材料成型基礎(chǔ)第六章-常用金屬塑性成形方法

1、 第六章第六章 常用金屬塑性成形方法常用金屬塑性成形方法定義：定義：自由鍛造是利用沖擊力或壓力使金屬材料自由鍛造是利用沖擊力或壓力使金屬材料在在上下兩個(gè)砧鐵之間或錘頭與砧鐵之間上下兩個(gè)砧鐵之間或錘頭與砧鐵之間產(chǎn)生變形，從產(chǎn)生變形，從而獲得所需形狀、尺寸和力學(xué)性能的鍛件成形過程。而獲得所需形狀、尺寸和力學(xué)性能的鍛件成形過程。自由鍛自由鍛6.1 6.1 自由鍛與模鍛自由鍛與模鍛自自由由鍛鍛優(yōu)優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)自由鍛造自由鍛造自自由由鍛鍛缺缺點(diǎn)點(diǎn)自由鍛造自由鍛造自由鍛工藝規(guī)程自由鍛工藝規(guī)程 自由鍛造自由鍛造零件圖零件圖 - 繪制鍛件圖繪制鍛件圖 - 坯料質(zhì)量和尺寸坯料質(zhì)量和尺寸計(jì)算計(jì)算選擇鍛造工序選擇鍛造工序-

2、 加熱坯料、鍛打加熱坯料、鍛打-檢驗(yàn)檢驗(yàn)-鍛件鍛件自由鍛成形過程自由鍛成形過程 1）繪制鍛件圖）繪制鍛件圖 繪制鍛件圖時(shí)要考慮繪制鍛件圖時(shí)要考慮: 加工余量加工余量 鍛件公差鍛件公差 敷料（工藝余塊）敷料（工藝余塊）自由鍛造自由鍛造鍛件加工余量：鍛件加工余量： 與零件的形狀、尺寸、加工精度、表面粗糙度等因素有與零件的形狀、尺寸、加工精度、表面粗糙度等因素有關(guān)，關(guān)，通常自由鍛鍛件的加工余量為通常自由鍛鍛件的加工余量為46mm，它與生產(chǎn)的設(shè)備，它與生產(chǎn)的設(shè)備、工裝精度、加熱的控制和操作技術(shù)水平有關(guān)，零件越大，、工裝精度、加熱的控制和操作技術(shù)水平有關(guān)，零件越大，形狀越復(fù)雜，則余量就大。形狀越復(fù)雜，則

3、余量就大。鍛件公差：鍛件公差： 鍛件公差是鍛件名義尺寸的允許變動(dòng)量鍛件公差是鍛件名義尺寸的允許變動(dòng)量，因?yàn)殄懺觳僮?，因?yàn)殄懺觳僮髦姓莆粘叽缬幸欢ɡщy，外加金屬的氧化和收縮等原因，使中掌握尺寸有一定困難，外加金屬的氧化和收縮等原因，使鍛件的實(shí)際尺寸總有一定的誤差。規(guī)定鍛件的公差，有利于鍛件的實(shí)際尺寸總有一定的誤差。規(guī)定鍛件的公差，有利于提高生產(chǎn)率。自由鍛鍛件的公差一般為提高生產(chǎn)率。自由鍛鍛件的公差一般為（12）mm。自由鍛造自由鍛造3）坯料質(zhì)量和尺寸計(jì)算）坯料質(zhì)量和尺寸計(jì)算 確定坯料質(zhì)量：確定坯料質(zhì)量： G坯坯=G鍛鍛+G燒燒+G切切 式中：式中：G坯坯坯料質(zhì)量。坯料質(zhì)量。 G鍛鍛鍛件質(zhì)量。鍛件

4、質(zhì)量。 G燒燒加熱時(shí)坯料因表面氧化而燒損的加熱時(shí)坯料因表面氧化而燒損的質(zhì)量，第一次加熱取被加熱金屬質(zhì)量分?jǐn)?shù)的質(zhì)量，第一次加熱取被加熱金屬質(zhì)量分?jǐn)?shù)的2%3%，以后各次加熱取，以后各次加熱取1.5%2.0%； G切切鍛造過程中被沖切掉的鋼材質(zhì)量。鍛造過程中被沖切掉的鋼材質(zhì)量。 自由鍛造自由鍛造確定坯料尺寸確定坯料尺寸 首先根據(jù)材料的密度和坯料質(zhì)量計(jì)算出坯料相首先根據(jù)材料的密度和坯料質(zhì)量計(jì)算出坯料相應(yīng)的應(yīng)的體積體積； 根據(jù)體積不變?cè)瓌t和采用的基本工序類型（如根據(jù)體積不變?cè)瓌t和采用的基本工序類型（如拔長(zhǎng)、鐓粗等）的拔長(zhǎng)、鐓粗等）的鍛造比、高度與直徑之比鍛造比、高度與直徑之比等；等； 然后計(jì)算出然后計(jì)算

5、出坯料橫截面積、直徑或邊長(zhǎng)坯料橫截面積、直徑或邊長(zhǎng)等尺寸。等尺寸。 自由鍛造自由鍛造當(dāng)鍛造件的第一工序?yàn)榘伍L(zhǎng)時(shí)，則：當(dāng)鍛造件的第一工序?yàn)榘伍L(zhǎng)時(shí)，則： F1Y鍛鍛 F鍛鍛式中式中:F1坯料的截面積；坯料的截面積； Y鍛鍛鍛造比，對(duì)于圓鋼鍛造比，對(duì)于圓鋼Y鍛鍛=1.31.5左右；左右； F鍛鍛鍛件的最大截面積。鍛件的最大截面積。注意：注意：圓鋼直徑大小是標(biāo)準(zhǔn)的，如計(jì)算的坯料直徑與圓鋼標(biāo)圓鋼直徑大小是標(biāo)準(zhǔn)的，如計(jì)算的坯料直徑與圓鋼標(biāo)準(zhǔn)直徑不符，則應(yīng)將坯料直徑就近取成圓鋼直徑，然后再重準(zhǔn)直徑不符，則應(yīng)將坯料直徑就近取成圓鋼直徑，然后再重新計(jì)算坯料高度新計(jì)算坯料高度H或長(zhǎng)度或長(zhǎng)度L。自由鍛造自由鍛造典型

6、鍛件的鍛造比典型鍛件的鍛造比鍛件名稱鍛件名稱計(jì)算計(jì)算部位部位 鍛造比鍛造比 鍛件鍛件名稱名稱計(jì)算計(jì)算部位部位鍛造比鍛造比 碳素鋼軸類碳素鋼軸類零件零件 最大截面 2.02.5 錘頭 最大截面 2.5 合金鋼軸類合金鋼軸類零件零件 最大截面 2.53.0水輪機(jī)主軸 軸身 2.5 熱軋輥熱軋輥 輥身 2.53.0水輪機(jī)立柱 最大截面 3.0 冷軋輥冷軋輥 輥身 3.55.0模塊 最大截面 3.0 齒輪軸齒輪軸 最大截面 2.53.0航空用大型鍛件 最大截面 6.08.0 自由鍛造自由鍛造4）選擇鍛造工序、確定鍛造溫度和冷卻規(guī)范等。）選擇鍛造工序、確定鍛造溫度和冷卻規(guī)范等。選擇鍛造工序選擇鍛造工序

7、分為分為基本工序、輔助工序、精整工序基本工序、輔助工序、精整工序三類。三類。 基本工序基本工序：鐓粗、拔長(zhǎng)、沖孔鐓粗、拔長(zhǎng)、沖孔等等 自由鍛造自由鍛造盤類鍛件盤類鍛件軸及桿類鍛件軸及桿類鍛件可采用鐓粗、沖孔、壓肩、整修可采用鐓粗、沖孔、壓肩、整修可采用拔長(zhǎng)、壓肩、整修可采用拔長(zhǎng)、壓肩、整修自由鍛造自由鍛造筒及環(huán)類鍛件筒及環(huán)類鍛件彎曲類鍛件彎曲類鍛件可采用鐓粗、沖孔、拔長(zhǎng)、整修可采用鐓粗、沖孔、拔長(zhǎng)、整修可采用拔長(zhǎng)、彎曲可采用拔長(zhǎng)、彎曲 自由鍛造自由鍛造曲拐軸類鍛件曲拐軸類鍛件其他復(fù)雜鍛件其他復(fù)雜鍛件可采用拔長(zhǎng)、分段、錯(cuò)移、整修可采用拔長(zhǎng)、分段、錯(cuò)移、整修可采用拔長(zhǎng)、分段、鐓粗、沖孔、整修可采用

