機(jī)械制造工藝基礎(chǔ)第二章

1、第三節(jié)第三節(jié) 沖壓沖壓 31 第一節(jié)第一節(jié) 壓力加工壓力加工2第二節(jié)第二節(jié) 鍛造鍛造 一、壓力加工方法一、壓力加工方法 壓力加工壓力加工使毛坯材料產(chǎn)生塑性變形或分離而無(wú)切屑的加工方法。 常見(jiàn)的壓力加工有鍛壓、軋制、拉拔、擠壓等。 第一節(jié)第一節(jié) 壓力加工壓力加工 鍛 造 沖 壓軋 制拉 拔擠 壓 鍛鍛 造造 沖 壓軋 制拉 拔擠 壓 在鍛造中，坯料整體發(fā)生明顯的塑性變形，有較大量的塑性流動(dòng)加工方法圖示 產(chǎn)品圖例 鍛 造 沖沖 壓壓軋 制拉 拔擠 壓 在沖壓加工中，坯料主要通過(guò)改變各部位面積的空間位置而成型 加工方法圖示 產(chǎn)品圖例 鍛 造 沖 壓軋軋 制制拉 拔擠 壓 使坯料在旋轉(zhuǎn)軋輥的壓力作用下

2、，產(chǎn)生連續(xù)塑性變形，獲得要求的截面形狀并改變其性能 加工方法圖示 產(chǎn)品圖例 鍛 造 沖 壓軋 制拉拉 拔拔擠 壓加工方法圖示 產(chǎn)品圖例 坯料在牽引力作用下通過(guò)模孔拉出，使之產(chǎn)生塑性變形且截面縮小、長(zhǎng)度增加 鍛 造 沖 壓軋 制拉 拔擠擠 壓壓加工方法圖示 產(chǎn)品圖例 坯料在三向不均勻壓應(yīng)力作用下，從模具的孔口或縫隙擠出，使之橫截面積減小、長(zhǎng)度增加，成為所需制品。分為冷擠、溫?cái)D和熱擠。 二、鍛壓的特點(diǎn)二、鍛壓的特點(diǎn) 工藝工藝類別類別特點(diǎn)特點(diǎn)應(yīng)用場(chǎng)合應(yīng)用場(chǎng)合鍛造鍛造（1）改善金屬的內(nèi)部組織，提高金屬的力學(xué)性能，如能提高工件的強(qiáng)度、塑性和韌性（2）具有較高的勞動(dòng)生產(chǎn)率（3）采用精密模鍛可使鍛件尺寸、形

3、狀接近成品，因而可大大節(jié)約金屬材料和減少切削加工工時(shí)（1）適應(yīng)范圍廣。既可進(jìn)行單件、小批量生產(chǎn)，又可進(jìn)行大批量生產(chǎn)（2）不能鍛造形狀復(fù)雜的工件沖壓沖壓（1）在分離或成形過(guò)程中，板料的厚度變化很小，內(nèi)部組織也不產(chǎn)生變化（2）生產(chǎn)效率很高，易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化生產(chǎn)（3）沖壓制件尺寸精確，表面光潔，一般不再進(jìn)行加工或僅按需要補(bǔ)充進(jìn)行機(jī)械加工即可使用（4）沖壓使用的模具精度高，制造復(fù)雜，成本高（1）適應(yīng)范圍廣，并能制出形狀較復(fù)雜的沖壓制件（2）主要適用于大批量生產(chǎn)l 操作前確認(rèn)設(shè)備床身、工作臺(tái)面、導(dǎo)軌以及其他主要滑動(dòng)面上不得有障礙物，潤(rùn)滑部位油量充足。l 操作前、后應(yīng)檢查各操作機(jī)構(gòu)的手柄、閥、桿等是否

4、放在說(shuō)明書(shū)規(guī)定的非工作位置上。l 操作前檢查安全防護(hù)裝置是否齊全完好，各主要零部件及緊固件有無(wú)異常松動(dòng)現(xiàn)象。l 操作前檢查管道閥門(mén)及裝置是否完好、無(wú)泄漏。三、鍛壓設(shè)備安全操作規(guī)程三、鍛壓設(shè)備安全操作規(guī)程 l 操作前須進(jìn)行空運(yùn)轉(zhuǎn)試車，確認(rèn)一切正常方可開(kāi)始工作。l 操作設(shè)備時(shí)必須堅(jiān)守工作崗位，不做與工作無(wú)關(guān)的事，必須離開(kāi)時(shí)，要停機(jī)并切斷電源。l 規(guī)范操作設(shè)備，不得超范圍、超負(fù)荷使用設(shè)備。l 操作完畢，應(yīng)整理工具和產(chǎn)品制件，清掃工作場(chǎng)地和設(shè)備，并擦拭干凈設(shè)備各部位，各滑動(dòng)面應(yīng)加油保護(hù)。 第二節(jié)第二節(jié) 鍛造鍛造 鍛造鍛造是在壓力設(shè)備及工（模）具的作用下，使金屬坯料或鑄錠產(chǎn)生局部或全部的塑性變形，以獲得

