金屬工藝學—3金屬塑性加工

1、金屬工藝學第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2021-11-251第三篇第三篇 金屬壓力加工金屬壓力加工金屬工藝學第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工主要內容：主要內容：本篇重點：本篇重點：1.1. 了解金屬塑性成型的理論了解金屬塑性成型的理論基礎；基礎；2.2. 掌握掌握金屬的塑性成型方法金屬的塑性成型方法及工藝及工藝；3.3. 掌握掌握薄板沖壓成形工藝，薄板沖壓成形工藝，包括各種成形模具結構、包括各種成形模具結構、基本工序和典形零件的工基本工序和典形零件的工藝制定藝制定。第第9章章 金屬壓力加工基礎金屬壓力加工基礎第第10章章 常用的鍛造方法常用的鍛造方法第第11章章 板料沖壓板料沖

2、壓 第第12章章 特種壓力加工方法簡介特種壓力加工方法簡介2021-11-252金屬工藝學第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2021-11-253一、金屬壓力加工（一、金屬壓力加工（塑性成形塑性成形或俗稱或俗稱“打鐵打鐵”） 金屬在外力作用下產生金屬在外力作用下產生塑性變形塑性變形，從而獲得具有一定形，從而獲得具有一定形狀、尺寸和機械性能的原材料、毛坯或零件的生產方法，也狀、尺寸和機械性能的原材料、毛坯或零件的生產方法，也稱為稱為壓力加工壓力加工。二、塑性成形的基本生產方式二、塑性成形的基本生產方式5 5模鍛模鍛 1 1軋制軋制 2 2擠壓擠壓3 3拉拔拉拔4 4自由鍛造自由鍛造6 6板料

3、沖壓板料沖壓金屬工藝學第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2021-11-254 1 1軋制軋制 金屬工藝學第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2021-11-255軋制產品軋制產品 金屬工藝學第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2021-11-2562 2擠壓擠壓 施加強大壓力作用于模具，迫使放在模具內的金屬坯施加強大壓力作用于模具，迫使放在模具內的金屬坯料產生定向塑性變形并從?？字袛D出，從而獲得所需零件料產生定向塑性變形并從模孔中擠出，從而獲得所需零件或半成品的加工方法。或半成品的加工方法。金屬工藝學第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2021-11-257擠壓產品擠壓產品金屬工藝

4、學第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2021-11-2583 3拉拔拉拔將金屬坯料從拉撥模的?？字欣龆冃蔚募庸し椒▽⒔饘倥髁蠌睦瓝苣５哪？字欣龆冃蔚募庸し椒ń饘俟に噷W第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2021-11-259拉拔產品拉拔產品金屬工藝學第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2021-11-25104 4自由鍛造自由鍛造上砥鐵下砥鐵坯料 只用簡單的通用性工具或在鍛造設備的上、下砧間直接使只用簡單的通用性工具或在鍛造設備的上、下砧間直接使坯料變形而獲得所需鍛件的鍛造方法。坯料變形而獲得所需鍛件的鍛造方法。金屬工藝學第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2021-11-2

5、5115 5模鍛模鍛 利用利用模具模具使坯料變形而獲得所需鍛件的鍛造方法。使坯料變形而獲得所需鍛件的鍛造方法。金屬工藝學第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2021-11-25126 6板料沖壓板料沖壓 利用利用沖模沖模對金屬板料施加壓力，使其產生對金屬板料施加壓力，使其產生分離分離或或變形變形獲得獲得所需零件的工藝方法。所需零件的工藝方法。金屬工藝學第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2021-11-25134. 4. 毛坯或零件的精度較高毛坯或零件的精度較高三、塑性成形（壓力加工）的特點三、塑性成形（壓力加工）的特點1 1力學性能高力學性能高1 1）組織致密；）組織致密；2 2）晶粒細

6、化；）晶粒細化；3 3）壓合鑄造缺陷；）壓合鑄造缺陷；4 4）正確選用零件的受力方向與纖維組織方向，可以提高零）正確選用零件的受力方向與纖維組織方向，可以提高零件的抗沖擊性能件的抗沖擊性能 2 2節(jié)約材料節(jié)約材料 3 3生產率高生產率高 金屬塑性成形主要是靠金屬的金屬塑性成形主要是靠金屬的體積重新分配體積重新分配，而不需，而不需要切除金屬要切除金屬 。 金屬塑性成形加工一般是利用金屬塑性成形加工一般是利用壓力機和模具壓力機和模具進行成形加工。進行成形加工。金屬工藝學第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工9.1 9.1 金屬塑性變形的實質金屬塑性變形的實質 9.2 9.2 塑性變形對金屬組織和性

7、能的影響塑性變形對金屬組織和性能的影響 9.3 9.3 金屬的可鍛性金屬的可鍛性 重點內容：重點內容： 1. 金屬塑性成型的原理；金屬塑性成型的原理； 2. 纖維組織的形成及利用；纖維組織的形成及利用； 3. 金屬可鍛性及其影響因素。金屬可鍛性及其影響因素。主要內容主要內容2021-11-2514金屬工藝學第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工上次課內容的回顧上次課內容的回顧常用的壓力加工生產方式：常用的壓力加工生產方式：自由鍛、模鍛、板料沖壓、軋制、擠壓、拉拔自由鍛、模鍛、板料沖壓、軋制、擠壓、拉拔2021-11-2515型砂應具備的性能：型砂應具備的性能：強度、透氣性、耐火性、退讓性強度、

8、透氣性、耐火性、退讓性特種鑄造特種鑄造鑄件壁厚的設計：鑄件壁厚的設計：（1 1） 鑄件壁厚應均勻、避免厚大截面鑄件壁厚應均勻、避免厚大截面1 1 鑄件的結構圓角鑄件的結構圓角2 2 避免銳角連接避免銳角連接3 3 厚壁與薄壁間的聯(lián)接要逐步過渡厚壁與薄壁間的聯(lián)接要逐步過渡4 4 減緩筋、輻收縮的阻礙減緩筋、輻收縮的阻礙（2）鑄件壁的連接：）鑄件壁的連接：金屬工藝學第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2021-11-2516第一節(jié)第一節(jié) 金屬塑性變形的實質金屬塑性變形的實質 1.1.單晶體的塑性變形單晶體的塑性變形1 1）滑移：）滑移： 單晶體承受單晶體承受切應力切應力時，時，晶體會發(fā)生彈性變形

