第八章-工程材料-塑性加工

1、第八章第八章 塑性加工塑性加工作者：陳瑞玲作者：陳瑞玲概述概述 金屬金屬在外力作用下產(chǎn)生塑性變形，在外力作用下產(chǎn)生塑性變形，獲得具獲得具有一定形狀、尺寸和力學(xué)性能的產(chǎn)品有一定形狀、尺寸和力學(xué)性能的產(chǎn)品( (原材料、原材料、毛坯或零件毛坯或零件) )的加工方法，又稱壓力加工的加工方法，又稱壓力加工 固態(tài)流動(dòng)成形固態(tài)流動(dòng)成形一一. .優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) 1.1.力學(xué)性能優(yōu)力學(xué)性能優(yōu) 組織細(xì)、密，形成鍛造流線組織細(xì)、密，形成鍛造流線 2.2.材料利用率高材料利用率高 是通過材料轉(zhuǎn)移是通過材料轉(zhuǎn)移( (體積不變體積不變) )的無屑成形，精密塑性加工方法可實(shí)現(xiàn)無切的無屑成形，精密塑性加工方法可實(shí)現(xiàn)無切屑加工屑加工

2、294 3. 3.適應(yīng)性較廣適應(yīng)性較廣 合金種類與制品尺寸、重量合金種類與制品尺寸、重量范圍廣范圍廣 4.4.生產(chǎn)率高生產(chǎn)率高 易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化二二. .局限局限 1.1.要求材料具有良好塑性要求材料具有良好塑性 2.2.形狀通常較鑄件簡單，特別是內(nèi)腔形狀通常較鑄件簡單，特別是內(nèi)腔 3.3.設(shè)備、模具投資費(fèi)用高設(shè)備、模具投資費(fèi)用高三三. .應(yīng)用應(yīng)用 廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)各領(lǐng)域，制作各種原材料、廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)各領(lǐng)域，制作各種原材料、機(jī)械設(shè)備等零件機(jī)械設(shè)備等零件2958.1 8.1 鍛造成形鍛造成形一一. .自由鍛自由鍛( (一一) )概述概述 1.1.概念概念 坯料在上下砧

3、之間受壓坯料在上下砧之間受壓( (沖擊力或靜壓力沖擊力或靜壓力) )后，在非后，在非受力方向自由流動(dòng)塑性變形，獲得鍛件受力方向自由流動(dòng)塑性變形，獲得鍛件 2.2.特點(diǎn)與應(yīng)用特點(diǎn)與應(yīng)用 (1)(1)工具簡單，通用性較大，無需專用模具工具簡單，通用性較大，無需專用模具 (2)(2)大、中、小型件均可鍛造大、中、小型件均可鍛造296 (3) (3)生產(chǎn)率較低，鍛件形狀簡單，精度低，生產(chǎn)率較低，鍛件形狀簡單，精度低，加工余量大，材料損耗多加工余量大，材料損耗多 適于多品種、單件、小批生產(chǎn)，對于大型適于多品種、單件、小批生產(chǎn)，對于大型鍛件，是唯一加工方法鍛件，是唯一加工方法 3.3.設(shè)備設(shè)備 (1)(1

4、)空氣錘空氣錘( (沖擊力沖擊力) ) 鍛造小型件鍛造小型件 (2)(2)蒸汽蒸汽- -空氣錘空氣錘( (沖擊力沖擊力) ) 鍛造質(zhì)量鍛造質(zhì)量1500kg1500kg的鍛件的鍛件 (3)(3)水壓機(jī)水壓機(jī)( (靜壓力靜壓力) ) 鍛造質(zhì)量達(dá)鍛造質(zhì)量達(dá)300t300t的鍛件的鍛件297( (二二) )自由鍛工序自由鍛工序 1.1.基本工序基本工序 使金屬坯料產(chǎn)生塑性變形，獲使金屬坯料產(chǎn)生塑性變形，獲得所需形狀、尺寸的工序得所需形狀、尺寸的工序 (1)(1)鐓粗鐓粗 坯料高度減小、截面增大坯料高度減小、截面增大 (2)(2)拔長拔長 坯料長度增加、截面減小坯料長度增加、截面減小 (3)(3)沖孔沖

5、孔 在坯料上獲得內(nèi)孔在坯料上獲得內(nèi)孔 還有彎曲、切割、扭轉(zhuǎn)、錯(cuò)移等還有彎曲、切割、扭轉(zhuǎn)、錯(cuò)移等 2.2.輔助工序輔助工序 為方便基本工序操作，進(jìn)行的為方便基本工序操作，進(jìn)行的預(yù)先變形工序，如預(yù)先變形工序，如壓肩、倒棱、壓鉗口壓肩、倒棱、壓鉗口 3.3.精整工序精整工序 減少鍛件表面缺陷減少鍛件表面缺陷( (不平、歪不平、歪扭等扭等) )的工序，如的工序，如滾圓平整、校正彎曲等滾圓平整、校正彎曲等298( (三三) )自由鍛工藝規(guī)程的制訂自由鍛工藝規(guī)程的制訂 1.1.繪制鍛件圖繪制鍛件圖 以零件圖為基礎(chǔ)，結(jié)合自由鍛特點(diǎn)繪制以零件圖為基礎(chǔ)，結(jié)合自由鍛特點(diǎn)繪制 (1)(1)敷料敷料 為簡化鍛件形狀，

