工程材料及成形技術(shù) 第6章 鍛壓成形.ppt

1、第6章 鍛 壓 成 形,鍛壓：是在外力作用下，使金屬坯料產(chǎn)生塑性變形，從而獲得具有一定形狀，尺寸和性能的毛坯或零件的加工方法,6.1 概述,鍛壓：是鍛造和沖壓的總稱, 鍛壓生產(chǎn)的特點(diǎn),（1）能改善金屬組織，提高力學(xué)性能,（2）能節(jié)約金屬,（3）能加工各種形狀及重量的產(chǎn)品,缺點(diǎn)：,鍛造不適于成形形狀較為復(fù)雜的零件,優(yōu)點(diǎn)：,6.2 自由鍛,自由鍛造（無(wú)型鍛造）：金屬在上、下兩砥鐵間產(chǎn)生自由變形,優(yōu)點(diǎn)：,（1）鍛件質(zhì)量可以從不及1000g300t,（2）所用的設(shè)備、工具有極大的通用性,缺點(diǎn)：,對(duì)鍛工的技術(shù)水平要求較高，勞動(dòng)條件較差，金屬損耗大，生產(chǎn)率低,6.2.1 自由鍛造設(shè)備,（1）以沖擊壓力使坯

2、料變形：空氣錘、蒸 汽空氣錘等,（2）以靜壓力使坯料變形：水壓機(jī)、曲 柄壓力機(jī)等,1、空氣錘,空氣錘：以空氣作為傳遞運(yùn)動(dòng)的媒介物,噸位：用落下部分的質(zhì)量來(lái)表示（一般為501000kg）,落下部分：工作活塞、錘頭、上砥鐵,應(yīng)用：小型鍛件生產(chǎn),缺點(diǎn)：工作時(shí)，震動(dòng)大，噪音大,2、水壓機(jī),水壓機(jī)：是在靜壓力下進(jìn)行工作的，是制造重型鍛件的惟一鍛造設(shè)備,噸位：是指產(chǎn)生的最大壓力, 目前自由鍛水壓機(jī)噸位：60015000t 所能鍛的鋼錠質(zhì)量：1300t,特點(diǎn)：,優(yōu)點(diǎn)：無(wú)震動(dòng)，并能很容易達(dá)到較大的鍛造深度,缺點(diǎn)：設(shè)備復(fù)雜，制造成本高，需要較多輔助設(shè)備,6.2.2 自由鍛的基本工序：,1、拔長(zhǎng),拔長(zhǎng)：使坯料橫斷

3、面積減小，長(zhǎng)度增加的鍛造工序,用途：用于獲得長(zhǎng)軸心線的桿軸類鍛件，如光軸、帶臺(tái)階的軸、拉桿、連桿、曲軸等,平砧拔長(zhǎng)：,拔長(zhǎng)時(shí)坯料翻轉(zhuǎn)方法,拔長(zhǎng)帶臺(tái)階類鍛件：,先拔長(zhǎng)到最大直徑，然后用三角刀壓肩或用圓棒壓痕，接著再拔長(zhǎng)小直徑一端,壓肩：鍛制臺(tái)階或凹檔時(shí)，要先在截面分界處壓出凹槽，稱為壓肩,壓肩或壓痕的作用：能使鍛件臺(tái)階的過(guò)渡部分平直整齊，并使鍛件獲得連續(xù)的流線,2、鐓粗,鐓粗：減小坯料高度，增加橫斷面積的鍛造 方法,用途：主要用于鍛造齒輪坯、圓盤類鍛件， 也是鍛造環(huán)、套筒類空心鍛件沖孔前的預(yù)備 工序,分類：,（1）整體鐓粗（完全鐓粗）,（2）端部鐓粗（局部鐓粗）, 將坯料放置在漏盤或胎模內(nèi)，只鐓

