金属塑性加工学实验指导书.doc

金属塑性加工学 实验指导书 江苏科技大学冶金与材料工程学院 2010.9 实验一 最大咬入角及摩擦系数的测定 一、实验目的 通过实验加深对咬入角、摩擦系数等基本概念的理解，充分了解轧辊最大咬入、摩擦系数是制定轧制生产工艺的重要参数之一，并用实验方法测出试样的最大咬入角及摩擦系数，以便在生产中充分利用设备能力，提高轧制生产率。 二、实验原理 实验自然咬入的条件为：α ≤ β。 在临界条件咬入情况下，轧辊咬入轧件的咬入角即为最大咬入角αmax。根据力的平衡条件：αmax = β。 而tgβ = f，因此知道αmax就可以求得f。αmax可根据下式求得： 式中：αmax——最大咬入角；H——轧前最大高度；h——轧后高度；D——轧辊直径；f——摩擦系数。 图1 轧件咬入时力平衡条件 三、实验方法 1.试样材料采用铅或纯铝，块数以试验情况而定。 2.游标卡尺、锉刀、20#机油、200#溶剂汽油或丙酮。 3.试样：如图2所示，单位毫米。 图2 试样轧制前后形貌 四、实验步骤 1.将试样板用锉刀锉去飞翅，保证断面成直角，两力相互平行； 2.用汽油将时间表面油污擦净，并留有时间挥发掉； 3.将试样板测量的尺寸记录在表内； 4.用干净棉纱蘸汽油在出口方向把轧辊表面擦净； 5.调整好轧机，使上下轧辊平行，并调整辊缝； 6.把试样板放在机前工作台上，再用木板将试样板很缓慢的推向轧辊，然后将上辊缓慢地抬高，直到试样板尾部发生抖动时，便表示快要咬入，这时要特别注意缓慢上台轧辊，当轧件刚一咬入时就应迅速停止抬辊。 图3 操作方法演示 7.记录试验中得到的数据，填入下表内。 表1 不同实验条件下试验板材轧制数据记录 D为200mm 试样 序号 试样材料 H/mm h/mm △h/mm αmax f 1 纯铝 8 4 4 五、实验要求 1.实验前必须了解实验内容，要记录哪些数据，要观察哪些现象，预计得到什么结果，以便实验时心中有数。 2.实验前必须了解轧机性能和操作规程，能正确调整轧机及控制压下量，特别要注意安全操作。 3.操作时，试件要送正，避免用推力，短试件要用木板送，以免发生危险。 4.上抬轧辊要特别精心，否则得不到临界条件。 5.尺寸测量要认真，以求正确。 六、实验报告 1.整理实验数据，算出摩擦系数f。 2.讨论各种轧制条件对咬入的影响。 实验二 拉拔道次计算、模具匹配及润滑液的使用 一、实验目的 1、了解拉拔工艺的基本知识； 2、熟练掌握配模中拉拔道次的合理计算方法； 3、了解润滑液在拉拔过程中的作用。 二、实验概述 为了获得一定尺寸、形状、力学性能和表面质量的优良制品，一般要将坯料经过几次拉拔来完成。拉拔配模设计或称为拉拔道次计算，就是根据成品的要求来确定拉拔道次及各道次所需模孔形状、尺寸的工作。正确的配模设计，除能满足上述要求外，还应尽量保证在减少断头、拉断次数和裂纹、裂口等缺陷的情况下，减少拉拔道次以提高生产率和设备利用率。本实验为单模拉拔配模，在拉拔机上，坯料每次只通过一个模子拉拔，如图1所示。 图1 拉拔示意图 1—坯料；2—模子；3—制品 （1） 式中 N—中间退火次数； —由坯料至成品总延伸系数； —两次退火间的平均延伸系数。 中间退火次数的关键是值，太大或大小都会影响生产效率和成品率。太大则金属塑性不能充分利用，增加中间退火次数。太小则中间退火次数虽然减少了，但是易造成拉拔时出现断裂、断头、拉断等。 2、拉拔道次及道次延伸系数分配 (1)拉拔道次的确定 根据总延伸系数和道次的平均延伸系数确定拉拔道次n （2） 或者由道次最大延伸系数计算拉拔道次n’ (3) 然后选择实际拉拔道次n。 (2)道次延伸系数的分配 采用经验法，在分配道次延伸系数时，一般有两种情况：第一种是像铜、铝、镍和白铜塑性好，冷硬速率慢的的材料，可充分利用其塑性给予中间拉拔道次较大的延伸系数，第一道采用较小的延伸系数，最后一道延伸系数较小有利于精确地控制制品的尺寸公差。本试验中材料为工业纯铝，在实际生产中，中间道次的延伸系数大约为1.25~1.5；而成品道次的延伸系数大约为1.10~1.20。 四、拉拔时的润滑 拉拔润滑剂应满足拉拔工艺、经济与环保等方面的要求。由于拉拔的方式、条件与产品品种的不同，对润滑剂的要求也有所不同。但是，对拉拔润滑剂的一般要求，可概括如下几点： 1）对工具与变形金属表面有较强的粘附能力和耐压性能，在高压下能形成稳定的润滑膜。 2）要有适当的粘度，保证润滑层有一