5、一定幾何形狀、尺寸和質(zhì)量的鍛件的加工方法。 自由鍛 模鍛 一、坯料的加熱一、坯料的加熱 1 1金屬材料的始鍛溫度和終鍛溫度金屬材料的始鍛溫度和終鍛溫度 始鍛溫度始鍛溫度允許加熱達(dá)到的最高溫度。 終鍛溫度終鍛溫度停止止鍛造的溫度。 2 2鍛造溫度范圍鍛造溫度范圍 鍛造溫度范圍鍛造溫度范圍鍛件的始鍛溫度到終鍛溫度的溫度間隔。 3 3加熱速度加熱速度 加熱溫度加熱溫度加熱時(shí)坯料表面溫度升高的速度（/h）。 二、自由鍛二、自由鍛 自由鍛自由鍛是利用沖擊力或壓力使金屬在上、下砧面間各個(gè)方向自由變形，不受任何限制而獲得所需形狀和尺寸及一定力學(xué)性能的鍛件的一種加工方法。1 1自由鍛設(shè)備自由鍛設(shè)備 自由鍛分為

6、手工自由鍛和機(jī)器自由鍛兩種。手工自由鍛 機(jī)械自由鍛 空氣錘 蒸汽空氣錘 水壓機(jī) 2 2自由鍛的基本工序自由鍛的基本工序 （1）鐓粗 （2）拔長(zhǎng) （3）沖孔 （4）彎曲 （5）扭轉(zhuǎn) （6）切斷 鐓粗鐓粗是對(duì)原坯料沿軸向鍛打，使其高度降低、橫截面面積增大的操作過(guò)程 。分為整體鐓粗和局部鍛粗 。整體鐓粗局部鍛粗 拔長(zhǎng)拔長(zhǎng)是使坯料長(zhǎng)度增加、橫截面面積減小的鍛造工序。 拔長(zhǎng)時(shí)，每次送進(jìn)量L應(yīng)為砧寬B的0.30.7倍。若L太大，拔長(zhǎng)效率反而下降；若L太小，又易產(chǎn)生夾層。 拔長(zhǎng)的送進(jìn)量a）送進(jìn)量合適 b）送進(jìn)量太大，拔長(zhǎng)效率低 c）送進(jìn)量太小，易產(chǎn)生夾層a） b） c）較重鍛件的拔長(zhǎng) 較小鍛件的拔長(zhǎng) 圓形坯

7、料拔長(zhǎng)時(shí)的過(guò)渡截面形狀 沖孔沖孔是用沖子在坯料上沖出通孔或不通孔的鍛造工序。1）單面沖孔：厚度小的坯料 2）雙面沖孔 預(yù)沖凹坑 沖至3/4深度 翻轉(zhuǎn)坯料 沖透坯料 彎曲彎曲使坯料彎曲成一定角度或形狀的鍛造工序。 a） b） c）a），b）角度彎曲 c）成形彎曲 扭轉(zhuǎn)扭轉(zhuǎn)使坯料的一部分相對(duì)于另一部分旋轉(zhuǎn)一定角度的鍛造工序。切斷切斷分割坯料或切除料頭的鍛造工序。 方形截面切斷 圓形截面切斷 3 3自由鍛的特點(diǎn)及應(yīng)用自由鍛的特點(diǎn)及應(yīng)用 （1）設(shè)備和工具有很大的通用性，且工具簡(jiǎn)單，通常只能制造形狀簡(jiǎn)單的鍛件。 （2）自由鍛可以鍛制質(zhì)量不足1kg到300t左右的鍛件。大型鍛件只能采用自由鍛，因此自由鍛在

8、一般機(jī)械制造中具有重要意義。 （3）自由鍛依靠操作者的技術(shù)控制形狀和尺寸，鍛件精度低，表面質(zhì)量差，金屬消耗多。 三、模鍛三、模鍛 模鍛模鍛將加熱后的坯料放在鍛模的模腔內(nèi)，經(jīng)過(guò)鍛造，使其在模腔所限制的空間內(nèi)產(chǎn)生塑性變形，從而獲得鍛件的鍛造方法。 液壓模鍛錘模鍛件1 1模鍛工藝過(guò)程模鍛工藝過(guò)程 模鍛的鍛模結(jié)構(gòu)有單模膛鍛模和多模膛鍛模。 單模膛鍛模 鍛模過(guò)程 模鍛工藝過(guò)程 2 2模鍛的特點(diǎn)及應(yīng)用模鍛的特點(diǎn)及應(yīng)用 （1）由于有模膛引導(dǎo)金屬的流動(dòng)，鍛件的形狀可以比較復(fù)雜。 （2）鍛件內(nèi)部的鍛造流線按鍛件輪廓分布，從而提高了工件的力學(xué)性能和使用壽命。 （3）鍛件表面光潔、尺寸精度高，可節(jié)約材料和切削加工工

