機(jī)架間的軋件將越繃越緊，為拉狀態(tài)。 方法：1）調(diào)整前機(jī)架或后機(jī)架的速度，從而調(diào)節(jié)了軋件的速度，使V1出 =V2進(jìn)， 2） 調(diào)整輥縫，改變軋件截面積：如減小F2，因為V2出與軋機(jī)速度基本 相同并維持不變，這樣降低了V2進(jìn)，V1出=V2進(jìn)。 （26）軋輥的彈性壓扁對于軋制力矩有何影響？（P32-34） 簡單軋制時，M r1=Mr2=Pa （a為力臂） 軋輥彈性壓扁后，變形區(qū)長度增加，軋件給軋輥的合壓力作用點向 出口方向移動，力臂a與未壓扁時不同，且平均單位壓力增加，該軋制 力矩增大。在這種情況下，軋制力的計算必須考慮軋輥的彈性壓扁。將 軋制壓力P用接觸面積及平均單位壓力表示，且考慮軋輥壓扁時，作用 在兩個軋輥上的軋制力矩為： （27）熱軋過程的冷卻潤滑劑有哪些作用？（P90） 1.減少摩擦，降低能耗； 2.冷卻軋輥，控制輥型，改善板形； 3.防止粘輥，改善產(chǎn)品表面質(zhì)量； 4.減少輥面磨損及龜裂，增加軋輥使用壽命。 （28）軋機(jī)的彈跳方程和軋制彈塑性曲線。（P73-74） 軋機(jī)的彈跳方程：h=s0+P/k 其中，h為軋件軋出厚度，s0為軋輥原始輥縫，P為軋制壓力，k為軋 機(jī)的剛度系數(shù)。 軋制的彈塑性曲線是軋機(jī)的彈性曲線和軋件的塑形曲線的總稱。即把 它們畫在一個圖表上表示兩者相互關(guān)系的曲線，也稱PH曲線。 （29）簡述影響板帶厚度控制的因素及控制方法。（P82-84） 影響縱向厚度的主要因素有：坯料尺寸與性能，軋制速度、張力、潤滑 等軋制工藝條件，以及軋機(jī)剛度等。 板厚控制原理：指軋制過程中，不管軋件的塑性曲線如何變化，也不管 軋機(jī)的彈性曲線怎樣變化，總要使它們交到等厚軋制線上，就可以得到 厚度恒定的板帶產(chǎn)品。 板厚控制方法：1）調(diào)整壓下改變軋縫 2）調(diào)整張力 3）調(diào)整軋制 速度 （30）板帶材的板形缺陷。（P92） 波浪：雙邊波浪、單邊波浪、中間波浪、雙側(cè)波浪 彎曲：側(cè)彎，向下翹曲。 （31）板形自動控制系統(tǒng)的組成。（P110） 檢測部分：對板形精度進(jìn)行檢測，取得準(zhǔn)確的板形信號。 執(zhí)行部分：實現(xiàn)板形自動控制，控制板形的手段有液壓彎輥、DC- WRB、TDC、HC、FFC等。 控制部分：根據(jù)工藝條件和板形信號比較、運(yùn)算，發(fā)出合理的指令對 執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整。 （32）簡述雙金屬復(fù)合方法。（P80） 擠壓包覆、軋制復(fù)合，電鍍復(fù)合、熱浸復(fù)合、包覆焊接+套管拉拔、爆 炸復(fù)合等方法。 4、綜合分析： （1）綜述金屬塑性加工技術(shù)的發(fā)展趨勢。（P2） 1.計算機(jī)技術(shù)的運(yùn)用 1）塑性成形過程的數(shù)值模擬。2）塑性成形過程的控制與檢測。 2.先進(jìn)成形技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用 1）精密塑性成形技術(shù)2）復(fù)合工藝和組合工藝 3.塑性成形設(shè)備及生產(chǎn)自動化 1）塑性成形設(shè)備2）塑性成形的自動化 3） 超大噸位擠壓設(shè)備 4） 4.配套技術(shù)的發(fā)展 1）模具生產(chǎn)技術(shù)2）坯料加熱方法3）大規(guī)格錠坯的熔煉鑄造方法 （2）分析金屬塑性成形工序與鑄造、熱處理工序的關(guān)聯(lián)性。 首先，金屬塑性加工總是離不開鑄造工序，例如連續(xù)鑄軋技術(shù)就是將鑄 造和熱軋兩道工序合在一道工序完成。