金属工艺学 第三篇 锻造ppt课件

1、第三篇 金属的塑性成形工艺锻造工艺锻造工艺冲压工艺冲压工艺轧制工艺轧制工艺挤压工艺挤压工艺其他特种成形工艺其他特种成形工艺 塑性成型工艺也称压力加工：在不破坏金属本身完好性的情况下，利用外力的作用使金属发生塑性变形获得毛坯或零件的加工方法，称为。 外力：冲击力锤类设备和压力轧机和压力机近代物理的金属滑移与位错实际阐明：金属的塑性变形是由于金属在外力作用下，晶粒之间产生相对挪动的结果。滑移面整体刚性滑移线缺陷多晶体的塑性变形可以看作是：多晶体的塑性变形可以看作是：单个晶粒的位错及晶粒之间的滑动和转动的综合结果。单个晶粒的位错及晶粒之间的滑动和转动的综合结果。P从以上的分析可知：从以上的分析可知：

2、 金属在发生塑性变形时，是从弹性金属在发生塑性变形时，是从弹性 塑性的过程，其中一定存在塑性的过程，其中一定存在“剩余的弹剩余的弹性变形，当外力去除后，弹性变形将恢复，性变形，当外力去除后，弹性变形将恢复，既既“弹复景象。弹复景象。弹复景象的存在，对金属的压力加工精度弹复景象的存在，对金属的压力加工精度 产生很大的影响。如：产生尺寸误差。产生很大的影响。如：产生尺寸误差。2 2 塑性变形后金属的组织和性能塑性变形后金属的组织和性能一、金属塑性变形后的组织和性能 在常温下经塑性变形后，金属内部组织将发生如下变化： 晶粒沿变形最大的方向伸长；晶粒沿变形最大的方向伸长；晶格与晶粒均发生扭曲，产生内应

3、力；晶格与晶粒均发生扭曲，产生内应力；晶粒间产生碎晶。晶粒间产生碎晶。加工硬化加工硬化: :随着塑性变形量的添加，金属的强度和随着塑性变形量的添加，金属的强度和硬度逐渐升高，塑性、韧性逐渐降低的景象。又硬度逐渐升高，塑性、韧性逐渐降低的景象。又称冷变形强化。称冷变形强化。有利：强化金属资料，可经有利：强化金属资料，可经过冷轧、喷丸等方法对金属过冷轧、喷丸等方法对金属进展强化的实际根据。进展强化的实际根据。不利：进一步的塑性变形带不利：进一步的塑性变形带来困难。来困难。是一种不稳定景象，有自发是一种不稳定景象，有自发回复到温度形状的倾向。回复到温度形状的倾向。 温度升高，原子获得了热能，热运动就

4、会加剧，使原子温度升高，原子获得了热能，热运动就会加剧，使原子陈列回复到正常形状，从而消除晶格扭曲，并部分消除加工陈列回复到正常形状，从而消除晶格扭曲，并部分消除加工硬化，这个过程称为回复。硬化，这个过程称为回复。 T T回回 = (0.25 = (0.250.3)T0.3)T熔熔 当温度继续升高时，金属原子获得更多的热能，开场以当温度继续升高时，金属原子获得更多的热能，开场以碎晶或杂质为中心结晶成细小而均匀的再结晶新晶粒，从而碎晶或杂质为中心结晶成细小而均匀的再结晶新晶粒，从而消除全部加工硬化，这个过程称为再结晶。消除全部加工硬化，这个过程称为再结晶。 T T再再 = 0.4 T = 0.4

5、 T熔熔 在再结晶温度以上加热已产生加工硬化的金属，使其发在再结晶温度以上加热已产生加工硬化的金属，使其发生再结晶而再次获得良好的塑性，这种操作工艺称为再结晶生再结晶而再次获得良好的塑性，这种操作工艺称为再结晶退火。退火。 这一特性在消费中得到广泛运用：这一特性在消费中得到广泛运用：-如冷轧带钢经过再结晶退火，提高资料的综合性能，尤其是塑性。如冷轧带钢经过再结晶退火，提高资料的综合性能，尤其是塑性。进一步可用冷轧带钢来加工钢窗型材等。进一步可用冷轧带钢来加工钢窗型材等。-如在板料拉深工艺中，经过退火提高塑性可添加变形程度。如日用如在板料拉深工艺中，经过退火提高塑性可添加变形程度。如日用品中的脸