9、時(shí)。 （4）生產(chǎn)率較高。 （5）操作簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化。四、胎模鍛四、胎模鍛 胎模鍛胎模鍛是自由鍛與模鍛相結(jié)合的加工方法，即在自由鍛設(shè)備上使用可移動(dòng)的模具生產(chǎn)鍛件。1 1胎模結(jié)構(gòu)胎模結(jié)構(gòu) 錘子 錘頭胎模結(jié)構(gòu) 2 2胎模鍛的特點(diǎn)及應(yīng)用胎模鍛的特點(diǎn)及應(yīng)用l 模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于制造、不需要專用鍛造設(shè)備 l 胎模鍛件質(zhì)量沒(méi)有模鍛件高l 工人勞動(dòng)強(qiáng)度較大 l 胎模壽命短 l 生產(chǎn)率較低 五、鍛件的鍛后冷卻五、鍛件的鍛后冷卻冷卻方式 定義特點(diǎn)適用場(chǎng)合空冷 熱態(tài)鍛件在空氣中冷卻的方法 冷卻速度較快的一種冷卻方式，鍛后置空氣中散放，冷速快，晶粒細(xì)化 低碳、低合金中小型鍛件或鍛后不直接切削加工件 堆冷 將熱態(tài)

10、鍛件成堆放在空氣中進(jìn)行冷卻的方法 冷卻速度低于空冷 低碳鋼、中碳鋼的小型鍛件 坑冷 將熱態(tài)鍛件放在地坑（或鐵箱）中緩慢冷卻的方法 鍛后置于填有石灰、砂子或爐灰的坑內(nèi)或箱內(nèi)堆在一起。冷速稍慢，其冷卻速度較堆冷低 低合金鋼及截面尺寸較大的鍛件，鍛后可直接切削加工 灰砂冷 將熱態(tài)鍛件埋入爐渣、灰或砂中緩慢冷卻的冷卻方法 鍛件入灰（砂）溫度一般不低于500，冷卻至150左右出灰（砂），周圍蓄砂厚度不能小于80mm 灰砂冷的冷卻速度低于坑冷 爐冷 鍛后鍛件放入爐中緩慢冷卻的方法 鍛后置原加熱爐中，隨爐冷卻，冷速極慢，其冷卻速度低于灰砂冷 高合金鋼及中大型鍛件鍛后可切削加工六、自由鍛的常見(jiàn)缺陷六、自由鍛的

11、常見(jiàn)缺陷 l裂紋產(chǎn)生原因 （1）坯料質(zhì)量不好（2）加熱不充分 （3）鍛造溫度過(guò)低（4）鍛件冷卻不當(dāng)（5）鍛造方法有誤 l末端凹陷和軸心裂紋 （1）鍛造時(shí)坯料內(nèi)部未熱透，變形只產(chǎn)生在坯料表面 （2）坯料整個(gè)截面未鍛透，變形只產(chǎn)生在坯料表面 產(chǎn)生原因 l折疊 產(chǎn)生原因 坯料在鍛壓時(shí)送進(jìn)量小于單面壓下量。 沖壓沖壓利用沖壓設(shè)備使板料經(jīng)分離或成形而得到制件的工藝。 沖壓件沖壓件用沖壓的方法制成的工件或毛坯。 第三節(jié)第三節(jié) 沖壓沖壓 1 1機(jī)械壓力機(jī)機(jī)械壓力機(jī)閉式壓力機(jī)開(kāi)式雙柱壓力機(jī)一、沖壓常用設(shè)備一、沖壓常用設(shè)備2 2剪切機(jī)剪切機(jī)b）c）剪切機(jī)剪切剪切刀片 二、沖壓工序二、沖壓工序 a）落料或沖孔 b）落料 c）沖孔 l 分離工序 l 成形工序 剪切彎形 拉伸 翻邊 起伏 縮口 脹 形 液壓成形橡皮成形 （1）在分離或成形過(guò)程中，板料的厚度變化很小，內(nèi)部組織也不產(chǎn)生變化。 （2）生產(chǎn)效率很高，易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化生產(chǎn)。 （3）沖壓制件尺寸精確，表面光潔，無(wú)需再進(jìn)