特种塑性成形-答案.doc

一、精密成形影响工艺和零件质量的因素
坯料材料
• 流动应力是应变、应变率、温度、和微观结构的函数
• 可成形性是应变、应变率、温度、和微观结构的函数
• 表面状态
• 热/物理性能
• 原始条件（组成、温度、规律）
• 微观结构和组成的改变对流动应力的影响
模具
• 模具几何形状
• 表面状态（表面精度、涂层）
• 材料/热处理/硬度
• 温度
模具/材料边界条件
• 滑润剂和温度条件
• 边界层的绝缘和冷却特性
• 润滑性和摩擦切应力
• 关于润滑剂应用和去处的特性
变形区
• 形变力学；分析模型
• 金属流动，速度，应变率和应变
• 应力（变形过程中的变化）
• 温度（热量产生和转移）
设备
• 速度/生产率
• 力/能量
• 刚性和精度
产品
• 几何形状
• 尺寸精度，公差，表面光洁度
• 微观组织，力学和金属性能
车间环境
• 人力
• 空气，噪音和废水污染
• 工厂和生产设施控制

二、如图所示，为一棒料开式冷挤压， =700；σb=1050，棒料直径D=20, 挤压后的直径d=17.32，请对其可成形性进行分析研究。分别进行计算当入模半角，，，α=32°开式冷挤压是否可行？最佳的入模半角以及棒料成形前的最大长度？

•

L为坯料长度，D为坯料直径，α为入模半角，d为坯料挤压后的直径

——平均屈服应力应力；R挤压比；——摩擦系数
——毛坯横截面积
开式挤压花键时出现入模口处的局部镦粗现象，是由于P值大于材料的屈服强度值造成的，棒料开式正挤压实现的前提条件是挤压力不能达到传力段的屈服应力，即相对应力必须小于1.0，。而影响P的主要因素是入模半角、摩擦系数m、花键断面收缩串RA％和坯料半径。其中最主要的可变化影响参数为入模半角。另外，材料的随其硬度的变化而变化，而材料硬度的大小又取决于它的热处理方式、热处理温度和时间。通过上限法计算可知，在其他参数一定时,入模半角存在一个范围，在其范围内满足P＜,具有开模挤压的可成形性。并且随着其他参数的改变，这个范围也会发生变化。为了满足成形条件，P和是两个重要的可调参数，在硬度一定时，通过改变入模半角，使其小于临界半角，从而满足P＜。也可以通过调节硬度来满足条件。
冷挤压力
根据参考文献的实验公式法计算冷挤压力：

式中 ——总挤压力；=700；σb=1050
——平均屈服应力， ；
D=20, d=17
——对数变形程度，=0.325；
ε=27.8%
——毛坯横截面积，；
——摩擦系数，=0.1；
当——入模半角，
冷挤压力为 P=212KN。
当——入模半角，α=30°
冷挤压力为 P=232KN。
局部镦粗校核
由以上计算可知冷挤压力为P=212KN，由，得出发生局部镦粗的镦粗力为，，不会发生局部镦粗。

压杆稳定校核的欧拉公式（临界载荷）：

Imin =（棒料截面的最小惯性矩）
μ = 2 （棒料一端约束，另一端自由的压杆的长度系数）
E=210 ×105 （弹性模量）
当临界载荷=冷挤压力212KN时，Lmax=138.4

三、请阐述在金属塑性成形中如何降低材料的变形抗力与如何提高材料的塑性？举例声明。
四、请阐述在金属塑性成形中的分流原理和作用。
五、在挤压模具设计时，为什么要采用组合凹模优化设计？如何选择单层、双层以及三层组合凹模？
六、摆动辗压工艺有什么特点？为什么摆动辗压工艺能够省力？
七、请阐述精冲工艺的原理、特点和应用。

如图所示为125cc摩托车矩形花键主轴冷挤压件图及冷挤压组合凹模，请确定冷挤压组合凹模的主要尺寸A=？B=？C=？

125 cc花键主轴冷挤压件图