8、拔長(zhǎng)、分段、鐓粗、沖孔、整修 自由鍛造自由鍛造輔助工序輔助工序：壓肩、倒棱、壓鉗口壓肩、倒棱、壓鉗口等。等。精整工序精整工序：整形、清出表面氧化皮整形、清出表面氧化皮等。自由鍛造自由鍛造鍛造溫度范圍及加熱冷卻范圍鍛造溫度范圍及加熱冷卻范圍 常用金屬材料的鍛造溫度范圍常用金屬材料的鍛造溫度范圍 自由鍛造自由鍛造合金種類合金種類始鍛溫度始鍛溫度/終鍛溫度終鍛溫度/碳素鋼碳素鋼15，25，3012001250750 750 80035，40，45120080080060，65，T8,T101100800800合金鋼合金鋼合金結(jié)構(gòu)鋼1150 1200800 800 850低合金工具鋼1100 1150

9、850850高速鋼1100 1150900900有色金屬有色金屬H68850700700硬鋁470380380鍛后鍛件的冷卻：鍛后鍛件的冷卻： 鍛件仍有較高的溫度，冷卻時(shí)由于鍛件仍有較高的溫度，冷卻時(shí)由于表面冷卻快，內(nèi)部冷的慢，鍛件表里收表面冷卻快，內(nèi)部冷的慢，鍛件表里收縮不一，可能使一些塑性較低的或大型縮不一，可能使一些塑性較低的或大型復(fù)雜鍛件產(chǎn)生變形或開裂等缺陷。復(fù)雜鍛件產(chǎn)生變形或開裂等缺陷。自由鍛造自由鍛造鍛件冷卻方式常有下列鍛件冷卻方式常有下列3種：種：1）直接在空氣中冷卻（空冷），直接在空氣中冷卻（空冷），此種多用于碳含此種多用于碳含量小于量小于0.5%的碳鋼和碳含量小于的碳鋼和碳含

10、量小于0.3%的低合金鋼的低合金鋼中小型鍛件。中小型鍛件。2）在爐灰或干砂中緩冷在爐灰或干砂中緩冷 對(duì)用于中碳鋼、高碳鋼和對(duì)用于中碳鋼、高碳鋼和大多數(shù)低合金鋼中的中型鍛件。大多數(shù)低合金鋼中的中型鍛件。3）隨爐緩冷隨爐緩冷 鍛后隨即將鍛件放入鍛后隨即將鍛件放入500到到700攝氏度攝氏度的爐中隨爐緩冷，用于中碳鋼和低合金鋼的大型鍛的爐中隨爐緩冷，用于中碳鋼和低合金鋼的大型鍛件以及高合金鋼的重要鍛件。件以及高合金鋼的重要鍛件。 自由鍛造自由鍛造自由鍛典型過程舉例自由鍛典型過程舉例 軸類、盤類、環(huán)類、筒類、彎曲類等軸類、盤類、環(huán)類、筒類、彎曲類等軸類件自由鍛工序軸類件自由鍛工序自由鍛造自由鍛造鍛件名

11、稱：齒輪軸鍛件名稱：齒輪軸坯料質(zhì)量：坯料質(zhì)量：2.8kg2.8kg坯料規(guī)格：坯料規(guī)格：90 x59mm90 x59mm鍛件材料：鍛件材料：40Cr40Cr鍛造設(shè)備：鍛造設(shè)備：150kg150kg空氣錘空氣錘鍛件圖：鍛件圖：火次火次溫度（溫度（）操作說明操作說明簡(jiǎn)圖簡(jiǎn)圖1 112001200800800鐓粗鐓粗拔長(zhǎng)、打圓拔長(zhǎng)、打圓壓肩壓肩拔長(zhǎng)、打圓拔長(zhǎng)、打圓自由鍛造自由鍛造盤類件自由鍛工序盤類件自由鍛工序自由鍛造自由鍛造鍛件名稱：雙聯(lián)齒輪鍛件名稱：雙聯(lián)齒輪坯料質(zhì)量：坯料質(zhì)量：2.1kg2.1kg坯料規(guī)格：坯料規(guī)格：65x83mm65x83mm鍛件材料：鍛件材料：4545鋼鋼鍛造設(shè)備：鍛造設(shè)備：1

12、50kg150kg空氣錘空氣錘 鍛件圖：鍛件圖：火次火次溫度（溫度（）操作說明操作說明簡(jiǎn)圖簡(jiǎn)圖1 112001200800800鐓粗鐓粗壓肩壓肩拔長(zhǎng)、打圓拔長(zhǎng)、打圓 自由鍛造自由鍛造環(huán)類件自由鍛工序環(huán)類件自由鍛工序 自由鍛造自由鍛造筒類件自由鍛工序筒類件自由鍛工序自由鍛造自由鍛造彎曲件自由鍛工序彎曲件自由鍛工序 自由鍛造自由鍛造鍛造設(shè)備：鍛造設(shè)備：中小型鍛件所采用的主要是空氣錘，空氣錘的中小型鍛件所采用的主要是空氣錘，空氣錘的噸位選擇見下表或查鍛造手冊(cè)。噸位選擇見下表或查鍛造手冊(cè)。 自由鍛造自由鍛造錘的噸位錘的噸位/kg150150250250400400560560鍛件質(zhì)量鍛件質(zhì)量/kg6

13、6101026264040自由鍛件結(jié)構(gòu)技術(shù)特征自由鍛件結(jié)構(gòu)技術(shù)特征自由鍛件上應(yīng)避免錐體、曲線或曲線交接以及自由鍛件上應(yīng)避免錐體、曲線或曲線交接以及橢圓形、工字形截面等結(jié)構(gòu)橢圓形、工字形截面等結(jié)構(gòu) 自由鍛造自由鍛造自由鍛造自由鍛造自由鍛件上應(yīng)避免加強(qiáng)筋、凸臺(tái)等結(jié)構(gòu)自由鍛件上應(yīng)避免加強(qiáng)筋、凸臺(tái)等結(jié)構(gòu)。自由鍛造自由鍛造當(dāng)鍛件的橫截面有急劇變化或形狀較復(fù)雜時(shí)，可將當(dāng)鍛件的橫截面有急劇變化或形狀較復(fù)雜時(shí)，可將其設(shè)計(jì)成幾個(gè)簡(jiǎn)單件構(gòu)成的組合件，用焊接或機(jī)械連其設(shè)計(jì)成幾個(gè)簡(jiǎn)單件構(gòu)成的組合件，用焊接或機(jī)械連接方法連成整體件。接方法連成整體件。自由鍛造自由鍛造復(fù)雜件結(jié)構(gòu)復(fù)雜件結(jié)構(gòu)成形性差的結(jié)構(gòu)成形性差的結(jié)構(gòu) 成形

14、性好的結(jié)構(gòu)成形性好的結(jié)構(gòu) 自由鍛造自由鍛造概念：概念：在自由鍛造設(shè)備上使用不固定在設(shè)備上的各種模具在自由鍛造設(shè)備上使用不固定在設(shè)備上的各種模具稱為稱為胎模的單膛模具胎模的單膛模具，將已加熱的坯料用，將已加熱的坯料用自由鍛方法預(yù)鍛自由鍛方法預(yù)鍛成接近鍛件形狀，然后用胎模終鍛成形的鍛造方法。成接近鍛件形狀，然后用胎模終鍛成形的鍛造方法。胎模鍛造胎模鍛造種類：種類：扣模、套筒模（開式套筒模、閉式套筒模）、合模?？勰！⑻淄材＃ㄩ_式套筒模、閉式套筒模）、合模。1）扣模：）扣模： 用于鍛造非回轉(zhuǎn)體鍛件，具有敞開的模膛。用于鍛造非回轉(zhuǎn)體鍛件，具有敞開的模膛。鍛造時(shí)工件一般鍛造時(shí)工件一般不翻轉(zhuǎn)，不產(chǎn)生毛邊不翻

15、轉(zhuǎn)，不產(chǎn)生毛邊，可用于制坯也可，可用于制坯也可成形。成形。胎模鍛造胎模鍛造2）套筒模：）套筒模： 套筒模主要用于回轉(zhuǎn)體鍛件如齒輪、法蘭等，有套筒模主要用于回轉(zhuǎn)體鍛件如齒輪、法蘭等，有開式和閉式兩種。開式套筒模一般只有下模（套筒和墊塊），開式和閉式兩種。開式套筒模一般只有下模（套筒和墊塊），沒有上模（錘砧代替上模），沒有上模（錘砧代替上模），優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以得到很小是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以得到很小或不帶斜度的鍛件。取件時(shí)一般要翻轉(zhuǎn)或不帶斜度的鍛件。取件時(shí)一般要翻轉(zhuǎn)180度度; 缺點(diǎn)缺點(diǎn)是對(duì)上下砧的平行度要求較嚴(yán)。是對(duì)上下砧的平行度要求較嚴(yán)。閉式套筒模閉式套筒模一般由上一般由上模、套筒等組成，鍛造