6、便于鍛造而增為簡化鍛件形狀，便于鍛造而增加的一部分金屬加的一部分金屬 如鍛不出的凹檔、臺階、如鍛不出的凹檔、臺階、小孔、斜面、錐面等小孔、斜面、錐面等 (2)(2)鍛件余量鍛件余量 自由鍛件自由鍛件精度低，表面質(zhì)量差，均要經(jīng)精度低，表面質(zhì)量差，均要經(jīng)切削加工制成零件，切削加工制成零件，鍛件上需鍛件上需增加供切削加工用的金屬增加供切削加工用的金屬299 鍛件余量大小與零件形狀、尺寸有關(guān)鍛件余量大小與零件形狀、尺寸有關(guān), , 具具體可查表體可查表 (3)(3)鍛件公差鍛件公差 鍛件名義尺寸的允許變動(dòng)量鍛件名義尺寸的允許變動(dòng)量鍛件名義尺寸鍛件名義尺寸= =零件名義尺寸零件名義尺寸+(+(敷料敷料)

7、)余量余量 公差根據(jù)鍛件形狀、尺寸及生產(chǎn)條件選取公差根據(jù)鍛件形狀、尺寸及生產(chǎn)條件選取300鍛件圖鍛件圖 2.2.選擇鍛造工序選擇鍛造工序 根據(jù)鍛件形狀和工序特點(diǎn)確定根據(jù)鍛件形狀和工序特點(diǎn)確定(1)(1)盤類零件：鐓粗盤類零件：鐓粗( (或拔長或拔長- -鐓粗鐓粗) )、沖孔等、沖孔等(2)(2)軸類零件：拔長軸類零件：拔長( (或鐓粗或鐓粗- -拔長拔長) )、切肩、切肩、鍛臺階等鍛臺階等301齒輪零件圖齒輪零件圖齒輪鍛件圖齒輪鍛件圖下料下料鐓粗鐓粗墊環(huán)局墊環(huán)局部鐓粗部鐓粗沖孔沖孔沖子沖子擴(kuò)孔擴(kuò)孔修整修整 3.3.坯料質(zhì)量和尺寸計(jì)算坯料質(zhì)量和尺寸計(jì)算 (1)(1)坯料質(zhì)量坯料質(zhì)量 m m坯坯=

8、 =m m鍛鍛+ +m m燒燒+ +m m料頭料頭 m m燒燒2.5m2.5m鍛鍛% % (2)(2)坯料尺寸坯料尺寸 先根據(jù)坯料質(zhì)量先根據(jù)坯料質(zhì)量算出坯料體積算出坯料體積再考慮再考慮鍛造比鍛造比與變形方式與變形方式確定坯料截面尺寸確定坯料截面尺寸鍛造比鍛造比y y= = y y值值, ,可查有關(guān)手冊可查有關(guān)手冊 然后然后確定坯料長度確定坯料長度302變形前坯料截面積變形前坯料截面積F F0 0( (或高度或高度H H0 0) )變形后坯料截面積變形后坯料截面積F F( (或高度或高度H H) ) 此外，還要選擇鍛造設(shè)備此外，還要選擇鍛造設(shè)備, ,確定鍛造溫度范圍和鍛后冷確定鍛造溫度范圍和鍛后

9、冷卻規(guī)范等卻規(guī)范等二二. .模鍛模鍛( (一一) )概述概述 1.1.概念概念 坯料在模具模膛內(nèi)受壓，在模膛限制下流動(dòng)塑性變形，坯料在模具模膛內(nèi)受壓，在模膛限制下流動(dòng)塑性變形，獲得與模膛形狀相符的鍛件獲得與模膛形狀相符的鍛件303 2.2.優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)(1)(1)鍛件精度高鍛件精度高, ,加工余量小加工余量小, ,表面粗糙度小，減少切削加表面粗糙度小，減少切削加工量，材料利用率高工量，材料利用率高(2)(2)可鍛造形狀較復(fù)雜的鍛件可鍛造形狀較復(fù)雜的鍛件(3)(3)鍛件流線分布較完整合理鍛件流線分布較完整合理, ,力學(xué)性能高力學(xué)性能高(4)(4)生產(chǎn)率較高生產(chǎn)率較高, ,易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化 3