4、粗坯料的一端,用途：多用于小批量生產(chǎn),3、沖孔,沖孔：是利用沖頭在坯料上沖出透孔或不透 孔的鍛造方法,用途：主要用于鍛造空心鍛件，如齒輪、圓 環(huán)、套筒等,分類：,（1）單面沖孔,用途：多用于厚度較小的坯料沖孔,（2）雙面沖孔,第一只沖頭沖入坯料后，沖頭不取出即翻轉(zhuǎn)坯料，把沖頭置于漏盤孔內(nèi)，然后用第二只沖頭從坯料上面沖入，直至將第一只沖頭沖出、坯料沖穿為止,用途：適用于鍛件高度與外徑之比大于0.125，即厚度較大的坯料沖孔,（a）,（b）,4、彎曲,彎曲：是將坯料彎成一定曲率或一定角度的 鍛造工序,用途：與其他工序配合，可以得到各種彎曲 形狀的鍛件，如吊鉤、角尺等,分類：,（）鍛錘壓緊彎曲,坯料

5、的一端被上、下砧壓緊，另一端用大錘擊打或用吊車?yán)?（）用墊模彎曲, 可以得到形狀和尺寸比較準(zhǔn)確的小型鍛件,5、錯(cuò)移,錯(cuò)移：將坯料的一部分相對(duì)于另一部分平移錯(cuò)開，但仍保持這兩部分軸線平行的鍛造工序,方法：先在坯料需要錯(cuò)移的地方壓肩，然后通過(guò)扁方墊鐵進(jìn)行錘擊實(shí)現(xiàn)錯(cuò)移,用途：錯(cuò)移工序可用于曲軸等的制造,6.2.3 自由鍛的特點(diǎn)及應(yīng)用,優(yōu)點(diǎn)：,（）要求鍛造設(shè)備的噸位比較小,（）需要更改鍛件品種時(shí)，生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間較短,缺點(diǎn)：,生產(chǎn)效率低，鍛件精度不高，機(jī)械加工余量較 大，不能鍛造形狀復(fù)雜的鍛件,用途：主要用于單件小批量生產(chǎn), 自由鍛在重型機(jī)械制造中占有特別重要的地位，是大型鍛件的主要生產(chǎn)方法，如水輪機(jī)主

6、軸、多拐曲軸、大型連桿等，自由鍛是惟一可行的加工方法,6.3 胎模鍛和模鍛,6.3.1 胎模鍛造 胎模鍛造：是在自由鍛設(shè)備上使用可移動(dòng)模具生產(chǎn)模鍛件的一種鍛造工藝，所用的模具稱為胎模,（一）胎模鍛生產(chǎn)特點(diǎn), 優(yōu)點(diǎn)： （1）生產(chǎn)率高 （2）鍛件質(zhì)量好 （3）節(jié)約金屬材料和切削加工工時(shí) （4）能鍛出形狀復(fù)雜的鍛件 （5）可局部成形 （6）胎模結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，制造較容易、經(jīng)濟(jì), 缺點(diǎn)： 鍛錘噸位大；胎模使用壽命低；只能生產(chǎn)小型鍛件；勞動(dòng)強(qiáng)度較大,1. 扣模（用于非回轉(zhuǎn)體鍛件）,（1）單扣模（下扣模）, 主要用于非回轉(zhuǎn)體鍛件的不對(duì)稱性成形,（2）雙扣模, 主要用于非回轉(zhuǎn)體鍛件的對(duì)稱或不對(duì)稱性變形,（二）胎