16、中金屬處于模膛的封閉空間中變形，模、套筒等組成，鍛造中金屬處于模膛的封閉空間中變形，不不形成毛邊。形成毛邊。胎模鍛造胎模鍛造3）合模：）合模： 一般由上下模及導(dǎo)向裝置組成，見圖，一般由上下模及導(dǎo)向裝置組成，見圖，用來鍛造形狀復(fù)雜的鍛件，鍛造過程中用來鍛造形狀復(fù)雜的鍛件，鍛造過程中多余金屬流多余金屬流入飛邊槽形成飛邊。入飛邊槽形成飛邊。胎模鍛造胎模鍛造優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：與自由鍛相比，胎模鍛具有鍛件品質(zhì)較好（與自由鍛相比，胎模鍛具有鍛件品質(zhì)較好（表面光潔、尺寸較精確、纖維分布合理）、生表面光潔、尺寸較精確、纖維分布合理）、生產(chǎn)率高和節(jié)約金屬等優(yōu)點(diǎn)。產(chǎn)率高和節(jié)約金屬等優(yōu)點(diǎn)。與模鍛相比，胎模鍛具有操作比較靈

17、活、胎與模鍛相比，胎模鍛具有操作比較靈活、胎模模具簡(jiǎn)單、容易制造加工、成本低、生產(chǎn)準(zhǔn)模模具簡(jiǎn)單、容易制造加工、成本低、生產(chǎn)準(zhǔn)備周期短等優(yōu)點(diǎn)。備周期短等優(yōu)點(diǎn)。胎模鍛造胎模鍛造缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：胎模鍛件比模鍛件表面品質(zhì)較差；胎模鍛件比模鍛件表面品質(zhì)較差；精度較低、所留的機(jī)加工余量大；精度較低、所留的機(jī)加工余量大；操作者勞動(dòng)強(qiáng)度大、胎模壽命較低。操作者勞動(dòng)強(qiáng)度大、胎模壽命較低。 胎模鍛適用于中、小批量生產(chǎn)小型多品種的胎模鍛適用于中、小批量生產(chǎn)小型多品種的鍛件。鍛件。胎模鍛造胎模鍛造 模模 鍛鍛定義：定義：它是將坯料置于鍛模模腔內(nèi)它是將坯料置于鍛模模腔內(nèi)，然后施加沖擊力或壓力然后施加沖擊力或壓力使坯料發(fā)生塑

18、性變形而獲得鍛件的成形過程使坯料發(fā)生塑性變形而獲得鍛件的成形過程。模型鍛造時(shí)坯料是模型鍛造時(shí)坯料是整體塑性成形整體塑性成形坯料坯料三向受壓三向受壓。與自由鍛相比，模鍛具有如下優(yōu)點(diǎn)與自由鍛相比，模鍛具有如下優(yōu)點(diǎn):生產(chǎn)效率高。生產(chǎn)效率高。能鍛造形狀復(fù)雜的鍛件，并可使金屬流線分布更為合能鍛造形狀復(fù)雜的鍛件，并可使金屬流線分布更為合理。理。模鍛件的尺寸較精確，表面質(zhì)量好，加工余量較小。模鍛件的尺寸較精確，表面質(zhì)量好，加工余量較小。節(jié)省金屬材料，減少切削加工工作量。在批量足夠的節(jié)省金屬材料，減少切削加工工作量。在批量足夠的條件下，能降低零件成本。條件下，能降低零件成本。模鍛操作簡(jiǎn)單，勞動(dòng)強(qiáng)度低。模鍛操作

19、簡(jiǎn)單，勞動(dòng)強(qiáng)度低。模模 鍛鍛缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 模鍛設(shè)備噸位限制，鍛件質(zhì)量一般在模鍛設(shè)備噸位限制，鍛件質(zhì)量一般在150kg以下。設(shè)備投資較大，模具費(fèi)用高，以下。設(shè)備投資較大，模具費(fèi)用高，工藝靈活性較差，生產(chǎn)準(zhǔn)備周期較長(zhǎng)。工藝靈活性較差，生產(chǎn)準(zhǔn)備周期較長(zhǎng)。 適合于小型鍛件的大批、大量生產(chǎn)。適合于小型鍛件的大批、大量生產(chǎn)。 模模 鍛鍛 模鍛已廣泛應(yīng)用于飛機(jī)、機(jī)車、汽車、拖拉機(jī)模鍛已廣泛應(yīng)用于飛機(jī)、機(jī)車、汽車、拖拉機(jī)、軍工、軸承等制造業(yè)中。、軍工、軸承等制造業(yè)中。 最常見的零件是齒輪、軸、連桿、杠桿、手柄最常見的零件是齒輪、軸、連桿、杠桿、手柄等，但等，但模鍛常限制在模鍛常限制在150kg以下的零件以下的

20、零件。 冷成形工藝（冷鐓、冷鍛）主要生產(chǎn)一些小型冷成形工藝（冷鐓、冷鍛）主要生產(chǎn)一些小型制品或零件，如螺釘、釘子、鉚釘、螺栓等，由制品或零件，如螺釘、釘子、鉚釘、螺栓等，由于鍛模造價(jià)高，制造周期長(zhǎng)，故模型鍛造僅適用于鍛模造價(jià)高，制造周期長(zhǎng)，故模型鍛造僅適用于大批量生產(chǎn)。于大批量生產(chǎn)。模模 鍛鍛模鍛過程模鍛過程模模 鍛鍛模鍛過程模鍛過程1)繪制模鍛件圖繪制模鍛件圖 應(yīng)考慮分模面、加工余量、鍛件公差和敷料應(yīng)考慮分模面、加工余量、鍛件公差和敷料 、模鍛斜度、模鍛斜度 、模鍛件圓角半徑、模鍛件圓角半徑 等。等。分模面分模面 確定分模面位置原則：確定分模面位置原則： 要保證模鍛件易于從模膛中取出，故通常

21、分模面選擇在模鍛件要保證模鍛件易于從模膛中取出，故通常分模面選擇在模鍛件最大截面上最大截面上。 所選定的分模面應(yīng)能所選定的分模面應(yīng)能使模膛的深度最淺使模膛的深度最淺，這樣有利于金屬充滿模膛，便于，這樣有利于金屬充滿模膛，便于鍛件的取出和鍛模的制造。鍛件的取出和鍛模的制造。a)選定的分模面應(yīng)能使選定的分模面應(yīng)能使上下兩模沿分模面的模膛輪廓一致上下兩模沿分模面的模膛輪廓一致，這樣在安裝鍛模，這樣在安裝鍛模和生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)錯(cuò)?，F(xiàn)象時(shí)，便于及時(shí)調(diào)整鍛模位置。和生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)錯(cuò)?，F(xiàn)象時(shí)，便于及時(shí)調(diào)整鍛模位置。 模鍛模鍛d）分模面）分模面最好是平面最好是平面，且上下鍛模的模膛深度盡可，且上下鍛模的模膛深度盡可能一

22、致，便于鍛模制造。能一致，便于鍛模制造。e)所選分模面盡可能使鍛件上所加的所選分模面盡可能使鍛件上所加的敷料最少敷料最少，這樣，這樣既可提高材料的利用率，又減少了切削加工的工作量既可提高材料的利用率，又減少了切削加工的工作量。第。第2種孔不能鍛。種孔不能鍛。 模模 鍛鍛分模面選擇比較圖分模面選擇比較圖加工余量、鍛件公差和敷料加工余量、鍛件公差和敷料 模鍛件的加工余量和公差比自由鍛模鍛件的加工余量和公差比自由鍛件的小得多。小型模鍛件的加工余量一件的小得多。小型模鍛件的加工余量一般在般在24mm，鍛件公差一般為，鍛件公差一般為0.5 1mm。 模模 鍛鍛對(duì)于孔徑對(duì)于孔徑d25mm的模鍛件，孔應(yīng)鍛出