6、盆、饭缸等。品中的脸盆、饭缸等。 当金属在大大高于再结晶温度下受力变形时，冷变形强化和再结晶过当金属在大大高于再结晶温度下受力变形时，冷变形强化和再结晶过程同时存在，变形中的强化和硬化随即被再结晶过程消除。程同时存在，变形中的强化和硬化随即被再结晶过程消除。二、金属塑性变形分类二、金属塑性变形分类 在再结晶温度以上的塑性变形称为在再结晶温度以上的塑性变形称为: :热热变形变形 在再结晶温度以下的塑性变形称为在再结晶温度以下的塑性变形称为: :冷冷变形变形 1 . 1 . 热变形及其影响热变形及其影响1 1不产生加工硬化不产生加工硬化2 2使组织得到改善，提高了力学性能使组织得到改善，提高了力学

7、性能 细化晶粒； 压合了铸造缺陷；3 3构成纤维组织构成纤维组织 组织致密。2 . 2 . 纤维组织纤维组织 铸锭在压力加工铸锭在压力加工中产生塑性变形时，中产生塑性变形时，基体金属的晶粒外形基体金属的晶粒外形和沿晶界分布的杂质和沿晶界分布的杂质外形都将沿着变形方外形都将沿着变形方向被拉长，呈纤维状，向被拉长，呈纤维状，叫纤维组织。叫纤维组织。 变形程度越大，纤维组织越明变形程度越大，纤维组织越明显。为了获得具有最正确力学显。为了获得具有最正确力学性能的零件，应充分利用纤维性能的零件，应充分利用纤维组织的方向性普通应遵照两组织的方向性普通应遵照两项原那么：项原那么：使纤维分布与零件的轮廓相符使

8、纤维分布与零件的轮廓相符合而不被切断；合而不被切断；使零件所受的最大拉应力与纤使零件所受的最大拉应力与纤维方向一致，最大切应力与纤维方向一致，最大切应力与纤维方向垂直。维方向垂直。三、纤维组织的利用原那么三、纤维组织的利用原那么 存在纤维组织的金属，具有各向异性的性质存在纤维组织的金属，具有各向异性的性质: 1在平行于纤维组织的方向上：塑性、韧性提高，在平行于纤维组织的方向上：塑性、韧性提高，资料的抗拉强度提高资料的抗拉强度提高2在垂直于纤维组织的方向上：塑性、韧性降低，在垂直于纤维组织的方向上：塑性、韧性降低，资料的抗剪强度提高资料的抗剪强度提高四、四、 锻造比锻造比 金属的变形程度通常用锻

9、造比来表示。金属的变形程度通常用锻造比来表示。即：即：AAOY拔 = AO /AY镦 = HO / H0HH AO 、A坯料变形前、坯料变形前、后的截面积。后的截面积。 HO 、H坯料变形前、坯料变形前、后的高度。后的高度。 3 金属的可锻性可锻性-是综合衡量资料在经受压力加工时获得优质制品难易程度 的工艺性能。 一一 . . 金属的本质金属的本质( (内因内因) )1. 1. 化学成分的影响化学成分的影响 普通情况下，纯金属的可普通情况下，纯金属的可锻性比合金的好；碳钢含碳量锻性比合金的好；碳钢含碳量越低，可锻性越好；合金中含越低，可锻性越好；合金中含有碳化物构成元素时，其可锻有碳化物构成元

