材料性能及其加工第9章鍛壓

1、整理課件第第9章章 鍛壓鍛壓本章知識點(diǎn)本章知識點(diǎn)先導(dǎo)案例先導(dǎo)案例第一節(jié)第一節(jié) 鍛壓工藝基礎(chǔ)鍛壓工藝基礎(chǔ)第二節(jié)第二節(jié) 自由鍛自由鍛第三節(jié)第三節(jié) 模鍛和胎模鍛模鍛和胎模鍛第四節(jié)第四節(jié) 板料沖壓板料沖壓下一頁整理課件第第9章章 鍛壓鍛壓知識擴(kuò)展知識擴(kuò)展先導(dǎo)案例解決先導(dǎo)案例解決本章小結(jié)本章小結(jié)思考題思考題上一頁返回整理課件本章知識點(diǎn)本章知識點(diǎn)1掌握鍛壓工藝的基礎(chǔ)知識。掌握鍛壓工藝的基礎(chǔ)知識。2掌握自由鍛和板料沖壓的原理和特點(diǎn)。掌握自由鍛和板料沖壓的原理和特點(diǎn)。3了解模鍛和胎模鍛的原理特點(diǎn)。了解模鍛和胎模鍛的原理特點(diǎn)。返回整理課件先導(dǎo)案例先導(dǎo)案例試分析我們生活中常用的物品，如金屬的臉盆、飯盒、硬幣試分析

2、我們生活中常用的物品，如金屬的臉盆、飯盒、硬幣等用什么辦法加工更快，更簡便。等用什么辦法加工更快，更簡便。鍛壓是利用金屬材料塑性變形的特點(diǎn)對坯料施加外力，使之鍛壓是利用金屬材料塑性變形的特點(diǎn)對坯料施加外力，使之獲得具有一定形狀、尺寸和性能要求的零件、毛坯或原材料獲得具有一定形狀、尺寸和性能要求的零件、毛坯或原材料的加工方法。本章著重介紹金屬塑性成形的工藝?yán)碚摶A(chǔ)，的加工方法。本章著重介紹金屬塑性成形的工藝?yán)碚摶A(chǔ)，自由鍛、模鍛以及沖壓生產(chǎn)的特點(diǎn)、材料成形的工藝過程等自由鍛、模鍛以及沖壓生產(chǎn)的特點(diǎn)、材料成形的工藝過程等內(nèi)容。內(nèi)容。返回整理課件第一節(jié)第一節(jié) 鍛壓工藝基礎(chǔ)鍛壓工藝基礎(chǔ)一、鍛壓加工方法

3、及特點(diǎn)一、鍛壓加工方法及特點(diǎn)1鍛壓加工方法鍛壓加工方法鍛壓包括鍛造和沖壓，屬金屬壓力加工生產(chǎn)的一部分。常見鍛壓包括鍛造和沖壓，屬金屬壓力加工生產(chǎn)的一部分。常見鍛壓加工方法如圖鍛壓加工方法如圖9-1所示。所示。1）軋制）軋制使金屬坯料在旋轉(zhuǎn)軋輥的壓力作用下，產(chǎn)生連續(xù)塑性變形，使金屬坯料在旋轉(zhuǎn)軋輥的壓力作用下，產(chǎn)生連續(xù)塑性變形，改變其性能，獲得所要求的截面形狀的加工方法，如圖改變其性能，獲得所要求的截面形狀的加工方法，如圖9-1（a）所示。）所示。2）擠壓）擠壓將金屬坯料置于擠壓筒中加壓，使其從擠壓模的?？字袛D出，將金屬坯料置于擠壓筒中加壓，使其從擠壓模的?？字袛D出，橫截面積減小，獲得所需制品的加

4、工方法，如圖橫截面積減小，獲得所需制品的加工方法，如圖9-1（b）所）所示。示。下一頁返回整理課件第一節(jié)第一節(jié) 鍛壓工藝基礎(chǔ)鍛壓工藝基礎(chǔ)3）拉拔）拉拔坯料在牽引力作用下通過拉拔模的?？桌觯a(chǎn)生塑性變形，坯料在牽引力作用下通過拉拔模的?？桌觯a(chǎn)生塑性變形，得到截面細(xì)小、長度增加的制品的加工方法，拉拔一般是在得到截面細(xì)小、長度增加的制品的加工方法，拉拔一般是在冷態(tài)下進(jìn)行，如圖冷態(tài)下進(jìn)行，如圖9-1（c）所示。所示。4）自由鍛）自由鍛將金屬坯料放置在鍛造設(shè)備的上、下砧鐵之間，受沖擊力或?qū)⒔饘倥髁戏胖迷阱懺煸O(shè)備的上、下砧鐵之間，受沖擊力或壓力作用而成形的加工方法稱為自由鍛，如圖壓力作用而成形的加工

5、方法稱為自由鍛，如圖9-1（d）所示。）所示。上一頁 下一頁返回整理課件第一節(jié)第一節(jié) 鍛壓工藝基礎(chǔ)鍛壓工藝基礎(chǔ)5）模鍛）模鍛利用模具使金屬坯料在模膛內(nèi)受沖擊力或壓力作用，產(chǎn)生塑利用模具使金屬坯料在模膛內(nèi)受沖擊力或壓力作用，產(chǎn)生塑性變形而獲得鍛件的加工方法，如圖性變形而獲得鍛件的加工方法，如圖9-1（e）所示。）所示。6）板料沖壓）板料沖壓板料沖壓是通過模具對金屬板料施加外力，使之產(chǎn)生塑性變板料沖壓是通過模具對金屬板料施加外力，使之產(chǎn)生塑性變形或分離，從而獲得一定尺寸、形狀制件的加工方法，如圖形或分離，從而獲得一定尺寸、形狀制件的加工方法，如圖9-1（f）所示。）所示。在上述的在上述的6種金屬塑

6、性加工方法中，軋制、擠壓和拉拔主要種金屬塑性加工方法中，軋制、擠壓和拉拔主要用于生產(chǎn)型材、板材、線材、帶材等；自由鍛、模鍛和板料用于生產(chǎn)型材、板材、線材、帶材等；自由鍛、模鍛和板料沖壓總稱鍛壓，主要用于生產(chǎn)毛坯或零件。沖壓總稱鍛壓，主要用于生產(chǎn)毛坯或零件。上一頁 下一頁返回整理課件第一節(jié)第一節(jié) 鍛壓工藝基礎(chǔ)鍛壓工藝基礎(chǔ)2鍛壓加工特點(diǎn)鍛壓加工特點(diǎn)1）改善金屬組織，提高金屬的力學(xué)性能）改善金屬組織，提高金屬的力學(xué)性能金屬經(jīng)過鍛壓可使金屬毛坯的晶粒變得細(xì)小，可以使原鑄造金屬經(jīng)過鍛壓可使金屬毛坯的晶粒變得細(xì)小，可以使原鑄造組織中的氣孔、微裂紋、縮松壓合，提高組織的致密度；鍛組織中的氣孔、微裂紋、縮松壓

7、合，提高組織的致密度；鍛壓還可形成并能控制金屬的纖維方向，使其合理分布，提高壓還可形成并能控制金屬的纖維方向，使其合理分布，提高零件的力學(xué)性能。零件的力學(xué)性能。2）適用范圍廣，生產(chǎn)效率高）適用范圍廣，生產(chǎn)效率高上一頁 下一頁返回整理課件第一節(jié)第一節(jié) 鍛壓工藝基礎(chǔ)鍛壓工藝基礎(chǔ)3）節(jié)省材料，減少切削加工工時(shí)）節(jié)省材料，減少切削加工工時(shí)鍛壓件的強(qiáng)度等力學(xué)性能高于鑄件，可以相對地減少零件的鍛壓件的強(qiáng)度等力學(xué)性能高于鑄件，可以相對地減少零件的截面尺寸，減輕零件的質(zhì)量。此外，一些鍛壓加工的新工藝截面尺寸，減輕零件的質(zhì)量。此外，一些鍛壓加工的新工藝（如精密模鍛）可以生產(chǎn)出尺寸精度和表面粗糙度接近或達(dá)（如精密

8、模鍛）可以生產(chǎn)出尺寸精度和表面粗糙度接近或達(dá)到成品零件的要求，只需少量或不經(jīng)切削加工就可得到成品到成品零件的要求，只需少量或不經(jīng)切削加工就可得到成品零件，即做到少切削或無切削。零件，即做到少切削或無切削。鍛壓的缺點(diǎn)，與鑄造相比難以獲得形狀較為復(fù)雜的零件。鍛壓的缺點(diǎn)，與鑄造相比難以獲得形狀較為復(fù)雜的零件。上一頁 下一頁返回整理課件第一節(jié)第一節(jié) 鍛壓工藝基礎(chǔ)鍛壓工藝基礎(chǔ)二、金屬的塑性變形原理二、金屬的塑性變形原理金屬在外力作用下會(huì)產(chǎn)生變形，若外力消除后，變形隨之消金屬在外力作用下會(huì)產(chǎn)生變形，若外力消除后，變形隨之消失，這類變形稱為彈性變形。當(dāng)外力（達(dá)到或超過材料的屈失，這類變形稱為彈性變形。當(dāng)外力

