挤压与拉拔复习题(改)
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轴向拉伸压缩练习题一、判断题:1.在弹性范围内,杆件的正应力和正应变成正比。
(对)2.轴向拉压杆横截面上,只有一种内力,有两种应力。
(对)3.胡克定律仅适用于杆件的弹性变形范围(对)4.低碳钢受拉破坏时有屈服阶段,中碳钢和合金钢都没有屈服阶段。
(错)5.铸铁扭转破坏沿45度螺旋面断裂是因剪应力先达到极限所致。
(错)6.低碳钢扭转破坏沿轴横截面断裂是因剪应力先达到极限所致。
(对)7.低碳钢压缩实验曲线一直是上扬的,因此极限强度为无穷。
(错)8. 弹性极限是材料保持弹性的最大极限值,可以不保持线性。
(错)9.比例极限是材料能保持线性的最大值,必在材料的弹性范围内。
(错)10.构件内力的大小不但与外力大小有关,还与材料的截面形状有关(错)11.杆件的某横截面上,若各点的正应力均为零,则该截面上的轴力为零。
(对)12.两根材料、长度都相同的等直柱子,一根的横截面积为A1,另一根为A2,且A2>A1 如图所示。
两杆都受自重作用。
则两杆最大压应力相等,最大压缩量也相等。
(对)13. 受集中力轴向拉伸的等直杆,在变形中任意两个横截面一定保持平行。
所以纵向纤维的伸长量都相等,从而在横截面上的内力是均匀分布的。
(错)14. 若受力物体内某电测得x和y方向都有线应变εx和εy,则x和y方向肯定有正应力σx 和σy。
(错)二、选择题1 塑性材料冷作硬化后,材料的力学性能发生了变化。
试判断以下结论哪一个是正确的:__ (A) 屈服应力提高,弹性模量降低;(B) 屈服应力提高,塑性降低;(C) 屈服应力不变,弹性模量不变;(D) 屈服应力不变,塑性不变。
2 低碳钢材料在拉伸实验过程中,不发生明显的塑性变形时,承受的最大应力应当小于的数值,有以下4种答案,请判断哪一个是正确的:_B_ (A) 比例极限;(B) 屈服极限;(C) 强度极限;(D) 许用应力。
3.关于低碳钢试样拉伸至屈服时,有以下结论,请判断哪一个是正确的:__ _ (A) 应力和塑性变形很快增加,因而认为材料失效;(B) 应力和塑性变形虽然很快增加,但不意味着材料失效;(C) 应力不增加,塑性变形很快增加,因而认为材料失效;(D) 应力不增加,塑性变形很快增加,但不意味着材料失效。
挤压与拉拔复习题答案一、选择题1. 挤压工艺中,金属的流动方向与外力作用方向的关系是:A. 垂直B. 平行C. 成一定角度D. 无固定方向答案:B. 平行2. 拉拔工艺中,金属的流动方向与外力作用方向的关系是:A. 垂直B. 平行C. 成一定角度D. 无固定方向答案:B. 平行3. 挤压与拉拔工艺中,金属的塑性变形主要发生在:A. 表面B. 内部C. 边缘D. 接触面答案:B. 内部二、填空题4. 挤压过程中,金属的流动方向与挤压轴向____。
答案:平行5. 拉拔过程中,金属的流动方向与拉拔轴向____。
答案:平行6. 挤压与拉拔工艺中,金属的塑性变形主要发生在____。
答案:内部三、简答题7. 挤压与拉拔工艺的共同点是什么?答案:挤压与拉拔工艺的共同点是它们都是通过施加外力使金属发生塑性变形,从而改变金属的形状和尺寸。
8. 挤压与拉拔工艺的不同点有哪些?答案:挤压与拉拔工艺的不同点在于挤压是金属在封闭模腔中受到压力作用而发生变形,而拉拔则是金属在拉伸力作用下通过模具孔洞而发生变形。