連鑄連軋，連鑄連擠就是將鑄造 和熱軋或擠壓設(shè)計在一條連續(xù)化線上完成；鑄錠的性能對塑性加工性能 有直接影響，塑性加工產(chǎn)品的很多缺陷都源于鑄造時的冶金缺陷；其 次，金屬塑性加工總是離不開熱處理工序，例如，可通過鑄錠的均勻化 熱處理改善鑄錠的質(zhì)量從而提高金屬塑性加工性能與產(chǎn)品的質(zhì)量，又如 在塑性加工過程中需要穿插退火工藝，使加工硬化的金屬軟化，以提高 加工性能。 （3）對鋁型材擠壓模具的認(rèn)識：（答題要點） 模具分類：實心平面模、分流組合模、舌型模、叉架模； 模具結(jié)構(gòu)：?？?、工作帶、分流空、分流橋、焊合室、空 刀、導(dǎo)流孔、阻流塊等； 模具材料及熱處理：H13鋼；淬火+2-3次回火+氮化處理； 模具技術(shù)是鋁型材生產(chǎn)的核心技術(shù)。擠壓模具的結(jié)構(gòu)與尺寸 直接決定鋁型材的形狀與尺寸精度；模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計直接決 定擠壓過程的實現(xiàn)與否；模具的使用壽命顯著影響生產(chǎn)效 率。 擠壓模具設(shè)計的基本準(zhǔn)則是：在保證模具強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)剛度的 前提下，盡可能使擠出?？诘母鞑糠纸饘倏v向流動速度趨于 一致。不平衡的擠出速度將引起型材產(chǎn)生彎曲、扭曲、開裂 等問題，嚴(yán)重時將發(fā)生堵模，使擠壓過程無法實現(xiàn)。 擠壓模具設(shè)計要訣：孔隨形走，避焊定橋，預(yù)配流量，定徑 微調(diào)。 擠壓模具的使用壽命一直是困擾工程技術(shù)人員的重大難 題；“零試?！奔夹g(shù)受到型材生產(chǎn)企業(yè)的普遍關(guān)注。 基于CAE技術(shù)的鋁型材擠壓模具輔助設(shè)計方法是現(xiàn)代模具工 業(yè)的重要發(fā)展方向。 （4）對塑性加工的連續(xù)化、短流程新技術(shù)的認(rèn)識：（答題要點） 意義：節(jié)能降耗、環(huán)保、提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本、減 少勞動力等； 舉例：連鑄連軋、連續(xù)鑄軋、連鑄+連軋、T5鋁型材、1+4熱 連軋、電解鋁水+鑄造、盤拉、聯(lián)合拉拔、無酸洗銅管加工 等。（簡要分析各例的技術(shù)要點） A連鑄連軋：是指金屬在一條作業(yè)線上連續(xù)通過熔化、鑄造、軋 制、剪切及卷起等工序而獲得板帶坯料的生產(chǎn)方法。特點：近終 成形，工藝簡單、設(shè)備減少、生產(chǎn)線短、省去粗軋及部分精軋、 生產(chǎn)周期縮短、節(jié)約能源、成材率平均提高10%以上。 B連續(xù)鑄軋：將熔融金屬由高溫陶瓷導(dǎo)入內(nèi)部通有冷卻水的旋轉(zhuǎn) 兩軋輥的輥縫間，直接以軋輥作為結(jié)晶器，一邊凝固一邊軋制， 直接獲得20mm以下至幾mm的薄帶坯的生產(chǎn)方法，又稱為無錠軋 制。特點：后續(xù)加工中不必進(jìn)行熱軋，大量節(jié)約能源。 C聯(lián)拉：聯(lián)合拉拔機(jī)將拉拔、矯直、切斷、拋光和探傷組成在 一起形成一個機(jī)列，機(jī)械化、自動化程度高，生產(chǎn)周期短，可 大大提高制品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。 （5）比較6063-T5和6061-T6鋁型材生產(chǎn)工藝流程。 6063-T5: 熔煉 鑄造（實心錠） 均勻化處理 擠壓 人工時效 切定尺 拉伸矯直 在線淬火 表面處理 檢驗入庫 【特點：采用在線淬火工藝，型材擠出?？