9、（達(dá)到或超過材料的屈服點(diǎn)）消除以后，金屬保持了變形后的成形效果，這類變形服點(diǎn)）消除以后，金屬保持了變形后的成形效果，這類變形稱之為塑性變形。稱之為塑性變形。上一頁 下一頁返回整理課件第一節(jié)第一節(jié) 鍛壓工藝基礎(chǔ)鍛壓工藝基礎(chǔ)塑性變形的實(shí)質(zhì)是金屬在切應(yīng)力作用下，金屬晶體內(nèi)部產(chǎn)生塑性變形的實(shí)質(zhì)是金屬在切應(yīng)力作用下，金屬晶體內(nèi)部產(chǎn)生大量位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的宏觀表現(xiàn)。通過位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)金屬塑性變形大量位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的宏觀表現(xiàn)。通過位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)金屬塑性變形的基本過程如圖的基本過程如圖9-2所示。金屬晶體在切應(yīng)力作用下，位錯(cuò)所示。金屬晶體在切應(yīng)力作用下，位錯(cuò)中心上面的原子列向右作微量位移，而位錯(cuò)中心下面的原子中心上面的原子列向

10、右作微量位移，而位錯(cuò)中心下面的原子列向左作微量位移。繼續(xù)施加切應(yīng)力，位錯(cuò)將從晶體的一側(cè)列向左作微量位移。繼續(xù)施加切應(yīng)力，位錯(cuò)將從晶體的一側(cè)移動(dòng)到晶體的另一側(cè)，從而造成了一個(gè)原子間距的位移過程。移動(dòng)到晶體的另一側(cè)，從而造成了一個(gè)原子間距的位移過程。同時(shí)，晶體在外力作用下會(huì)不斷增加新的位錯(cuò)并位移至晶體同時(shí)，晶體在外力作用下會(huì)不斷增加新的位錯(cuò)并位移至晶體的表面，當(dāng)去除切應(yīng)力的作用后就獲得了塑性成形的效果。的表面，當(dāng)去除切應(yīng)力的作用后就獲得了塑性成形的效果。在金屬晶體中，由于晶界的存在和各個(gè)晶粒的位向不同以及在金屬晶體中，由于晶界的存在和各個(gè)晶粒的位向不同以及其他晶體缺陷等因素，使得各晶粒的塑性變形相

11、互受到阻礙其他晶體缺陷等因素，使得各晶粒的塑性變形相互受到阻礙與制約，塑性變形的同時(shí)也導(dǎo)致了金屬的強(qiáng)化。與制約，塑性變形的同時(shí)也導(dǎo)致了金屬的強(qiáng)化。上一頁 下一頁返回整理課件第一節(jié)第一節(jié) 鍛壓工藝基礎(chǔ)鍛壓工藝基礎(chǔ)三、塑性變形對金屬組織和性能的影響三、塑性變形對金屬組織和性能的影響金屬的塑性變形根據(jù)其變形溫度不同可分為冷變形與熱變形。金屬的塑性變形根據(jù)其變形溫度不同可分為冷變形與熱變形。1冷變形對金屬組織和性能的影響冷變形對金屬組織和性能的影響1）組織變化）組織變化金屬在常溫下塑性變形時(shí)，晶粒的形狀會(huì)沿變形方向被拉長金屬在常溫下塑性變形時(shí)，晶粒的形狀會(huì)沿變形方向被拉長或壓扁，晶粒內(nèi)部及晶間會(huì)產(chǎn)生碎

12、晶粒。隨著變形量逐漸增或壓扁，晶粒內(nèi)部及晶間會(huì)產(chǎn)生碎晶粒。隨著變形量逐漸增加，各晶粒將會(huì)被拉成細(xì)條狀，晶界變得模糊不清。金屬中加，各晶粒將會(huì)被拉成細(xì)條狀，晶界變得模糊不清。金屬中的塑性夾雜物也會(huì)沿著變形方向被拉長，形成纖維組織。這的塑性夾雜物也會(huì)沿著變形方向被拉長，形成纖維組織。這種組織使金屬在不同方向上表現(xiàn)出不同的性能。種組織使金屬在不同方向上表現(xiàn)出不同的性能。上一頁 下一頁返回整理課件第一節(jié)第一節(jié) 鍛壓工藝基礎(chǔ)鍛壓工藝基礎(chǔ)2）冷變形強(qiáng)化）冷變形強(qiáng)化冷變形時(shí)，隨著變形程度的增加，金屬材料的強(qiáng)度和硬度都冷變形時(shí)，隨著變形程度的增加，金屬材料的強(qiáng)度和硬度都有提高，但塑性有所下降，這種現(xiàn)象稱為冷變

13、形強(qiáng)化或加工有提高，但塑性有所下降，這種現(xiàn)象稱為冷變形強(qiáng)化或加工硬化。通常金屬的變形量越大，強(qiáng)化效果越顯著。硬化。通常金屬的變形量越大，強(qiáng)化效果越顯著。3）產(chǎn)生殘余應(yīng)力）產(chǎn)生殘余應(yīng)力由于金屬的塑性變形是不均勻的，在變形后變形體內(nèi)會(huì)有殘由于金屬的塑性變形是不均勻的，在變形后變形體內(nèi)會(huì)有殘余應(yīng)力存在。它將導(dǎo)致工件的形狀和尺寸的變化，還會(huì)降低余應(yīng)力存在。它將導(dǎo)致工件的形狀和尺寸的變化，還會(huì)降低工件的承載能力。因此，對精密零件在冷塑性變形加工后，工件的承載能力。因此，對精密零件在冷塑性變形加工后，需進(jìn)行去應(yīng)力退火以提高尺寸穩(wěn)定性。需進(jìn)行去應(yīng)力退火以提高尺寸穩(wěn)定性。上一頁 下一頁返回整理課件第一節(jié)第一節(jié)

14、 鍛壓工藝基礎(chǔ)鍛壓工藝基礎(chǔ)2回復(fù)與再結(jié)晶回復(fù)與再結(jié)晶加工硬化組織是一種不穩(wěn)定的組織狀態(tài)，具有自發(fā)地向穩(wěn)定加工硬化組織是一種不穩(wěn)定的組織狀態(tài)，具有自發(fā)地向穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)化的趨勢。常溫下，多數(shù)金屬的原子活動(dòng)能力很低，狀態(tài)轉(zhuǎn)化的趨勢。常溫下，多數(shù)金屬的原子活動(dòng)能力很低，這種轉(zhuǎn)化較難實(shí)現(xiàn)。生產(chǎn)中，經(jīng)常采用這種轉(zhuǎn)化較難實(shí)現(xiàn)。生產(chǎn)中，經(jīng)常采用“中間退火中間退火”的處理的處理方法，對加工硬化組織進(jìn)行加熱，增強(qiáng)金屬原子的活動(dòng)能力，方法，對加工硬化組織進(jìn)行加熱，增強(qiáng)金屬原子的活動(dòng)能力，加速金屬組織向穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)化。隨著加熱溫度的升高，變形加速金屬組織向穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)化。隨著加熱溫度的升高，變形金屬將相繼發(fā)生回復(fù)、再結(jié)晶和

15、晶粒長大金屬將相繼發(fā)生回復(fù)、再結(jié)晶和晶粒長大3個(gè)階段的變化。個(gè)階段的變化。冷變形金屬加熱時(shí)組織和性能的變化如圖冷變形金屬加熱時(shí)組織和性能的變化如圖9-3所示。所示。上一頁 下一頁返回整理課件第一節(jié)第一節(jié) 鍛壓工藝基礎(chǔ)鍛壓工藝基礎(chǔ)（1）回復(fù)，當(dāng)加熱溫度較低，變形金屬處于回復(fù)階段。此）回復(fù)，當(dāng)加熱溫度較低，變形金屬處于回復(fù)階段。此時(shí)原子活動(dòng)能力不很大，變形金屬的纖維組織不發(fā)生顯著變時(shí)原子活動(dòng)能力不很大，變形金屬的纖維組織不發(fā)生顯著變化，強(qiáng)度、硬度略有下降；塑性、韌度有所回升；內(nèi)應(yīng)力有化，強(qiáng)度、硬度略有下降；塑性、韌度有所回升；內(nèi)應(yīng)力有較明顯的降低。在工業(yè)生產(chǎn)中，利用低溫加熱的回復(fù)過程，較明顯的降低