四、计算题9. 假设一块长方体金属块,其尺寸为长L=100mm,宽W=50mm,高H=20mm,若通过挤压工艺使其高度增加到H'=40mm,求挤压后的宽度W'。
答案:假设金属体积不变,则挤压前后体积相等,即L×W×H=L×W'×H'。
解得W'=(W×H)/(H')=50mm×20mm/40mm=25mm。
五、论述题10. 论述挤压与拉拔工艺在现代制造业中的应用及其重要性。
答案:挤压与拉拔工艺在现代制造业中应用广泛,它们可用于生产各种形状和尺寸的金属制品,如管材、棒材、线材等。
这些产品在汽车、航空、建筑、电子等多个领域都有重要应用。
挤压与拉拔工艺能够提高材料的机械性能,改善金属的微观结构,从而提高产品的质量和性能,对制造业的发展具有重要意义。
一、填空1、典型的塑性成形工艺包括拉深,挤压,轧制,拉拔等。
2、金属发生塑性变形时,其晶内变形的主要方式是滑移和孪生。
3、主应变简图采用主应变的个数和方向描述一点的应变状态,满足体积不变条件的应变状态主应变简图有3种。
4、米塞斯和屈雷斯加两个屈服准则相差最大的应力状态是平面应变状态。
5、不考虑材料的弹性,也不考虑材料硬化的材料模型称为理想刚塑性材料;不考虑材料的弹性,考虑材料硬化的材料模型称为刚塑性硬化材料。
6、超塑性成形工艺方法有结构超塑性和动态超塑性。
(相变超塑性)7、米塞斯和屈雷斯加两个屈服准则一致的应力状态是单向应力状态。
8、按照加工特点来分,塑性成形可以分为块料成形和板料成形两大类,其中,常见的块料成形包括拉拔,锻造,挤压,轧制等工艺。
9、冷挤压钢制零件时,需要对制件表面进行磷化处理,磷化处理后必须进行润滑处理,常用的润滑方法是表面皂化。
10、主应力简图共有9种。
满足体积不变条件的主应变简图共有3种。
11、应力偏张量引起物体产生形状变化;应力球张量引起物体产生体积变化。
12、多晶体的塑性变化包括晶内变形和晶间变形,其中,晶间变形的主要方式是滑移。
13、对数应变的主要特点是准确性、叠加性、可比性。
14、塑性应力应变关系与加载历史有关,变形过程中材料体积不变。
15、单位面积的内力被称为应力。
16、多晶体塑性变形的特点包括:具有不均匀性、不同时性、和相互协调性。
17、塑性成形中的三种摩擦状态分别是:干摩擦,流体摩擦,边界摩擦。
18、常用的求解塑性工程问题的方法有主应力法、滑移线法、上限元法。
19、塑性成形工艺按成形件的特点可以分为块料成形和板料成形。
20、金属发生塑性变形时,其晶内变形的主要方式是滑移和孪生。
21、屈雷斯加屈服准则的物理意义为,当材料的最大剪应力达到某一常数时材料就屈服了;米塞斯屈服准则的物理意义为,当材料的等效应力达到某一定值时,材料就屈服了。
22、关于摩擦产生机理有:表面凸凹学说,分子吸附学说,表面粘着学说。
剪切、挤压练习题一1、齿轮与轴由平键连接,已知轴的直径d=70mm , 键的尺寸为b ×h ×L=20 ×12 ×100mm ,传递的扭转力偶矩Me=2kN.m ,键的许用切应力为[τ]= 60MPa ,许用挤压应力为[bs]= 100MPa.试校核键的强度.2、一销钉连接如图所示,已知外力 F=18kN,被连接的构件 A 和 B 的厚度分别为 t=8mm 和t1=5mm ,销钉直径 d=15mm , 销钉材料的许用切应力为 [τ] = 60MPa ,许用挤压应力为 [δS]= 200MPa .