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

金屬塑性加工技術(shù)復(fù)習(xí)思考題2014 1、名詞解釋?zhuān)?（1）連續(xù)擠壓：（P8）一種無(wú)凸模擠壓。利用凹模腔壁與毛坯表面間 的摩擦力作為動(dòng)力，使材料受壓通過(guò)凹模口而成形，由于凹模是作旋轉(zhuǎn) 運(yùn)動(dòng)，因而只要保證在模腔施加足夠的驅(qū)動(dòng)力，即可使該過(guò)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(shí)通過(guò) 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(chēng)無(wú)飛邊模鍛。即在成形過(guò)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(dòng)并凝固成形，同時(shí) 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(shí)常用的一種擠壓方法。 （6）爆炸成形：P26；爆炸成形時(shí)利用爆炸物質(zhì)在爆炸瞬間釋放出巨大 的化學(xué)能對(duì)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(shí)現(xiàn)少切削或者無(wú)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(shuō)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(shí)金屬在軋輥間產(chǎn)生塑性變形的區(qū)域稱(chēng) 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(duì)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(wú)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(dòng)方向與擠壓桿的運(yùn)動(dòng)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(cè)壓儀在壓下螺絲下面測(cè)得的總壓力。 （15）軋制負(fù)荷圖：P75；指一個(gè)軋制周期內(nèi)，主電機(jī)軸上的力矩隨時(shí) 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(xiàn)桿，必須在其截面的 各個(gè)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(chēng)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(kāi)式模鍛：P217；開(kāi)式模鍛即有飛邊的模鍛。在鍛造的過(guò)程中， 飛邊可保證金屬流入孔內(nèi)充滿(mǎn)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(dòng)控制系統(tǒng)時(shí)通過(guò)測(cè)厚儀、輥縫 儀、測(cè)壓頭等傳感器，對(duì)帶材實(shí)際軋出厚度連續(xù)而精確地檢測(cè)，并根據(jù) 實(shí)測(cè)值與給定值的偏差，借助于控制回路或計(jì)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(dòng)控制系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱(chēng)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(chēng)軋機(jī)模數(shù)。 （22）連鑄連軋：指金屬在一條作業(yè)線(xiàn)上連續(xù)通過(guò)溶化、鑄造、軋制、剪切及 卷曲等工序而獲得板帶或線(xiàn)桿坯料的生產(chǎn)方法。 （23）連續(xù)鑄軋：指金屬在一臺(tái)機(jī)組上連續(xù)實(shí)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(gè)間距120度分布的錐形軋輥對(duì)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(gè)錐形變形區(qū)。 （25）軟墊鐓粗：（P204）熱鐓粗低塑性鍛件時(shí)，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(dòng)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(guò)程中，穿孔針的受力受熱分析。（P114） 穿孔時(shí)其整體受強(qiáng)烈的壓應(yīng)力作用；同時(shí)受到金屬流動(dòng)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(gè)擠壓道次結(jié)束后，又采用水冷方式對(duì)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(dòng)芯頭拉拔管材時(shí)芯頭穩(wěn)定的力學(xué)條件。（P135-136） 兩個(gè)穩(wěn)定條件： 1、1，即游動(dòng)芯頭錐面與軸線(xiàn)之間的夾角必須大于芯頭與管坯間 的摩擦角； 2、1，即游動(dòng)芯頭的錐角小于或等于拉模的模角. （3）分析線(xiàn)材拉拔時(shí)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(xiàn)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(huì)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(duì)模壁的壓力磨損，從而延長(zhǎng)了模具的壽命。 （4）分析采用實(shí)心錠穿孔擠壓圓棒時(shí)的穩(wěn)態(tài)擠壓力的組成。 （P114） 為了實(shí)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(jì)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(shí)出現(xiàn)，以降低總的沖裁力 3） 斜刃模具沖裁：斜刃沖裁時(shí)，整個(gè)刃口不是同時(shí)切入板料，剪切面 積減小，因而可降低沖裁力。 （6）簡(jiǎn)析軋機(jī)傳動(dòng)力矩的組成。