《工程材料成形工艺》单元练习题及答案完整版

1、本单元练习题（锻压）参考答案（一）名词解释答：简述如下：1. 冷变形强化在冷变形时，随着变形程度的增加，金属材料的强度和硬度都有 所提高，但塑性有所下降，这种现象称为冷变形强化。2. 再结晶当加热温度进一步提高时，塑性变形后的金属将以某些质点为核心，按变形前的晶格结构，重新生核长大，变为细小、均匀的等轴晶粒，这一过 程称为再结晶。3. 余块 为了简化锻件形状，以便于进行锻造，常在锻件的某些地方添加一部 分大于加工余量的金属，这部分添加上去的金属就称为余块（或称为敷料）4. 拉深 是使板料（或浅的空心坯）成形为空心件（或深的空心件）的加工方 法。5. 可锻性 材料在锻造过程中经受塑性变形而不开裂

2、得能力叫金属的可锻性。6. 锻造流线塑性杂质随着金属变形沿主要伸长方向呈带状分布，这样热锻后 金属内杂质的分布也就具有一定的方向性，通常称为锻造流线，也称流纹。7. 锻造比 锻造比是变形程度的一种表示方法，通常用变形前后截面积比、长 度比、或高度比来衡量。（二）填空题1. 塑性 与 塑性变形抗力 是衡量金属的可锻性优劣的两个主要指标 塑性 愈 高,变形抗力 愈小，金属的可锻性就愈好。2. 随着金属冷变形程度的增加，材料的强度和硬度提高，塑性和韧性下降，使金属的可锻性降低3. 金属塑性变形过程的实质就是 位错过程,随着变形程度增加，位错密度 加；塑性变形抗力加大。4自由锻零件应尽量避免 斜面、台

3、阶沟槽、复杂曲面 等结构。5. 弯曲件的弯曲半径应大于（0.251 S ,以免弯裂。6. 弯曲件弯曲后,由于有回弹现象,所以弯曲模角度应比弯曲件弯曲角度小 一个回弹角a（三）判断题1. 细晶粒组织的可锻性优于粗晶粒组织。（V ）2. 非合金钢中碳的质量分数愈低，可锻性就愈差。（X ）3. 零件工作时的切应与锻造流线方向一致。（X ）4. 常温下进行的变形为冷变形，加热后进行的变形为热变形。（X ）5. 因锻造之前进行了加热，所以任何材料均可进行锻造。（X ）6. 冲压件材料应具有良好塑性。（V ）7. 落料和冲孔的工序方法相同，只是工序目的不同。（ V ）（四）简答题1. 如何确定锻造温度范围

4、 ？答:利用铁碳合金相图，可以确定钢的锻造的始锻温度和终锻温度，始锻温度一般控制在固相线以下200C左右，过高，容易产生过热和过烧缺陷，终锻温 度过高，在结晶后的细小晶粒会继续长大；终锻温度过低，不能保证钢的再结晶 过程充分进行，使锻件产生冷变形强化和残余应力， 有时因塑性太差而产生锻造 裂纹。因此，终锻温度应能保证坯料有足够的塑性和停锻后能获得细小的晶粒。2. 冷变形强化对锻压加工有何影响 ?如何消除 ?答：冷变形强化时，金属的位错密度提高，变形阻力加大，强度、硬度随便 变形程度的增大而增加， 塑性、韧性明显下降。 冷变形强化使金属的可锻性降低， 冲击时产生 “凸耳 ”、制件厚度不均匀登缺陷

5、。由于塑性变形过程中，内部变形的 不均匀性，导致变形后金属内产生残余应力。将冷变形强化的金属加热， 变形金属发生回复、 再结晶。回复就是指将冷变 形后的金属加热至一定温度后， 使原子回复到平衡位置， 晶内残余应力大大减小。 再结晶就是当加热温度进一步提高时，塑性变形后的金属将以某些质点为核心， 按变形前的晶格结构，重新生核长大，变为细小、均匀的等轴晶粒。再结晶后金 属的力学性能完全恢复到变形前的状态，即完全消除了冷变形强化。3. 什么叫自由锻造？ 锻前坯料为什么要加热 ?答：自由锻是用简单的通用性工具， 在锻造设备的上、下砧铁之间直接对坯 料施加外力，使坯料产生变形而获得所需几何形状及内部质量

6、的锻件的加工方 法。锻造加热的目的是提高坯料塑性，降低变形抗力，使其容易成形。4. 自由锻有哪些主要工序？ 并说明其特点和应用范围？ 答：自由锻的基本工序：拔长、镦粗、冲孔、弯曲、错移、锻接、扭转、切 割。自由锻所用工具和设备简单、 通用性好， 成本低。但自由锻依靠人工操作来控制锻件的形状和尺寸的，所以锻件精度低，加工余量大，劳动强度大，生产率 不高，主要应用于单件、小批量生产。大型锻件的生产，自由锻几乎是唯一的方 法。5. 自由锻零件结构工艺性有哪些基本要求 ?答：自由锻零件多为简单的圆柱体、 棱柱体和简单的弧形表面。零件上的小 孔、深孔、小台阶、小沟槽和较大的斜面、较复杂的曲面等，都不能用

