2022年2022年金屬塑性成形工藝教案

1、精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載學(xué)習(xí)好資料歡迎下載第四篇固態(tài)金屬塑性塑性成形工藝第一章模鍛工藝及模鍛設(shè)計(jì)§ 1-1 毛坯加熱與鍛件冷卻加熱的目的提高金屬的塑性,降低變形抗力,使其易于流淌成形并獲得良好的鍛后組織；一.毛坯的加熱方法加熱方法分為兩類：一為火焰加熱；二為電加熱；1.火焰加熱利用燃料燃燒時(shí)所產(chǎn)生的熱量,通過對(duì)流.輻射把熱能傳給坯料表面；2.電加熱主要用電能轉(zhuǎn)換為熱能來加熱坯料的方法；主要分為電阻加熱和感應(yīng)加熱；電加熱的優(yōu)點(diǎn)：加熱速度快,爐溫掌握精確,加熱質(zhì)量好,工件氧化少,易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化；感應(yīng)加熱： 主要為通過金屬電阻引起的渦流發(fā)熱和磁滯缺失發(fā)熱, 使毛坯得到加熱, 由于

2、感應(yīng)加熱的集膚效應(yīng), 加熱時(shí)熱量主要產(chǎn)生于毛坯表層, 電流的透入的深度 為：5030f式中： 為電阻率； 為相對(duì)磁導(dǎo)率； f 為電流頻率；二.金屬加熱時(shí)產(chǎn)生的缺陷1.氧化鋼料加熱到高溫時(shí),其表層的鐵離子與爐氣中的氧化性氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng),使金屬表層形成氧化皮的現(xiàn)象稱為氧化或燒損；2.脫碳鋼料在加熱時(shí), 其表層的碳和爐氣中的氧化性氣體機(jī)某些仍原性氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng),造成了鋼料表面含碳量的降低,這種現(xiàn)象稱為脫碳；3.過熱當(dāng)坯料加熱溫度超過始鍛溫度, 或坯料在高溫下停留時(shí)間過長(zhǎng)而引起晶粒粗大的現(xiàn)象稱為過熱；4.過燒當(dāng)金屬加熱到接近其熔化溫度,并在此溫度下停留時(shí)間過長(zhǎng)時(shí),不僅晶粒粗大,而且由于晶界發(fā)生局部

3、熔化, 氧化性氣體進(jìn)一步侵入晶界, 使晶間物質(zhì)氧化,精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載學(xué)習(xí)好資料歡迎下載形成易熔共晶氧化物使晶粒間結(jié)合完全破壞；5.裂紋：由溫度應(yīng)力和組織應(yīng)力造成；三.鍛造溫度范疇的確定1.始鍛溫度的確定對(duì)于碳鋼來說,始鍛溫度應(yīng)在平穩(wěn)相圖固相線以下150250；2.終鍛溫度的確定對(duì)于碳鋼,終鍛溫度應(yīng)在平穩(wěn)相圖a 1 以上 2575；四.鍛件的鍛后冷卻冷卻方法：空氣中冷卻.在砂中冷卻.在爐中冷卻；1.空氣中冷卻空氣中冷卻速度快,適用于合金化程度低的鍛件；2.在砂中冷卻砂坑中冷卻速度較慢, 適用于導(dǎo)熱性及塑性較差的合金和合金化程度較高的合金鋼；3.爐中冷卻爐中冷卻速度最

4、慢,因此適用于特別性能的合金鋼或大型鍛件的鍛后冷卻,或高合金鋼及導(dǎo)熱性.塑性差的鋼；§ 1-2 鍛件分類及鍛件圖的設(shè)計(jì)一.鍛件的分類1.根據(jù)鍛件的外形和模鍛時(shí)毛坯的軸線方向,把鍛件分為短軸類和長(zhǎng)軸類兩種；1) 短軸類鍛件鍛件平面呈圓形. 方形或近似圓形和方形； 終鍛前, 通常需要進(jìn)行鐓粗和壓扁制坯；2) 長(zhǎng)軸類鍛件鍛件分成直長(zhǎng)軸線.彎曲軸線和枝叉類軸線,毛坯的軸線與打擊方向垂直；在成形過程中第一需要拔長(zhǎng)；二.鍛件復(fù)雜程度參數(shù)影響因素：1）鍛件重量和輪廓尺寸；2）鍛件外形復(fù)雜系數(shù)s, 即：鍛件復(fù)雜性：通常用鍛件的體積與其外廓包涵體的體積之比來表示；即精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - -

5、 歡迎下載學(xué)習(xí)好資料歡迎下載s= vvb式中： s 為外形復(fù)雜系數(shù)； v 為鍛件體積； vb 為鍛件外廓包涵體的體積；圓形鍛件的外廓包涵體體積2vbd h 4圓形鍛件的外廓包涵體重量：bgd 2 h4非圓形鍛件的外廓包涵體重量和體積精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載gblbhvblbh精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載當(dāng) s=10.63 之間時(shí),鍛件外形簡(jiǎn)潔；當(dāng) s=0.630.32之間時(shí),為一般外形鍛件；當(dāng) s=0.320.16之間時(shí),鍛件外形較復(fù)雜；當(dāng) s 0.16 時(shí),鍛件外形復(fù)雜；對(duì)于軸對(duì)稱鍛件的外形復(fù)雜系數(shù)為：s= 式中： .分別為縱.橫截面外形系數(shù)；精品學(xué)習(xí)

6、資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載x f縱截面外形系數(shù)為： =x fl22lc、 xc精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載xcaac式中： l 為鍛件縱截面的周界長(zhǎng)度；a 為縱截面的面積； lc 為鍛件外接圓柱體的縱截面周界長(zhǎng)度；ac 為鍛件外接圓柱體的縱截面面積；2rg橫截面外形系數(shù)： =rc精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載學(xué)習(xí)好資料歡迎下載精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載式中：rg 為沖對(duì)稱軸至半個(gè)縱截面重心的徑向距離；l c 為鍛件外接圓柱體精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載的半徑；三.鍛件圖的設(shè)計(jì)1.確定分型面基本原就： 保證鍛件外

7、形盡可能與零件外形相同,簡(jiǎn)潔從模膛中取出； 此外分型面位置應(yīng)選在具有最大水平投影尺寸的位置上；對(duì)于開頭模鍛件的分型位置要考慮以下要求：1）易于發(fā)覺上下模膛的相對(duì)錯(cuò)移；2）盡可能選用直線分型,為鍛模加工簡(jiǎn)潔；3）對(duì)于圓餅類鍛件,當(dāng)h d 時(shí),易取徑向分型,不取軸向分型；4）保證鍛件有合理的金屬流線分布；精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載學(xué)習(xí)好資料歡迎下載對(duì)圓餅類鍛件,當(dāng)h 23d 時(shí),宜取徑向分模,而不取軸向分模使金屬流線方向與工作中切應(yīng)力方向相垂直2.確定機(jī)械加工余量和公差；精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載學(xué)習(xí)好資料歡迎下載3.鍛模斜度鍛件上與分模面垂直的平面或曲面所

8、附加的或固有的斜度稱為模鍛斜度；斜度格外模斜度 和內(nèi)模斜度 ；模具制造時(shí), 采納標(biāo)準(zhǔn)刀具, 因此斜度應(yīng)挑選標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值；模鍛斜度值依模膛深寬比選用3o.5o.7o 等標(biāo)準(zhǔn)值；上.下模模膛的模鍛斜度應(yīng)相互連接和匹配,如下列圖；4.圓角半徑分為凸圓角半徑（外圓角半徑r）和凹圓角半徑（內(nèi)圓角半徑r）；鍛模圓角半徑與b/h有關(guān)；h 大,圓角半徑也應(yīng)增大；鍛件凸角處的最小半徑r = 余量+零件的倒角值；按 銑 刀 標(biāo) 準(zhǔn) 值 選 取 ： 1.0 . 1.5 . 2.0 . 2.5 . 3.0 . 4.0 .5.0 等；分為凸圓角半徑（外圓角半徑r）和凹圓角半徑（內(nèi)圓角半徑r）；如外圓角半徑 r 過小,金屬充

9、填模膛困難, 且易于引起應(yīng)力集中為模具過早開裂；如外圓角半徑過大,會(huì)使鍛件凸圓處余量削減；精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載學(xué)習(xí)好資料歡迎下載如內(nèi)圓角半徑過小,金屬流淌時(shí)形成的纖維簡(jiǎn)潔割斷,導(dǎo)致力學(xué)性能下降；如內(nèi)圓角半徑過大, 增加機(jī)加工余量和金屬損耗,對(duì)于某些復(fù)雜鍛件, 造成局部金屬充不滿；一般內(nèi)圓角半徑r 比外圓角半徑 r 大,一般取 r=（ 23）r； 5.沖孔連皮模鍛不能直接鍛出的通孔,因此需在孔內(nèi)保留一層連皮；對(duì)于 d<25mm 的加工孔,不予鍛制；對(duì)于 d>25mm 的加工孔,先鍛制盲孔,用沖孔連皮隔離上下凸頭；沖孔連皮外形分為平底連皮.斜底連皮.帶倉(cāng)連皮和拱底連皮四類；6.