冲压成形

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一、什么是压力加工？压力加工方法主要有哪些？主要用途是什么？ Mp5Z=2l5  
  压力加工是使金属坯料在外力作用下产生塑性变形，从而获得具有一定形状、尺寸和性能的毛坯或零件的加工方法。 vXdI)Sx[  
  压力加工方法主要有：轧制、挤压、拉拔、自由锻造、模型锻造和板料冲压等。其中，轧制、挤压和拉拔方法以生产原材料为主；自由锻造、模型锻造和板料冲压方法以生产毛坯为主。 .ArOZ{lKD>  
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二、什么是金属的纤维组织？纤维组织有何特点？ c; 1 f$$>b  
  在热变形过程中，材料内部的夹杂物及其他非基体物质，沿塑性变形方向所形成的流线组织，称为纤维(流线)组织。 )ZZ6 (O  
  纤维组织的特点如下：在变形金属中形成纤维组织后，纵向(顺纤维方向)的强度、塑性和韧性增高，横向(垂直纤维方向)同类性能下降，力学性能出现各向异性；此外，纤维组织的稳定性很高，不会因热处理而改变，采用其他方法也无法消除，只能通过合理的锻造方法来改变纤维组织在零件中的分布方向和形状。 +9;6]4  
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三、在设计和制造零件时，如何考虑纤维组织的合理分布？ JAmpU^(C  
  在设计和制造零件时，必须考虑纤维组织的合理分布，应充分发挥其纵向性能高的优势，因此，在设计和制造零件时，应使零件工作时承受的最大正应力与纤维方向一致，最大切应力与纤维方向垂直，并尽可能使纤维方向沿零件的轮廓分布而不被切断。 )Ee`11  
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四、什么是金属的锻造比？如何选择合适的锻造比？ SQG9m2  
  锻造比通常是用拔长时的变形程度来衡量。 )c0Dofhg  
  锻造比的大小影响金属的力学性能和锻件质量，增加锻造比有利于改善金属的组织与性能，但锻造比过大也无益。 cEPqcy *  
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五、什么是金属的锻造性能？影响金属锻造性能的主要因素有哪些？ H7Ee0T(`  
  金属的锻造性能是衡量材料经受压力加工难易程度的工艺性能，它包括塑性和变形抗力两个因素。塑性高，变形抗力小，则锻造性能好；反之，锻造性能差。 #<R6!"TNoz  
  影响金属锻造性能的因素主要包括金属的本质和变形条件两个方面。 /V>yF&p  
  1．金属的本质 kfs[*ku  
  （1）化学成分的影响：一般来说，纯金属的锻造性能优于合金的锻造性能。合金元素的含量愈多，成分愈复杂，则金属的锻造性能愈差。 {60U6n  
  （2）组织结构的影响：同样成分的金属在形成不同的组织结构时，其锻造性能有很大差别。金属在单相状态下的锻造性能优于多相状态。 ks(BS k4  
  2．变形条件 GsNZr=;C  
  （1）变形温度：一般而言，随着温度的升高，金属的塑性提高，变形抗力减小，改善了金属的锻造性能。 =a_ >")  
  （2）变形速度：指单位时间内材料的变形程度。变形速度对锻造性能的影响有一个临界值，低于临界值时，随变形速度增加，金属的变形抗力增加，塑性减小。当高于临界值时，由于塑性变形产生的热效应(消耗于金属塑性变形的能量一部分转化为热能，使金属的温度升高)加快了再结晶过程，使金属的塑性提高，变形抗力减小，锻造性能得以改善。 -h, ?_d>  
  （3）应力状态：三向受压时金属的塑性最好，出现拉应力则使塑性降低。这是因为压应力阻碍了微裂纹的产生和发展，而金属处于拉应力状态时，内部缺陷处会产生应力集中，使缺陷易于扩展和导致金属的破坏。 LCemM;o  
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六、压力加工时，金属变形的基本规律是什么？ (cm8x  
  压力加工时，金属的变形遵循体积不变定律和最小阻力定律。 %@Nu{?I  
  1．体积不变定律：金属坯料变形后的体积等于变形前的体积，金属塑性变形过程实际上是通过金属流动而使坯料体积进行再分配的过程。  ]YKxJ''u  
  2．最小阻力定律：金属变形时首先向阻力最小的方向流动。 `]wk)50BVp  
a<l DT_2b  
七、压力加工与其他成形方法比较有哪些特点？ g0:{{w  
  （1）能改善金属的组织，提高金属的力学性能。压力加工能消除金属铸锭内部的气孔、缩孔和树枝状晶等缺陷，并由于金属的塑性变形和再结晶，可是粗大晶粒细化，得到致密的金属组织，从而提高金属的力学性能； zAH6SaI$  
  （2）可提高材料的利用率。压力加工主要是靠金属在塑性变形时改变形状，使其体积重新分配，不需要切除金属，因而材料的利用率高； z^\-x9vL  
  （3）压力加工具有较高的生产率； Z^_gS&nDa~  
  （4）可获得精度较高的毛坯或零件。 !