（P69） 軋制時(shí)主電動(dòng)機(jī)軸上輸出的傳動(dòng)力矩，主要用于克服如下四個(gè)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(dòng)力矩Md。 軋制時(shí)主電動(dòng)機(jī)軸上輸出的傳動(dòng)力矩： 其中i為由主電動(dòng)機(jī)到軋輥過(guò)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(shí)，軋件不能自然咬入，此時(shí)可實(shí)行強(qiáng)迫咬 入。 穩(wěn)態(tài)軋制條件：。 其中為咬入角，指開(kāi)始咬入時(shí)軋件和軋輥?zhàn)钕冉佑|的點(diǎn)與兩軋輥中心 連線(xiàn)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(jiǎn)答簡(jiǎn)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(kāi)坯”技術(shù)、“連鑄+連擠”生產(chǎn)鋁管、鋁 型材在線(xiàn)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(pán)拉技術(shù)、聯(lián) 合拉拔等） （4）簡(jiǎn)析：反向擠壓的特點(diǎn)（P6） 反擠壓時(shí)的金屬流動(dòng)方向與擠壓軸的運(yùn)動(dòng)方向相反，其特點(diǎn)是除靠近模 孔附近處之外，金屬與擠壓筒內(nèi)壁間無(wú)相對(duì)滑動(dòng)，故無(wú)摩擦。反擠這一 特點(diǎn)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(diǎn)。 （5）簡(jiǎn)答：有哪些方法可以制備銅包鋁雙金屬?gòu)?fù)合線(xiàn)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(shí)，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(jiǎn)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(dòng)，導(dǎo)致鍛件的 側(cè)面內(nèi)凹。當(dāng)繼續(xù)鐓粗時(shí)，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(shí)，可獲得高度不大的鼓形。 （7）簡(jiǎn)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(jì)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(duì)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(shí)，對(duì)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(jiǎn)單方法。根據(jù)彎曲件的回彈 趨勢(shì)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(gè)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(shì)相互抵消，從而可減少回彈 量。 （8）簡(jiǎn)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(wèn)題。 （9）簡(jiǎn)答：比較管材三種襯拉方法的特點(diǎn)。（P134-135） 固定芯頭拉拔：管子內(nèi)部的芯頭固定不動(dòng)，接觸摩擦面積比空拉和拉棒 材時(shí)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(zhǎng)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(dòng)芯頭拉拔：在拉拔時(shí)，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(zhǎng)管和盤(pán)管生產(chǎn)，對(duì)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(jiǎn)析：超塑性成形的特點(diǎn)。（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(duì)延伸率超過(guò)100%的特性。超塑性狀態(tài)下的 金屬在拉拔變形過(guò)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(guò)程中沒(méi) 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(dòng)性和 填充性好，可以進(jìn)行多種方式成形。 （11）簡(jiǎn)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(jiǎn)答：確定擠壓錠坯長(zhǎng)度應(yīng)考慮的問(wèn)題。（P123）【提示：區(qū) 分穿孔擠壓和無(wú)穿孔擠壓；區(qū)分定尺產(chǎn)品和不定尺產(chǎn)品】 對(duì)于穿孔擠壓，若錠坯太長(zhǎng)，穿孔針在錠坯內(nèi)停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，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(duì)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(zhǎng)度切頭切尾后是定尺的倍數(shù)，不至于浪費(fèi)材料。對(duì)于不定尺產(chǎn)品，常 用較長(zhǎng)的并已規(guī)格化的鑄造，無(wú)需計(jì)算鑄錠的長(zhǎng)度。 （13）板料沖壓性評(píng)價(jià)方法。 單向拉伸實(shí)驗(yàn)，彎曲實(shí)驗(yàn)，拉楔實(shí)驗(yàn)，杯突實(shí)驗(yàn)，雙向拉伸實(shí)驗(yàn)。 （14）前滑和后滑的定義；影響前滑的因素；二者對(duì)于軋制過(guò)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(duì) 寬展量增加，前滑減小。 