9、，當切應力的晶體會發(fā)生彈性變形，當切應力的數(shù)值超過某一臨界值時，晶體內數(shù)值超過某一臨界值時，晶體內的一部分相對的一部分相對另一部分沿一定另一部分沿一定的晶面（稱滑移面）和晶向（稱滑移方向）的晶面（稱滑移面）和晶向（稱滑移方向）發(fā)生相對發(fā)生相對滑動滑動。金屬工藝學第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2021-11-2517但實際金屬的滑移是靠但實際金屬的滑移是靠位錯位錯的移動來實現(xiàn)的。的移動來實現(xiàn)的。 實際晶體內部存在大量實際晶體內部存在大量缺陷缺陷。其中，以。其中，以位錯位錯對金屬塑性變對金屬塑性變形的影響最為明顯。由于位錯的存在，部分原子處于形的影響最為明顯。由于位錯的存在，部分原子處于不

10、穩(wěn)定不穩(wěn)定狀狀態(tài)。在比理論值低得多的切應力作用下，處于高能位的原子很態(tài)。在比理論值低得多的切應力作用下，處于高能位的原子很容易從一個相對平衡的位置上移動到另一個位置上，形成容易從一個相對平衡的位置上移動到另一個位置上，形成位錯位錯運動運動。位錯運動的結果，就實現(xiàn)了整個晶體的塑性變形。位錯運動的結果，就實現(xiàn)了整個晶體的塑性變形。金屬工藝學第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2021-11-25182 2）孿生：）孿生：晶體的一部分相對另一部分沿一定的晶面和晶向發(fā)生相對晶體的一部分相對另一部分沿一定的晶面和晶向發(fā)生相對轉動轉動。2. 2. 多晶體的塑性變形多晶體的塑性變形晶內變形晶內變形晶間變形

11、晶間變形滑移孿生滑動轉動多晶體塑性變形的實質：多晶體塑性變形的實質：晶粒內部發(fā)生滑移和孿生；同時晶晶粒內部發(fā)生滑移和孿生；同時晶粒之間發(fā)生滑移和轉動。粒之間發(fā)生滑移和轉動。金屬工藝學第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2021-11-2519第二節(jié)第二節(jié) 塑性變形對金屬組織和性能的影響塑性變形對金屬組織和性能的影響1. 1. 金屬在常溫下經塑性變形后，內部組織將發(fā)生變化：金屬在常溫下經塑性變形后，內部組織將發(fā)生變化：晶粒沿變形最大方向伸長；晶粒沿變形最大方向伸長；晶格與晶粒均發(fā)生畸變；晶格與晶粒均發(fā)生畸變；晶粒間產生碎晶。晶粒間產生碎晶。2. 加工硬化：加工硬化：隨著變形程度的增加，隨著變形

12、程度的增加，其強度和硬度不斷提高，塑性和韌性其強度和硬度不斷提高，塑性和韌性不斷下降。不斷下降。有利有利：強化金屬材料：強化金屬材料不利不利：進一步的塑性變形帶來困難：進一步的塑性變形帶來困難原因：原因：滑移面附近的晶粒碎晶塊，晶格扭曲畸變，增大滑移面附近的晶粒碎晶塊，晶格扭曲畸變，增大滑移阻力，使滑移難以進行?；谱枇?，使滑移難以進行。金屬工藝學第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2021-11-25203. 3. 回復回復T回回 = （0.250.3）T熔熔(K)注：開爾文溫度（絕對溫度）注：開爾文溫度（絕對溫度） (T) (T) 單位單位: :開爾文開爾文(K) (K) 換算關系換算關

13、系:T=t+273 :T=t+273 金屬工藝學第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2021-11-25214. 4. 再結晶再結晶T再再 = 0.4 T熔熔(K)金屬工藝學第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2021-11-2522金屬的回復和再結晶示意圖金屬的回復和再結晶示意圖5 . 5 . 冷變形及熱變形冷變形及熱變形（1 1）冷變形：）冷變形：在再結晶溫度以下的變形； 冷變形后金屬強度、硬度較高，低粗糙度值。但變形程度不宜過大，否則易裂。（2 2）熱變形：）熱變形：再結晶溫度以上變形。 變形具有強化作用，再結晶具有強化消除作用。在熱變形時無加工硬化痕跡。金屬工藝學第三篇第三篇 金屬

14、塑性加工金屬塑性加工11/25/2021 6:52 PM 1、將鑄錠加熱進行壓力加工后，由于金屬經過塑性變形及再結晶，、將鑄錠加熱進行壓力加工后，由于金屬經過塑性變形及再結晶，從而改變了粗大的鑄造組織，獲得細化的從而改變了粗大的鑄造組織，獲得細化的再結晶組織再結晶組織。2、同時鑄錠中的氣孔、縮松等、同時鑄錠中的氣孔、縮松等經熱塑變形后被壓實或焊合經熱塑變形后被壓實或焊合在一起，在一起，使金屬使金屬組織更加致密組織更加致密，其力學性能會有很大提高。，其力學性能會有很大提高。3、鑄錠在壓力加工中產生塑性變形時，基體金屬的、鑄錠在壓力加工中產生塑性變形時，基體金屬的晶粒形狀晶粒形狀和沿和沿晶界分布的

15、晶界分布的雜質形狀雜質形狀都發(fā)生了變形，它們將都發(fā)生了變形，它們將沿著變形方向被拉長，沿著變形方向被拉長，呈纖維形狀呈纖維形狀。這種結構叫。這種結構叫纖維組織纖維組織。 具有纖維組織的金屬，具有纖維組織的金屬，各個方向上的力學性能不相同各個方向上的力學性能不相同。順纖維。順纖維方向的力學性能比橫纖維方向的好。方向的力學性能比橫纖維方向的好。金屬工藝學第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2021-11-25246 . 6 . 纖維組織纖維組織 變形程度越大，纖維組織越明顯。變形程度越大，纖維組織越明顯。 壓力加工中常用鍛造比壓力加工中常用鍛造比y y來表示變形程度。來表示變形程度。 拔長時鍛造

