工程材料與機(jī)械制造基礎(chǔ)鍛壓焊接

工程材料與機(jī)械制造基礎(chǔ)鍛壓焊接第1頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月第2頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月二、鍛壓的特點和應(yīng)用范圍

既可以改變材料的形狀和尺寸，又能改變材料的組織和性能?？梢詨汉翔T造組織的內(nèi)部缺陷，使成分均勻，夾雜物均布，形成纖維組織，細(xì)化晶粒。所以，鍛壓件的機(jī)械性能好。缺點是鍛壓件的結(jié)構(gòu)不易太復(fù)雜，成本也高。主要用于受力較大而復(fù)雜，形狀較簡單的零件或毛坯。第3頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月第4頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月第5頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月9-2鍛造基礎(chǔ)一、合金的鍛造性及影響因素1、合金的鍛造性是衡量合金材料在利用鍛造成型時的難易程度。它是由合金材料的塑性和變形抗力兩個因素決定。塑性好，變形抗力小的材料，鍛造性能就好。2、影響合金鍛造性的因素1）合金材料的本質(zhì)（化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)）2）加工條件（變形溫度、變形速度、變形方式、潤滑條件和環(huán)境）第6頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月第7頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月二、鍛件的加熱與冷卻1、加熱缺陷與鍛造溫度范圍常見的加熱缺陷有：氧化、脫碳、過熱、過燒和開裂。開始鍛造溫度與終止鍛造溫度由鐵碳相圖決定。鍛造溫度范圍越寬鍛造性能越好。第8頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月第9頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月2、冷卻方式

空冷：適合于低中碳鋼小型鍛件與鋁合金鍛件?？永洌哼m合于低合金鋼及大截面鍛件。爐冷：適合于高合金鋼及大鍛件。三、常用合金的鍛造性一般規(guī)律是：具有細(xì)小的晶粒、單相組織、面心立方結(jié)構(gòu)的合金具有好的鍛造性。低碳鋼、低合金鋼及鋁合金鍛造性好，高合金鋼的鍛造性差，鑄鐵不能鍛造。第10頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月9-3自由鍛造一、概述1、自由鍛的概念將加熱后的坯料放在鐵砧上，在壓力或沖擊力的作用下使其自由變形獲得鍛件的方法。2、自由鍛的分類手工自由鍛和機(jī)器自由鍛。3、自由鍛的特點坯料的變形不受模具限制，設(shè)備和工具的通用性大，鍛件的重量不受限制，是生產(chǎn)大型鍛件的唯一方法。但是，生產(chǎn)率低，鍛件精度低，加工余量大，只適合于單件小批量生產(chǎn)形狀簡單件。第11頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月二、自由鍛設(shè)備

1、空氣錘利用電機(jī)作動力，結(jié)構(gòu)小，打擊速度快，以落下部分質(zhì)量為設(shè)備的噸位，只適合于小件的鍛造。65~1000Kg。2、蒸汽-空氣錘以6~9個大氣壓的蒸汽或壓縮空氣為動力。適合于中型鍛件的鍛造。3、水壓機(jī)利用水泵產(chǎn)生的高壓水作動力。具有行程大，變形速度慢，工件變形均勻等優(yōu)點，并且產(chǎn)生的是靜壓力，可制成大噸位的設(shè)備，適合于鍛造大型鍛件。缺點是結(jié)構(gòu)大，供水與操作系統(tǒng)復(fù)雜。第12頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月三、自由鍛的基本工序鐓粗、拔長、沖孔、扭轉(zhuǎn)、切割等。第13頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月四、自由鍛件的結(jié)構(gòu)工藝性

1、避免長軸錐體結(jié)構(gòu)2、避免圓柱與圓柱面相交的相貫線結(jié)構(gòu)3、避免筋板與凸臺結(jié)構(gòu)4、形狀復(fù)雜的零件可用鍛焊結(jié)合方法第14頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月第15頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月五、自由鍛工藝規(guī)程

1、繪制鍛件圖（加工余量、鍛件公差、余塊）2、計算坯料質(zhì)量和尺寸3、選擇自由鍛工序4、選擇鍛造設(shè)備5、確定鍛造溫度范圍第16頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月第17頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月9-4模型鍛造

一、概述1、模鍛的概念將加熱后的坯料放在鍛模模膛內(nèi)受壓變形獲得鍛件的方法。2、模鍛的分類錘上模鍛和其它設(shè)備上模鍛（曲柄壓力機(jī)、摩擦壓力機(jī)、平鍛機(jī)等）3、模鍛的特點生產(chǎn)率高，鍛件形狀可以較復(fù)雜，鍛件尺寸精確，加工余量小，機(jī)械性能好。但是，鍛模受較大的沖擊力和熱疲勞應(yīng)力，需要專用模具鋼，模具成本高，只適合于大批量生產(chǎn)中小件。第18頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月二、錘上模鍛1、模鍛設(shè)備蒸汽-空氣錘（與自由鍛的蒸汽-空氣錘結(jié)構(gòu)上有三點不同）與其它模鍛設(shè)備相比，模鍛錘的打擊速度快（6~8m/s)行程不固定，可在一副鍛模的不同模膛完成多種工序。缺點是：震動大，無頂出裝置，只適合于高度較小的鍛件及精度要求不高的鍛件的鍛造。2、鍛模1）單槽鍛模2）多槽鍛模第19頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月第20頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月第21頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月3、模鍛工藝規(guī)程的制訂1）繪制鍛件圖（選擇分模面、加工余量和模鍛公差、連皮、模鍛斜度和圓角半徑）2）計算坯料質(zhì)量和尺寸3）選擇模鍛工序4）選擇鍛造設(shè)備5）確定鍛造溫度范圍第22頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月第23頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月第24頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月4、模鍛件的結(jié)構(gòu)工藝性