16、。在工業(yè)生產(chǎn)中，利用低溫加熱的回復(fù)過程，在保持變形金屬很高強(qiáng)度的同時(shí)降低其內(nèi)應(yīng)力。例如：冷拔在保持變形金屬很高強(qiáng)度的同時(shí)降低其內(nèi)應(yīng)力。例如：冷拔彈簧鋼絲繞制彈簧后常進(jìn)行低溫去應(yīng)力退火處理，其目的就彈簧鋼絲繞制彈簧后常進(jìn)行低溫去應(yīng)力退火處理，其目的就是為了既保持冷拔鋼絲的高強(qiáng)度，又降低或消除冷卷彈簧時(shí)是為了既保持冷拔鋼絲的高強(qiáng)度，又降低或消除冷卷彈簧時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。上一頁 下一頁返回整理課件第一節(jié)第一節(jié) 鍛壓工藝基礎(chǔ)鍛壓工藝基礎(chǔ)（2）再結(jié)晶，當(dāng)加熱溫度較高進(jìn)入再結(jié)晶階段時(shí)，變形金）再結(jié)晶，當(dāng)加熱溫度較高進(jìn)入再結(jié)晶階段時(shí)，變形金屬的纖維組織發(fā)生了顯著的變化，破碎的、被伸長和壓扁的屬的

17、纖維組織發(fā)生了顯著的變化，破碎的、被伸長和壓扁的晶粒將向均勻細(xì)小的等軸晶粒轉(zhuǎn)化。金屬的強(qiáng)度、硬度明顯晶粒將向均勻細(xì)小的等軸晶粒轉(zhuǎn)化。金屬的強(qiáng)度、硬度明顯下降；塑性、韌度顯著提高。因?yàn)檫@一過程類似于結(jié)晶過程，下降；塑性、韌度顯著提高。因?yàn)檫@一過程類似于結(jié)晶過程，也是通過形核和長大的方式完成的，故稱為也是通過形核和長大的方式完成的，故稱為“再結(jié)晶再結(jié)晶”。需。需要指出的是，再結(jié)晶前后晶粒的晶格類型不變，化學(xué)成份不要指出的是，再結(jié)晶前后晶粒的晶格類型不變，化學(xué)成份不變，只改變晶粒的形狀，因此，再結(jié)晶不是相變過程。變，只改變晶粒的形狀，因此，再結(jié)晶不是相變過程。上一頁 下一頁返回整理課件第一節(jié)第一節(jié)

18、鍛壓工藝基礎(chǔ)鍛壓工藝基礎(chǔ)開始產(chǎn)生再結(jié)晶現(xiàn)象的最低溫度稱為再結(jié)晶溫度。純金屬的開始產(chǎn)生再結(jié)晶現(xiàn)象的最低溫度稱為再結(jié)晶溫度。純金屬的再結(jié)晶溫度與熔點(diǎn)之間的大致關(guān)系為再結(jié)晶溫度與熔點(diǎn)之間的大致關(guān)系為T再再熔熔，式中溫度均用，式中溫度均用熱力學(xué)溫度（熱力學(xué)溫度（K）表示。金屬再結(jié)晶過程的特點(diǎn)是：）表示。金屬再結(jié)晶過程的特點(diǎn)是：再結(jié)晶不是在恒溫下進(jìn)行的，而是在一定溫度范圍內(nèi)進(jìn)行再結(jié)晶不是在恒溫下進(jìn)行的，而是在一定溫度范圍內(nèi)進(jìn)行的過程。的過程。金屬變形程度越大晶體缺陷越多，組織越不穩(wěn)定，再結(jié)晶金屬變形程度越大晶體缺陷越多，組織越不穩(wěn)定，再結(jié)晶溫度越低。當(dāng)金屬變形程度達(dá)到溫度越低。當(dāng)金屬變形程度達(dá)到7080

19、時(shí)，再結(jié)晶溫時(shí)，再結(jié)晶溫度趨于穩(wěn)定。度趨于穩(wěn)定。在其他條件相同時(shí)，金屬的熔點(diǎn)越高，其最低再結(jié)晶溫度在其他條件相同時(shí)，金屬的熔點(diǎn)越高，其最低再結(jié)晶溫度越高。越高。金屬中的雜質(zhì)或合金元素起到阻礙金屬原子擴(kuò)散和晶界遷金屬中的雜質(zhì)或合金元素起到阻礙金屬原子擴(kuò)散和晶界遷移的作用，使再結(jié)晶溫度提高。移的作用，使再結(jié)晶溫度提高。上一頁 下一頁返回整理課件第一節(jié)第一節(jié) 鍛壓工藝基礎(chǔ)鍛壓工藝基礎(chǔ)（3）晶粒長大，在變形晶粒完全消失，再結(jié)晶晶粒彼此接）晶粒長大，在變形晶粒完全消失，再結(jié)晶晶粒彼此接觸后，繼續(xù)延長加熱時(shí)間或提高加熱溫度，則晶粒會(huì)明顯長觸后，繼續(xù)延長加熱時(shí)間或提高加熱溫度，則晶粒會(huì)明顯長大，成為粗晶組織

20、，金屬的力學(xué)性能下降。大，成為粗晶組織，金屬的力學(xué)性能下降。上一頁 下一頁返回整理課件第一節(jié)第一節(jié) 鍛壓工藝基礎(chǔ)鍛壓工藝基礎(chǔ)3冷變形與熱變形冷變形與熱變形金屬的冷、熱變形通常是以再結(jié)晶溫度為界加以區(qū)分。冷變金屬的冷、熱變形通常是以再結(jié)晶溫度為界加以區(qū)分。冷變形是指坯料低于再結(jié)晶溫度狀態(tài)下進(jìn)行的變形加工。變形后形是指坯料低于再結(jié)晶溫度狀態(tài)下進(jìn)行的變形加工。變形后具有明顯的加工硬化現(xiàn)象，所以，冷變形的變形量不宜過大，具有明顯的加工硬化現(xiàn)象，所以，冷變形的變形量不宜過大，避免工件撕裂或降低模具壽命。冷變形產(chǎn)品具有尺寸精度高、避免工件撕裂或降低模具壽命。冷變形產(chǎn)品具有尺寸精度高、表面質(zhì)量好、力學(xué)性能好

21、的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于板料沖壓、冷表面質(zhì)量好、力學(xué)性能好的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于板料沖壓、冷擠壓、冷鐓及冷軋等常溫變形加工。熱變形是指坯料高于再擠壓、冷鐓及冷軋等常溫變形加工。熱變形是指坯料高于再結(jié)晶溫度狀態(tài)下進(jìn)行的變形加工。加工過程中產(chǎn)生的加工硬結(jié)晶溫度狀態(tài)下進(jìn)行的變形加工。加工過程中產(chǎn)生的加工硬化隨時(shí)被再結(jié)晶軟化和消除，使金屬塑性顯著提高，變形抗化隨時(shí)被再結(jié)晶軟化和消除，使金屬塑性顯著提高，變形抗力明顯減小。因此，可以用較小的能量獲得較大的變形量，力明顯減小。因此，可以用較小的能量獲得較大的變形量，適合于尺寸較大、形狀比較復(fù)雜的工件變形加工。熱變形產(chǎn)適合于尺寸較大、形狀比較復(fù)雜的工件變形加工。熱變形

22、產(chǎn)品表面易形成氧化皮，尺寸精度和表面質(zhì)量較低，而且，勞品表面易形成氧化皮，尺寸精度和表面質(zhì)量較低，而且，勞動(dòng)條件較差。自由鍛、熱模鍛、熱軋等工藝都屬于熱變形范動(dòng)條件較差。自由鍛、熱模鍛、熱軋等工藝都屬于熱變形范疇。疇。上一頁 下一頁返回整理課件第一節(jié)第一節(jié) 鍛壓工藝基礎(chǔ)鍛壓工藝基礎(chǔ)4熱變形對金屬組織和性能的影響熱變形對金屬組織和性能的影響金屬熱變形時(shí)組織和性能的變化主要表現(xiàn)在以下幾方面。金屬熱變形時(shí)組織和性能的變化主要表現(xiàn)在以下幾方面。（1）熱變形加工時(shí)，金屬中的脆性雜質(zhì)被破碎，并沿金屬）熱變形加工時(shí)，金屬中的脆性雜質(zhì)被破碎，并沿金屬流動(dòng)方向呈粒狀或鏈狀分布。塑性雜質(zhì)則沿變形方向呈帶狀流動(dòng)方向

