最新锻造工艺学复习题

锻造工艺学复习题

0895222班1.钢料锻前的加热方法有哪几种？在加热过程中钢料可能产生哪些缺陷？

加热方法：⑴火焰加热（燃油加热、燃煤加热、燃气加热）

⑵电加热（电阻加热<电阻炉加热、接触电加热、盐熔炉加热>、感应电加热）钢料在加热过程中可能产生的缺陷:

氧化、脱碳、过热、过烧及在坯料内部产生裂纹等。

2.何为锻造温度范围？锻造温度范围制定有哪些基本原则？始锻温度和终锻温度应如何确定？

锻造温度范围是钢料开始锻造的温度(即始锻温度)和结束锻造的温度(即终锻温度) 区间。

基本原则：⑴钢料在锻造温度范围内应具有良好的塑性和较低的变形抗力;

⑵能锻出优质锻件;

⑶为减少加热火次,提高锻造生产率,锻造温度范围应尽可能宽。

始锻温度的确定：⑴必须保证钢无过烧现象;

⑵对于碳钢：始锻温度应比铁-碳平衡图的固相线低150～250℃。

终锻温度的确定：⑴保证钢料在终锻前具有足够的塑性;

⑵使锻件获得良好的组织性能。

3.何为加热规范？钢料的加热规范包括哪些内容？加热规范是按哪些原则制定的？

加热规范是坯料从装炉到加热结束,整个过程中,炉温随时间的变化关系。

钢料的加热规范包括：①钢料的装炉温度; ②加热升温速度;

③最终加热温度; ④各阶段加热和保温时间及总的加热时间等。

加热规范制定的原则：⑴加热时间短、生产效率高;

⑵不引起过热和过烧、氧化脱碳少、加热均匀，不产生裂纹;

⑶热能消耗少。总之应保证高效、优质、节能。

4.少无氧化加热有哪些优点？实现少无氧化加热的主要方法有哪些？简述其适用范围？

优点：⑴可减少金属的烧损; ⑵降低锻件表面粗糙度,提高尺寸精度;

⑶提高模具的使用寿命。

主要方法：快速加热、介质保护加热和少无氧化火焰加热等。

适用范围：广泛应用于精密成型工艺。

5.各种自由锻工序的含义？锻造过程可能产生的缺陷和预防措施?圆柱坯料镦粗时产生不均匀变形有哪些原因？采用哪些措施可预防其不均匀变形和裂纹的产生？

镦粗：使坯料高度减小，横截面增大的成形工序称为镦粗。

拔长：使坯料横截面积减小而长度增加的成形工序叫拔长。

冲孔：在坯料上锻制出透孔或不透孔的工序叫冲孔。

扩孔：减小空心坯料壁厚，使内、外径增加的锻造工序称为扩孔。

弯曲：将坯料弯成所规定外形的锻造工序称为弯曲。

镦粗时产生的缺陷：⑴侧表面产生裂纹；

⑵锭料镦粗后上、下端常保留铸态组织；

⑶高坯料失稳而弯曲。

圆柱坯料镦粗时产生不均匀变形原因：①工具与坯料端面间摩擦力影响

②温度不均匀影响。

预防措施：⑴使用润滑剂和预热工具⑵采用凹形毛坯

⑶采用软金属垫⑷采用铆镦、叠镦和套环内镦粗

⑸采用反复镦粗拔长的锻造工艺。

6.矩形截面坯料拔长时常见的质量问题有哪些？在平砧下拔长圆截面坯料时，应取什么样的拔长方法来提高拔长效率和保证锻件质量的？

常见的质量问题有：①坯料外部常出现表面横向裂纹、角裂；

②坯料内部常产生对角线裂纹、和纵向裂纹。

应采取的拔长方法：应先将圆截面坯料压成正方形截面,再将正方形截面坯料拔长到其截面的边长接近圆截面直径,然后再压成八边形,最后压成圆形。

7.常用的冲孔方法有哪几种？冲孔时有可能出现哪些缺陷？

冲孔方法有：①实心冲子冲孔(双面冲孔) ②垫环上冲孔(漏孔)

可能出现的缺陷：“走样”、裂纹和孔冲偏等。

8.目前汽车发动机曲轴的锻造工艺方法有哪几种？哪种方法性能最好？有何优点？

目前锻造曲轴的工艺方法: 自由锻、模锻和全纤维镦锻（性能最好）。

优点：①产品机械性能好

②公差余量小,可节约金属材料和机械加工工时。

9.盘（饼）块类锻件和空心类锻件应选用哪些基本的锻造工序？

盘（饼）块类锻件：镦粗(局部镦粗)、冲孔；

空心类锻件：镦粗、冲孔、芯轴扩孔、芯轴拔长等。

10.自由锻工艺过程的主要内容有哪些？锻件公称尺寸、加工余量和公差的含义是什么？

主要内容：⑴根据零件图绘制锻件图; ⑵确定坯料重量和尺寸;

⑶确定变形工艺和锻造比; ⑷选择锻造设备;