10、.3.缺點(diǎn)缺點(diǎn) (1)(1)模具制造費(fèi)用高，不宜小批、單件生產(chǎn)模具制造費(fèi)用高，不宜小批、單件生產(chǎn) (2)(2)受設(shè)備噸位限制，鍛件重量一般受設(shè)備噸位限制，鍛件重量一般150kg150kg 適于中小型鍛件的大批生產(chǎn)，適于中小型鍛件的大批生產(chǎn)，飛機(jī)、坦克、汽飛機(jī)、坦克、汽車、機(jī)車上的鍛件中大部分是模鍛件車、機(jī)車上的鍛件中大部分是模鍛件1.1.設(shè)備設(shè)備 主要使用蒸汽主要使用蒸汽- -空氣模鍛錘空氣模鍛錘304 模鍛錘的錘擊力大小與錘擊頻率可控，在模鍛錘的錘擊力大小與錘擊頻率可控，在各種模鍛方法中具較好適應(yīng)性各種模鍛方法中具較好適應(yīng)性 模鍛件質(zhì)量為模鍛件質(zhì)量為0.50.5150kg150kg 2. 2

11、.鍛模結(jié)構(gòu)鍛模結(jié)構(gòu) 3.3.模膛分類模膛分類( (按功用分按功用分) ) (1) (1)模鍛模膛模鍛模膛 終鍛模膛終鍛模膛 鍛件最終成形的模膛，其形狀與鍛件相同鍛件最終成形的模膛，其形狀與鍛件相同305 要求要求: :終鍛模膛尺寸較鍛件放大一個(gè)收縮量終鍛模膛尺寸較鍛件放大一個(gè)收縮量, ,沿模膛四周開飛邊槽沿模膛四周開飛邊槽: :強(qiáng)迫金屬充填型腔強(qiáng)迫金屬充填型腔, ,并并容納多余金屬容納多余金屬 預(yù)鍛模膛預(yù)鍛模膛 使終鍛時(shí)金屬容易充滿終鍛模膛，形狀、使終鍛時(shí)金屬容易充滿終鍛模膛，形狀、尺寸接近終鍛模膛尺寸接近終鍛模膛, ,要求要求較終鍛模膛圓角和較終鍛模膛圓角和斜度大、不設(shè)飛邊槽斜度大、不設(shè)飛邊

12、槽 形狀簡單、批量小的鍛件可不設(shè)預(yù)鍛模膛形狀簡單、批量小的鍛件可不設(shè)預(yù)鍛模膛 (2)(2)制坯模膛制坯模膛 ( (對形狀復(fù)雜鍛件對形狀復(fù)雜鍛件) )使坯料基本接近模鍛形使坯料基本接近模鍛形狀，以利于金屬很好充滿模膛狀，以利于金屬很好充滿模膛306 拔長模膛拔長模膛 滾擠模膛滾擠模膛 彎曲模膛彎曲模膛 成形模膛成形模膛 4.4.制訂模鍛工藝規(guī)程制訂模鍛工藝規(guī)程 (1)(1)繪制模鍛件圖繪制模鍛件圖 ( (以零件圖為基礎(chǔ)以零件圖為基礎(chǔ)) ) 分模面分模面 上下鍛模在模鍛件上的分界面上下鍛模在模鍛件上的分界面307取不出鍛件取不出鍛件易錯(cuò)模易錯(cuò)?？族懖怀隹族懖怀瞿Ｌ盘钅Ｌ盘詈侠矸帜Ｃ婧侠矸帜Ｃ?

13、選在模鍛件最大截面上選在模鍛件最大截面上( (上圖左上圖左1)1) 分模面處上下模膛的輪廓相同分模面處上下模膛的輪廓相同( (上圖左上圖左2)2) 使模膛深度最淺使模膛深度最淺( (上圖左上圖左3)3) 使鍛件中敷料最少使鍛件中敷料最少( (上圖左上圖左3)3) 盡量使分模面為平面，上下模膛深度差盡量使分模面為平面，上下模膛深度差別不大別不大 余量、公差和敷料余量、公差和敷料 模鍛件余量與公差比自由鍛件?。耗ｅ懠嗔颗c公差比自由鍛件?。河嗔恳话銥橛嗔恳话銥? 14mm4mm，偏差一般取，偏差一般取0.30.33mm3mm鍛件上孔徑鍛件上孔徑d25mm,d25mm,且深度且深度h2dh2d孔應(yīng)鍛