诘臏囟缺仨氝_(dá)到合金的 固溶溫度；后續(xù)無離線固溶淬火工序，只需要人工時效。該工藝縮 短了工藝流程，顯著降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率。】 6061-T6： 熔煉 鑄造（實心錠） 均勻化處理 擠壓 人工時效 切定尺 拉伸矯直 表面處理 檢驗入庫 固溶淬火 【特點：采用離線固溶和淬火工藝，后續(xù)再進(jìn)行人工時效。該工藝 流程較長，因此生產(chǎn)成本較高，生產(chǎn)效率較低?！?（6）試畫出采用擠壓法生產(chǎn)9.4mm0.8mm H80M黃銅管的工藝流 程圖。若擠壓時采用215mm的實心錠，擠壓筒內(nèi)徑為220mm，擠出管 坯為60mm8mm。試計算該工序的擠壓比。 工藝流程圖： 熔煉 鑄造（實心錠） 熱穿孔擠壓 冷軋 拉拔 退火+酸洗 拉拔 退火 成品退火 檢驗入庫 （7）試分析銅管冷拉變形過程中的彈塑性共存現(xiàn)象及可能引起的問 題。 解析：銅管冷拉成形過程中的“彈塑性共存”包括三層含義：（1）在 產(chǎn)生塑性變形的區(qū)域，總的變形量中包括彈性變形和塑性變形；（2） 已拉過模具的銅管部分仍然承受拉拔力，發(fā)生彈性變形，而該拉拔力又 使模具中的銅管產(chǎn)生塑性變形；（3）拉拔過程中銅管的塑性變形與工 模具的彈性變形共存。 “彈塑性共存”的現(xiàn)象存在于所有塑性加工過程，對加工精度和工模具 設(shè)計有重要影響。對于銅管冷拉變形，因為拉拔力由已變形部分傳遞給后 段銅管，因此變形結(jié)束時整個銅管（彈性變形狀態(tài)）卸載的瞬間，彈性變 形的恢復(fù)將對設(shè)備和工模具產(chǎn)生很大的沖擊，所以在操作時要特別注意； 因為模具中的變形體總的變形中包含了彈性變形，卸載后這部分彈性變形 恢復(fù)，將引起內(nèi)外徑尺寸和長度的變化，所以模具設(shè)計時必須考慮這種彈 性補(bǔ)償；模具在工作應(yīng)力下發(fā)生彈性變形，徑向尺寸稍有增大，這將使銅 管內(nèi)外徑精度產(chǎn)生誤差，因此模具設(shè)計和工藝配模時應(yīng)予以考慮。 （8）銅板熱軋開坯時“張嘴”現(xiàn)象是如何產(chǎn)生的？為消除這種缺陷 應(yīng)采取哪些工藝措？ 原因：熱軋開坯變形不深透，即產(chǎn)生表面變形，軋件表層和中心層 因變形不均產(chǎn)生的不同附加應(yīng)力：中心層受附加拉應(yīng)力作用，當(dāng)出現(xiàn)粘 輥時，就產(chǎn)生“張嘴”現(xiàn)象。 措施：1.加強(qiáng)冷卻潤滑防止粘輥； 2.中間道次加大壓下量，防止表面變形嚴(yán)重； 3.及時換輥或磨輥； 4.人為增加外端作用，如鑄錠頭部呈圓弧形； 5.提高鑄錠質(zhì)量。 （9）舉出5個改善咬入的措施。 1.減小咬入角的措施： 1）采用大輥徑軋輥； 2）軋件前端做成錐形或圓弧形； 3）咬入時輥縫調(diào)大，穩(wěn)定軋制過程建立后，可減小輥縫，加大壓下 量，即帶負(fù)荷壓下，充分利用咬入后的剩余摩擦力； 4）給軋件施以順軋件方向的水平力實現(xiàn)強(qiáng)迫咬入。 2.增加摩擦系數(shù)改善咬入的措施 1）在粗軋機(jī)軋輥上打砂或粗磨，以增加摩擦系數(shù)； 2）咬入時不加或少加潤滑劑，或噴灑煤油等澀性油劑，以增加咬入時 的摩擦系數(shù)； 3）低速咬入時，以增加咬入時的摩擦系數(shù)，再高速穩(wěn)定軋制； 4）熱軋加熱溫度要適宜。在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，溫度高，軋件表 面氧化皮可起潤滑作用，從而降低摩擦系數(shù)。