金屬工藝學(xué)課件：鍛壓 -

鍛壓0概述

鍛壓：是鍛造與沖壓的總稱。

鍛造Forging沖壓Stamping鍛壓生產(chǎn)的特點(diǎn)：（1）產(chǎn)品力學(xué)性能好（2）

節(jié)省材料：塑性變形3.1金屬的塑性變形與再結(jié)晶一、金屬的塑性變形

1.塑性變形的實(shí)質(zhì)

單晶體：位錯多晶體：晶內(nèi)滑移晶粒間的的滑移和轉(zhuǎn)動2.塑性變形對金屬組織和性能的影響1）加工硬化2）回復(fù)和再結(jié)晶回復(fù)加工硬化得到部分消除再結(jié)晶加工硬化完全消失～應(yīng)用加工硬化：強(qiáng)化金屬性能；使進(jìn)一步變形困難，給生產(chǎn)帶來麻煩?；貜?fù)：冷拉鋼絲卷制的彈簧進(jìn)行低溫退火，保持冷拉鋼絲強(qiáng)度，消除冷卷彈簧時產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。再結(jié)晶：冷軋、拉拔、沖壓過程中再結(jié)晶退火，消除加工硬化。3)冷變形和熱變形

金屬鎢的熔點(diǎn)為3380℃，試計(jì)算鎢在1100℃時的變形屬熱變形還是冷變形。

4)纖維組織（1）金屬本質(zhì)（內(nèi)在因素）HBσbψδak二、金屬的可鍛性可鍛性指標(biāo)：2.可鍛性的影響因素：①變形溫度圖4-7碳鋼的鍛造溫度范圍注意事項(xiàng)：溫度過高將產(chǎn)生過熱、過燒、脫碳和嚴(yán)重氧化等缺陷，甚至使鍛件報(bào)廢。過熱：鋼加熱超過一定溫度時，奧氏體晶粒會迅速長大，形成粗大晶粒。（通過多次鍛造及熱處理消除）過燒：鋼長時間在高溫爐內(nèi)的氧化介質(zhì)中加熱時，會由于爐氣中的氧滲入金屬內(nèi)部，使晶界氧化，晶粒之間失去聯(lián)結(jié)力。（無法消除）②變形速度（應(yīng)變速率）單位時間內(nèi)的變形程度應(yīng)變對時間的導(dǎo)數(shù)，量綱1/s

時：↑，變形抗力↑、塑性↓，可鍛性↓時：↑，塑性↑、變形抗力↓，可鍛性↑圖4-5變形速度對塑性及變形抗力的影響 ③應(yīng)力狀態(tài)的影響應(yīng)力狀態(tài)對塑性的影響：受力物體壓應(yīng)力的數(shù)目越多，金屬的塑性越好。拉應(yīng)力的數(shù)目越多，金屬的塑性越差。應(yīng)力狀態(tài)對變形抗力的影響：物體受力時：同號應(yīng)力狀態(tài)下，變形抗力大異號應(yīng)力狀態(tài)下，變形抗力小工程上常以塑性指標(biāo)為主來考慮應(yīng)力狀態(tài)對可鍛性的影響。圖4-6a擠壓時金屬應(yīng)力狀態(tài) 圖4-6b拉拔時金屬應(yīng)力狀態(tài) 三、鍛造工藝3.2自由鍛一．自由鍛

自由鍛是利用沖擊力或壓力使金屬在上、下砧（兩個抵鐵）之間產(chǎn)生塑性變形，從而得到所需鍛件的鍛造方法。1.特點(diǎn)：（1）金屬流動自由（2）形狀、尺寸精度由操作者操作技術(shù)保證（3）生產(chǎn)率、產(chǎn)品精度較低（4）通用性強(qiáng)2.自由鍛設(shè)備：（1）鍛錘：空氣錘小型鍛件150公斤以下蒸汽－空氣錘小于1500公斤鍛件（2）壓力機(jī)：主要是水壓機(jī)，可鍛造質(zhì)量達(dá)500t鍛件，常用于大型和巨型鍛件。3.自由鍛工序基本工序：使金屬產(chǎn)生一定程度的塑性變形，以達(dá)到所需形狀及尺寸的工藝過程。下料Cropping鐓粗Compression

拔長Drawingout沖孔Punching

彎曲Bending切割Cutting

扭轉(zhuǎn)Twisting錯移Offset

輔助工序：為基本工序操作方便而進(jìn)行的預(yù)先變形工序。倒棱Chamfering壓肩Necking壓痕Indentation精整工序：為減少鍛件表面缺陷而進(jìn)行的工序4.自由鍛工藝規(guī)程的制定（1）繪制鍛件圖①敷料②余量③公差（2）坯料質(zhì)量及尺寸計(jì)算質(zhì)量計(jì)算：式中：G燒損—加熱時坯料表面氧化而燒損的質(zhì)量。第一次加熱時取被加熱金屬的2%～3%，以后各次加熱取1.5%～2%

