转《锻造工艺及模具设计》试卷答案.doc
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《锻造工艺及模具设计》试卷(A)
姓名学号
一、.名词解释(每题4分,共20分)
磷化处理:
冷锻前对毛坯进行退火软化处理是冷锻过程中的一个重要工序,其目的是为了减小变形抗力,提高塑性。
采用磷化处理可以使钢坯料表面发生化学反应,生成磷酸盐被膜。
磷酸盐被膜可作为润滑剂的保持层。
磷酸盐被膜是无机盐,由细小片状结晶组织构成,它呈多孔状态,对润滑剂有很好的吸附作用。
磷酸盐被膜与钢表面结合得很牢固,而且磷酸盐被膜具有一定的塑性,冷挤压和冷锻时与钢材一起变形,坯料和模具不直接接触。
减少变形力,使金属容易成形。
镦粗法则:
使坯料高度减小而横截面增大的锻造工序称为镦粗。
为了保证镦粗过程能稳定正常进行,对于镦粗坯料要求其高径比不超过2.5~3.0,这就是镦粗法则。
精密模锻:
精密模锻的目的是在不影响零件加工品质的前提下模锻出小余量精锻件。
精锻技术是先进制造技术的重要组成部分,也是汽车工业、工程机械行业中应用广泛的制造工艺方法。
它可以生产更接近最终形状(净形的)金属零件,如热精锻、冷锻和温锻都是应用发展很快的精密塑性成形技术,它们不仅节约材料、能源、减少加工工序和设备,而且显著提高了生产率和产品品质,降低了生产成本。
模锻斜度:
为了便于将成形后的锻件从模膛中取出,在锻件上与分模面相垂直的平面或曲面上必须加上一定斜度的余料,这个斜度就称为模锻斜度。
锻件外壁的斜度称为外模锻斜度α,锻件内壁的斜度称为内模锻斜度β。
锻件成形后,随着温度的下降,外模锻斜度上的金属由于收缩而有助于锻件出模。
挤压:
挤压是金属在三个方向上的不同压应力作用下,从模孔中挤出或流入模腔内以获得所需要尺寸、形状的制品或零件的锻造工艺。
不仅冶金厂能利用挤压方法生产复杂截面型材,机械制造厂也常利用挤压方法生产各种锻件和零件。
采用挤压不但可以提高金属的塑性,生产复杂截面形状的制品,而且可以提高锻件的精度,改善锻件的力学性能,提高生产率和节约金属材料等。
二、.选择题(每题2分,共20分)
1(热锻、温锻、冷锻)都要对坯料进行加热,(热锻、温锻、冷锻)时锻造温度高,锻造温度范围大,对温度要求不太严格,氧化较为严重。
2.热模锻压力机上(有、无)顶出机构,因此,在设计模具时可以按模锻成形要求灵活选择(分模面、加工余量)。
3.模锻热模锻压力机导向精度(低、高),锻件的余量和公差值可以比锤上模锻相应(减小、增大)。
4.(电阻加热、感应加热、接触电加热)是将坯料放入通过交变电流的螺旋线圈内,利用电磁感应发热直接加热。
5挤压时金属的流动方向与运动方向相反,这种挤压叫做(正挤压、反挤压)或(顺挤压、逆挤压)。
6.(坯料图、零件图、模锻件图)是模锻生产过程、模锻工艺过程规范制订、锻模设计、锻模检验及锻模制造的依据。
7.铝与铝合金相比,(铝合金、铝)的塑性好,容易进行锻压加工。
8.锻件分模位置一般都选择在具有(最大、最小)轮廓线的地方。
9.(拔长模膛、滚压模膛)的作用是分配金属,使截面积一部分减小,另一部略有增大,得到近似计算毛坯的形状和尺寸;清除氧化皮;滚光毛坯等。
10.为了保证零件中最大圆柱面的表面质量,下面这个锻件的分模面应选择(A图、B图)所示的位置。
三、填空题(每题2分,共20分)
1.冷锻前必须对材料进行软化退火和磷化处理两个预处理步骤。
2.自由锻是只使用简单工具利用上下砧直接使坯料成形。
自由锻的英文名是"opendieforging"直译为"开模锻造"。
3.使坯料高度减小而横截面增大的锻造工序称为镦粗。
预热模具可以减小模具与
锻造坯料的温度差,有利于减少变形阻力,减少鼓形度。
4.开式模锻西方叫闭模锻造(ClosedDieForging)。
锤锻模开
式模锻在锻造过程中,上模和下模间的间隙不断变化,锻造毛坯最大外廓的四周始终敞开,到变形结束时,上下模完全打靠。
锻造的过程中形成横向飞边,与负载方向垂直。
5.任何锤锻模的纤维方向都不能与打击方向相同,否则模膛表面耐磨性下降,模壁
易剥落。
6.当钢加热超过某一温度时,或在高温下停留时间过长,会引起奥氏体晶粒迅速
长大,这种现象称为过热。
7.模锻成形工步的成形方法大体有4种,即:
开式模锻、闭式模锻、挤压、顶镦。
8.螺旋压力机锻模的导向形式有导柱、导套、导销、凸凹模自身导向和锁扣五种。
9.在锻模前后方向,预锻模膛和终锻模膛两个模膛中心均应在键槽中心线上。
10.连杆的锻造工艺过程是:
1.下料;2.加热;3.模锻(拔长,滚挤、弯曲、预锻、
终锻)、4.热切边;5.磨毛刺;6.热处理;7.冷精压;8;.检验。
四、问答题(每题10分,共40分)
1.锻压车间传统的下料方法有哪两种?