试校核销钉的强度.Me d FMed FA t1FFAt t1Bd3、一铆钉接头用四个铆钉连接两块钢板. 钢板与铆钉材料相同. 铆钉直径 d =16mm ,钢板的尺寸为 b =100mm ,t =10mm ,F = 90kN ,铆钉的许用应力是 [τ] =120MPa ,[δS] =120MPa ,钢板的许用拉应力 [δ]=160MPa. 试校核铆钉接头的强度.4. 如图所示螺栓连接,已知钢板的厚度t =10mm ,螺栓的许用切应力[τ]=100MPa ,许用挤压应力[σ]=200MPa ,F=28kN ,试选择该螺栓的直径。
F Ft t FFb5.如图所示,某轮用平键与轴联接。
已知轴的直径d=70mm ,键的尺寸为b=20mm,h=12mm,l =100mm ,传递的转矩M=1.5kN ·m ,键的许用切应力[τ]=60MPa ,许用挤压应力[σ] =100MPa ,试校核键的强度6、 两轴用凸缘联轴器相连接,在直径D =150mm 的圆周上均匀地分布着四个螺栓来传递力偶M 。
已知M=3KN.m ,凸缘厚度t=10mm ,螺栓材料为Q235钢,其许用拉应力[σ]=105MPa ,凸缘厚度t=10mm 。
设计螺栓直径d 。
剪切面m-m7、一铆接头如图所示,受力F=110kN,已知钢板厚度为t=1cm,宽度b=8.5cm ,许用应力为[σ ]= 160M Pa ;铆钉的直径d=1.6cm,许用切应力为[τ]= 140M Pa ,许用挤压应力为[σbs]=320M Pa,试校核铆接头的强度。
2016—2017学年第二学期期终考试?挤压工艺及模具设计?试卷A注:1.请考生将试题答案写在答题纸上,在试卷上答题无效。
2.凡在答题纸密封线以外有姓名、班级学号、记号的,以作弊论。
一、名词解释题(每题3分,共计3×5=15分)1)反挤2)型材挤压3)“红脆”现象4)皂化处理5)脱碳现象二、是否判断题(每题1.5分,共计1.5×10=15分)1)复合挤压工艺中包含有正挤压、反挤压、减径挤压等挤压特性。
2)温挤压后的试件必须进行正火或退火等热处理,从而得到较好的综合性能。
3)静液挤压是一种新型挤压工艺,能使脆性材料的挤压变成现实。
4)型材挤压之所以产品形式不一样,其决定因素在于模孔的不同设计。
5)温挤压的制件尺寸精度和表面粗糙度明显好于热挤压,但要差于冷挤压的。
6)型材挤压时挤压速度与加热温度两者之间必须良好协调,否则其挤压制件质量不能保证。
7)确定热挤压加热温度的范围,要综合考虑材料的塑性、质量和变形抗力等因素。
8)挤压模特别是冷挤压模具的凹模多设计成预应力圈组合式凹模。
9)热挤压件图要参考冷挤压件图,在考虑多种因素的前题下,进行绘制或设计。
10)冷挤压件一般要进行挤后的等温退火处理。
三、简答题(每题5分,共5×5=25分)1)挤压时主变形区金属处于什么应力状态?画出正挤压变形分区,表示其应力应变状态?2)型材挤压时沿长度方向最易出现什么质量问题?有什么措施解决?3)Conform连续挤压有何特点?4)相对比其他塑性成形工艺,挤压工艺有何特点?5)如何防止或消除挤压时的附加应力和残余应力?四、问答题(每题14分,共2×14=28分)1)冷挤压时,挤压力与挤压行程存在一定的关系,请用曲线表示,各阶段有何特点?影响冷挤压力的主要因素有哪些?2)图1为一中部带凸缘的杯形件制品,现在需要运用挤压工艺成形,请设计2套工艺方案,详细阐述每套方案的每一工步或工序,并绘制各步简图?五、综合题(共17分)1)通过学习,你了解了各式挤压技术或工艺,请详细分析并说明冷挤压、温挤压和热挤压三者在各方面的特点,建议用表格方式阐述(内容包括 是否模具预热、坯料预热、挤压力大小、对润滑要求、是否需要冷却系统、是否需要挤压后制件后续处理、挤后制件质量好坏?)。