23、呈粒狀或鏈狀分布。塑性雜質(zhì)則沿變形方向呈帶狀分布，這種雜質(zhì)的定向分布稱為流線。通過熱變形可以改變分布，這種雜質(zhì)的定向分布稱為流線。通過熱變形可以改變和控制流線的方向與分布，加工時(shí)應(yīng)盡可能使流線與零件的和控制流線的方向與分布，加工時(shí)應(yīng)盡可能使流線與零件的輪廓相符合而不被切斷。如圖輪廓相符合而不被切斷。如圖9-4所示為鍛造曲軸和軋材切所示為鍛造曲軸和軋材切削加工曲軸的流線分布，明顯看出，經(jīng)切削加工的曲軸流線削加工曲軸的流線分布，明顯看出，經(jīng)切削加工的曲軸流線易沿軸肩部位發(fā)生斷裂，流線分布不合理。易沿軸肩部位發(fā)生斷裂，流線分布不合理。上一頁 下一頁返回整理課件第一節(jié)第一節(jié) 鍛壓工藝基礎(chǔ)鍛壓工藝基礎(chǔ)（

24、2）熱變形加工可以使鑄錠中的組織缺陷得到明顯改善，）熱變形加工可以使鑄錠中的組織缺陷得到明顯改善，如鑄態(tài)時(shí)粗大柱狀晶經(jīng)熱變形加工能變成較細(xì)的等軸晶粒，如鑄態(tài)時(shí)粗大柱狀晶經(jīng)熱變形加工能變成較細(xì)的等軸晶粒，氣孔、縮松被壓實(shí)，使金屬組織的致密度增加，某些合金鋼氣孔、縮松被壓實(shí)，使金屬組織的致密度增加，某些合金鋼中的大塊碳化物被打碎并均勻分布，可以部分地消除金屬材中的大塊碳化物被打碎并均勻分布，可以部分地消除金屬材料的偏析，使成份均勻化。料的偏析，使成份均勻化。上一頁 下一頁返回整理課件第一節(jié)第一節(jié) 鍛壓工藝基礎(chǔ)鍛壓工藝基礎(chǔ)四、金屬的鍛造性能四、金屬的鍛造性能金屬的鍛造性能（可鍛性）是衡量材料經(jīng)受塑性

25、成形加工，金屬的鍛造性能（可鍛性）是衡量材料經(jīng)受塑性成形加工，獲得優(yōu)質(zhì)鍛件難易程度的一項(xiàng)工藝性能。金屬鍛造性能的優(yōu)獲得優(yōu)質(zhì)鍛件難易程度的一項(xiàng)工藝性能。金屬鍛造性能的優(yōu)劣，常用金屬的塑性變形能力和變形抗力兩個(gè)指標(biāo)來衡量。劣，常用金屬的塑性變形能力和變形抗力兩個(gè)指標(biāo)來衡量。金屬塑性高，變形抗力低，則鍛造性能好；反之，則鍛造性金屬塑性高，變形抗力低，則鍛造性能好；反之，則鍛造性能差。影響金屬塑性變形能力和變形抗力的因素有以下幾個(gè)能差。影響金屬塑性變形能力和變形抗力的因素有以下幾個(gè)方面。方面。上一頁 下一頁返回整理課件第一節(jié)第一節(jié) 鍛壓工藝基礎(chǔ)鍛壓工藝基礎(chǔ)1化學(xué)成份化學(xué)成份不同化學(xué)成份的金屬其鍛造性能

26、不同。一般純金屬的鍛造性不同化學(xué)成份的金屬其鍛造性能不同。一般純金屬的鍛造性能優(yōu)于合金；鋼中的碳含量越低，鍛造性能越好；隨合金元能優(yōu)于合金；鋼中的碳含量越低，鍛造性能越好；隨合金元素含量的增加，特別是當(dāng)鋼中含有較多碳化物形成元素（鉻、素含量的增加，特別是當(dāng)鋼中含有較多碳化物形成元素（鉻、鎢、釩、鉬等）時(shí)，鍛造性能顯著下降。鎢、釩、鉬等）時(shí)，鍛造性能顯著下降。2金屬組織金屬組織對于同樣成份的金屬，組織結(jié)構(gòu)不同，其鍛造性能也存在較對于同樣成份的金屬，組織結(jié)構(gòu)不同，其鍛造性能也存在較大的區(qū)別。固溶體的鍛造性能優(yōu)于金屬化合物，鋼中碳化物大的區(qū)別。固溶體的鍛造性能優(yōu)于金屬化合物，鋼中碳化物彌散分布的程度

27、越高、晶粒越細(xì)小均勻，其鍛造性能越好，彌散分布的程度越高、晶粒越細(xì)小均勻，其鍛造性能越好，反之則差。反之則差。上一頁 下一頁返回整理課件第一節(jié)第一節(jié) 鍛壓工藝基礎(chǔ)鍛壓工藝基礎(chǔ)3變形溫度變形溫度在一定的變形溫度范圍內(nèi)，隨著變形溫度升高，鍛造性能提在一定的變形溫度范圍內(nèi)，隨著變形溫度升高，鍛造性能提高。若加熱溫度過高，會(huì)使金屬出現(xiàn)過熱、過燒等缺陷，塑高。若加熱溫度過高，會(huì)使金屬出現(xiàn)過熱、過燒等缺陷，塑性反而下降，受外力作用時(shí)易產(chǎn)生脆斷和裂紋，因此，必須性反而下降，受外力作用時(shí)易產(chǎn)生脆斷和裂紋，因此，必須嚴(yán)格控制鍛造溫度。嚴(yán)格控制鍛造溫度。4變形速度變形速度變形速度反映金屬材料在單位時(shí)間內(nèi)的變形程度

28、。它對塑性變形速度反映金屬材料在單位時(shí)間內(nèi)的變形程度。它對塑性和變形抗力的影響具有兩重性。和變形抗力的影響具有兩重性。上一頁 下一頁返回整理課件第一節(jié)第一節(jié) 鍛壓工藝基礎(chǔ)鍛壓工藝基礎(chǔ)（1）一般的變形速度（低于圖）一般的變形速度（低于圖9-5中變形速度臨界值中變形速度臨界值a），），再結(jié)晶過程來不及完成，不能及時(shí)消除變形產(chǎn)生的加工硬化，再結(jié)晶過程來不及完成，不能及時(shí)消除變形產(chǎn)生的加工硬化，故隨變形程度的增加，塑性下降、變形抗力增大，鍛造性能故隨變形程度的增加，塑性下降、變形抗力增大，鍛造性能變差。變差。（2）當(dāng)變形速度高達(dá)一定數(shù)值（如高速鍛錘、爆炸成形）當(dāng)變形速度高達(dá)一定數(shù)值（如高速鍛錘、爆炸成

29、形）時(shí)，可使金屬的溫度升高，產(chǎn)生所謂的熱效應(yīng)，變形速度越時(shí)，可使金屬的溫度升高，產(chǎn)生所謂的熱效應(yīng)，變形速度越快，熱效應(yīng)越明顯，鍛造性能也得到改善。在一般鍛壓生產(chǎn)快，熱效應(yīng)越明顯，鍛造性能也得到改善。在一般鍛壓生產(chǎn)中，變形速度并不很快，因而，熱效應(yīng)作用也不明顯。中，變形速度并不很快，因而，熱效應(yīng)作用也不明顯。上一頁 下一頁返回整理課件第一節(jié)第一節(jié) 鍛壓工藝基礎(chǔ)鍛壓工藝基礎(chǔ)五、金屬鍛造的加熱和冷卻五、金屬鍛造的加熱和冷卻1坯料的加熱坯料的加熱1）加熱的目的）加熱的目的加熱的目的是為了提高坯料的塑性、降低變形抗力，改善鍛加熱的目的是為了提高坯料的塑性、降低變形抗力，改善鍛壓性能。加熱時(shí)，應(yīng)保證坯料均

30、勻熱透，盡量減少氧化、脫壓性能。加熱時(shí)，應(yīng)保證坯料均勻熱透，盡量減少氧化、脫碳，降低燃料消耗；盡量縮短加熱時(shí)間。碳，降低燃料消耗；盡量縮短加熱時(shí)間。上一頁 下一頁返回整理課件第一節(jié)第一節(jié) 鍛壓工藝基礎(chǔ)鍛壓工藝基礎(chǔ)2）鍛造溫度范圍）鍛造溫度范圍鍛造溫度范圍是鍛件由始鍛溫度到終鍛溫度的溫度區(qū)間。鍛造溫度范圍是鍛件由始鍛溫度到終鍛溫度的溫度區(qū)間。（1）始鍛溫度。開始鍛造時(shí)坯料的溫度即始鍛溫度。為使）始鍛溫度。開始鍛造時(shí)坯料的溫度即始鍛溫度。為使坯料有最佳的鍛壓性能，在不出現(xiàn)過熱和過燒的前提下，應(yīng)坯料有最佳的鍛壓性能，在不出現(xiàn)過熱和過燒的前提下，應(yīng)盡量提高始鍛溫度，減少加熱次數(shù)。碳鋼的始鍛溫度比固相盡