23、的模鍛件，孔應(yīng)鍛出，但須留，但須留沖孔連皮沖孔連皮； 沖孔連皮厚度與沖孔連皮厚度與孔徑有關(guān)，當(dāng)孔徑為孔徑有關(guān)，當(dāng)孔徑為30 80mm時(shí)，連時(shí)，連皮厚度為皮厚度為4 8mm。 模模 鍛鍛模鍛斜度模鍛斜度 目的目的是便于是便于從模膛中取出鍛件從模膛中取出鍛件。常用模鍛斜度系列為：常用模鍛斜度系列為：357101215 模鍛斜度與模膛深度有關(guān)，當(dāng)模鍛斜度與模膛深度有關(guān)，當(dāng)模膛深度與寬度的比值（模膛深度與寬度的比值（h/b)越越大時(shí)，取較大的斜度值。大時(shí)，取較大的斜度值。內(nèi)壁內(nèi)壁斜度應(yīng)比外壁斜度大斜度應(yīng)比外壁斜度大25 在具有在具有頂出裝置的鍛壓機(jī)頂出裝置的鍛壓機(jī)械上，其模鍛件上的斜度比沒械上，其模鍛

24、件上的斜度比沒有頂出裝置的小一級(jí)有頂出裝置的小一級(jí)。 模模 鍛鍛模鍛件圓角半徑模鍛件圓角半徑 模鍛件上凡是面與面相交處均應(yīng)做成圓角。模鍛件上凡是面與面相交處均應(yīng)做成圓角。 目的目的:增大鍛件強(qiáng)度，利于鍛造時(shí)金屬充滿模膛，避免鍛增大鍛件強(qiáng)度，利于鍛造時(shí)金屬充滿模膛，避免鍛模上的內(nèi)尖角處產(chǎn)生裂紋，減緩鍛模外尖角處的磨損，提高鍛模上的內(nèi)尖角處產(chǎn)生裂紋，減緩鍛模外尖角處的磨損，提高鍛模的使用壽命模的使用壽命。 模模 鍛鍛要求要求: 鋼質(zhì)模鍛件鋼質(zhì)模鍛件 外圓角半徑外圓角半徑取取1.5 12mm， 內(nèi)圓角半徑內(nèi)圓角半徑比比外圓角大外圓角大2 3倍倍；模膛深度越深，圓角半徑取值模膛深度越深，圓角半徑取值越

25、大。越大。例例 一齒輪，材料為一齒輪，材料為45鋼，產(chǎn)量為鋼，產(chǎn)量為3000件件/月，選用模鍛加工。月，選用模鍛加工。 該件該件直徑直徑25的孔不鍛出的孔不鍛出（因放在機(jī)加工余量后孔徑（因放在機(jī)加工余量后孔徑25），外），外徑的加工余量放徑的加工余量放4mm（半徑上放（半徑上放2mm），高度上加工余量放），高度上加工余量放2.5mm。分模面如圖所示，凡垂直分模面的立壁均放模鍛斜度。分模面如圖所示，凡垂直分模面的立壁均放模鍛斜度5。模模 鍛鍛2）坯料質(zhì)量和尺寸計(jì)算）坯料質(zhì)量和尺寸計(jì)算 模鍛件坯料質(zhì)量模鍛件坯料質(zhì)量=模鍛件質(zhì)量模鍛件質(zhì)量+氧化燒損質(zhì)量氧化燒損質(zhì)量+飛邊（連皮）質(zhì)量飛邊（連皮）質(zhì)量

26、飛邊質(zhì)量飛邊質(zhì)量的多少與鍛件形狀和大小有關(guān)，一的多少與鍛件形狀和大小有關(guān)，一般按鍛件質(zhì)量的般按鍛件質(zhì)量的20% 25%計(jì)算。計(jì)算。 氧化燒損氧化燒損按鍛件質(zhì)量和飛邊質(zhì)量總和的按鍛件質(zhì)量和飛邊質(zhì)量總和的3% 4%計(jì)算，其他規(guī)則可參照自由鍛坯料質(zhì)量及計(jì)算，其他規(guī)則可參照自由鍛坯料質(zhì)量及尺寸計(jì)算。尺寸計(jì)算。 模模 鍛鍛3）模鍛工序確定）模鍛工序確定 盤類模鍛件：盤類模鍛件： 一般采用一般采用鐓粗和鐓粗和終鍛終鍛工序；對(duì)于一些工序；對(duì)于一些高輪轂、薄輪輻的模高輪轂、薄輪輻的模鍛件，采用鍛件，采用鐓粗鐓粗-預(yù)預(yù)鍛鍛-終鍛工序。終鍛工序。 模模 鍛鍛長(zhǎng)軸類模鍛件工序選長(zhǎng)軸類模鍛件工序選擇有：擇有：預(yù)鍛預(yù)鍛

27、-終鍛終鍛滾壓滾壓-預(yù)鍛預(yù)鍛-終鍛終鍛拔長(zhǎng)拔長(zhǎng)-滾壓滾壓-預(yù)鍛預(yù)鍛-終鍛終鍛拔長(zhǎng)拔長(zhǎng)-滾壓滾壓-彎曲彎曲-預(yù)鍛預(yù)鍛-終終鍛等鍛等模模 鍛鍛模鍛件成形過程中工序模鍛件成形過程中工序的多少的多少與零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、坯料形狀及制坯手段、坯料形狀及制坯手段等有關(guān)。等有關(guān)。 如：彎曲連桿模鍛如：彎曲連桿模鍛 模模 鍛鍛鍛造截面變化較大的長(zhǎng)軸類鍛件時(shí)，常采用斷面鍛造截面變化較大的長(zhǎng)軸類鍛件時(shí)，常采用斷面呈周期性變化的坯料見圖所示：呈周期性變化的坯料見圖所示：（a）周期性軋制坯料）周期性軋制坯料 （b）彎曲（）彎曲（c）預(yù)鍛）預(yù)鍛 （d）終鍛）終鍛 模模 鍛鍛或者用輥鍛機(jī)來軋制原坯料代替拔長(zhǎng)和滾壓

28、工序見圖，這樣可或者用輥鍛機(jī)來軋制原坯料代替拔長(zhǎng)和滾壓工序見圖，這樣可使模鍛過程簡(jiǎn)化，生產(chǎn)效率高。使模鍛過程簡(jiǎn)化，生產(chǎn)效率高。（a）原料）原料 （b）輥鍛）輥鍛 （c）坯料）坯料 1扇形輥鍛模扇形輥鍛模 2鍛輥鍛輥 模模 鍛鍛4）修整工序）修整工序 切邊與沖孔切邊與沖孔 鍛成的模鍛件，通常其周邊都帶有飛邊，鍛成的模鍛件，通常其周邊都帶有飛邊，有通孔的鍛件還有連皮。須用切邊模和沖孔模將飛邊和連有通孔的鍛件還有連皮。須用切邊模和沖孔模將飛邊和連皮切除。皮切除。 模模 鍛鍛校正校正 在形狀復(fù)雜的鍛件切邊（沖連皮）之后進(jìn)行校在形狀復(fù)雜的鍛件切邊（沖連皮）之后進(jìn)行校正正提高鍛件精度提高鍛件精度。 熱處理

29、熱處理 目的是為了目的是為了消除鍛件的過熱組織或加工硬化消除鍛件的過熱組織或加工硬化組織、內(nèi)應(yīng)力組織、內(nèi)應(yīng)力等，使模鍛件具有所需的組織和性能。等，使模鍛件具有所需的組織和性能。 清理清理 清除氧化皮、油污及其他表面缺陷，以清除氧化皮、油污及其他表面缺陷，以提高模提高模鍛件的表面質(zhì)量鍛件的表面質(zhì)量。清理方法有：。清理方法有：滾筒打光。噴丸清理、滾筒打光。噴丸清理、酸洗酸洗等。等。 模模 鍛鍛對(duì)于要求精度高和表面粗糙度低的模鍛件，除進(jìn)對(duì)于要求精度高和表面粗糙度低的模鍛件，除進(jìn)行上述各修整工序外，還應(yīng)在壓力機(jī)上進(jìn)行行上述各修整工序外，還應(yīng)在壓力機(jī)上進(jìn)行精壓。精壓。模模 鍛鍛5）鍛模模膛）鍛模模膛 分

