金屬塑性加工2課件

1、DLPU材料成形工藝材料成形工藝第三章第三章 金屬塑性成形金屬塑性成形DLPU回顧回顧l塑性成形l塑性成形分類l板料成形分類l鍛造目的、分類l鍛前加熱方法l加熱常見缺陷l鍛造溫度范圍l自由鍛造工序l鐓粗分類l拔長DLPUl塑性成形利用工具或模具使利用工具或模具使金屬金屬材料材料在外力作用下，在外力作用下，以以獲得一定形狀和力學性獲得一定形狀和力學性能的工藝能的工藝。l塑性成形分類通常分為：一次成形、二次成形l板料成形分類：按照金屬的變形性質又可以分為分離工序和成形工序l鍛造目的：成形和改性；分類：按成形工具分類 自由鍛、模鍛、胎模鍛造、特種鍛造；按成形溫度分類l鍛前加熱方法l加熱常見缺陷： 氧

2、化、 脫碳、 過熱、 過燒、 裂紋l鍛造溫度范圍l自由鍛造工序l鐓粗分類l拔長DLPU本節(jié)內容模鍛 1 模鍛的主要特點 2 開式模鍛分析 3 閉式模鍛分析 4 模鍛工藝的制定 5 模鍛工藝出現(xiàn)的主要缺陷DLPU2.5.1 模鍛的主要特點在鍛壓機械的動力作用下，坯料在鍛模型腔中被迫塑在鍛壓機械的動力作用下，坯料在鍛模型腔中被迫塑性流動成形，從而形成比自由鍛造質量更高的鍛件。性流動成形，從而形成比自由鍛造質量更高的鍛件。優(yōu)點優(yōu)點 生產(chǎn)效率高生產(chǎn)效率高 鍛件形狀復雜，尺寸精度高，粗糙度低鍛件形狀復雜，尺寸精度高，粗糙度低 鍛件的機械加工余量少，材料利用率高鍛件的機械加工余量少，材料利用率高 流線分布

3、更合理，提高工件使用壽命流線分布更合理，提高工件使用壽命 操作簡便，勞動強度小操作簡便，勞動強度小 鍛件批量大時，其成本較低鍛件批量大時，其成本較低DLPU缺點缺點 設備投資大設備投資大 生產(chǎn)準備周期長生產(chǎn)準備周期長 鍛模成本高，使用壽命短鍛模成本高，使用壽命短 工藝靈活性不如自由鍛工藝靈活性不如自由鍛DLPU 根據(jù)模具的根據(jù)模具的終鍛型槽結構不同終鍛型槽結構不同，模鍛可分為，模鍛可分為 開式模鍛開式模鍛 閉式模鍛閉式模鍛 根據(jù)根據(jù)所用的設備不同所用的設備不同，模鍛可分為，模鍛可分為 錘上模鍛錘上模鍛 熱模鍛壓機上模鍛熱模鍛壓機上模鍛 平鍛機上模鍛平鍛機上模鍛 水壓機模鍛水壓機模鍛. 根據(jù)根據(jù)

4、成形溫度成形溫度，模鍛分為，模鍛分為 熱鍛熱鍛 冷鍛冷鍛DLPU2.5.2 開式模鍛分析 開式模鍛要產(chǎn)生飛邊，這是其主要特點。DLPUDLPU影響開式模鍛的主要因素 模具型腔的具體尺寸模具型腔的具體尺寸 模具飛邊槽模具飛邊槽 坯料溫度和模具溫度坯料溫度和模具溫度 鍛造設備的工作速度鍛造設備的工作速度DLPU（1）模具型腔的具體尺寸鍛件尺寸、圓角半徑、模壁斜度、型腔斜度和寬度、光潔度DLPU（2）飛邊槽DLPU（2）飛邊槽DLPU錘上鍛模的飛邊槽a) 單倉飛邊槽b) 雙倉飛邊槽c) 帶阻力溝飛邊槽DLPU 坯料溫度和模具溫度坯料溫度和模具溫度 坯料溫度：坯料溫度： 坯料本身溫度是否達到始鍛溫度；

5、坯料本身溫度是否達到始鍛溫度； 坯料表面和內部溫度是否均勻。坯料表面和內部溫度是否均勻。 模具溫度：成型過程中熱交換原因，模具需加熱。模具溫度：成型過程中熱交換原因，模具需加熱。 鍛造設備的工作速度鍛造設備的工作速度速度高，利于充模，特別是形狀復雜、尺寸要求高的鍛件；速度高，利于充模，特別是形狀復雜、尺寸要求高的鍛件；速度高，一部分熱量來不及散失，使局部溫度升高速度高，一部分熱量來不及散失，使局部溫度升高 塑性塑性 過熱或過燒過熱或過燒DLPU2.5.3 閉式模鍛分析閉式模鍛（無飛邊模鍛）DLPU閉式模鍛變形過程DLPU閉式模鍛的常見缺陷必要條件：必要條件： 坯料體積準確坯料體積準確 坯料形狀

6、合理，定位準確坯料形狀合理，定位準確 準確控制打擊能量或模壓力準確控制打擊能量或模壓力缺陷：缺陷： 縱向毛刺縱向毛刺 充不滿充不滿 模具損傷模具損傷DLPU2.5.5 模鍛工藝出現(xiàn)的主要缺陷主要缺陷（1）折疊 折疊折疊是金屬的變形流動過程中已氧化的表層金屬匯合在一起形成的。 折疊是鍛件的內患之一，它不僅減少了零件的承載面積，而且在工作中會引起應力集中，成為疲勞源。折疊的原因折疊的原因 兩股或多股流動的金屬對流匯合而成 一股金屬急速大量流動將鄰近的金屬帶著流動而形成 變形金屬彎曲后進一步發(fā)展而形成 一部分金屬的局部變形壓入到另一部金屬內形成DLPUDLPU主要缺陷（2）充不滿 在型槽深而窄的部分

