金屬工藝學(xué)—3金屬塑性加工

1、金屬工藝學(xué)第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2022-4-201第三篇第三篇 金屬壓力加工金屬壓力加工金屬工藝學(xué)第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：本篇重點(diǎn)：本篇重點(diǎn)：了解金屬塑性成型的理論了解金屬塑性成型的理論基礎(chǔ)；基礎(chǔ)；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；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(jié)構(gòu)、包括各種成形模具結(jié)構(gòu)、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(chǔ)金屬壓力加工基礎(chǔ)第第10章章 常用的鍛造方法常用的鍛造方法第第11章章 板料沖壓板料沖壓 第第12章章 特種壓力加工方

2、法簡(jiǎn)介特種壓力加工方法簡(jiǎn)介2022-4-202金屬工藝學(xué)第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2022-4-203一、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(chǎn)生金屬在外力作用下產(chǎn)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(jī)械性能的原材料、毛坯或零件的生產(chǎn)方法，也狀、尺寸和機(jī)械性能的原材料、毛坯或零件的生產(chǎn)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(chǎn)方式二、塑性成形的基本生產(chǎn)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板料沖壓板料沖壓金屬工藝學(xué)第三篇第三篇

3、金屬塑性加工金屬塑性加工2022-4-204 1 1軋制軋制 金屬工藝學(xué)第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2022-4-205軋制產(chǎn)品軋制產(chǎn)品 金屬工藝學(xué)第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2022-4-2062 2擠壓擠壓 施加強(qiáng)大壓力作用于模具，迫使放在模具內(nèi)的金屬坯施加強(qiáng)大壓力作用于模具，迫使放在模具內(nèi)的金屬坯料產(chǎn)生定向塑性變形并從?？字袛D出，從而獲得所需零件料產(chǎn)生定向塑性變形并從?？字袛D出，從而獲得所需零件或半成品的加工方法?；虬氤善返募庸し椒?。金屬工藝學(xué)第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2022-4-207擠壓產(chǎn)品擠壓產(chǎn)品金屬工藝學(xué)第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工20

4、22-4-2083 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(xué)第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2022-4-209拉拔產(chǎn)品拉拔產(chǎn)品金屬工藝學(xué)第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2022-4-20104 4自由鍛造自由鍛造上砥鐵下砥鐵坯料 只用簡(jiǎn)單的通用性工具或在鍛造設(shè)備的上、下砧間直接使只用簡(jiǎn)單的通用性工具或在鍛造設(shè)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(xué)第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2022-4-20115 5模鍛模鍛 利用利用模具模具使坯料變形而獲

5、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(xué)第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2022-4-20126 6板料沖壓板料沖壓 利用利用沖模沖模對(duì)金屬板料施加壓力，使其產(chǎn)生對(duì)金屬板料施加壓力，使其產(chǎn)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(xué)第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2022-4-20134. 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(diǎn)三、塑性成形（壓力加工）的特點(diǎn)1 1力學(xué)性能高力學(xué)性能高1 1）組織致密；）組織致密；2 2）晶粒細(xì)化；）晶粒細(xì)化；3 3）壓合鑄造缺陷；）壓合鑄造缺陷；4

6、 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(chǎn)率高生產(chǎn)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(jī)和模具壓力機(jī)和模具進(jìn)行成形加工。進(jìn)行成形加工。金屬工藝學(xué)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(shí)質(zhì)金屬塑性變形的實(shí)質(zhì) 9.2 9.2 塑性變形對(duì)金屬組織和性能的影響塑性變形對(duì)金屬組織和性能的影響 9.3 9.3

7、金屬的可鍛性金屬的可鍛性 重點(diǎn)內(nèi)容：重點(diǎn)內(nèi)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(nèi)容主要內(nèi)容2022-4-2014金屬工藝學(xué)第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工上次課內(nèi)容的回顧上次課內(nèi)容的回顧常用的壓力加工生產(chǎn)方式：常用的壓力加工生產(chǎn)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2022-4-2015型砂應(yīng)具備的性能：型砂應(yīng)具備的性能：強(qiáng)度、透氣性、耐火性、退讓性強(qiáng)度、透氣性、耐火性、退讓性特種鑄造特種鑄造鑄件壁厚的設(shè)計(jì)：鑄件壁