31、量提高始鍛溫度，減少加熱次數(shù)。碳鋼的始鍛溫度比固相線低線低200左右，如圖左右，如圖9-6所示。所示。（2）終鍛溫度。坯料停止鍛造的溫度即終鍛溫度。它應(yīng)高）終鍛溫度。坯料停止鍛造的溫度即終鍛溫度。它應(yīng)高于再結(jié)晶溫度，以保證在停鍛前坯料有足夠的塑性，鍛后能于再結(jié)晶溫度，以保證在停鍛前坯料有足夠的塑性，鍛后能獲得細(xì)小的再結(jié)晶組織。但終鍛溫度過高，易形成粗大晶粒，獲得細(xì)小的再結(jié)晶組織。但終鍛溫度過高，易形成粗大晶粒，降低力學(xué)性能；終鍛溫度過低，鍛壓性能變差。碳鋼的終鍛降低力學(xué)性能；終鍛溫度過低，鍛壓性能變差。碳鋼的終鍛溫度在溫度在800左右。左右。上一頁 下一頁返回整理課件第一節(jié)第一節(jié) 鍛壓工藝基礎(chǔ)

32、鍛壓工藝基礎(chǔ)2鍛件的冷卻鍛件的冷卻冷卻是鍛造工藝過程中不可缺少的工序，鍛后冷卻不當(dāng)，會(huì)冷卻是鍛造工藝過程中不可缺少的工序，鍛后冷卻不當(dāng)，會(huì)使鍛件發(fā)生翹曲變形、硬度過高、甚至產(chǎn)生裂紋等缺陷。鍛使鍛件發(fā)生翹曲變形、硬度過高、甚至產(chǎn)生裂紋等缺陷。鍛造生產(chǎn)中常見的冷卻方法有以下三種。造生產(chǎn)中常見的冷卻方法有以下三種。1）空冷）空冷空冷是將熱態(tài)鍛件放在靜止空氣中冷卻?？绽渌俣容^快，多空冷是將熱態(tài)鍛件放在靜止空氣中冷卻。空冷速度較快，多用于低碳鋼、中碳鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼的中小型鍛件。用于低碳鋼、中碳鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼的中小型鍛件。上一頁 下一頁返回整理課件第一節(jié)第一節(jié) 鍛壓工藝基礎(chǔ)鍛壓工藝基礎(chǔ)2）坑冷或灰砂冷

33、）坑冷或灰砂冷坑冷是將熱態(tài)鍛件埋在地坑或鐵箱中緩慢冷卻的方法。灰砂坑冷是將熱態(tài)鍛件埋在地坑或鐵箱中緩慢冷卻的方法?；疑袄涫菍釕B(tài)鍛件埋入爐渣、灰或砂中緩慢冷卻的方法。這兩冷是將熱態(tài)鍛件埋入爐渣、灰或砂中緩慢冷卻的方法。這兩種冷卻方法均比空冷慢，主要用于中、高碳結(jié)構(gòu)鋼、碳素工種冷卻方法均比空冷慢，主要用于中、高碳結(jié)構(gòu)鋼、碳素工具鋼和中碳低合金結(jié)構(gòu)鋼的中型鍛件的冷卻。具鋼和中碳低合金結(jié)構(gòu)鋼的中型鍛件的冷卻。3）爐冷）爐冷爐冷是將鍛后的鍛件放入爐中緩慢冷卻的方法。這種方法冷爐冷是將鍛后的鍛件放入爐中緩慢冷卻的方法。這種方法冷卻速度最慢，生產(chǎn)效率最低，常用于合金鋼大型鍛件、高合卻速度最慢，生產(chǎn)效率最低

34、，常用于合金鋼大型鍛件、高合金鋼重要鍛件的冷卻。金鋼重要鍛件的冷卻。上一頁返回整理課件第二節(jié)第二節(jié) 自由鍛自由鍛自由鍛是只用簡單的通用性工具、或在鍛造設(shè)備的上、下砧自由鍛是只用簡單的通用性工具、或在鍛造設(shè)備的上、下砧鐵間直接使坯料產(chǎn)生變形，獲得所需的幾何形狀及內(nèi)部質(zhì)量鐵間直接使坯料產(chǎn)生變形，獲得所需的幾何形狀及內(nèi)部質(zhì)量鍛件的加工方法。此時(shí)，金屬的受力變形是在上下兩砧鐵間鍛件的加工方法。此時(shí)，金屬的受力變形是在上下兩砧鐵間作自由流動(dòng)，不受限制，形狀和尺寸由鍛工控制，所以稱為作自由流動(dòng)，不受限制，形狀和尺寸由鍛工控制，所以稱為自由鍛。自由鍛。下一頁返回整理課件第二節(jié)第二節(jié) 自由鍛自由鍛一、自由鍛的

35、分類、特點(diǎn)及應(yīng)用一、自由鍛的分類、特點(diǎn)及應(yīng)用自由鍛分為手工鍛和機(jī)器鍛兩種。前者適用于小件生產(chǎn)或維自由鍛分為手工鍛和機(jī)器鍛兩種。前者適用于小件生產(chǎn)或維修工作；后者是自由鍛的基本方法，工廠主要采用的生產(chǎn)方修工作；后者是自由鍛的基本方法，工廠主要采用的生產(chǎn)方式。式。自由鍛的設(shè)備和工具簡單，適應(yīng)性強(qiáng)，靈活性大，成本低，自由鍛的設(shè)備和工具簡單，適應(yīng)性強(qiáng)，靈活性大，成本低，可鍛造小至幾克大至數(shù)百噸的鍛件。但鍛件的尺寸精度低、可鍛造小至幾克大至數(shù)百噸的鍛件。但鍛件的尺寸精度低、材料的利用率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，條件差，生產(chǎn)率低，要求工材料的利用率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，條件差，生產(chǎn)率低，要求工人的技術(shù)水平較高。自由鍛主要

36、適用于單件、小批和大型鍛人的技術(shù)水平較高。自由鍛主要適用于單件、小批和大型鍛件的生產(chǎn)。件的生產(chǎn)。上一頁 下一頁返回整理課件第二節(jié)第二節(jié) 自由鍛自由鍛二、自由鍛設(shè)備二、自由鍛設(shè)備自由鍛設(shè)備按對金屬的作用力性質(zhì)分為自由鍛錘（沖擊力作自由鍛設(shè)備按對金屬的作用力性質(zhì)分為自由鍛錘（沖擊力作用）和壓力機(jī)（靜壓力作用）兩類設(shè)備。其中，自由鍛錘設(shè)用）和壓力機(jī)（靜壓力作用）兩類設(shè)備。其中，自由鍛錘設(shè)備有空氣錘和蒸汽備有空氣錘和蒸汽空氣錘；壓力機(jī)有水壓機(jī)、油壓機(jī)等?？諝忮N；壓力機(jī)有水壓機(jī)、油壓機(jī)等。1）空氣錘）空氣錘空氣錘是一種利用電力直接驅(qū)動(dòng)的鍛造設(shè)備，在空氣錘上既空氣錘是一種利用電力直接驅(qū)動(dòng)的鍛造設(shè)備，在空氣

37、錘上既可自由鍛，也可胎模鍛，如圖可自由鍛，也可胎模鍛，如圖9-7所示。所示。上一頁 下一頁返回整理課件第二節(jié)第二節(jié) 自由鍛自由鍛空氣錘有兩個(gè)氣缸，即工作氣缸和壓縮氣缸，壓縮氣缸內(nèi)的空氣錘有兩個(gè)氣缸，即工作氣缸和壓縮氣缸，壓縮氣缸內(nèi)的活塞由電動(dòng)機(jī)通過減速機(jī)構(gòu)、曲柄、連桿帶動(dòng)，做上下往復(fù)活塞由電動(dòng)機(jī)通過減速機(jī)構(gòu)、曲柄、連桿帶動(dòng)，做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。其氣缸里的壓縮空氣經(jīng)過上下旋閥交替進(jìn)入工作氣缸運(yùn)動(dòng)。其氣缸里的壓縮空氣經(jīng)過上下旋閥交替進(jìn)入工作氣缸的上部和下部空間，使工作氣缸內(nèi)的活塞連同錘桿和上砧鐵的上部和下部空間，使工作氣缸內(nèi)的活塞連同錘桿和上砧鐵一起作上下運(yùn)動(dòng)，對放在下砧鐵上的金屬坯料進(jìn)行打擊。空一起

