第三篇金屬的塑性加工

1、壓力加工的產(chǎn)品壓力加工的產(chǎn)品第三篇第三篇 金屬的塑性加工金屬的塑性加工第三篇第三篇 金屬的塑性加工金屬的塑性加工1.概念概念 金屬塑性加工：金屬塑性加工：利用金屬在外力作用下所利用金屬在外力作用下所產(chǎn)生的塑性變形，來獲得具有一定形狀、尺寸和產(chǎn)生的塑性變形，來獲得具有一定形狀、尺寸和機(jī)械性能的原材料、毛坯或零件的生產(chǎn)方法，也機(jī)械性能的原材料、毛坯或零件的生產(chǎn)方法，也稱為稱為金屬塑性成型或金屬塑性成型或壓力加工。壓力加工。 各類鋼和大多數(shù)有色金屬及其合金都具各類鋼和大多數(shù)有色金屬及其合金都具有一定塑性，可以在熱態(tài)或冷態(tài)下進(jìn)行塑有一定塑性，可以在熱態(tài)或冷態(tài)下進(jìn)行塑性成形。性成形。2.2.塑性加工主要

2、方式塑性加工主要方式: : 鍛造、沖壓、鍛造、沖壓、軋制、擠壓、拉拔等。軋制、擠壓、拉拔等。 1 1）鍛造：）鍛造：將金屬坯料置于上下砧或鍛模內(nèi)，用將金屬坯料置于上下砧或鍛模內(nèi)，用沖擊力或壓力使金屬成型為各種型材和鍛件等。沖擊力或壓力使金屬成型為各種型材和鍛件等。 a a）自由鍛）自由鍛 b b）模鍛）模鍛 c c）胎模鍛）胎模鍛胎模鍛：胎模鍛：自由鍛設(shè)備上，采用不與上、下砧相連接的活動模自由鍛設(shè)備上，采用不與上、下砧相連接的活動模具成形鍛件的方法。是介于自由鍛和模鍛之間的鍛造工藝方法。具成形鍛件的方法。是介于自由鍛和模鍛之間的鍛造工藝方法。2 2）沖壓）沖壓 利用沖模將金屬板料切離或變形為各

3、種利用沖模將金屬板料切離或變形為各種沖壓件。沖壓件。 沖壓示意圖如下：沖壓示意圖如下：3）軋制）軋制 使金屬坯料通過兩個旋轉(zhuǎn)軋輥之間的間隙而產(chǎn)生塑使金屬坯料通過兩個旋轉(zhuǎn)軋輥之間的間隙而產(chǎn)生塑性變形的加工方法。性變形的加工方法。 用于生產(chǎn)各種型材、管材、板材等。用于生產(chǎn)各種型材、管材、板材等。4 4）擠壓：）擠壓：使金屬坯料從擠壓模孔擠出而成型使金屬坯料從擠壓?？讛D出而成型的各種型材、管材、零件等。的各種型材、管材、零件等。 擠壓的方法有：擠壓的方法有： a a）正擠壓）正擠壓 b b）反擠壓）反擠壓 c c）復(fù)合擠壓）復(fù)合擠壓 d d）徑向擠壓）徑向擠壓徑向擠壓：金屬流動徑向擠壓：金屬流動方向

4、與凸模運(yùn)動方向方向與凸模運(yùn)動方向呈呈9090度。度。5 5）拉拔：將金屬坯料從拉模的?？字欣龆├危簩⒔饘倥髁蠌睦５哪？字欣龆尚蜑楦鞣N線材、薄壁管材、特殊截面型成型為各種線材、薄壁管材、特殊截面型材等。材等。3.金屬壓力加工的特點(diǎn)金屬壓力加工的特點(diǎn)（與鑄造相比）（與鑄造相比） （1 1）優(yōu)點(diǎn)）優(yōu)點(diǎn) a a）力學(xué)性能高、內(nèi)部缺陷被壓合、晶粒顯著）力學(xué)性能高、內(nèi)部缺陷被壓合、晶粒顯著細(xì)化細(xì)化 ) )生產(chǎn)率高、節(jié)約材料、適用范圍廣生產(chǎn)率高、節(jié)約材料、適用范圍廣（2 2）缺點(diǎn)）缺點(diǎn) a)a)形狀不能太復(fù)雜形狀不能太復(fù)雜 b)b)坯料塑性要好坯料塑性要好 c c）模具、設(shè)備昂貴）模具、設(shè)備昂貴

5、4.4.應(yīng)用應(yīng)用 汽車、拖拉機(jī)、宇航、軍工、電器、橋梁、汽車、拖拉機(jī)、宇航、軍工、電器、橋梁、建筑等。建筑等。金屬塑性變形的實(shí)質(zhì)金屬塑性變形的實(shí)質(zhì)塑性變形對金屬組織和性能的影響塑性變形對金屬組織和性能的影響金屬的可鍛性金屬的可鍛性第一章第一章 金屬的塑性變形金屬的塑性變形金屬材料經(jīng)塑性加工之后：金屬材料經(jīng)塑性加工之后：內(nèi)部組織發(fā)生很大變化；內(nèi)部組織發(fā)生很大變化；性能也得到改善與提高。性能也得到改善與提高。知識點(diǎn)：知識點(diǎn)：1 1、塑性變形及其實(shí)質(zhì)。、塑性變形及其實(shí)質(zhì)。2 2、“彈復(fù)彈復(fù)”現(xiàn)象的應(yīng)用?，F(xiàn)象的應(yīng)用。3 3、加工硬化現(xiàn)象（冷、熱）及熱效應(yīng)現(xiàn)象。、加工硬化現(xiàn)象（冷、熱）及熱效應(yīng)現(xiàn)象。4

6、4、再結(jié)晶。、再結(jié)晶。5 5、纖維組織。、纖維組織。 6 6、可鍛性。、可鍛性。1-1 1-1 金屬塑性變形的實(shí)質(zhì)金屬塑性變形的實(shí)質(zhì)金屬變形彈性變形塑性變形單晶體的塑性變形單晶體的塑性變形多晶體的塑性變形多晶體的塑性變形一、單晶體的塑性變形一、單晶體的塑性變形1）滑移）滑移晶體的一部分相對另一部分晶體的一部分相對另一部分沿一定的晶面發(fā)生相對滑動沿一定的晶面發(fā)生相對滑動 未變形未變形 彈性變形彈性變形 彈塑性變形彈塑性變形 塑性變形塑性變形塑性變形的實(shí)質(zhì)：晶體內(nèi)部產(chǎn)生滑移的結(jié)果。塑性變形的實(shí)質(zhì)：晶體內(nèi)部產(chǎn)生滑移的結(jié)果。圖圖31單晶體滑移變形示意圖單晶體滑移變形示意圖金屬塑性變形的金屬塑性變形的實(shí)

7、質(zhì)是晶體內(nèi)部實(shí)質(zhì)是晶體內(nèi)部產(chǎn)生滑移變形，產(chǎn)生滑移變形，其中位錯是引起其中位錯是引起滑移變形的主要滑移變形的主要原因。原因。位錯位錯，使部分原子處于不穩(wěn)定狀態(tài)。位錯移動位錯移動：高位能的位錯處原子，在比理論值小的切應(yīng)力下滑移。從一個位置滑移到另一個位置。二、多晶體的塑性變形二、多晶體的塑性變形晶內(nèi)變形晶內(nèi)變形晶間變形晶間變形滑動滑動轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動多晶體塑性變形的實(shí)質(zhì)：多晶體塑性變形的實(shí)質(zhì)：晶粒內(nèi)部發(fā)生滑移；同晶粒內(nèi)部發(fā)生滑移；同時(shí)晶粒之間發(fā)生滑移和時(shí)晶粒之間發(fā)生滑移和轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)動。圖圖33 多晶體塑性變形示意圖多晶體塑性變形示意圖“彈復(fù)彈復(fù)”現(xiàn)象：現(xiàn)象：應(yīng)力 彈性變形；應(yīng)力增大 塑性變形；去除外力去除外