14、出孔應(yīng)鍛出, ,但需留沖孔連皮但需留沖孔連皮s,s,孔徑為孔徑為303080mm80mm時(shí)，時(shí)，s s取取4 48mm8mm308s 模鍛斜度模鍛斜度 鍛件上垂直與分模面的表面鍛件上垂直與分模面的表面( (側(cè)壁側(cè)壁) )須具須具斜斜度度, , 以便鍛件從模膛中取出以便鍛件從模膛中取出 模鍛斜度通常取模鍛斜度通常取5 51515 模膛深度模膛深度/ /模膛寬度模膛寬度(h/b)(h/b)愈大，斜度愈大，斜度 值取得愈大值取得愈大 內(nèi)壁斜度內(nèi)壁斜度 2 2應(yīng)較外壁斜度應(yīng)較外壁斜度 1 1大大2 25 5 模鍛圓角半徑模鍛圓角半徑 鍛件上鍛件上兩表面交角處兩表面交角處應(yīng)有應(yīng)有圓角圓角, , 便于鍛造

15、便于鍛造時(shí)金屬流動(dòng)時(shí)金屬流動(dòng), , 防止模具尖角產(chǎn)生裂紋，并防止模具尖角產(chǎn)生裂紋，并減少磨損，提高使用壽命減少磨損，提高使用壽命309 外圓角半徑外圓角半徑r r取取1.51.512mm12mm 內(nèi)圓角半徑內(nèi)圓角半徑R R較較r r大大2 23 3倍倍 模膛愈深，圓角半徑應(yīng)愈大模膛愈深，圓角半徑應(yīng)愈大310齒輪坯模鍛件圖齒輪坯模鍛件圖 (2)(2)確定模鍛工步確定模鍛工步 主要根據(jù)鍛件形狀確定主要根據(jù)鍛件形狀確定311鍛件圖鍛件圖坯料坯料拔長拔長成形成形預(yù)鍛預(yù)鍛帶枝芽長軸鍛件的變形工藝帶枝芽長軸鍛件的變形工藝鍛件圖鍛件圖坯料坯料拔長拔長彎曲彎曲叉形長軸鍛件的變形工藝叉形長軸鍛件的變形工藝鐓粗鐓

16、粗成形鐓粗成形鐓粗終鍛終鍛 盤類件盤類件變形工藝變形工藝 (3) (3)修整工序修整工序 切切( (飛飛) )邊和沖孔邊和沖孔( (切連皮切連皮) ) 校正校正( (變形變形) ) 熱處理熱處理 ( (正火或退火，改善組織與力學(xué)性能正火或退火，改善組織與力學(xué)性能) ) 清理清理( (改善表面質(zhì)量改善表面質(zhì)量) ) 精壓精壓( (提高鍛件精度，降低表面粗糙度提高鍛件精度，降低表面粗糙度) ) 此外，還要計(jì)算坯料尺寸、選擇設(shè)備、確此外，還要計(jì)算坯料尺寸、選擇設(shè)備、確定加熱冷卻規(guī)范等定加熱冷卻規(guī)范等312( (三三) )壓力機(jī)上模鍛壓力機(jī)上模鍛 1.1.摩擦摩擦( (螺旋螺旋) )壓力機(jī)壓力機(jī) 摩擦

17、壓力機(jī)兼具摩擦壓力機(jī)兼具 鍛錘與壓力機(jī)雙鍛錘與壓力機(jī)雙 重特性，且結(jié)構(gòu)重特性，且結(jié)構(gòu) 簡單，造價(jià)低，簡單，造價(jià)低， 投資少，使用維投資少，使用維 修方便，中小型工廠用以代替模鍛錘、曲柄修方便，中小型工廠用以代替模鍛錘、曲柄壓力機(jī)，進(jìn)行中小型模鍛件的小批中批生壓力機(jī)，進(jìn)行中小型模鍛件的小批中批生產(chǎn)，如鉚釘、螺帽、配氣閥、齒輪、三通產(chǎn)，如鉚釘、螺帽、配氣閥、齒輪、三通閥體等閥體等313 2.2.曲柄壓力機(jī)上模鍛曲柄壓力機(jī)上模鍛(1)(1)滑塊行程一定，模具具有頂件機(jī)構(gòu)，故鍛滑塊行程一定，模具具有頂件機(jī)構(gòu)，故鍛件形狀、尺寸精度高，且可進(jìn)行局部鐓粗件形狀、尺寸精度高，且可進(jìn)行局部鐓粗(2)(2)作用力

18、為靜壓力，可采用作用力為靜壓力，可采用 組合模，節(jié)約了貴重金屬組合模，節(jié)約了貴重金屬(3)(3)在模膛內(nèi)一次成形，在模膛內(nèi)一次成形， 因此變形應(yīng)逐步進(jìn)行因此變形應(yīng)逐步進(jìn)行(4)(4)生產(chǎn)率高，勞動(dòng)條件好生產(chǎn)率高，勞動(dòng)條件好但設(shè)備復(fù)雜，造價(jià)高，適合大批大量生產(chǎn)但設(shè)備復(fù)雜，造價(jià)高，適合大批大量生產(chǎn)3148.2 8.2 板料沖壓成形板料沖壓成形一一. .概述概述( (一一) )概念概念 利用沖模使板料產(chǎn)生分離或成形利用沖模使板料產(chǎn)生分離或成形( (塑性變塑性變形形) )，獲得沖壓件的加工方法叫做，獲得沖壓件的加工方法叫做沖壓成形沖壓成形 通常在冷態(tài)下進(jìn)行，又稱冷沖壓，板厚超通常在冷態(tài)下進(jìn)行，又稱冷沖

