锻造习题

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金属对的锻前加热方法有哪几种?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。金属锻前加热的主要缺陷有哪几种?他们的原因呢是什么?有哪些防止措施?1氧化钢在加热到高温时,其表层的铁离子与炉气中的氧化性气体(O2,CO2,H2O和SO2)发生化学反应,使金属表层形成氧化皮,称为氧化(烧损)。氧化实质上是一种扩散过程(需要时间):铁以离子状态从内部向表面扩散,氧以原子状态吸附到钢坯表面,并向内部扩散。防止氧化的措施:氧化需要时间和氧化性气氛快速加热、缩短高温下停留时间;保护介质加热、少无氧化加热2脱碳:加热时钢料表面的C和炉气中的氧化性气体(O2,H2O,CO2等)及某些还原性气体(如H2)发生反应,造成钢料表面含碳量的降低,其实质是高温下钢中的C与H或O反应,生成CH4或CO。其实质也是扩散作用的结果。脱碳的危害:使锻件表面变软,强度和耐磨性降低防止脱碳的措施快速加热;保护介质加热3过热当加热温度超过始锻温度或在高温下停留时间过长,便产生奥氏体晶粒急剧长大,这种晶粒粗大的现象叫做过热。防止过热的措施严格控制加热温度;尽量缩短高温保温时间;锻造时要有足够的塑性变形量,破碎粗大的奥氏体晶粒和分散晶界上的析出相4过烧:当金属加热到接近其熔化温度时,并在此温度下停留过长的时间,不仅晶粒粗大,而且晶界发生局部熔化,氧化性气体进一步侵入晶界,使晶间物质氧化,形成易熔共晶氧化物,破坏晶粒间的结合。遵守加热规范;控制加热温度;特别要控制出炉温度及在高温时的停留时间何为锻造温度范围?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。5、自由锻工序如何分类?各变形工步有何特点?基本工序指能够较大幅度地改变坯料形状和尺寸的工序,也是自由锻造过程中主要变形工序。辅助工序指在坯料进入基本工序前预先变形的工序。修正工序指用来精整锻件尺寸和形状使其完全达到锻件图要求的工序。一般是在某一基本工步完成以后进行。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。锻造比有什么实用意义?墩粗、拔长时表达锻造比的形式有什么差别吗?锻造比是锻造时变形程度的一种表示方法。通过锻造能消除金属的铸态疏松,焊合孔洞,锻件的机械性能一般优于同样材料的铸件。1、拔长时,锻造比为y=F0/F1或y=L1/L0式中F0,L0—拔长前钢锭或钢坯的横断面积和长度;F1,L0—拔长后钢锭或钢坯的横截面积和长度。2、镦粗时的锻造比,也称镦粗比或压缩比,其值为y=F1/F0或y=H0/H1,F0,H0—镦粗前钢锭或钢坯的横截面积和高度;F1,H1—镦粗后钢锭或钢坯的横截面积和高度。平砧墩粗三个变形区,不同高径比的坯料墩粗结果有何不同?困难变形区(I区)该区域由于存在摩擦且温度较低,不易满足屈服条件,很难产生塑性变形易变形区(II区)该区域在处于坯料中段,受强大的三向压应力作用易于产生塑性变形。铸态组织被充分打碎,再结晶充分(变形是再结晶的动力),得到细晶锻态组织,锭料中原有孔隙被焊合。变形居中区(III区)小变形区,该区域相当于一个受内压的圆环,该内压来自于II区的作用,在内压的作用下,该区域易被胀裂。H/D=2.5-1.5在坯料的粮囤先产生股形,形成一二三四个变形区。四为均匀变形区,该区不受摩擦影响,内部变形均匀,侧面保持圆柱形。H/D=1.5-1.0双鼓形开始像单鼓形过度H/D1.0只产生单鼓形,形成三个变形区H/D0.5上下坯料变形区一相接触,这是的鼓形也逐渐减小。6、平砧拔长时,坯料易产生哪些缺陷?是什么原因造成的?(1)表面横向裂纹:主要是受拉应力作用(2)表面折叠:送进料与压下量不合适所引起(3)内部横行裂纹:由于相对送进量太小,拔长时出现双鼓形,而轴心部位受到轴向拉应力的作用从而引起中心裂纹(4)内部纵向裂纹:拔长是进给量过大,压下量相对较小引起(5)对角线裂纹:拔长温度过低,剪切应力过大(6)端面缩口:拔长的首次送进量太小,表面金属变形,中心部位金属未变形或变形较小而引起的实心冲子冲孔时,如何控制坯料的走样?A区:变形近似于在环形金属(B区)包围下的镦粗,处于三向受压的应力状态,具有镦粗的一些特点。由于摩擦及作用力的分散等因素的影响,A区金属不是同时进入塑性状态的,当坯料较高时,随着冲头的下移,变形区也逐渐下移(变形逐渐由上往下发展)。B区:B区的变形主要是由A区的变形引起的,该区域内层最易满足塑性条件,所以变形从内向外逐次进入塑性状态,而随着冲头的下移,该区域的变形也逐渐由上向下发展。走样现象:冲孔后使坯料高度下降,外径上小下大,上端凹进,下端凸出。为减小走样,应先将坯料墩至D0/d≥3。后再冲孔,冲孔后进行断面平整。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。芯轴拔长与芯轴扩孔变形有何不同?芯轴拔长时一种减小空心坯料外径壁厚而增加其长度的成型工序。而芯轴扩孔环形坯料沿圆周方向的拔长,是局部加载,整体受力,局部变形。锻模设计时为何要考虑承击面?承击面市指锻锤空击时,上下模块实际接触的面积,承击面太小,容易压塌粉磨平面。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。8、改善大型锻件内部质量有哪些措施?FM锻造法、JTS锻造法、WHF锻造法锻件为何要设立高度公差?与厚度公差有何区别?厚度公差与高度公差的却别在与高度公差是分模线一侧沿高度方向的尺寸公差,而厚度公差是指通过分模线的尺寸公差没影响厚度公差的因素除前述的以外,还有模具闭合情况,在锻件图上厚度公差控制着高度公差。锻件内圆角和外圆角半径和外圆角半径大小对锻件成型和锻模有何影响?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成为锻件的圆角。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。冲孔连皮:开式模锻冲孔下料,在落料一步中材料分离为两部分,随冲头落下的部分通常为需要的毛坯,称为产品,留在工作台上的部分通常为废料,需要回收才能利用的落料剩下的浪费部分,称为冲孔连皮。为何说锤上模锻时,上模型槽比下模型槽易充填饱满?这是由于上模高速向下运动至于坯料接触,尽管速度减至零,但金属仍存在向上运动的惯性;而下模没有运动,是静止的,金属向下充填型槽主要靠上模打击力传递。故锤上模锻,金属充填上模效果好于下模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。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。预锻型槽的作用1确保金属无缺陷流动,易于充填型槽2减少材料流向毛边的损失3减小中段型槽磨损4取得所希望的流线和便于控制锻件的力学性能终端型槽和预锻型槽该如何设计预锻和终锻型槽通常布置在燕尾中心线两侧,并尽可能缩小两型槽间的距离。终锻型槽中心至燕尾中心线的距离,应当是预锻型槽中心线至燕尾中心线间的距离的1/211.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。闭式模锻金属变形的三个阶段:一、基本成形阶段;二、充满型槽各处;三、形成纵向毛刺阶段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

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