10、素时，其可锻性显著降低。如铬、钼、钒、性显著降低。如铬、钼、钒、钨等合金钢都不易锻造。钨等合金钢都不易锻造。可锻性合金成分%可锻性常用金属的塑性和变形抗力来综合衡量。塑性越好，变性抗力越可锻性常用金属的塑性和变形抗力来综合衡量。塑性越好，变性抗力越小，可锻性越好。小，可锻性越好。金属的可锻性取决于金属的本质和加工条件。金属的可锻性取决于金属的本质和加工条件。纯金属和固溶体如奥氏体可锻性好，纯金属和固溶体如奥氏体可锻性好，碳化物如渗碳体的可锻性差；碳化物如渗碳体的可锻性差；晶粒细小而又均匀的组织可锻性好于铸态柱状组织和粗晶粒组织。晶粒细小而又均匀的组织可锻性好于铸态柱状组织和粗晶粒组织。2.金属

11、组织的影响金属组织的影响二、加工条件的影响二、加工条件的影响(外因外因)1.1.变形温度的影响变形温度的影响变形温度：变形温度： 变形温度越高，资料的可锻性越好。变形温度越高，资料的可锻性越好。留意留意: :假设加热温度过高，晶粒急剧长大，金属力学性能降低，产生假设加热温度过高，晶粒急剧长大，金属力学性能降低，产生“过热。过热。后果与处理方法：锻造易击碎，退火消除。后果与处理方法：锻造易击碎，退火消除。 假设加热温度接近熔点，晶界氧化破坏了晶粒间的结合，金属失去塑性假设加热温度接近熔点，晶界氧化破坏了晶粒间的结合，金属失去塑性而报废，这种景象称为而报废，这种景象称为“过烧。过烧。 金属锻造加热

12、时允许的最高温度称为始锻温度。金属锻造加热时允许的最高温度称为始锻温度。 停顿锻造时的温度称终锻温度。停顿锻造时的温度称终锻温度。 锻造温度是指始锻温度与终锻温度之间的温度。锻造温度是指始锻温度与终锻温度之间的温度。2 2变形速度的影响变形速度的影响 变形速度即单位时间内变形速度即单位时间内的变形程度。它对金属锻造的变形程度。它对金属锻造性的影响可分为两个阶段。性的影响可分为两个阶段。3 3、应力形状的影响、应力形状的影响 金属在进展不同方式的变形时，所产生应力金属在进展不同方式的变形时，所产生应力的大小和性质的大小和性质( (压应力或拉应力压应力或拉应力) )是不同的。是不同的。实际证明实际

13、证明, 压应力数目越多，塑性越好。拉应力数目越多，塑性越差。压应力数目越多，塑性越好。拉应力数目越多，塑性越差。 三向压应力三向压应力塑性最好、变形抗力最大。塑性最好、变形抗力最大。 三向拉应力三向拉应力塑性最差。变形抗力最小塑性最差。变形抗力最小.同号应力的变形抗力大于异号应力的变形抗力。同号应力的变形抗力大于异号应力的变形抗力。 第二章第二章 锻造锻造锻压成形工艺可分为：自在锻呵斥形也称自在锻模膛锻呵斥形也称模锻 利用冲击力或压力使金属在砥铁或利用冲击力或压力使金属在砥铁或锻模中变形，从而获得所需外形和尺锻模中变形，从而获得所需外形和尺寸的锻件的工艺方法。寸的锻件的工艺方法。一、自在锻呵斥

14、形也称自在锻：一、自在锻呵斥形也称自在锻： 概念：是用冲击力或压力使金属在锻造设备的上下砧块概念：是用冲击力或压力使金属在锻造设备的上下砧块或砥铁间产生塑性变形，获得所需几何外形及内部质量或砥铁间产生塑性变形，获得所需几何外形及内部质量的锻件加工方法。坯料在受力变形时可沿着变形方向自在流的锻件加工方法。坯料在受力变形时可沿着变形方向自在流动，不受限制。又可分为手工自在锻已逐渐被淘汰和机动，不受限制。又可分为手工自在锻已逐渐被淘汰和机器自在锻。器自在锻。 特点：特点： 优点：运用工具简单、通用，消费周期短，灵敏性大运优点：运用工具简单、通用，消费周期短，灵敏性大运用范围广。特别适宜单件、小批消费