16、比拔長時鍛造比 y y拔拔=A=A0 0/A /A 鐓粗時鍛造比鐓粗時鍛造比 y y鐓鐓=H=H0 0/H/H 纖維組織很穩(wěn)定，不能（難以）用熱處理方法來消除。只有經纖維組織很穩(wěn)定，不能（難以）用熱處理方法來消除。只有經過鍛壓來改變其方向、形狀。過鍛壓來改變其方向、形狀。鑄錠熱變形前后的組織鑄錠熱變形前后的組織金屬工藝學第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2021-11-2525（1）在）在平行平行于纖維組織的方向上：于纖維組織的方向上：材料的材料的抗拉抗拉強度提高強度提高（2 2）在）在垂直垂直于纖維組織的方向上：于纖維組織的方向上：材料的材料的抗剪抗剪強度提高強度提高螺栓的冷鐓螺栓的冷鐓

17、金屬工藝學第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2021-11-2526第三節(jié)第三節(jié) 金屬的可鍛性金屬的可鍛性一、可鍛性一、可鍛性 金屬材料在壓力加工時成形的難易程度?？慑懶缘膬?yōu)劣金屬材料在壓力加工時成形的難易程度。可鍛性的優(yōu)劣是以金屬的是以金屬的塑性塑性和和變形抗力變形抗力來綜合評定的。來綜合評定的。1 . 1 . 可鍛性的衡量指標可鍛性的衡量指標* *1 1）塑性：）塑性：2 2）變形抗力：）變形抗力：材料的塑性越好，其可鍛性越好。材料的塑性越好，其可鍛性越好。材料的變形抗力越小，其可鍛性越好。材料的變形抗力越小，其可鍛性越好。 塑性塑性是指金屬材料在外力作用下產生永久變形，而不是指金屬材

18、料在外力作用下產生永久變形，而不破壞其完整性的能力。破壞其完整性的能力。 變形抗力變形抗力是指金屬對變形的抵抗力。是指金屬對變形的抵抗力。2 . 2 . 影響可鍛性的因素影響可鍛性的因素金屬的可鍛性取決于金屬的可鍛性取決于材料的性質材料的性質(內因內因)和和加工條件加工條件(外因外因)。金屬工藝學第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2021-11-25271 1）金屬的本質（內在因素）金屬的本質（內在因素）化學成分：化學成分：組織狀態(tài)：組織狀態(tài)：純金屬純金屬和和固溶體固溶體具有良好的可鍛性。具有良好的可鍛性。2 2）加工條件）加工條件（外在因素）（外在因素）變形溫度：變形溫度： T T溫溫越

19、高，材料的可鍛性越好。越高，材料的可鍛性越好。溫度溫度原子的運動能力原子的運動能力容易滑移容易滑移塑性塑性變形抗力變形抗力可鍛可鍛性改善性改善.過熱：過熱：超過一定溫度，晶粒急劇長大，鍛造性能超過一定溫度，晶粒急劇長大，鍛造性能， 機械性能機械性能。已過熱工件可通過鍛造，控制冷卻速度，熱處。已過熱工件可通過鍛造，控制冷卻速度，熱處理，使晶粒細化。理，使晶粒細化。 過燒：過燒：接近材料熔化溫度，晶間的低熔點物質開始熔化，且晶界接近材料熔化溫度，晶間的低熔點物質開始熔化，且晶界上形成氧化層。金屬失去鍛造性能，一擊便碎，無法挽回。上形成氧化層。金屬失去鍛造性能，一擊便碎，無法挽回。金屬工藝學第三篇第

20、三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2021-11-2528始鍛溫度始鍛溫度：終鍛溫度終鍛溫度：過熱、過燒過熱、過燒 缺陷缺陷加工硬化加工硬化45: 1200 800變形速度變形速度 ：單位時間的變形程度。：單位時間的變形程度。加工硬化積累加工硬化積累塑性塑性，變形抗力，變形抗力，可鍛性變差可鍛性變差變形熱效應變形熱效應塑性塑性，變形抗力，變形抗力，可鍛性變好可鍛性變好變形速度變形速度變 形 速 度塑塑性、性、變變形形抗抗力力塑塑性性變形抗力變形抗力a變形速度對塑性及變形抗力的影響變形速度對塑性及變形抗力的影響金屬工藝學第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2021-11-2529應力狀態(tài)：應力狀態(tài)

21、：金屬工藝學第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2021-11-2530第一節(jié)第一節(jié) 鍛造方法鍛造方法 金屬塑性成型方法金屬塑性成型方法主要分為主要分為無模自由成型無模自由成型(也稱為自由鍛也稱為自由鍛)和和模膛塑性成型模膛塑性成型(也稱為模鍛也稱為模鍛)。 只用簡單的通用性工具或在鍛造設備的上、下砧間直接使只用簡單的通用性工具或在鍛造設備的上、下砧間直接使坯料變形而獲得所需鍛件的鍛造方法。坯料變形而獲得所需鍛件的鍛造方法。一、自由鍛造一、自由鍛造 優(yōu)點：優(yōu)點：設備工具簡單、通用性大，成本低，工藝靈活性，使設備工具簡單、通用性大，成本低，工藝靈活性，使用范圍廣，特別適用于用范圍廣，特別適用于

22、單件、小批量生產單件、小批量生產。自由鍛是大型件唯一自由鍛是大型件唯一的鍛造方法的鍛造方法。 缺點：缺點：生產率低，勞動強度大，鍛件精度差、表面粗糙、加生產率低，勞動強度大，鍛件精度差、表面粗糙、加工余量大。工余量大。金屬工藝學第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2021-11-2531 自由鍛分自由鍛分為自由鍛分自由鍛分為手工自由鍛手工自由鍛和和機器自由鍛機器自由鍛兩種，目前大兩種，目前大多采用機器鍛造。多采用機器鍛造。 （1）手工自由鍛手工自由鍛：使用：使用鍛錘鍛錘（空氣錘和蒸汽（空氣錘和蒸汽-空氣自由鍛空氣自由鍛錘），依靠產生的錘），依靠產生的沖擊力沖擊力使金屬坯料變形，由于能力有限，

23、只用使金屬坯料變形，由于能力有限，只用來鍛造來鍛造中、小型中、小型鍛件。鍛件。 （2）機器自由鍛機器自由鍛：使用：使用液壓機（液壓機（水壓機和油壓機水壓機和油壓機），依靠產，依靠產生的生的靜壓力靜壓力使金屬坯料變形。其中，水壓機可產生很大作用力，使金屬坯料變形。其中，水壓機可產生很大作用力，能鍛造質量達能鍛造質量達300t的鍛件，是的鍛件，是重型重型機械廠鍛造生產的主要設備。機械廠鍛造生產的主要設備。金屬工藝學第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2021-11-2532基本工序基本工序：使金屬坯料實現(xiàn)較大變形，達到或基本達到鍛：使金屬坯料實現(xiàn)較大變形，達到或基本達到鍛件所需形狀和尺寸的工序。