38、作上下運(yùn)動(dòng)，對放在下砧鐵上的金屬坯料進(jìn)行打擊?？諝忮N可根據(jù)鍛造工作的需要，作連續(xù)打擊、上砧鐵上懸、下氣錘可根據(jù)鍛造工作的需要，作連續(xù)打擊、上砧鐵上懸、下壓和單次打擊等動(dòng)作。壓和單次打擊等動(dòng)作?？諝忮N的噸位以落下部分的質(zhì)量（空氣錘的噸位以落下部分的質(zhì)量（kg）來表示，常見的規(guī)格）來表示，常見的規(guī)格有有65kg、75kg、250kg、750kg等，廣泛地應(yīng)用于小型等，廣泛地應(yīng)用于小型鍛件的鍛造?？諝忮N具有價(jià)格低，工作行程短，打擊速度快，鍛件的鍛造?？諝忮N具有價(jià)格低，工作行程短，打擊速度快，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便等優(yōu)點(diǎn)。結(jié)構(gòu)簡單，操作方便等優(yōu)點(diǎn)。上一頁 下一頁返回整理課件第二節(jié)第二節(jié) 自由鍛自由鍛2）水

39、壓機(jī)）水壓機(jī)水壓機(jī)以靜壓力作用在坯料上，工作振動(dòng)小，易將坯料鍛透，水壓機(jī)以靜壓力作用在坯料上，工作振動(dòng)小，易將坯料鍛透，坯料變形速度慢，有利于金屬的再結(jié)晶，提高鍛件的塑性，坯料變形速度慢，有利于金屬的再結(jié)晶，提高鍛件的塑性，可獲得大量變形等優(yōu)點(diǎn)。但存在結(jié)構(gòu)笨重，輔助裝置龐大，可獲得大量變形等優(yōu)點(diǎn)。但存在結(jié)構(gòu)笨重，輔助裝置龐大，造價(jià)高等缺點(diǎn)。造價(jià)高等缺點(diǎn)。水壓機(jī)主要適用于大型鍛件和高合金鋼鍛件的鍛造，其規(guī)格水壓機(jī)主要適用于大型鍛件和高合金鋼鍛件的鍛造，其規(guī)格用產(chǎn)生的最大靜壓力表示，一般為用產(chǎn)生的最大靜壓力表示，一般為5125MN，可鍛鋼錠的，可鍛鋼錠的質(zhì)量為質(zhì)量為1300t。上一頁 下一頁返回整

40、理課件第二節(jié)第二節(jié) 自由鍛自由鍛三、自由鍛的基本工序三、自由鍛的基本工序自由鍛工序可分為基本工序、輔助工序及修整工序。輔助工自由鍛工序可分為基本工序、輔助工序及修整工序。輔助工序是為基本工序操作方便而進(jìn)行的預(yù)先變形，如壓鉗口、鋼序是為基本工序操作方便而進(jìn)行的預(yù)先變形，如壓鉗口、鋼錠倒棱和壓肩等。修整工序是為提高鍛件表面質(zhì)量而進(jìn)行的錠倒棱和壓肩等。修整工序是為提高鍛件表面質(zhì)量而進(jìn)行的工序，如校整、滾圓、平整等?；竟ば蚴亲杂慑懺斓闹饕ば颍缧Ｕ?、滾圓、平整等。基本工序是自由鍛造的主要工序，包括鐓粗、拔長、沖孔、彎曲、切割、錯(cuò)移和扭轉(zhuǎn)等，工序，包括鐓粗、拔長、沖孔、彎曲、切割、錯(cuò)移和扭轉(zhuǎn)等，見表

41、見表9-1所列。所列。上一頁 下一頁返回整理課件第二節(jié)第二節(jié) 自由鍛自由鍛1鐓粗鐓粗鐓粗是減小坯料高度，增大其橫截面積的工序。有整體和局鐓粗是減小坯料高度，增大其橫截面積的工序。有整體和局部鐓粗之分，主要適用于圓盤類零件。由于坯料端面和砧鐵部鐓粗之分，主要適用于圓盤類零件。由于坯料端面和砧鐵表面接觸產(chǎn)生降溫和摩擦力的作用，鍛件變形不均勻而往往表面接觸產(chǎn)生降溫和摩擦力的作用，鍛件變形不均勻而往往呈鼓形。因此，鐓粗時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：呈鼓形。因此，鐓粗時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1）坯料高度）坯料高度Ho小于直徑小于直徑Do的倍，防止產(chǎn)生鐓彎和雙鼓形。的倍，防止產(chǎn)生鐓彎和雙鼓形。（2）坯料加熱要均勻，防止鐓

42、粗時(shí)坯料軸線偏離。）坯料加熱要均勻，防止鐓粗時(shí)坯料軸線偏離。（3）坯料表面不應(yīng)有裂紋或凹坑，端面平整且與軸線垂直，）坯料表面不應(yīng)有裂紋或凹坑，端面平整且與軸線垂直，防止鐓歪或裂紋擴(kuò)大。防止鐓歪或裂紋擴(kuò)大。上一頁 下一頁返回整理課件第二節(jié)第二節(jié) 自由鍛自由鍛2拔長拔長拔長是減小坯料橫截面積，增加其長度的工序。主要適于鍛拔長是減小坯料橫截面積，增加其長度的工序。主要適于鍛造桿軸類零件對于空芯軸鍛件可采用芯軸拔長。拔長時(shí)有以造桿軸類零件對于空芯軸鍛件可采用芯軸拔長。拔長時(shí)有以下幾點(diǎn)注意事項(xiàng)：下幾點(diǎn)注意事項(xiàng)：（1）拔長時(shí)應(yīng)不斷進(jìn)行）拔長時(shí)應(yīng)不斷進(jìn)行90翻轉(zhuǎn)，使坯料變形更加均勻。翻轉(zhuǎn)，使坯料變形更加均勻

43、。（2）為防止翻轉(zhuǎn)時(shí)橫截面產(chǎn)生彎曲現(xiàn)象，橫截面高度與寬）為防止翻轉(zhuǎn)時(shí)橫截面產(chǎn)生彎曲現(xiàn)象，橫截面高度與寬度之比應(yīng)小于倍。度之比應(yīng)小于倍。（3）拔長時(shí)每次送進(jìn)量）拔長時(shí)每次送進(jìn)量t=（）（）B，B為砧寬，送進(jìn)量太大為砧寬，送進(jìn)量太大變形不均勻，太小又容易產(chǎn)生折迭。變形不均勻，太小又容易產(chǎn)生折迭。（4）芯軸拔長時(shí)，坯料加熱要均勻，防止空芯軸孔偏斜。）芯軸拔長時(shí)，坯料加熱要均勻，防止空芯軸孔偏斜。上一頁 下一頁返回整理課件第二節(jié)第二節(jié) 自由鍛自由鍛3沖孔沖孔沖孔是用沖子在坯料上沖出透孔或不透孔的鍛造工序。根據(jù)沖孔是用沖子在坯料上沖出透孔或不透孔的鍛造工序。根據(jù)沖頭形式不同，可分為實(shí)芯沖頭沖孔（孔徑小于

44、沖頭形式不同，可分為實(shí)芯沖頭沖孔（孔徑小于300mm）及空芯沖頭沖孔（孔徑大于及空芯沖頭沖孔（孔徑大于300mm），主要用于鍛造環(huán)套），主要用于鍛造環(huán)套類零件。類零件。4彎曲彎曲彎曲是采用一定的工模具，將鍛件彎制成所需形狀的變形工彎曲是采用一定的工模具，將鍛件彎制成所需形狀的變形工序。適用于鍛造吊鉤、彎板、角尺等零件。序。適用于鍛造吊鉤、彎板、角尺等零件。上一頁 下一頁返回整理課件第二節(jié)第二節(jié) 自由鍛自由鍛5切割切割切割是用剁子將坯料切斷或部分割開的鍛造工序。常用于切切割是用剁子將坯料切斷或部分割開的鍛造工序。常用于切除鍛件的料頭、分段、劈縫或切割成所需形狀等。除鍛件的料頭、分段、劈縫或切割成

45、所需形狀等。6錯(cuò)移錯(cuò)移錯(cuò)移是在保持坯料軸線平行的前提下，將其一部分相對另一錯(cuò)移是在保持坯料軸線平行的前提下，將其一部分相對另一部分平移錯(cuò)開的鍛造工序，常用于鍛造曲軸類零件。部分平移錯(cuò)開的鍛造工序，常用于鍛造曲軸類零件。上一頁 下一頁返回整理課件第二節(jié)第二節(jié) 自由鍛自由鍛7扭轉(zhuǎn)扭轉(zhuǎn)扭轉(zhuǎn)是將坯料的一部分相對于另一部分繞其軸線旋轉(zhuǎn)一定角扭轉(zhuǎn)是將坯料的一部分相對于另一部分繞其軸線旋轉(zhuǎn)一定角度的鍛造工序。主要用于制造小型曲軸、連桿等零件。度的鍛造工序。主要用于制造小型曲軸、連桿等零件。除上述工序外，還有擴(kuò)孔、鍛接等工序?？傊?，自由鍛工藝除上述工序外，還有擴(kuò)孔、鍛接等工序?？傊杂慑懝に囲`活，在機(jī)械制造