圖4-17a鍛件敷料

圖4-17b鍛件余量

（3）選擇鍛造工序軸類鍛件工藝舉例：壓肩一端拔長局部墩粗側(cè)面滾圓拔長至所需長度修光、校正減速器中的中間齒輪該齒輪材料為45鋼，生產(chǎn)數(shù)量為50件。由于批量小，采用自由鍛造，制定工藝規(guī)程如下：盤類鍛件舉例：1）繪制鍛件圖齒輪的齒形、端面凹槽孔及鍵槽都不鍛出，添加余塊，以簡化鍛件外形，從有關(guān)手冊中查出鍛件余量和公差。畫出齒輪鍛件圖）2）選擇鍛造工序：加熱毛坯墩粗至鍛件高度滾圓用沖子兩面沖孔帶沖頭滾圓-校正孔徑平墩斷面5、自由鍛件結(jié)構(gòu)工藝性5、自由鍛件結(jié)構(gòu)工藝性（1）形狀應(yīng)盡量平直、簡單、對稱，盡量用平面、圓柱面組成，避免錐體和斜面結(jié)構(gòu)（2）相貫線避免復(fù)雜空間曲線（3）避免加強(qiáng)筋、小凸臺、復(fù)雜截面或空間曲面（4）凹槽、小孔等不易鍛出的部分，可添輔料，以便鍛造。（5）鍛件橫截面有急劇變化或形狀較復(fù)雜時，設(shè)計(jì)成由幾個簡單件構(gòu)成的組合體，鍛－焊結(jié)合或鍛－機(jī)械連接結(jié)合工藝一、金屬的塑性變形

1.塑性變形的實(shí)質(zhì)

單晶體：位錯多晶體：晶內(nèi)滑移晶粒間的的滑移和轉(zhuǎn)動

2.塑性變形對金屬組織和性能的影響第6次課重點(diǎn)內(nèi)容可鍛性（1）金屬本質(zhì)（內(nèi)在因素）（2）加工條件（外在因素）圖4-7碳鋼的鍛造溫度范圍圖4-5變形速度對塑性及變形抗力的影響

圖4-6a擠壓時金屬應(yīng)力狀態(tài)

圖4-6b拉拔時金屬應(yīng)力狀態(tài)

第6次課重點(diǎn)內(nèi)容自由鍛第6次課重點(diǎn)內(nèi)容第6次課重點(diǎn)內(nèi)容3.3、模鍛在高強(qiáng)度金屬鍛模上預(yù)先制出與鍛件形狀一致的模膛，使坯料在模膛內(nèi)受壓變形的鍛造方法。模鍛特點(diǎn)：（與自由鍛相比）①生產(chǎn)率較高②鍛件尺寸精確，加工余量?、劭慑懗鲂螤顝?fù)雜鍛件④材料利用率高模鍛設(shè)備：模鍛錘、模鍛壓力機(jī)1.錘上模鍛4-19錘上鍛模 1—錘頭

2—上模

3—飛邊槽

4—下模

5—模墊

6、7、10—楔鐵

8—分模面

9—模膛2、胎模鍛胎模鍛是在自由鍛設(shè)備上，使用胎模生產(chǎn)模鍛件的加工方法。

扣模用于非回轉(zhuǎn)體鍛件的扣形或制坯。筒模主要用于回轉(zhuǎn)體盤類鍛件（如齒輪)

合模主要用于生產(chǎn)形狀較復(fù)雜的非回轉(zhuǎn)體鍛件，如連桿、叉形鍛件等。

3.模鍛件結(jié)構(gòu)工藝性（1）合理的分模面（2）模鍛件上與錘擊方向平行的非加工表面，應(yīng)設(shè)計(jì)有模鍛斜度。非加工表面所形成的交角都應(yīng)按模鍛圓角設(shè)計(jì)（3）模鍛件外形力求簡單、平直和對稱，尤其應(yīng)避免模鍛件截面相差過大，或有薄壁、高筋、凸起等結(jié)構(gòu)（4）結(jié)構(gòu)允許時，避免窄溝、深槽和深孔、多孔結(jié)構(gòu)（5）采用鍛－焊結(jié)構(gòu)，以減少敷料、簡化模鍛工藝3.4板料沖壓成形板料沖壓：利用模具使板料產(chǎn)生分離或成形的加工方法。特點(diǎn)：（1）零件形狀復(fù)雜，廢料少。（2）產(chǎn)品精度高，互換性好（3）產(chǎn)品質(zhì)量小，材料消耗少，強(qiáng)度、剛度高（4）操作簡單，生產(chǎn)率高，成本低沖壓設(shè)備：（1）剪床（2）沖床沖壓工序：分離工序和變形工序兩大類一．分離工序1.沖裁：使坯料沿封閉輪廓分離的工序

2．剪切（切斷）：利用剪刃或模具使坯料沿不封閉輪廓線分離的工序。

3．修整：

二、變形工序1．彎曲成形2.拉深成形

圖4-29拉深工序3.脹形脹形是利用坯料局部厚度變薄形成零件的成形工序。

平板坯料脹形

管坯脹形

球體脹形

拉形

4.翻邊在坯料的平面或曲面部分上，使坯料沿一定的曲線翻成豎直邊緣的沖壓方法。

翻邊工序

汽車消音器零件的沖壓過程三．沖模的結(jié)構(gòu)與分類內(nèi)孔外緣翻邊模四、沖壓件結(jié)構(gòu)工藝性1.對沖裁件的要求：①落料件的外形和沖孔件的孔形應(yīng)力求簡單、對稱，盡可能采用規(guī)則幾何形狀。同時應(yīng)盡量避免長槽與細(xì)長懸臂結(jié)構(gòu)。②直線與直線、曲線與直線的交接處，均應(yīng)用圓弧連接。③沖裁件排樣。盡量提高材料利用率2.彎曲件：①形狀應(yīng)盡量對稱，r>rmin，并考慮材料纖維方向②彎曲邊的平直部分H>2δ，彎曲邊過短，需先留出適當(dāng)?shù)挠嗔?，以增大H，彎好后在切去多余材料。③彎曲帶孔件時