30、為分為模鍛模膛模鍛模膛和和制坯模膛制坯模膛兩大類：兩大類：模鍛模膛模鍛模膛 模鍛模膛分為模鍛模膛分為終鍛終鍛模膛和模膛和預(yù)鍛預(yù)鍛模膛兩模膛兩種。種。 終鍛模膛終鍛模膛作用：作用：使坯料最后變形到鍛件所要求使坯料最后變形到鍛件所要求的形狀和尺寸的形狀和尺寸。它的形狀與鍛件的形狀相同；因鍛。它的形狀與鍛件的形狀相同；因鍛件冷卻時(shí)要收縮，終鍛模膛的尺寸應(yīng)比鍛件尺寸放件冷卻時(shí)要收縮，終鍛模膛的尺寸應(yīng)比鍛件尺寸放大一個(gè)收縮量，一般鋼件收縮量取大一個(gè)收縮量，一般鋼件收縮量取1.2%1.5%。 模模 鍛鍛飛邊槽作用：飛邊槽作用：促使金屬充滿模膛，增加金屬促使金屬充滿模膛，增加金屬?gòu)哪Ｌ胖辛鞒龅淖枇?，同時(shí)容納

31、多余的金屬?gòu)哪Ｌ胖辛鞒龅淖枇?，同時(shí)容納多余的金屬。飛邊槽的基本結(jié)構(gòu)形式飛邊槽的基本結(jié)構(gòu)形式 模模 鍛鍛 預(yù)鍛模膛作用預(yù)鍛模膛作用：使坯料變形到接近于鍛使坯料變形到接近于鍛件的形狀和尺寸，終鍛時(shí)金屬容易充滿終鍛件的形狀和尺寸，終鍛時(shí)金屬容易充滿終鍛模膛，同時(shí)也減小了終鍛模膛的磨損，延長(zhǎng)模膛，同時(shí)也減小了終鍛模膛的磨損，延長(zhǎng)使用壽命。使用壽命。 預(yù)鍛模膛和終鍛模膛的主要區(qū)別是：預(yù)鍛模膛和終鍛模膛的主要區(qū)別是：前前者的圓角和斜度較大，沒有飛邊槽者的圓角和斜度較大，沒有飛邊槽 模模 鍛鍛制坯模膛制坯模膛 對(duì)于形狀復(fù)雜的模鍛件為了使坯料形狀基對(duì)于形狀復(fù)雜的模鍛件為了使坯料形狀基本接近模鍛件形狀，本接近模

32、鍛件形狀，使金屬能合理分布和很好使金屬能合理分布和很好地充滿模膛，地充滿模膛，須預(yù)先在制坯模膛內(nèi)制坯，然后須預(yù)先在制坯模膛內(nèi)制坯，然后再進(jìn)行預(yù)鍛和終鍛。再進(jìn)行預(yù)鍛和終鍛。 制坯模膛：制坯模膛：拔長(zhǎng)模膛、滾擠模膛、彎曲模拔長(zhǎng)模膛、滾擠模膛、彎曲模膛、切斷模膛膛、切斷模膛等。等。 模模 鍛鍛拔長(zhǎng)模膛拔長(zhǎng)模膛用來減少坯料某部分的橫截用來減少坯料某部分的橫截面積，以增加該部分的長(zhǎng)度。面積，以增加該部分的長(zhǎng)度。 模模 鍛鍛滾擠模膛滾擠模膛用來減小坯料某部分的橫截面積，以增用來減小坯料某部分的橫截面積，以增大另一部分的橫截面積。它主要是使金屬按模鍛件形大另一部分的橫截面積。它主要是使金屬按模鍛件形狀分布狀

33、分布。 模模 鍛鍛彎曲模膛彎曲模膛對(duì)于彎曲的對(duì)于彎曲的桿類模鍛件，需用進(jìn)行桿類模鍛件，需用進(jìn)行彎曲制坯。彎曲制坯。 坯料可直接或先經(jīng)坯料可直接或先經(jīng)其他制坯工序后再放入其他制坯工序后再放入彎曲模膛內(nèi)進(jìn)行彎曲變彎曲模膛內(nèi)進(jìn)行彎曲變形。形。 模模 鍛鍛切斷模膛切斷模膛 用來從坯料上用來從坯料上切下鍛件或從鍛件上切下鍛件或從鍛件上切下鉗口部金屬。切下鉗口部金屬。 模模 鍛鍛6）金屬在模膛內(nèi)的變形過程）金屬在模膛內(nèi)的變形過程 其形變過程可分為三個(gè)階段。以錘其形變過程可分為三個(gè)階段。以錘上模鍛盤類鍛件為例：上模鍛盤類鍛件為例：三個(gè)階段：三個(gè)階段： 充型階段；充型階段； 形成飛邊和充滿階段；形成飛邊和充滿

34、階段； 鍛足階段鍛足階段。 模模 鍛鍛充型階段。充型階段。在最初的幾次鍛擊時(shí)，金屬在外力作用下發(fā)生塑在最初的幾次鍛擊時(shí)，金屬在外力作用下發(fā)生塑性變形，坯料高度減小，水平尺寸增大，并有部分金屬壓入模性變形，坯料高度減小，水平尺寸增大，并有部分金屬壓入模膛深處。這一階段膛深處。這一階段直到金屬與模膛側(cè)壁接觸達(dá)到飛邊槽橋口為直到金屬與模膛側(cè)壁接觸達(dá)到飛邊槽橋口為止止如圖。如圖。形成飛邊和充滿階段。形成飛邊和充滿階段。在繼續(xù)鍛造時(shí)，由于金屬充滿模膛圓在繼續(xù)鍛造時(shí)，由于金屬充滿模膛圓角和深處的阻力較大，金屬向阻力較小的飛邊槽內(nèi)流動(dòng)，形成角和深處的阻力較大，金屬向阻力較小的飛邊槽內(nèi)流動(dòng)，形成飛邊。由于飛邊

35、在隨后急劇變冷以至金屬流入飛邊槽的阻力急飛邊。由于飛邊在隨后急劇變冷以至金屬流入飛邊槽的阻力急劇增大，變形力也迅速增大，見圖（劇增大，變形力也迅速增大，見圖（d） 模模 鍛鍛鍛足階段。鍛足階段。由于坯料體積往往都偏多或者飛邊由于坯料體積往往都偏多或者飛邊槽阻力偏大，因而，雖然模膛已經(jīng)充滿，但上下槽阻力偏大，因而，雖然模膛已經(jīng)充滿，但上下模還未合攏，需進(jìn)一步鍛足。模還未合攏，需進(jìn)一步鍛足。特點(diǎn)：特點(diǎn)： 變形僅發(fā)生在變形僅發(fā)生在分模面附近區(qū)域，分模面附近區(qū)域，以便向飛邊以便向飛邊槽擠出多余的金屬，變形力也急劇增大，直至槽擠出多余的金屬，變形力也急劇增大，直至達(dá)到最大值達(dá)到最大值p3為止，見圖（為止

36、，見圖（d）中）中p2p3線。線。 模模 鍛鍛 模模 鍛鍛飛邊的作用：飛邊的作用：強(qiáng)迫充填；強(qiáng)迫充填；容納多余的金屬；容納多余的金屬；1. 減輕上模對(duì)下模的打擊，起緩沖作用減輕上模對(duì)下模的打擊，起緩沖作用。 模模 鍛鍛影響金屬充滿模膛的因素：影響金屬充滿模膛的因素：金屬的塑性和變形抗力。金屬的塑性和變形抗力。 塑性高、變形抗力低的金屬容易充滿模膛。塑性高、變形抗力低的金屬容易充滿模膛。飛邊槽的形狀和位置。飛邊槽的形狀和位置。 飛邊槽部寬度與高度之比（飛邊槽部寬度與高度之比（b/h）及槽部高）及槽部高度度h是主要因素。是主要因素。 b/h越大，越大，h越小，則金屬在飛越小，則金屬在飛邊流動(dòng)阻力越

37、大。強(qiáng)迫充填作用越大，但變形抗邊流動(dòng)阻力越大。強(qiáng)迫充填作用越大，但變形抗力也增大。力也增大。 模模 鍛鍛金屬模鍛時(shí)的溫度。金屬模鍛時(shí)的溫度。金屬的溫度高，其塑性好、金屬的溫度高，其塑性好、抗力低，易于充滿模膛?？沽Φ停子诔錆M模膛。鍛件的形狀和尺寸。鍛件的形狀和尺寸。具有空心、薄壁或凸起部分具有空心、薄壁或凸起部分的鍛件難于鍛造、鍛件尺寸越大，形狀越復(fù)雜，則的鍛件難于鍛造、鍛件尺寸越大，形狀越復(fù)雜，則越難鍛造。越難鍛造。設(shè)備的工作速度。設(shè)備的工作速度。工作速度較大的設(shè)備其充填性工作速度較大的設(shè)備其充填性較好。較好。充填方式。充填方式。鐓粗比擠壓易于充型。鐓粗比擠壓易于充型。其他其他 如鍛模有無