15、，而且是大型锻件独一用范围广。特别适宜单件、小批消费，而且是大型锻件独一的锻造方法。的锻造方法。 缺陷：消费效率低，对工人的操作技术要求高，工人劳缺陷：消费效率低，对工人的操作技术要求高，工人劳动强度大，锻件精度差，后续机加工余量大。动强度大，锻件精度差，后续机加工余量大。1 锻造方法锻造方法 自在锻设备：自在锻设备：锻锤压力机空气锤蒸汽空气锤水压机油压机65750Kg630Kg5T落下部分总分量 = 活塞+锤头+锤杆滑块运动到下始点时所产生的最大压力锻锤吨位 =压力机吨位 =1 1、自在锻工序、自在锻工序2 2、锻件分类及根本工序方案、锻件分类及根本工序方案二、模膛锻呵斥形也称模锻：二、模膛

16、锻呵斥形也称模锻： 概念：是使加热到锻造温度的金属坯料在锻模模膛内概念：是使加热到锻造温度的金属坯料在锻模模膛内一次或多次接受冲击力或压力的作用，而被迫流动成形以一次或多次接受冲击力或压力的作用，而被迫流动成形以获得锻件的压力加工方法。获得锻件的压力加工方法。 特点与自在锻相比：特点与自在锻相比： 消费效率高；消费效率高； 锻件尺寸精度高，机加工余量小；锻件尺寸精度高，机加工余量小； 可锻造外形较复杂的锻件；可锻造外形较复杂的锻件； 可实现大批量消费，节省金属资料，降低本钱；可实现大批量消费，节省金属资料，降低本钱； 操作简单，易于实现机械化、自动化。操作简单，易于实现机械化、自动化。模锻按运

17、用设备不同可分为：锤上模锻、曲柄压力机上模锻、摩擦压模锻按运用设备不同可分为：锤上模锻、曲柄压力机上模锻、摩擦压力机上模锻、胎模锻等。力机上模锻、胎模锻等。 锤上模锻所用设备有锤上模锻所用设备有蒸汽蒸汽- -空气锤、无砧座锤、空气锤、无砧座锤、高速锤等。普通工厂主高速锤等。普通工厂主要运用蒸汽要运用蒸汽- -空气锤，其空气锤，其吨位为吨位为1010160N160N，可锻，可锻造造0.50.5150kg150kg的锻件。的锻件。 是由上模和下模两部是由上模和下模两部分组成。上下模合在一分组成。上下模合在一同，中间部分构成完好同，中间部分构成完好的模膛。锻模上有分模的模膛。锻模上有分模面和飞边槽。

18、面和飞边槽。锻模锻模模膛模膛 构成锻件根本外形和尺寸的空腔。飞边槽飞边槽桥部桥部 添加金属流动的阻力，促使金属充溢模膛。仓部仓部 包容多余的金属。锤上模锻锤上模锻: 模膛的分类(按功能)模膛模膛模锻模膛模锻模膛制坯模膛制坯模膛终锻模膛终锻模膛预锻模膛预锻模膛拔长模膛拔长模膛滚压模膛滚压模膛弯曲模膛弯曲模膛切断模膛切断模膛 根据模锻件的复杂程度，所需变形的模膛数量不等，可将锻模设计成单膛锻模或多膛锻模。单膛锻模：一副锻模上只具有一个终锻模膛。多膛锻模：是在一副锻模上具有两个以上模膛的锻模。弯曲连杆零件弯曲连杆零件2、胎膜锻、胎膜锻 在自在锻设备上利用胎具消费锻件的方法。先采用自在锻方法制坯，然后

19、在胎模中成形。因此，其消费特点具有某些自在锻与模锻的特点。胎模的种类主要有三种：扣模、筒模、合模。胎模的种类主要有三种：扣模、筒模、合模。与自在锻比较具有的特点：与自在锻比较具有的特点：1操作简便，消费率高，对工人技术要求不高。操作简便，消费率高，对工人技术要求不高。2锻件外形、尺寸精度高，敷料少、加工余量小。锻件外形、尺寸精度高，敷料少、加工余量小。3内部组织致密，纤维组织分布更符合性能要求。内部组织致密，纤维组织分布更符合性能要求。与模锻比较具有的特点：与模锻比较具有的特点：1设备简单。设备简单。2工艺灵敏，可以部分成形。工艺灵敏，可以部分成形。3胎具简单，制造容易。胎具简单，制造容易。1

