“金屬塑性加工技術(shù)”復(fù)習(xí)思考題

1、.金屬塑性加工技術(shù)復(fù)習(xí)思考題20131、名詞解釋： （1）連續(xù)擠壓：（P8）連續(xù)擠壓是通過有效利用坯料與旋轉(zhuǎn)擠壓輪之間的強(qiáng)摩擦所產(chǎn)生足夠的擠壓力和溫度，將桿料、顆粒料或熔融金屬以真正連續(xù)大剪切變形方式直接一次擠壓成制品的塑性加工方法。（2）集束拉拔：P15；（3）閉式模鍛：P220；（4）液態(tài)模鍛：P15；（5）脫皮擠壓：P112；（6）擠壓縮尾：P111；（7）精密模鍛：P17；（8）拉深系數(shù)：P242；（9）擠壓效應(yīng)：P120；（10）軋制變形區(qū)：P31；（11）軋制接觸角：P31；（12）前滑：P44；（13）后滑：P46；（14）最小可軋厚度：P50；（15）軋制壓力：P51；（16）

2、軋制負(fù)荷圖：P75；（17）沖壓；（18）孔型系；（19）填充系數(shù)；（20）擠壓比；（21）軋制過程中性角；（22）熱軋；（23）冷軋；（24）軋制工作圖表。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）答：穿孔針在每一個擠壓周期都要承受一次載荷和溫度的劇烈交替。穿孔時其整體受強(qiáng)烈的壓應(yīng)力作用；而外表與高溫銅錠直接接觸，溫度急劇升高；同時受到金屬流動產(chǎn)生的摩擦力作用；穩(wěn)態(tài)擠壓過程中，隨動穿孔針的移動速度低于銅管軸向流動速度，因此外表面受到很高的軸向摩擦力作用，使整體受拉應(yīng)力；同時外表溫度升高，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

3、烈冷卻。在這種急冷急熱的惡劣工作狀態(tài)下，穿孔針極容易產(chǎn)生表面龜裂、變形、彎曲、拉毛、變細(xì)、斷裂等缺陷，使用壽命很短。可以通過加強(qiáng)穿孔針表面潤滑及內(nèi)孔冷卻，縮短擠壓錠長度或提高擠壓速度，以及采用更耐高溫的穿孔針材料等措施來提高穿孔針的使用壽命。 （2）游動芯頭拉拔管材時芯頭穩(wěn)定的力學(xué)條件。（P135-136） （3）分析線材拉拔時反拉力的作用。（P140） （4）分析采用實心錠穿孔擠壓圓管時的穩(wěn)態(tài)擠壓力的組成。（P114） （5）根據(jù)板料沖裁力計算式分析減小沖裁力的措施。（P231） （6）簡析管材空拉糾偏的力學(xué)原理。（P134） 3、簡答簡析： （1）舉例：復(fù)合成形技術(shù)（如鑄軋、輥鍛、鑄擠、液

4、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)、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（變形更均勻；降低擠壓力）（P6） （5）簡答：有哪些方法可以制備銅包鋁雙金屬復(fù)合線材？（P201） （6）簡析：解釋軟墊鐓粗可降低鼓形的機(jī)理。（P204） （7）簡析：減小板材彎曲件回彈量的措施。（P236-237） （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） （9）簡答：比較管材三種襯拉方法的特點。（P134-

5、135） （10）簡析：超塑性成形的特點。（P20） （11）簡析：金屬塑性加工產(chǎn)品質(zhì)量的內(nèi)涵?！荆?）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】（13）板料沖壓性評價方法。（單向拉伸試驗，彎曲試驗，拉楔試驗，杯突試驗等）（14）前滑和后滑的定義是什么？影響前滑的因素有哪些？二者對于軋制過程有何影響？（15）影響軋制寬展的主要因素。（P49）（16）板帶箔產(chǎn)品的主要缺陷。（P101-10