8、力 彈性變形恢復(fù)。彈性變形恢復(fù)?！皬棌?fù)”現(xiàn)象，在塑性變形加工中的應(yīng)用。增加變形量增加變形量。1-2 塑性變形對金屬組織和性能的影響塑性變形對金屬組織和性能的影響常溫下金屬塑性變形后，內(nèi)部組織變化：常溫下金屬塑性變形后，內(nèi)部組織變化：1 1、變形：晶粒沿最大變形方向伸長。、變形：晶粒沿最大變形方向伸長。2 2、產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力：晶格與晶粒均發(fā)生扭曲。、產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力：晶格與晶粒均發(fā)生扭曲。3 3、晶粒間產(chǎn)生碎晶。、晶粒間產(chǎn)生碎晶。變形強(qiáng)化現(xiàn)象變形強(qiáng)化現(xiàn)象:金屬經(jīng)過冷態(tài)下的塑性變形(冷加工)后,其強(qiáng)度、硬度提高,而塑性、韌性降低的現(xiàn)象叫做形變強(qiáng)化,或加工硬化加工硬化或冷作硬化冷作硬化。形變強(qiáng)化還使物理、化學(xué)

9、性能發(fā)生變化,如電阻增大,耐蝕性降低。在冷加工時(shí),形變強(qiáng)化使金屬塑性降低,進(jìn)一步加工困難,應(yīng)安排中間退火工藝。實(shí)質(zhì)：實(shí)質(zhì)：塑性變形時(shí)位錯運(yùn)動受阻，使交叉滑移中位錯運(yùn)動范圍縮小，因此，金屬性能隨之改變。一、金屬材料產(chǎn)生加工硬化金屬材料金屬材料強(qiáng)度和硬強(qiáng)度和硬度提高，度提高，塑性和韌塑性和韌性下降。性下降。有利：加工硬化可提高產(chǎn)品性能有利：加工硬化可提高產(chǎn)品性能!加熱可消除硬化現(xiàn)象加熱可消除硬化現(xiàn)象!不利：進(jìn)一步的塑性變形帶來困難不利：進(jìn)一步的塑性變形帶來困難!回復(fù)回復(fù)T T回回 = = （0.25 0.25 0.30.3）T T熔熔再結(jié)晶再結(jié)晶T T再再 = = （0.35 0.35 0.40.

10、4）T T熔熔加工硬化加工硬化再結(jié)晶再結(jié)晶T T再再冷變形冷變形熱變形熱變形以上以上以下以下冷變形無再結(jié)晶現(xiàn)象，只有加工硬化現(xiàn)象冷變形無再結(jié)晶現(xiàn)象，只有加工硬化現(xiàn)象熱變形有再結(jié)晶現(xiàn)象，無加工硬化現(xiàn)象熱變形有再結(jié)晶現(xiàn)象，無加工硬化現(xiàn)象使晶粒細(xì)化使晶粒細(xì)化消除了部分鑄錠缺陷，使金屬更加致密消除了部分鑄錠缺陷，使金屬更加致密形成纖維組織形成纖維組織二、金屬材料產(chǎn)生纖維組織各向異性各向異性在平行于纖維組織的方向在平行于纖維組織的方向上：材料的抗拉強(qiáng)度提高上：材料的抗拉強(qiáng)度提高在垂直于纖維組織的方向在垂直于纖維組織的方向上：材料的抗剪強(qiáng)度提高上：材料的抗剪強(qiáng)度提高鍛件使用中應(yīng)注意纖維方鍛件使用中應(yīng)注意纖

11、維方向向! !纖維組織纖維組織 金屬晶界上的夾雜物隨晶粒沿變形最大方向被拉長得到的組織。金屬晶界上的夾雜物隨晶粒沿變形最大方向被拉長得到的組織。變形程度越大，纖維組織越明顯。變形程度越大，纖維組織越明顯。常用鍛造比常用鍛造比Y表示變形程度。坯料拔長時(shí)的鍛造比為：表示變形程度。坯料拔長時(shí)的鍛造比為： Y=F0/F 式中式中F0為坯料拔長前的橫截面積；為坯料拔長前的橫截面積；F為坯料拔長后的橫截面積為坯料拔長后的橫截面積 當(dāng)采用棒料直接經(jīng)切削加工制造螺釘時(shí)，螺釘頭當(dāng)采用棒料直接經(jīng)切削加工制造螺釘時(shí)，螺釘頭部與桿部的纖維被切斷，不能連貫起來，受力時(shí)產(chǎn)生部與桿部的纖維被切斷，不能連貫起來，受力時(shí)產(chǎn)生的

12、的切應(yīng)力順著纖維方向切應(yīng)力順著纖維方向，故螺釘?shù)某休d能力較弱，故螺釘?shù)某休d能力較弱(如圖如圖示示 )。 當(dāng)采用同樣棒料經(jīng)局部鐓粗方法制造螺釘時(shí)當(dāng)采用同樣棒料經(jīng)局部鐓粗方法制造螺釘時(shí)(如圖如圖示示)，纖維不被切斷且連貫性好，纖維方向也較為有利，纖維不被切斷且連貫性好，纖維方向也較為有利，故螺釘質(zhì)量較好。故螺釘質(zhì)量較好。實(shí)例：實(shí)例：纖維組織的穩(wěn)定性很高，纖維組織的穩(wěn)定性很高，不能用熱處理或其它方法加以不能用熱處理或其它方法加以消除，消除，只有經(jīng)過鍛壓使金屬變形，才能改變其方向和形只有經(jīng)過鍛壓使金屬變形，才能改變其方向和形狀。狀。 1、應(yīng)使零件在工作中所受的最大正應(yīng)力方向與纖維方向重合，2、最大切應(yīng)

13、力方向與纖維方向垂直，3、并使纖維分布與零件的輪廓相符合，盡量不被切斷。合理利用纖維組織合理利用纖維組織概念：概念： 金屬材料通過塑性加工獲得優(yōu)質(zhì)零件的難易程度。金屬材料通過塑性加工獲得優(yōu)質(zhì)零件的難易程度。1-3 1-3 金屬的可鍛性金屬的可鍛性衡量指標(biāo)塑性塑性變形抗力變形抗力目標(biāo)塑性大塑性大變形抗力小變形抗力小影響可鍛性的因素金屬本身金屬本身 加工條件加工條件1 1 金屬本身金屬本身 化學(xué)成分化學(xué)成分純金屬可鍛性好純金屬可鍛性好合金差合金差組織狀態(tài)組織狀態(tài)純金屬和固溶體可鍛性好純金屬和固溶體可鍛性好金屬碳化物差金屬碳化物差細(xì)晶粒好細(xì)晶粒好粗晶粒差粗晶粒差鋼的可鍛性隨碳和合金元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增

14、加鋼的可鍛性隨碳和合金元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而變差。而變差。2 2 加工條件加工條件T T溫溫越高，材料的可鍛性越好。越高，材料的可鍛性越好。過熱、過燒 、脫碳缺陷45: 8001200始鍛溫度始鍛溫度終鍛溫度終鍛溫度變形溫度：變形溫度：趁熱打鐵趁熱打鐵隨著溫度的升高，鋼的強(qiáng)度下降，塑性上升，隨著溫度的升高，鋼的強(qiáng)度下降，塑性上升，即鋼的可鍛性變好。因此，壓力加工都力爭即鋼的可鍛性變好。因此，壓力加工都力爭在高溫下進(jìn)行，即采用熱變形。在高溫下進(jìn)行，即采用熱變形。鍛造溫度范圍鍛造溫度范圍開始鍛造的溫度稱為開始鍛造的溫度稱為始鍛溫度始鍛溫度，指金屬在鍛造前加熱，指金屬在鍛造前加熱允許的最高溫度。始鍛

15、溫度過高必將產(chǎn)生過熱、過燒、允許的最高溫度。始鍛溫度過高必將產(chǎn)生過熱、過燒、脫碳和嚴(yán)重氧化等缺陷。脫碳和嚴(yán)重氧化等缺陷。過熱過熱 加熱溫度過高，導(dǎo)致晶粒急劇長大的現(xiàn)象。加熱溫度過高，導(dǎo)致晶粒急劇長大的現(xiàn)象。該缺陷可以通過重新的熱處理加以消除。該缺陷可以通過重新的熱處理加以消除。過燒過燒 加熱溫度過高（過熱之后），導(dǎo)致晶界嚴(yán)重加熱溫度過高（過熱之后），導(dǎo)致晶界嚴(yán)重氧化，甚至局部熔化的現(xiàn)象。氧化，甚至局部熔化的現(xiàn)象。 產(chǎn)生該缺陷后，性能產(chǎn)生該缺陷后，性能極脆，并不能挽救，只能報(bào)廢。極脆，并不能挽救，只能報(bào)廢。停止鍛造的溫度稱為停止鍛造的溫度稱為終鍛溫度終鍛溫度，指金屬熱變形允許的，指金屬熱變形允許

