熱動(dòng)工藝00 第3章

熱動(dòng)力機(jī)械制造基礎(chǔ)沈陽(yáng)航空工業(yè)學(xué)院動(dòng)力與能源工程學(xué)院牛玲第三章鍛壓工藝基礎(chǔ)知識(shí)

通過(guò)外力的作用，使金屬產(chǎn)生塑性變形，獲得具有一定形狀、尺寸和力學(xué)性能的毛坯或零件的加工方法稱為鍛壓。一、鍛壓的生產(chǎn)方式常見(jiàn)的鍛壓生產(chǎn)方式有軋制、拉拔、擠壓、鍛造、沖壓等。1.軋制利用金屬坯料與軋輥接觸表面的摩擦力，使金屬坯料截面積減小、長(zhǎng)度增加的加工方法稱為軋制，如圖3-1所示。軋制一般為熱軋，即將金屬坯料加熱到塑性狀態(tài)進(jìn)行加工，這樣變形程度大、生產(chǎn)率高。2.拉拔金屬坯料在拉力作用下，通過(guò)拉拔模?？资菇孛婵s小、長(zhǎng)度增加的加工方法稱為拉拔，如圖3-2所示。第一節(jié)概述

3.擠壓將金屬坯料放入擠壓模內(nèi)，使其受壓并被擠出?？?、產(chǎn)生變形的加工方法稱為擠壓，如圖3-3所示。4.鍛造鍛造分自由鍛和模鍛兩大類。它們都是通過(guò)金屬體積的轉(zhuǎn)移和分配來(lái)獲得毛坯的加工方法。為使金屬有較好的塑性，一般都在熱態(tài)下加工，故常稱為熱鍛。(1)自由鍛——自由鍛是金屬坯料在上、下砥鐵間受到壓力產(chǎn)生塑性變形的加工方法(圖3-4a)。(2)模鍛(或稱模型鍛)——這是將金屬坯料放在鍛模模膛內(nèi)，在壓力作用下，使金屬在模膛內(nèi)變形的加工方法(圖3-4b)。隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，鍛造中也引人軋、擠等方法，如用輥鍛方法生產(chǎn)連桿、用擠壓方法生產(chǎn)氣門、轉(zhuǎn)向軸等，這樣，擴(kuò)展了鍛造領(lǐng)域，也提高了生產(chǎn)率。5.板料沖壓把金屬板料放在沖模間受壓產(chǎn)生分離或變形的加工方法，如圖3—4所示。二、鍛壓的特點(diǎn)

鍛壓制成的毛坯和零件應(yīng)用廣泛，它主要具有以下特點(diǎn)：1)金屬材料經(jīng)過(guò)鍛壓后，可改善組織、提高力學(xué)性能。如使鑄態(tài)組織的一些缺陷如氣孔、縮孔等壓合，晶粒細(xì)化，性能提高。2)鍛壓加工主要依靠金屬在塑性狀態(tài)下體積的轉(zhuǎn)移，不需要切除金屬。因此，鍛壓件的材料利用率高，流線分布合理，使工件強(qiáng)度提高。3)用軋、拉、擠、壓等加工方法制得的坯料或零件具有力學(xué)性能好、表面光潔、精度高、剛度大等特點(diǎn)，可做到少切削、無(wú)切削。4)除自由鍛外，其他鍛壓加工容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化，具有較高的生產(chǎn)率，其中尤以軋制、拉拔、擠壓等工藝最為明顯。鍛壓生產(chǎn)是使金屬在固態(tài)下流動(dòng)成形的，因此，變形量不能太大，工件的形狀不能太復(fù)雜；而且鍛壓設(shè)備和模具等投資較大；其中有些加工方法，如自由鍛，其表面質(zhì)量稍差、生產(chǎn)率也較低。