材料成形核心技术基础答案施江澜赵占西主编文档格式.docx
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定向凝固中熔融合金沿着与热流相反方向按照规定结晶取向进行凝固。
5.定向凝固原则是在铸件也许浮现缩孔厚大部位安放冒口,并同步采用其她工艺办法,使铸件上远离冒口部位到冒口之间建立一种逐渐递增温度梯度,从而实现由远离冒口部位像冒口方向顺序地凝固。
铸件相邻各部位或铸件各处凝固开始及结束时间相似或相近,甚至是同步完毕凝固过程,无先后差别及明显方向性,称作同步凝固。
定向凝固重要用于体收缩大合金,如铸钢、球墨铸铁等。
同步凝固合用于凝固收缩小合金,以及壁厚均匀、合金结晶温度范畴广,但对致密性规定不高铸件。
6.不均匀冷却使铸件缓冷处受拉,快冷处受压。
零件向下弯曲。
10.铸件构造斜度指是与分型面垂直非加工面构造斜度,以便于起模和提高铸件精度。
构造斜度是零件原始设计构造;
拔模斜度是为了造型拔模(起模)以便,而在铸件上设计斜度。
无法起模,构造可改为下图所示;
1.12无法起模,可将凸台延伸至分型面
1.13构造圆角可减少热节,缓和应力集中。
分型面圆角不合理,应当为直角。
1.14a方案存在较大水平面,不利于浇铸,左上角构造距离太近,不利于锻造。
b方案有较好构造斜度,利于浇铸,但存在锐角连接,也许会产生热节等缺陷,但其方向不影响液体流动。
综合比较,b较好
1.15加工困难是由于外形构造存在凹面,起模困难,断腿是由于直角连接处存在应力集中。
可将直角改为圆角,恰当增长壁厚。
依照构造需要,可将内凹弧面改为平面或者其她利于锻造构造。
1.16
a:
锻造需要型芯。
可改为工字型构造
b:
锻造时,型芯无法固定。
开设工艺孔,增长型芯头。
c:
构造过于复杂。
可将口开成与内壁宽度相似,平滑连接,减少型芯数量。
圆弧外凸起,无法起模,可以将分型面转换到与凸起物垂直面上。
d:
缺少圆角,且中间某些太厚,容易产生缩孔等缺陷。
过渡处倒圆角,特别是半径转换地方。
在不变化构造状况下,可以从底部加一块型芯,既可以避免过厚,又可以减少重量。
1.18熔模锻造又称失蜡锻造,是运用蜡来制作外壳,形成模具,浇铸成型锻造办法。
1 制造蜡模,将糊状蜡料压入金属模具,冷凝后取出。
2 制造型壳,在蜡模组表面涂上涂料,然后硬化,重复多次,形成耐火坚硬型壳。
3 脱蜡,将蜡模浸入热水中,融化蜡料
4 型壳焙烧,将型壳放入800-950度加热炉中保温,去除残存蜡和水分
5 浇注,趁热浇入合金液,凝固冷却。
6 脱壳和清理,人工或机械去除型壳,切除冒口。
1.19
1 有较高尺寸精度和较小表面粗糙度,机械加工余量小。
2 导热性好,冷却速度快,铸件晶粒细小,力学性能好。
3 可实现一型多铸,提高劳动生产率,节约造型材料,减轻环境污染。
金属型因不透气且无退让性,铸件容易产生冷隔冷缺陷,加上金属型无溃散性,因而不适当锻造形状复杂、薄壁、大型铸件。
制导致本高,周期长,不适当单件小批生产,受金属型材料熔点限制,不适当生产高熔点合金铸件。
而砂型锻造尽管精度低,但合用范畴广,成本低,因而金属型不能取而代之。
1.22离心锻造时将熔融金属浇入旋转铸型中,在离心力作用下充填铸型并凝固成形一种锻造办法。
不用型芯即可锻造出圆筒件,省去了浇铸系统冒口;
金属由表向内定向凝固,改进了补缩条件;
离心力作用提高了金属液充型能力;
便于制造双金属铸件。
1.26
类别
石墨形态
制造过程