24、主要包括：件所需形狀和尺寸的工序。主要包括：鐓粗、拔長、沖鐓粗、拔長、沖孔孔、彎曲、錯移、扭轉等。、彎曲、錯移、扭轉等。輔助工序輔助工序：進行基本工序之前的預變形工序。如壓鉗口、進行基本工序之前的預變形工序。如壓鉗口、倒棱、壓肩等。倒棱、壓肩等。精整工序精整工序：在完成基本工序之后，用以提高鍛件尺寸及位在完成基本工序之后，用以提高鍛件尺寸及位置精度的工序。置精度的工序。如修整鼓形、平整端面、校直彎曲。如修整鼓形、平整端面、校直彎曲。金屬工藝學第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2021-11-25332、自由鍛基本工序、自由鍛基本工序（1 1）鐓粗）鐓粗 定義：定義：使坯料高度減小，橫截面積

25、增大的鍛造工序，若使材料局部截面增大則為局部鐓粗。鐓粗后坯料表面將成鼓形。適用：適用：1）鍛造高度小、截面大的餅塊、盤套類的工件。 2）空心鍛件沖孔前的端面平整。 3）增加桿類零件拔長時的鍛造比。注意：注意：為防止鐓粗時產生彎曲，坯料的高徑比為：1. 5H0/D02.5金屬工藝學第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2021-11-2534當鐓粗時的當鐓粗時的H0/D0 2.53時時金屬工藝學第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2021-11-2535（2）拔長拔長 定義：定義：使坯料橫截面積減小，長度增加的鍛造工序。適用鍛造軸類、桿類工件。注意：1）拔長的送進量應小于坯料寬度； 2）拔長矩

26、形坯料時，要不斷將坯料翻轉90，以免偏心與彎曲； 3）將圓形斷面坯料拔長為圓形斷面鍛件時，應先拔長為較大截面的方坯，再拔長為小方坯，最后滾圓成圓棒； 4）為達到規(guī)定的鍛造比和改變金屬內部組織結構，鍛制以鋼錠為坯料的鍛件時，拔長經常與鐓粗交替反復使用。金屬工藝學第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2021-11-2536拔長拔長 拔長套筒類的空心鍛件時，要使用一定錐度的芯棒，稱為芯軸拔長。芯軸拔長。金屬工藝學第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2021-11-2537（3 3）沖孔）沖孔定義：定義：使坯料具有通孔或盲孔的鍛造工序。注意：1）主要用于帶孔的餅塊類鍛件及長筒類鍛件的成形； 2）孔

27、徑大于400mm，采用空心沖子沖孔； 3）薄餅類鍛件上的孔在墊環(huán)上進行單面沖孔； 4）孔徑小于25mm，不沖出； 5）圓環(huán)類鍛件，沖孔后還應進行擴孔； 6）為了保證沖孔質量，應先將坯料鐓粗并使端面平整， 常用方法：鐓粗沖孔； 鐓粗沖孔擴孔。金屬工藝學第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2021-11-2538擴孔擴孔 減小空心坯料的壁厚而增大其內、外徑的鍛造工序，稱為芯軸擴孔。芯軸擴孔。金屬工藝學第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2021-11-2539（4 4）彎曲）彎曲定義：定義：使坯料彎成規(guī)定外形的鍛造工序。 金屬工藝學第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2021-11-2540

28、（5 5）錯移）錯移定義：定義：使坯料的一部分相對于另一部分平移錯開的鍛造工序，用來鍛造曲拐或曲軸、麻花鉆等工件。 金屬工藝學第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2021-11-2541（1） 盡量避免錐體和斜面結構盡量避免錐體和斜面結構鍛造工藝復雜鍛造工藝復雜操作不方便操作不方便成形困難成形困難降低設備的使用率降低設備的使用率軸類鍛件結構軸類鍛件結構金屬工藝學第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2021-11-2542（2）鍛件應由簡單的幾何體組成（避免圓柱與圓柱面）鍛件應由簡單的幾何體組成（避免圓柱與圓柱面相交相交(相貫線）相貫線）)桿類鍛件結構桿類鍛件結構金屬工藝學第三篇第三篇 金屬

29、塑性加工金屬塑性加工上次課內容的回顧上次課內容的回顧回復回復溫度高，消除格扭曲溫度高，消除格扭曲 ，消除部分加工硬化。，消除部分加工硬化。再結晶再結晶 溫度到該金屬熔點絕對溫度的溫度到該金屬熔點絕對溫度的0.4倍時，消除全部加工硬化倍時，消除全部加工硬化。冷變形及熱變形冷變形及熱變形再結晶溫度（上、下）再結晶溫度（上、下） 具有纖維組織的金屬，具有纖維組織的金屬，各個方向上的力學性能不相同各個方向上的力學性能不相同。順纖維。順纖維方向的力學性能比橫纖維方向的好。盡量使纖維組織不被切斷。方向的力學性能比橫纖維方向的好。盡量使纖維組織不被切斷。加工硬化：加工硬化：強度和硬度上升而塑性下降的現(xiàn)象稱為

30、加工硬化。強度和硬度上升而塑性下降的現(xiàn)象稱為加工硬化。有利有利：強化金屬材料：強化金屬材料不利不利：進一步的塑性變形帶來困難：進一步的塑性變形帶來困難原因：原因：滑移面附近的晶粒碎晶塊，晶格扭曲畸變，增大滑移面附近的晶粒碎晶塊，晶格扭曲畸變，增大滑移阻力，使滑移難以進行?；谱枇?，使滑移難以進行。金屬工藝學第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工上次課內容的回顧上次課內容的回顧避免錐體和斜面結構避免錐體和斜面結構幾何體間的交接處幾何體間的交接處不應形成空間曲線不應形成空間曲線常用的鍛造方法常用的鍛造方法:自由鍛和模鍛自由鍛和模鍛自由鍛是大型件唯一的鍛造方法。自由鍛是大型件唯一的鍛造方法。自由鍛基