三、鍛壓加工的適用范圍鍛壓制件廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)，如機(jī)械、電子、交通運(yùn)輸、礦山、動(dòng)力裝備及軍工產(chǎn)品中，主要應(yīng)用在以下幾個(gè)方面：1)受力復(fù)雜的承受重載、動(dòng)載的重要零件，如大部分機(jī)器中的主軸、曲軸、傳動(dòng)軸、齒輪、連桿等。2)工具、模具上的主要零件，如各類模具中的模塊、導(dǎo)柱、拉桿等。3)軍工器械，如炮筒、槍械及其他零件。4)儀器、儀表上的零件及日常生活用品大多采用沖壓件。5)標(biāo)準(zhǔn)件，如螺釘、螺母、螺柱、銷子等。一、可鍛性及其影響因素1．可鍛性金屬的可鍛性是指金屬經(jīng)受鍛壓成形的難易程度，是金屬的一種工藝性能?？慑懶砸越饘俚乃苄院妥冃慰沽?lái)綜合衡量。金屬的塑性一般用伸長(zhǎng)率來(lái)表示，變形抗力是指變形時(shí)金屬抵抗工具作用的力，變形抗力一般用金屬的屈服強(qiáng)度或抗拉強(qiáng)度來(lái)表示。因此，塑性和變形抗力是兩個(gè)不同的概念，塑性反映金屬的變形能力，變形抗力則反映金屬變形的難易程度。塑性好，變形抗力不一定??；反之亦然。只有塑性好、變形抗力小，方可認(rèn)為金屬的可鍛性好；反之則差。第二節(jié)鍛壓基礎(chǔ)2．影響金屬可鍛性的因素(1)化學(xué)成分的影響金屬的化學(xué)成分不同，其塑性和變形抗力也不同。一般純金屬的可鍛性比它們的合金好。對(duì)碳鋼而言，碳含量對(duì)可鍛性影響最大。隨著碳含量的增加，碳鋼的強(qiáng)度增加、塑性降低，可鍛性變差。合金鋼中合金元素對(duì)合金鋼的影響，其總趨勢(shì)是隨著合金元素的增加鋼的塑性降低、變形抗力增高，可鍛性降低。(2)組織的影響對(duì)于一定成分的合金，其組織結(jié)構(gòu)不同，塑性和變形抗力也會(huì)有很大的差別。單相組織比多相組織塑性好。細(xì)晶粒金屬的塑性比粗晶粒的好，但變形抗力較大。(3)變形溫度的影響對(duì)于大多數(shù)金屬，總的趨勢(shì)是隨著溫度升高，塑性增加、變形抗力降低。但過(guò)高的溫度會(huì)造成金屬過(guò)燒，反而降低可鍛性。因此，應(yīng)選擇合適的鍛造溫度。(4)變形速度的影響金屬在單位時(shí)間內(nèi)的變形程度稱為變形速度。在一般鍛壓過(guò)程中，變形速度低于臨界值α?xí)r，加工硬化為主導(dǎo)，使金屬塑性降低、變形抗力增加、可鍛性變差；當(dāng)變形速度高于臨界值α?xí)r，熱效應(yīng)現(xiàn)象顯著，起到主導(dǎo)作用，使可鍛性大為改善。它們之間的關(guān)系如圖3—5所示。(5)應(yīng)力狀態(tài)的影響金屬在變形過(guò)程中，由于受到不同方向的外力，所產(chǎn)生的應(yīng)力狀態(tài)就各不相同。試驗(yàn)證明：在應(yīng)力狀態(tài)中，壓應(yīng)力個(gè)數(shù)越多、數(shù)值越大，則金屬塑性越高；拉應(yīng)力個(gè)數(shù)越多、數(shù)值越大，則金屬塑性越低。綜上所述，影響金屬可鍛性的因素比較復(fù)雜，但只要能正確選用金屬材料，合理控制變形溫度、變形速度，充分發(fā)揮金屬的塑性，盡可能降低變形抗力，就可獲得優(yōu)質(zhì)的鍛壓件。二、纖維組織與鍛造比金屬鑄錠內(nèi)存在的非金屬夾雜物，在鍛壓的熱變形后沿金屬的流變方向分布，在經(jīng)浸蝕后的宏觀研磨面上會(huì)出現(xiàn)流線，這種流線稱為“纖維組織”。