⑸确定锻造温度范围、加热和冷却规范; ⑹确定热处理规范。

锻件公称尺寸：是标准中规定的名义尺寸。

加工余量：锻件表面留给机械加工用的金属层。

锻造公差：锻件实际尺寸与公称尺寸的误差,称为锻造公差。

11.开式模锻时金属有哪些流动过程？开式模锻时影响金属流动的主要因素有哪些？飞边槽桥口和仓部有哪些作用？高速锻造设备对金属充填模膛有什么影响？

流动过程：第Ⅰ阶段，镦粗阶段；第Ⅱ阶段，充满模膛阶段；

第Ⅲ阶段，多余金属排入飞边槽阶段。

影响金属流动的主要因素：●模膛（模锻件）的尺寸和形状；

●飞边槽桥口尺寸和飞边槽的位置；●设备工作速度。

飞边槽桥口作用：阻止金属外流,迫使金属充满模膛。

仓部作用：容纳多余的金属，以免金属流到分模面上，影响上下模打靠。

影响：一般设备工作速度高，金属流动速度快，使摩擦系数有所降低，金属流动的惯性和变形热效应的作用也很突出。正确利用这些因素的作用有助

于金属充填模膛，得到外形复杂、尺寸精确的锻件。

12.闭式模锻有哪些优点？影响闭式模锻件高度尺寸精度的因素有哪些？

优点：⑴减少飞边材料耗损和节省切飞边设备;

⑵有利于金属充满模膛和精密模锻；⑶有利于低塑性材料的成形。影响因素：⑴坯料直径和下料长度的公差; ⑵烧损量的变化;

⑶实际锻造温度的变化等; ⑷模膛的磨损;

⑸压力机因工作载荷变化而引起模膛弹性变形量的变化;

⑹锻模终锻温度的变化。

13.金属挤压工艺可分为哪几种？简述挤压时常见缺陷及其其控制方法？

分类：⑴按照挤压时坯料温度分为:

①热挤压②温挤压③冷挤压(在室温下)

⑵按照金属流动方向和冲头运动方向分为：

①正挤压; ②反挤压; ③复合挤压; ④径向挤压。

常见缺陷：⑴死角区金属被剪裂；⑵死角区金属产生折迭；

⑶工件外侧表面常产生裂纹。

控制方法：⑴减摩润滑处理①磷化和皂化处理②坯料表面包套

③凹模孔口套润滑垫

⑵采用带锥角的凹模；⑶采用带反向推力挤压。

14.简述冷锻件图和热锻件图的含义及其用途？锻件图有那些设计内容？

冷锻件图：以零件图为基础，加上机械加工余量和锻造公差后绘制而成的。

用途：用于最终锻件检验,是机械加工部门制订加工工艺、设计加工夹具的依据,简称为锻件图。

热锻件图：把冷锻件图上所有的尺寸加1～1.5％，为热锻件图。

用途：用于锻模的设计和制造。

设计内容：⑴选择分模面的位置和形状⑵确定机械加工余量、余块和锻件公差；

⑶确定模锻斜度；⑷确定圆角半径；

⑸确定冲孔连皮的形式和尺寸；⑹制定锻件技术条件；

⑺绘制锻件图。

15.什么是分模面？其选择的基本原则有哪些？圆角半径分类及其作用有哪些？圆角半径确定时要注意什么？

分模面：开式模锻中,根据锻件形状将模膛分成上下两个半模的分界面。

选择的基本原则：●锻件容易取出；●锻件形状尽可能与零件形状相同；

●尽量采用镦粗充填成形;

圆角半径分类：①外圆角半径r，②内圆角半径R，

作用：①有利于金属流动和充填模膛; ②提高锻模寿命;

③提高锻件质量; ④便于出模。

注意事项：①为便于采用标准刀具加工制造模具，圆角半径应选用标准值:

②锻件凸圆角半径r的选取:

●有倒角时，取r =余量＋零件的倒角值; ●无倒角时，取r =余量。

16.模锻变形工步有哪几类？它们的作用是什么？模锻锤上模锻时有哪些主要的模锻工步？

①按工步作用分类分为：

模锻工步，使经制坯后的坯料获得最终锻件所要求的形状和尺寸

制坯工步，改变原毛坯的形状,合理地分配坯料,以适应锻件横截面形状要求, 使金属能较好地充满模锻模膛

切断工步，把带飞边的锻件从长棒料上切开分离。

②按模锻设备常用工步分类：⑴模锻锤上模锻

⑵热模锻压力机和螺旋压力机上模锻⑶平锻机上模锻

主要工步：拔长、滚压、弯曲、（镦粗、压扁）预锻、终锻、冲孔、切边等。

17.预锻模膛有哪些作用？模锻时一般在什么场合下采用预锻模膛？采取什么措施可防止工字型锻件和具有较深孔的锻件在终锻时产生折迭？（用预锻模膛）预锻模膛作用：使坯料的尺寸接近最终锻件所要求的尺寸，避免产生折迭和型腔充不满的现象发生。