cos sin 3AyF F Fθθ轴向拉伸与压缩习题及解答计算题1:利用截面法,求图2. 1所示简支梁m — m 面的内力分量。
解:(1)将外力F 分解为两个分量,垂直于梁轴线的分量F sin θ,沿梁轴线的分量F cos θ. (2)求支座A 的约束反力:xF∑=0,AxF∑=cos F θB M ∑=0, Ay F L=sin 3L F θAy F =sin 3Fθ (3)切开m — m ,抛去右半部分,右半部分对左半部分的作用力N F ,S F 合力偶M 代替 (图1.12 )。
图 2.1 图2.1(a) 以左半段为研究对象,由平衡条件可以得到xF∑=0, N F =—Ax F =—cos F θ(负号表示与假设方向相反)y F ∑=0, s F =Ay F =sin 3Fθ 左半段所有力对截面m-m 德形心C 的合力距为零sin θC M ∑=0, M=AyF 2L =6FL sin θ 讨论 对平面问题,杆件截面上的内力分量只有三个:和截面外法线重合的内力称为轴力,矢量与外法线垂直的力偶距称为弯矩。
这些内力分量根据截面法很容易求得。
在材料力学课程中主要讨论平面问题。
计算题2:试求题2-2图所示的各杆1-1和2-2横截面上的轴力,并作轴力图。
解 (a )如图(a )所示,解除约束,代之以约束反力,作受力图,如题2-2图(1a )所示。
利用静力学平衡条件,确定约束反力的大小和方向,并标示在题2-2图(1a )中。
作杆左端面的外法线n ,将受力图中各力标以正负号,凡与外法线指向一致的力标以正号,反之标以负号,轴力图是平行于杆轴线的直线。
轴力图在有轴力作用处,要发生突变,突变量等与该处轴力的数值,对于正的外力,轴力图向上突变,对于负的外力,轴力图向下突变,如题2-2图(2a )所示,截面1和截面2上的轴力分别为1N F =F 和2N F =—F 。
(b)解题步骤与题2-2(a )相同,杆受力图和轴力图如题2-2(1b )、(2b )所示。
挤压工艺及模具习题库参考答案1.答:反挤压进入稳定阶段,坯料的变形情况可分为以下几个区域:已变形区、变形区、过渡区、死区、待变形区。
2.答:三向应力之所以可以提高被挤压材料的塑形,归纳起来主要原因是:第一:三向压应力状态能遏制晶间相对移动,阻止晶间变形。
第二:三向压应力状态有利于消除由于塑性变形所引起的各种破坏。
第三:三向压应力状态能使金属内某些夹杂物的危害程度大为降低。
第四:三向压应力状态可以抵消获减小由于不均匀变形而引起的附加应力,从而减轻了附加应力所造成的破坏作用。
3.答:在塑形变形过程中,变形金属内部除了存在着与外力相应的基本应力以外,还由于物体内各层的不均匀变形受到变形体整体性的限制,而引起变形金属内部各部分自相平衡的应力,称为附加应力。
4.答:实心件正挤压的金属流动特点:坯料除了受凹模工作表面的接触摩擦影响外,还受到芯棒表面接触摩擦的影响,因而坯料上的横向坐标线向后弯曲,不再有产生超前流动的中心区域,这说明正挤压空心件的金属流动比正挤压实心件均匀一些。