纖維組織使金屬的力學(xué)性能呈現(xiàn)各向異性，順纖維方向較垂直纖維方向具有較高的力學(xué)性能，特別是塑性和韌性。為充分發(fā)揮金屬在鍛壓加工后力學(xué)性能的方向性，除在制定熱變形工藝時(shí)，要保證零件流線的正確分布外，在零件設(shè)計(jì)時(shí)，還應(yīng)使零件所受的最大正應(yīng)力方向與纖維組織方向重合、最大切應(yīng)力方向與纖維組織方向垂直，并使纖維分布與零件輪廓相符合。纖維組織形成的纖維化程度取決于鋼錠在鍛造時(shí)的變形程度，變形程度越大、纖維組織越明顯。鍛壓生產(chǎn)中，常用鍛造比表示變形程度如拔長(zhǎng)時(shí)用變形前坯料的截面積比上變形后坯料的截面積來(lái)表示。常用的鍛造方法有自由鍛和模鍛兩種。一、自由鍛自由鍛是利用沖擊力或壓力使金屬坯料在上、下砥鐵之間產(chǎn)生變形，以獲得所需形狀及尺寸鍛件的方法。金屬坯料在上、下砥鐵平面間變形是自由流動(dòng)的，故稱為自由鍛。自由鍛分手工鍛造和機(jī)器鍛造兩種。手工鍛造只能生產(chǎn)小型鍛件，機(jī)器鍛造是自由鍛的基本方法。自由鍛的工藝靈活、設(shè)備通用性好、工具簡(jiǎn)單、成本低，適應(yīng)性強(qiáng)。但它生產(chǎn)率較低、工人勞動(dòng)強(qiáng)度大、鍛件精度低、加工量較大。自由鍛應(yīng)用于單件、小批量生產(chǎn)，且鍛件形狀簡(jiǎn)單、尺寸和表面質(zhì)量要求不高。自由鍛是生產(chǎn)大型鍛件唯一的鍛造方法。1.自由鍛的工序分析在自由鍛鍛件成形過(guò)程中，坯料變形需有多種工序。根據(jù)工序變形性質(zhì)和變形程度不同，自由鍛工序分為基本工序、輔助工序和整形工序三大類。第三節(jié)鍛造方法基本工序是使坯料產(chǎn)生變形，并使之逐步接近鍛件最終形狀和尺寸的工序。自由鍛基本工序有鐓粗、拔長(zhǎng)、沖孔、芯軸擴(kuò)孔、芯軸拔長(zhǎng)、彎曲、切割、錯(cuò)移、扭轉(zhuǎn)、鍛接等。在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用最多的為鐓粗、拔長(zhǎng)和沖孔三個(gè)工序。2.自由鍛件分類及基本工序選用根據(jù)鍛件形狀特征和采用的基本工序，可把自由鍛件分為餅塊類、空心類、軸桿類、曲軸類、彎曲類、復(fù)雜形狀類等六大類，其分類情況及基本工序的選用見(jiàn)表3—1：3.自由鍛工藝規(guī)程的編制與舉例工藝規(guī)程是組織生產(chǎn)過(guò)程、制定操作規(guī)范、檢查和控制鍛件質(zhì)量的依據(jù)。自由鍛工藝規(guī)程的編制有以下幾部分主要內(nèi)容。(1)鍛件圖樣的繪制鍛件圖樣是在零件圖樣的基礎(chǔ)上，考慮了加工余量、余塊和鍛件公差后繪制而成。鍛件圖樣是鍛造車間組織生產(chǎn)、確定鍛造工藝、設(shè)計(jì)工具和驗(yàn)收鍛件的主要技術(shù)文件(或依據(jù))。1)加工余量自由鍛件表面粗糙、尺寸精度低，需機(jī)械加工后使用，故在鍛件需加工的表面要加放加工余量。鍛件加工余量的確定與零件形狀、尺寸、鍛件材料等有關(guān)。具體數(shù)據(jù)可查閱鍛壓手冊(cè)。2)余塊為了簡(jiǎn)化鍛件形狀、便于鍛造，在鍛件某些部位增加大于加工余量的金屬稱為余塊。如圖3—7所示。