16、的最低溫度。終鍛溫度過低，金屬的加工硬化嚴(yán)重，變最低溫度。終鍛溫度過低，金屬的加工硬化嚴(yán)重，變形抗力急劇增加，使加工難于進(jìn)行。形抗力急劇增加，使加工難于進(jìn)行。 碳鋼的鍛造溫碳鋼的鍛造溫度范圍度范圍 變形速度變形速度V變越小，材料的可鍛性越好。1 1）隨變形速度的增大，加工硬化嚴(yán)）隨變形速度的增大，加工硬化嚴(yán)重，可鍛性變壞。重，可鍛性變壞。2 2）另一方面，在變形過程中，產(chǎn)生）另一方面，在變形過程中，產(chǎn)生熱效應(yīng)現(xiàn)象。熱效應(yīng)現(xiàn)象使金屬的熱效應(yīng)現(xiàn)象。熱效應(yīng)現(xiàn)象使金屬的塑性提高，變形抗力減小，可鍛性塑性提高，變形抗力減小，可鍛性變好。變好。但是，除了高速錘以外，在普通鍛但是，除了高速錘以外，在普通鍛壓

17、設(shè)備上都不可能超過臨界變形速壓設(shè)備上都不可能超過臨界變形速度。所以，一般塑性較差的金屬，度。所以，一般塑性較差的金屬，應(yīng)以較小的變形速度，在壓力機(jī)上應(yīng)以較小的變形速度，在壓力機(jī)上進(jìn)行鍛造。進(jìn)行鍛造。 應(yīng)力狀態(tài)應(yīng)力狀態(tài)三向壓應(yīng)力三向壓應(yīng)力塑性最好、變形抗力最小。塑性最好、變形抗力最小。三向拉應(yīng)力三向拉應(yīng)力塑性最差、變形抗力最大。塑性最差、變形抗力最大。壓應(yīng)力使各種缺陷受到抑制，不易擴(kuò)展，壓應(yīng)力使各種缺陷受到抑制，不易擴(kuò)展，故可提高金屬的塑性。故可提高金屬的塑性。在拉應(yīng)力作用下，極易擴(kuò)展，甚至破壞，在拉應(yīng)力作用下，極易擴(kuò)展，甚至破壞，使金屬失去塑性。使金屬失去塑性。 綜上所述，金屬的可鍛性既取決于

18、綜上所述，金屬的可鍛性既取決于金屬的本質(zhì)，又取決于加工條件。在壓金屬的本質(zhì)，又取決于加工條件。在壓力加工過程中，要力求創(chuàng)造最有利的加力加工過程中，要力求創(chuàng)造最有利的加工條件，提高塑性，降低變形抗力。工條件，提高塑性，降低變形抗力。第二章第二章 鍛造鍛造自由鍛第二章第二章 鍛造鍛造自由鍛模鍛 利用外力利用外力(沖擊力或壓力沖擊力或壓力)使金屬使金屬在在間或間或中變形，獲得一定中變形，獲得一定形狀和尺寸鍛件的工藝方法。形狀和尺寸鍛件的工藝方法。自由鍛是利用沖擊力或壓力使自由鍛是利用沖擊力或壓力使金屬在上、下砧之間產(chǎn)生塑性金屬在上、下砧之間產(chǎn)生塑性變形，從而得到所需鍛件的鍛變形，從而得到所需鍛件的鍛

19、造方法。坯料在二砧間變形時(shí)，造方法。坯料在二砧間變形時(shí)，沿變形方向可自由流動。沿變形方向可自由流動。模鍛是利用鍛模使模鍛是利用鍛模使坯料變形而獲得鍛坯料變形而獲得鍛件的鍛造方法。件的鍛造方法。第二章第二章 鍛造鍛造 2-1鍛造方法鍛造方法自由鍛手工自由鍛手工自由鍛機(jī)器自由鍛機(jī)器自由鍛靠人力和手工工具對坯料施加靠人力和手工工具對坯料施加外力，只能生產(chǎn)小型鍛件，效外力，只能生產(chǎn)小型鍛件，效率低，目前基本被淘汰。率低，目前基本被淘汰?？繖C(jī)器對坯料施加外力，能夠靠機(jī)器對坯料施加外力，能夠鍛造各種大小的鍛件，是自由鍛造各種大小的鍛件，是自由鍛的主要方式。鍛的主要方式。自由鍛造的主要設(shè)備自由鍛造的主要設(shè)備

20、鍛錘：靠沖擊力使坯料變形。鍛錘：靠沖擊力使坯料變形?？諝忮N空氣錘（100kg)100kg)和和蒸蒸汽汽空氣錘空氣錘(1500kg)(1500kg)。用于中、小鍛件。用于中、小鍛件。液壓機(jī)：靠靜壓力使坯料變形。水壓機(jī)（可鍛液壓機(jī)：靠靜壓力使坯料變形。水壓機(jī)（可鍛300t300t鍛件鍛件) )和油壓機(jī)。和油壓機(jī)。自由鍛自由鍛工序自由鍛工序基本工序基本工序輔助工序輔助工序精整工序精整工序第二章第二章 鍛造鍛造 2-1鍛造方法鍛造方法使金屬產(chǎn)生一定程使金屬產(chǎn)生一定程度的塑性變形，以度的塑性變形，以達(dá)到所需形狀及尺達(dá)到所需形狀及尺寸的工藝過程，完寸的工藝過程，完成鍛件的基本工藝成鍛件的基本工藝過程。過程

21、。進(jìn)行基本工序之進(jìn)行基本工序之前的預(yù)變形工序。前的預(yù)變形工序。在完成基本工藝在完成基本工藝之后，用以提高之后，用以提高鍛件尺寸及位置鍛件尺寸及位置精度的工序。精度的工序。自由鍛自由鍛基本工序自由鍛基本工序第二章第二章 鍛造鍛造 2-1鍛造方法鍛造方法拔長、鐓粗、沖孔、彎曲、扭轉(zhuǎn)、錯移、切割拔長、鐓粗、沖孔、彎曲、扭轉(zhuǎn)、錯移、切割鐓粗鐓粗： 使坯料高度減小，截面積增大的工序。使坯料高度減小，截面積增大的工序。 鍛造比：鍛造比：Y鐓鐓= 1 0AA高徑比高徑比2.5-3.0 主要用于圓盤類鍛件。主要用于圓盤類鍛件。 拔長拔長： 使截面減小，長度增加的工序。使截面減小，長度增加的工序。 鍛造比：鍛造

22、比： Y拔拔= 1， AA0適當(dāng)增大鍛造比有利于改善組織、提高力學(xué)性能，但太大反而加劇各向異性。適當(dāng)增大鍛造比有利于改善組織、提高力學(xué)性能，但太大反而加劇各向異性。 碳素結(jié)構(gòu)鋼：碳素結(jié)構(gòu)鋼： 2-3；合金結(jié)構(gòu)鋼：；合金結(jié)構(gòu)鋼： 3-4；高速鋼：；高速鋼：5-12。 主要用于軸、桿類鍛件。主要用于軸、桿類鍛件。 沖孔：沖孔： 用沖頭在坯料上沖出通孔或用沖頭在坯料上沖出通孔或不通孔的工序。不通孔的工序。 主要用于曲軸類鍛件。主要用于曲軸類鍛件。彎曲：彎曲： 將坯料彎成一定角度或形狀的工序。將坯料彎成一定角度或形狀的工序。 如角尺、吊鉤、如角尺、吊鉤、 地腳螺釘?shù)?。地腳螺釘?shù)取?扭轉(zhuǎn)：扭轉(zhuǎn)： 將坯料

