演示文稿第八章压力加工成型

（优选）第八章压力加工成型现在是1页\一共有70页\编辑于星期六3、不易获得形状复杂的锻件。用于制造形状较简单，受力复杂的零件毛坯。三、生产方式1、轧制②横轧──轧辊轴线与坯料轴线 互相平行斜轧──轧辊轴线与坯料轴线相交一定角度④楔横轧──在两个轴线平行的轧辊上装有楔块轧制时，楔块逐渐挤压坯料，使坯料直径变小，长度增加。①纵轧──轧辊轴线与坯料轴线 互相垂直现在是2页\一共有70页\编辑于星期六现在是3页\一共有70页\编辑于星期六现在是4页\一共有70页\编辑于星期六2、挤压

①正挤压──坯料流动方向

与凸模运动方向一致反挤压──坯料流动方向

与凸模运动方向相反径向挤压──坯料流动方

向与凸模运动方向垂直④复合挤压──坯料上一部分金属的流动方向与凸模运动方向相同，另一部分金属的流动方向与凸模运动方向相反。现在是5页\一共有70页\编辑于星期六现在是6页\一共有70页\编辑于星期六3、拉拔现在是7页\一共有70页\编辑于星期六4、自由锻5、模锻6、板料冲压现在是8页\一共有70页\编辑于星期六

8.1金属的塑性变形一、塑性变形的实质一）、单晶体的塑性变形1、在σ作用下的变形情况σ只能使晶体产生弹性变形或断裂而不能产生塑性变形2、在τ作用下的变形情况现在是9页\一共有70页\编辑于星期六滑移面总是原子排列最密的面，滑移方向总是原于排列最密的方向。滑移──在外力作用下，晶体的一部分沿一定的晶面和晶向相对另一部分发生的相对位移。产生滑移的晶面和晶向称为滑移面和滑移方向。现在是10页\一共有70页\编辑于星期六一个滑移面及面上的一个滑移方向组成一个滑移系。体心立方晶格：6×2=12面心立方晶格：4×3=12密排六方晶格：1×3=3现在是11页\一共有70页\编辑于星期六孪晶──在外力作用下，晶体的一部分沿一定的晶面和 晶向在一个区域内作连续顺序的位移。滑移量是原子间距的整数倍滑移后两部分晶体的位向仍保持不变位移量是一个原子间距的几分之一孪晶后，两部分晶体的位向发生了改变现在是12页\一共有70页\编辑于星期六二）、多晶体的塑性变形1、变形晶内变形滑移孪晶移动晶间变形转动①变形不均匀

②变形抗力较大③形成纤维组织──各向导性2、特点：现在是13页\一共有70页\编辑于星期六二、塑性变形后金属的组织和性能一）、组织的变化1、晶粒沿变形最大方向伸长—纤维组织；2、晶格与晶粒均发生扭曲，产生内应力；3、晶粒间产生碎晶。4、改善铸态组织二）、性能的变化──加工硬化1、概念随着塑性变形的进行，强度硬度增加而塑性韧性下降的现象称为加工硬化。现在是14页\一共有70页\编辑于星期六2、对生产的影响①可提高金属的强度，硬度和耐磨性冷卷弹簧──提高屈强比冷冲自行车挡泥板──提高金属的表面强度

②给继续变形造成困难3、消除──再结晶①回复现在是15页\一共有70页\编辑于星期六

②再结晶

T再＝0.4T熔

③晶粒长大金属以一些碎晶，杂质为核心，形成细小的等轴晶粒,使加工硬化彻底消除，塑性完全恢复的现象。4、冷、热变形①冷变形──在再结晶温度以下进行的变形

特点：a.精度高，表面质量好

b.强度、硬度高c.劳动条件好

d.变形抗力大，内应力大现在是16页\一共有70页\编辑于星期六

②热变形─在再结晶温度以上进行的变形特点：机械性能得的提高a.晶粒得到细化缺陷被消除b.形成纤维组织──性能呈方向性＊纤维组织的合理利用零件最大正应力方向与纤维方向平行零件最大切应力方向与纤维方向垂直纤维沿零件轮廓形状分布不被切断现在是17页\一共有70页\编辑于星期六三、金属的锻造性一）、概念金属的锻造性是指锻造金属材料的难易程度二）、衡量指标1、塑性：金属不产生裂纹所允许的最大变形程度2、变形抗力：金属在变形时抵抗工具作用的力。三）、影响因素