3)鍛件公差鍛件的實(shí)際尺寸與公稱尺寸間允許的上下誤差范圍稱為鍛件公差。公差值根據(jù)鍛件形狀與尺寸，并結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)情況而確定。一般鍛件公差約為加工余量的l／4～l／3。查閱鍛壓手冊(cè)。余塊、加工余量和鍛件公差確定后，即可繪制鍛件圖樣。在鍛件圖樣上，鍛件形狀以粗實(shí)線繪制，零件形狀以雙點(diǎn)劃線繪制。鍛件的尺寸、公差標(biāo)注在尺寸線上面，零件的公稱尺寸加括號(hào)標(biāo)注在尺寸線下面，對(duì)在圖樣上無(wú)法標(biāo)注的某些條件，可以技術(shù)條件的方式加以說(shuō)明。鍛件圖樣如圖3—8所示(2)坯料尺寸和質(zhì)量的確定鍛造用原材料有兩種：一種是軋材，用于中、小型鍛件；另一種是鋼錠，用于大、中型鍛件。坯料的質(zhì)量按下式計(jì)算mP=mD+mS

式中mP為坯料質(zhì)量；mD為鍛件質(zhì)量；mS為鍛造過(guò)程中的各種損耗。鍛件質(zhì)量據(jù)已繪制鍛件圖樣與材料密度計(jì)算。對(duì)形狀復(fù)雜或不規(guī)則形狀的鍛件，可簡(jiǎn)化為幾部分計(jì)算。(3)確定鍛造工序鍛造工序的確定是制定鍛造工藝規(guī)程最重要的部分。它包括鍛件成形的基本工序、輔助工序、精整工序，各工序的次序，各工序間坯料的尺寸以及完成各工序所需的工具等。(4)選定鍛造設(shè)備能力設(shè)備能力是根據(jù)鍛件尺寸、質(zhì)量和材料品種選擇的。對(duì)中、小型鍛件，一般采用鍛錘，大型鍛件則選用水壓機(jī)。鍛錘的選用可查閱鍛造手冊(cè)。(5)鍛造溫度范圍的確定常用材料鍛造溫度范圍可參照表3—3確定。(6)自由鍛典型工藝舉例表3—4為半軸自由鍛鍛造工藝卡，選用的坯料為軋材。4.自由鍛鍛件的結(jié)構(gòu)工藝性鍛造時(shí)，金屬是在固態(tài)下成形，自由鍛還受設(shè)備、工具、技術(shù)條件的限制，鍛件形狀不宜過(guò)分復(fù)雜。因此，對(duì)自由鍛件的結(jié)構(gòu)工藝性總的要求是在滿足使用要求的前提下，其形狀應(yīng)盡量簡(jiǎn)單、對(duì)稱，具體要求列于表3—5。二、模鍛模鍛是將加熱后的坯料，放置在鍛模模膛內(nèi)，在沖擊力或壓力作用下，使坯料在模膛內(nèi)產(chǎn)生塑性變形，以獲得鍛件的方法。模鍛與自由鍛相比有以下優(yōu)點(diǎn)：生產(chǎn)率高；可鍛出形狀較復(fù)雜的鍛件；鍛件尺寸精確、加工余量小，節(jié)省材料；強(qiáng)度較高，使用壽命長(zhǎng)；模鍛操作方便，容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化；大批量生產(chǎn)時(shí)，鍛件成本低。但鍛件成形時(shí)，坯料整體變形，因而受設(shè)備噸位限制，模鍛件不能太大；鍛模需用價(jià)格昂貴的材料，制造周期長(zhǎng)，費(fèi)用高。因此，模鍛適用于成批、大批量生產(chǎn)形狀較復(fù)雜的中、小型鍛件。按使用設(shè)備不同，模鍛可分為錘上模鍛、胎模鍛、熱模鍛曲柄壓力機(jī)上模鍛、摩擦壓力機(jī)上模鍛、平鍛機(jī)上模鍛以及其他專用設(shè)備上模鍛等。1.錘上模鍛在模鍛錘上進(jìn)行模鍛即錘上模鍛。