预锻模膛的采用：⑴带有工字形截面的锻件;⑵具有较深孔的锻件;

⑶需要劈开叉形锻件; ⑷具有枝芽的锻件;

⑸具有高筋的锻件; ⑹形状复杂难充满的锻件;

⑺为了提高模具使用寿命。

18.何谓计算毛坯？计算毛坯图是根据什么作出的（冷锻件图）它包括哪些内容？计算毛坯：其长度与锻件相等，轴向各断面积等于锻件上相应截面积与飞边截面积之和的不等断面的圆坯料。

包括内容：锻件图、截面图和直径图。

19.制坯模膛有哪几种？有何作用?直长轴类锻件和顶镦类锻件应如何选择变形

工步？

制坯模膛有：滚压模膛，⑴改变坯料截面积与形状，使坯料的形状和尺寸接近

计算毛坯图；⑵清除氧化皮

拔长模膛

弯曲模膛，将坯料在弯曲模膛内压弯，使其符合终锻模膛在分模

面上的形状。

成形模膛

镦粗台和压扁台，⑴防止折迭与充不满；⑵清除坯料氧化皮

⑶减少模膛磨损

切断模膛

直长轴类锻件常用制坯工步: 拔长、滚压等

顶镦类锻件变形工步：

⑴具有粗大部分杆类锻件，常用工步: 聚料、预锻、终锻、切边等；

基本变形工步：聚料。

⑵透孔和不透孔锻件，常用工步: 聚料、预锻-冲孔、终锻、穿孔等。

基本变形工步：聚料和冲孔。

20.锻模中心和模膛中心的含义是什么？模锻和制坯模膛有哪些布排原则？模块和锤头靠什么固定？

锻模中心：锻模燕尾中心线与键槽中心线的交点。

锻模中心：位于锤杆轴心线上是锻锤打击力的作用中心。

制坯模膛的布排原则：⑴尽可能按工步顺序排列；

⑵应与加热炉、切边压力机的位置相适应。

模块采用螺钉紧固，也可采用斜楔紧固。

21.闭式和开式滚压模膛有何优缺点？在什么情况下采用闭式滚压模膛？

开式模膛：模膛横截面为矩形制造方便,但聚料作用较小，适用于各截面变化较小的锻件。

闭式模膛：模膛横截面为椭圆形，聚料效果好,坯料表面光滑,但模膛制造较复杂。

适用于各截面变化较大的锻件。

22.模锻时为什么会产生错移力？锻件分模面不在同一平面时以及模膛中心和锤杆中心不一致时，错移力应如何平衡？

产生错移力原因：⑴分模线为折线；

⑵模膛中心与锤杆中心不一致模锻时会产生偏心力矩，造

成上下模膛的错移；

⑶上下砧面不平行。

错移力的平衡措施：⑴分模面不在同一平面的错移力平衡

①小锻件可成对进行锻造;

②锻件较大可将锻件倾斜一定角度γ；

③锻件落差较大用第二种方法不宜解决时，可采用平衡

锁扣；

④锻件落差H 很大，可联合采用②、③两种方法。

⑵模膛中心和锤杆中心不一致时错移力的平衡常采用导

向锁扣来平衡错移力。

23.在冲击载荷作用下，锤锻模膛的哪些部位容易产生裂纹和破坏，分析其断裂或破坏的原因？

容易产生裂纹和破坏的部位：⑴在燕尾根部转角处产生裂纹；

⑵沿模膛深处产生的纵向裂纹；

⑶模壁被打断；

⑷承击面s被打塌。

产生破坏的原因：⑴应力值超过模具强度极限；

⑵模具疲劳破裂(热疲劳）。

锻件图：锻件图根据零件图设计，分为冷锻件图和热锻件图两种。冷锻件图用于最终锻件检验和热锻件图设计；热锻件图用于模锻设计和加工制造。一般将冷锻件图称为锻件图。

开式模锻：是变形金属的流动不完全受模腔限制的一种锻造方式

闭式模锻：闭式模锻也称无毛边模锻。在变形过程中，金属始终被封闭在型腔内不能排出，迫使金属充满型槽而不形成毛边的一种锻造方式。

模锻斜度：为便于模锻件从型槽中取出，必须将型槽壁部做成一定的斜度，称为模锻斜度或模角。模锻斜度可以是锻件侧壁附加的斜度，也可以是侧壁的自然斜度。模锻斜度有内斜度β和外斜度α之分，当热锻件冷缩时，锻件外侧趋向于离开模壁，而内侧包住模具型槽中凸出部分不易取出，因此β应取大于α一级。圆角半径：为了使金属易于流动和充满型槽，提高锻件质量并延长锻模的寿命，模锻件上所有的转接处都要用圆弧连接，使尖角、尖边呈圆弧过渡，此过渡处称为锻件的圆角。

锻件上的凸圆角半径称为圆角半径，用r表示，凹圆角半径称内圆角半径，用R 表示。

锻件上外圆角半径R应该比内圆角半径r大，一般去R=（2—3）r。

锤上模锻工序包括：模锻工步、制坯工步、切断工步