38、潤(rùn)滑、有無預(yù)熱等。如鍛模有無潤(rùn)滑、有無預(yù)熱等。 模模 鍛鍛7）模鍛件結(jié)構(gòu)技術(shù)特征）模鍛件結(jié)構(gòu)技術(shù)特征 模鍛零件必須模鍛零件必須具有一個(gè)合理的分模面具有一個(gè)合理的分模面，以保證模鍛，以保證模鍛件件易于從鍛模中取出、敷料最少、鍛模制造容易易于從鍛模中取出、敷料最少、鍛模制造容易。零件外形力求簡(jiǎn)單、平直和對(duì)稱，盡量避免零件零件外形力求簡(jiǎn)單、平直和對(duì)稱，盡量避免零件截面間差別過大，或具有薄壁、高筋、高凸起截面間差別過大，或具有薄壁、高筋、高凸起 等等結(jié)構(gòu)，以結(jié)構(gòu)，以便于金屬充滿模膛和減少工序。便于金屬充滿模膛和減少工序。 模模 鍛鍛盡量避免有深孔或多孔結(jié)構(gòu)盡量避免有深孔或多孔結(jié)構(gòu)。在可能的情況下，對(duì)復(fù)

39、雜零在可能的情況下，對(duì)復(fù)雜零件采用鍛件采用鍛-焊組合，以減少敷料焊組合，以減少敷料，簡(jiǎn)化模鍛過程。，簡(jiǎn)化模鍛過程。 模模 鍛鍛1）鍛件成本及降低成本的主要途徑）鍛件成本及降低成本的主要途徑（1）鍛件成本由下列幾項(xiàng)組成）鍛件成本由下列幾項(xiàng)組成原材料費(fèi)用：原材料費(fèi)用：主要是鋸割好的各類型材或坯料的費(fèi)用主要是鋸割好的各類型材或坯料的費(fèi)用；燃料費(fèi)用：燃料費(fèi)用：即加熱爐用的燃油、煤氣等費(fèi)用；即加熱爐用的燃油、煤氣等費(fèi)用；動(dòng)力費(fèi)用：動(dòng)力費(fèi)用：包括電力、蒸汽和壓縮空氣；包括電力、蒸汽和壓縮空氣；生產(chǎn)工人工資和附加費(fèi)用；生產(chǎn)工人工資和附加費(fèi)用；專項(xiàng)費(fèi)用：專項(xiàng)費(fèi)用：如添置過程裝備費(fèi)用，購(gòu)置鍛模等；如添置過程裝備

40、費(fèi)用，購(gòu)置鍛模等；車間經(jīng)費(fèi)：車間經(jīng)費(fèi)：包括管理和組織車間生產(chǎn)所發(fā)生的各項(xiàng)費(fèi)用；包括管理和組織車間生產(chǎn)所發(fā)生的各項(xiàng)費(fèi)用；企業(yè)管理費(fèi)企業(yè)管理費(fèi)：在計(jì)算時(shí)把上述的總和分?jǐn)偨o全月完成工時(shí)總在計(jì)算時(shí)把上述的總和分?jǐn)偨o全月完成工時(shí)總量，得出單位小時(shí)生產(chǎn)費(fèi)用成本。量，得出單位小時(shí)生產(chǎn)費(fèi)用成本。 鍛造生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)鍛造生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)(2)降低成本的主要途徑降低成本的主要途徑提高鍛件品質(zhì)，減少?gòu)U品損失提高鍛件品質(zhì)，減少?gòu)U品損失，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。盡量節(jié)省燃料和動(dòng)力。盡量節(jié)省燃料和動(dòng)力。 鍛造生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)鍛造生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)2）鍛造生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)）鍛造生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)每一鍛工鍛件年產(chǎn)量（每一鍛工鍛件年產(chǎn)

41、量（kg/人）；人）； 每一生產(chǎn)工人鍛件年產(chǎn)量（每一生產(chǎn)工人鍛件年產(chǎn)量（kg/人）；人）； 車間總面積年產(chǎn)量（車間總面積年產(chǎn)量（kg/人）；人）； 每每104kN鍛壓設(shè)備能力年產(chǎn)量（鍛壓設(shè)備能力年產(chǎn)量（kg/104）；）； 鍛件成品率；鍛件成品率； 鍛件千克成本（元鍛件千克成本（元/kg）。）。 鍛造生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)鍛造生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)板料成形又叫板料成形又叫板料沖壓板料沖壓,是利用壓力裝置和模具使板是利用壓力裝置和模具使板材產(chǎn)生材產(chǎn)生分離或塑性變形分離或塑性變形，從而獲得成形件或制品的，從而獲得成形件或制品的成形方法。成形方法。3.4 3.4 板料成形方法板料成形方法一般沖壓板厚一般沖壓板厚3mm時(shí)

42、，因沖裁力較大，應(yīng)適當(dāng)放時(shí)，因沖裁力較大，應(yīng)適當(dāng)放大系數(shù)大系數(shù)m。 對(duì)沖裁件斷面無特殊要求時(shí)，系數(shù)對(duì)沖裁件斷面無特殊要求時(shí)，系數(shù)m可放大可放大1.5倍。倍。3.4.1 3.4.1 板料分離過程板料分離過程3）凸、凹模刃口尺寸確定）凸、凹模刃口尺寸確定落料模落料模凹模尺寸凹模尺寸=落料件尺寸落料件尺寸凸模尺寸凸模尺寸=凹模尺寸凹模尺寸最小最小合理間隙值合理間隙值因凹模磨損后增大了落料尺因凹模磨損后增大了落料尺寸，因此，凹模設(shè)計(jì)應(yīng)接近寸，因此，凹模設(shè)計(jì)應(yīng)接近落料件最小極限尺寸。落料件最小極限尺寸。3.4.1 3.4.1 板料分離過程板料分離過程沖孔模沖孔模凸模尺寸凸模尺寸=沖孔尺寸，以沖孔尺寸，以

43、凸模為基準(zhǔn)設(shè)計(jì)。凸模為基準(zhǔn)設(shè)計(jì)。凹模尺寸凹模尺寸=凸模尺寸凸模尺寸+最小最小合理間隙值合理間隙值凸模磨損后減小沖孔尺寸，凸模磨損后減小沖孔尺寸，因此，凸模設(shè)計(jì)應(yīng)接近沖孔因此，凸模設(shè)計(jì)應(yīng)接近沖孔最大極限尺寸。最大極限尺寸。3.4.1 3.4.1 板料分離過程板料分離過程4）沖裁力計(jì)算沖裁力計(jì)算 沖裁力是選用設(shè)備噸位和檢驗(yàn)?zāi)＞邚?qiáng)度沖裁力是選用設(shè)備噸位和檢驗(yàn)?zāi)＞邚?qiáng)度的一個(gè)重要依據(jù)。對(duì)于平刃沖模的沖裁力按下式計(jì)算：的一個(gè)重要依據(jù)。對(duì)于平刃沖模的沖裁力按下式計(jì)算：kLSP 式中式中 P沖裁力；沖裁力； L沖裁周邊長(zhǎng)度；沖裁周邊長(zhǎng)度； S板料厚度；板料厚度； k系數(shù)；一般取系數(shù)；一般取k=1.3材料抗剪切

44、強(qiáng)度。材料抗剪切強(qiáng)度。3.4.1 3.4.1 板料分離過程板料分離過程（2） 切斷切斷 切斷是指切斷是指用剪刀或沖模將坯料或其他用剪刀或沖模將坯料或其他型材沿不封閉輪廓進(jìn)行分離的工序型材沿不封閉輪廓進(jìn)行分離的工序。 斷用于制取形狀簡(jiǎn)單，精度要求不斷用于制取形狀簡(jiǎn)單，精度要求不高的平板類工件或下料。高的平板類工件或下料。3.4.1 板料分離過程板料分離過程（3） 修整修整 如零件的精度和表面粗糙度的要求較高，則需如零件的精度和表面粗糙度的要求較高，則需要用修整工序。要用修整工序。3.4.1 3.4.1 板料分離過程板料分離過程3.4.2 3.4.2 板料成形過程板料成形過程 成形過程是使坯料發(fā)生