6、4）（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？ （19）孔型的要素包括哪些？（20）與平輥軋制相比，孔型軋制有何特點？（21）何謂孔型的側(cè)壁斜度？其意義是什么？（22）何謂孔型系統(tǒng)？常用的孔型系統(tǒng)有哪些？各自有何特點？（23）如何計算孔型軋制時的咬入問題？（24）影響拉拔力的因素有哪些？基本影響規(guī)律如何？（25）連軋軋件堆、拉的原因及其調(diào)節(jié)方法？（26）軋制過程變形力學(xué)特點。（27）軋制過程中影響寬展的因素有哪些？各因素對于寬展產(chǎn)生怎樣的影響？（28）軋輥和被軋件的

7、彈性壓扁對于軋制力矩有何影響？（29）簡述軋制傳動力矩的組成？（30）軋制的冷卻潤滑劑的要求？（31）簡述板帶軋制的基本生產(chǎn)方法。（32）軋機(jī)的彈性變形和軋制彈塑性曲線的意義。（33）簡述影響板帶厚度控制的因素，控制原理。（34）簡述雙金屬復(fù)合技術(shù)的方法4、綜合分析： （1）綜述金屬塑性加工技術(shù)的發(fā)展趨勢。（P2） （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?！疽c：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)，就是將鑄造和熱軋量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)化生產(chǎn)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

8、多缺陷都源于鑄造時的冶金缺陷，等等；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金屬的塑性加工性能及最終產(chǎn)品的性能；塑性加工產(chǎn)生的加工硬化必須通過熱處理進(jìn)行塑性的恢復(fù)；可以通過形變熱處理工藝（塑性成形+熱處理）對金屬的組織和性能進(jìn)行合理調(diào)控；塑性加工產(chǎn)品的最終性能通常是通過產(chǎn)品退火進(jìn)行控制。】（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)：模孔、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)

9、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；“零試模”技術(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

10、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）（5）比較6063-T5和6061-T6鋁型材生產(chǎn)工藝流程。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6063-T5:【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?！咳蹮掕T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

11、固溶淬火6061-T6：【特點：采用離線淬火工藝，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?！浚?）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拉拔退火成品退火檢驗入庫 擠壓比計算： （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。答：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

12、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?！皬椝苄怨泊妗钡默F(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)

13、計和工藝配模時應(yīng)予以考慮。（8）冷拉銅管的最終產(chǎn)品性能控制有哪兩種方法？ 如圖所示，若H62黃銅管成品的力學(xué)性能要求 ab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

14、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。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?？梢?，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。（9）試分析板材在軋制過程中出現(xiàn)“張嘴”

15、及“表面橫裂”的原因及采取的防止措施。（10）鐓粗時容易產(chǎn)生哪些質(zhì)量問題？其原因是什么？可采取哪些措施去解決這些問題？（11）鋁合金正向擠壓時組織上容易產(chǎn)生哪兩類質(zhì)量問題？其原因是什么？（12）畫出軋件軋制過程簡圖，并推導(dǎo)軋件咬入及其穩(wěn)定軋制的條件。如何改善軋件軋制過程中的咬入條件。（13）結(jié)合“三圖”分析熱軋溫度的確定過程。（14）解析銅帶生產(chǎn)工藝過程，計算熱軋過程中的道次壓縮率和總壓縮率計算。采用半連續(xù)鑄造H62黃銅，表面銑削后坯料尺寸為155 620 1040mm。生產(chǎn)銅帶成品為2.11 96mm M。 （15）根據(jù)軋制板厚控制原理，分析計算鋁箔的最小可軋厚度。5、計算分析：（1）擠壓比（管材、型材）（2）延伸率 （3）成材率（一個批次的成品總重量/該批次投入生產(chǎn)線的坯料總重量）（4）軋制道次加工率、總加工率6、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、軋制可分為三類，即x軋。（2）討論簡單軋制過程主要研究幾何變形區(qū)。幾何變形區(qū)的主要參數(shù)有：。（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：（4）寬展由組成。（5）軋制時主電機(jī)軸上輸出的傳動力矩，主要克服的阻力矩有：。（6）自由鍛的基本工序包括 、 、 、 等。（7）沖孔的方法通常包括 、 和 。（8）鍛造過程中常出現(xiàn)的缺陷有 、 、 、 等。（9）評價板材沖壓