在进入稳定流动时,剧烈变形区也是集中在凹模锥孔附近高度很小的范围之内,金属在进入变形区以前或离开变形区以后几乎不发生塑性变形,仅作刚性平移。
5.答:附加应力不是由外力引起的,而是为了自身得到平衡引起的。
因此,当外力取消以后,附加应力并不消失而残留在变形体内部,成为残余应力。
附加应力和残余应力的危害:第一:缩短挤压件的使用寿命;第二:引起挤压件尺寸及形状的变化;第三:降低金属的耐蚀性。
6.答:缩孔是指变形过程中变形体一些部位上产生较大的空洞或凹坑的缺陷。
当正挤压进行到待变形区厚度较小时、甚至只有变形区而无待变形区时,会产生缩孔。
筒形件反挤压时进行到待变形区厚度较小,甚至当坯料底厚小于壁厚时仍继续反挤,则会因材料不足以形成较厚的壁部而产生角部缩孔缺陷。
7.答:挤压对金属组织和力学性能的影响有:挤压时,在强烈的三向应力作用下金属晶粒被破碎,原来较大的晶粒挤压后变成为等轴细晶粒组织,因而提高了强度。
拉伸压缩一、填空题(共11题,53分)1、在轴向拉压杆中,只有一种沿杆轴作用的内力,这种内力称为(__)。
正确答案:第1空:轴力解析:具体解析2、杆件截面上某点处分布内力的集度称为该点处的(__)。
正确答案:第1空:应力解析:具体解析3、材料力学主要研究 (__)的构件,称为杆件,简称为杆。
正确答案:第1空:长度大于横截面尺寸解析:具体解析4、工程上通常按延伸率的大小把材料分成两大类,δ大于(__)的材料称为塑性材料。
正确答案:第1空:5%解析:具体解析5、图示钢杆在轴向拉力作用下,横截面上的正应力σ超过子材料的屈服极限,此时轴向线应力ε1,现开始卸载,轴向拉力全部卸掉后,轴向残余应应变ε2,则该钢材的弹性模量= (__)。
正确答案:第1空:6/(ε1-ε2)解析:具体解析6、低碳钢拉伸经过冷作硬化后,其得到提高的指标是(__)。
正确答案:第1空:比例极限解析:具体解析7、在低碳钢拉伸曲线中,其变形破坏全过程可分为4个变形阶段,它们依次是(__)、(__)、(__)和(__)。
正确答案:第1空:弹性阶段第2空:屈服阶段第3空:强化阶段第4空:颈缩阶段解析:具体解析8、已知一轴上所受拉力为F,变形前长度为l,弹性模量为E,截面积为A,则其抗拉刚度为(__)。
正确答案:第1空:EA解析:具体解析9、如图所示低碳钢拉伸时的δ-ε曲线,在B点试件被拉断,作BO1平行于OA,则线段OO1表示试件拉断时的(__)应变,也即是材料的塑性指标(__),线段O1O2表示试件拉断时的(__)应变。
正确答案:第1空:塑性应变第2空:延伸率第3空:弹性应变解析:具体解析10、关于应力的符号,一般规定为(__)为正(__)为负。
正确答案:第1空:拉应力第2空:压应力解析:具体解析11、构件的强度是指构件抵抗(__)的能力;刚度是指构件抵抗(__)的能力;稳定性是指构件维持原有(__)的能力。
正确答案:第1空:破坏第2空:变形第3空:平衡状态解析:具体解析二、计算题(共10题,47分)1、一等直杆所受外力如图所示,试求各段截面上的轴力,并作杆的轴力图。
概念题:1、拉拔:在外力作用下,迫使金属坯料通过模孔,以获得相应形状、尺寸的制品的塑性加工方法。
2、挤压:就是对放在容器(挤压筒)内的金属锭坯从一端施加外力,强迫其从特定的模孔中流出,获得所需要的断面形状和尺寸的制品的一种塑性成型方法。