20、扣模扣模 对坯料进展全部或部分扣形，消费长杆非回转体锻件；对坯料进展全部或部分扣形，消费长杆非回转体锻件；也可为合模进展制坯。也可为合模进展制坯。2筒模筒模 主要用于锻造齿轮、法兰盘等盘类锻件。主要用于锻造齿轮、法兰盘等盘类锻件。d组合筒模组合筒模2合模合模 由上模和下模组成，并有导向机构，可消费外形复杂、由上模和下模组成，并有导向机构，可消费外形复杂、精度较高的非回转体锻件。精度较高的非回转体锻件。2 锻造工艺规程的制定锻造工艺规程的制定 锤上模锻工艺规程包括：绘制模锻件图、计算坯料尺寸、锤上模锻工艺规程包括：绘制模锻件图、计算坯料尺寸、确定模锻工步选择模膛、选择设备及安排修整工序。其中确定

21、模锻工步选择模膛、选择设备及安排修整工序。其中最主要的是模锻件图的绘制和模锻工步确实定。最主要的是模锻件图的绘制和模锻工步确实定。模锻件图的绘制模锻件图的绘制模锻工步确实定及模膛种类的选择模锻工步确实定及模膛种类的选择模锻件的构造工艺性模锻件的构造工艺性1. 敷料为简化锻件外形、便于进展锻造而添加的一部分金属。2. 锻件余量为保证切削加工的精度而添加的尺寸。3. 锻件公差允许锻件尺寸的变化范围。1 1、 绘制锻件图绘制锻件图1) 1)确定加工余量、公差和敷料确定加工余量、公差和敷料2 锻造工艺规程的制定锻造工艺规程的制定2、下料坯料的质量、尺寸计算； G坯料=G锻件+G烧损+G料头3、锻造工序

22、确实定：选择什么工序，工序顺序，控制工序 寸，画出工序草图；4、确定吨位，即选择设备；5、确定温度范围：主要根据相图和合金资料；6、热处置工艺：外表淬火、退火等； 7、制定技术要求和合格检验要求；8、填写工艺卡片。2 2分模面的选择分模面的选择分模面应选在锻件的最大截面处；分模面应选在锻件的最大截面处；分模面的选择应使模膛浅而对称；分模面的选择应使模膛浅而对称；分模面的选择应使锻件上所加敷料最少；分模面的选择应使锻件上所加敷料最少；分模面应最好是平直面。上下锻模的模膛深度根分模面应最好是平直面。上下锻模的模膛深度根本一致本一致,便于锻模制造。便于锻模制造。分模面是指上下锻模在模锻件上的分界面。

23、分模面是指上下锻模在模锻件上的分界面。aaccddbb按上述原那么综合分析，图中的按上述原那么综合分析，图中的dd面是最合理的分模面。面是最合理的分模面。3 3设计模锻斜度设计模锻斜度外壁斜度：外壁斜度：5757内壁斜度：内壁斜度：7127124 4设计模锻圆角设计模锻圆角外圆角：外圆角：r = 1.512mmr = 1.512mm内圆角：内圆角：R=R=2323r r5 5确定冲孔连皮确定冲孔连皮: :当孔径为当孔径为2580mm2580mm时时, ,冲孔连皮厚度取冲孔连皮厚度取48mm.48mm.模锻斜度：模锻斜度：515515。与模膛深度与宽度的比值。与模膛深度与宽度的比值h/bh/b有

24、关，比值越大，斜度值越大。有关，比值越大，斜度值越大。模锻件图绘制实例：模锻件图绘制实例：105R8二、坯料分量和尺寸确实定二、坯料分量和尺寸确实定 坯料分量可按下式计算：坯料分量可按下式计算： G G坯料坯料 =G =G锻件锻件 +G +G烧损烧损 +G +G料头料头坯料尺寸：按坯料的分量、截面外形及尺寸确定坯料尺寸：按坯料的分量、截面外形及尺寸确定锻件截面及尺寸。锻件截面及尺寸。三、三、 模锻工步确实定及摸膛种类的选择模锻工步确实定及摸膛种类的选择圆盘类零件：镦粗圆盘类零件：镦粗 预锻预锻 终锻终锻长杆类零件：制坯长杆类零件：制坯 预锻预锻 终锻终锻1.尽量防止锻件上的斜面、锥体等复杂形面