19、壓，板厚超過過8 810mm10mm，采用熱沖壓，采用熱沖壓( (二二) )優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) 1.1.可沖壓形狀復(fù)雜件可沖壓形狀復(fù)雜件 2.2.沖壓件精度高，互換性好沖壓件精度高，互換性好 3.3.沖壓件質(zhì)量輕、強(qiáng)度、剛性較高沖壓件質(zhì)量輕、強(qiáng)度、剛性較高315 4.4.操作簡便操作簡便, ,易于自動(dòng)化易于自動(dòng)化 5.5.生產(chǎn)率高生產(chǎn)率高, ,廢料較少，沖壓件成本低廢料較少，沖壓件成本低( (三三) )局限局限 1.1.原材料必須具有足夠塑性與較低變形抗力原材料必須具有足夠塑性與較低變形抗力, ,如低碳鋼、銅合金、鋁合金、低碳低合金如低碳鋼、銅合金、鋁合金、低碳低合金鋼鋼( (板、條、帶料板、條、帶料)

20、 ) 2.2.模具制造復(fù)雜，費(fèi)用高，不宜單件小批生模具制造復(fù)雜，費(fèi)用高，不宜單件小批生產(chǎn)產(chǎn)( (四四) )應(yīng)用應(yīng)用 應(yīng)用廣泛，特別是汽車、拖拉機(jī)、航空、應(yīng)用廣泛，特別是汽車、拖拉機(jī)、航空、電器、儀表及國防工業(yè)電器、儀表及國防工業(yè) 適于大批量生產(chǎn)適于大批量生產(chǎn)316( (四四) )設(shè)備設(shè)備 1.1.剪床剪床 平面剪床、滾剪平面剪床、滾剪 2.2.沖床沖床 單曲柄沖床、雙曲柄沖床、油壓沖床單曲柄沖床、雙曲柄沖床、油壓沖床二二. .分離工序分離工序使坯料的一部分與另一部分相互分離的工序使坯料的一部分與另一部分相互分離的工序( (一一) )落料和沖孔落料和沖孔( (沖裁沖裁) ) 使坯料沿封閉輪廓分離

21、的工序使坯料沿封閉輪廓分離的工序 落料落料: :要落下部分的料要落下部分的料, , 沖孔沖孔: :要沖下的孔要沖下的孔317落料落料沖孔沖孔1.1.沖裁過程沖裁過程2.2.沖裁凸凹模間隙沖裁凸凹模間隙 間隙間隙應(yīng)合理，否則影響沖應(yīng)合理，否則影響沖 裁件斷面質(zhì)量、尺寸精度，以裁件斷面質(zhì)量、尺寸精度，以 及模具壽命等合理間隙范圍取決于板料材質(zhì)及模具壽命等合理間隙范圍取決于板料材質(zhì)和厚度和厚度( (表表8-1)8-1)318彈性變形階段，彈性變形階段，出現(xiàn)出現(xiàn)圓角帶圓角帶塑性變形階段，塑性變形階段，出現(xiàn)出現(xiàn)光亮帶光亮帶斷裂分離階段，斷裂分離階段，產(chǎn)生產(chǎn)生撕裂帶撕裂帶沖裁件沖裁件3.3.凸、凹模刃口尺

22、寸的確定凸、凹模刃口尺寸的確定 沖裁件尺寸和沖模間隙由凸、凹模刃口尺沖裁件尺寸和沖模間隙由凸、凹模刃口尺寸決定寸決定 (1)(1)落料模落料模 凹模刃口尺寸凹模刃口尺寸 = =落料件外形尺寸落料件外形尺寸 凸模刃口尺寸凸模刃口尺寸 = =凹模刃口尺寸凹模刃口尺寸- -間隙值間隙值 (2)(2)沖孔模沖孔模 凸模刃口尺寸凸模刃口尺寸= =沖孔件孔尺寸沖孔件孔尺寸 凹模刃口尺寸凹模刃口尺寸= =凸模刃口尺寸凸模刃口尺寸+ +間隙值間隙值319思考凹模式平面嗎？產(chǎn)品 考慮工作過程中的磨損：考慮工作過程中的磨損： 凹模刃口尺寸凹模刃口尺寸，導(dǎo)致落料件尺寸，導(dǎo)致落料件尺寸，故，故落料時(shí)取凹模刃口尺寸偏小