3）對(duì)軋制過(guò)程的影響：軋制過(guò)程中的張力調(diào)整，連軋過(guò)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(kāi)始是增加的，但當(dāng)軋 件寬度達(dá)到一定值時(shí)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(wú)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(guò)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(shí)，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(wú)損檢測(cè)。 （18）生產(chǎn)過(guò)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(rùn)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(shí)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?yàn)樗苄院玫慕饘僮冃未螅饔媒o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(guò)程的四個(gè)階段。 （P154） 1.管料送進(jìn) 2.進(jìn)程軋制 3.轉(zhuǎn)動(dòng)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(diǎn)？ 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(guò)改變橫向變形阻力影響寬 展，平輥軋制時(shí)，橫向變形阻力僅為軸向上的外摩擦力，而在孔型中軋 制時(shí)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(shí)性使變形區(qū)長(zhǎng)度沿軋件寬度是變化的。 4.軋制時(shí)速度差對(duì)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€(xiàn)段與軋輥軸線(xiàn)的夾角，便于軋件脫槽，有利于延 長(zhǎng)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(jiǎn)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(xiàn)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(zhǎng)：模角過(guò)大，在幾何上增大了模壁對(duì)工件的運(yùn)動(dòng)阻 力，而模角過(guò)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(gè)最小值，其相應(yīng)的模角稱(chēng)為最佳模角；定徑 長(zhǎng)度增加會(huì)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(rùn)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(duì)拉拔力并無(wú)影響； 7）振動(dòng)：在拉拔時(shí)對(duì)拉拔工具（模具或芯頭）施以振動(dòng)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(zhǎng)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?yàn)閂2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(duì)于軋制力矩有何影響？（P32-34） 簡(jiǎn)單軋制時(shí)，M r1=Mr2=Pa （a為力臂） 軋輥彈性壓扁后，變形區(qū)長(zhǎng)度增加，軋件給軋輥的合壓力作用點(diǎn)向 出口方向移動(dòng)，力臂a與未壓扁時(shí)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(jì)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(shí)，作用 在兩個(gè)軋輥上的軋制力矩為： （27）熱軋過(guò)程的冷卻潤(rùn)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(xiàn)。（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(xiàn)是軋機(jī)的彈性曲線(xiàn)和軋件的塑形曲線(xiàn)的總稱(chēng)。即把 它們畫(huà)在一個(gè)圖表上表示兩者相互關(guān)系的曲線(xiàn)，也稱(chēng)PH曲線(xiàn)。 （29）簡(jiǎn)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(rùn)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(guò)程中，不管軋件的塑性曲線(xiàn)如何變化，也不管 軋機(jī)的彈性曲線(xiàn)怎樣變化，總要使它們交到等厚軋制線(xiàn)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(dòng)控制系統(tǒng)的組成。（P110） 檢測(cè)部分：對(duì)板形精度進(jìn)行檢測(cè)，取得準(zhǔn)確的板形信號(hào)。 執(zhí)行部分：實(shí)現(xiàn)板形自動(dòng)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(hào)比較、運(yùn)算，發(fā)出合理的指令對(duì) 執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整。 （32）簡(jiǎn)述雙金屬?gòu)?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(shì)。（P2） 1.計(jì)算機(jī)技術(shù)的運(yùn)用 1）塑性成形過(guò)程的數(shù)值模擬。2）塑性成形過(guò)程的控制與檢測(cè)。 2.