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一、锻前加热的目的是什么？ zYxA#TZL  
  金属毛坯锻前加热的目的是提高金属塑性、降低变形抗力、使之易于流动成形并获得良好的锻后组织，锻前加热对提高锻造生产率，保证锻件质量以及节约能耗等都有直接的影响。 ZU$QwI8  
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二、自由锻工序有哪些？制订自由锻工艺规程的主要内容和步骤是什么？ C).+h7{nd  
  自由锻工序分为基本工序、辅助工序和修整工序。基本工序有镦粗、拔长、冲孔、弯曲、切割、错移和扭转；辅助工序有压钳口、倒棱和压痕等；修整工序有校正、滚圆、平整等。 u+9)B 6O1  
  制订自由锻工艺规程的主要内容和步骤如下： $azK M,<q  
  （1）绘制锻件图：锻件图是在零件图的基础上，考虑切削加工余量、锻件公差、工艺余块等所绘制的图样。
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  （2）选择锻造工序：确定锻造工序的依据是锻件的形状、尺寸、技术要求和生产数量等。 _}gfec4o  
  （3）确定坯料质量和尺寸：坯料有铸锭和型材两种，前者用于大、中型锻件，后者用于中、小型锻件。 )8taMC:H^  
  （4）选择锻造设备：应根据坯料的种类、质量以及锻造基本工序、设备的锻造能力等因素，并结合工厂现有设备条件综合确定锻造设备。 (tF/2cZk  
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三、何为模型锻造？常用的模型锻造设备有哪些？与自由段相比，模型锻造有何特点？ (S?qxW?  
  模型锻造是金属在外力作用下产生塑性变形并充满模膛而获得锻件的方法。 uF {l`|b'  
  常用模锻设备有模锻锤、热模锻压力机、平锻机和摩擦压力机等。 ~iIFe+6  
  与自由锻相比，模锻件尺寸精度高，机械加工余量小，锻件的纤维组织分布更为合理，可进一步提高零件的使用寿命。模锻生产率高，操作简单，容易实现机械化和自动化。但设备投资大，锻模成本高，生产准备周期长，且模锻件的质量受到模锻设备吨位的限制，因而适用于中、小型锻件(一般＜150 kg)的成批和大量生产。 P  V9q=  
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四、绘制模锻件图时应考虑的主要问题有哪些？ %+dRjG~TB  
  绘制模锻件图时应考虑的主要问题如下： Q@TeU#2 Y  
  1）选择分模面：一般按以下原则确定：①应保证锻件从模膛中顺利取出，故分模面一般应选取在锻件最大尺寸的截面上；②应使分模面处上、下模膛外形一致，以便能及时发现错模；③应使模膛浅而宽，以利于金属充满模膛；④应保证锻件上所加余块最少。
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  2）确定加工余量、公差、余块和连皮：模锻件的加工余量一般在1～4 mm之间；公差一般取±0.3～3 mm。具体可查阅相关手册确定。模锻件均为批量生产，应尽量减少或不加余块，但直径小于30 mm的孔一般不予锻出。 9 x1
4I2  
  模锻时不能直接锻出通孔，在该部位留有一层较薄的金属，称为连皮(图1113)，在锻造后与飞边一同切除。 (DM8PtZg  
  3）确定模锻斜度和圆角半径。模锻件平行于锤击方向的侧面，应设计成一定斜度，以便顺利取出锻件。外斜度α(锻件外壁上的斜度)值一般取5°～10°，内斜度β(锻件内壁上的斜度)值一般取7°～15°。 >SS
979  
  模锻件所有转角处均应设计成圆角，以便使金属在模膛内易于流动，保持金属纤维的连续性，提高锻件质量和模具寿命。一般外圆角半径r取1.5～12 mm，内圆角半径R取(3～4)r。 F'55BY*!  
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五、何为胎模锻造？胎模的结构形式及主要用途有哪些？胎模锻造的特点是什么？ =Y R+`[bfI  
  胎模锻造是在自由锻设备上使用胎模来生产锻件的方法。通常用自由锻方法使坯料初步成形，然后在胎模内终锻成形。 +B O
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  常用胎模的结构形式及用途为：扣模主要用于非回转体锻件的局部或整体成形；筒模主要用于锻造法兰盘、齿轮坯等回转体盘类零件；合模由上、下模两部分组成，主要用于锻造形状较复杂的非回转体锻件。 i^/D_L.  