23、些落料時(shí)取凹模刃口尺寸偏小些 凸模刃口尺寸凸模刃口尺寸，導(dǎo)致沖孔件尺寸，導(dǎo)致沖孔件尺寸，故，故沖孔時(shí)取凸模刃口尺寸偏大些沖孔時(shí)取凸模刃口尺寸偏大些 4.4.沖裁力的計(jì)算沖裁力的計(jì)算 是選用沖床噸位和設(shè)計(jì)檢驗(yàn)?zāi)＞邚?qiáng)度的重是選用沖床噸位和設(shè)計(jì)檢驗(yàn)?zāi)＞邚?qiáng)度的重要依據(jù)要依據(jù) 與沖裁周邊長度、坯料厚度、材料抗剪強(qiáng)與沖裁周邊長度、坯料厚度、材料抗剪強(qiáng)度有關(guān)度有關(guān)320( (二二) )修整修整 利用修整模利用修整模沿沖裁件外緣或內(nèi)孔刮削一薄沿沖裁件外緣或內(nèi)孔刮削一薄層金屬層金屬，以切掉沖裁件斷面撕裂帶和毛刺，以切掉沖裁件斷面撕裂帶和毛刺，提高沖裁件尺寸精度和降低斷面表面粗糙提高沖裁件尺寸精度和降低斷面表面粗

24、糙度度( (三三) )切斷切斷用剪刀或沖模將板料沿不封閉輪廓進(jìn)行分離用剪刀或沖模將板料沿不封閉輪廓進(jìn)行分離321三三. .成形工序成形工序 坯料的一部分相對另一部分產(chǎn)生位移坯料的一部分相對另一部分產(chǎn)生位移( (塑性塑性變形變形) )而不破裂的工序而不破裂的工序( (一一) )拉深拉深 1.1.拉深過程拉深過程 將平板坯料變形成開口中空件的成形工序?qū)⑵桨迮髁献冃纬砷_口中空件的成形工序322323 2. 2.拉深系數(shù)拉深系數(shù) = =拉深系數(shù)拉深系數(shù)m m m m是衡量拉深變形程度的指標(biāo)是衡量拉深變形程度的指標(biāo) mm，變形程度變形程度，坯料拉入凹模愈困難，坯料拉入凹模愈困難，易拉裂易拉裂. .一般，

25、拉伸系數(shù)一般，拉伸系數(shù)m0.5m0.50.80.8坯料坯料制品制品 m m受坯料塑性、板材厚度、模具圓角、凸受坯料塑性、板材厚度、模具圓角、凸凹模間隙、潤滑條件、壓板壓力大小等因凹模間隙、潤滑條件、壓板壓力大小等因素影響素影響 對深腔拉深件，可采用多道次拉深，這樣，對深腔拉深件，可采用多道次拉深，這樣，每道次拉深系數(shù)不會太小，但總拉深系數(shù)每道次拉深系數(shù)不會太小，但總拉深系數(shù)變小變小(m(m總總=m1=m1m2m2m3m3m m 多道次拉深過程中，會產(chǎn)生加工硬化現(xiàn)象，多道次拉深過程中，會產(chǎn)生加工硬化現(xiàn)象，因此，拉深幾次后因此，拉深幾次后, , 應(yīng)及時(shí)安排軟化退火，應(yīng)及時(shí)安排軟化退火，以提高塑性，

26、并且拉深系數(shù)應(yīng)逐次增大以提高塑性，并且拉深系數(shù)應(yīng)逐次增大324 3. 3.拉深件的成形質(zhì)量問題拉深件的成形質(zhì)量問題 最常見的質(zhì)量問題是最常見的質(zhì)量問題是破裂破裂和和起皺起皺 (1)(1)破裂破裂 通常出現(xiàn)在直壁與底部過渡圓角處，原因：通常出現(xiàn)在直壁與底部過渡圓角處，原因： 凸凹模圓角半徑設(shè)計(jì)不合理凸凹模圓角半徑設(shè)計(jì)不合理 圓角半徑過小易產(chǎn)生拉裂圓角半徑過小易產(chǎn)生拉裂, , 故模緣必須作成圓角故模緣必須作成圓角 凸凹模間隙不合理凸凹模間隙不合理: : 間隙過小，摩擦力間隙過小，摩擦力大，工件易拉裂、擦傷，模具壽命降低大，工件易拉裂、擦傷，模具壽命降低 一般一般, ,凸凹模間隙凸凹模間隙z z=(

27、1.1=(1.11.2)s1.2)s325 拉深系數(shù)過小拉深系數(shù)過小: : 導(dǎo)致導(dǎo)致變形程度加大，拉變形程度加大，拉深件直壁部分承受的拉應(yīng)力加大，易拉裂深件直壁部分承受的拉應(yīng)力加大，易拉裂 模具表面精度和潤滑條件差模具表面精度和潤滑條件差 (2)(2)起皺起皺( (法蘭部分法蘭部分) ) 無壓邊圈或壓邊力無壓邊圈或壓邊力 較小較小, ,法蘭部分在切向法蘭部分在切向 壓應(yīng)力作用下產(chǎn)生皺折壓應(yīng)力作用下產(chǎn)生皺折 板料相對厚度板料相對厚度(s/D)(s/D)、拉深系數(shù)、拉深系數(shù)m m、壓邊、壓邊力力F0F0愈小，起皺愈容易愈小，起皺愈容易326 圓角圓角圓角圓角壓壓板板( (二二) )彎曲彎曲使坯料一

