项目4 锻压习题答案.doc

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项目4 锻压－工作单答案
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工作任务单4.1 掌握锻压基本技术
项目4 锻压
任务4.1掌握锻压基本技术
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一、填空
1.锻压是 锻造 和 冲压 的总称。
2.在锻压生产中，金属的变形程度常以 锻造比Y 来表示，即以变形前后的截面比、长度比或 高度比 表示。
3.宜于锻造的金属应具有良好的 锻造性能 ，故可锻铸铁是 不能 锻造的。
4.锻压件是金属在 固 态下成形的，故其形状一般比铸件的 复杂 。
5.锻件坯料加热时，应尽量提高始锻温度，但要避免产生 过热、 过烧和 裂纹 、脱碳和严重氧化等缺陷。
二、问答
1.说明自由段、模锻和胎膜锻的特点及适宜的生产批量。
自由锻时，坏料只有部分与上、下砧接触而产生塑性变形，其余部分则为自由表面，所以要求锻造设备的吨位比较小。自由锻的工艺灵活性较大，更改锻件品种时，生产设备的时间较短。自由锻的生产率低，精度不高，不能锻造形状复杂的锻件。自由锻主要在单件、小批生产条件下采用。是大型锻件的主要生产方法。
模锻生产率高，表面质量好，加工余量小，余块少甚至没有，尺寸准确，可节省大量金属材料和机械加工工时。操作简单，劳动强度比自由锻和胎模锻都低。但受到一般模锻设备能力的限制，重量大多在50～70kg以下；锻模需要贵重的模具钢，加上模膛的加工比较困难，所以锻模的制造周期长、成本高；模锻设备的投资费用比自由锻大，用于大批量锻件。
胎模锻锻件尺寸比较精确，表面比较光洁，流线组织的分布比较合理，所以质量较高。坯料成形较快，生产率比自由锻高1～5倍，能锻出形状比较复杂的锻件；锻件余块少，加工余量较小，节省金属材料和工时。但是需要吨位较大的锻锤，只能生产小型锻件；胎模的使用寿命较短；工作时一般要靠人力搬动胎模，劳动强度较大。用于中、小批量的锻件的生产。
2.简述变形温度、变形速度对塑性和变形抗力的影响。
变形温度对塑性及变形抗力影响很大。—般来说，提高金属的变形温度，会使原子的动能增加，从而削弱原子之间的吸引力，减少滑移所需要的力，使塑性增大，变形抗力减少，改善金属的锻造性能。因此，适当提高变形温度对改善金属的锻造性能有利。但温度过高会使金属产生氧化、脱碳、过热等缺陷，甚至使锻件产生过热而报废，所以应严格控制锻造温度。
变形速度对锻造性能的影响有两个方面：一方面当变形速度较大时，由于再结晶过程来不及完成，冷变形强化不能及时消除，而使锻造性能变差。所以，一些塑性较差的金属，如高合金钢或大型锻件，宜采用较小的变形速度，设备选用压力机而不用锻锤；另一方面，当变形速度很高时，变形功转化的热来不及散发，锻件温度升高，又能改善锻造性能，但这一效应除高速锻锤或特殊成形工艺以外难以实现。因而，利用高速锻锤可以锻造在常规没备上难以锻造成形的高强度低塑性金属。
3.简述应力状态对塑性及变形抗力的影响。
金属在挤压变形时，应力状态呈三向受压状态，表现出良好的锻造性能。在拉拔时则呈二向受压一向受拉的状态，锻造性能下降。实践证明，三个方向中压应力数目愈多，锻造性能愈好，拉应力数目愈多，锻造性能愈差。
4.依据什么来评定金属的锻造性能？其影响因素有那些？
金属在压力加工时获得优质零件的难易程度称为合金的锻造性能。金属良好的锻造性能体现在低的塑性变形抗力和良好的塑性。低的塑性变形抗力使设备耗能少，良好的塑性使产品获得准确的外形而不遭受破坏。影响金属锻造性能的因素如下。