軋件溫度過低，表面硬度 大，摩擦系數(shù)也較小。 （10）采用帶一定凸度的一對冷軋輥，軋制有一定凸度的軋件，試 簡要分析可能產(chǎn)生的結(jié)果。 軋件橫向厚度偏差降低；因軋件中部壓下率大，縱向延伸多，而兩 邊壓下率較小，縱向延伸小。由于整體性限制，將在軋件中部引起縱向 附加壓應(yīng)力，兩邊引起縱向附加附加拉應(yīng)力，因此可能產(chǎn)生中部起浪的 現(xiàn)象，甚至中部開裂的結(jié)果。 （11）冷拉銅管的最終產(chǎn)品性能控制方法。 如圖所示，若H62黃銅管成品的力學(xué)性能要求為：抗拉強(qiáng)度 b520MPa，伸長率1010%。 試設(shè)計成品性能控制工藝。 解：冷拉銅管的最終產(chǎn)品性能控制主要有成品退火 和控制最終變形程度這兩種方法。 通過控制退火溫度、保溫時間等參數(shù)，可以使產(chǎn)品 達(dá)到不同的力學(xué)性能指標(biāo)。但由于退火前的冷變形過 程影響因素復(fù)雜，采用成品退火的技術(shù)方法往往不容 易控制產(chǎn)品的最終性能。 因此，實際生產(chǎn)中一般建議采用控制最終變形程 度的方法來達(dá)到產(chǎn)品的最終性能。該技術(shù)方法的操作 要點是：在達(dá)到成品尺寸之前對管坯進(jìn)行完全退火， 退火之后再根據(jù)成品性能進(jìn)行適量冷拉變形。其中預(yù) 留的冷變形量需要按照相關(guān)數(shù)據(jù)圖表，并結(jié)合生產(chǎn)經(jīng) 驗來確定。 a b 例如，圖中顯示了H62完全退火之后的 的力學(xué)性能與后續(xù)冷變形量之間的關(guān)系。根據(jù) 成品力學(xué)性能的要求，抗拉強(qiáng)度b520MPa， 因此在b=520MPa的位置畫一條橫線，交強(qiáng)度 曲線于a點；要求伸長率1010%，于是在 10=10%位置畫另一條橫線，交塑性曲線于b點。 過a、b兩點分別畫兩條與橫坐標(biāo)垂直的豎線，與 橫坐標(biāo)的交點（19%和23%）就是最終冷變形率 的控制范圍。可見，對于題中H62黃銅管的最終 性能控制，可采取的工藝方法為：完全退火之后， 再施加19%-23%的冷拉變形，既達(dá)到成品尺寸， 也達(dá)到成品性能要求。 （12）TP2紫銅板熱軋過程中，某道次的軋制條件為：軋制前板厚 50mm，寬600mm，長3120mm；軋制后板厚37.5mm，寬610mm；軋輥 直徑850mm。 （1）試計算該道次的絕對壓下量、道次壓下率、變形區(qū)長度和延伸 系數(shù)。 （2）試寫出該銅板從160mm軋到12mm的9道次完整熱軋壓下制度 （必須包含5037.5的這一道次）。 （3）寫出由12mm冷軋到5mm的壓下制度。 解：（1）絕對壓下量：h=H-h=12.5mm 道次壓下率：=h/H*100%=25% 變形區(qū)長度：l（R*h）=72.98mm 延伸系數(shù)：=FH/Fh=（H*BH）/（h*Bh）=1.31 （2）160120805037.528.5221714 12 （3）1297.26.35.65 (a) (b) (c) 題4（13）圖 （13）如圖所示為板料沖裁模具間隙示意圖。 試比較沖裁模間隙對沖裁力和沖裁件斷口毛刺的影響。 圖中（a）模具間隙太小，因此沖裁力大，但工件毛刺短； （c）模具間隙太大，沖裁時有撕裂過程，因此沖裁力 較大，而工件毛刺長。（b）模具間隙合適，沖裁力較小， 工件毛刺也較短。 題4（14）圖 （14）如圖所示為一種管材拉拔方法，通常稱為什么方法？ 試寫出其穩(wěn)定拉拔的條件。 這是游頭芯頭拉拔。 其穩(wěn)定拉拔條件： 1、1，即游動芯頭錐面與軸線之間的夾角必須大于芯頭與管坯間 的摩擦角； 2、1，即游動芯頭的錐角小于或等于拉模的模角. 