28、部分相對另一部分彎曲成一定角度使坯料一部分相對另一部分彎曲成一定角度 1.1.彎曲半徑彎曲半徑 彎曲時(shí)，坯料內(nèi)側(cè)受壓，外側(cè)受拉彎曲時(shí)，坯料內(nèi)側(cè)受壓，外側(cè)受拉 彎曲太大，會造成工件開裂彎曲太大，會造成工件開裂, ,坯料厚度坯料厚度s s愈愈大，彎曲半徑大，彎曲半徑r r愈小，壓、拉應(yīng)力愈大，愈愈小，壓、拉應(yīng)力愈大，愈易彎裂易彎裂327壓縮壓縮拉伸拉伸sr 為防止彎裂，彎曲半徑為防止彎裂，彎曲半徑rr最小彎曲半徑最小彎曲半徑r rminmin , ,通常通常r rminmin(0.25(0.251)s1)s 影響最小彎曲半徑影響最小彎曲半徑r rminmin的因素：的因素： (1)(1)坯料纖維方

29、向坯料纖維方向( (彎曲線與纖維方向直彎曲線與纖維方向直) ) (2) (2)坯料塑性坯料塑性( (塑性好塑性好) ) (3) (3)坯料表面質(zhì)量坯料表面質(zhì)量( (表面質(zhì)量好，光潔表面質(zhì)量好，光潔) ) 2. 2.回彈現(xiàn)象回彈現(xiàn)象 彎曲后因彈性恢復(fù)，彎曲后因彈性恢復(fù)，制品的彎曲部位角度增大制品的彎曲部位角度增大328 回彈角通?；貜椊峭ǔ?010，隨坯料屈，隨坯料屈服強(qiáng)度、服強(qiáng)度、彎曲角度增大而增大彎曲角度增大而增大 彎曲模具角度應(yīng)較彎曲成品件角度小一彎曲模具角度應(yīng)較彎曲成品件角度小一個(gè)回彈角個(gè)回彈角( (三三) )脹形脹形 利用坯料局部厚度變薄成形的工序利用坯料局部厚度變薄成形的工序 1.1

30、.平板坯料脹形平板坯料脹形( (壓筋壓筋) ) 在平板上壓制突起、凹坑、加強(qiáng)筋、花在平板上壓制突起、凹坑、加強(qiáng)筋、花紋圖案、印記等紋圖案、印記等329 2.2.管坯脹形管坯脹形 使管坯或局部直徑脹大，或形成復(fù)雜形狀使管坯或局部直徑脹大，或形成復(fù)雜形狀空心件空心件( (如波紋管、高壓氣瓶等如波紋管、高壓氣瓶等) ) 3. 3.球體脹形球體脹形 在強(qiáng)大壓力在強(qiáng)大壓力p p的作用下，使球形多面體脹成的作用下，使球形多面體脹成球體球體 4.4.拉形拉形 在強(qiáng)大拉力在強(qiáng)大拉力p p的作用下，坯料緊靠模型產(chǎn)生的作用下，坯料緊靠模型產(chǎn)生塑性變形，用于薄板大曲率半徑曲面成形塑性變形，用于薄板大曲率半徑曲面成形

31、330藍(lán)色多面體藍(lán)色多面體 脹成球體脹成球體( (四四) )翻邊翻邊 使成形坯料的孔緣或外緣翻成豎直邊緣使成形坯料的孔緣或外緣翻成豎直邊緣 K K0 0=d=d0 0/d /d 翻邊系數(shù)翻邊系數(shù) 翻邊系數(shù)翻邊系數(shù)K K0 0愈小，變形程度愈大，翻邊邊愈小，變形程度愈大，翻邊邊緣會破裂緣會破裂331外翻邊外翻邊圓孔翻邊圓孔翻邊四四. .沖壓模具沖壓模具 ( (一一) )簡單沖模簡單沖模(1) (1) 沖床一次行程，完成一沖床一次行程，完成一道沖壓工序道沖壓工序 ( (二二) )連續(xù)沖模連續(xù)沖模(2) (2) 沖床一次行程，在模具沖床一次行程，在模具不同工位上同時(shí)完成兩道以上沖壓工序不同工位上同時(shí)