8、厚的設(shè)計(jì)：（1 1） 鑄件壁厚應(yīng)均勻、避免厚大截面鑄件壁厚應(yīng)均勻、避免厚大截面1 1 鑄件的結(jié)構(gòu)圓角鑄件的結(jié)構(gòu)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(xué)第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2022-4-2016第一節(jié)第一節(jié) 金屬塑性變形的實(shí)質(zhì)金屬塑性變形的實(shí)質(zhì) 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(yīng)力切應(yīng)力時(shí)，時(shí)，晶體會(huì)發(fā)生彈性變形，當(dāng)切應(yīng)力的晶體會(huì)發(fā)生彈性變形，當(dāng)切應(yīng)力的數(shù)值超過某一臨界值時(shí)

9、，晶體內(nèi)數(shù)值超過某一臨界值時(shí)，晶體內(nèi)的一部分相對(duì)的一部分相對(duì)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(duì)發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)滑動(dòng)。金屬工藝學(xué)第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2022-4-2017但實(shí)際金屬的滑移是靠但實(shí)際金屬的滑移是靠位錯(cuò)位錯(cuò)的移動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的。的移動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的。 實(shí)際晶體內(nèi)部存在大量實(shí)際晶體內(nèi)部存在大量缺陷缺陷。其中，以。其中，以位錯(cuò)位錯(cuò)對(duì)金屬塑性變對(duì)金屬塑性變形的影響最為明顯。由于位錯(cuò)的存在，部分原子處于形的影響最為明顯。由于位錯(cuò)的存在，部分原子處于不穩(wěn)定不穩(wěn)定狀狀態(tài)。在比理論值低得多的切應(yīng)力作用下，處于高能位的原

10、子很態(tài)。在比理論值低得多的切應(yīng)力作用下，處于高能位的原子很容易從一個(gè)相對(duì)平衡的位置上移動(dòng)到另一個(gè)位置上，形成容易從一個(gè)相對(duì)平衡的位置上移動(dòng)到另一個(gè)位置上，形成位錯(cuò)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，就實(shí)現(xiàn)了整個(gè)晶體的塑性變形。位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，就實(shí)現(xiàn)了整個(gè)晶體的塑性變形。金屬工藝學(xué)第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2022-4-2018晶體的一部分相對(duì)另一部分沿一定的晶面和晶向發(fā)生相對(duì)晶體的一部分相對(duì)另一部分沿一定的晶面和晶向發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)。2. 2. 多晶體的塑性變形多晶體的塑性變形晶內(nèi)變形晶內(nèi)變形晶間變形晶間變形滑移孿生滑動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)多晶體塑性變形的實(shí)質(zhì)：多晶體塑性變形的實(shí)質(zhì)：晶粒內(nèi)部發(fā)生滑移和孿

11、生；同時(shí)晶晶粒內(nèi)部發(fā)生滑移和孿生；同時(shí)晶粒之間發(fā)生滑移和轉(zhuǎn)動(dòng)。粒之間發(fā)生滑移和轉(zhuǎn)動(dòng)。金屬工藝學(xué)第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2022-4-2019第二節(jié)第二節(jié) 塑性變形對(duì)金屬組織和性能的影響塑性變形對(duì)金屬組織和性能的影響1. 1. 金屬在常溫下經(jīng)塑性變形后，內(nèi)部組織將發(fā)生變化：金屬在常溫下經(jīng)塑性變形后，內(nèi)部組織將發(fā)生變化：晶粒沿變形最大方向伸長(zhǎng)；晶粒沿變形最大方向伸長(zhǎng)；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(chǎn)生碎晶。晶粒間產(chǎn)生碎晶。2. 加工硬化：加工硬化：隨著變形程度的增加，隨著變形程度的增加，其強(qiáng)度和硬度不斷提高，塑性和韌性其強(qiáng)度和硬度不斷提高，塑性和韌性不斷下降。不斷

12、下降。有利有利：強(qiáng)化金屬材料：強(qiáng)化金屬材料不利不利：進(jìn)一步的塑性變形帶來困難：進(jìn)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(jìn)行。滑移阻力，使滑移難以進(jìn)行。金屬工藝學(xué)第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2022-4-2020T回回 = （0.250.3）T熔熔(K)注：開爾文溫度（絕對(duì)溫度）注：開爾文溫度（絕對(duì)溫度） (T) (T) 單位單位: :開爾文開爾文(K) (K) 換算關(guān)系換算關(guān)系:T=t+273 :T=t+273 金屬工藝學(xué)第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2022-4-20214.