46、中具有特別重要的地位。自由鍛的不足之靈活，在機(jī)械制造中具有特別重要的地位。自由鍛的不足之處是鍛件精度較低，生產(chǎn)率低，勞動(dòng)條件相對較差。處是鍛件精度較低，生產(chǎn)率低，勞動(dòng)條件相對較差。上一頁 下一頁返回整理課件第二節(jié)第二節(jié) 自由鍛自由鍛四、自由鍛工藝規(guī)程的制訂四、自由鍛工藝規(guī)程的制訂自由鍛造工藝規(guī)程是組織生產(chǎn)過程，規(guī)定操作規(guī)范，控制和自由鍛造工藝規(guī)程是組織生產(chǎn)過程，規(guī)定操作規(guī)范，控制和檢查產(chǎn)品質(zhì)量的依據(jù)。應(yīng)在充分了解和掌握本單位生產(chǎn)實(shí)際檢查產(chǎn)品質(zhì)量的依據(jù)。應(yīng)在充分了解和掌握本單位生產(chǎn)實(shí)際狀況的前提下，保證滿足鍛件的技術(shù)條件要求，并保證生產(chǎn)狀況的前提下，保證滿足鍛件的技術(shù)條件要求，并保證生產(chǎn)工藝的可

47、行性和經(jīng)濟(jì)性。自由鍛造工藝規(guī)程主要有以下內(nèi)容。工藝的可行性和經(jīng)濟(jì)性。自由鍛造工藝規(guī)程主要有以下內(nèi)容。上一頁 下一頁返回整理課件第二節(jié)第二節(jié) 自由鍛自由鍛1繪制鍛件圖繪制鍛件圖鍛件圖是編制鍛造工藝、設(shè)計(jì)工具、指導(dǎo)生產(chǎn)和檢驗(yàn)鍛件的鍛件圖是編制鍛造工藝、設(shè)計(jì)工具、指導(dǎo)生產(chǎn)和檢驗(yàn)鍛件的主要依據(jù)。是以零件圖為基礎(chǔ)，結(jié)合自由鍛工藝特點(diǎn)繪制而主要依據(jù)。是以零件圖為基礎(chǔ)，結(jié)合自由鍛工藝特點(diǎn)繪制而成。典型鍛件圖如圖成。典型鍛件圖如圖9-8所示，在鍛件圖上用雙點(diǎn)畫線畫出所示，在鍛件圖上用雙點(diǎn)畫線畫出零件主要輪廓形狀，并在鍛件尺寸線下面用括弧注明零件尺零件主要輪廓形狀，并在鍛件尺寸線下面用括弧注明零件尺寸。繪制鍛件

48、圖應(yīng)考慮工藝余塊、加工余量、鍛件公差等因寸。繪制鍛件圖應(yīng)考慮工藝余塊、加工余量、鍛件公差等因素。素。上一頁 下一頁返回整理課件第二節(jié)第二節(jié) 自由鍛自由鍛（1）工藝余塊，是為了簡化自由鍛件外形，便于鍛造而增）工藝余塊，是為了簡化自由鍛件外形，便于鍛造而增加的那一部分金屬。多用于零件上的小孔、臺階和凹檔等難加的那一部分金屬。多用于零件上的小孔、臺階和凹檔等難以鍛出的部位，添加余塊應(yīng)綜合考慮工藝的可行性和金屬材以鍛出的部位，添加余塊應(yīng)綜合考慮工藝的可行性和金屬材料的消耗等因素。料的消耗等因素。（2）加工余量，是為了克服自由鍛件尺寸精度低、表面質(zhì)）加工余量，是為了克服自由鍛件尺寸精度低、表面質(zhì)量較差的

49、缺點(diǎn)，而在零件加工表面上增加了供切削加工用的量較差的缺點(diǎn)，而在零件加工表面上增加了供切削加工用的金屬層。一般加工余量的大小與零件的形狀、尺寸等因素有金屬層。一般加工余量的大小與零件的形狀、尺寸等因素有關(guān)。零件越大、形狀越復(fù)雜，則加工余量越大。關(guān)。零件越大、形狀越復(fù)雜，則加工余量越大。（3）鍛件公差，是鍛件實(shí)際尺寸（鍛造尺寸）相對于鍛件）鍛件公差，是鍛件實(shí)際尺寸（鍛造尺寸）相對于鍛件公稱尺寸（零件基本尺寸公稱尺寸（零件基本尺寸+加工余量）所允許的變動(dòng)量。鍛加工余量）所允許的變動(dòng)量。鍛件公差的確定方法與加工余量的確定方法基本相同，通常為件公差的確定方法與加工余量的確定方法基本相同，通常為加工余量的

50、加工余量的1/41/3。上一頁 下一頁返回整理課件第二節(jié)第二節(jié) 自由鍛自由鍛2計(jì)算壞料質(zhì)量和尺寸計(jì)算壞料質(zhì)量和尺寸（1）坯料質(zhì)量包括鍛件質(zhì)量與鍛造過程中的各種損耗之和，）坯料質(zhì)量包括鍛件質(zhì)量與鍛造過程中的各種損耗之和，可按下式確定，即可按下式確定，即m坯坯=m鍛鍛+m燒燒+m切切式中式中m坯坯坯料的質(zhì)量；坯料的質(zhì)量；m鍛鍛鍛件的質(zhì)量；鍛件的質(zhì)量；m燒燒火焰加熱時(shí)坯料表面氧化燒損的質(zhì)量，第一次取火焰加熱時(shí)坯料表面氧化燒損的質(zhì)量，第一次取被加熱金屬質(zhì)量的被加熱金屬質(zhì)量的23，以后各次加熱取，以后各次加熱取2；m切切包括沖孔時(shí)芯料的質(zhì)量和修切鍛件端部料頭的質(zhì)包括沖孔時(shí)芯料的質(zhì)量和修切鍛件端部料頭的質(zhì)

51、量，沖孔芯料和修切料頭的質(zhì)量與鍛件形狀的復(fù)雜程度有關(guān)。量，沖孔芯料和修切料頭的質(zhì)量與鍛件形狀的復(fù)雜程度有關(guān)。用鋼材作坯料時(shí)，可按被加熱金屬質(zhì)量的用鋼材作坯料時(shí)，可按被加熱金屬質(zhì)量的24計(jì)算。鍛計(jì)算。鍛造大型鍛件采用鋼錠作坯料時(shí)，切頭部分質(zhì)量還要考慮切掉造大型鍛件采用鋼錠作坯料時(shí)，切頭部分質(zhì)量還要考慮切掉鋼錠頭部和尾部的質(zhì)量。鋼錠頭部和尾部的質(zhì)量。上一頁 下一頁返回整理課件第二節(jié)第二節(jié) 自由鍛自由鍛（2）坯料尺寸的計(jì)算與坯料的種類和鍛造工序有關(guān)，即應(yīng)）坯料尺寸的計(jì)算與坯料的種類和鍛造工序有關(guān)，即應(yīng)充分考慮鍛造比的問題。表充分考慮鍛造比的問題。表9-2中列出了第一鍛造工序分別中列出了第一鍛造工序分

52、別為鐓粗時(shí)坯料體積為鐓粗時(shí)坯料體積V坯坯與拔長時(shí)坯料橫截面積與拔長時(shí)坯料橫截面積A坯坯的計(jì)算式。的計(jì)算式。其中，其中，Do為圓截面坯料直徑；為圓截面坯料直徑；Ho為坯料高度；為坯料高度；Lo為方截面坯為方截面坯料邊長；料邊長；Amax為鍛件的最大橫截面積。按表中所列方法初步為鍛件的最大橫截面積。按表中所列方法初步算出坯料的直徑或邊長后，還需要按照鋼材的標(biāo)準(zhǔn)尺寸加以算出坯料的直徑或邊長后，還需要按照鋼材的標(biāo)準(zhǔn)尺寸加以修正，再計(jì)算出坯料的長度。修正，再計(jì)算出坯料的長度。上一頁 下一頁返回整理課件第二節(jié)第二節(jié) 自由鍛自由鍛3選擇鍛造工序選擇鍛造工序自由鍛造工序主要根據(jù)鍛造工序的特點(diǎn)和工件形狀加以確定