它们各有什么优缺点?
锻压车间传统下料的方法主要有一般棒料剪切法(剪床剪切、冲床剪切)和带锯下料两种下料方法。
剪断加工坯料的材料利用率高,切断速度快,主要适合于开式模锻时的下料工序。
但剪断加工的材料断口品质不佳,有坍陷、变形、结疤、台阶、端面歪扭和倾斜等缺陷,倘使再加热不均,剪切装备的精度低和成形工艺过程时偏心受载等因素的影响,会使锻件品质下降,增加机加工工序。
采用金属带锯机床下料具有如下优点:
(1)下料切口损失小;
(2)下料精度高,切口断面的端部粗糙度低,垂直度好,弯曲小,长度偏差小,质量偏差小;金属带锯机的下料精度,特别是切口端部精度(包括粗糙度、垂直度、弯曲度等)均比其它下料方法高,长度重复精度好,粗糙度低,端面平整,无弯曲、歪斜、压塌等疵病;(3)电能消耗小;(4)操作人员少;(5)生产效率高;(6)对坯料弯曲度和直径公差要求不高;(7)成本低廉。
与剪切下料相比,生产率低,需要锯片。
2.解释下图所示的金属加热规范(三段加热曲线)。
这是一个中等大小直径为200~300mm坯料的加热规范。
坯料放入炉中后,炉温没有发生变化,保持为850~900℃。
然后按炉子最大供热能量升温时所能达到的加热速度[VM]升温(在这种加热速度下不会破坏加热金属的完整性)。
升温到一定温度后保温。
3.冷锻前必须对坯料进行哪种预处理?
为什么?
冷锻前必须对材料进行软化退火和磷化处理两个步骤。
冷锻前对毛坯进行退火软化处理是冷锻过程中的一个重要工序,其目的是为了减小变形抗力,提高塑性。
采用磷化处理可以使钢坯料表面发生化学反应,生成磷酸盐被膜。
磷酸盐被膜可作为润滑剂的保持层。
磷酸盐被膜是无机盐,由细小片状结晶组织构成,它呈多孔状态,对润滑剂有很好的吸附作用。
磷酸盐被膜与钢表面结合得很牢固,而且磷酸盐被膜具有一定的塑性,冷挤压和冷锻时与钢材一起变形,坯料和模具不直接接触。
减少变形力,使金属容易成形。
4.如何使用"长轴类锻件制坯工步选择图?
此图反映了金属流入头部的繁重系数,金属沿轴向变形的繁重系数,还有计算毛坯的杆部斜率发及锻件质量的关系。
横座标是金属沿轴向变形的繁重系数,纵座标是金属流入头部的繁重系数。
但这个金属流入头部的繁重系数又是与重量有关的。
由于受到重量的影响,分成三组。
也就是有三个纵座标。
根据对应于某一组横座标和纵座标的点的位置就可以确定不制坯或采用压肩、开式滚挤、闭式滚挤或拔长。
在图的右上方列有表示受坯料的杆部斜率的影响采用拔长-闭式滚挤,拔长-开式滚挤,拔长-(压肩-开式滚挤)。
《锻造工艺及模具设计》试卷(B)
姓名学号
一、.名词解释(每题4分,共20分)
拔长:
使坯料的横截面减小而长度增加的锻造工序称为拔长。
拔长工序也是自由锻中最常见的工序,特别是大型锻件的锻造。
它有如下作用:
(1)由横截面积较大的坯料得到横截面积较小而轴向伸长的轴类锻件;
(2)反复拔长与镦粗可以提高锻造比,使合金钢中碳化破碎而均匀分布,从而提高锻件品质;
根据坯料截面不同,有矩形截面坯料的拔长、圆截面坯料的拔长、空心件拔长。
锻造余块:
为了简化锻件外形以符合锻造工艺过程需要,零件上较小的孔、狭窄的凹槽、直径差较小而长度不大的台阶等难于锻造的地方,通常填满金属,这部分附加的金属叫做锻造余块。
终锻模膛:
终锻模膛是锻模上各种模膛中最主要的模膛,它用来完成锻件最终成形的终锻工步。
通过终锻模膛可以获得带飞边的锻件。
终锻模膛通常由模膛本体、飞边槽和钳口三部分组成,其中模膛本体是根据热锻件图设计的。
顶镦第一规则:
当坯料的端面平整且垂直于棒料轴线,其变形部分的长度l0与D0之比(长径比)小于3时,可以一次顶镦成形。