3、挤压缩尾:挤压快要结束时,由于金属的径向流动及环流,锭坯表面的氧化物、润滑剂及污物、气泡、偏析榴、裂纹等缺陷进入制品内部,具有一定规律的破坏制品组织连续性、致密性的缺陷。
4、死区:在基本挤压阶段,位于挤压筒与模子端面交界处的金属,基本上不发生塑性变形,故称为死区。
5、粗晶环:许多合金(特别是铝合金)热挤压制品,经热处理后,经常会形成异常大的晶粒,这种粗大晶粒在制品中的分布通常是不均匀的,多数情况下呈环状分布在制品断面的周边上,故称为粗晶环。
6、残余应力:由于变形不均,在拉拔结束、外力去除后残留在制品中的应力。
7、粗化:许多合金(特别是铝合金)热挤压制品,经热处理后,经常会形成异常大的晶粒,比临界变形后热处理所形成的再结晶晶粒大得多,晶粒的这种异常长大过程称为粗化。
8、带滑动多模连续拉拔配模的必要条件:当第n道次以后的总延伸系数λn→k大于收线盘与第n个绞盘圆周线速度之比γk→n,才能保证成品模磨损后不等式un> vn仍然成立,保证拉拔过程的正常进行。
9、带滑动多模连续拉拔配模的充分条件:任一道次的延伸系数应大于相邻两个绞盘的速比。
10、挤压效应:某些高合金化、并含有过渡族元素的铝合金(如2A11、2A12、6A02、2A14、7A04等)挤压制品,经过同一热处理(淬火与时效)后,其纵向上的抗拉强度比其他加工(轧制、拉拔、锻造)制品的高,而伸长率较低,这种现象称为挤压效应。
简述题:1、影响管材空拉时的壁厚变化的因素有那些?各是如何影响的?2、挤压缩尾有那几种形式,其产生原因各是什么?3、锥形拉拔模孔由那几部分构成,各部分的主要作用是什么?4、对于存在着偏心的管坯,通过安排适当道次的空拉就可以使其偏心得到纠正。
请问:(1)空拉为什么能够纠正管材的偏心?(2)采用固定短芯棒拉拔时,在一定程度上也能够纠正管材的偏心,这是为什么?5、挤压效应产生的主要原因是什么?影响挤压效应的因素有那些方面?6、挤压机的主要工具有哪些,各自的主要作用是什么?7、什么是残余应力?画图说明圆棒材拉拔制品中残余应力的分布及产生原因。
8、简述在挤压过程中,影响挤压力的主要因素?9、在挤压过程中,试详细阐述影响金属流动的因素?10、产生粗晶环的主要原因是什么?粗晶环对制品力学性能有何影响?1、正、反向挤压时的主要特征是什么?正向挤压:特征:变形金属与挤压筒壁之间有相对运动,二者之间有很大的滑动摩擦。
引起挤压力增大;使金属变形流动不均匀,导致组织性能不均匀;限制了挤压速度提高;加速工模具的磨损。
反向挤压:特征:变形金属与挤压筒壁之间无相对运动,二者之间无外摩擦。
2、什么是死区?死区的产生原因是什么?死区概念:在基本挤压阶段,位于挤压筒与模子端面交界处的金属,基本上不发生塑性变形,故称为死区。
死区产生原因:a、强烈的三向压应力状态,金属不容易达到屈服条件;b、受工具冷却,σs增大;c、摩擦阻力大。
3、挤压缩尾的形式及产生原因,减少挤压缩尾的措施。
三种:中心缩尾、环形缩尾、皮下缩尾(1)中心缩尾:终了挤压阶段后期,筒内剩余的锭坯高度较小,整个挤压筒内的剩余金属处于紊流状态,且随着锭坯高度的不断减小,金属径向流动速度不断增加,以用来补充锭坯中心部位金属的短缺,于是锭坯后端表面的氧化物、油污等易集聚到锭坯的中心部位,进入制品内部;而且随着挤压的进一步进行,径向流动的金属无法满足中心部位的短缺,于是在制品中心部位出现了漏斗状的空缺,即中心缩尾。