23、的一部分繞軸心線相對將坯料的一部分繞軸心線相對于另一部分轉(zhuǎn)動一定角度的工于另一部分轉(zhuǎn)動一定角度的工序。序。 如多拐曲軸、麻花鉆。如多拐曲軸、麻花鉆。 錯移：錯移： 將坯料的一部分相對于另一部分錯開將坯料的一部分相對于另一部分錯開一段距離而又保持平行的工序。一段距離而又保持平行的工序。 切割：切割： 將坯料切去一部分的工序。將坯料切去一部分的工序。 常用于切除鋼錠底部、夾鉗部分、料頭。常用于切除鋼錠底部、夾鉗部分、料頭。 自由鍛自由鍛件及基本工序自由鍛件及基本工序第二章第二章 鍛造鍛造盤類件盤類件:鐓粗（拔長、鐓粗）、沖孔鐓粗（拔長、鐓粗）、沖孔軸類件軸類件:拔長（鐓粗、拔長）、切肩、鍛臺階拔長

24、（鐓粗、拔長）、切肩、鍛臺階筒類件筒類件:鐓粗（拔長、鐓粗）、沖孔、心軸上拔長鐓粗（拔長、鐓粗）、沖孔、心軸上拔長環(huán)類件環(huán)類件:鐓粗（拔長、鐓粗）、沖孔、心軸上擴(kuò)孔鐓粗（拔長、鐓粗）、沖孔、心軸上擴(kuò)孔彎曲類件彎曲類件:拔長（鐓粗、拔長）、彎曲拔長（鐓粗、拔長）、彎曲曲軸類件曲軸類件:拔長（鐓粗、拔長）、錯移、鍛臺階、扭轉(zhuǎn)拔長（鐓粗、拔長）、錯移、鍛臺階、扭轉(zhuǎn) 2-1鍛造方法鍛造方法自由鍛的典型工藝舉例自由鍛的典型工藝舉例 盤類鍛件自由鍛工藝過程盤類鍛件自由鍛工藝過程: :下料下料鐓粗鐓粗墊環(huán)局墊環(huán)局部鐓粗部鐓粗沖沖孔孔沖子擴(kuò)孔沖子擴(kuò)孔修整修整 軸類鍛件：軸類鍛件：階梯軸的鍛造過程階梯軸的鍛造過

25、程切肩切肩一端拔長并切料頭一端拔長并切料頭調(diào)頭切肩調(diào)頭切肩拔長拔長端部拔長并端部拔長并切料頭切料頭 環(huán)類鍛件：環(huán)類鍛件：圓環(huán)的鍛造過程圓環(huán)的鍛造過程下料下料鐓粗鐓粗沖孔沖孔心軸擴(kuò)孔心軸擴(kuò)孔平整端面平整端面曲軸類鍛件：曲軸類鍛件：三拐曲軸的鍛造過程三拐曲軸的鍛造過程下料下料壓出壓出段槽段槽錯移、壓出錯移、壓出拐扁方拐扁方壓槽壓槽、 、分段分段壓出壓出、拐拐扁方扁方、 、 分段壓槽分段壓槽拔出中間及兩拔出中間及兩端軸頸端軸頸扭轉(zhuǎn)扭轉(zhuǎn)、拐各拐各30自由鍛特點(diǎn)第二章第二章 鍛造鍛造 2-1鍛造方法鍛造方法 坯料表面變形自由；坯料表面變形自由； 設(shè)備及工具簡單，鍛件重量不受限制；設(shè)備及工具簡單，鍛件重量

26、不受限制； 鍛件的精度低；鍛件的精度低； 生產(chǎn)率低，適用于單件小批生產(chǎn)；生產(chǎn)率低，適用于單件小批生產(chǎn)； 是大型鍛件的唯一鍛造方法。是大型鍛件的唯一鍛造方法。模鍛第二章第二章 鍛造鍛造 2-1鍛造方法鍛造方法使加熱后的金屬在模膛內(nèi)受壓變形使加熱后的金屬在模膛內(nèi)受壓變形以獲得所需鍛件的方法。以獲得所需鍛件的方法。應(yīng)用應(yīng)用： 大批量生產(chǎn)中小鍛件。大批量生產(chǎn)中小鍛件。 150Kg， 如曲軸、連桿、齒輪。如曲軸、連桿、齒輪。 原因：受噸位限制、成本高。原因：受噸位限制、成本高。 設(shè)備設(shè)備：錘上模鍛、：錘上模鍛、 曲柄壓力機(jī)上曲柄壓力機(jī)上模鍛、摩擦螺旋壓力機(jī)模鍛、摩擦螺旋壓力機(jī)上模鍛、胎上模鍛、胎模鍛。模

27、鍛。模鍛特點(diǎn)典典 型型 模模 鍛鍛 件件第二章第二章 鍛造鍛造 生產(chǎn)率高；生產(chǎn)率高； 材料利用率高；材料利用率高； 可鍛造形狀較復(fù)雜的零件；可鍛造形狀較復(fù)雜的零件； 鍛件重量小。鍛件重量小。 鍛件的尺寸精度和表面質(zhì)量高；鍛件的尺寸精度和表面質(zhì)量高； 2-1鍛造方法鍛造方法 模具成本高、設(shè)備昂貴；模具成本高、設(shè)備昂貴；錘上模鍛第二章第二章 鍛造鍛造 2-1鍛造方法鍛造方法設(shè)備為模鍛錘：設(shè)備為模鍛錘：蒸汽蒸汽-空空氣錘氣錘 。合模準(zhǔn)確。合模準(zhǔn)確。噸位：噸位：110t，可鍛，可鍛150kg以以下鍛件。下鍛件。錘上模鍛鍛模結(jié)構(gòu)鍛模結(jié)構(gòu)第二章第二章 鍛造鍛造 2-1鍛造方法鍛造方法由上、下兩個模塊組成，

28、有模膛。由上、下兩個模塊組成，有模膛。單模膛鍛模、多模膛鍛模單模膛鍛模、多模膛鍛模錘上模鍛鍛模結(jié)構(gòu)鍛模結(jié)構(gòu)第二章第二章 鍛造鍛造 2-1鍛造方法鍛造方法模膛模膛錘上模鍛鍛模結(jié)構(gòu)鍛模結(jié)構(gòu)模模 膛膛模鍛模膛模鍛模膛制坯模膛制坯模膛拔長模膛拔長模膛終鍛模膛終鍛模膛預(yù)鍛模膛預(yù)鍛模膛滾壓模膛滾壓模膛彎曲模膛彎曲模膛切斷模膛切斷模膛第二章第二章 鍛造鍛造 2-1鍛造方法鍛造方法模膛模膛2）預(yù)鍛：）預(yù)鍛： 使坯料接近鍛件的形狀、尺寸。使坯料接近鍛件的形狀、尺寸。 使鍛坯最終成形前獲得接近終鍛使鍛坯最終成形前獲得接近終鍛形狀的模膛。形狀的模膛。預(yù)鍛模膛無飛邊槽，斜度、圓角大。預(yù)鍛模膛無飛邊槽，斜度、圓角大。

29、1）終鍛模膛）終鍛模膛： 使坯料最后變形到所需的形狀、尺寸使坯料最后變形到所需的形狀、尺寸 終鍛模膛有飛邊槽，斜度、圓角小。終鍛模膛有飛邊槽，斜度、圓角小。 容納多余金屬，有利于金屬填滿模膛；起緩容納多余金屬，有利于金屬填滿模膛；起緩沖作用，保護(hù)模具，提高模具壽命。沖作用，保護(hù)模具，提高模具壽命。 鋼件收縮率鋼件收縮率：1.5%；飛邊槽飛邊槽：增加流出阻力，容納多余金屬。增加流出阻力，容納多余金屬。連皮：帶孔模鍛件不能直接獲得通孔，留連皮：帶孔模鍛件不能直接獲得通孔，留有的一層較薄金屬。有的一層較薄金屬。（2）制坯模膛制坯模膛 對于形狀復(fù)雜的模鍛件，使金屬能很好地分布和充滿模鍛模膛，預(yù)先在制坯

30、對于形狀復(fù)雜的模鍛件，使金屬能很好地分布和充滿模鍛模膛，預(yù)先在制坯模膛中制形狀基本接近模鍛件形狀坯件。模膛中制形狀基本接近模鍛件形狀坯件。1）拔長模膛：減少坯料某減少坯料某部分的截面積而增加其長度。部分的截面積而增加其長度。圖圖3-15 (a)3-15 (a)開式；開式；圖圖3-15(b)3-15(b)閉式。閉式。2) 滾壓模膛坯料長度基本不變，使坯料坯料長度基本不變，使坯料一部分截面減少，而另一部一部分截面減少，而另一部分截面增大。分截面增大。 要不斷翻轉(zhuǎn)坯料。要不斷翻轉(zhuǎn)坯料。3）彎曲模膛彎曲模膛使坯料彎曲。使坯料彎曲?？梢灾苯訌澢?。可以直接彎曲。4）切斷模膛切斷模膛在上模、下模的角部組成的