32、完成兩道以上沖壓工序 ( (三三) )組合沖模組合沖模 (3) (3) 沖床一次行程，在模具沖床一次行程，在模具同一個(gè)工位上同時(shí)完成兩道以上沖壓工序同一個(gè)工位上同時(shí)完成兩道以上沖壓工序332(1)(2)(3)五五. .實(shí)例實(shí)例 消音器加工消音器加工3338.3 8.3 擠壓、軋制、拉拔等成形擠壓、軋制、拉拔等成形一一. .擠壓成形擠壓成形 坯料在三向不均勻壓應(yīng)力作用下坯料在三向不均勻壓應(yīng)力作用下, , 從模具從模具的孔口擠出成形的孔口擠出成形, , 獲得制品獲得制品334金屬流金屬流動(dòng)方向動(dòng)方向正擠壓正擠壓凸模運(yùn)凸模運(yùn)動(dòng)方向動(dòng)方向金屬流金屬流動(dòng)方向動(dòng)方向復(fù)合擠壓復(fù)合擠壓徑向擠壓徑向擠壓擠壓可擠

33、出形狀復(fù)雜、深孔、薄壁、異形斷面制品擠壓可擠出形狀復(fù)雜、深孔、薄壁、異形斷面制品凸模運(yùn)凸模運(yùn)動(dòng)方向動(dòng)方向反擠壓反擠壓二二. .軋制成形軋制成形 坯料靠摩擦力咬入軋輥，在軋輥相互作用坯料靠摩擦力咬入軋輥，在軋輥相互作用下產(chǎn)生變形下產(chǎn)生變形 ( (一一) )縱軋縱軋 軋輥軸線平行，反向旋轉(zhuǎn)軋輥軸線平行，反向旋轉(zhuǎn) 1.1.型材軋制型材軋制 2.2.輥鍛軋制輥鍛軋制 用一對裝有用一對裝有圓弧形模塊圓弧形模塊的相向旋的相向旋轉(zhuǎn)的軋輥使坯料受壓產(chǎn)生塑性變形轉(zhuǎn)的軋輥使坯料受壓產(chǎn)生塑性變形 輥鍛可用作模鍛前的制坯，也可直接輥鍛輥鍛可用作模鍛前的制坯，也可直接輥鍛鍛件，如板手等扁斷面長桿件，葉片等橫鍛件，如板手

34、等扁斷面長桿件，葉片等橫截面沿長度方向遞減的鍛件，連桿件截面沿長度方向遞減的鍛件，連桿件335 3. 3.輾環(huán)軋制輾環(huán)軋制 用來擴(kuò)大環(huán)形坯料的用來擴(kuò)大環(huán)形坯料的外徑和內(nèi)徑外徑和內(nèi)徑( (二二) )橫軋橫軋 軋輥、坯料軸線平行，軋輥同向旋轉(zhuǎn)軋輥、坯料軸線平行，軋輥同向旋轉(zhuǎn)336( (三三) )斜軋斜軋( (螺旋斜軋螺旋斜軋) )帶螺旋型槽的軋輥軸線相互交叉，同向旋轉(zhuǎn)帶螺旋型槽的軋輥軸線相互交叉，同向旋轉(zhuǎn) 軋件作螺旋運(yùn)動(dòng)軋件作螺旋運(yùn)動(dòng)( (旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)+ +軸向運(yùn)動(dòng)軸向運(yùn)動(dòng)) )，同時(shí)，同時(shí)受壓塑性變形，獲得制品，如鋼球、絲杠、受壓塑性變形，獲得制品，如鋼球、絲杠、麻花鉆等麻花鉆等337絲杠斜軋絲杠斜

35、軋麻花鉆斜軋麻花鉆斜軋三三. .拉拔成形拉拔成形 坯料從模孔拉出坯料從?？桌? , 產(chǎn)生截面縮小、長度增產(chǎn)生截面縮小、長度增加的塑性變形加的塑性變形, ,獲得制品獲得制品338?？啄？?.4 8.4 塑性加工零件的結(jié)構(gòu)工藝性塑性加工零件的結(jié)構(gòu)工藝性一一. .自由鍛件結(jié)構(gòu)工藝性自由鍛件結(jié)構(gòu)工藝性 原則：在滿足使用要求的前提下，零件形原則：在滿足使用要求的前提下，零件形狀應(yīng)盡量簡單和規(guī)則狀應(yīng)盡量簡單和規(guī)則 1.1.盡量避免錐面和斜面盡量避免錐面和斜面 2.2.不應(yīng)設(shè)計(jì)空間曲線交接結(jié)構(gòu)不應(yīng)設(shè)計(jì)空間曲線交接結(jié)構(gòu)339不合理不合理合理合理不合理不合理不合理不合理合理合理合理合理3.3.不應(yīng)設(shè)計(jì)筋板、凸臺不應(yīng)設(shè)計(jì)筋板、凸臺4.4.避免橢圓形、工字形等它非規(guī)則形狀截面避免橢圓形、工字