(2)环形缩尾:挤压过程中,锭坯表面层带有氧化物、偏析物、各种表面缺陷及污物的金属,由于受到挤压筒壁的摩擦作用,其流动滞后于皮下金属,被随后到来的挤压垫向前推进而堆积在挤压垫与挤压筒的角落部位。
随着挤压过程进行,堆积在这个角落部位中带有各种缺陷和污物的金属会越来越多。
到了挤压过程末期,当中间部位金属供应不足,边部金属开始发生径向流动时,这部分金属将沿着挤压垫前端的后端难变形区的边界流入制品中,形成环形状的缩尾。
(3)皮下缩尾:终了挤压阶段,当死区与塑性流动区界面因剧烈滑移使金属受到很大剪切变形而断裂时,表面层带有氧化物、偏析物、各种表面缺陷及污物的金属,会沿着断裂面流出,与此同时,由于挤压筒内剩余锭坯的长度很小,死区金属也逐渐流出模孔包覆在制品的表面上,形成皮下缩尾或外成层。
如果死区金属流出较少,不能完全将这些带有各种缺陷和污物的金属包覆住,则形成起皮。
减少挤压缩尾的措施(1)对锭坯表面进行机械加工——车皮。
(2)采用热剥皮挤压。
(3)采用脱皮挤压,(4)进行不完全挤压——留压余。
(5)保持挤压垫工作面的清洁,减少锭坯尾部径向流动的可能性。
4、挤压机的分类?什么是单动式挤压机、复动式挤压机?各自的主要用途是什么?按传动类型:分液压和机械传动两大类按总体结构形式:分为卧式和立式挤压机两大类按其用途和结构:分为型棒挤压机和管棒挤压机,或者称为单动式挤压机和复动式挤压机单动式挤压机:无独立穿孔系统。
适合用实心锭挤压型材、棒材,用组合模挤压空心型材。
使用随动针和空心锭也可以挤压无缝管材。
双动式挤压机:具有独立穿孔系统。
适合于用空心锭或实心锭挤压无缝管材。
采用实心锭也可以挤压型、棒材。
5、挤压机的主要工具有哪些,各自的主要作用是什么?1) 主要挤压工具:▪挤压模—用于生产所需要的形状、尺寸的制品。
▪穿孔针(芯棒)—对实心锭进行穿孔或用空心锭生产管材。
▪挤压垫—防止高温金属与挤压杆直接接触,并防止金属倒流。
▪挤压杆—用于传递主柱塞压力。
▪挤压筒—用于容纳高温锭坯。
2) 辅助工具:模垫、模支承、模座(压型嘴、模子滑架)、挡环(支承环)、针支承、针接手、导路等。
6、模孔工作带的作用是什么?确定工作带长度的原则是什么?作用:稳定制品尺寸和保证制品表面质量。
工作带长度的确定原则:最小长度应按照挤压时能保证制品断面尺寸的稳定性和工作带的耐磨性来确定,一般最短1.5~3mm。
最大长度应按照挤压时金属与工作带的最大有效接触长度来确定。
铝合金一般最长不超过15~20mm。
7、挤压过程中,影响金属流动的因素有哪些?(1)接触摩擦及润滑的影响:1)摩擦越大,不均匀流动越大;2)润滑可减少摩擦,减少金属流动不均,并可以防止工具粘金属。
(2)锭坯与工具温度的影响:1)锭坯本身温度:温度高,强度低,流动不均。
2)锭坯断面上的温度分布:加热的不均匀性;工具的冷却作用;导热性的影响。
(3)相变的影响:温度改变能使某些合金产生相变,金属处于不同的相组织会产生不同的流动情况。
(4)摩擦条件变化:a、温度不同,摩擦系数不同;产生不同的氧化表面,其摩擦系数也不同。
b、温度不同,可能产生不同相态组织。
c、在高温、高压下极容易发生金属与工具的粘结。
(5)锭坯与工具的温度差:锭坯与工具的温差越大,变形的不均匀性越大。
(6)金属性质的影响变形抗力高的金属比抗力低的流动均匀;合金比纯金属流动均匀。
(7)工具形状的影响1)模角:模角大,死区大,金属流动不均匀,挤压力大,制品表面质量较好。
2)形状相似性:挤压筒与制品形状相似,金属流动均匀。