錘上模鍛是目前最常用的模鍛方法，它工藝通用性強(qiáng)、設(shè)備費(fèi)用較低并能獨(dú)立完成各種類型鍛件的鍛造。錘上模鍛常用設(shè)備為蒸汽一空氣模鍛錘。(1)模鍛件圖樣模鍛件圖樣是制定工藝規(guī)程、設(shè)計(jì)和制造鍛模、組織生產(chǎn)、檢驗(yàn)鍛件等的依據(jù)。在繪制模鍛件圖樣時(shí)，要注意以下問(wèn)題：1)確定分模面分模面是上下鍛模的分界面，分模面的位置直接影響模鍛工藝過(guò)程和鍛模模膛的復(fù)雜程度、模鍛生產(chǎn)率、鍛件廢品率和零件制造成本。確定分模面要考慮以下原則：①保證鍛件從模膛取出。②使金屬能順利充滿模膛、流線分布合理。③要便于發(fā)現(xiàn)上、下模錯(cuò)移。應(yīng)在模膛寬度最大、高度最小處分模，這樣金屬流動(dòng)方便，容易充滿模膛，也有利于鍛模加工。以圖3—16d—d截面分模較合理。2)加工余量和公差一般加工余量在0．4～4mm內(nèi)，公差值在±(0．3～3)mm范圍內(nèi)。3)模鍛斜度為使鍛件順利地從模膛中取出，在垂直于分模面的模膛壁上都做出一定的斜度，稱為模鍛斜度，如圖3—17所示。斜度在3°～12°范圍內(nèi)。4)圓角半徑為便于坯料在模膛內(nèi)流動(dòng)并充滿模膛、出模方便和延長(zhǎng)鍛模壽命，鍛件上凡是面與面相交處，都不允許有尖角，須做成圓角，如圖3—18所示。外圓角半徑r，內(nèi)圓角半徑R。對(duì)中、小型鍛件取(2～3)r。5)沖孔連皮錘上模鍛件上不能直接鍛出通孔，孔內(nèi)必須保留一層金屬，稱為連皮，如圖3—19所示。連皮的厚度要合適，孔徑為30～80mm時(shí)，連皮厚度為4～8mm；孔徑小于30mm時(shí)，一般不鍛出，圖3—19為帶有沖孔連皮及飛邊的模鍛件。圖3—20所示為齒輪模鍛件圖，圖中雙點(diǎn)劃線為零件的輪廓線，分模面取在最大截面高度的中間，輪輻和輪轂外側(cè)、輪緣內(nèi)側(cè)等部分不加工，不留加工余量，孔的中部?jī)芍本€為沖孔連皮沖切后的痕跡。(2)模鍛件結(jié)構(gòu)工藝性要求1)鍛件應(yīng)有一個(gè)合理的分模面。2)為使坯料金屬易于充滿模膛，鍛件外形應(yīng)力求簡(jiǎn)單、對(duì)稱、平直，盡量避免截面間厚度相差太大或有薄壁、高肋和突然凸起的結(jié)構(gòu)。3)在零件結(jié)構(gòu)允許的情況下，盡量避免多孔、深孔、窄溝、深槽等結(jié)構(gòu)。4)與分模面垂直的表面上應(yīng)盡可能避免有凹槽和孔。5）鍛件上的孔不可過(guò)深，當(dāng)孔徑小于30mm、孔深大于孔徑兩倍時(shí)，不宜采用模鍛。6)對(duì)復(fù)雜形狀零件用模鍛制坯較困難時(shí)，可采用鍛一焊或鍛造一螺釘聯(lián)接等組合結(jié)構(gòu)。2.胎模鍛胎模鍛是在自由鍛錘上采用活動(dòng)鍛模(胎模)的一種簡(jiǎn)單的模鍛方法。胎模鍛一般先用自由鍛方法把坯料預(yù)鍛成接近鍛件的形狀，然后在胎模中最終鍛制成形。胎模鍛兼有自由鍛和模鍛的特點(diǎn)：與模鍛相比，不需昂貴的模鍛設(shè)備，工藝靈活、方便，鍛模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、成本低。但胎模鍛件的精度不如模鍛件高，生產(chǎn)率也低于模鍛。