31、本工序自由鍛基本工序:鐓粗、拔長、沖孔、彎曲、扭轉、切割等。鐓粗、拔長、沖孔、彎曲、扭轉、切割等。金屬的可鍛性金屬的可鍛性可鍛性的優(yōu)劣是以金屬的可鍛性的優(yōu)劣是以金屬的塑性塑性和和變形抗力變形抗力來綜合評定的來綜合評定的金屬工藝學第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2021-11-2545（3）鍛件設計應避免出現(xiàn)加強筋、凸臺等異形結構）鍛件設計應避免出現(xiàn)加強筋、凸臺等異形結構盤類鍛件結構盤類鍛件結構(a) 工藝性差的結構工藝性差的結構 (b) 工藝性好的結構工藝性好的結構金屬工藝學第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2021-11-2546（4）避免鍛打橫截面有急劇變化或形狀復雜的鍛件）避免

32、鍛打橫截面有急劇變化或形狀復雜的鍛件,可分段鍛造，再用機械連接或焊接組成整體。可分段鍛造，再用機械連接或焊接組成整體。組合類鍛件結構組合類鍛件結構金屬工藝學第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2021-11-25473、鍛件分類及基本工序方案、鍛件分類及基本工序方案（1 1）盤類零件）盤類零件鍛造工序：鐓粗（或拔長及鐓粗），沖孔鍛造工序：鐓粗（或拔長及鐓粗），沖孔（2 2）軸類零件）軸類零件鍛造工序：拔長（或鐓粗及拔長），切肩和鍛臺階鍛造工序：拔長（或鐓粗及拔長），切肩和鍛臺階金屬工藝學第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2021-11-2548（3 3）筒類零件）筒類零件鍛造工序：鐓粗（

33、或拔長及鐓粗），沖孔，在心軸上拔長鍛造工序：鐓粗（或拔長及鐓粗），沖孔，在心軸上拔長（4 4）環(huán)類零件）環(huán)類零件鍛造工序：鐓粗（或拔長及鐓粗），沖孔，在心軸上擴孔鍛造工序：鐓粗（或拔長及鐓粗），沖孔，在心軸上擴孔金屬工藝學第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2021-11-2549（5 5）曲軸類零件）曲軸類零件鍛造工序：拔長（或鐓粗及拔長），錯移，鍛臺階，扭轉鍛造工序：拔長（或鐓粗及拔長），錯移，鍛臺階，扭轉（6 6）彎曲類零件）彎曲類零件鍛造工序：拔長，彎曲鍛造工序：拔長，彎曲金屬工藝學第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2021-11-2550二、模鍛二、模鍛模鍛模鍛是利用是利用模具

34、模具使坯料變形而獲得所需鍛件的鍛造方法。使坯料變形而獲得所需鍛件的鍛造方法。特點：特點：1 1）生產率高；）生產率高； 2 2）鍛件的尺寸精度和表面質量高；）鍛件的尺寸精度和表面質量高；3 3）材料利用率高；）材料利用率高； 4 4）可鍛造形狀較復雜的零件；）可鍛造形狀較復雜的零件；5 5）模具成本高、設備昂貴；）模具成本高、設備昂貴；6 6）鍛件不能任意大。一般不得超過）鍛件不能任意大。一般不得超過150kg150kg。固定模鍛生產設備固定模鍛生產設備 蒸氣蒸氣 空氣模鍛錘空氣模鍛錘 曲柄壓力機曲柄壓力機 摩擦壓力機摩擦壓力機 平鍛機平鍛機 模鍛按使用設備的不同，可分為：模鍛按使用設備的不同

35、，可分為：固定模鍛固定模鍛（錘上模鍛、錘上模鍛、壓力機上模鍛）和壓力機上模鍛）和胎模鍛胎模鍛。金屬工藝學第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2021-11-2551蒸氣蒸氣 空氣模鍛錘空氣模鍛錘金屬工藝學第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2021-11-2552曲柄壓力機曲柄壓力機行程不能調節(jié)行程不能調節(jié)不能拔長和滾擠；不能拔長和滾擠；每個變形工步在一次每個變形工步在一次行程中完成行程中完成。金屬工藝學第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2021-11-2553摩擦壓力機摩擦壓力機 螺桿與滑塊非剛性連螺桿與滑塊非剛性連接，承受偏心能力差；接，承受偏心能力差； 滑塊行程、打擊能滑塊行程、

36、打擊能量可自動調節(jié)。量可自動調節(jié)。金屬工藝學第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2021-11-2554平鍛機平鍛機電動機運動傳到電動機運動傳到6 6曲軸后，曲軸后，一方面通過主滑塊一方面通過主滑塊8 8帶動帶動1010凸模作縱向運動。同時，凸模作縱向運動。同時，通過凸輪通過凸輪1919帶動側滑塊帶動側滑塊1717，經杠桿系統(tǒng)經杠桿系統(tǒng)1616帶動活動凹帶動活動凹模模1414橫向運動橫向運動金屬工藝學第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2021-11-25551、錘上模鍛、錘上模鍛鍛模鍛模模膛模膛飛邊槽飛邊槽橋部橋部倉部倉部 形成鍛件基本形狀和尺寸的空腔。形成鍛件基本形狀和尺寸的空腔。 容

37、納多余的金屬。容納多余的金屬。 增加金屬流動的阻力，促使金屬充滿模膛。增加金屬流動的阻力，促使金屬充滿模膛。錘上模鍛所用的鍛模錘上模鍛所用的鍛模飛邊槽飛邊槽金屬工藝學第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2021-11-2556單模膛鍛模及其固定單模膛鍛模及其固定 1下模下模 2上模上模 3錘頭錘頭 4模座模座 5上模用楔上模用楔 6上模用鍵上模用鍵 7下模用楔下模用楔 8下模用鍵下模用鍵 9模座楔模座楔 10砧座砧座 A坯料坯料 B變形變形 C帶飛邊的鍛件帶飛邊的鍛件 D切下的飛邊切下的飛邊 E鍛件鍛件 金屬工藝學第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2021-11-2557模膛模膛模鍛模膛

38、模鍛模膛制坯模膛制坯模膛預鍛模膛預鍛模膛終鍛模膛終鍛模膛拔長模膛拔長模膛滾壓模膛滾壓模膛彎曲模膛彎曲模膛切斷模膛切斷模膛a、金屬工藝學第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2021-11-2558預鍛模膛預鍛模膛沒有毛沒有毛( 飛飛 )邊槽邊槽, 模鍛斜度和圓角半徑較模鍛斜度和圓角半徑較大大。容納多余的金屬容納多余的金屬增加充型力增加充型力金屬工藝學第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2021-11-2559a、終鍛后在孔內留下一薄層金屬，稱為終鍛后在孔內留下一薄層金屬，稱為沖孔連皮沖孔連皮。金屬工藝學第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2021-11-2560彎曲連桿鍛造過程彎曲連桿鍛造