  胎模锻造的特点介于自由锻与锤上模锻之间，比自由锻生产率高，锻件质量较好，锻模简单，生产准备周期短，广泛用于中、小批量的小型锻件的生产。 H.TPKdVX  
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六、什么是精密模锻？其工艺特点是什么？对加热方法有什么要求？ K9UWyM<(2C  
  精密模锻是指在普通锻造设备上锻造高精度锻件的方法。其主要工艺特点是使用两套不同精度的锻模。先使用普通锻模锻造，留有0.1～1.2 mm的精锻余量，然后切下飞边并进行酸洗，再使用高精度锻模，直接锻造出满足精度要求的产品零件。在精密模锻过程中，要采用无氧化和少氧化的加热方法。 qC YXkZ%`  
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七、自由锻件的设计原则是什么？ n5 jzVv  
  自由锻件应设计得尽量简单。具体要求如下： o*|j}hnbv  
  1．尽量避免锥面或斜面； mkt%|Kb.  
  2．避免圆柱面与圆柱面、圆柱面与棱柱面相交； cXvq=Rb  
  3．避免椭圆形、工字形及其他非规则斜面或外形； - AxO1 qO  
  4．避免加强筋或凸台等结构； WT>2eMK[  
  5．横截面尺寸相差较大和形状复杂的零件，可采用分体锻造，再采用焊接或机械连接组合为整体。 K0O&-v0"1  
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八、模锻件结构设计原则是什么？ qE&R.I!o  
  1．零件形状力求简单，避免带有长而复杂的分枝和多向弯曲等复杂形状； &%Lps_+fJ  
  2．零件形状尽可能对称，以使锻模和设备受力均匀，延长其使用寿命； d}t7bgk'j  
  3．零件上与分模面垂直的表面尽可能避免凹槽和孔，以便于取出锻件； tmJ-2  
  4．高避免薄壁，筋、深孔和直径过大的凸缘，以减小金属充模阻力； E9IU,P6a  
  5．对于复杂零件可以采用锻焊组合结构，以简化模锻工艺和降低废品率
知识点3. 冲压成形特点及应用 -6Y@ _N  

#?OJ9pyG'  
一、冲压成形在变形和力学方面的特点是什么？ S:bY
eD4  
  冲压成形中的毛坯是厚度远远小于板平面尺寸的板料以及由此决定的外力作用方式与大小等原因，致使冲压成形具有如下非常突出的特点：（1）大多数的冲压变形可以近似当作平面应力状态来处理，使变形力学的分析和工艺参数的计算得以简化；（2）以拉应力作用为主的伸长类冲压成形过程多于以压应力为主的压缩类成形过程；（3）板料毛坯的内应力数值接近或等于材料的屈服应力，有时甚至小于板料的屈服应力；（4）模局对板料毛坯作用力所形成的拘束作用程度较轻。 X#ZQpo'h  
J?wCqA  
二、什么是板料冲压？有何特点？ Dias!$g  
  板料冲压是利用冲模在压力机上对板料施加压力使其变形或分离，从而获得一定形状、尺寸的零件的加工方法。 e3 #0r  
  板料冲压具有如下特点： 5@lVuMIYT  
  （1）生产率高，操作简单，便于实现机械化和自动化； afw`Heaa2(  
  （2）产品质量好：尺寸精度和表面质量较高，互换性好，一般不须进一步加工。 9\zasa  
  （3）材料利用率高：可冲制形状复杂的零件，废料少。 ] 6X;&=H  
  （4）冲模制造复杂，成本高，只有在大批量生产的条件下，才能显示出优越性。 /E39Z*  
?u?Nhf %b  
三、板料冲压的基本工序有哪些？ 68UfuC  
  板料冲压的基本工序可分为分离工序和成形(或变形)工序两大类： @DNwzdP  
  分离工序：使冲压件与板料沿所要求的轮廓线相分离的工序。如落料、冲孔、切断和修整等； q'Nafa&a)  
  成形工序：使板料产生塑性变形而不破裂的工序。如弯曲、拉深、成形和翻边等。 LPeVr^  
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四、冲孔与落料有何异同？冲裁时对凸凹模刃口的尺寸有什么要求？ q@^^jlHP  
  落料、冲孔所用的冲模结构以及板料的变形过程均相同，但二者冲裁目的不同。落料是为了制取工件的外形，故冲下的部分为工件，带周边的为废料；冲孔则相反，是要制取工件的内孔，故冲下的部分为废料，带孔的部分为工件。 SsEpuEn  
  冲孔时，凸模刃口尺寸应等于孔的尺寸，凹模刃口尺寸为凸模尺寸加上模具间隙值z；落料时，凹模刃口尺寸应等于工件的外形尺，凸模刃口尺寸为凹模尺寸减去模具间隙值z。 S"t\LB*'Ls  
%>y`VN D  
五、板料弯曲时，应力分布有什么特点，在材料排样时应注意哪些问题？ ` TYC]9  
  板料弯曲时，内侧金属受切向压应力，产生压缩变形；外层金属受切向拉应力，产生伸长变形。在材料排样时应注意：弯曲时应尽可能使弯曲线与坯料纤维方向垂直，亦即使材料所受的拉应力与纤维方向一致，否则容易产生破裂。在双向弯曲时，应使弯曲线与纤维方向呈45°。 I)kc[/^j$  
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六、什么是板料的回弹现象，有什么措施可以减小或避免？ 1G6 \}El95  
  板料弯曲结束后，其弯曲角度会略有增大，这种现象称为回弹现象。 P+Gz'  
  通过采用使模具角度比工件角度小一个回弹角和加强弯曲件变形部位的刚性措施可以减小或避免回弹现象。 X`3_ yeQc  
?6\N&MTF  
七、板料拉深时产生缺陷的原因是什么，拉深件的结构工艺性有哪些？ xC9{hXg!  