13、 4. 再結(jié)晶再結(jié)晶T再再 = 0.4 T熔熔(K)金屬工藝學(xué)第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2022-4-2022金屬的回復(fù)和再結(jié)晶示意圖金屬的回復(fù)和再結(jié)晶示意圖（1 1）冷變形：）冷變形：在再結(jié)晶溫度以下的變形； 冷變形后金屬?gòu)?qiáng)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(jié)晶溫度以上變形。 變形具有強(qiáng)化作用，再結(jié)晶具有強(qiáng)化消除作用。在熱變形時(shí)無(wú)加工硬化痕跡。金屬工藝學(xué)第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工4/20/2022 4:40 PM 1、將鑄錠加熱進(jìn)行壓力加工后，由于金屬經(jīng)過塑性變形及再結(jié)晶，、將鑄錠加熱進(jìn)行壓力加工后，由于金屬經(jīng)過塑性

14、變形及再結(jié)晶，從而改變了粗大的鑄造組織，獲得細(xì)化的從而改變了粗大的鑄造組織，獲得細(xì)化的再結(jié)晶組織再結(jié)晶組織。2、同時(shí)鑄錠中的氣孔、縮松等、同時(shí)鑄錠中的氣孔、縮松等經(jīng)熱塑變形后被壓實(shí)或焊合經(jīng)熱塑變形后被壓實(shí)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(xué)性能會(huì)有很大提高。，其力學(xué)性能會(huì)有很大提高。3、鑄錠在壓力加工中產(chǎn)生塑性變形時(shí)，基體金屬的、鑄錠在壓力加工中產(chǎn)生塑性變形時(shí)，基體金屬的晶粒形狀晶粒形狀和沿和沿晶界分布的晶界分布的雜質(zhì)形狀雜質(zhì)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(zhǎng)，沿著變形方向被拉長(zhǎng)，呈纖維形狀呈纖維形狀。這種結(jié)構(gòu)叫。這種結(jié)構(gòu)叫纖維組織纖維

15、組織。 具有纖維組織的金屬，具有纖維組織的金屬，各個(gè)方向上的力學(xué)性能不相同各個(gè)方向上的力學(xué)性能不相同。順纖維。順纖維方向的力學(xué)性能比橫纖維方向的好。方向的力學(xué)性能比橫纖維方向的好。金屬工藝學(xué)第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2022-4-20246 . 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(zhǎng)時(shí)鍛造比拔長(zhǎng)時(shí)鍛造比 y y拔拔=A=A0 0/A /A 鐓粗時(shí)鍛造比鐓粗時(shí)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

16、經(jīng)纖維組織很穩(wěn)定，不能（難以）用熱處理方法來消除。只有經(jīng)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(xué)第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2022-4-2025（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(qiáng)度提高強(qiáng)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(qiáng)度提高強(qiáng)度提高螺栓的冷鐓螺栓的冷鐓金屬工藝學(xué)第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2022-4-2026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(shí)成形的難易程度。

17、可鍛性的優(yōu)劣金屬材料在壓力加工時(shí)成形的難易程度?？慑懶缘膬?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(píng)定的。來綜合評(píng)定的。1 . 1 . 可鍛性的衡量指標(biāo)可鍛性的衡量指標(biāo)* *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(chǎn)生永久變形，而不是指金屬材料在外力作用下產(chǎn)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(duì)變形的抵抗力。是指金屬對(duì)變形的抵抗力。2 . 2 . 影響可鍛性的因