31、一對刃口，在上模、下模的角部組成的一對刃口，切割金屬。切割金屬。鍛模結(jié)構(gòu)鍛模結(jié)構(gòu)第二章第二章 鍛造鍛造 2-1鍛造方法鍛造方法第二章第二章 鍛造鍛造 2-1鍛造方法鍛造方法圖圖3-18彎曲連桿鍛造過程彎曲連桿鍛造過程 優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備投資較少，鍛件質(zhì)量較好，適應(yīng)性優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備投資較少，鍛件質(zhì)量較好，適應(yīng)性強(qiáng)，可實(shí)現(xiàn)多種變形工步鍛制不同形狀的鍛件。強(qiáng)，可實(shí)現(xiàn)多種變形工步鍛制不同形狀的鍛件。 缺點(diǎn)：振動大、噪聲大，生產(chǎn)率較低。缺點(diǎn)：振動大、噪聲大，生產(chǎn)率較低。第二章第二章 鍛造鍛造 2-1鍛造方法鍛造方法壓力機(jī)上模鍛摩擦壓力機(jī)上模鍛摩擦壓力機(jī)上模鍛第二章第二章 鍛造鍛造 2-1鍛造方法鍛造方法曲柄壓力機(jī)上

32、模鍛曲柄壓力機(jī)上模鍛第二章第二章 鍛造鍛造 2-1鍛造方法鍛造方法壓力機(jī)上模鍛熱模鍛熱模鍛第二章第二章 鍛造鍛造2-1 鍛造方法鍛造方法優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：靜壓力；變形抗力由機(jī)架承受，無振動，噪聲小。靜壓力；變形抗力由機(jī)架承受，無振動，噪聲小?；瑝K行程固定，變形工序一次完成?；瑝K行程固定，變形工序一次完成。導(dǎo)向裝置、頂桿：余量小、公差小、模鍛斜度小。導(dǎo)向裝置、頂桿：余量小、公差小、模鍛斜度小。鑲塊式鍛模。鑲塊式鍛模。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：應(yīng)用：應(yīng)用：氧化皮不易清除；影響鍛件質(zhì)量。氧化皮不易清除；影響鍛件質(zhì)量。大批量的中、小型鍛件。大批量的中、小型鍛件。3.3.摩擦螺旋壓力機(jī)上模鍛摩擦螺旋壓力機(jī)上模鍛1-螺桿、螺

33、桿、 2-螺母螺母3-飛輪、飛輪、 4-圓輪圓輪5-電動機(jī)電動機(jī)6-皮帶、皮帶、 7-滑塊滑塊8-導(dǎo)軌、導(dǎo)軌、 9-機(jī)座機(jī)座 摩擦壓力機(jī)的最大噸摩擦壓力機(jī)的最大噸位可達(dá)位可達(dá)10000kN，常用，常用的在的在3500kN以下。以下。滑塊運(yùn)動速度：滑塊運(yùn)動速度：0.51.0m/s . 滑塊行程可控；滑塊行程可控；有沖擊作用，有沖擊作用，有壓力機(jī)的特點(diǎn)。有壓力機(jī)的特點(diǎn)。圖圖321摩擦螺旋壓力機(jī)工作簡圖摩擦螺旋壓力機(jī)工作簡圖抗力由機(jī)架承受抗力由機(jī)架承受優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) 滑塊行程不固定，有沖擊作用，可輕打、重打、多次鍛擊?；瑝K行程不固定，有沖擊作用，可輕打、重打、多次鍛擊。應(yīng)用：彎曲、壓印、熱壓、精壓、切飛邊

34、、沖連皮、校正。應(yīng)用：彎曲、壓印、熱壓、精壓、切飛邊、沖連皮、校正。 運(yùn)動速度低，充分再結(jié)晶。運(yùn)動速度低，充分再結(jié)晶。應(yīng)用：低塑性合金鋼，非鐵合金（銅合金）。應(yīng)用：低塑性合金鋼，非鐵合金（銅合金）。 有頂料裝置，可以采取整體式鍛?；蛱厥饨Y(jié)構(gòu)的組合鍛模。有頂料裝置，可以采取整體式鍛?；蛱厥饨Y(jié)構(gòu)的組合鍛模。應(yīng)用：形狀復(fù)雜、余塊小、模鍛斜度小。軸類鍛件豎直局部鐓粗。應(yīng)用：形狀復(fù)雜、余塊小、模鍛斜度小。軸類鍛件豎直局部鐓粗。缺點(diǎn)缺點(diǎn)承受偏心載荷能力差；只適于單膛模鍛；復(fù)雜鍛件要先制坯。承受偏心載荷能力差；只適于單膛模鍛；復(fù)雜鍛件要先制坯。應(yīng)用應(yīng)用中、小型鍛件的小批、中批生產(chǎn)。中、小型鍛件的小批、中批生

35、產(chǎn)。4.胎模鍛胎模鍛是用可移動模具生產(chǎn)模鍛件。自由鍛制坯，胎模中成形。是用可移動模具生產(chǎn)模鍛件。自由鍛制坯，胎模中成形。胎模鍛的特點(diǎn)胎模鍛的特點(diǎn) （1）與自由鍛相比，模鍛件的形狀較為復(fù)雜，尺）與自由鍛相比，模鍛件的形狀較為復(fù)雜，尺寸精確，生產(chǎn)效率高。寸精確，生產(chǎn)效率高。 （2）與模鍛相比，可利用自由鍛設(shè)備組織生產(chǎn)，）與模鍛相比，可利用自由鍛設(shè)備組織生產(chǎn)，胎模制造成本低。胎模制造成本低。應(yīng)用：應(yīng)用：沒有模鍛設(shè)備的中小型工廠生產(chǎn)中、小批鍛件。沒有模鍛設(shè)備的中小型工廠生產(chǎn)中、小批鍛件。第二章第二章 鍛造鍛造 2-1鍛造方法鍛造方法胎模的種類胎模的種類 按胎模的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分為扣模、彎曲模、套筒模和合模等

36、。按胎模的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分為扣模、彎曲模、套筒模和合模等。（1）扣模）扣模：分單扣模和雙扣模兩種?？梢詫ε髁先炕蚓植浚悍謫慰勰：碗p扣模兩種?？梢詫ε髁先炕蚓植靠坌?。扣形。（2）筒模）筒模：（：（P117）適合生產(chǎn)餅類鍛件）適合生產(chǎn)餅類鍛件（3）合模）合模： 由上下模組成，并有導(dǎo)柱或?qū)фi定位。由上下模組成，并有導(dǎo)柱或?qū)фi定位?？慑懼菩慰慑懼菩螤顝?fù)雜、狀復(fù)雜、精度較高精度較高的非回轉(zhuǎn)的非回轉(zhuǎn)體鍛件。體鍛件。（4）彎曲模：）彎曲模：由上、下模組成由上、下模組成鍛造方法及設(shè)備鍛造方法及設(shè)備使用設(shè)備使用設(shè)備適應(yīng)范圍適應(yīng)范圍鍛件鍛件精度精度生產(chǎn)率生產(chǎn)率自由鍛自由鍛空氣錘空氣錘蒸汽空氣錘蒸汽空氣錘水壓機(jī)水壓機(jī)

37、小型、單件小批小型、單件小批中型、單件小批中型、單件小批大型、單件小批大型、單件小批低低低低模模鍛鍛錘上模鍛錘上模鍛蒸汽空氣錘蒸汽空氣錘模鍛錘模鍛錘無砧座錘無砧座錘中小型、大批量，各種形中小型、大批量，各種形狀狀較低較低較低較低曲柄壓力機(jī)上曲柄壓力機(jī)上模鍛模鍛熱模鍛熱模鍛曲柄壓曲柄壓力機(jī)力機(jī)中小型、大批量；中小型、大批量；不宜拔長、滾壓工序。不宜拔長、滾壓工序。較高較高較高較高胎膜鍛胎膜鍛空氣錘空氣錘蒸汽空氣錘蒸汽空氣錘中小型、中小批量。中小型、中小批量。中中較高較高摩擦螺旋壓力摩擦螺旋壓力機(jī)上模鍛機(jī)上模鍛摩擦螺旋壓力摩擦螺旋壓力機(jī)機(jī)小型、中批量、精密模鍛。小型、中批量、精密模鍛。 較高較高較