这就是顶镦第一规则。
胎模锻:
胎模锻是从自由锻工艺过程发展起来的。
它是在自由锻设备上,利用不固定于设备上的专用胎模,进行模锻件生产的一种锻造方法。
胎模锻模具结构简单,工艺灵活多样,几乎可以锻出所有类别的锻件。
此外,由于锻件形状和尺寸精度最终由模具保证,胎模锻生产的锻件具有较自由锻锻件形状复杂、尺寸精度高、表面粗糙度好、变形均匀、流线清晰、品质较高、材料、生产率高以及劳动强度较低等优点。
由于胎模锻的这些优点,许多工厂里都有这种锻造方法。
二、.选择题(每题2分,共20分)
1.采用石墨作为润滑剂的效果(好、差),但使用它(不符合、符合)环保要求,国外有逐渐(淘汰、推广)之趋势。
2.(热锻件图、冷锻件图)用于最终锻件的检验和校正模的设计,也是机械加工部门制定加工工艺过程,设计加工夹具的依据。
3.锤上模锻时锻件形状较(简单、复杂)的部位就尽量安排在下模上。
4.锤上模锻时,锻件成形后,内模锻斜度的金属由于收缩将模膛的(突起、凹下)部分夹得更紧。
一般同一锻件上内模锻斜度比外模锻斜度(大、小)。
5.热模锻压力机上(有、无)顶出机构,因此,在设计模具时可以按模锻成形要求灵活选择(加工余量、分模面)。
6.锻件上凸起和凹下的部位均应设计成(不带有、带有)圆角。
(凹圆角、凸圆角)的作用是避免锻模在热处理时和模锻过程中因应力集中导致开裂,也使金属易于充满相应的部位。
(凹圆角、凸圆角)的作用是使金属易于流动,防止模锻件产生折叠,防止模膛过早磨损和被压塌。
7.(拔长模膛、滚压模膛)的作用是分配金属,使截面积一部分减小,另一部略有增大,得到近似计算毛坯的形状和尺寸;清除氧化皮;滚光毛坯等。
8.(电加热、火焰加热)是利用燃料燃烧时产生的热量,通过对流、幅射加热坯料。
9(锻模中心、模膛中心)就是锻造时模膛承受锻件反作用力的合力作用点,(模膛中心、锻模中心)指锻模燕尾中心线与燕尾键槽中心线的交点,它(不是、是)位于锤杆轴心线上,应(不是、是)锻锤打击力的中心。
在设计时,这两个中心必须尽量(要、不要)重迭。
10.为了易于检查上模和下模的合模情况,下面这个锻件的分模面应选择(A图、B图)所示的位置。
四、填空题(每题2分,共20分)
1.冷锻前对毛坯进行退火软化处理是冷锻过程中的一个重要工序,其目的是为了减小变形抗力,提高塑性。
2.镦粗变形的主要特征是变形不均匀,产生鼓形。
使用润滑剂可以减少金属坯料与模具之摩擦,减少鼓形缺陷。
3.锻造过程中形成横向飞边的作用既能帮助锻件充满模膛,也可放松对坯料体积的要求。
4.模锻件图是根据产品图设计的,分为冷锻件图和热锻件图两种。
5.确定分模面位置最基本的原则是保证锻件形状尽可能与零件形状相同,以及锻件容易从锻模模膛中取出。
确定分模面时,应以镦粗成形为主,还应考虑材料利用率。
6.预锻模膛的作用有:
1.改善金属在终锻时的流动2.避免折叠、裂纹和其他缺陷3.提高模具寿命。
7.装配锤锻模时,燕尾与锤头和下砧的燕尾槽接触,两侧悬空。
这样,锤击时,受力良好。
锤锻模燕尾根部转角半径愈小,加工愈粗糙,在使用中就愈易破坏。
8.采用导向装置是为了平衡模锻过程中出现的错移力,减少锻件错移,提高锻件精度和便于模具安装、调整。
9.对于形状简单、精度要求不高、生产批量又不大的锻件,可采用导销导向。
应保证开始模锻时导销进入上模导销孔15~20mm;在上下模打靠时导销不露出。
10.热模锻压力机上模锻模具上有深腔的锻件时,在设计时要在深腔处设
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