39、過程彎曲連桿鍛造過程彎曲連桿鍛造過程彎彎曲曲連連桿桿模模鍛鍛模模膛膛金屬工藝學第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2021-11-25612、胎模鍛、胎模鍛 在在自由鍛自由鍛設備上，采用不與上、下砧相連接的活動模具生設備上，采用不與上、下砧相連接的活動模具生產模鍛件的方法。產模鍛件的方法。 胎模鍛胎模鍛1）胎模鍛與自由鍛相比）胎模鍛與自由鍛相比, 胎模鍛件具有胎模鍛件具有: 形狀和尺寸靠模具來保證。形狀和尺寸靠模具來保證。 尺寸精度和表面質量高尺寸精度和表面質量高, 加工余量小。加工余量小。 纖維分布合理纖維分布合理 , 內部組織致密內部組織致密 , 鍛件質量較高。鍛件質量較高。 操作簡便操

40、作簡便 , 生產率較高。生產率較高。2.胎模鍛與錘上模鍛相比胎模鍛與錘上模鍛相比, 胎模鍛具有胎模鍛具有: 生產工藝適應性較好生產工藝適應性較好, 操作靈活。操作靈活。 胎模結構較簡單胎模結構較簡單, 制造容易制造容易, 制造周期短制造周期短 , 成本較低。成本較低。 不需要昂貴的設備不需要昂貴的設備, 能用小設備鍛制大鍛件能用小設備鍛制大鍛件, 適合中小批適合中小批量生產。量生產。金屬工藝學第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2021-11-25621. 1. 扣模扣模胎膜按其結構大致可分為胎膜按其結構大致可分為扣?？勰！⑻啄Ｌ啄＜凹昂夏：夏ＨN類型。三種類型。 （1）用來對坯料進行全部或

41、局部扣形，以生產）用來對坯料進行全部或局部扣形，以生產長桿類非回長桿類非回轉體鍛件轉體鍛件； （2）為合模鍛造進行制坯；）為合模鍛造進行制坯； （3）用扣模鍛造時坯料不轉動。）用扣模鍛造時坯料不轉動。金屬工藝學第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2021-11-25632. 2. 筒模筒模筒模主要用于鍛造齒輪、法蘭盤等筒模主要用于鍛造齒輪、法蘭盤等盤類鍛件盤類鍛件。金屬工藝學第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2021-11-25643. 3. 合模合模 合模由上模和下模組成，并有導向結構，可生產形狀復合模由上模和下模組成，并有導向結構，可生產形狀復雜精度較高的雜精度較高的非回轉體鍛件非回

42、轉體鍛件。金屬工藝學第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2021-11-25653 3、模模鍛件的結構工藝性鍛件的結構工藝性 1 1）必須有一個合理的分模面。）必須有一個合理的分模面。分模面分模面；分模面的選擇應使分模面的選擇應使模膛淺而對稱模膛淺而對稱；分模面的選擇應使鍛件上所加分模面的選擇應使鍛件上所加敷料最少敷料最少；分模面應最好是分模面應最好是平直面平直面。分模面的定義：分模面的定義：分模面的選擇原則：分模面的選擇原則：金屬工藝學第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2021-11-2566必須有一個合理的分模面必須有一個合理的分模面金屬工藝學第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2

43、021-11-25672 2）只對機件配合面進行機加工。只對機件配合面進行機加工。3 3）一定要有模鍛斜度和圓角。一定要有模鍛斜度和圓角。金屬工藝學第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2021-11-25684 4）外形力求簡單）外形力求簡單, , 平直和對稱平直和對稱, ,避免零件截面間差別過大避免零件截面間差別過大, ,例例如：薄壁、高筋、凸起等。如：薄壁、高筋、凸起等。金屬工藝學第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2021-11-25695 5）在結構設計時應避免有深孔或多孔結構，只能設計余塊，）在結構設計時應避免有深孔或多孔結構，只能設計余塊，鍛后機械加工成形。鍛后機械加工成形。金

44、屬工藝學第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2021-11-25706 6）簡化模鍛工藝）簡化模鍛工藝, , 采用鍛采用鍛 焊組合工藝。焊組合工藝。金屬工藝學第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2021-11-2571第二節(jié)第二節(jié) 錘上模鍛錘上模鍛工藝規(guī)程的制定工藝規(guī)程的制定 制訂錘上模鍛工藝規(guī)程：制訂錘上模鍛工藝規(guī)程：（1）繪制鍛件圖：）繪制鍛件圖： （a）選擇分模面）選擇分模面 （b）確定余量、公差和敷料）確定余量、公差和敷料 （c）確定模鍛斜度）確定模鍛斜度 （d）確定圓角半徑）確定圓角半徑（2）計算坯料的質量和尺寸）計算坯料的質量和尺寸（3）模鍛工序的選擇）模鍛工序的選擇（4）制定

45、修整工序）制定修整工序金屬工藝學第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2021-11-2572第二節(jié)第二節(jié) 鍛造工藝規(guī)程的制定鍛造工藝規(guī)程的制定 一、繪制鍛件圖一、繪制鍛件圖1 1）分模面的選擇）分模面的選擇分模面分模面；分模面的選擇應使分模面的選擇應使模膛深度小（利于金屬填充和取件）模膛深度?。ɡ诮饘偬畛浜腿〖环帜Ｃ娴倪x擇應使分模面的選擇應使模膛對稱（易于發(fā)現(xiàn)錯模）模膛對稱（易于發(fā)現(xiàn)錯模）；分模面的選擇應使鍛件上所加分模面的選擇應使鍛件上所加敷料最少敷料最少；分模面的選擇原則：分模面的選擇原則：分模面應最好是分模面應最好是平直面平直面。金屬工藝學第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2