38、低較低第二章第二章 鍛造鍛造 2-1鍛造方法鍛造方法主要是我國鍛造大型模鍛件時(shí)設(shè)備規(guī)格太低。主要是我國鍛造大型模鍛件時(shí)設(shè)備規(guī)格太低。 第二章第二章 鍛造鍛造2-1 鍛造方法鍛造方法問題：問題：自由鍛和模鍛特點(diǎn)自由鍛和模鍛特點(diǎn)鍛造工藝規(guī)程鍛造工藝規(guī)程繪制自由鍛件圖繪制自由鍛件圖鍛件圖鍛件圖第二章第二章 鍛造鍛造2-2鍛造工藝規(guī)程的制訂鍛造工藝規(guī)程的制訂余塊、機(jī)械加工余量和鍛造公差余塊、機(jī)械加工余量和鍛造公差鍛造工藝規(guī)程鍛造工藝規(guī)程繪制自由鍛件圖繪制自由鍛件圖1.余塊（敷料）余塊（敷料）敷料第二章第二章 鍛造鍛造2-2鍛造工藝規(guī)程的制訂鍛造工藝規(guī)程的制訂為了簡化零件的為了簡化零件的形狀和結(jié)構(gòu)，便形

39、狀和結(jié)構(gòu)，便于鍛造而增加的于鍛造而增加的一部分金屬。一部分金屬。2.鍛件余量鍛件余量鍛件余量鍛造工藝規(guī)程鍛造工藝規(guī)程繪制自由鍛件圖繪制自由鍛件圖第二章第二章 鍛造鍛造2-2鍛造工藝規(guī)程的制訂鍛造工藝規(guī)程的制訂成形時(shí)為了保成形時(shí)為了保證機(jī)械加工最證機(jī)械加工最終獲得所需尺終獲得所需尺寸而允許保留寸而允許保留的多余金屬。的多余金屬。3.鍛件公差鍛件公差（310）(240)(680)( 190)280235012760121203( 110) 142+3-4( 130) 2304鍛造工藝規(guī)程鍛造工藝規(guī)程繪制自由鍛件圖繪制自由鍛件圖第二章第二章 鍛造鍛造2-2鍛造工藝規(guī)程的制訂鍛造工藝規(guī)程的制訂鍛件名義

40、鍛件名義尺寸的允尺寸的允許變動量。許變動量。鍛造工藝規(guī)程鍛造工藝規(guī)程制定模鍛件圖制定模鍛件圖1.分模面分模面要保證模鍛件能從要保證模鍛件能從模膛中取出模膛中取出上下兩模沿分模面上下兩模沿分模面的 模 膛 輪 廓 一 致的 模 膛 輪 廓 一 致分模面能使模膛深分模面能使模膛深度最淺度最淺分模面應(yīng)使零件上分模面應(yīng)使零件上所 加 的 敷 料 最 少所 加 的 敷 料 最 少xxx分模面為平面，使分模面為平面，使上下鍛模的模膛深上下鍛模的模膛深度一致度一致第二章第二章 鍛造鍛造2-2鍛造工藝規(guī)程的制訂鍛造工藝規(guī)程的制訂2.余量、公差、敷料、沖孔連皮余量、公差、敷料、沖孔連皮余量：余量：14mm公差：

41、公差：沖孔連皮：沖孔連皮：d25mm 4-8mmmm)33 . 0(鍛造工藝規(guī)程鍛造工藝規(guī)程制定模鍛件圖制定模鍛件圖第二章第二章 鍛造鍛造2-2鍛造工藝規(guī)程的制訂鍛造工藝規(guī)程的制訂3.模鍛斜度模鍛斜度鍛造工藝規(guī)程鍛造工藝規(guī)程制定模鍛件圖制定模鍛件圖第二章第二章 鍛造鍛造2-2鍛造工藝規(guī)程的制訂鍛造工藝規(guī)程的制訂錘上模錘上模鍛鍛，模鍛斜度，模鍛斜度515515。模鍛斜度與模腔的深度模鍛斜度與模腔的深度(h)和和寬度寬度(b)有關(guān)，有關(guān)，h/b越大，模鍛越大，模鍛斜度取大值。斜度取大值。4.模鍛圓角半徑模鍛圓角半徑鍛造工藝規(guī)程鍛造工藝規(guī)程制定模鍛件圖制定模鍛件圖第二章第二章 鍛造鍛造2-2鍛造工藝

42、規(guī)程的制訂鍛造工藝規(guī)程的制訂模鍛外圓角半徑模鍛外圓角半徑R1.512；內(nèi)：比外，大內(nèi)：比外，大23倍。倍。模膛越深，模鍛圓角半模膛越深，模鍛圓角半徑越大。徑越大。例例鍛造工藝規(guī)程鍛造工藝規(guī)程制定模鍛件圖制定模鍛件圖第二章第二章 鍛造鍛造2-2鍛造工藝規(guī)程的制訂鍛造工藝規(guī)程的制訂齒輪坯模鍛件齒輪坯模鍛件例例鍛造工藝規(guī)程鍛造工藝規(guī)程制定模鍛件圖制定模鍛件圖分模面分模面aa第二章第二章 鍛造鍛造2-2鍛造工藝規(guī)程的制訂鍛造工藝規(guī)程的制訂例例鍛造工藝規(guī)程鍛造工藝規(guī)程制定模鍛件圖制定模鍛件圖余余 量量第二章第二章 鍛造鍛造2-2鍛造工藝規(guī)程的制訂鍛造工藝規(guī)程的制訂例例鍛造工藝規(guī)程鍛造工藝規(guī)程制定模鍛件圖

43、制定模鍛件圖模鍛斜度模鍛斜度第二章第二章 鍛造鍛造2-2鍛造工藝規(guī)程的制訂鍛造工藝規(guī)程的制訂例例鍛造工藝規(guī)程鍛造工藝規(guī)程制定模鍛件圖制定模鍛件圖圓圓 角角第二章第二章 鍛造鍛造2-2鍛造工藝規(guī)程的制訂鍛造工藝規(guī)程的制訂鍛造工藝規(guī)程鍛造工藝規(guī)程制定模鍛件圖制定模鍛件圖第二章第二章 鍛造鍛造2-2鍛造工藝規(guī)程的制訂鍛造工藝規(guī)程的制訂鍛造工藝規(guī)程鍛造工藝規(guī)程坯料重量及坯料重量及尺寸計(jì)算尺寸計(jì)算第二章第二章 鍛造鍛造2-2鍛造工藝規(guī)程的制訂鍛造工藝規(guī)程的制訂料頭燒損鍛件坯料GGGG第一次：第一次：2%2%3%3%。其余：其余：1.5%1.5%2%2%。坯料尺寸根據(jù)坯料的重量和幾何形狀確定，鍛造中的變形

44、坯料尺寸根據(jù)坯料的重量和幾何形狀確定，鍛造中的變形程度即鍛造比。程度即鍛造比。鋼錠坯料采用拔長方法鍛造的鍛件，鍛造比不小于鋼錠坯料采用拔長方法鍛造的鍛件，鍛造比不小于2.53。鍛造工藝規(guī)程鍛造工藝規(guī)程確定鍛造工序確定鍛造工序長軸類模鍛件長軸類模鍛件拔長、滾壓、彎曲、預(yù)鍛、終鍛等拔長、滾壓、彎曲、預(yù)鍛、終鍛等第二章第二章 鍛造鍛造2-2鍛造工藝規(guī)程的制訂鍛造工藝規(guī)程的制訂鍛造工序根據(jù)工鍛造工序根據(jù)工序特點(diǎn)和鍛件類序特點(diǎn)和鍛件類型來確定。型來確定。自由鍛件工序，表自由鍛件工序，表31（P111）。）。模鍛件按形狀和結(jié)構(gòu)分模鍛件按形狀和結(jié)構(gòu)分盤類鍛件盤類鍛件鐓粗、預(yù)鍛、終鍛鐓粗、預(yù)鍛、終鍛鍛造工藝規(guī)

