特种塑性成形技术09考试试卷B答案

1、重庆理工大学考试试卷20092010 学年第1学期班级 学号 姓名 考试科目 特种塑性成形技术a理论 B卷 开卷 共 4 页密封线学生答题不得超过此线题号一二三总分总分人分数一、名词解释（每题 4 分，共 12 分） 得分评卷人 1金属“流动控制成形”（FCF）答：在闭式模锻的的基础上发展起来的一种精密模锻新技术，它采用类拟于高压溢流的分流锻造技术，通过在模膛上合适的位置设置控制腔（即分流降压腔），实现丢对坯料金属在复杂封闭模膛中流动方向和压力的控制。2、正挤压与反挤压答：正挤压：挤压时，金属的流动方向与凸模的运动方向一致。反挤压：挤压时，金属的流动方向与凸模的运动方向相反。3、金属塑性成形中

2、的“体积不变原理”答：在塑性成形中，由于物质内部质点连续且致密，可以认为在塑性成形中体积不发生变化，即变形前的体积等于变形后的体积，称为体积不变原理二、问答题（每题8分，共 64 分）得分评卷人1、 请阐述冷锻工艺与温锻工艺的特点、异同及应用范围。答：冷锻工艺的特点：（1）在回复温度以下进行锻造；（2）变形抗力大；（3）通过加工硬化，提高零件的强度；（4）表面质量好，尺寸精度高，可以作为最终产品的制造方法；（5）生产率高和材料利用率高适合于大批量生产冷锻工艺的应用范围：性能要求高但形状较简单的零件，如活塞销、轮胎螺母、球头销、齿轮、轮套、连杆、轴等各种零部件。温锻工艺的特点：（1）金属塑性提高

3、，变形抗力显著下降；（2）温锻件的尺寸精度和表面质量接近冷锻件；（3）每道工步的变形量较冷锻大，可减少工步数；（4）对模具的要求高。温锻工艺的应用范围：主要形状较复杂用冷挤压不能或难以实现的齿轮、轮套、连杆、轴等各种零部件。异同：（1）冷锻不需要将毛坯加热,而温锻需要将毛坯加热。（2）冷锻的变形阻力比温锻大。（3）对于塑性较差的金属适合温锻，反之冷段。（4）冷锻适合形状简单的锻件，而温锻适合形状比较复杂的。（5）冷锻的工步比温锻少。重庆理工大学考试试卷20092010 学年第1学期班级 学号 姓名 考试科目 特种塑性成形技术a理论 B卷 开卷 共 4 页密封线学生答题不得超过此线2、 计算挤压

4、力有何意义与作用？答：意义与作用：冷挤压力即冷挤压变形所需的作用力，它是设计冷挤压模具、选择设备的依据，并可衡量冷挤压变形的难易程度。3为什么在闭式精密模锻时，在凹模上必须设置分流降压腔？答：在闭式模锻时形成末时工作压力极大，变形金属不可能完全充满模膛。如果在与锻件非重要部位对应的模膛设置一溢流口，当模膛完全充满时，就可避免工作压力急剧增高，这样不仅有利于减轻模膛的负荷，提高模具的使用寿命，而且还有利于降低下料精度的苛刻要求。4请阐述影响锻件尺寸精度的主要因素及控制方法？答：影响锻件尺寸精度的主要因素及控制方法：1）坯料体积的波动。控制方法：精密下料；采用调节和补偿的方法。2）模膛的尺寸精度和

5、磨损。控制方法：计算模具磨损的公差；进行表面处理提高其耐磨性；良好的润滑。3）模具温度和锻件温度的波动。控制方法：控制终锻时的锻件温度；在模膛的适当位置设置余料分流腔。4）零件的结构工艺性的影响。控制方法：通过模拟分析和工艺试验逐一解决。5）模具和锻件的弹性变形。控制方法：采用塑性有限元法来模拟分析，作出预测，进而作出修正和补偿。5请阐述摆辗工艺的原理、特点和应用？摆辗模具与挤压模具设计时有什么异同？答：原理：摆头的中心线与摆辗机机身存在一个夹角，称为摆角，在摆辗成形的过程中，摆头带动锥面上模沿毛坯表面连续摆动和滚动，液压缸不断推动滑块把毛坯送进加压。整个摆辗成形过程中，上模和毛坯只是局部接触

6、、局部成形。摆辗工艺的特点：（1）连续局部成形，省力；（2）产品尺寸精度高；（3）适薄盘类零件的成形；（4）工况好；（5）设备小，占地面积小；（6）生产效率高。应用：适薄盘类零件的成形以及薄法兰件的成形。异同：1.都采用组合凹模结构；2.凸模结构不同。3.挤压模具需要有足够的强度、硬度和韧性以及高温下的耐疲劳性4.摆动辗压工件时所需要的变形力小、金属的流动也相对较小。6请阐述金属粉末注射成形工艺的原理、特点和应用。答：原理：它是将金属粉末与一定量的粘结剂混合成具有一定粘度的均匀混合物，经破碎造粒，加入塑料注射成形机压入模腔，成形特定形状的毛坯。毛坯经脱粘后，可以按传统粉末冶金工艺烧结成具有复杂