46、021-11-25732 2）確定加工余量、公差和敷料）確定加工余量、公差和敷料加工余量：14mm公差：0.33mm1 1）加工余量）加工余量：在零件加工表面上為機械加工而增加的尺寸。：在零件加工表面上為機械加工而增加的尺寸。3 3）敷料）敷料( (余塊余塊) ) : :為了簡化為了簡化零件的形狀和結構、便于鍛零件的形狀和結構、便于鍛造而增加的一部分金屬。造而增加的一部分金屬。2 2）公差）公差：鍛件的實際尺寸與：鍛件的實際尺寸與名義尺寸之間所允許的偏差。名義尺寸之間所允許的偏差?？讖叫∮?0mm時，一般不直接鍛出。金屬工藝學第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2021-11-25743 3

47、）設計模鍛斜度）設計模鍛斜度外壁斜度：57 0內壁斜度：712 04 4）設計模鍛圓角）設計模鍛圓角內圓角：內圓角：r = 1.5r = 1.512mm12mm外圓角：外圓角：R=R=（2 23 3）r r 鍛件所有兩平面的交鍛件所有兩平面的交角處都應做成圓角，可以角處都應做成圓角，可以易于充滿模膛，避免尖角易于充滿模膛，避免尖角處產生裂紋，減緩鍛件外處產生裂紋，減緩鍛件外尖角處的磨損。模膛越深，尖角處的磨損。模膛越深，圓角半徑越大。圓角半徑越大。 為方便鍛件脫模，鍛件沿錘擊方向應有一定的斜度。模膛為方便鍛件脫模，鍛件沿錘擊方向應有一定的斜度。模膛越深，斜度越大。內側斜度比外側稍大些。越深，斜

48、度越大。內側斜度比外側稍大些。金屬工藝學第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2021-11-25755 5）確定沖孔連皮）確定沖孔連皮（1）孔徑d大于25mm的通孔應鍛出，但需留沖孔連皮。（2）當孔徑d=3080mm時，沖出連皮的厚度s=48mm。（3）孔徑d小于25mm或孔深大于沖頭直徑3倍時,只壓出凹穴。 模鍛只能鍛出盲孔，不能鍛出通孔。 具有通孔的鍛件，不可能靠上、下模模膛的突起部分將具有通孔的鍛件，不可能靠上、下模模膛的突起部分將沖孔處的金屬全部擠掉，故終鍛后在鍛件孔內總要留下一層沖孔處的金屬全部擠掉，故終鍛后在鍛件孔內總要留下一層薄金屬，稱薄金屬，稱沖孔連皮沖孔連皮。金屬工藝學第三

49、篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2021-11-2576 上述各參數(shù)確定后，便可繪制上述各參數(shù)確定后，便可繪制鍛件圖鍛件圖。下圖為齒。下圖為齒輪坯的模鍛鍛件圖。雙點劃線為零件輪廓外形，分模輪坯的模鍛鍛件圖。雙點劃線為零件輪廓外形，分模面選在鍛件高度的中部。零件輪輻部分不加工，故不面選在鍛件高度的中部。零件輪輻部分不加工，故不留加工余量。圖中內孔中部的兩條水平直線為沖孔連留加工余量。圖中內孔中部的兩條水平直線為沖孔連皮切除后的痕跡線。皮切除后的痕跡線。金屬工藝學第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2021-11-2577坯料質量坯料質量 模鍛件質量模鍛件質量+毛邊質量毛邊質量+氧化損失氧化損

50、失坯料截面積坯料截面積 (0.61.0) 鍛件最大部分截面積鍛件最大部分截面積 二、計算坯料的質量和尺寸二、計算坯料的質量和尺寸三、模鍛工序的選擇三、模鍛工序的選擇1）長軸類鍛件的基本工步）長軸類鍛件的基本工步:拔長拔長; 滾擠滾擠; 彎曲彎曲; 預鍛預鍛; 終鍛等。終鍛等。2）餅塊類鍛件的基本工步）餅塊類鍛件的基本工步:鐓粗制坯鐓粗制坯 ( 拔長拔長 ; 滾擠滾擠 ; 打扁打扁) ; 終鍛等。終鍛等。金屬工藝學第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2021-11-2578金屬工藝學第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2021-11-2579切邊切邊校正校正沖孔沖孔四、制訂修整工序四、制訂修

51、整工序金屬工藝學第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2021-11-2580 板料沖壓：板料沖壓：利用利用沖模沖模對金屬板料施加壓力，使其產生對金屬板料施加壓力，使其產生分離分離或或變形變形獲得所需零件的工藝方法。獲得所需零件的工藝方法。 板料沖壓一般是在冷態(tài)下進行的，所以又叫板料沖壓一般是在冷態(tài)下進行的，所以又叫冷沖壓冷沖壓。只有。只有當板厚超過當板厚超過810mm時，才采用時，才采用熱沖壓熱沖壓。板料沖壓具有下列特點：板料沖壓具有下列特點： 便于實現(xiàn)自動化，生產率很高，操作簡便。便于實現(xiàn)自動化，生產率很高，操作簡便。 節(jié)省原材料，節(jié)省能源消耗。節(jié)省原材料，節(jié)省能源消耗。 產品重量輕、強度

52、高、剛性好。產品重量輕、強度高、剛性好。 產品尺寸穩(wěn)定，互換性好，可以加工形狀復雜的零件產品尺寸穩(wěn)定，互換性好，可以加工形狀復雜的零件。金屬工藝學第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2021-11-25812. 2. 沖床：沖床：1. 剪床：剪床：下料設備。下料設備。1 1）斜刃剪）斜刃剪2 2）平刃剪）平刃剪3 3）圓盤剪）圓盤剪1 1）開式沖床）開式沖床2 2）閉式沖床）閉式沖床金屬工藝學第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2021-11-2582第一節(jié)第一節(jié) 分離工序分離工序 沖裁：板料沿封閉輪廓分離的工序沖裁：板料沿封閉輪廓分離的工序分離工序：分離工序：使坯料的一部分相對另一部分產

53、生分離的工序。板料沖壓的基本工序可分為板料沖壓的基本工序可分為分離工序分離工序和和變形工序變形工序兩大類。兩大類。一、沖裁一、沖裁 沖裁包括沖裁包括落料落料和和沖孔沖孔兩個具體工序。兩個具體工序。成形工序：拉深、彎曲、脹形和翻邊成形工序：拉深、彎曲、脹形和翻邊分離工序：剪切、落料、沖孔和修整分離工序：剪切、落料、沖孔和修整落料落料：被分離的部分為：被分離的部分為成品成品，而周邊是，而周邊是廢料廢料；沖孔沖孔：被分離的部分為：被分離的部分為廢料廢料，而周邊是，而周邊是成品成品;金屬工藝學第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2021-11-2583相同：相同：1、模具結構；、模具結構；2、坯料變