1、金属本质①化学成分：C、W、Mo、V、Ti

②组织结构：纯金属、单相固溶体/第二相铸态、粗晶、夹杂现在是18页\一共有70页\编辑于星期六2、变形条件

①变形温度在一定温度范围内，T↑“锻”

a.始锻温度──原则上高但不过 热不过烧

过热：加热温度过高或保温时 间过长晶粒剧烈长大的 现象

过烧：加热温度高到接近金属熔点时，炉气中的氧气渗入形成脆性晶界破坏了晶粒间的结合的现象。

b.终锻温度──原则上低但无硬化现在是19页\一共有70页\编辑于星期六②变形速度

变形速度──单位时间内的变形 程度热效应──在变形的过程中，变 形能力转化为热能使金属温度升高的现象。

碳钢的锻造温度范围现在是20页\一共有70页\编辑于星期六a.对塑性的影响b.对变形抗力的影响压应力数目↑拉应力数目↑塑性↓塑性↑压应力＞拉应力同号应力＞异号应力③应力状态现在是21页\一共有70页\编辑于星期六现在是22页\一共有70页\编辑于星期六8.2自由锻概述一、定义：自由锻是利用冲击力或静压力在锻压设备的上、下两 砧铁之间产生变形，从而得到所需形状及尺寸的锻件 的方法二、分类

1、手工锻造2、锤上自由锻造3、液压机上自由锻造锤上自由锻造适用于生产中，小型自由锻件，液压机上的锻造适用于生产大型自由锻件。三、设备现在是23页\一共有70页\编辑于星期六锻锤类冲击力吨位 用落下部分的质量表示液压机类静压力吨位用产生的最大压力表示1、空气锤驱动由空气带动锤头工作。利用6～9个大气压的蒸气或压缩空气带动锤头工作。吨位较大0.5～5吨,用于锻中型,较大型锻件。吨位小，50～1000公斤，用于锻小型锻件。2、蒸汽空气锤现在是24页\一共有70页\编辑于星期六3、水压机利用高压水20～40MPa推动大活塞形成巨大的静压力使金属变形。吨位500～15000吨，用于锻大型锻件。万吨级水压机的吨位和台数是一个国家重型机械制造工业水平的一个重要标志。4、生产率低，劳动强度大，对工人技术水平要求高。四、特点主要用于品种繁多的单件小批生产。1、所用设备、工具简单、通用、成本低、灵活性大。2、锻件大小不限，是制造大型锻件的唯一方法。3、锻件精度低，形状不能太复杂。现在是25页\一共有70页\编辑于星期六五、自由锻基本工序一）、镦粗毛坯高度减小,横断面积增大的锻造工序叫 镦粗。1.5＜＜2.5DH用于锻造齿轮坯、法兰盘等零件毛坯。二）、拔长使坯料横截面减小而长度增加的锻造工序称为拔长。现在是26页\一共有70页\编辑于星期六用于锻造轴杆及套筒类零件毛坯。1、实心冲子冲孔2、空心冲子冲孔3、在垫环上冲孔三）、冲孔采用冲子将坯料冲出透孔或不透孔的锻造工序叫冲孔。用于锻造带孔锻件。现在是27页\一共有70页\编辑于星期六四）、弯曲——将坯料弯成曲线或一定角度。用于锻造各种弯曲类锻件现在是28页\一共有70页\编辑于星期六六）、扭转 将坯料的一部分相对另一部分绕其共同轴线旋转一定角度。用于锻造多拐曲轴、麻花钻等。七）、切割 切去坯料一部分。