先進(jìn)成形技術(shù)的開(kāi)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(dòng)化 1）塑性成形設(shè)備2）塑性成形的自動(dòng)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(kāi)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(jì)在一條連續(xù)化線(xiàn)上完成；鑄錠的性能對(duì)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(shí)的冶金缺陷；其 次，金屬塑性加工總是離不開(kāi)熱處理工序，例如，可通過(guò)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(guò)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(duì)鋁型材擠壓模具的認(rèn)識(shí)：（答題要點(diǎn)） 模具分類(lèi)：實(shí)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)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(jì)直接決 定擠壓過(guò)程的實(shí)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(jì)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(dòng)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(kāi)裂 等問(wèn)題，嚴(yán)重時(shí)將發(fā)生堵模，使擠壓過(guò)程無(wú)法實(shí)現(xiàn)。 擠壓模具設(shè)計(jì)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(jì)方法是現(xiàn)代模具工 業(yè)的重要發(fā)展方向。 （4）對(duì)塑性加工的連續(xù)化、短流程新技術(shù)的認(rèn)識(shí)：（答題要點(diǎn)） 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(dòng)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(pán)拉、聯(lián)合拉拔、無(wú)酸洗銅管加工 等。（簡(jiǎn)要分析各例的技術(shù)要點(diǎn)） A連鑄連軋：是指金屬在一條作業(yè)線(xiàn)上連續(xù)通過(guò)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(diǎn)：近終 成形，工藝簡(jiǎn)單、設(shè)備減少、生產(chǎn)線(xiàn)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?zhàn)鳛榻Y(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(chēng)為無(wú)錠軋 制。特點(diǎn)：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(gè)機(jī)列，機(jī)械化、自動(dòng)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(shí)心錠） 均勻化處理 擠壓 人工時(shí)效 切定尺 拉伸矯直 在線(xiàn)淬火 表面處理 檢驗(yàn)入庫(kù) 【特點(diǎn)：采用在線(xiàn)淬火工藝，型材擠出模口的溫度必須達(dá)到合金的 固溶溫度；后續(xù)無(wú)離線(xiàn)固溶淬火工序，只需要人工時(shí)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(shí)心錠） 均勻化處理 擠壓 人工時(shí)效 切定尺 拉伸矯直 表面處理 檢驗(yàn)入庫(kù) 固溶淬火 【特點(diǎn)：采用離線(xiàn)固溶和淬火工藝，后續(xù)再進(jìn)行人工時(shí)效。該工藝 流程較長(zhǎng)，因此生產(chǎn)成本較高，生產(chǎn)效率較低?！?（6）試畫(huà)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(shí)采用215mm的實(shí)心錠，擠壓筒內(nèi)徑為220mm，擠出管 坯為60mm8mm。試計(jì)算該工序的擠壓比。 工藝流程圖： 熔煉 鑄造（實(shí)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(yàn)入庫(kù) （7）試分析銅管冷拉變形過(guò)程中的彈塑性共存現(xiàn)象及可能引起的問(wèn) 題。 解析：銅管冷拉成形過(guò)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(guò)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(guò)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(guò)程，對(duì)加工精度和工模具 設(shè)計(jì)有重要影響。對(duì)于銅管冷拉變形，因?yàn)槔瘟τ梢炎冃尾糠謧鬟f給后 段銅管，因此變形結(jié)束時(shí)整個(gè)銅管（彈性變形狀態(tài)）卸載的瞬間，彈性變 形的恢復(fù)將對(duì)設(shè)備和工模具產(chǎn)生很大的沖擊，所以在操作時(shí)要特別注意； 因?yàn)槟＞咧械淖冃误w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(zhǎng)度的變化，所以模具設(shè)計(jì)時(shí)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(jì)和工藝配模時(shí)應(yīng)予以考慮。 （8）銅板熱軋開(kāi)坯時(shí)“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(kāi)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(shí)，就產(chǎn)生“張嘴”現(xiàn)象。 措施：1.加強(qiáng)冷卻潤(rùn)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(shí)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(gè)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(shí)輥縫調(diào)大，穩(wěn)定軋制過(guò)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(shí)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(shí)不加或少加潤(rùn)滑劑，或噴灑煤油等澀性油劑，以增加咬入時(shí) 的摩擦系數(shù)； 3）低速咬入時(shí)，以增加咬入時(shí)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(rùn)滑作用，從而降低摩擦系數(shù)。