第十一章鍛壓習題解答11-1多晶體塑性變形有何特點?答：多晶體塑性變形有的特點：①變形分為晶內變形和晶間變形兩種。②多晶體塑性變形首先在那些最有利于變形位向的晶粒中進行。③各晶粒變形不均勻，每個晶粒內變形也不一致。11-2何謂冷變形強化?冷變形強化對金屬組織性能及加工過程有何影響?答：金屬在低溫下進行塑性變形時，隨著變形程度的增加，金屬的硬度和強度升高，而塑性、韌性下降，這種現象稱為金屬的冷變形強化或加工硬化。冷變形強化時，金屬內對稱面附近的晶格發生畸變，甚至產生晶粒破碎現象，金屬的強度和硬度越來越高，而塑性和韌性越來越低，變形抗力越來越大，變形也越困難，需要更大的變形力。11-3何謂金屬的再結晶?再結晶對金屬組織和性能有何影響?答：將變形金屬加熱到該金屬熔化溫度的0.4倍時，金屬原子具有更強的的擴散能力，以碎晶塊或其它質點為晶核，成長出與變形前晶格結構相同的新的等細晶粒，這個過程稱為再結晶。再結晶可以完全消除塑性變形變形所引起的硬化現象，并使晶粒得到細化，力學性能甚至比塑性變形前更好。11-4冷變形和熱變形的區別是什么?試述它們各自在生產中的應用。答：據變形溫度和變形后的組織不同，通常把在再結晶溫度以下進行的變形稱為冷變形，在再結晶溫度以上進行的變形稱為熱變形，冷變形的金屬表現出加工硬化現象，熱變形金屬的加工硬化隨即被再結晶所消除。冷變形如冷軋、冷擠、冷拔、冷沖壓。冷變形后金屬得到強化，并且獲得的毛坯和零件尺寸精度、表面質量都很好。熱變形如熱模鍛、熱軋、熱擠壓等。熱變形后獲得的毛坯和零件的力學性能(特別是塑性和沖擊韌度)很好。11-5何謂金屬的可鍛性?影響可鍛性的因素有哪些?答：可鍛性指金屬材料在壓力加工時，獲得優質零件難易程度的性能。可鍛性受材料本身的性質（如化學成分、組織狀態）和外界加工條件（如變形溫度、變形速度、應力狀態）等因素的影響。11-6鋼的鍛造溫度是如何確定的?始鍛溫度和終鍛溫度過高或過低對鍛件質量有何影響?答：1、始鍛溫度一般控制在固相線以下150～250℃。亞共析鋼的終鍛溫度一般控制在GS線以下兩相區(A+F)；而過共析鋼終鍛溫度控制在PSK線以上50～70℃，以便通過反復鍛打擊碎網狀二次滲碳體。2、始鍛溫度過高會出現過熱、過燒等加熱缺陷；始鍛溫度過低不利于提高金屬可鍛性。終鍛溫度過高，停止鍛造后金屬的晶粒還會繼續長大，鍛件的力學性能也隨之下降；終鍛溫度過低，金屬再結晶進行得不充分，加工硬化現象嚴重，內應力增大，甚至導致鍛件產生裂紋。11-7自由鍛造有哪些主要工序?并說明其工藝要求及應用。答：自由鍛造主要工序有鐓粗、撥長和沖孔。工序工藝要求應用鐓粗1、圓坯料高與直徑比<2.5，否則易鐓彎；2、坯料加熱溫度應在允許的最高溫度范圍內，以消除缺陷、減少變形抗力。用于圓盤類工件或沖孔前的輔助工序。拔長1、坯料下料長度大于直徑或邊長；2、撥長凹檔或臺階前先壓肩；3、矩形坯料撥長時不斷翻轉。用于軸類、桿類或改善鍛件內部質量。沖孔1、孔徑<450mm，用實心沖子；孔徑>450mm，用空心沖子；孔徑<30mm，不沖出；2、沖孔前先鐓粗。