7、模形式,2. 套筒模（簡(jiǎn)稱套模）, 主要用于鍛造齒輪、法蘭盤等回轉(zhuǎn)體盤類鍛件或形狀復(fù)雜的回轉(zhuǎn)體鍛件,（1）開式套模,特點(diǎn)：只有下模，上砧起上模作用。坯料在套模中以鐓粗或鐓擠方式成形,開式套模結(jié)構(gòu),（2）閉式套模, 組成：模套、沖頭、下墊, 成形原理：錘擊力通過(guò)沖頭作用在坯料上，使坯料在封閉的模膛內(nèi)成形,閉式套模結(jié)構(gòu), 應(yīng)用：主要用于端面帶有凹凸形狀或中部具有凹檔的回轉(zhuǎn)體鍛件,3.合模, 主要用于生產(chǎn)形狀較復(fù)雜的非回轉(zhuǎn)體鍛件，如連桿、叉形鍛件等,合模結(jié)構(gòu), 合模的組成：上模、下模、導(dǎo)向裝置三部分組成, 合模按導(dǎo)向定位的方法分為：導(dǎo)銷式、導(dǎo)套式、導(dǎo)鎖式, 優(yōu)點(diǎn)：鍛件精度高，生產(chǎn)率高，可鍛造各種復(fù)雜

8、的鍛件, 缺點(diǎn)：合模制造比較麻煩，模具笨重，需經(jīng)常開合，勞動(dòng)強(qiáng)度較大,模型鍛造（模鍛）：將坯料加熱后放在上下鍛模的模膛內(nèi)，施加沖擊力或壓力，使坯料在模膛內(nèi)產(chǎn)生塑性變形，從而獲得與模膛形狀相同的鍛件,6.3.2 模鍛,優(yōu)點(diǎn)： 有較高的生產(chǎn)率；鍛件尺寸精確，加工余量少；可以鍛造出形狀比較復(fù)雜的鍛件；可節(jié)省金屬材料,缺點(diǎn)： 坯料整體受壓同時(shí)變形，變形抗力較大；成本較高；一般限于生產(chǎn)150kg以下的小型鍛件,1、模鍛簡(jiǎn)介,典型模鍛件, 模鍛在飛機(jī)、汽 車、拖拉機(jī)等制造 中，約占這些行業(yè)鍛 件總質(zhì)量的90左右,2、錘上模鍛,蒸汽空氣模鍛錘,與蒸汽空氣自由鍛錘的主要 區(qū)別：模鍛錘的錘身直接安裝 在砧鐵上，

9、模鍛錘的砧鐵較 重，當(dāng)調(diào)整鍛模時(shí)錘身可以沿 砧鐵水平移動(dòng)，模鍛錘上裝有 可調(diào)節(jié)的導(dǎo)軌,保證了在模鍛錘上進(jìn)行錘擊時(shí)上下模能夠?qū)?zhǔn)，鍛件的形狀和尺寸比較精確, 模鍛錘噸位為100016000kg，模鍛件質(zhì)量為0.5150kg, 鍛模, 上模和下模合 在一起，其內(nèi)部 就組成了一個(gè)完 整的模膛,（1）開式模鍛（有飛邊模鍛）,開式模鍛：是指兩模間間隙的方向與模具運(yùn)動(dòng)的方向相垂直，在模鍛過(guò)程中間隙不斷減小的模鍛方式,（2）閉式模鍛（無(wú)飛邊模鍛）,開式模鍛：是指兩模具間間隙的方向與模具運(yùn)動(dòng)方向相平行，在模鍛過(guò)程中間隙大小不變化的模鍛方式,3.錘上模鍛的工藝過(guò)程 錘上模鍛的工藝過(guò)程為：切斷毛坯、加熱坯料、模鍛、切除飛邊、校正鍛件、鍛件熱處理、表面清理、檢驗(yàn)、成堆存放,4. 錘上模鍛特點(diǎn)及應(yīng)用 特點(diǎn)： （1）生產(chǎn)效率較高 （2）模鍛件尺寸精確 （3）可以鍛造出形狀比較復(fù)雜的鍛件 （4）操作簡(jiǎn)單，勞動(dòng)強(qiáng)度低 （5）模鍛件重量多在150kg以下；鍛模制造周期長(zhǎng)，成本高，模鍛設(shè)備的投資大 應(yīng)用： 錘上模鍛主要用于大批量生產(chǎn)形狀比較復(fù)雜、精度要求較高的中、小型鍛件,6.4 自由鍛件結(jié)構(gòu)工藝性, 一般原則是：,（1）形狀應(yīng)盡量簡(jiǎn)單