《冷挤压技术》复习提纲（附加解答） - 图文

第一章 绪论

（1） （2）

挤压变形的特征：由大截面向小截面的变形

挤压的分类：按照坯料温度分为冷挤压、温挤压、热挤压，其定义及黑色金属、铝合金对应的温度；按照毛皮材料种类分为有色金属挤压、黑色金属挤压

（3）

挤压的基本方法：正挤压、反挤压、复合挤压、减径挤压，掌握其各自定义。

正挤压——正挤压时金属的流动方向与凸模的运动方向相同 反挤压——反挤压时金属的流动方向与凸模的运动方向相反

复合挤压——复合挤压时一部分金属的流动方向与凸模的运动方向相同 , 而另一部 分金属

的流动方向则相反

减径挤压——一种变形程度较小的变态正挤压法，毛坯断面仅作轻度缩减。

第二章 挤压基本原理

⑴ 根据正挤压实心件的网格变化情况，简述实心件正挤压金属流动的特点。

坐标网格变化特征：

① 横向坐标线、纵向坐标线在出口处发生了较大的弯曲，中间部分弯曲更显著 ② 在出口拐角处有死区存在，金属除发生拉伸变形外，还有剪切变形。

金属流动的特点：

① 金属在进入变形区之前或离开此区以后，几乎变形，仅做刚性平移 ② 在变形区内，金属的流动是不均匀的，中心层流动快，外层流动慢。

⑵ 反挤压进入稳定挤压状态时，可将坯料的变形情况分为哪几个区域，并绘图表示。 已变形区、死去、变形区、过渡区、待变形区 图见课本P14 ⑶ 挤压变形区的应力状态是三向受压，应变状态是两向压缩一向伸长。 ⑷ 三向压应力为何可以提高被挤压材料的塑性？

① 三向压应力状态能遏止晶间相对移动，防止晶间变形，从而提高了塑性；而拉应力会促进晶间变形，加速晶界的破坏。

② 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，能促使被破坏了的晶内和晶间的联系得到恢复。

③ 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。

④ 三向压应力状态可以抵消或减小由于不均匀变形引起的附加拉应力，从而减轻了附加拉应力所造成的破坏作用。

⑸ 简要概述挤压变形程度的表示方法及其之间的关系。

断面缩减率εA=(A0-A1)/A0*100% εA正=(d02-d12)/d02*100% εA反=d12-d02*100% 挤压比 G=A0/A1 对数变形程度 关系见课本P16 ⑹ 附加应力及残余应力概念，产生原因、危害及防止措施。 名称 概念 基本应力以外，由不均匀变形引起的变形金属内部各部分自相平衡的应力 附加应力并不消失而残留在变形体内部，即为残余应力 产生原因 着摩擦力；各部分金属流动阻力不一致；变形金属的组织结构不均匀；模具工作部分的形状与尺寸不合理 危害 导致金属塑性的降低；提高变形抗力 防治措施 响；合理设计模具工作部分的结构和尺寸；尽可能采用组织均匀的金属变形；挤压后采用有效的热处理方法以消除残余应力 除变形金属与模具之间存在改变金属的应力分布情况；减少摩擦阻力的影附加应力 在塑性变形过程中，残余应力 在基本应力取消以后， 缩短挤压件的使用寿命；引起挤压件尺寸及形状的变化，降低金属的耐蚀性

⑺ 挤压件常见的缺陷：表面折叠、表面折缝、缩孔、裂纹 ⑻ 冷挤压时，影响金属流动的因素主要有 :

① 模具和变形金属间的摩擦力; ②模具的形状 ; ③变形程度；④毛坯的形状和尺寸；⑤变形速度；⑥金属材料的性质

第三章 冷挤压材料及挤压前准备

（1）冷挤压常用材料的形态：线材、棒材、管材、板料

（2）由于受到模具和设备的限制，能够用于冷挤压的钢种，一般只能采用含碳量在5wt.%以

下的低碳钢 、 中碳钢 和 低合金钢。

（3）冷挤压件坯料体积按金属材料塑性变形前后体积不变的原则确定。

（4）冷挤压坯料制备的方法有截切、冲裁、切削、锯切等多种方法，可按需选用。 （5）为了改善冷挤压坯料的挤压性能和提高模具的使用寿命，大部分材料在挤压前和多道挤

压工序之间必须进行软化处理，以降低材料硬度，提高材料的塑性，得到良好的显微组织。

（6）冷挤压钢毛坯的软化处理常有以下几种：

①完全退火：适用于亚共析钢和共析钢，退火后的组织为铁素体+珠光体组织 ② 球化退火：主要适用于共析钢和过共析钢，退火后组织粒状碳化物和粒状珠光体组织 ③不完全退火：适用于低碳钢。

