金属工艺学项目教学-模块九锻压成形

模块九锻压成形教学目标要求：

1.掌握锻压成形分类、特点及应用。2.了解影响金属可锻性原因。3.了解铸造温度范围、锻件冷却。4.熟悉自由锻设备、基本工序及其操作。5.了解自由锻工艺规程。6.了解模锻及其胎模锻介绍。7.熟悉板料冲压特点及其应用。

教学重点、难点：锻压成形分类、特点及应用；自由锻设备、基本工序及其操作；板料冲压特点及其应用。第1页项目一锻压成形分类、特点及应用

活动一锻压成形分类

锻压成形铸造自由铸造模型铸造胎模铸造板料冲压锻压生产示意图第2页活动二锻压成形特点和应用特点改进金属内部组织节约金属生产率高适应性光应用:在机械、交通、电力、电子、国防等工业中得到广泛应用。第3页项目二金属压力加工工艺基础

活动一金属可锻性

金属可锻性是衡量材料在经受压力加工时取得优质制品难以程度工艺程度。

影响金属可锻性原因：

1.化学成份影响

纯金属可锻性比合金可锻性好。钢中合金元素含量越多，合金成份越复杂，其塑性越差，变形抗力越大。比如纯铁、低碳钢和高合金钢，它们可锻性是依次下降。第4页2.金属组织影响

纯金属及固溶体(如奥氏体)可锻性好。而碳化物(如渗碳体)可锻性差。铸态柱状组织和粗晶粒结构不如晶粒细小而又均匀组织可锻性好

在一定变形温度范围内，伴随温度升高，原子动能升高，从而塑性提升，变形抗力减小，有效改进了可锻性。

3.变形温度影响第5页4.变形速度影响

首先因为变形速度增大，回复和再结晶不能及时克服加工硬化现象，金属则表现出塑性下降、变形抗力增大，可锻性变坏。另首先，金属在变形过程中，消耗于塑性变形能量有一部分转化为热能，使金属温度升高(称为热效应现象)。变形速度越大，热效应现象越显著，使金属塑性提升、变形抗力下降(图中a点以后)，可锻性变好。第6页5.应力状态影响

挤压时为三向受压状态。拉拔时为两向受压一向受拉状态。压应力数量愈多，则其塑性愈好，变形抗力增大；拉应力数量愈多，则其塑性愈差。第7页

活动二坯料加热和铸件冷却

1.加热目标和铸造温度范围惯用材料铸造温度范围

材料种类始锻温度/0C终锻温度/0C低碳钢1200～1250800中碳钢1150～1200800合金结构钢1100～1180850铝合金450～500350~380铜合金800~900650~7002.加热炉及其操作第8页项目三自由锻

只用简单通用性工具，或在铸造设备上、下砧件直接使坯料变形而取得所需几何形状及内部质量锻件方法称为自由锻。

活动一自由锻设备

1.空气锤2.蒸汽－空气锤3.水压机第9页活动二自由锻基本工序及其操作

1.镦粗（1）坯料高径比应小于2.5。（2）为预防镦歪，坯料端面应平整并与坯料中心线垂直。（3）镦粗过程中如发觉镦歪、镦弯或出现双鼓形应及时进行矫正。（4）局部镦粗时要采取含有对应尺寸漏盘。第10页

2.拔长（1）锻打过程中，坯料沿抵铁宽度方向送进。（2）拔长过程中要不停翻转坯料。（3）锻制台阶或凹挡时，要先在截面分界处压出凹槽。（4）拔长后要进行修整，以使截面形状规则，校直中心线弯曲，并减小表面锤痕。第11页

3.冲孔（1）冲孔前，坯料应先镦粗，以尽可能减小冲孔深度。（2）为确保孔位正确，应先试冲。（3）冲孔过程中应保持冲子轴线与锤杆中心线平行，以防将孔冲歪。（4）普通锻件透孔采取双面冲孔法冲出。（5）为预防冲孔过程中坯料开裂，普通限制冲孔孔径要小于坯料直径1/3。第12页

4.弯曲

将坯料弯成一定角度或弧度工序。弯曲第13页

5.切割

将锻件从坯料上分割下来或切除锻件余料工序。切割第14页

活动三自由铸造工艺规程

1.绘制铸造图

（1）敷料（2）余量（3）铸造公差

2.计算坯料质量及尺寸

m坯料＝m锻件＋m烧损＋m料头

3.确定铸造工序

锻件分类及对应铸造工序见表9－4第15页项目四模型铸造

利用模具使毛坯变形而取得锻件铸造方法。

优点：

（1）锻件形状和精度由模膛确保，对工人技术要求不高，所以生产率高。（2）锻件尺寸准确、表面光洁，因而加工面加工余量能够降低。（3）可锻出形状复杂锻件，而且敷料少。

缺点：

（1）所用锻模价格较高。（2）需要能力较大专用设备。第16页活动一锤上模锻

最惯用设备是蒸汽－空气模锻锤。

活动二胎模锻介绍

惯用胎模有摔模、扣模、垫模、套模、合模、弯曲模、跳模等。

活动三压力机上模锻

1.曲柄压力机上模锻2.摩擦压力机上模锻

第17页项目五冲压

用压力机经过模具对金属毛坯加压使其产生塑性变形，从而取得一定形状、尺寸零件加工方法。

活动一冲压设备1.冲模简单冲模连续冲模复合冲模2.冲床第18页（1）简单冲模

在冲床一次冲程中只完成一个工序冲模，称为简单冲模。模具简单,造价低。第19页

冲床一次冲程中，在模具不一样部位上同时完成数道冲压工序模具，称为连续模。生产率高，要求定位精度高。（2）连续冲模（级进模）第20页

冲床一次冲程中，在模具同一部位上同时完成数道冲压工序模具，称为复合模。精度高，模具复杂。（3）复合冲模第21页

活动二板料冲压工序

1.分离工序

分离工序是使坯料一部分与另一部分相互分离工序。如落料、冲孔、切断、精冲等。第22页

（1）落料和冲孔落料是被分离部分为成品，而周围是废料；冲孔是被分离部分为废料，而周围是成品;第23页

（2）修整

修整是利用修整模沿冲裁件外缘或内孔刮削一薄层金属，以切掉普通冲裁时在冲裁件断面上存留剪裂带和毛刺，从而提升冲裁件尺寸精度和降低表面粗糙度。修整后冲裁件公差等级达IT6～IT7，表面粗糙度Ra为0.8～1.6μm。第24页

2.变形工序

（1）弯曲

弯曲是将坯料弯成一定角度，一定曲率形成一定形状零件工序。第25页

（2）拉深拉深过程及变形特点：

拉深过程如图示，其凸模和凹模有一定圆角，其间隙普通稍大于板料厚度。拉深件底部普通不变形，厚度基本不变。直壁厚度有所减小。第26页

（3）翻边

（4）胀形和起伏

翻边是在坯料平面部分或曲面部分上使板料沿一定曲