18、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(zhì)材料的性質(zhì)(內(nèi)因內(nèi)因)和和加工條件加工條件(外因外因)。金屬工藝學(xué)第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2022-4-20271 1）金屬的本質(zhì)（內(nèi)在因素）金屬的本質(zhì)（內(nèi)在因素）化學(xué)成分：化學(xué)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(yùn)動(dòng)能力原子的運(yùn)動(dòng)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，

19、晶粒急劇長(zhǎng)大，鍛造性能超過一定溫度，晶粒急劇長(zhǎng)大，鍛造性能， 機(jī)械性能機(jī)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(xì)化。理，使晶粒細(xì)化。 過燒：過燒：接近材料熔化溫度，晶間的低熔點(diǎn)物質(zhì)開始熔化，且晶界接近材料熔化溫度，晶間的低熔點(diǎn)物質(zhì)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(wú)法挽回。上形成氧化層。金屬失去鍛造性能，一擊便碎，無(wú)法挽回。金屬工藝學(xué)第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2022-4-2028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

20、速度 ：?jiǎn)挝粫r(shí)間的變形程度。：?jiǎn)挝粫r(shí)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(yīng)變形熱效應(yīng)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(duì)塑性及變形抗力的影響變形速度對(duì)塑性及變形抗力的影響金屬工藝學(xué)第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2022-4-2029應(yīng)力狀態(tài)：應(yīng)力狀態(tài)：金屬工藝學(xué)第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2022-4-2030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(wú)模自由成型無(wú)模自由成

21、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(jiǎn)單的通用性工具或在鍛造設(shè)備的上、下砧間直接使只用簡(jiǎn)單的通用性工具或在鍛造設(shè)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(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備工具簡(jiǎn)單、通用性大，成本低，工藝靈活性，使設(shè)備工具簡(jiǎn)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，特別適用于單件、小批量生產(chǎn)單件、小批量生產(chǎn)。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(diǎn)：缺點(diǎn)：生產(chǎn)率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，鍛件精度差、表面粗糙、加生產(chǎn)率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，鍛

22、件精度差、表面粗糙、加工余量大。工余量大。金屬工藝學(xué)第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2022-4-2031 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(jī)器自由鍛機(jī)器自由鍛兩種，目前大兩種，目前大多采用機(jī)器鍛造。多采用機(jī)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(chǎn)生的錘），依靠產(chǎn)生的沖擊力沖擊力使金屬坯料變形，由于能力有限，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(jī)器自由鍛機(jī)器自由鍛：使用：使用液壓機(jī)（液壓機(jī)（水壓機(jī)和油壓機(jī)水壓機(jī)和油壓機(jī)），依靠產(chǎn)，依靠

23、產(chǎn)生的生的靜壓力靜壓力使金屬坯料變形。其中，水壓機(jī)可產(chǎn)生很大作用力，使金屬坯料變形。其中，水壓機(jī)可產(chǎn)生很大作用力，能鍛造質(zhì)量達(dá)能鍛造質(zhì)量達(dá)300t的鍛件，是的鍛件，是重型重型機(jī)械廠鍛造生產(chǎn)的主要設(shè)備。機(jī)械廠鍛造生產(chǎn)的主要設(shè)備。金屬工藝學(xué)第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2022-4-2032基本工序基本工序：使金屬坯料實(shí)現(xiàn)較大變形，達(dá)到或基本達(dá)到鍛：使金屬坯料實(shí)現(xiàn)較大變形，達(dá)到或基本達(dá)到鍛件所需形狀和尺寸的工序。主要包括：件所需形狀和尺寸的工序。主要包括：鐓粗、拔長(zhǎng)、沖鐓粗、拔長(zhǎng)、沖孔孔、彎曲、錯(cuò)移、扭轉(zhuǎn)等。、彎曲、錯(cuò)移、扭轉(zhuǎn)等。輔助工序輔助工序：進(jìn)行基本工序之前的預(yù)變形工序。如壓鉗口、進(jìn)

24、行基本工序之前的預(yù)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(xué)第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2022-4-2033（1 1）鐓粗）鐓粗 定義：定義：使坯料高度減小，橫截面積增大的鍛造工序，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(zhǎng)時(shí)的鍛造比。注意：注意：為防止鐓

