金属工艺学热压力加工PPT课件.ppt

金属工艺学 热 锻造部分主讲 郭景哲副教授 1 第三章板料冲压 板料冲压是利用冲模使板料产生分离或变形的加工方法 特点 1 可以冲压出形状复杂的零件 废料少 2 产品具有足够高的精度和较低的表面粗糙度 冲压件的互换性好 3 能获得重量轻 材料消耗少 强度和刚度都较高的零件 4 冲压操作简单 工艺过程便于机械化和自动化 生产率很高 故零件成本低 常用设备 剪床和冲床基本工序 分离工序和变形工序 2 第一节分离工序 分离工序是使坯料的一部分与另一部分相互分离的工序 如落料 冲孔 切断和修整 一 落料和冲孔 统称冲裁 冲裁是使坯料按封闭轮廓分离的工序 落料时 冲落部分是成品 冲孔时 冲落部分为废料 3 第一节分离工序 1 冲裁变形过程 1 弹性变形阶段 2 塑性变形阶段 3 断裂分离阶段冲裁件分离面的质量主要与凹凸模间隙 刃口锋利程度有关 4 第一节分离工序 2凸凹模间隙间隙影响冲裁件的断面质量 也影响模具寿命 卸料力 推件力 冲裁力和冲裁件的尺寸精度 间隙过大过小 裂纹重合不好 要求质量较高时 取较小的间隙值 对质量无严格要求时 尽可能加大间隙 单面间隙C m 5 第一节分离工序 3凸凹模刃口尺寸的确定凸模和凹模刃口尺寸取决于冲裁件的尺寸和冲模间隙 设计落料模 应先按落料件确定凹模刃口尺寸 取凹模作设计基准件 根据间隙确定凸模尺寸 靠近落料件公差的最小尺寸 设计冲孔模时 先按冲孔件确定凸模刃口尺寸 取凸模作设计基准件 根据间隙确定凹模尺寸 凸模尺寸靠近孔公差的最大尺寸 6 第一节分离工序 4冲裁件的排样排样指落料件在条料 带料或板料上合理布置的方法 排样有两种类型 有搭边排样和无搭边排样5修整利用修整模沿冲裁件边缘或内孔刮削一薄层金属 以切掉冲裁件上的剪裂带和毛刺 6切断是用剪刃或冲模将板料沿不封闭轮廓进行分离的工序 7 第二节变形工序 是使坯料的一部分相对于另一部分产生位移而不破裂的工序 如拉深 弯曲 翻边 成形等 一 拉深1拉深过程拉深是利用模具使冲裁后得到的平板变形成开口空心零件的工序 8 第二节变形工序 2拉深过程中的废品拉裂和起皱拉裂与下列因素有关 1 凸凹模的圆角半径 2 凸凹模间隙 3 拉深系数拉深系数是拉深件直径d与坯料直径D的比值 4 润滑起皱与下列因素有关 1 与毛坯的相对厚度有关t D 2 拉深系数采用压边圈可防止起皱 9 第二节变形工序 10 第二节变形工序 3旋压旋压在专用旋压机上进行 生产空心回转体 11 第二节变形工序 二 弯曲是将坯料弯曲成具有一定角度和曲率的变形工序 内侧受压缩 外侧受拉伸 最小弯曲半径回弹 12 第二节变形工序 三 翻边是在带孔的平坯料上用扩孔的方法获得凸缘的工序 翻边系数四 成形 胀形 利用局部变形使坯料或半成品改变形状的工序 13 第三节冲模简介 简单模 连续模 复合模三类一 简单冲模在冲床的一次行程中只完成一个工序的冲模 14 第三节冲模简介 二 连续冲模 级进模 是在冲床的一次冲程中 在模具的不同部位同时完成数道工序的模具 15 第三节冲模简介 三 复合冲模是在冲床的一次冲程中 在模具的同一部位同时完成数道工序的模具 16 第四节冲压件的结构工艺性 一 冲压件的形状和尺寸1对落料件和冲孔件的要求 1 落料件和冲孔件的形状应力求简单 对称 废料少 2 冲裁件的结构尺寸必须考虑材料厚度 3 冲裁件上直线与直线 曲线与直线交接处 均应用圆弧连接 17 第四节冲压件的结构工艺性 2对弯曲件的要求 1 弯曲件的形状应尽量对称 2 弯曲边过短不易成形 3 弯曲带孔件时 为避免孔的变形 孔的位置有一定要求 18 第四节冲压件的结构工艺性 3对拉深件的要求 1 拉深件的外形应简单 对称 深度不宜过大 2 