45、塑性變形而形成一定形狀和尺寸的成形過程是使坯料發(fā)生塑性變形而形成一定形狀和尺寸的工件，主要有工件，主要有拉深、彎曲、翻邊、成形、收口拉深、彎曲、翻邊、成形、收口等。等。（1）拉深）拉深拉深：拉深：是將平板料放在凹模上，沖頭把材料拉入凹模而形成空是將平板料放在凹模上，沖頭把材料拉入凹模而形成空心形狀工件的過程。心形狀工件的過程。拉深變形過程：拉深變形過程： 凸緣為主要變形區(qū)，如是圓形零件凸緣為主要變形區(qū)，如是圓形零件,圓形坯料外徑直徑圓形坯料外徑直徑隨拉深變形而減小，轉(zhuǎn)化為零件側(cè)壁。隨拉深變形而減小，轉(zhuǎn)化為零件側(cè)壁。 凸緣區(qū)徑向受拉產(chǎn)生拉應(yīng)變，切向（周向）受壓產(chǎn)生凸緣區(qū)徑向受拉產(chǎn)生拉應(yīng)變，切向（

46、周向）受壓產(chǎn)生壓應(yīng)變。壓應(yīng)變。3.4.2 3.4.2 板料成形過程板料成形過程 在拉深過程中，工件的在拉深過程中，工件的底部底部并未發(fā)并未發(fā)生變形，而工件的生變形，而工件的直壁直壁部分則經(jīng)歷了很部分則經(jīng)歷了很大程度的塑性變形，引起了大程度的塑性變形，引起了加工硬化加工硬化作作用。用。 當(dāng)坯料直徑當(dāng)坯料直徑D與工件直徑與工件直徑d相差越大相差越大（ d/ D 越?。?，越小），則變形區(qū)越寬，變形程則變形區(qū)越寬，變形程度就大。從底向上金屬的加工硬化作用度就大。從底向上金屬的加工硬化作用就越強(qiáng)，拉深的變形阻力就越大，甚至就越強(qiáng)，拉深的變形阻力就越大，甚至有可能把工件有可能把工件直壁底部直壁底部拉裂。拉

47、裂。3.4.2 3.4.2 板料成形過程板料成形過程d/D的比值的比值m稱為拉深系數(shù)稱為拉深系數(shù)一般取一般取m=0.50.8。根據(jù)不同的材料可以查手冊(cè)和書上的表。根據(jù)不同的材料可以查手冊(cè)和書上的表。若產(chǎn)品的拉深系數(shù)。若產(chǎn)品的拉深系數(shù)m小于相應(yīng)材料最小極限拉深系數(shù)小于相應(yīng)材料最小極限拉深系數(shù)m極極限，則應(yīng)采用限，則應(yīng)采用多次拉深多次拉深。產(chǎn)品產(chǎn)品m總總 = m1m2m3mn3.4.2 3.4.2 板料成形過程板料成形過程拉深主要缺陷：拉深主要缺陷：拉裂和起皺拉裂和起皺3.4.2 3.4.2 板料成形過程板料成形過程（2） 彎曲與卷邊彎曲與卷邊 彎曲：彎曲：是用是用模具把坯料彎成所需要形狀的過程模

48、具把坯料彎成所需要形狀的過程，可，可以在各種機(jī)械或液壓壓力機(jī)上進(jìn)行。以在各種機(jī)械或液壓壓力機(jī)上進(jìn)行。3.4.2 3.4.2 板料成形過程板料成形過程彎曲工序主要有彎曲工序主要有3.4.2 3.4.2 板料成形過程板料成形過程彎曲變形主要發(fā)生在彎曲中心角范圍，板料內(nèi)層受彎曲變形主要發(fā)生在彎曲中心角范圍，板料內(nèi)層受壓縮短，外層受拉伸長(zhǎng)。壓縮短，外層受拉伸長(zhǎng)。3.4.2 3.4.2 板料成形過程板料成形過程中性層中性層變形區(qū)厚度方向，切向伸長(zhǎng)與壓縮變形區(qū)間，變形區(qū)厚度方向，切向伸長(zhǎng)與壓縮變形區(qū)間，有一層金屬不變形。稱為有一層金屬不變形。稱為中性層。中性層。用于計(jì)算展開長(zhǎng)度。用于計(jì)算展開長(zhǎng)度。 金屬坯

49、料在凸模的壓力作用下，按凸凹模的金屬坯料在凸模的壓力作用下，按凸凹模的形狀發(fā)生整體彎曲變形，工件彎折部分的形狀發(fā)生整體彎曲變形，工件彎折部分的內(nèi)側(cè)被內(nèi)側(cè)被壓縮，外側(cè)被拉伸。壓縮，外側(cè)被拉伸。 這種塑性變形程度的大小與這種塑性變形程度的大小與彎曲半徑彎曲半徑r的大小有關(guān)，的大小有關(guān)，r越小，變形程度越大越小，變形程度越大，金屬的加工硬化作用越強(qiáng)。金屬的加工硬化作用越強(qiáng)。r太小太小就有可能在工件就有可能在工件彎曲的部分彎曲的部分外側(cè)開裂外側(cè)開裂。3.4.2 3.4.2 板料成形過程板料成形過程彎曲變形極限用彎曲變形極限用最小彎曲半徑表示。最小彎曲半徑表示。最小彎曲半徑最小彎曲半徑：板厚一定，彎曲半

50、徑：板厚一定，彎曲半徑r r減小，板料外側(cè)減小，板料外側(cè)伸長(zhǎng)，保證不彎裂的最小半徑。伸長(zhǎng)，保證不彎裂的最小半徑。當(dāng)彎曲變形完畢后，凸?；爻虝r(shí)，工件所彎的角度會(huì)當(dāng)彎曲變形完畢后，凸?；爻虝r(shí)，工件所彎的角度會(huì)因因金屬?gòu)椥宰冃蔚幕謴?fù)金屬?gòu)椥宰冃蔚幕謴?fù)而略有曾加，稱為而略有曾加，稱為回彈現(xiàn)象回彈現(xiàn)象。 卷邊也是彎曲的一種。卷邊也是彎曲的一種。3.4.2 3.4.2 板料成形過程板料成形過程回彈主要與回彈主要與材質(zhì)有關(guān)材質(zhì)有關(guān)，某些材質(zhì)的回彈角度甚至，某些材質(zhì)的回彈角度甚至高達(dá)高達(dá)10，設(shè)計(jì)模具時(shí)應(yīng)考慮它的影響。，設(shè)計(jì)模具時(shí)應(yīng)考慮它的影響。減少回彈的措施減少回彈的措施(1)改進(jìn)彎曲件局部結(jié)構(gòu)和選用合適的

51、材料改進(jìn)彎曲件局部結(jié)構(gòu)和選用合適的材料 如設(shè)計(jì)加強(qiáng)筋如設(shè)計(jì)加強(qiáng)筋 選選s, E的材料或退火處理的材料或退火處理.(2)補(bǔ)償法補(bǔ)償法 根據(jù)回彈趨勢(shì)修正凸?；虬寄?。工廠用的最多。根據(jù)回彈趨勢(shì)修正凸?；虬寄?。工廠用的最多。3.4.2 3.4.2 板料成形過程板料成形過程(3)校正法校正法 適合適合 t 0.8 r 又不大時(shí)又不大時(shí),可在變形區(qū)整形?？稍谧冃螀^(qū)整形。 原理原理：校正力迫使彎曲內(nèi)層金屬產(chǎn)生切向伸長(zhǎng)應(yīng)變：校正力迫使彎曲內(nèi)層金屬產(chǎn)生切向伸長(zhǎng)應(yīng)變,校校正后正后,內(nèi)外層金屬都處于被伸長(zhǎng)狀態(tài)內(nèi)外層金屬都處于被伸長(zhǎng)狀態(tài),卸載后，內(nèi)外回彈趨勢(shì)卸載后，內(nèi)外回彈趨勢(shì)相反，回彈量抵消。相反，回彈量抵消。 校

52、正壓縮量為校正壓縮量為t的的2-5%.(4)拉彎法拉彎法 適用于料很薄，且半徑很大的工件。適用于料很薄，且半徑很大的工件。 同校正彎曲原理，內(nèi)外層回彈相互抵消。同校正彎曲原理，內(nèi)外層回彈相互抵消。3.4.2 3.4.2 板料成形過程板料成形過程（3） 翻邊翻邊 在帶孔的坯料上通過凸模在帶孔的坯料上通過凸模獲得豎立的凸緣的過程獲得豎立的凸緣的過程。 當(dāng)工件所需的凸緣較高，當(dāng)工件所需的凸緣較高，用一次翻邊成形可能會(huì)使孔的用一次翻邊成形可能會(huì)使孔的邊緣造成破裂，這時(shí)可以采用邊緣造成破裂，這時(shí)可以采用先拉深，后沖孔，再翻邊成型先拉深，后沖孔，再翻邊成型的過程來實(shí)現(xiàn)。的過程來實(shí)現(xiàn)。3.4.2 3.4.2