有孔的鍛件。11-8自由鍛造工藝規程的制定包括哪些內容?答：自由鍛造工藝規程包括：①繪制鍛件圖；②計算坯料質量和尺寸；③確定鍛造工序；④選用鍛造設備及噸位；⑤確定鍛造溫度范圍；⑥填寫工藝卡片。11-9模膛分幾類?各起什么作用?答：1、模膛可分為單模膛和多模膛。2、單模膛一次成形，用于形狀較簡單的鍛件；多模膛分拔長、滾壓、彎曲、預鍛、終鍛模膛。拔長模膛用于減小某部分橫截面積，增大長度；滾壓模膛用于減小坯料某部分的橫截面積，增大另一部分的橫截面積；彎曲模膛用于彎曲坯料；預鍛模膛用于將坯料變形到接近于鍛件形狀及尺寸；終鍛模膛使坯料最后變形到鍛件要求的尺寸及形狀。11-10哪一類模膛設飛邊槽?其作用是什么?答：在單模膛的四周設有飛邊槽。飛邊槽的作用有三個：①容納多余的金屬；②有利于金屬充滿模膛；③緩和上、下模間的沖擊，延長模具的壽命。11-11摩擦壓力機、平鍛機、曲柄壓力機上模鍛有何特點?答：1、摩擦壓力機模鍛的特點：①工藝適應性強，可滿足不同變形要求的鍛件；②滑塊速度低，鍛擊頻率低，易于鍛造低塑性材料，有利于金屬再結晶的充分進行，但生產效率低，適用于單模膛模鍛；③摩擦壓力機結構簡單，造價低，維護方便，勞動條件好。2、平鍛機模鍛的特點是：①平鍛機具有兩個分型面，可鍛出其它設備難以完成的兩個方向上帶有凹孔或凹槽的鍛件；②可鍛出長桿類鍛件和進行深沖孔及深穿孔，也可用長棒進行連續鍛造多個鍛件；③生產效率高，鍛件尺寸精確，表面光潔，節約金屬(模鍛斜度小或沒有斜度)；④平鍛機可完成切邊、剪料、彎曲、熱精壓等聯合工序不需另外配壓力機。3、曲柄壓力機模鍛的特點：①金屬坯料是在靜壓力下變形的，無振動，噪聲小，勞動條件好；②鍛造時滑塊行程固定不變，鍛件一次成形，易實現機械化和自動化，生產效率高；③壓力機上有推桿裝置能把鍛件推出模鏜，因此減小了模膛斜度；④設備的剛度大，導軌與滑塊間隙小，裝配精度高，保證上下模面精確對準，故鍛件精度高；⑤由于滑塊行程固定不變，因此不能進行拔長、滾擠等工序操作。11-12簡述胎模鍛的特點和應用范圍。答：胎模鍛與自由鍛相比可獲得形狀較為復雜、尺寸較為精確的鍛件，可節約金屬，提高生產效率。與其它模鍛相比，胎模鍛具有模具簡單、便于制造、不需要昂貴的模鍛設備等優點。胎膜鍛生產效率低，鍛件質量也不如其它的模鍛，工人勞動強度大，鍛模的壽命低，因此這種模鍛方法適用于中、小批量生產，它在沒有模鍛設備的工廠中應用較為普遍。11-13模鍛與自由鍛相比有哪些特點?為什么不能取代自由鍛造?答：1、模鍛的特點：①生產效率高，—般比自由鍛高數倍；②鍛件尺寸精度高，加工余量小，從而節約金屬材料和切削加工的工時；③能鍛造形狀復雜的鍛件；④熱加工流線較合理，大大提高了零件的力學性能和使用壽命；⑤操作過程簡單，易于實現機械化，工人勞動強度低。由于鍛模成本高，加工工藝復雜，生產周期長，設備噸位大，鍛件≤150kg，只適用于中、小鍛件的大批生產。2、自由鍛造的特點：①改善組織結構，提高力學性能。②自由鍛成本低，經濟性合理。其所用設備、工具通用性好，生產準備周期短，便于更換產品。