合用范畴
灰铸铁
片状
,向铁液中冲入75%硅铁或硅钙合金等。
对精度规定较高或大型复杂铸件,加工前应进行清除应力退火。
消除白口退火用于表层或薄壁处浮现白口组织灰铸铁。
对表面规定高硬度高耐磨导轨等可采用接触电阻加热进行表面淬火。
惯用于制造床身、机座等规定耐压、消振、减磨耐磨零件
可锻铸铁
团絮状
先由一定化学成分铁水迅速冷却获得白口组织,再进行高温、长时间石墨化退火。
适于制造形状复杂,壁厚薄,承受振动,规定较高强度小铸件,如弯头等
球墨铸铁
球状
冲入稀土镁合金等球化剂,在铁液包内球化剂与铁液充分反映后,将孕育剂放在炼铁炉出铁槽内,冲入孕育剂。
热解决有为获得铁素体基体退火,获得珠光体基体正火等。
应用于曲轴、凸轮轴等承受载荷较大、承受振动和一定冲击、规定耐磨损铸件。
蠕墨铸铁
蠕虫状
与球墨铸铁相似,只是蠕化铸铁液中加入是适量蠕化剂。
可用于制造汽缸盖,钢锭模,液压阀等铸件
白口铸铁
渗碳体
迅速冷却
耐磨性规定不高抗磨铸件,可锻铸铁白口胚件等
1.28可锻铸铁碳、硅含量低,流动性差,并且冷却速度快,故适当锻造薄壁小型铸件,锻造厚壁大铸件,也许会产生浇不到等缺陷。
1.29不对的,不同壁厚灰铸铁力学性能不同样,壁厚为5mm抗拉强度σb
175mpa,满足条件,而别的两个不满足。
第二章金属塑性成形
2-1什么是最小阻力定律?
为什么闭式滚挤或拔长模膛可以提高滚挤或拔长效率?
答:
最小阻力定律是指金属在塑性变形过程中,如果金属质点有向几种方向移动也许时,则金属各质点将向阻力最小方向移动。
由于闭式模膛使得材料发生塑性变形时,朝着填满型腔方向阻力唯一最小(开式也许朝几种方向阻力都最小),因而效率要相对高某些。
2-2纤维组织是如何形成?
它存在有何利弊?
金属铸锭组织中存在着偏析夹渣物、第二相等,在热塑性变形时,随金属晶粒变形方向或延伸呈条状、线状或破碎呈链状分布,金属再结晶后也不会变化,依然保存下来,呈宏观“流线”状。
纤维组织使得金属力学性能呈现出方向性,沿着纤维方向抗拉抗压强度增大,垂直于纤维方向抗拉抗压强度削弱。
2-3何为“过热”?
何为“过烧”?
它们分别会对锻件产生什么影响?
金属塑性成形过程中,如果加热温度过高,导致金属晶粒急剧增大,这种现象称为“过热”;
如果温度过高接近熔点时,晶界发生氧化或者局部融化现象称为“过烧”。
过热会导致金属塑性减小,塑性成形能力下降;
过烧会导致金属塑性变形能力完全消失。
2-4判断如下说法与否对的?
为什么?
(1)金属塑性越好,变形抗力越大,金属可锻性越好。
错误;
塑性越好,变形抗力越小,可锻性越好。
(2)为了提高钢材塑性变形能力,可以采用减少变形速度或在三相压应力下变形等工艺。
当变形速度低于临界值时,减少变形速度可以提高材料塑性变形能力,但当变形速度高于临界值时,减少变形速度减少了材料塑性变形能力。
(3)为了消除锻件中纤维组织,可以采用热解决方式实现。
只能通过塑性变形变化纤维方向和分布。
2-5求将75mm长圆钢拔长到165mm锻造比,以及将直径50mm、高120mm圆钢锻到60mm高锻造比。
能将直径为50mm、高180mm圆钢镦粗到60mm高吗?
s0H0=s1H1Y锻=s0/s1=H1/H0=165/75=2.2;
Y锻=120/60=2;
不能,由于整体镦粗用圆形截面坯料高度和直径比不不不大于2.5~3,此处高径比为3.6。
2-8带头部轴类零件,在单件小批量生产条件下,若法兰头直径D较小,杆长L较大时,应如何锻造?