45、程鍛造工藝規(guī)程確定模鍛工步確定模鍛工步第二章第二章 鍛造鍛造2-2鍛造工藝規(guī)程的制訂鍛造工藝規(guī)程的制訂一、自由鍛件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)注意的問題一、自由鍛件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)注意的問題1、 避免避免錐體或斜面錐體或斜面結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)不合理不合理合理合理不合理不合理合理合理2-3 2-3 鍛件結(jié)構(gòu)工藝性鍛件結(jié)構(gòu)工藝性第二章第二章 鍛造鍛造原則：鍛造方便、節(jié)約金屬、提高生產(chǎn)率。原則：鍛造方便、節(jié)約金屬、提高生產(chǎn)率。 總要求：形狀盡量簡單?？傄螅盒螤畋M量簡單。 設(shè)計(jì)鍛造成形的零件時(shí)，主要滿足使用性能要求，還應(yīng)考慮鍛造工藝的特點(diǎn)。設(shè)計(jì)鍛造成形的零件時(shí)，主要滿足使用性能要求，還應(yīng)考慮鍛造工藝的特點(diǎn)。 自由鍛件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)注意的問題自

46、由鍛件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)注意的問題 2、避免、避免曲面相交形曲面相交形成空間曲線成空間曲線不合理不合理合理合理不合理不合理合理合理2-3 2-3 鍛件結(jié)構(gòu)工藝性鍛件結(jié)構(gòu)工藝性第二章第二章 鍛造鍛造自由鍛件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)注意的問題自由鍛件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)注意的問題3、 避免避免加強(qiáng)筋、凸加強(qiáng)筋、凸臺、工字形臺、工字形截面或空間截面或空間曲線形表面。曲線形表面。不合理不合理合理合理2-3 2-3 鍛件結(jié)構(gòu)工藝性鍛件結(jié)構(gòu)工藝性第二章第二章 鍛造鍛造自由鍛件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)注意的問題自由鍛件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)注意的問題 4、采用、采用組合工藝組合工藝不合理不合理合理合理不合理不合理合理合理2-3 2-3 鍛件結(jié)構(gòu)工藝性鍛件結(jié)構(gòu)工藝性第二章第二

47、章 鍛造鍛造二、模鍛件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)注意的問題二、模鍛件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)注意的問題 1 1、確定合理分模面（、確定合理分模面（保證鍛件容易取出，保證鍛件容易取出，且使余塊最少，鍛模易制造。）且使余塊最少，鍛模易制造。）2-3 2-3 鍛件結(jié)構(gòu)工藝性鍛件結(jié)構(gòu)工藝性第二章第二章 鍛造鍛造2 2、設(shè)計(jì)模鍛斜度、模鍛圓角、設(shè)計(jì)模鍛斜度、模鍛圓角3 3、零件外形力求簡單、平直和對稱、零件外形力求簡單、平直和對稱（避免截面相差過大，及薄壁、高筋、（避免截面相差過大，及薄壁、高筋、 深孔、直徑過大的深孔、直徑過大的凸緣。）凸緣。） 模鍛件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)注意的問題模鍛件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)注意的問題2-3 2-3 鍛件結(jié)構(gòu)工藝性鍛件結(jié)構(gòu)工藝

48、性第二章第二章 鍛造鍛造模鍛件的小截面直徑與大截模鍛件的小截面直徑與大截面直徑之比不小于面直徑之比不小于0.5.薄壁薄壁高而薄的凸緣高而薄的凸緣模鍛件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)注意的問題模鍛件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)注意的問題4、 避免有深孔或多孔結(jié)構(gòu)避免有深孔或多孔結(jié)構(gòu)2-3 2-3 鍛件結(jié)構(gòu)工藝性鍛件結(jié)構(gòu)工藝性第二章第二章 鍛造鍛造模鍛件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)注意的問題模鍛件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)注意的問題 5、模鍛件整體結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡單，復(fù)、模鍛件整體結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡單，復(fù)雜的雜的 采用鍛采用鍛-焊組合工藝。焊組合工藝。2-3 2-3 鍛件結(jié)構(gòu)工藝性鍛件結(jié)構(gòu)工藝性第二章第二章 鍛造鍛造第三章第三章 沖壓沖壓第三章第三章 沖壓沖壓第三章第三章 沖壓沖壓第三

49、章第三章 沖壓沖壓利用沖模對金屬板料施加壓力，使其產(chǎn)生利用沖模對金屬板料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或變形獲得所需零件的工藝方法。分離或變形獲得所需零件的工藝方法。冷沖壓冷沖壓：t 8 mm沖壓工藝特點(diǎn)：沖壓工藝特點(diǎn)： 可沖壓形狀復(fù)雜零件，廢料少?？蓻_壓形狀復(fù)雜零件，廢料少。 產(chǎn)品精度高，互換性好。產(chǎn)品精度高，互換性好。 產(chǎn)品質(zhì)量輕，強(qiáng)度、剛度高，材料消耗少。產(chǎn)品質(zhì)量輕，強(qiáng)度、剛度高，材料消耗少。 操作簡單，便于機(jī)械化、自動化，生產(chǎn)率高，零件成操作簡單，便于機(jī)械化、自動化，生產(chǎn)率高，零件成本低。本低。 沖模制造復(fù)雜、費(fèi)用高。沖模制造復(fù)雜、費(fèi)用高。 應(yīng)用：應(yīng)用： 適合大批量生產(chǎn)。適合大批量生產(chǎn)。 汽車

50、、拖拉機(jī)、航空、電器、儀表和日用品等。汽車、拖拉機(jī)、航空、電器、儀表和日用品等。 占占70-80% 占占50-75% 第三章第三章 沖壓沖壓沖壓設(shè)備沖壓設(shè)備1. 1. 剪床：剪床：2. 2. 沖床：沖床：下料設(shè)備下料設(shè)備沖壓設(shè)備沖壓設(shè)備第三章第三章 沖壓沖壓沖床：沖床：剪床剪床 開式：開式： 閉式：閉式： 噸位小。噸位小。 噸位大。噸位大。（最大噸位（最大噸位40 000kN） 斜剪床：斜剪床： 平剪床：平剪床： 寬而薄的板料寬而薄的板料 厚而窄的板料厚而窄的板料 沖壓基本工序沖壓基本工序變形工序變形工序分離工序分離工序切斷切斷修整修整沖裁沖裁拉深拉深脹形脹形彎曲彎曲翻邊翻邊第三章第三章 沖壓

51、沖壓分離工序沖裁沖裁沖裁變形過程沖裁變形過程3-1 分離工序分離工序第三章第三章 沖壓沖壓使坯料沿封閉輪廓分離的工序沖孔、落料落料：落料： 制坯工序，被分離部分為成品，周邊是廢料。制坯工序，被分離部分為成品，周邊是廢料。 沖孔：沖孔： 加工工序，被分離部分是廢品，周邊是成品。加工工序，被分離部分是廢品，周邊是成品。 3-1 分離工序分離工序變形過程變形過程彈性變形階段彈性變形階段塑性變形階段塑性變形階段斷裂、分離階段斷裂、分離階段第三章第三章 沖壓沖壓分離工序沖裁沖裁沖裁件斷裂面有明顯的區(qū)域特征：沖裁件斷裂面有明顯的區(qū)域特征： 光亮帶：沖頭擠壓切入所形成的光滑表面，斷面質(zhì)量最佳光亮帶：沖頭擠壓

52、切入所形成的光滑表面，斷面質(zhì)量最佳 剪裂帶：是材料在剪斷分離時(shí)所形成的斷裂帶，表面粗糙剪裂帶：是材料在剪斷分離時(shí)所形成的斷裂帶，表面粗糙 圓角、毛刺圓角、毛刺 3-1 分離工序分離工序沖裁模設(shè)計(jì)沖裁模設(shè)計(jì)第三章第三章 沖壓沖壓分離工序沖裁沖裁凸凹模要具有凸凹模要具有鋒 利 的 刃 口鋒 利 的 刃 口凸凹模的間隙凸凹模的間隙要合理要合理z/2間隙過大：間隙過大： 斷面質(zhì)量差，光亮帶小，斷面質(zhì)量差，光亮帶小，剪裂帶和毛刺均較大。剪裂帶和毛刺均較大。 間隙過?。洪g隙過?。?斷面質(zhì)量好，光亮帶增大，但毛刺也增大，模具磨損嚴(yán)重。斷面質(zhì)量好，光亮帶增大，但毛刺也增大，模具磨損嚴(yán)重。 合適合適 3-1 分

