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金属塑性加工技术复习 轧制部分 一．填空题 1.根据轧辊的配置、轧辊的运动特点和产品的形状，轧制可分为三类，即纵轧、斜轧和横轧。 2.讨论简单轧制过程主要研究几何变形区。几何变形区主要参数有：①接触角α；②变形区长度l（接触弧的水平投影长度）；③变形区形状系数l/和B/，其中=（H+h）/2 3.稳定轧制过程中中性角、接触角和摩擦角之间的关系为：α＜2β，γ=α/2（1-α/2β） 4.宽展由滑动宽展、翻平宽展、鼓形宽展组成 5.轧制时主电机轴上输出的传动力矩，主要克服的阻力矩有：轧制力矩M，空转力矩M0，附加摩擦力矩Mf，动力矩Md 二．名词解释 轧制负荷图：一个轧制周期内，主电机轴上的力矩随时间而变化的负荷图。 轧制力：轧件给轧辊的合力的垂直分量。 三．简答题 1.什么是前滑？影响前滑的因素有哪些？ 轧件的出口速度大于该处轧辊圆周速度的现象称为前滑。前滑值Sh=(vh-v)/v×100%，Sh=R/h×γ2。影响因素：①轧辊直径，前滑值随辊径增大而增加；②摩擦系数，摩擦系数f增大中性角增大，前滑值增加；③轧件厚度，其他因素不变时，h越小前滑越大；④张力，前张力增加，前滑增加；后张力增加，前滑减少；⑤加工率，前滑随道次加工率增大而增加，当加工率达到某一定值时，中性角开始减小，前滑减小；⑥轧件宽度，轧件宽度减小相对宽展量增加，前滑减小。 生产过程中要轧制更薄的板材需采取哪些措施？ 应减小工作辊直径，采用高效率的工艺润滑剂，适当加大张力，采取中间退火消除加工硬化减小金属的实际变形抗力，提高轧机刚度，有效地减小轧机弹跳量以及轧辊的弹性压扁。此外，在表面质量许可的前提下，还可以采用两张或多张叠合轧制。高强度合金还可采用包覆轧制，即将轧件上下表面包覆一层塑形好、抗力低的金属。因为塑形好的金属变形大，它作用给中层硬金属的拉应力促使其变形而进一步轧薄，或用异步轧制及新型摆式轧机等方法，得到更薄轧件。其中铝箔叠轧就是其典型代表。 四．分析题 试分析板材在轧制过程中出现“张嘴”及“表面横裂”的原因及采取的防止措施。 “张嘴”现象：沿断面高向的应力分布，由于金属的不均匀变形，在外端作用下，产生了纵向的附加应力。轧件在出、入口断面附近的表层及中部区域内承受附加拉应力，在出、入口断面附件的表层偏下区域内承受附加压应力。比值l/越小，这些应力的绝对值就越大。附加应力与基本应力叠加的结果，即实际水平应力σx，如图。轧件中部在水平拉应力作用下，如果铸锭存在铸造弱面及其他杂质，或低塑性材料时，会被拉裂产生断裂或空洞，最后形成层裂。特别是硬铝合金，当润滑冷却条件差时，黏着作用强，往往出现“张嘴”现象，严重时会缠辊。 “表面横裂”：沿断面高向的应力分布，由于流动速度（变形）沿断面高向呈不均匀分布，引起附加应力的结果，水平法向应力σx沿断面高向的分布，如图。可知，表层金属要比中部金属延伸小，表层金属质点的水平速度在后滑区比中部金属高，在前滑区比中部金属低。由于金属是一个整体，在前后端的作用下则前后滑区表层金属均承受水平附加拉应力，而中部金属承受水平附加压应力。这种附加应力由出口、入口断面向两侧逐渐减小，它与接触摩擦引起的基本应力叠加的结果，就是轧件中实际水平应力σx。当拉应力σx的值超过金属的强度极限时，轧件表面会产生横向裂纹。 锻造冲压部分 一．名词解释 冲压：通过模具对板材施加压力、拉力或剪切力，使板材发生塑性变形分离，从而获得一定形状、尺寸与性能的零件的加工方法 二．填空 1.自由锻的基本工序包括镦粗、拔长、冲孔、芯轴扩孔、芯轴拔长、弯曲、切割、错移、扭转等 2.冲孔的方法包括实心冲子冲孔、垫环上冲孔和空心冲子冲孔 3.锻造过程中常出现的缺陷有表面裂纹、粗晶环、脱碳、铸造组织残留等 4.评价板材冲压工艺性的方法包括力学性能、变形性能、硬化指数和板材的成形极限 三．简答题 锻造时降低变形抗力的途径有哪些？ 减小接触面积（降低摩擦）——分段锻造，小设备干大活 降低材料本身变形抗力——改善组织，变形温度 改善受力条件——设计工具形状，润滑。 四．分析题 镦粗时容易产生哪些质量问题？其原因是什么？应采取什么改善措施？ 质量问题：侧表明易发生纵向或呈45°方向的裂纹；坯料镦粗后，上、下端保留铸态组织；高坯料镦粗时失稳而弯曲 原因：工具与坯料端面间摩擦力的影响；温度不均匀 措施：降低砧块粗糙度，降低摩擦；预热工具至合金的锻造温度；加润滑剂，石墨膏、玻璃粉末等；采用较锻件软的衬垫；采用凹形毛坯；采用铆镦、叠镦、套环内镦粗等 孔型轧制部分 一．名词解释 孔型：由两个或两个以上的轧槽构成的空间 孔型轧制：轧件通过孔型，长度增加，横断面形状发生改变的轧制过程 孔型系：将锭坯轧成所需的形状，要经过由大到小排列的一系列孔型，这一系列孔型成为孔型系。 二．填空 1.孔型轧制是宽展类