拉深件的圆角半径不能太小 19 2020 1 7 20 第四节冲压件的结构工艺性 二 简化工艺及节省材料的设计 1 形状复杂的冲压件 可以分成若干个简单件 分别冲压 然后焊接成整体 2 采用冲口工艺 减少组合件数量 3 尽量简化拉深件结构 减少工序 21 第四节冲压件的结构工艺性 三 冲压件的厚度在强度和刚度允许的情况下 尽可能采用较薄的材料 局部刚度不够可采用加强筋 四 冲压件的精度和表面质量对冲压件的精度要求 不应超过冲压工艺能达到的一般精度 冲压工艺一般精度 落料件不超过IT10 冲孔件不超过IT9 弯曲件不超过IT10 IT9IT10 IT9 拉深件高度尺寸精度IT10 IT8 直径尺寸精度IT10 IT9冲压件的表面质量要求一般不要超过原材料的表面质量 22 第四章特种压力加工方法简介 第一节精密模锻是在模锻设备上锻造出形状复杂 高精度锻件的锻造工艺 保证精密模锻的措施 1 精确计算原始坯料的尺寸 2 精细清理坯料表面 3 采用无氧化或少氧化方法加热 4 精锻模膛的精度必须比锻件精度高两级 5 模锻进行中要很好地冷却锻模和进行润滑在刚度大 运动精度高的设备上进行 23 第二节零件挤压 挤压是使坯料在挤压模内受压被挤出模孔而变形的加工方法按金属流动方向与凸模运动方向的不同 分成四种 正挤压 反挤压 复合挤压和径向挤压 24 第二节零件挤压 按挤压温度不同分为 1 热挤压适于生产有色金属型材 管棒材 2 冷挤压适于生产零件 3 温挤压 25 第二节零件挤压 零件挤压工艺特点 1 挤压时受三向压应力 可提高金属塑性 适于挤压的材料品种多 2 可制出形状复杂 深孔 薄壁和异型断面的零件 3 挤压零件的精度高 4 挤压零件的力学性能高 5 节省原材料 26 第三节零件轧制 一 纵轧轧辊轴线与坯料轴线互相垂直的轧制方法 辊锻轧制是使坯料通过装有弧形模块的一对作相反旋转的轧辊 受压变形的生产方法 1 扁断面的长杆件扳手 链环 2 带有不变形头部而沿长度方向横截面面积递减的短件 如叶片等 3 连杆件 27 第三节零件轧制 二 横轧横轧是轧辊轴线与坯料轴线互相平行的轧制方法 1 辗环轧制用来扩大环形坯料的内外直径 获得各种环形零件的轧制方法 2 齿轮轧制采用热横轧可制造出直齿轮和斜齿轮 28 第四章特种压力加工方法简介 斜轧螺旋斜轧 是轧辊轴线与坯料轴线相交一定角度的轧制方法 用于轧制钢球 丝杠等 特点 轧辊上带有螺旋型槽 同向旋转 轧制过程连续进行 29 第四章特种压力加工方法简介 楔横轧带有楔形模具的两或三个轧辊 以相同的方向旋转 棒料在它的作用下反向旋转的轧制 30 第四章特种压力加工方法简介超塑性成形 塑性 它指的是金属在外力作用下 无损而永久地改变形状的能力 超塑性 金属和合金在特定组织结构和变形温度 速度条件下 可以呈现异常高的塑性 延伸率可达百分之几百 甚至达百分之一千或二千以上 变形抗力也很小 这种现象称为超塑性 例如 Zn 22 Al合金 250 下延伸率1500 强度极限2MPa 31 32 33 34 三 超塑成形的特点及影响超塑成形的因素 1 优点 1 材料塑性特别高 2 变形抗力小 3 模具寿命长 4 可以一次精密成形 5 可用于模具制造等领域 6 成形零件质量好 2 缺点 1 生产率低 2 能耗高 3 零件内部易于出现空洞 35 超塑性的分类 微晶组织超塑性 即恒温超塑性或结构超塑性 第一个条件 是材料具有均匀的微细等轴晶粒 晶粒尺寸通常小于10微米 并且在超塑性温度下晶粒不易长大 即所谓热稳定性好 第二个条件 是变形温度T 0 5Tm Tm为材料熔点温度 第三个条件 是应变速率比较低 一般 要比普通金属拉伸试验应变速率至少低一个数量级 对应变速率非常敏感 两相合金和准单相