25、。尽量防止锻件上的斜面、锥体等复杂形面。2.锻件体应由简单几何体构成且其交线为简单曲线、防止复锻件体应由简单几何体构成且其交线为简单曲线、防止复杂曲线，如相贯线等。杂曲线，如相贯线等。3.锻件上不应设计筋条板、凸台、工字形等。锻件上不应设计筋条板、凸台、工字形等。4.锻件的截面有急剧变化或外形复杂时，应设计成由几个简锻件的截面有急剧变化或外形复杂时，应设计成由几个简单体构成的组合体。单体构成的组合体。一、自于锻件的构造工艺性一、自于锻件的构造工艺性3 模锻件构造工艺性模锻件构造工艺性1.1.有合理的分模面，保证锻件易于从锻模中取出锻件；有合理的分模面，保证锻件易于从锻模中取出锻件；2. 零件的

26、外形应力求简单、对称、平直；防止薄 壁、高筋、凸起等构造；3.3.非加工外表应设计模锻斜度；两个非加工面所构成的非加工外表应设计模锻斜度；两个非加工面所构成的角都应按模锻圆角设计。角都应按模锻圆角设计。二、模锻件的构造工艺性二、模锻件的构造工艺性4. 4. 防止设计深孔、多孔构造；防止设计深孔、多孔构造；5. 5. 采用锻焊组合工艺。采用锻焊组合工艺。第三章第三章 板料的冲压成形工艺板料的冲压成形工艺板料的冲压成形：是利用冲模使板料产生分别或变形的成形工艺。通常板料的冲压成形：是利用冲模使板料产生分别或变形的成形工艺。通常在常温下进展，所以又叫冷冲压。在常温下进展，所以又叫冷冲压。 当板厚当板

27、厚8-10毫米时，才用热冲压。毫米时，才用热冲压。便于实现自动化，消费率很高，操作简便。便于实现自动化，消费率很高，操作简便。冲压件普通不需再进展切削加工，因此节省原资料，节省能源耗费。冲压件普通不需再进展切削加工，因此节省原资料，节省能源耗费。原资料是外表质量好的板料或带料，所以产质量量小、强度高、刚原资料是外表质量好的板料或带料，所以产质量量小、强度高、刚性好。性好。产品尺寸稳定，产品尺寸稳定， 互换性好，可以成形外形复杂的零件。互换性好，可以成形外形复杂的零件。特点：特点： 运用：在汽车、迁延机、航空、电器、仪表、国防以及日用品工业中，冲运用：在汽车、迁延机、航空、电器、仪表、国防以及日

28、用品工业中，冲压件占有相当大的比例。压件占有相当大的比例。常见冲压资料常见冲压资料-低碳钢、铜合金、铝合金、镁合金及塑性高的合金钢。低碳钢、铜合金、铝合金、镁合金及塑性高的合金钢。非金属资料如橡胶、皮革、毛毡、硬纸板等。非金属资料如橡胶、皮革、毛毡、硬纸板等。设备及模具设备及模具-板料冲压是在冲床上利用模具进展冲压加工。板料冲压是在冲床上利用模具进展冲压加工。迁延机：400多个。三米收割机：1000多个。冲压设备冲压设备1. 1. 剪床：剪床：2. 2. 冲床：冲床：下料设备1 1斜刃剪斜刃剪2 2平刃剪平刃剪3 3圆盘剪圆盘剪冲压设备冲压设备1 1开式冲床开式冲床2 2闭式冲床闭式冲床第一节