7、形状的金属零件。特点：（1）可以生产出三维复杂金属零件，且精度更高，材料应用范围更广，如铁基，镍基、陶瓷等；（2）它突破了传统粉末冶金工艺在复杂形状方面的局限性，可以用普通塑料注射机高效成形出象塑料制品一样复杂形状的精密金属、陶瓷制品。应用：它是生产小型复杂形状精密金属零件的有效方法，适合于大批量生产小型、复杂的高密度金属或金属化合物的制品。重庆理工大学考试试卷20092010 学年第1学期班级 学号 姓名 考试科目 特种塑性成形技术a理论 B卷 开卷 共 4 页密封线学生答题不得超过此线7请阐述电磁成形工艺的原理、特点和应用。答：原理：它是利用毛坯（或借助驱动片）在强脉冲磁场中受电磁力作用而

8、产生塑性变形的一种高效能成形方法。特点：（1）工艺过程易于实现机械化、自动化、生产率高；（2）放电能量可以准确控制，成形精度高，工艺重复性好；（3）工艺适应性强；（4）工装简单；（5）不需传压介质；（6）毛坯所受单位压力大、成形速度快，热效应可提高材料的成形能力；（7）工作噪音小，设备操作、维护简单；（8）材料的导电性差和毛坯形状不利于产生感应电流时成形困难，需借助导电性好的驱动片进行加工。（9）深拉深件成形困难；（10）成形高密度材料，线圈强度显著下降；（11）工件几何尺寸不宜过大。应用：管状毛坯成形、平板毛坯成形、框架零件成形。8请阐述在金属塑性成形中的分流原理和作用。答：原理：在毛坯或模

9、具的成形部分建立一个材料的分流腔或分流通道，锻造过程中，材料在充满型腔的同时，部分材料流向分流腔或分流通道。作用：当模膛完全充满时，就可避免工作压力急剧增高，这样不仅有利于减轻模膛的负荷，提高模具的使用寿命，而且还有利于降低下料精度的苛刻要求。 重庆理工大学考试试卷20092010 学年第1学期班级 学号 姓名 考试科目 特种塑性成形技术a理论 B卷 开卷 共 4 页密封线学生答题不得超过此线三、计算题(共24分)： 该题16分得分评卷人 1）如图所示为冷挤压件，材料为20钢材，b=400 N/mm2，请分别计算坯料尺寸，冷挤压的变形程度、冷挤压力，并给出冷挤压工艺以及模具草图（凸、凹模主要尺

10、寸）。 正挤压模具草图冷挤压件图解：正挤压：V1=R12H1=3.14（10.2/2）2 （41.5-38）=285.853V2=（/3）H2（r2 +R12 +rR1）=（/3）(tan3003.1)(4+26.01+10.2)=75.333V3=R32H3 =r2 H3 =3.14（4/2）2(38-tan3003.1)=454.803根据体积不变原理：V=V1+V2+V3=815.983 所以 H =V/R2=10.39故坯料的高度为10.39，直径为10变形程度：断面收缩率 =（A0 A1）/A0 100% =（5.1）2 22/ (5.12) =84.62%单位冷挤压力：P =nb

11、(经验公式)n = a ln(A0/A1) + b (查表得 a=2.8 b=0.75 )将A0 =10.22/4；A1 =42/4 代入上公式得：n =5.99则P =nb =1.05.99400=2396 N/2 （=1.0）则挤压力 F = CPA =1.32396102/4 =24.45 （T）反挤压：V =R2 H1 -r2 H2 =15220 122(20-5) = 7347.63由V=R2 H 可知 H =V /R2 =10.4 R=15变形程度： 断面收缩率 =（A0 A1）/A0 100% = 122/ 152 100% = 64%反挤压模具草图冷挤压力：P =nb (经验公

12、式)n = a ln(A0/A1) + b (查表得 a=2.8 b=0.75 )将A0 =302/4=706.52 ；A1 =302/4-242/4 =254.34 2 代入上公式得：n = 3.61则P =nb =1.23.61400 = 1732.8 N/2 （=1.2）则挤压力 F = CPA =1.31732.8242 /4=101.8 （T）正挤压工艺：下料 软化退火 磷化皂化 正挤压成形反挤压工艺：下料 软化退火 磷化皂化 反挤压成形重庆理工大学考试试卷20092010 学年第1学期班级 学号 姓名 考试科目 特种塑性成形技术a理论 B卷 开卷 共 4 页密封线学生答题不得超过此线该题8分得分评卷人 2）如图所示，材料20钢的实心件反挤压，已知：毛坯直径d0=25.5mm，直径d1=19.75m