軋件溫度過(guò)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(duì)冷軋輥，軋制有一定凸度的軋件，試 簡(jiǎn)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(kāi)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(zhǎng)率1010%。 試設(shè)計(jì)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(guò)控制退火溫度、保溫時(shí)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(guò) 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(shí)際生產(chǎn)中一般建議采用控制最終變形程 度的方法來(lái)達(dá)到產(chǎn)品的最終性能。該技術(shù)方法的操作 要點(diǎn)是：在達(dá)到成品尺寸之前對(duì)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(yàn)來(lái)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(huà)一條橫線(xiàn)，交強(qiáng)度 曲線(xiàn)于a點(diǎn)；要求伸長(zhǎng)率1010%，于是在 10=10%位置畫(huà)另一條橫線(xiàn)，交塑性曲線(xiàn)于b點(diǎn)。 過(guò)a、b兩點(diǎn)分別畫(huà)兩條與橫坐標(biāo)垂直的豎線(xiàn)，與 橫坐標(biāo)的交點(diǎn)（19%和23%）就是最終冷變形率 的控制范圍?？梢?jiàn)，對(duì)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(guò)程中，某道次的軋制條件為：軋制前板厚 50mm，寬600mm，長(zhǎng)3120mm；軋制后板厚37.5mm，寬610mm；軋輥 直徑850mm。 （1）試計(jì)算該道次的絕對(duì)壓下量、道次壓下率、變形區(qū)長(zhǎng)度和延伸 系數(shù)。 （2）試寫(xiě)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(xiě)出由12mm冷軋到5mm的壓下制度。 解：（1）絕對(duì)壓下量：h=H-h=12.5mm 道次壓下率：=h/H*100%=25% 變形區(qū)長(zhǎng)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(duì)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(shí)有撕裂過(guò)程，因此沖裁力 較大，而工件毛刺長(zhǎng)。（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(chēng)為什么方法？ 試寫(xiě)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(dòng)芯頭錐面與軸線(xiàn)之間的夾角必須大于芯頭與管坯間 的摩擦角； 2、1，即游動(dòng)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(dòng)特點(diǎn)和產(chǎn)品的形狀，軋制可分為縱 軋、橫軋、斜軋三類(lèi)。（P9） （2）簡(jiǎn)單軋制幾何變形區(qū)的主要參數(shù)有：接觸角、變形長(zhǎng)度、變形區(qū) 幾何形狀系數(shù)。（P31） （3）穩(wěn)定軋制過(guò)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(zhǎng) 、 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(shí)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(shí)寬展類(lèi)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(shí)，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?？椎乃俣葹?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(guò)程中，變形材料的溫度是一個(gè)變化的量，產(chǎn)生溫升的熱 量主要來(lái)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(gè)方面采取措 施： 降低不均勻變形 控制再結(jié)晶過(guò)程 。 （12）熱軋板寬展的組成包括： 滑動(dòng)寬展 、 翻平寬展 和鼓形寬 展。 （13）對(duì)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(xiàn)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(jiǎn)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(xiàn)是 軋件的塑形曲線(xiàn) 和 軋機(jī)彈性曲線(xiàn) 的總 稱(chēng)。 （17）板厚自動(dòng)控制AGC系統(tǒng)主要包括 厚度測(cè)量裝置 、 執(zhí)行機(jī) 構(gòu) 和計(jì)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(shí)隨著相對(duì)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(xiàn)A對(duì)應(yīng)的軋機(jī)的剛度系 數(shù)KA 小于 （大于/小于）A對(duì)應(yīng)的軋機(jī)的剛度系數(shù)KA；軋件塑性曲線(xiàn) B對(duì)應(yīng)的張力比B對(duì)應(yīng)的張力 小 （大/小）。 （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(xiàn)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