（1）化学成分及组织
①一般来说，纯金属的锻造性能好于合金。对钢来讲，含碳量愈低，锻造性能愈好；含合金元素愈多，锻造性能愈差；含硫量和含磷量愈多，锻造性能愈差。
②纯金属与固溶体锻造性能好，金属化合物锻造性能差，粗晶粒组织的金属比晶粒细小而又均匀组织的金属难以锻造。
③细晶组织的锻造性能优于粗晶组织。
（2）工艺条件
主要指变形温度、变形速度和应力状态的影响。
①变形温度对塑性及变形抗力影响很大。—般来说，提高金属的变形温度，会使原子的动能增加，从而削弱原子之间的吸引力，减少滑移所需要的力，使塑性增大，变形抗力减少，改善金属的锻造性能。因此，适当提高变形温度对改善金属的锻造性能有利。但温度过高会使金属产生氧化、脱碳、过热等缺陷，甚至使锻件产生过热而报废，所以应严格控制锻造温度。
②变形速度对锻造性能的影响有两个方面：一方面当变形速度较大时，由于再结晶过程来不及完成，冷变形强化不能及时消除，而使锻造性能变差。所以，一些塑性较差的金属，如高合金钢或大型锻件，宜采用较小的变形速度，设备选用压力机而不用锻锤；另一方面，当变形速度很高时，变形功转化的热来不及散发，锻件温度升高，又能改善锻造性能，但这一效应除高速锻锤或特殊成形工艺以外难以实现。因而，利用高速锻锤可以锻造在常规没备上难以锻造成形的高强度低塑性金属。
③金属在挤压变形时，应力状态呈三向受压状态，表现出良好的锻造性能。在拉拔时则呈二向受压一向受拉的状态，锻造性能下降。实践证明，三个方向中压应力数目愈多，锻造性能愈好，拉应力数目愈多，锻造性能愈差。
5.绘制自由锻件图要考虑哪些因素？绘制模锻件图要考虑哪些因素？
锻件图是制定锻造工艺过程和检验的依据，绘制锻件图时要考虑余块、余量及锻件公差等。
①某些零件上的精细结构，键槽、齿槽、退刀槽以及小孔、不通孔、台阶等，难以用自由锻锻出、必须暂时添加一部分金属以简化锻件形状。这部分添加的金属称为余块，它将在切削加工时去除。
②由于自由锻造的精度较低，表面质量较差，一般需要进一步切削加工，所以零件表面要留加工余量。余量大小与零件形状、尺寸等因素有关。其数值应结合生产的具体情况而定。
③锻件公差是锻件名义尺寸的允许变动量。公差的数值可查有关国家标准，通常为加工余量的1/4~1/3。
三、单项选择
1.金属热变形与冷变形的分界线是：（ ② ）
①高于或低于回复温度；②高于或低于再结晶温度；③加热温度；④软化温度
2.在锻压过程中，磷是钢中的有害杂质，使钢的强度、硬度显著提高，而塑性、韧性显著降低，尤其在低温时更为严重，这种现象称为：（ ① ）
①冷脆性； ②热脆性； ③时效脆性； ④氢脆
3.用以综合衡量金属锻造性能的因素是金属的：（ ① ）
① 塑性，变形抗力 ②弹性 ③ 强度 ④冲击韧性
4.金属的冷变形强化有利于：（ ② ）
①冷变形继续进行； ②零件的安全使用； ③锻压能耗的减少；④工件的塑性成形
5.选择模锻件分模面的位置时，必须保证的是：（ ③ ）
①分模面是一个平面； ②各个模膛均浅而宽；
③模锻件能顺利出模； ④分模面采用直线分模。

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工作任务单4.2掌握锻造新工艺及实例
项目4 锻压
任务4.2掌握锻造新工艺及实例
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一、填空
1．金属的锻造性能用 塑性变形抗力 和 塑性 来综合衡量。