  拉深是使平面板料成形为中空形状零件的冲压工序，主要缺陷是起皱和拉裂。起皱是拉深时由于较大的切向应力使板料失稳造成的，采用加压边圈的方法予以防止；拉裂一般出现在直壁与底部的过渡圆角处，采用限制拉深系数、凹凸模工作部分加工成圆角、合理的凹凸模间隙等。 MkHkM  
  设计拉深件时主要考虑以下几个方面： <.Pt%Kg^BS  
  （1）拉深件的形状应力求简单、对称； 1Jdx#K  
  （2）尽量避免直径小而深度过大，否则不仅需要多副模具进行多次拉深，而且容易出现废品； ^pH8'^n  
  （3）拉深件的底部与侧壁，凸缘与侧壁应有足够的圆角； n.qT7d(  
  （4）不要对拉深件提出过高的精度或表面质量要求。
一、现代塑性加工技术有哪些，其发展趋势是什么？ kMu rNA=  
  现代塑性加工技术有超塑性成形、回转成形、粉末锻造、高能率成形和半固态金属成形等加工技术。 4>0q0}J=5  
  塑性加工技术的发展趋势： Y2QX <  
  （1）采用柔性成型工艺及发展锻压生产的柔性加工系统（FMS）； 8!Wh`n<  
  （2）增加设备的柔性； ]$Z:^" JS3  
  （3）发展省力的成形技术； T8z?_ *k  
  （4）实现精密塑性成形并与其他工艺交叉运用； j8&NscK)  
  （5）成形过程的数值模拟及模具CAD/CAM。 nPXP9wmh4x  
X>o9mW  
二、塑性加工技术的特点及应用有哪些？ ~\
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  塑性成形技术与金属且学加工、铸造、焊接等加工工艺相比，具有以下特点：材料利用高；力学性能好；尺寸精度高；生产效率高等。 h
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  塑性成形的特点使之在冶金、机械、航空、航天、船舶、军工、仪器仪表、电器和日用五金等工业领域得到广泛应用，在国民经济中占有十分重要的地位。 xeU|5-d'  
b/z-W`gw  
三、常用超塑性成形工艺有哪些？ =WY 'n l'  
  常用超塑性成形工艺有以下几种：
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  （1）超塑性模锻：超塑性模锻与常规模锻的主要区别在于工艺参数不同和具有一套能够使模具和变形材料在成形过程中保持恒温的加热装置，通常采用感应加热和电阻加热。 a'i Q("  
  （2）超塑性无模拉拔：它是利用感应线圈局部加热，使材料处于超塑性变形温度时而进行拉拔的工艺方法。连续加热时，可生产等断面制品；断续加热并控制拉拔速度与感应线圈移动速度，可生产不等断面制品。 I
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  （3）超塑性气压胀形：它是利用凹模或凸模的形状，把板料和模具加热到预定温度，然后向模具内通入压缩空气，使板料紧贴在凹模或凸模上，从而获得所需制件。主要用于钛合金、铝合金和双相不锈钢薄板(一般为0.4～4 mm)的成形。 .c"nDCFVR  
  （4）超塑性胀形与扩散连接复合工艺(SPF/DB)：SPF/DB工艺是先将板坯胀形至所需形状，而后通过局部扩散连接使其结合在一起。 @N >7+ 4  
,5n!a.T  
四、正确选择塑性成形方法的原则是什么？ 4qOzjEQ
  
  塑性成形方法应保证零件和毛坯的使用性能；要依据生产批量大小和工厂设备能力、模具装备条件；在保证零件技术要求前提下，尽量选用工艺简便、生产率高、质量稳定的塑性成形方法。并应力求生产成本低廉。

[ 本帖最后由 xgrok 于 2008-12-3 21:03 编辑 ]