1）模鍛件應(yīng)有一個合理的分模面。2）形狀力求簡單、對稱，避免薄壁、高筋和局部凸起結(jié)構(gòu)。3）應(yīng)盡量避免窄溝、深槽、深孔和多孔結(jié)構(gòu)。第25頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月三、曲柄壓力機(jī)上模鍛1、與錘上模鍛相比其特點：1）滑塊行程固定，機(jī)身結(jié)構(gòu)剛性大，導(dǎo)軌的導(dǎo)向精度高。2）設(shè)有上下頂出裝置，可自動脫模，故鍛件的模鍛斜度小。3）變形是在滑塊的一次行程中完成，變形比較均勻，力學(xué)性能均勻一致。4）對坯料產(chǎn)生的是靜壓力，這對變形速度敏感的低塑性材料的成型更有利。5）生產(chǎn)率高，無沖擊和震動，故勞動條件好。但設(shè)備復(fù)雜，造價高，需要其它輔助設(shè)備。因此主要用于具有現(xiàn)代化輔助設(shè)備的大廠模鍛件的大批量生產(chǎn)。第26頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月第27頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月四、胎模鍛是介于自由鍛與錘上模鍛之間的一種鍛造方法，兼有兩者的特點，一般先用自由鍛方法使坯料預(yù)成形，然后放在胎模中終鍛成型。胎模結(jié)構(gòu)有：1、摔子：用于回轉(zhuǎn)體鍛件的鍛造。2、扣模：用于非回轉(zhuǎn)體鍛件的鍛造。3、套筒模：用于以鐓粗為主要成型鍛件的鍛造。4、合模：用于形狀復(fù)雜的非回轉(zhuǎn)體鍛件的鍛造。第28頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月第29頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月第30頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月第31頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月第32頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月9-5沖壓一、概述1、沖壓的概念沖壓是利用沖模對板料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或變形，從而獲得一定的形狀、尺寸的零件的加工方法。沖壓通常是在常溫下進(jìn)行，又叫冷沖壓。2、沖壓件的特點重量輕，強(qiáng)度和剛性好，精度高，具有互換性，易實現(xiàn)機(jī)械化、自動化生產(chǎn)，生產(chǎn)率高。3、沖壓所用材料應(yīng)具有足夠的塑性。第33頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月

二、沖壓的基本工序

1、分離工序利用沖模使板料分離的工序。包括剪切、沖孔、落料等。剪切：使板料沿不封閉的輪廓分離。沖孔、落料：使板料沿不封閉的輪廓分離。如果落下去的是零件，周邊是廢料為落料，反之為沖孔。第34頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月第35頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月分離變形過程及影響分離質(zhì)量的因素

彈性變形、塑性變形、斷裂三個階段。凸模與凹模之間的間隙是影響分離質(zhì)量的重要因素。過大或過小都將使上下裂紋不重合，毛刺增大。除此之外，板料的厚度、材質(zhì)及刃口的鋒利程度都有影響。第36頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月第37頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月2、變形工序使板料的一部分相對于另一部分產(chǎn)生位移的工序。如彎曲、拉深、翻邊、旋壓、成形等工序。1）、彎曲板料的一部分相對于另一部分彎曲成一定角度的工序。影響最小彎曲半徑的因素有材料的塑性、纖維方向和表面質(zhì)量等。2）、拉深在外力作用下，使板料成形為空心件而厚度基本不變的加工方法。拉深系數(shù)m=d/D(d-筒徑，D-坯料直徑）影響拉深系數(shù)的因素：材料的塑性，坯料的相對厚度，凸凹模的圓角半徑，單邊間隙，潤滑條件等。第38頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月第39頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月第40頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月第41頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月3、沖壓件的結(jié)構(gòu)工藝性沖裁件：1）外形使排樣時廢料少，以提高材料的利用率。2）沖孔件力求簡單、對稱，盡可能采用規(guī)則形狀。3）避免長槽與細(xì)長懸臂結(jié)構(gòu)，孔與孔、孔與邊緣的距離不小于板厚。4）圓孔直徑大于板厚，方孔的邊長大于0.9板厚，外緣凸出或凹進(jìn)尺寸大于1.5板厚。第42頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月第43頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月第44頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月拉深件：

1）外形力求簡單、對稱。2）盡量避免深度過大。3）拉深件圓角半徑應(yīng)盡量大，以利于成形和減少拉深次數(shù)。對復(fù)雜結(jié)構(gòu)可采用沖焊結(jié)合。第45頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月第46頁，課件共47