用于切除钢锭底部、夹持锻件的钳把部分、锻件料头以及分割锻件等。五）、错移 将坯料的一部分相对另一部分相互平行错开一

锻距离。 用于锻造曲轴类锻件。现在是29页\一共有70页\编辑于星期六六、自由锻工艺规程一）、绘制锻件图1.锻件余量

3.余块（敷料）──为简化锻件形状便于锻造而多留出的那一部分金属。

2.锻件公差 锻件实际尺寸和公称尺寸所允许的偏差。现在是30页\一共有70页\编辑于星期六二）、计算坯料的质量和尺寸1.坯料质量

G坯＝G锻＋G烧＋G其他坯料尺寸应根据坯料的体积(V坯)和第一个基本工序的性质(镦粗或拔长)来确定：

2.确定坯料尺寸V坯=G坯γ①镦粗：

1.25≤─≤2.5

HDY＝──

F坯F锻②拔长：现在是31页\一共有70页\编辑于星期六

碳素钢锭Y＞2.5～3轧材Y＝1.3～1.5三）、安排锻造工序如齿轮坯：镦粗——冲孔。长轴类(轴类)锻件：主要工序为拔长。

如曲轴：拔长——错移——扭转。弯曲锻件:

拔长——弯曲(多次)。复杂形状的锻件,各种工序的组合。短轴类(饼块类)锻件：主要工序为镦粗（有凸肩的,局部镦粗；带孔的选镦粗——冲孔）。现在是32页\一共有70页\编辑于星期六四）、选择锻造设备五）、确定锻造温度范围六）、填写锻造工艺卡七）、自由锻工艺示例1、汽车半轴现在是33页\一共有70页\编辑于星期六2、齿轮坯现在是34页\一共有70页\编辑于星期六七、自由锻锻件结构工艺性一）、外形尽量简单避免截交与相贯二）、不允许有锥度和斜面三）、不允许有筋和凸台四）、复杂件，断面有急剧变化的锻件应采用组合件现在是35页\一共有70页\编辑于星期六

8.3模锻概述：一、特点及应用：1、生产率较高，对工人技术要求不高。2、锻件较复杂,精度、Ra较好。

3、机加工余量小,材料利用率高。4、劳动强度较小5、变形抗力大,设备吨位大。（限于150kg以下锻件)7、工艺灵活性较差。

6、生产准备周期长(锻模制造周期长,成本高,寿命低)现在是36页\一共有70页\编辑于星期六二、方式压力机上模锻主要用于中小型锻件的大批大量生产锤上模锻胎模锻现在是37页\一共有70页\编辑于星期六三、锤上模锻一）、设备（蒸气──空气模锻锤）1、锤头与导轨之间的间隙小且导轨很长2、砧座质量大且机架与砧座直接连接二）、锻模1、模锻模膛

①终锻模膛形状与锻件一致设有飞边槽带孔件──冲孔连皮容纳多余的金属增大金属流动阻力现在是38页\一共有70页\编辑于星期六

②预锻模膛形状接近锻件斜度、圆角比较大无飞边槽

2、制坯模膛①拔长模膛②滚挤模膛③弯曲模膛④切断模膛现在是39页\一共有70页\编辑于星期六

①分模面的选择b.使上下模膛深度最浅c.上、下模膛沿分模面轮廓一致d.使锻件上加余块最少三）、模锻工艺规程1、绘制模锻件图

公差0.3～3mm

余量0.5～5mm②确定余量、公差和余块为平面便于锻件取出且分模面a.现在是40页\一共有70页\编辑于星期六④模锻圆角a.便于金属流动与充满模膛b.防止模膛过早开裂与压塌r＝(1.5～12)mm③模锻斜度便于取出锻件α2>α1R＝(2～3)r2、确定模锻工步①长轴类锻件