29、第一节 分别工序分别工序 第二节第二节 成形工序成形工序 第三节第三节 冲模的分类和构造冲模的分类和构造 内容：内容：1 分别工序分别工序 落料及冲孔(统称冲裁):是使坯料按封锁轮廓分别的工序。 落料:被分别的部分为废品，而留下的部分是废料； 冲孔:被分别的部分为废料，而留下的部分是废品。 例如冲制平面垫圈，制取外形的冲裁工序称为落料,而制取内孔的工序称为冲孔。 1分别工序：是使坯料的一部分相对于另一部分相互分别的工分别工序：是使坯料的一部分相对于另一部分相互分别的工序，包括剪切、冲裁、修整等。序，包括剪切、冲裁、修整等。二、落料及冲孔二、落料及冲孔一、剪切：使坯料沿不封锁轮廓产生分别。一、剪

30、切：使坯料沿不封锁轮廓产生分别。包括：斜刃剪、平刃剪、圆盘剪。包括：斜刃剪、平刃剪、圆盘剪。 (1) (1)冲裁变形过程的三个阶段冲裁变形过程的三个阶段 当凸、凹模的间隙正常时，冲裁变形过程可分为三个阶段：当凸、凹模的间隙正常时，冲裁变形过程可分为三个阶段： 1、冲裁变形过程、冲裁变形过程 弹性变形阶段。弹性变形阶段。塑性变形阶段塑性变形阶段弹性变形阶段弹性变形阶段 断裂分断裂分 离阶段离阶段 塑性变形阶段。塑性变形阶段。 断裂分别阶段。断裂分别阶段。 圆角带是资料被弯曲和拉伸变形的结果。圆角带是资料被弯曲和拉伸变形的结果。 光亮带是资料遭到剪切和挤压应力的作用而构成的。光亮带是资料遭到剪切和

31、挤压应力的作用而构成的。 断裂带是由于刃口处的微裂纹在拉应力作用下不断扩展断裂断裂带是由于刃口处的微裂纹在拉应力作用下不断扩展断裂而构成的。而构成的。 (2)冲裁件切断面上的区域特征冲裁件切断面上的区域特征 冲裁件的切断面不很光滑，并有一定锥度。它可分成三个冲裁件的切断面不很光滑，并有一定锥度。它可分成三个较明显的区域较明显的区域:圆角带、光亮带、断裂带。圆角带、光亮带、断裂带。断面特点断面特点: :断面上构成第二光亮带断面上构成第二光亮带缺陷缺陷: :增大了冲裁力、卸料力和推件力，增大了冲裁力、卸料力和推件力，加剧了凸、凹模的磨损，缩短了模具寿加剧了凸、凹模的磨损，缩短了模具寿命。命。 板料

32、在过小间隙冲裁时遭到挤压而产板料在过小间隙冲裁时遭到挤压而产生紧缩变形，所以冲裁件的尺寸略有变生紧缩变形，所以冲裁件的尺寸略有变化化: : 落料件的外形尺寸增大；落料件的外形尺寸增大； 冲孔件的孔腔尺寸减少。冲孔件的孔腔尺寸减少。 2 2、凸、凹模间隙、凸、凹模间隙 凸、凹模的间隙不仅严重影响冲裁件的断面质量，而且影响模具寿命、卸料力、推件力、冲裁力和冲裁件的尺寸精度。(1)间隙过小间隙过小缺陷：因弹性回复而使落料件的外形缺陷：因弹性回复而使落料件的外形尺寸减少，冲孔件的内腔尺寸增尺寸减少，冲孔件的内腔尺寸增大，质量较差。大，质量较差。(2)(2)间隙过大间隙过大断面特点：切断面光亮带减小，圆

33、角带与锥度增大，构断面特点：切断面光亮带减小，圆角带与锥度增大，构成厚大的拉长毛刺。成厚大的拉长毛刺。优点：推件力与卸料力减小，甚至为优点：推件力与卸料力减小，甚至为零，资料对凸、凹模的摩擦作用大大零，资料对凸、凹模的摩擦作用大大减弱，所以模具寿命较长。减弱，所以模具寿命较长。运用运用:对于批量较大而公差又无特殊对于批量较大而公差又无特殊要求的冲裁件，可适当采用要求的冲裁件，可适当采用“大间隙大间隙冲裁。冲裁。 当间隙合理时，冲裁力、当间隙合理时，冲裁力、卸卸料力和推件力适中，模具有料力和推件力适中，模具有足够足够长的寿命。这光阴亮带占板长的寿命。这光阴亮带占板厚的厚的l l2 2l l3 3