5、填空題 （1）根據(jù)軋輥的配置、軋輥的運(yùn)動特點和產(chǎn)品的形狀，軋制可分為縱 軋、橫軋、斜軋三類。（P9） （2）簡單軋制幾何變形區(qū)的主要參數(shù)有：接觸角、變形長度、變形區(qū) 幾何形狀系數(shù)。（P31） （3）穩(wěn)定軋制過程中，中性角、接觸角和摩擦角之間的關(guān)系式為： （P39） （4）自由鍛的基本工序包括 鐓粗 、 拔長 、 沖孔 、 擴(kuò)孔、彎 曲 等。（P16） （5）采用自由鍛沖孔的方法通常包括 實心沖子沖孔 、 在墊環(huán)上沖 孔 和 空心沖子沖孔 。（P208） （6）孔型軋制時寬展類型分為 自由寬展 、限制寬展 、 強(qiáng)迫寬展 3 種。（P172） （7）正向擠壓時，錠坯的尺寸為120mm，擠壓筒內(nèi)徑125mm，擠壓 桿的推進(jìn)速度為8mm/s；采用雙孔模擠壓截面面積為625mm2的鋁型 材，則鐓擠階段的填充系數(shù)為 1.085 ，型材擠出模孔的速度為 78.5 mm/s。 （8）擠壓縮尾有 中心縮尾 、環(huán)形縮尾 、 皮下縮尾 3種方式。 （P111） （9）“Y”型孔型（三角孔型）的特征參數(shù)主要有 尺寸參數(shù) 、 形狀參 數(shù) 和 面積參數(shù) 。（P170） （10）擠壓過程中，變形材料的溫度是一個變化的量，產(chǎn)生溫升的熱 量主要來自塑性變形熱 和 摩擦熱 ，擠壓速度越快，產(chǎn)生的溫升越 高 （高/低）。 （11）減少或消除粗晶環(huán)最根本的方法是應(yīng)該圍繞兩個方面采取措 施： 降低不均勻變形 控制再結(jié)晶過程 。 （12）熱軋板寬展的組成包括： 滑動寬展 、 翻平寬展 和鼓形寬 展。 （13）對于同一軋件，軋件出口速度Vh，軋件入口速度VH，中性 角速度V，軋機(jī)線速度V，四者之間的大小關(guān)系是： VHVVVh (V=V*cos) 。 （14）軋輥的主要結(jié)構(gòu)包括： 輥身 、 輥頸 和輥頭。 （15）簡單軋制變形區(qū)分為 幾何變形區(qū) 和 非接觸變形區(qū) 。 （16）軋制彈塑性曲線是 軋件的塑形曲線 和 軋機(jī)彈性曲線 的總 稱。 （17）板厚自動控制AGC系統(tǒng)主要包括 厚度測量裝置 、 執(zhí)行機(jī) 構(gòu) 和計算機(jī)回路控制系統(tǒng)三大部分。 （18）一般情況下薄軋件的側(cè)邊呈顯為 單鼓 形，厚軋件側(cè)邊呈 雙 鼓 形。 （19）板厚控制的的三種方法： 調(diào)整壓下 、調(diào)整壓力 和調(diào)整軋制 速度。 （20）如圖可知，軋制時隨著相對壓下量的增大，寬展B 增加 題5（20）圖 （增加/降低）；隨著摩擦系數(shù)f的增加，寬展B 增加 （增加/降 低）。 （21）板帶材生產(chǎn)的方法可分為 塊式 法和 帶式 法。 （22）冷軋中間坯料退火是為了消除加工硬化，提高 合金的 塑性 ，降低 變形抗力 ，以利于繼續(xù)冷軋。 （23）冷軋板帶最終產(chǎn)品性能的控制方法主要有兩種： 成品退 火 ； 控制最終變形程度 。 （24）板帶材的拉彎矯直就是將 輥式矯平 法和 拉伸矯平 法組合 應(yīng)用的一種先進(jìn)矯平方法。 （25）如圖所示，可以推斷，軋機(jī)彈性曲線A對應(yīng)的軋機(jī)的剛度系 數(shù)KA 小于 （大于/小于）A對應(yīng)的軋機(jī)的剛度系數(shù)KA；軋件塑性曲線 B對應(yīng)的張力比B對應(yīng)的張力 小 （大/?。?。 （26）圖示為冷軋板帶縱向板厚控制原理。預(yù)期軋件由H的厚度冷 軋到h1的厚度，因摩擦條件（或張力）的變化，軋件塑形曲線發(fā)生變 化，由B變化成B，于是在其它參數(shù)不變的情況下，軋出厚度為