现在是41页\一共有70页\编辑于星期六锻造工艺过程为：制坯（如拔长、滚压、弯曲、成形）

——预锻——终锻。模锻时毛坯轴线方向（长度方向）与锻击方向垂直，金属主要沿高度方向流动，沿长度方向流动很少，往往需制坯。②盘类锻件

模锻时坯料轴线方向与打击方向相同，金属沿高度、宽度和长度方向同时流动。现在是42页\一共有70页\编辑于星期六工艺过程：制坯（镦粗、压扁）——终锻3、修整工序①切边和冲孔②较正③热处理④清理现在是43页\一共有70页\编辑于星期六四、典型模锻件的工艺过程现在是44页\一共有70页\编辑于星期六五、模锻零件结构工艺性1.便于锻件取出，加余块最少，锻模易于制造2.外形力求简单、平直和对称，尽量避免锻件模截面积差别过大，避免锻件上有薄壁、高筋和凸起结构3.复杂件要考虑锻焊组合结构现在是45页\一共有70页\编辑于星期六胎模锻是在自由锻造设备上使用可移动的锻模(胎模)生产模锻件的一种工艺方法。二）、胎模种类及主要作用胎六、胎模锻一）、定义1.扣模主要用于锻造具有平直侧面的非回转体锻件2.筒模现在是46页\一共有70页\编辑于星期六3.合模主要用于锻造形状复杂的非回转体锻件主要用于锻造回转体锻件三）、工艺过程现在是47页\一共有70页\编辑于星期六①锻件较自由锻件复杂,尺寸精度更高,机加工余量较少,材料利用利高。

④更换模快,生产周期缩短,成本降低。2、与模锻比较：与模锻比较：②生产率高③机械性能更好(胎模内应力状态较好)①工艺灵活②模具结构更简单③设备简单,经济。四）、特点1、与自由锻比较：现在是48页\一共有70页\编辑于星期六

适于小批量生产，用自由锻成形困难，模锻又不经济的形状复杂的锻件。现在是49页\一共有70页\编辑于星期六

七、其他设备上模锻一）、摩擦压力机上模锻现在是50页\一共有70页\编辑于星期六二）、曲柄压力机上模锻（热模锻曲柄压力机）现在是51页\一共有70页\编辑于星期六三）、平锻机上模锻

四）、液态模锻现在是52页\一共有70页\编辑于星期六8.4板料冲压概述一、定义板料冲压是利用冲模在冲床上使板料分离或变形的加工方法。二、特点及应用6、冲模制造复杂。1、生产率高(靠模具设备成形，操作简便，易实现“两化”)2、可成形复杂形状的制件,废料少，材料利用率高。3、制件尺寸精度高、表面质量好、互换性好,不需机加工4、制件强度高、刚性好、重量轻。5、加工成本低现在是53页\一共有70页\编辑于星期六冲压既能够制造尺寸很小的仪表零件，又能够制造诸如汽车大梁、压力容器封头一类的大型零件，又能够制造精密(公差在微米级)和复杂形状的零件。占全世界钢产60%-70%以上的板材、管材及其他型材，其中大部分经过冲压制成成品。冲压在汽车、机械、家用电器、日常用品、电机、仪表、航空航天、兵器等制造中，都有广泛的应用。现在是54页\一共有70页\编辑于星期六三、设备1.剪床下料现在是55页\一共有70页\编辑于星期六2.冲床 冲压，制成所需形状和尺寸的制件。现在是56页\一共有70页\编辑于星期六四、基本工序一）、分离工序1.冲裁──使坯料按封闭轮廓分离落料──冲下部分为工件，周边为废料

冲孔──冲下部分为废料，周边是工件将冲压件与板料按要求的轮廓线分离的工序,如剪切、落料、冲孔。落料和冲孔总称为冲裁。现在是57页\一共有70页\编辑于星期六

＊冲裁时应注意的问题①凸凹模工作部分应有锋利的刃口②凸凹模间应有合理的间隙现在是58页\一共有70页\编辑于星期六③正确确定凸凹模刃口的尺寸冲孔：D凸＝D孔

D凹＝D凸＋Z落料：D凹＝D落

D凸＝D凹－Z ④合理排样

2.修整二）、变形工序使坯料一部分相对另一部分产生位移而不破坏的工序有搭边排样无搭边排样现在是59页\一共有70页\编辑于星期六1.拉深：使平板毛坯变成开口空心零件的工序现在是60页\一共有70页\编辑于星期六b.凸凹模间要有合理的间隙a.凸凹模工作部分要有合理的圆角①防止拉裂c.拉深系数不能太小m=d/Dd.进行适当的润滑进行多次拉深时：=mdndn-1两次拉深间需进行退火处理。

②防止起皱──增加压板进行多次拉深时，后一次拉深系数较前一次略大些现在是61页\一共有70页\编辑于星期六2.弯曲：使板料或坯件弯成一 定角度和形状的工序现在是62页\一共有70页\编辑于星期六①防止弯裂a.