胎模鍛常應(yīng)用于小型鍛件、批量生產(chǎn)，在中、小型工廠中廣泛應(yīng)用。3.熱模鍛曲柄壓力機(jī)上模鍛在成批和大量生產(chǎn)中、小型鍛件時(shí)，越來(lái)越多地應(yīng)用熱模鍛曲柄壓力機(jī)進(jìn)行模鍛。熱模鍛曲柄壓力機(jī)的外形與傳動(dòng)系統(tǒng)如圖3—25所示。在熱模鍛曲柄壓力機(jī)上模鍛有以下特點(diǎn)：1)鍛件尺寸精度高、加工余量小，公差也相應(yīng)減小。2)金屬在壓力機(jī)上模鍛時(shí)，流線分布均勻合理，有利鍛件質(zhì)量的提高。3)滑塊精度高并設(shè)有頂出裝置，故在壓力機(jī)上模鍛件的模鍛斜度較錘上模鍛件??；在個(gè)別情況下，甚至可鍛出不帶模鍛斜度的鍛件。4)對(duì)于形狀復(fù)雜、變形量大的鍛件，在熱模鍛曲柄壓力機(jī)上可采用多膛模鍛。圖3—26為齒輪鍛件在壓力機(jī)上的鍛造過(guò)程。5)無(wú)振動(dòng)、噪聲小，勞動(dòng)條件好。6)生產(chǎn)率高、容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。熱模鍛曲柄壓力機(jī)上模鍛也存在一些缺點(diǎn)，如機(jī)器本身結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)高，不宜進(jìn)行拔長(zhǎng)、滾擠等制坯工序，故適合于模鍛大批量生產(chǎn)中、小型鍛件。4.摩擦壓力機(jī)上模鍛它是靠飛輪、螺桿和滑塊向下運(yùn)動(dòng)時(shí)所積儲(chǔ)的勢(shì)能使坯料產(chǎn)生變形，其能力是以滑塊到工作行程的終點(diǎn)時(shí)所產(chǎn)生的最大壓力來(lái)表示。摩擦壓力機(jī)上模鍛具有以下特點(diǎn)：摩擦壓力機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，使用維修方便，噪聲低，工人勞動(dòng)條件好。它常用于小型鍛件的批量生產(chǎn)，加工帶頭的桿類鍛件及多凸緣、凹槽的鍛件(圖3—28)，也可應(yīng)用于切邊、彎曲及冷、熱校正和精壓等工序。5.平鍛機(jī)上模鍛平鍛機(jī)是曲柄壓力機(jī)的一種，只是其工作部分作水平往復(fù)運(yùn)動(dòng)，故稱為平鍛機(jī)。平鍛機(jī)具有曲柄壓力機(jī)的一切特點(diǎn)。圖3—30所示即為平鍛機(jī)上典型的鍛造過(guò)程及在平鍛機(jī)上用多模膛鍛模鍛制典型件的成形過(guò)程。平鍛機(jī)上模鍛除具有熱模鍛曲柄壓力機(jī)上模鍛的一切特點(diǎn)外，還具有以下特點(diǎn)：1)坯料水平放置，其長(zhǎng)度不受設(shè)備方向的限制。2)鍛模由活動(dòng)模、固定模和沖頭構(gòu)成，有兩個(gè)分模面，可鍛出側(cè)面有凸緣、凹檔的鍛件；一般坯料均是局部加熱、局部鍛造。3)鍛件外壁不要斜度，余量、余塊小，帶孔件可不留連皮，飛邊小、鍛件質(zhì)量好。4)生產(chǎn)率高，最高每分鐘可鍛制120件。平鍛機(jī)上模鍛適合于鍛造帶凹檔和凸緣的回轉(zhuǎn)體鍛件的大批量生產(chǎn)。圖3—31所示為平鍛機(jī)上生產(chǎn)的鍛件。第四節(jié)沖壓沖壓是塑性成形的基本方法之一。