D较大,L较小时,又应如何锻造?
自由锻。
D较小,L较大时,先将棒料拔长,然后局部镦粗,锻出头部;
D较大,L较小时,先镦粗,然后锻轴杆。
2-9答:
a)不适合,构造复杂且有肋板;
b)不适合,有圆柱面与平面相交形成空间曲线,修改见图2-15(b);
c)不适合,有梯型槽,去除梯型槽后可用于自由锻。
2-11模锻时,如何合理拟定分模面位置?
1、一方面保证模锻件能从模膛中顺利取出2、分模面尽量选在能使模膛深度最浅位置3、尽量使上下两模沿分模面模膛轮廓一致4、尽量采用平面,并使上下模膛深度基本一致5、是模锻件上敷料至少,锻件形状尽量与零件形状一致。
2-12模锻与自由锻有何区别?
1、模锻需要模具及锻压设备,投资较大,生产效率高,适合批量生产。
自由锻设备简朴,但是生产效率低,适合单件小批量生产2、模锻能锻造形状复杂锻件,尺寸较为精准,并可使金属流线分布更为合理,力学性能较高。
减少切削加工工作量。
自由锻尺寸精度低,加工余量大,耗材多3、模锻操作简朴、劳动强度低。
对工人技术水平规定不高,易于实现机制化、自动化。
自由锻劳动强度大,对工人技术水平规定较高
2-14修改见书图2-35
2-15分模面均为对称面
2-17间隙对冲裁件断面质量有何影响?
间隙过大或过小会对冲裁产生什么影响?
凸凹模间隙会严重影响冲裁件断口质量,间隙适当时,板料内形成上、下裂纹重叠一线,断裂带和毛刺均较小;
间隙过大时,板料中拉应力增大,裂纹提前形成,板料内形成上下裂纹向内错开,断口断裂带和毛刺均较大;
间隙过小时,凸凹模受到板料挤压作用大,摩擦加大,板料内形成上、下裂纹向外错开,断口形成二节光面,在两节光面间夹有裂纹。
除此之外,凸凹模间隙还影响模具守门、冲裁力和冲裁件尺寸精度。
2-18a)孔径过大,孔壁过薄,不易冲裁,增大壁厚,减小孔径b)将直角某些改为圆角,壁厚增大c)弯曲半径不大于最小弯曲半径,应减小壁厚d)底边过短,不易弯曲,将底边改为20mme)将凸台某些延长与基体相似,此外在过渡某些倒圆角f)增大冲孔部位与侧壁距离,将R4增大。
2-21冲孔,落料,拉
2-22冲孔落料弯曲
2-23不能;
t/D0=1.43%D1=D0*m1=52.5~66.15>
25因此不能一次拉深。
d2=39.375~50.274,d3=30.712~39.716,d4=24.57~32.17,d5=20.15~27;
因此至少需要4次拉深。
2-24试阐明挤压、拉拔、滚扎、旋压、精密模锻成形工艺与应用特点。
1、挤压:
挤压是对挤压模具中金属锭坯施加强大压力作用,使其发生塑性变形从挤压模具模口中流出,或布满凸、凹模型腔,而获得所需要形状与尺寸制品塑性成形办法。
可加工某些塑性较差材料,改进组织和性能。
可生产断面及其复杂或具备深孔、薄壁以及变断面零件,并且挤压件精度较高,表面粗糙度小,生产效率高。
2、拉拔:
在拉力作用下,迫使金属坯料通过拉拔模孔,以获得相应形状与尺寸制品塑性加工办法,称为拉拔。
拉拔制品表面粗糙度小,生产设备简朴,维护以便,
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