（7）简要概述磷化处理后，毛坯表面所生成的磷酸盐薄膜有何特点？（见课本P35）

第四章 冷挤压力及冷挤压设备

⑴ 冷挤压力与行程的关系一般分为哪三个阶段？并简要绘制正挤压、反挤压的冷挤压力

与行程关系图。（图见课本P41）

镦粗与充满阶段；稳定挤压阶段；非稳定变形阶段

⑵ 应用主应力法计算20号钢正挤压或反挤压时的单位挤压力和总挤压力。（提示：与课

后两道习题类似，变形抗力图4-13和公式会给出，注意计算总挤压力时面积不要弄错！自带计算器）（P68-69）

⑶ 常用的冷挤压设备:液压机和机械压力机。

第五章 冷挤压加工工序

⑴ 冷挤压件的形状最好是__轴对称的旋转体____，其次是_对称的非旋转体 ，如方形、

矩形、正多边形， 齿形等。冷挤压件为非对称形时，模具受侧向力，易损坏。 ⑵ 许用变形程度概念及其影响因素

概念：每道冷挤压工序能挤出合格产品的最大变形程度

影响因素：①模具许用单位压力；②材料种类；③挤压方式；④模具工作部分的结构

形状；⑤润滑条件。

⑶ 冷挤压件图的概念以及冷挤压件图的设计 概念：适合与冷挤压成形的图形。 设计：……

⑷ 概述预成形工序设计的要点。

① 预成形工序半成品的形状和尺寸的确定：

Ⅰ. 预成形工序半成品的设计，应该最大限度的满足工艺和质量要求；Ⅱ.选择预成形工序半成品形状时，要保证其在变形过程中与模壁之间的接触面积最大；Ⅲ.在确定半成品的形状与尺寸时，应该考虑冷挤压件局部成形的工艺需要及所需要的材料储备；Ⅳ.采用多道工序挤压锥形件时，预成形工序半成品形状不应与成品的锥体形状一致。 ② 各道工序间的尺寸配合：

Ⅰ.径向尺寸配合关系； Ⅱ.轴向尺寸的配合关系； Ⅲ.其它尺寸的配合关系

⑸ 下图为某公司生产的骑车活塞销冷挤压零件，材料为20号钢，请设计两种冷挤压工艺方案并给出工序示意图。

第六章 冷挤压模具设计

⑴ 冷挤压模具应具有的特点

① 模具应具有足够的强度和刚度要在冷热交变应力下正常工作；②模具工作部分零件材料应具有高强度、高硬度、高耐磨性，并且有一定的韧性；③凸、凹莫几何形状应合理，过渡处尽量用较大的光滑圆弧过渡，避免应力集中；④模具易损部分应更换方便；⑤为提高工作部分强度，凹模一般采用预应力组合形式，涂抹有时也采用组合形式；⑥模具工作部分零件与上下模版之间一定要设置厚实的淬硬压力垫板；⑦模板应具有较高的强度和刚度。

⑵ 当反挤压模具依靠膜口导向时，反挤压凸模通常由加紧部分、导向部分和成形部分组成。 ⑶ 预应力组合凹模的概念

所谓预应力组合凹模，就是利用过盈配合，用一个或两个预应力圈将凹模紧套起来而制成的多层凹模结构。

⑷ 预应力组合凹模的压合工艺主要有热压配合法、冷压配合法和常温强力压合法。 ⑸ 依据典型冷挤压模具结构图，能够分析模具的动作过程并能分别指出各零部件名称

⑹ 预应力组合凹模的尺寸计算

下图所示为冷挤压生产的汽车万向节轴承套，材料为低碳合金结构钢（16Mn），该零件采用反挤压工艺，经计算，所需单位挤压力为p=2000MPa，总计压力720KN。现设计凹模，请确定：（1） 凹模的型式（是采用整体式、两层组合、三层组合的哪一种？）；（2）凹模各圈直径

判断题：

1、挤压时，作用在凹模上的单位挤压力与作用在凸模上的单位挤压力是一样的。(×) 2、挤压金属的化学成分与金相组织不同，其强度、硬度及硬化指数就不同，而单位挤压

力是相同的。 (×)

3、反挤压空心件时，当变形程度小于 60% 时，单位挤压力随着变形程度的增加而降低。

(×)

4、正挤压时，单位挤压力随着变形程度的增加而降低。(×) 5、复合挤压时的单位挤压力接近于单一挤压的较小者。 (√)

6、坯料的表面处理与润滑可大为降低单位挤压力。实验证明，良好的润滑可使单位挤压

力成倍降低。 (×)

7、不管情况如何，单位挤压力是随相对高度的增加而增大的。(×) 8、用于冷挤压的压力机主要有两大类：机械压力机和摩擦压力机。(×) 9、正挤压时，作用在凸模上的单位挤压力大于作用在凹模上的单位挤压力。 (×) 10、反挤压时，作用在凸模上的单位挤压力大于作用在凹模上的单位挤压力。(√) 11、为了使反挤压模具寿命提高，尽可能减小挤压零件的变形程度。 ( × ) 12、只有碳钢和合金结构钢挤压毛坯的表面处理方法是相同的。 （ ×） 13、复合挤压的单位挤压力比组成其相应的正、反挤压的单位挤压力都要小。(√ ) 14、坯料的表面处理与润滑可大为降低单位挤压力。实验证明，良好的润滑可使单位挤压力成倍降低。 (× )

15、用冷挤压和冷拉拔加工同种材料、同种尺寸的零件，冷挤压的变形抗力比冷拉拔小。

( × )

16、正挤压和反挤压单位挤压力均随着变形程度的增加而增加。 (× )

17、对于同一种金属材料来说，作用在凸模与凹模上的单位挤压力的最大值，在正挤压和

反挤压中是相同的。 (× )

18、冷挤压件图就是成品零件图，是编制工艺、设计模具的重要依据。( × )

19、采用多道冷挤压成形工序时，在工序之间应采用中间退火处理，以消除冷作硬化的影

响。 (√ )

20、冷挤压过程中，冷挤压力是一个常数，不随行程变化而变化。 ( × ) 21、良好的润滑状态可以降低单位挤压力。(√ )

22、用于冷挤压的压力机主要有两大类：机械压力机和液压机。(√ )

23、正挤压时，作用在凸模上的单位挤压力大于作用在凹模上的单位挤压力。 (× ) 24、反挤压时，作用在凸模上的单位挤压力小于作用在凹模上的单位挤压力。(× )

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