③自由鍛工藝靈活，適用性強。鍛件質量可以從1kg～300t不等，是鍛造大型鍛件的唯一方法。④自由鍛件的形狀、尺寸精度取決于技術工人的水平。所以模鍛不能取代自由鍛造。11-14圖11-53所示為三種形狀不同的連桿，試選擇錘上模鍛時分模面的位置。答：上面三種連桿用錘上模鍛時的分模面位置及鍛件圖見下：11-15改正圖11-54所示模鍛零件結構的不合理之處，并說明理由。答：模鍛制坯，要求鍛件的結構最好為沿分模面均勻對稱,原設計恰好違反此原則。該圖在結構設計上存在的錯誤有四：1、分模面應為F250水平平面中心，因此其輪轂應設計成沿分模面對稱結構。2、且輪轂與輪輻的轉接處應為圓角過渡（例如R5或R10）。3、輻板厚度6mm過于單薄，此處應加厚。4、為便于金屬充滿模膛及從模膛中取出鍛件，鍛件上與分模面垂直的表面均應增設一定斜度，此斜度稱為模鍛斜度。據此，該零件的改進圖見下（紅色表示改進部位）：增加模鍛斜度！11-16圖11-55所示的零件分別在單件、小批量及大批量生產時應選擇何種鍛造方法?并定性地繪出鍛件圖。答：a)圖：雙聯齒輪在單件、小批量生產時，采用自由鍛工藝。由于徑向和兩齒圈和輪轂尺寸差別不大，軸向齒寬和輪轂寬度差別也不大。為簡化鍛造工藝，采用整體制坯方式。其鍛件圖見下：雙聯齒輪單件、小批量生產時的自由鍛工序安排：雙聯齒輪大批量生產采用平鍛機鍛造，其鍛件圖見下：b）圖：該齒輪單件、小批量生產時，采用自由鍛工藝，輪輻凹腔作余塊處理以簡化鍛造工藝，其鍛件圖見下：該齒輪單件生產時的自由鍛工序安排：該齒輪大批量生產時，采用錘上模鍛方式，分型面取在最大平面，模鍛工序為：下料、墩粗、預鍛、終緞、切邊、沖孔、修整。鍛件圖見下：c）圖：套圈單件、小批量生產時，采用自由鍛工藝。鍛件圖見下：套圈單件、小批量生產時的自由鍛工藝安排：套圈大量生產時，采用模鍛工藝，模鍛工藝安排為鐓粗—預鍛—終鍛—修正。鍛件圖見下：11-17沖孔和落料有何異同?保證沖裁件質量的措施有哪些?答：1、二者的變形過程和模具結構都是相同的。不同的是，對于沖孔來講，板料上沖出的孔是產品，沖下來的部分是廢料，而落料工序沖下來的部分為產品，剩余板料或周邊板料是廢料。2、保證沖裁件質量的措施是設計合理的沖裁間隙。11-18沖裁模的間隙對沖裁件質量和模具壽命有何影響?答：間隙過大，上下裂紋錯開形成雙層斷裂層，光亮帶變小，斷面粗糙，毛刺增大；間隙過小，上下裂紋邊不重合，光亮帶較大，毛刺也較大，斷面質量差，同時模具刃口易磨損，使用壽命大大降低。11-19何為拉深系數?其大小對拉深件質量有何影響?答：拉深后直徑d與坯料直徑D0的比值稱為拉深系數。拉深系數反映拉深件變形程度，值越小，表明拉深件直徑小，變形程度大，坯料拉入凹模越困難，越容易拉裂。11-20軋制零件的方法有哪幾種?各有何特點?答：軋制包括：縱軋、橫軋、斜軋。縱軋軋制時軋件通過輥面間縫隙(或孔型)向前運動，其運動方向與軋輥軸線垂直。橫軋是軋輥軸線與軋件軸線互相平行，軋件在兩軋輥摩擦力帶動下作反向旋轉的軋制方法。斜軋是軋輥軸線與坯料的