金屬材料壓力加工——鍛造

1、項目三項目三 汽車金屬制造工藝汽車金屬制造工藝任務(wù)二任務(wù)二 金屬材料的壓力加工金屬材料的壓力加工 【知識準備】金屬壓力加工是在外力的作用下，使金屬坯料產(chǎn)生塑性變形來獲得滿足形狀、尺寸和力學性能要求的零件或毛坯的加工方法。壓力加工在現(xiàn)代工業(yè)中占有非常重要的地位，被廣泛地應用于工業(yè)生產(chǎn)的各個領(lǐng)域，例如，各種原材料、運輸車輛與交通工具、電氣設(shè)備等。金屬壓力加工具有以下工藝特點： 1) 制件組織致密、力學性能高 壓力加工能使原始鑄態(tài)組織的晶粒細化，使內(nèi)部缺陷(如縮松、氣孔、微小裂紋等)被壓合，從而組織變的致密，提高了力學性能。 2) 具有較高的生產(chǎn)率。 3) 精密壓力加工能實現(xiàn)少或無切削加工，節(jié)省金屬

2、材料。 4) 與鑄造和焊接相比，金屬壓力加工設(shè)備復雜且難以生產(chǎn)形狀復雜的零件。一、鍛造鍛造是汽車零件的生產(chǎn)制造中不可缺少的重要加工方法之一，例如汽車發(fā)動機所使用的曲軸、連桿、凸輪軸、前橋所需的前梁、轉(zhuǎn)向節(jié)、后橋使用的半軸、半軸套管、橋箱內(nèi)的傳動齒輪等（如圖3-2-1所示）。轉(zhuǎn)向節(jié)半軸套管連桿轉(zhuǎn)向節(jié)臂圖3-2-11自由鍛造自由鍛造是用沖擊力或壓力使金屬材料在上下兩個砧塊之間產(chǎn)生塑性變形，以獲得所需形狀和尺寸鍛件的工藝方法。坯料在鍛造過程中，除與上、下砧鐵或其它輔助工具接觸的部分表面外，都是自由表面，變形不受限制，故稱自由鍛。 自由鍛的優(yōu)點是：所用工具簡單、通用性強、靈活性大，適合單件和小批鍛件，

3、特別是特大型鍛件的生產(chǎn)。自由鍛的缺點是：鍛件精度低、加工余量大、生產(chǎn)效率低、勞動強度大等。自由鍛工序根據(jù)作用與變形要求不同，自由鍛的工序分為基本工序、輔助工序和精整工序三類。基本工序指改變坯料的形狀和尺寸以達到鍛件基本成形的工序，稱為基本工序。包括鐓粗、拔長、沖孔、彎曲、切割、扭轉(zhuǎn)、錯移等工步。輔助工序是為了方便基本工序的操作，而使坯料預先產(chǎn)生某些局部變形的工序。如倒棱、壓肩等工步。修整工序 修整鍛件的最后尺寸和形狀，提高鍛件表面質(zhì)量，使鍛件達到圖紙要求的工序叫修整工序。如修整鼓形、平整端面、校直彎曲等工步。（1 1）基本工序）基本工序1 1）鐓粗）鐓粗 使坯料整體或一部分高度減小、截面積增大

4、的工序稱為鐓粗。鐓粗有完全鐓粗、端部鐓粗和中間鐓粗等2 2）拔長）拔長使坯料橫截面減小而長度增加的鍛造工序稱為拔長。拔長主要用于軸桿類鍛件成形，其作用是改善鍛件內(nèi)部質(zhì)量。拔長的種類。有平砥鐵拔長、芯軸拔長、芯軸擴孔等。3 3）沖孔沖孔采用沖子將坯料沖出透孔或不透孔的鍛造工序叫沖孔。 圖圖3-2-5 3-2-5 單面沖孔單面沖孔 圖圖3-2-6 3-2-6 雙面沖孔雙面沖孔4 4）彎曲彎曲 是將毛坯彎成所需形狀的工序在進行彎曲變形前，先要將毛坯鍛成所需形狀，使體積合理分配，便于獲得合格產(chǎn)品。(a)(a)角度彎曲角度彎曲 (b) (b)角度彎曲角度彎曲 (c) (c)成形彎曲成形彎曲5 5）切割切

5、割切割是將毛坯分割成幾部分或切除余料的鍛造工藝方法。(a) (a) 方料的切割方料的切割 (b) (b) 圓料的切割圓料的切割6) 錯移將毛坯的一部分相對于另一部分平移錯開的鍛造工藝方法。錯錯移移 7 7）扭轉(zhuǎn)扭轉(zhuǎn)將毛坯一部分相對于另一部分繞其軸線旋轉(zhuǎn)一定角度的工序。8) 8) 鍛接鍛接是將坯料在爐內(nèi)加熱至高溫后，用錘快擊，使兩者在固態(tài)結(jié)合的鍛造工序。鍛接的方法有搭接、對接、咬接等（如圖3-2-11所示） 。鍛接后的接縫強度可達被連接材料強度的70%80%。圖圖3-2-11 3-2-11 鍛接鍛接自由鍛自由鍛鍛件的分類及鍛造工序鍛件的分類及鍛造工序模鍛模鍛是在高強度金屬鍛模上預先制出與鍛件形狀

6、一致的模膛，使坯料在模膛內(nèi)受壓變形，由于模膛對金屬坯料流動的限制，因而鍛造終了時能得到和模膛形狀相符的鍛件。模鍛按使用設(shè)備的不同，可分為錘上模鍛、胎模鍛、壓力機上模鍛。模鍛模鍛模鍛的優(yōu)點：的優(yōu)點：鍛件的形狀和尺寸比較精確，機械加工余量較小，節(jié)省加工工時，材料利用率高；可以鍛制形狀較為復雜的鍛件；生產(chǎn)率較高；操作簡單，勞動強度低,對工人技術(shù)水平要求不高，易于實現(xiàn)機械化；鍛件內(nèi)流線分布更為合理，力學性能高。模鍛模鍛的缺點：的缺點：由于模鍛是整體變形，變形抗力較大，受模鍛噸位的限制，模鍛件的質(zhì)量一般在150kg以下。另外，制造鍛模成本很高，所以模鍛不適合于單件小批生產(chǎn)，而適合于中小型鍛件的大批量生產(chǎn)。錘錘上模鍛上模鍛錘上模鍛是在自由鍛和胎模鍛的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，所用的鍛模是由帶有燕尾的上模和下模組成的。錘上鍛模工作原理如圖所示，下模固定在模座上，上模固定在錘頭上，并與錘頭一起作上下往復的錘