7、自由锻工 艺生产。6. 已知纯钨、纯铅的熔点分别为 3380C和327E ,试求它们的最低再结晶温度。答：纯钨熔点为 3380C，最低再结晶温度T再-0.4X3380=13520 纯铅的熔点为3270，最低再结晶温度T再-0.4X327=130.807. 由热轧圆钢上锯下来的圆柱齿轮坯料和由圆钢镦粗的圆柱齿轮坯料,其流线组织的分布是否相同 ? 哪一种坯料中的流线组织分布比较合理 ?答： 不相同。由圆钢镦粗的圆柱齿轮坯料 ,其流线组织的分布比较合理。8. 为什么说胎模锻只适用于小批生产 ?答：胎模锻是在自由锻设备上使用可移动模具（胎模）生产锻件的，胎模不 固定在锤头和砧座上， 只是在锻打时才放上

8、去， 一般要靠人力搬动胎模， 劳动强 度较大，因此只只适用于小批生产。9. 模锻件上为什么有飞边 ?答：为了获得尺寸完整、轮廓清晰的锻件，必须使金属充满整个模膛，故坯料体积略大于模膛空积， 为了容纳坯料充满模膛后的多余金属， 模膛周围须开设 飞边槽，因此模锻件上有飞边。10. 如何衡量金属的可锻性？说明影响金属可锻性的因素？ 答：金属的可锻性可以用塑性和塑性变形抗力来综合衡量。塑性越好，变形 抗力越小，金属的可锻性就越好。影响金属可锻性的因素： 内在因素和外部加工条件。 内在因素包括化学成分 和金属组织。 纯金属比其合金的塑性高， 而且变形抗力较小， 所以纯金属的可锻 性优于其合金。对钢而言，

9、含碳量越低，可锻性越好；一般情况下，含合金元素 越多，可锻性愈差。 纯金属与固溶体具有良好的可锻性， 金属化合物不具备好的 可锻性。金属晶粒越细小， 可锻性越好。 外部加工条件包括变形温度、 变形速度、 应力状态。金属的变形温度升高，可锻性变好。变形速度增大，变形抗力增加， 可锻性变坏，变形速度增加时，变形热效应也增加，导致温度升高，变形抗力降 低和塑性增加，又能改善其可锻性。金属在挤压变形时，表现出良好的可锻性。 在拉拔时，可锻性下降。11. 为什么在模锻时 ,所用的金属比充满模膛所要求的要多一些 ? 答：为了获得尺寸完整、轮廓清晰的锻件，必须使金属充满整个模膛，所以 所用的金属比充满模膛所

10、要求的要多一些， 多余的金属被挤入飞边槽经清理可去 除。12. 为什么胎模锻可以锻造出形状较为复杂的模锻件 ?答：模锻件形状由模膛控制，胎模的种类较多，胎模工艺比较灵活。13. 冲压有何特点 ? 应用范围如何 ?答：冲压可用于制造形状简单或复杂的薄壁零件，并且能使其具有强度高， 刚度大，重量轻的特点； 冲压件表面光滑且有较高的尺寸精度， 不需要进一步切 削加工即可满足一般互换性要求； 操作简单迅速， 易于实现机械化和自动化， 生 产率高； 冲模制造复杂， 大批量冲压生产时才能使冲压件成本降低； 冲压通常是 在常温下进行的， 因此冲压所用的板料必须具有足够的塑性。 常用的金属板材有 低碳钢、塑性

11、良好的合金钢、铜及铜合金、铝及铝合金等。14. 冲压在哪些基本工序 ? 每道工序的工艺特点是什么 ?答：冲压工序可分为两大类： 一类是分离工序， 主要包括切断、 落料、冲孔、 切口和切边等， 其特点是剪刀或模具在外力作用下， 使板料中的应力超过其剪切 强度，板料发生剪断而分离。另一类是变形工序，主要包括弯曲、拉深、翻边、 起伏、缩口和胀形等， 其特点是模具在外力作用下， 使板料中的应力超过其屈服 点而低于其抗拉强度，板料发生塑性变形而改变其形状和尺寸。15. 生活用品中有哪些是板料冲压制成的？举23例说明它们的冲压工序。答：例，电饭锅的内胆（落料、拉伸、卷边）、漏勺（落料、拉伸、冲孔）、 钢制文件柜（弯曲）16. 对拉深件如何防止皱折和拉裂 ?答：凸模和凹模必须有合理的圆角；合理的凹凸模间隙；合理的拉深系数； 加润滑剂；合适的压力边。（五）分析题1.试确定图中自由锻件的变形工序（其中do=2di,do为坯料直径）3AE料题（五）-1