53、。自由鍛造工序主要根據(jù)鍛造工序的特點(diǎn)和工件形狀加以確定。表表9-3是一般鍛件的大致分類及所采用的工序。是一般鍛件的大致分類及所采用的工序。上一頁 下一頁返回整理課件第二節(jié)第二節(jié) 自由鍛自由鍛4確定鍛造溫度范圍確定鍛造溫度范圍鍛造溫度范圍是指鍛件由始鍛溫度到終鍛溫度的鍛造溫度間鍛造溫度范圍是指鍛件由始鍛溫度到終鍛溫度的鍛造溫度間隔。隔。（1）始鍛溫度是指開始鍛造時(shí)坯料的溫度。通常，始鍛溫）始鍛溫度是指開始鍛造時(shí)坯料的溫度。通常，始鍛溫度比金屬材料的熔點(diǎn)低度比金屬材料的熔點(diǎn)低150200，在不發(fā)生過熱、過，在不發(fā)生過熱、過燒的前提下，盡可能提高始鍛溫度，有利于金屬的塑性成形。燒的前提下，盡可能提高

54、始鍛溫度，有利于金屬的塑性成形。（2）終鍛溫度是指停止鍛造時(shí)鍛件的溫度，碳素鋼的終鍛）終鍛溫度是指停止鍛造時(shí)鍛件的溫度，碳素鋼的終鍛溫度約為溫度約為800，合金鋼一般為，合金鋼一般為800900。在保證鍛。在保證鍛后獲得再結(jié)晶組織的前提下，適當(dāng)降低終鍛溫度有利于完成后獲得再結(jié)晶組織的前提下，適當(dāng)降低終鍛溫度有利于完成各種變形工步。終鍛溫度過低，金屬塑性降低，容易產(chǎn)生裂各種變形工步。終鍛溫度過低，金屬塑性降低，容易產(chǎn)生裂紋。終鍛溫度過高，會(huì)引起晶粒長大，降低金屬的力學(xué)性能。紋。終鍛溫度過高，會(huì)引起晶粒長大，降低金屬的力學(xué)性能。上一頁返回整理課件第三節(jié)第三節(jié) 模鍛和胎模鍛模鍛和胎模鍛模鍛是使金屬坯

55、料在鍛模模膛內(nèi)一次或多次承受沖擊力或壓模鍛是使金屬坯料在鍛模模膛內(nèi)一次或多次承受沖擊力或壓力的作用，而被迫流動(dòng)成形。由于模膛對金屬坯料流動(dòng)的限力的作用，而被迫流動(dòng)成形。由于模膛對金屬坯料流動(dòng)的限制，最終得到與模膛形狀相符的鍛件。模鍛主要有以下特點(diǎn)。制，最終得到與模膛形狀相符的鍛件。模鍛主要有以下特點(diǎn)。（1）生產(chǎn)率高、易于機(jī)械化，可成批大量生產(chǎn)。模鍛時(shí)金）生產(chǎn)率高、易于機(jī)械化，可成批大量生產(chǎn)。模鍛時(shí)金屬的變形受模槽的限制，能較快獲得所需形狀，可以鍛出自屬的變形受模槽的限制，能較快獲得所需形狀，可以鍛出自由鍛難以鍛出的形狀，且操作簡單，勞動(dòng)強(qiáng)度低。由鍛難以鍛出的形狀，且操作簡單，勞動(dòng)強(qiáng)度低。（2）

56、鍛件尺寸精度高、表面粗糙度值小，可以減少機(jī)械加）鍛件尺寸精度高、表面粗糙度值小，可以減少機(jī)械加工余量和余塊的數(shù)量，節(jié)省金屬材料和加工工時(shí)。但是，模工余量和余塊的數(shù)量，節(jié)省金屬材料和加工工時(shí)。但是，模具費(fèi)用昂貴，需要能力較大的專用設(shè)備，所以只有在大批量具費(fèi)用昂貴，需要能力較大的專用設(shè)備，所以只有在大批量生產(chǎn)時(shí)采用模鍛才是經(jīng)濟(jì)合理的，模鍛件的質(zhì)量一般在生產(chǎn)時(shí)采用模鍛才是經(jīng)濟(jì)合理的，模鍛件的質(zhì)量一般在150kg以下。以下。下一頁返回整理課件第三節(jié)第三節(jié) 模鍛和胎模鍛模鍛和胎模鍛一、錘上模鍛一、錘上模鍛錘上模鍛所使用的設(shè)備有蒸汽錘上模鍛所使用的設(shè)備有蒸汽空氣模鍛錘、無砧座錘、高空氣模鍛錘、無砧座錘、高

57、速錘等。其中蒸汽速錘等。其中蒸汽空氣模鍛錘應(yīng)用最廣泛。其工作原理與空氣模鍛錘應(yīng)用最廣泛。其工作原理與蒸汽蒸汽空氣自由鍛錘基本相同。由于模鍛錘工作時(shí)受力大，空氣自由鍛錘基本相同。由于模鍛錘工作時(shí)受力大，要求設(shè)備的剛性好，導(dǎo)向精度高。因此，模鍛錘的機(jī)架與砧要求設(shè)備的剛性好，導(dǎo)向精度高。因此，模鍛錘的機(jī)架與砧座相連接，形成封閉結(jié)構(gòu)。錘頭與導(dǎo)軌之間的間隙較小，保座相連接，形成封閉結(jié)構(gòu)。錘頭與導(dǎo)軌之間的間隙較小，保證合模準(zhǔn)確性。模鍛錘噸位為證合模準(zhǔn)確性。模鍛錘噸位為116t，鍛件質(zhì)量為，鍛件質(zhì)量為150kg。上一頁 下一頁返回整理課件第三節(jié)第三節(jié) 模鍛和胎模鍛模鍛和胎模鍛1鍛模鍛模錘上模鍛用的鍛模如圖錘

58、上模鍛用的鍛模如圖9-8所示。它是由帶燕尾的活動(dòng)上模所示。它是由帶燕尾的活動(dòng)上模2和固定下模和固定下模4兩部分組成，并分別用楔鐵兩部分組成，并分別用楔鐵10、7緊固在錘頭緊固在錘頭1和模座和模座5上。上、下模合模后，其中部形成完整的模膛上。上、下模合模后，其中部形成完整的模膛9、分、分模面模面8和飛邊槽和飛邊槽3。上一頁 下一頁返回整理課件第三節(jié)第三節(jié) 模鍛和胎模鍛模鍛和胎模鍛鍛模模膛可分為制坯模膛和模鍛模膛兩大類。鍛模模膛可分為制坯模膛和模鍛模膛兩大類。（1）制坯模膛，主要作用是使坯料形狀基本接近模鍛件形）制坯模膛，主要作用是使坯料形狀基本接近模鍛件形狀，合理分布金屬材料，更易于充滿模膛。狀

59、，合理分布金屬材料，更易于充滿模膛。一般有以下幾種類型：一般有以下幾種類型：模膛用于減小坯料某部分橫截面積，增加該部分長度。模膛用于減小坯料某部分橫截面積，增加該部分長度。滾壓模膛用于減小坯料某部分的橫截面積，增大另一部分滾壓模膛用于減小坯料某部分的橫截面積，增大另一部分的橫截面積，使金屬按模鍛件形狀分布。的橫截面積，使金屬按模鍛件形狀分布。彎曲模膛用于彎曲桿類模鍛件的坯料。彎曲模膛用于彎曲桿類模鍛件的坯料。上一頁 下一頁返回整理課件第三節(jié)第三節(jié) 模鍛和胎模鍛模鍛和胎模鍛（2）模鍛模膛，又分為預(yù)鍛模膛和終鍛模膛兩種。）模鍛模膛，又分為預(yù)鍛模膛和終鍛模膛兩種。預(yù)鍛模膛的作用是使坯料變形到接近于鍛

60、件的形狀和尺寸。預(yù)鍛模膛的作用是使坯料變形到接近于鍛件的形狀和尺寸。使金屬更容易充滿終鍛模膛，減少模膛磨損，增加模膛使用使金屬更容易充滿終鍛模膛，減少模膛磨損，增加模膛使用壽命。壽命。終鍛模膛的形狀和鍛件形狀相同?？紤]到鍛件冷卻時(shí)的收終鍛模膛的形狀和鍛件形狀相同。考慮到鍛件冷卻時(shí)的收縮，終鍛模膛的尺寸應(yīng)比鍛件尺寸放大一個(gè)收縮量，使坯料縮，終鍛模膛的尺寸應(yīng)比鍛件尺寸放大一個(gè)收縮量，使坯料最后變形到鍛件所要求的形狀和尺寸。飛邊槽的作用是增加最后變形到鍛件所要求的形狀和尺寸。飛邊槽的作用是增加金屬從模膛中流出的阻力，促使金屬充滿模膛，容納多余金金屬從模膛中流出的阻力，促使金屬充滿模膛，容納多余金屬。