53、 板料成形過程板料成形過程（4）成形和收口）成形和收口 成形是成形是利用局利用局部變形使坯料或半部變形使坯料或半成品改變形狀的過成品改變形狀的過程程。主要用于成形。主要用于成形剛性筋條剛性筋條，或增大，或增大半成品的半成品的局部半徑局部半徑等。等。3.4.2 3.4.2 板料成形過程板料成形過程收口是使工件口部縮小，高度增加的過程。收口是使工件口部縮小，高度增加的過程。3.4.2 3.4.2 板料成形過程板料成形過程（5）滾彎（含卷板）滾彎（含卷板） 滾彎是板料（工件）送入可調(diào)上輥滾彎是板料（工件）送入可調(diào)上輥與兩個(gè)固定下輥間、根據(jù)上下輥的相對(duì)與兩個(gè)固定下輥間、根據(jù)上下輥的相對(duì)位置不同，對(duì)板施

54、加連續(xù)的塑性彎曲成位置不同，對(duì)板施加連續(xù)的塑性彎曲成形，改變上輥的位置可改變板材的滾彎形，改變上輥的位置可改變板材的滾彎的曲率的曲率。 還有一種滾彎是將板料一次通過若還有一種滾彎是將板料一次通過若干對(duì)上下輥，每通過一對(duì)上下輥產(chǎn)生一干對(duì)上下輥，每通過一對(duì)上下輥產(chǎn)生一定的變形，最終使板料成形為具有一定定的變形，最終使板料成形為具有一定形狀的截面。形狀的截面。3.4.2 3.4.2 板料成形過程板料成形過程 滾彎用于生產(chǎn)滾彎用于生產(chǎn)直徑較大直徑較大的圓柱、圓環(huán)、容器及的圓柱、圓環(huán)、容器及各種各樣的波紋板以及高速公路護(hù)欄等，尤其是厚各種各樣的波紋板以及高速公路護(hù)欄等，尤其是厚壁件。壁件。 要求材料有足

55、夠的塑性，使工件外表面不超過要求材料有足夠的塑性，使工件外表面不超過斷裂應(yīng)變，精度一般符合要求，表面品質(zhì)主要取決斷裂應(yīng)變，精度一般符合要求，表面品質(zhì)主要取決于原材料，且設(shè)備用專門的滾彎?rùn)C(jī)。于原材料，且設(shè)備用專門的滾彎?rùn)C(jī)。3.4.2 3.4.2 板料成形過程板料成形過程 利用板料制造各種沖壓產(chǎn)品零件時(shí)，各種過程的選擇利用板料制造各種沖壓產(chǎn)品零件時(shí)，各種過程的選擇，過程順序的安排和各過程應(yīng)用次數(shù)，都是，過程順序的安排和各過程應(yīng)用次數(shù)，都是以產(chǎn)品零件的以產(chǎn)品零件的形狀和尺寸及每道工序中材料所允許的變形程度為依據(jù)形狀和尺寸及每道工序中材料所允許的變形程度為依據(jù)。 形狀比較復(fù)雜或者特殊的零件，往往要用幾

56、個(gè)基本過形狀比較復(fù)雜或者特殊的零件，往往要用幾個(gè)基本過程多次沖壓才能完成。程多次沖壓才能完成。變形程度較大時(shí)，還要進(jìn)行中間退變形程度較大時(shí)，還要進(jìn)行中間退火?；?。 圖圖3.50為一零件沖壓過程，材質(zhì)為為一零件沖壓過程，材質(zhì)為Q235，圖，圖3.51是黃是黃銅彈殼的沖壓過程，工件壁厚要經(jīng)過多次減薄拉深，由于銅彈殼的沖壓過程，工件壁厚要經(jīng)過多次減薄拉深，由于變形程度較大，工序間要進(jìn)行多次退火。變形程度較大，工序間要進(jìn)行多次退火。3.4.2 3.4.2 板料成形過程板料成形過程某零件材質(zhì)為某零件材質(zhì)為Q235的沖壓過程：的沖壓過程： 1落料落料 2拉深拉深 3第二次拉深第二次拉深 4沖孔沖孔 5翻邊

57、翻邊3.4.2 3.4.2 板料成形過程板料成形過程黃銅彈殼的沖壓過程：黃銅彈殼的沖壓過程： 11落料落料 22拉深拉深 33第二次拉深第二次拉深44多次拉深多次拉深 55成形成形 66收口收口 工件壁厚要經(jīng)過多次減工件壁厚要經(jīng)過多次減薄拉深，由于變形程度較大薄拉深，由于變形程度較大，工序間要進(jìn)行，工序間要進(jìn)行多次退火多次退火。3.4.2 3.4.2 板料成形過程板料成形過程3.4.3 3.4.3 沖模的分類及構(gòu)造沖模的分類及構(gòu)造 沖模是沖壓生產(chǎn)中必不可少的模具。沖模沖模是沖壓生產(chǎn)中必不可少的模具。沖模結(jié)構(gòu)是否合理對(duì)沖壓生產(chǎn)的效率和模具壽命都結(jié)構(gòu)是否合理對(duì)沖壓生產(chǎn)的效率和模具壽命都有很大影響。

58、有很大影響。 沖模按基本構(gòu)造可分為沖模按基本構(gòu)造可分為簡(jiǎn)單模，連續(xù)模和簡(jiǎn)單模，連續(xù)模和復(fù)合模復(fù)合模三類。三類。簡(jiǎn)單模簡(jiǎn)單模 簡(jiǎn)單模是指在曲柄壓力機(jī)的簡(jiǎn)單模是指在曲柄壓力機(jī)的一次行程中一次行程中只能完成一個(gè)工序只能完成一個(gè)工序的沖模。的沖模。3.4.3 沖模的分類及構(gòu)造沖模的分類及構(gòu)造（2）連續(xù)模）連續(xù)模 沖壓設(shè)備在沖壓設(shè)備在一次行程內(nèi)在模具不同一次行程內(nèi)在模具不同的工位可以完成兩個(gè)或兩個(gè)以上工序的工位可以完成兩個(gè)或兩個(gè)以上工序的沖模。的沖模。3.4.3 3.4.3 沖模的分類及構(gòu)造沖模的分類及構(gòu)造特點(diǎn)：特點(diǎn)： 生產(chǎn)效率高，便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化生產(chǎn)效率高，便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化，適，適用于大批

59、量生產(chǎn)，操作方便安全。用于大批量生產(chǎn)，操作方便安全。 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度高，周期長(zhǎng)，成本高結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度高，周期長(zhǎng)，成本高。 由于由于定位積累誤差定位積累誤差，所以內(nèi)外形同心度高的，所以內(nèi)外形同心度高的零件不適合這種模具。零件不適合這種模具。3.4.3 3.4.3 沖模的分類及構(gòu)造沖模的分類及構(gòu)造（3）復(fù)合模）復(fù)合模在沖壓設(shè)備的在沖壓設(shè)備的一次行程中，一次行程中，在模具的同一在模具的同一工位同時(shí)完成工位同時(shí)完成數(shù)道沖壓工序數(shù)道沖壓工序的沖模。的沖模。3.4.3 3.4.3 沖模的分類及構(gòu)造沖模的分類及構(gòu)造特點(diǎn)：特點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)緊湊，沖出的制件精度高，生結(jié)構(gòu)緊湊，沖出的制件精度高，生產(chǎn)率也高，適

60、合大批量生產(chǎn)，尤其是孔產(chǎn)率也高，適合大批量生產(chǎn)，尤其是孔與制件外形的同心度容易保證，但模具與制件外形的同心度容易保證，但模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造較困難。適用于產(chǎn)量大結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造較困難。適用于產(chǎn)量大、精度高的沖壓件。、精度高的沖壓件。3.4.3 3.4.3 沖模的分類及構(gòu)造沖模的分類及構(gòu)造 沖壓件的精度和表面品質(zhì)沖壓件的精度和表面品質(zhì)在滿足需要的情況下盡可能降低要求，以降低成本在滿足需要的情況下盡可能降低要求，以降低成本，提高生產(chǎn)率。沖壓一般精度，提高生產(chǎn)率。沖壓一般精度:落料不超過落料不超過IT10，沖，沖孔不超過孔不超過IT9，彎曲不超過，彎曲不超過IT9IT10。拉深件直徑。拉深件直徑在在IT