它是利用沖壓設(shè)備和模具對(duì)板料加壓，使板料產(chǎn)生分離或變形用以制造薄壁零件或毛坯的加工方法。沖壓一般都在室溫下進(jìn)行，故亦稱冷沖壓。它有如下主要優(yōu)點(diǎn)：1)能生產(chǎn)形狀復(fù)雜的零件，廢料較少。2)沖壓件尺寸精度高、表面粗糙度小，一般不經(jīng)機(jī)械加工可使用。3)材料消耗少，可獲得質(zhì)量輕、剛度和強(qiáng)度較高的零件。4)操作簡(jiǎn)便、生產(chǎn)率高，便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化。沖模要求較高、制造復(fù)雜、成本高、只適合于大批量生產(chǎn)。沖壓所用原材料應(yīng)具有足夠的塑性。常用的有低碳鋼和高塑性的合金鋼、銅和鋁等非鐵合金的板材、條材等；也可沖壓塑料、絕緣板、皮革等非金屬。一般板材厚度小于6mm，當(dāng)板材厚度大于8mm時(shí)，則要采用熱沖壓。一、沖壓基本工序沖壓的基本工序有分離工序和變形工序兩大類。使坯料的一部分與另一部分分離的工序稱為分離工序，包括落料、沖孔、切斷、修整等。使坯料的一部分相對(duì)另一部分產(chǎn)生位移而不斷裂的工序稱為變形工序，包括彎曲、拉深、翻邊等。1.沖裁沖裁從廣義上講包括落料、沖孔和切斷等工序。落料和沖孔是用沖模沿封閉的輪廓曲線沖切，沖下部分是工件則為落料；沖下部分是廢料則為沖孔。切斷則是用剪床或沖模沿不封閉曲線切斷。沖裁一般指落料和沖孔。2.彎曲彎曲是將板料彎成一定的角度或曲率的變形工序，如圖3—34所示。3.拉深將板狀坯料變形為空心零件的工序稱為拉深，也稱拉延。用拉深工藝可制成筒形、錐形、階梯形、球形、方盒形和其他不規(guī)則形狀的薄壁殼體件。為防止拉深過(guò)程中的起皺，可用壓邊圈(圖3—37)。4.其他變形工序其他常用沖壓變形工序有翻邊、扭轉(zhuǎn)、收口、成型、脹形、旋壓等，如圖3-38所示。(1)翻邊---將坯料孔的邊緣或外緣翻出豎立邊緣的工序，如圖3-38a所示。(2)扭轉(zhuǎn)---將沖裁后的半成品扭轉(zhuǎn)成一定角度的工序，如圖3-38b所示。(3)收口---在筒形件的某個(gè)位置上，使其徑向尺寸減小的工序，如圖3-38c所示。(4)成型---在板料毛坯或零件表面局部成形，制成各種形狀突起或凹陷的工序，如圖3-38d所示。(5)脹形---利用塑性物質(zhì)或液體為傳動(dòng)介質(zhì)，使拉深半成品徑向局部擴(kuò)脹成形的工序，如圖3-38e所示。(6)旋壓---在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下，用壓桿使板料逐步成形為回轉(zhuǎn)體的工序，如圖3-39所示。二、沖壓件的結(jié)構(gòu)工藝性進(jìn)行沖壓件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，不僅要保證其使用要求，還要盡量滿足沖壓工藝性的要求。這樣可以減少材料的消耗和工序數(shù)，使模具壽命延長(zhǎng)、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、操作簡(jiǎn)單、成本降低。一般而言，對(duì)沖壓件結(jié)構(gòu)工藝性影響最大的是工件的幾何形狀、尺寸和精度要求等。1.沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性形狀應(yīng)盡量簡(jiǎn)單、對(duì)稱，圓角過(guò)渡，沖孔尺寸不能過(guò)小。2.彎曲件的結(jié)構(gòu)工藝性圓角半徑不要小于最小彎曲半徑，也不宜過(guò)大。形狀應(yīng)盡量對(duì)稱，彎曲邊不要過(guò)短，彎曲帶孔件時(shí)，孔的位置應(yīng)遠(yuǎn)離彎曲邊等。3.拉深件的結(jié)構(gòu)工藝性(1)拉深件形狀力求簡(jiǎn)單，避免圓錐形、球面形和空間復(fù)雜曲面形，盡量采用軸對(duì)稱的形狀。(2)應(yīng)使拉深件高度盡可能減低。(3)成對(duì)稱形狀，一起沖壓，然后切開(kāi)，以減少工序、節(jié)約材料、易于變形和保證質(zhì)量。(4)對(duì)帶凸緣拉深件的凸緣寬度要適當(dāng)。(5)拉深圓筒形件時(shí)，各處的圓角半徑應(yīng)滿足一定要求。(6)拉深件的精度不能要求過(guò)高。三、沖模沖模是沖壓必要的專用工具，沖模的結(jié)構(gòu)與質(zhì)量對(duì)沖壓生產(chǎn)極為重要。根據(jù)工序的復(fù)合程度，沖模可分為簡(jiǎn)單模、復(fù)合模和連續(xù)模三種。第五節(jié)鍛壓新工藝隨著現(xiàn)代工業(yè)的不斷發(fā)展，鍛壓也有很大發(fā)展，出現(xiàn)許多新工藝和新技術(shù)，例如，零件的擠壓、輥軋、徑向鍛造、精密模鍛、擺動(dòng)輾壓、粉末熱鍛、超塑成形等。一、零件的擠壓擠壓是通過(guò)對(duì)擠壓模內(nèi)坯料施加強(qiáng)大壓力，使它發(fā)生變形而獲得毛坯或零件的加工方法。擠壓加工有以下特點(diǎn)：金屬塑性高，擠壓零件表面質(zhì)量好，力學(xué)性能高，材料利用率高等等。根據(jù)擠壓時(shí)金屬流動(dòng)方向和凸模運(yùn)動(dòng)方向的關(guān)系，可分為以下四種擠壓方法。1．正擠壓擠壓時(shí)，金屬流動(dòng)方向與凸模運(yùn)動(dòng)方向一致，如圖3-47所示。2．反擠壓擠壓時(shí)，金屬流動(dòng)方向與凸模運(yùn)動(dòng)方向相反，如圖3-48所示。3．復(fù)合擠壓擠壓時(shí)，金屬沿凸模運(yùn)動(dòng)方向和相反方向均有流動(dòng)，如圖3-49所示。4．徑向擠壓擠壓時(shí)，金屬流動(dòng)方向與凸模運(yùn)動(dòng)方向呈90°角，如圖3-50所示。擠壓主要應(yīng)用于生產(chǎn)各種軸對(duì)稱形狀的小型零件，對(duì)于非對(duì)稱件，擠壓時(shí)金屬流動(dòng)不均，很容易使凸模折斷。二、零件的軋制軋制主要用以生產(chǎn)型材、管材、板材及異型鋼材等原材料，近年來(lái)，成功地用來(lái)制造各種零件，應(yīng)用逐漸廣泛。零件的軋制具有以下特點(diǎn)：生產(chǎn)率高，鍛件質(zhì)量好，軋制鍛件可更接近零件形狀，節(jié)約金屬材料；勞動(dòng)條件好，便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化；設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、對(duì)廠房地基要求低。零件軋制工藝主要有輥鍛、環(huán)形件軋制、熱軋齒輪等。1.