(8)变形程度的影响变形程度大,不均匀流动增加,但当变形程度增加到一定程度时,由于变形从表面深入到内部,反而会使不均匀流动减小。
8、在挤压过程中,影响挤压力的主要因素有哪些?(1)金属的变形抗力挤压力大小与金属的变形抗力成正比。
(2)锭坯状态锭坯组织性能均匀,挤压力较小。
(3)锭坯的规格及长度锭坯的规格对挤压力的影响是通过摩擦力产生作用的。
锭坯的直径越粗,挤压力就越大;穿孔针直径越粗,挤压力也越大;锭坯越长,挤压力也越大。
(4)变形程度(或挤压比)挤压力大小与变形程度成正比,即随着变形程度增大,挤压力成正比升高。
(5)变形温度随着变形温度的升高,金属的变形抗力下降,挤压力降低。
(6)变形速度如果无温度、外摩擦条件的变化,挤压力与挤压速度之间成线性关系。
(7)外摩擦条件的影响(8)模角随着模角增大,金属进入变形区压缩锥所产生的附加弯曲变形增大,所需要消耗的金属变形功增大;但模角增大又会使变形区压缩锥缩短,降低了挤压模锥面上的摩擦阻力,二者叠加的结果必然会出现一挤压力最小值。
这时的模角称为最佳模角。
(9)挤压方式的影响反向挤压比同等条件下正向挤压在突破阶段所需要的挤压力低30% ~40%。
9、型材模设计时,减少金属流动不均匀的主要措施有哪些?(1)合理布置模孔(2)确定合理的工作带长度(3)设计阻碍角或促流角(4)采用平衡模孔(5)设计附加筋条(6)设计导流模或导流腔10、对于以下几种情况,可酌情对模孔工作带长度进行必要的增减:a、交接圆边有凹弧R(R>1.5mm)者,工作带可增加1mm。
b、螺孔处工作带可增加1mm。
c、交接圆边有凸弧R(R>1.5mm)者,工作带可减短1mm。
d、壁厚相同的各端部可减短1mm11、挤压制品组织不均匀的特点是什么?产生的主要原因是什么?▪表现特征横向上:外层晶粒细小,中心层粗大。
纵向上:前端晶粒粗大,尾端细小,在最前端仍保留有铸态组织轮廓。
▪产生原因A 变形不均匀(1)在横断面上,变形程度是由中心向边部逐渐增加的。
从而导致了外层金属的晶粒破碎程度比中心层剧烈。
(2)在纵向上,变形程度是由头部向尾部逐渐增加的。
使得尾端晶粒比前端细小。
B 挤压温度和速度的变化主要是针对锭温与筒温相差比较大的金属而言的。
例如,对挤压速度慢的锡磷青铜,开始挤压时,金属在高温下变形,出模孔后的组织为再结晶组织;而后段挤压时,由于受工具的冷却作用,变形温度较低,金属出模孔后再结晶不完全;且挤压后期金属流速加快,更不利于再结晶。
故尾部晶粒细小。
C 相变的影响主要是对于温度变化可能会产生相变的合金而言的。
12、产生粗晶环的主要原因是什么?粗晶环对制品力学性能有何影响?▪粗晶环的形成机制如前所述,挤压制品外层金属、尾部金属的晶粒破碎和晶格歪扭程度分别比内部和前端严重。
晶粒破碎严重部分的金属,处于能量较高的热力学不稳定状态,降低了该部位的再结晶温度。
在随后的热处理过程中易较早发生再结晶,当其他部位刚开始发生或还没有发生再结晶时,该部位发生了晶粒长大。
▪粗晶环对制品性能的影响(1)粗晶区的纵向强度(σb、σ0.2)比细晶区的低。
(2)粗晶区的疲劳强度低;(3)淬火时易沿晶界产生应力裂纹;(4)锻造时易产生表面裂纹;(5)粗、细晶区冲击韧性值差别不大;(6)粗晶区的缺口敏感性比细晶区的小。
13、挤压制品的表面裂纹产生原因:裂纹的产生是由于制品表面层的附加拉应力超过了表面金属的强度所造成。