54、形過程。、坯料變形過程。問題問題 ：沖孔和落料有何異同？沖孔和落料有何異同？金屬工藝學第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工上次課內容的回顧上次課內容的回顧終鍛模膛：終鍛模膛： 沿模膛四周有沿模膛四周有飛邊槽飛邊槽，用以，用以增加增加金屬從模膛中流出的金屬從模膛中流出的阻力阻力，促使金屬充滿模膛促使金屬充滿模膛，同時，同時容納多余的金屬容納多余的金屬。 終鍛后在孔內留下一薄層金屬，稱為終鍛后在孔內留下一薄層金屬，稱為沖孔連皮。沖孔連皮。固定模鍛固定模鍛: 預鍛模膛、終鍛模膛、預鍛模膛、終鍛模膛、制坯制坯模膛模膛模鍛圓角半徑模鍛圓角半徑 鍛件上所有轉角處都應做成圓角。一般內圓角半徑應大于其外圓半

55、徑。鍛件上所有轉角處都應做成圓角。一般內圓角半徑應大于其外圓半徑。模鍛斜度、加工余量、圓角、沖孔連皮模鍛斜度、加工余量、圓角、沖孔連皮基本工序：基本工序：分離工序、變形工序分離工序、變形工序分離工序：分離工序：如如落料、沖孔落料、沖孔、切斷、精沖等、切斷、精沖等 模鍛只能鍛出盲孔，不能鍛出通孔。2021-11-2584金屬工藝學第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2021-11-25851 1）沖裁的變形過程）沖裁的變形過程金屬工藝學第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工沖裁件斷面質量及其影響因素沖裁件斷面質量及其影響因素 塌角塌角(圓角帶）圓角帶）a：它是在沖裁過它是在沖裁過程中刃口附近的

56、材料被牽連拉入程中刃口附近的材料被牽連拉入變形（彎曲和拉伸）的結果。變形（彎曲和拉伸）的結果。光面（光亮帶）光面（光亮帶）b：它是在塑性它是在塑性變形過程中凸模（或凹模）擠壓變形過程中凸模（或凹模）擠壓切入材料，使其受到剪切應力切入材料，使其受到剪切應力和和擠壓應力擠壓應力的作用而形成的。的作用而形成的。毛面（斷裂帶）毛面（斷裂帶）c：它是由于刃它是由于刃口處的微裂紋在拉應力口處的微裂紋在拉應力作用下作用下不斷擴展斷裂而形成的。不斷擴展斷裂而形成的。毛刺毛刺d：沖裁毛刺是在刃口附近沖裁毛刺是在刃口附近的側面上材料出現(xiàn)微裂紋時形成的側面上材料出現(xiàn)微裂紋時形成的。的。v要提高沖裁件的質量，就要增大

57、要提高沖裁件的質量，就要增大光面的寬度，縮小塌角和毛刺高光面的寬度，縮小塌角和毛刺高度，并減少沖裁件翹曲。度，并減少沖裁件翹曲。2021-11-2586 沖裁件斷面的質量主要與凸凹模間隙、刃口鋒利程度有關，同時也受模沖裁件斷面的質量主要與凸凹模間隙、刃口鋒利程度有關，同時也受模具結構、材料性能及板料厚度等因素影響。具結構、材料性能及板料厚度等因素影響。金屬工藝學第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2021-11-2587a a( (小）?。゜ b（好）（好）c c（大）（大）v當間隙過小時，如（當間隙過小時，如（圖圖a a）所示，）所示，凸模刃口裂紋外錯，沖裁件產生第凸模刃口裂紋外錯，沖裁件

58、產生第二次剪切，出現(xiàn)第二光亮帶，塌角、二次剪切，出現(xiàn)第二光亮帶，塌角、毛刺都有所減小，毛刺都有所減小，工件質量較高，工件質量較高，模具壽命下降。模具壽命下降。v當間隙過大時，如（當間隙過大時，如（圖圖c c）所示，）所示，凸模刃口裂紋內錯，沖裁件產生第凸模刃口裂紋內錯，沖裁件產生第二次拉裂，光亮帶減小，塌角與毛二次拉裂，光亮帶減小，塌角與毛刺增大，刺增大，沖裁件質量下降，模具壽沖裁件質量下降，模具壽命較高。命較高。v當間隙合適時，如（當間隙合適時，如（圖圖b b）所示，）所示，這時這時光亮帶光亮帶約占板厚的約占板厚的1/21/21/31/3左左右，切斷面的塌角和毛刺、斷裂帶右，切斷面的塌角和毛

59、刺、斷裂帶均很小。零件的尺寸幾乎與模具一均很小。零件的尺寸幾乎與模具一致，完全可以滿足使用要求。致，完全可以滿足使用要求。凸凹模間隙對沖裁件質量的影響凸凹模間隙對沖裁件質量的影響沖裁間隙（沖裁間隙（Z）Z = D dZ = （5%10%）t （t為板厚）為板厚）金屬工藝學第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2021-11-25881）設計）設計落料模落料模時，時，落料件落料件D凹凹 = d落落 D凸凸= D凹凹 Z2）設計）設計沖孔沖孔模模時，時，沖孔件沖孔件D凸凸 = d孔孔 D凹凹 = D凸凸 + Z落料件落料件沖孔件沖孔件凸凹模刃口尺寸的確定凸凹模刃口尺寸的確定在在沖裁件尺寸沖裁件尺寸

60、的測量和使用中，都是以的測量和使用中，都是以光面的尺寸為基準光面的尺寸為基準。落料件落料件的光面的光面是是凹模刃口凹模刃口擠切材料產生的擠切材料產生的孔孔的光面的光面是是凸模刃口凸模刃口擠切材料產生的擠切材料產生的金屬工藝學第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2021-11-2589排樣：排樣：沖裁件在條料、帶料或板料上合理布置的方法。沖裁件在條料、帶料或板料上合理布置的方法。 排樣合理可使廢料最少，材料利用率高。排樣合理可使廢料最少，材料利用率高。落料件的排樣有兩種類型：無搭邊排樣和有搭邊排樣。落料件的排樣有兩種類型：無搭邊排樣和有搭邊排樣。金屬工藝學第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工