2．合金组织中 碳当量低 的锻造性能好 碳当量高 锻造性能差：在一般情况下，为改善合金的锻造性能，要求温度 适当提高 ，变形速度 适当提高 。
3．自由锻的基本工序有 拔长 、 墩粗 、 冲孔 等。
4．绘制自由锻件图要考虑 余块 、 余量 和 锻件公差 。
5．自由锻胚料质量计算可按 m坯=m锻+m烧+m芯+m切 。
6．始锻温度可分为 ，若温度过高，会引起胚料 过热 或 过烧 。
二、问答
1. 简述自由锻特点及应用？
由于自由锻所用的工具简单，并具有较大的通用性，因而自由锻的应用较为广泛。生产的自由锻件质量可以从1kg的小件到200~300T的大件。对于特大型锻件如水轮机主轴、多拐曲轴、大型连杆等，自由锻是唯一可行的加工方法，所以自由锻在重型工业中具有重要意义。自由锻的不足之处是锻件精度低，生产率低，生产条件差。自由锻使用于单件小批量生产。
2. 制定自由锻工艺规程的主要内容和步骤是什么？
自由锻工艺规程的主要内容：根据零件图绘制锻件图，计算坯料的质量和尺寸，确定锻造工序，选择锻造设备，确定坯料加热规范和填写工艺卡片等。
3. 确定自由锻件图时余块要从哪些方面考虑？
某些零件上的精细结构，键槽、齿槽、退刀槽以及小孔、不通孔、台阶等，难以用自由锻锻出、必须暂时添加一部分金属以简化锻件形状。这部分添加的金属称为余块，它将在切削加工时去除。
4. 模锻生产可应用在哪些范围？为什么？
模锻的优点 与自由锻相比，模锻有下列优点：
a)生产率较高，一般比自由锻高10倍以上；
b)锻件的尺寸和精度比较高，机械加工余量较小，节省加工工时，材料利用率高；
c)可以锻造形状复杂的锻件；
d)锻件内部流线分布合理；
e)操作简便，劳动强度低；
模锻的缺点 与自由锻相比，模锻有下列缺点：
a)模锻生产由于受到模锻设备吨位的限制，锻件质量不能太大，—般在150kg以下；
b)制造锻模比较困难，成本很高。因此，模锻不适合于单件小批量生产，而适合于中小型锻件的大批量生产。
5. 冲压成形的基本工序有哪些？
板料冲压工序可分为分离工序和变形工序两大类。
（1）分离工序 分离工序是将坯料的一部分和另一部分分开的工序。如落料、冲孔、修整、剪切等。
（2）变形工序 变形工序是使坯料的一部分相对于另一部分产生塑性变形而不破坏的工序，如拉深、弯曲、翻边和成型等。
6. 板料冲压具有哪些特点？
板料冲压具有以下特点。
（1）冲压件尺寸精度高，表面粗糙度值小，互换性好。
（2）可冲出形状复杂的零件，废料较少，材料利用率高。
（3）冲压件尺寸精度高，表面粗糙度值小，互换性好。
（4）冲压操作简单，工艺过程便于实现自动化、机械化，生产率高。
（5）冲模制造复杂，要求高。
板料冲压在工业生产中有着广泛的应用，特别是在汽车、拖拉机、航空、电器和仪表等工业中占有极其重要的位置。这种工艺方法用于大批量生产时才能使冲压产品成本降低。
三、多项选择
1. 实际生产中最常用的自由锻基本工序有：（ ①②③④⑤ ）
①镦粗； ②拔长； ③扭转； ④错移； ⑤冲孔
2. 影响钢料锻造性能优劣的因素有：（ ①②③④⑤ ）
①化学成分； ②石墨形态； ③变形温度； ④变形速度； ⑤应力状态
3. 锻压的目的是改变或改善金属材料的：（ ①②③④⑤ ）
①尺寸； ②形状； ③晶格结构； ④组织； ⑤性能
4. 冷锻件图要根据零件图来绘制，在绘制的过程中应考虑的因素有：(①②③④⑤ )
①锻造余块； ②加工余量； ③锻造公差； ④冲孔连皮； ⑤圆角半径
5. 下列那些项属于冲压的分离工序：（ ①④⑤ ）
①剪切； ②拉深； ③翻边； ④冲裁； ⑤切边

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