53、離工序分離工序第三章第三章 沖壓沖壓單邊間隙單邊間隙c c的經(jīng)驗(yàn)公式的經(jīng)驗(yàn)公式: : c=m. . 一般，間隙一般，間隙c c為板厚為板厚的的5-10%. 5-10%. 低碳鋼、純鐵：m=0.060.09銅、鋁合金：m=0.060.1高碳鋼：m=0.081.2當(dāng)當(dāng)3 3，m m應(yīng)放大應(yīng)放大1.51.5倍。倍。沖裁模設(shè)計(jì)沖裁模設(shè)計(jì)分離工序沖裁沖裁凸凹模的間隙凸凹模的間隙要合理要合理凸 凹 模 刃 口凸 凹 模 刃 口尺 寸 要 正 確尺 寸 要 正 確落料：落料：D凹凹 = d落落D凸凸= D凹凹 - ZD凸凸 = d孔孔D凹凹 = D凸凸 + Z沖孔：沖孔：3-1 分離工序分離工序沖裁模設(shè)計(jì)沖

54、裁模設(shè)計(jì)第三章第三章 沖壓沖壓分離工序沖裁沖裁z/2尺寸取決于凹模刃口的尺寸。尺寸取決于凹模刃口的尺寸。 尺寸取決于凸模刃口尺寸。尺寸取決于凸模刃口尺寸。 合理排樣：合理排樣： 提高材料利用率。提高材料利用率。 有搭邊排樣（有搭邊排樣（a,b,ca,b,c）: :毛刺小、且在同一平面上，尺寸準(zhǔn)確、質(zhì)量較高。毛刺小、且在同一平面上，尺寸準(zhǔn)確、質(zhì)量較高。 無搭邊排樣無搭邊排樣 (d)(d)：利用率高，利用率高，毛刺不在同一平面上，尺寸不準(zhǔn)，質(zhì)量毛刺不在同一平面上，尺寸不準(zhǔn)，質(zhì)量不高的場合。不高的場合。(a)182.7mm2 (b)117mm2 (c)112.63mm2 (D)97.5mm2 圖34

55、2不同排樣方式材料消耗對比沖裁件的排樣沖裁件的排樣3-1 分離工序分離工序第三章第三章 沖壓沖壓分離工序沖裁沖裁分離工序修整修整3-1 分離工序分離工序第三章第三章 沖壓沖壓利用修整模沿沖裁件外利用修整模沿沖裁件外緣或內(nèi)孔刮削一薄層金緣或內(nèi)孔刮削一薄層金屬，切掉剪裂帶和毛刺屬，切掉剪裂帶和毛刺, ,提高其尺寸精度降低表提高其尺寸精度降低表面粗糙度。面粗糙度。外緣修整：外緣修整： 內(nèi)孔修整：內(nèi)孔修整： 修整沖裁件外形。修整沖裁件外形。 修整沖裁件內(nèi)孔。修整沖裁件內(nèi)孔。 分離工序3-1 分離工序分離工序第三章第三章 沖壓沖壓切斷切斷剪刃安裝在剪床上，剪切成條料。剪刃安裝在剪床上，剪切成條料。沖模是

56、安裝在沖床上，制取形狀簡單、精度不高的平板件。沖模是安裝在沖床上，制取形狀簡單、精度不高的平板件。 利用剪刃或模具使坯利用剪刃或模具使坯料沿不封閉輪廓線分料沿不封閉輪廓線分離的工序。離的工序。使坯料在凸模作用下壓入凹模，獲得開口空心體零件的沖壓工序。3-2 變形工序變形工序第三章第三章 板料沖壓板料沖壓變形工序拉深拉深使坯料在凸模作用下壓入凹模，獲得開口空心體零件的沖壓工序。3-2 變形工序變形工序第三章第三章 沖壓沖壓變形工序拉深拉深區(qū)別拉深和拉伸區(qū)別拉深和拉伸3-2 變形工序變形工序第三章第三章 沖壓沖壓變形工序拉深拉深起皺起皺壓邊圈壓邊圈3-2 變形工序變形工序第三章第三章 沖壓沖壓變形

57、工序拉深拉深拉穿拉穿多次拉深多次拉深拉穿拉穿m = d/D （0.5-0.8）例例 D=100； d=20；h=421. d1=55，m1=55/100=0.552. d2=32，m2= 32/55=0.583. d3=20，m3= 20/32=0.628控制拉深系數(shù)控制拉深系數(shù)m由拉深系數(shù)反推每次拉深的直徑由拉深系數(shù)反推每次拉深的直徑坯料的塑性差取上限，塑性好取下限。坯料的塑性差取上限，塑性好取下限。 深拉時(shí)，分幾次，中間退火。深拉時(shí)，分幾次，中間退火。 如果拉深系數(shù)過小，不能一次拉深成如果拉深系數(shù)過小，不能一次拉深成形時(shí)，則可采用多次拉深工藝。形時(shí)，則可采用多次拉深工藝。 總的拉深系數(shù)總的

58、拉深系數(shù) m = m1 m2 mn3-2 變形工序變形工序第三章第三章 沖壓沖壓變形工序拉深拉深拉穿拉穿凸凹模的圓角半徑凸凹模的圓角半徑拉深模的工作部分是圓角。拉深模的工作部分是圓角。 r r凹凹=10, r=10, r凸凸=(0.61) r=(0.61) r凹凹凸凹模間隙：比沖裁模的大。凸凹模間隙：比沖裁模的大。c=(1.11.2)c=(1.11.2)。潤滑：加潤滑劑（礦物油、摻入石墨粉的礦物油），減小潤滑：加潤滑劑（礦物油、摻入石墨粉的礦物油），減小表面磨損和摩擦力。表面磨損和摩擦力。旋壓：坯料隨旋壓模具或旋壓旋壓：坯料隨旋壓模具或旋壓工具繞坯料轉(zhuǎn)動中，旋壓工具工具繞坯料轉(zhuǎn)動中，旋壓工具與

59、坯料相對進(jìn)給，使坯料受壓與坯料相對進(jìn)給，使坯料受壓并產(chǎn)生連續(xù)的局部變形或分離。并產(chǎn)生連續(xù)的局部變形或分離。圖349旋壓工作簡圖3-2 變形工序變形工序第三章第三章 沖壓沖壓變形工序拉深拉深旋壓旋壓3-2 變形工序變形工序第三章第三章 沖壓沖壓變形工序彎曲彎曲將平直板料彎成一定的角度或圓弧的沖壓工序。3-2 變形工序變形工序第三章第三章 沖壓沖壓變形工序彎曲彎曲回彈回彈彎曲線應(yīng)盡量與坯料纖維方向垂直。彎曲線方向彎曲線方向 彎裂取決于：彎裂取決于：rmin=（0.25-1.0）（板厚）、（板厚）、 坯料纖維方向：與彎曲線垂直。坯料纖維方向：與彎曲線垂直。 回彈現(xiàn)象：回彈現(xiàn)象： 回彈角回彈角010，

60、 設(shè)計(jì)彎曲模時(shí)要考慮回彈的影響。設(shè)計(jì)彎曲模時(shí)要考慮回彈的影響。 3-2 變形工序變形工序第三章第三章 沖壓沖壓變形工序翻邊翻邊在帶孔的平坯料上用擴(kuò)孔的方法獲得凸緣的工序。常用的是圓孔翻邊常用的是圓孔翻邊 在帶孔的平板料上用擴(kuò)孔的方法獲得凸緣的工序。在帶孔的平板料上用擴(kuò)孔的方法獲得凸緣的工序。 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 坯料直徑不變；坯料直徑不變； 壓邊力足夠大；壓邊力足夠大； 局部變形局部變形 翻邊系數(shù)：翻邊系數(shù)： Kd0/d d0翻邊前孔徑；翻邊前孔徑；d翻邊后孔徑翻邊后孔徑 翻邊工藝措施：翻邊工藝措施： 當(dāng)零件所需凸緣的高度較大，當(dāng)零件所需凸緣的高度較大，一次翻邊計(jì)算出的翻邊系數(shù)一次翻邊計(jì)算出的翻邊系