7、由于阻力大而不易充滿 在型槽圓角較小的部分，由于金屬不易流到而不易充滿 飛邊槽的橋部過寬，大量金屬流入飛邊槽 制坯時某部分坯料體積不足，或操作是由于放偏，某部分金屬數(shù)量不足引起不滿 。DLPU坯料優(yōu)化 鍛件飛邊附近普遍出現(xiàn)溫升過高，甚至造成過燒，這是坯料尺寸過大所至，經(jīng)適當減小坯料，消除了這個缺陷，并且使鍛造力和鍛造時間減少。在飛邊附近出現(xiàn)的過燒缺陷 減小坯料后過燒缺陷消失DLPU2.5.4 模鍛工藝的制定1. 備料工序2. 加熱工序3. 變形工序 制坯+模鍛 預鍛+終鍛4. 鍛后工序5. 檢驗工序什么是工序？不變化設備和工模具完成的加工模鍛工藝流程DLPUDLPUDLPUDLPUDLPUDL

8、PU模鍛工藝制定的內容1. 根據(jù)零件產(chǎn)品的技術要求和生產(chǎn)批量，結合具體的生產(chǎn)條件，合理地選擇模鍛工藝方案2. 根據(jù)零件的形狀、尺寸、技術條件及選擇的工藝方案設計鍛件圖3. 確定所需的變形工序，進行工序設計及其模具型腔設計DLPU模鍛工藝制定的內容 4. 計算并選用坯料規(guī)格，確定所需的下料設備 5. 設計鍛模的總體結構，確定鍛模材料、技術條件，并繪制鍛模結構圖 6. 確定切邊、沖孔工序并設計切邊模和沖孔模，選擇切邊和沖孔設備 7. 確定加熱、冷卻和熱處理規(guī)范，選擇有關設備 8. 確定清理、校正、精壓工序及其設備，并設計校正模、精壓模等DLPU模鍛工藝流程DLPU成形過程制坯工步一般有：制坯工步一

9、般有：鐓粗鐓粗壓扁壓扁拔長（開式和閉式）拔長（開式和閉式）滾擠（開式和閉式）滾擠（開式和閉式）卡壓卡壓成形成形彎曲彎曲DLPU拔長DLPU滾擠DLPU彎曲DLPU預鍛 預鍛的作用是使制坯后的坯料進一步變形，以保證終鍛是金屬充滿型槽，已得到無折疊、裂紋或其他缺陷的優(yōu)質鍛件，同時有助于減少終鍛型槽磨損，提高使用壽命 使用預鍛要產(chǎn)生一些不良影響，例如增大模塊尺寸、降低生產(chǎn)率；鍛模中心與型腔中心不能重合，導致錯移量增大，降低鍛件精度，使鍛模和設備的受力狀態(tài)惡化，影響工作壽命。DLPU預鍛與終鍛的型槽區(qū)別 型槽的高與寬型槽的高與寬 在預鍛中為了使金屬以鐓粗成形為主，往往將型槽設計得比終鍛型槽略高高一些、

10、略窄窄一些。由于不設飛邊槽，所以橫斷面積要比終鍛型槽的略大些。 圓角半徑圓角半徑 預鍛型槽內的圓角半徑應比終鍛型槽大大，主要是為了減小金屬流動阻力，促進預鍛成形，同時防止折疊產(chǎn)生。 模壁斜度模壁斜度 傳統(tǒng)的設計要求預鍛的斜度大一些，但生產(chǎn)實踐表明，預鍛和終鍛的模壁斜度相同相同更好一些。DLPU鍛件圖的制定 確定分模面的位置和形狀 確定余量、公差 確定模鍛斜度 確定圓角半徑 確定沖孔連皮 繪制鍛件圖并確定技術條件DLPU鍛件毛坯的計算 根據(jù)體積不變原則DLPU工程實例汽車發(fā)動機連桿1拔長壓扁劈開備坯終鍛切邊成形設備：KHZ8-100KJ氣液錘材料利用率:56.9%DLPU工程實例汽車發(fā)動機連桿2

11、成形設備：LZK2500-P25MN熱模鍛壓力機材料利用率:65.5%DLPU工程實例汽車發(fā)動機連桿3輥鍛備坯終鍛切邊成形設備：LZK2500-P25MN熱模鍛壓力機材料利用率:63.7%DLPU工程實例汽車發(fā)動機連桿及端蓋4拔長+彎頭備料終鍛切邊成形設備LZK4000-A40MN熱模鍛壓力機材料利用率:67%DLPU工程實例汽車轉向節(jié)局部拔長備坯預鍛終鍛切邊成形設備：LZK2500-P25MN熱模鍛壓力機材料利用率:84.8%DLPU工程實例汽車轉向臂材料利用率:80%輥鍛終鍛切邊鍛壓設備及噸位：LZK1600-P16MN熱模鍛壓力機DLPU工程實例汽車凸輪軸滾擠備坯終鍛切邊成形設備：LZK2500-P25MN熱模鍛壓力機材料利用率:73.2%DLPU工程實例汽車搖臂壓扁備坯終鍛切邊LZK1000-P10MN熱模鍛壓力機材料利用率:66%DLPU工程實例汽車撥叉預鍛終鍛切邊LZK1600-P16MN熱模鍛壓力機材