34、，圆角带、断裂，圆角带、断裂带和带和锥度均很小。零件的尺寸几锥度均很小。零件的尺寸几乎与乎与模具一模具一 致，完全可以满足致，完全可以满足运用运用要求。要求。(3)(3)间隙合理间隙合理合理的间隙值可查表选取对冲裁件质量合理的间隙值可查表选取对冲裁件质量要求较高时，可将表中数据减小要求较高时，可将表中数据减小l3。 单边间隙单边间隙(c)的合理数值可按下述阅历公式计的合理数值可按下述阅历公式计算：算：c = m 板料厚度。板料厚度。 m 与板料厚度及性能有关的系数。与板料厚度及性能有关的系数。 设计冲孔模：以凸模刃口作设计基准。设计冲孔模：以凸模刃口作设计基准。 D D凸凸 = d = d孔，

35、孔， D D凹凹 = D = D凸凸 + Z + Z留意：冲孔凸模根本尺寸应取工件尺寸公留意：冲孔凸模根本尺寸应取工件尺寸公差范围内的最大尺寸。差范围内的最大尺寸。3 3凸、凹模刃口尺寸确实定凸、凹模刃口尺寸确实定 在冲裁件尺寸的丈量和运用中，都是以光亮带的尺寸在冲裁件尺寸的丈量和运用中，都是以光亮带的尺寸为基准的。为基准的。 设计落料模：以凹模作为设计基准。设计落料模：以凹模作为设计基准。D凹凹 = d落，落， D凸凸= D凹凹 - Z留意：落料凹模根本尺寸应取工件尺寸留意：落料凹模根本尺寸应取工件尺寸公差范围内的最小尺寸。公差范围内的最小尺寸。12两种排样类型：两种排样类型： 4 4冲裁件

36、的排样冲裁件的排样排样排样:指落料件在条料、带料或板料上合理布置的方法。指落料件在条料、带料或板料上合理布置的方法。排样合理可使废料最少，板料利用率最大。排样合理可使废料最少，板料利用率最大。 有搭边排样。有搭边排样。无搭边排样。无搭边排样。三、修整三、修整 修整:利用修整模沿冲裁件外缘或内孔刮削一薄层金属，以切掉冲裁件切断面上存留的剪裂带和毛刺，从而提高冲裁件的尺寸精度和降低外表粗糙度的一种工艺方法。修整机理相当于切削加工，大间修整机理相当于切削加工，大间隙冲裁件，单边修整量约板厚的隙冲裁件，单边修整量约板厚的10%；小间隙冲裁件单边修整；小间隙冲裁件单边修整量取板厚的量取板厚的8%以下。以

37、下。修整时应合理确定修整余量及修修整时应合理确定修整余量及修整次数。修整后冲裁件公差等级整次数。修整后冲裁件公差等级达达IT6IT7，外表粗糙度，外表粗糙度Ra=0.81.6m。 2 成形工序成形工序 成形工序：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、胀型、旋压等。 一、拉深一、拉深 拉深：利用拉深模使板料变成开口空心件的冲压工序。可以制成筒形、阶梯形、盒形、球形、锥形及其它复杂外形的薄壁零件。1、拉深变形过程及特点、拉深变形过程及特点变形特点：变形特点：变形区是板料的凸缘部分，变形区是板料的凸缘部分，其它部分是传力区；其它部分是传力区；板料变形在切向压应力和径板料变形在切向压应力和径向拉应力的作用下，产生切向拉应力的作用下，产生切向紧缩和径向伸长的变形。向紧缩和径向伸长的变形。金属资料塑性流动越大，板金属资料塑性流动越大，板料直径越大，拉探后筒形直料直径越大，拉探后筒形直径越小，其变形程度就越大。径越小，其变形程度就越大。防止措施