25、粗時(shí)產(chǎn)生彎曲，坯料的高徑比為：1. 5H0/D02.5金屬工藝學(xué)第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2022-4-2034當(dāng)鐓粗時(shí)的當(dāng)鐓粗時(shí)的H0/D0 2.53時(shí)時(shí)金屬工藝學(xué)第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2022-4-2035（2）拔長(zhǎng)拔長(zhǎng) 定義：定義：使坯料橫截面積減小，長(zhǎng)度增加的鍛造工序。適用鍛造軸類、桿類工件。注意：1）拔長(zhǎng)的送進(jìn)量應(yīng)小于坯料寬度； 2）拔長(zhǎng)矩形坯料時(shí)，要不斷將坯料翻轉(zhuǎn)90，以免偏心與彎曲； 3）將圓形斷面坯料拔長(zhǎng)為圓形斷面鍛件時(shí)，應(yīng)先拔長(zhǎng)為較大截面的方坯，再拔長(zhǎng)為小方坯，最后滾圓成圓棒； 4）為達(dá)到規(guī)定的鍛造比和改變金屬內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，鍛制以鋼錠為坯料的鍛件時(shí)

26、，拔長(zhǎng)經(jīng)常與鐓粗交替反復(fù)使用。金屬工藝學(xué)第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2022-4-2036 拔長(zhǎng)套筒類的空心鍛件時(shí)，要使用一定錐度的芯棒，稱為芯軸拔長(zhǎng)。芯軸拔長(zhǎng)。金屬工藝學(xué)第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2022-4-2037（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(zhǎng)筒類鍛件的成形； 2）孔徑大于400mm，采用空心沖子沖孔； 3）薄餅類鍛件上的孔在墊環(huán)上進(jìn)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(yīng)進(jìn)行擴(kuò)孔； 6）為了保證沖孔質(zhì)量，應(yīng)先將坯料鐓粗并使端面平整， 常用方法：鐓粗沖孔； 鐓粗沖

27、孔擴(kuò)孔。金屬工藝學(xué)第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2022-4-2038 減小空心坯料的壁厚而增大其內(nèi)、外徑的鍛造工序，稱為芯軸擴(kuò)孔。芯軸擴(kuò)孔。金屬工藝學(xué)第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2022-4-2039（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(xué)第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2022-4-2040（5 5）錯(cuò)移）錯(cuò)移定義：定義：使坯料的一部分相對(duì)于另一部分平移錯(cuò)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(xué)第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2022-4-2041（1） 盡量避免錐體和斜面結(jié)構(gòu)盡量避免錐體和斜面結(jié)構(gòu)鍛造工藝

28、復(fù)雜鍛造工藝復(fù)雜操作不方便操作不方便成形困難成形困難降低設(shè)備的使用率降低設(shè)備的使用率軸類鍛件結(jié)構(gòu)軸類鍛件結(jié)構(gòu)金屬工藝學(xué)第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2022-4-2042（2）鍛件應(yīng)由簡(jiǎn)單的幾何體組成（避免圓柱與圓柱面）鍛件應(yīng)由簡(jiǎn)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(jié)構(gòu)桿類鍛件結(jié)構(gòu)金屬工藝學(xué)第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工上次課內(nèi)容的回顧上次課內(nèi)容的回顧回復(fù)回復(fù)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(jié)晶再結(jié)晶 溫度到該金屬熔點(diǎn)絕對(duì)溫度的溫度到該金屬熔點(diǎn)絕對(duì)溫度的0.4倍時(shí)，消除全部加工硬化倍時(shí)，消除全部加工

29、硬化。冷變形及熱變形冷變形及熱變形再結(jié)晶溫度（上、下）再結(jié)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(gè)方向上的力學(xué)性能不相同各個(gè)方向上的力學(xué)性能不相同。順纖維。順纖維方向的力學(xué)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(xué)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(qiáng)度和硬度上升而塑性下降的現(xiàn)象稱為加工硬化。強(qiáng)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(qiáng)化金屬材料：強(qiáng)化金屬材料不利不利：進(jìn)一步的塑性變形帶來困難：進(jìn)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

30、阻力，使滑移難以進(jìn)行?；谱枇Γ够齐y以進(jìn)行。金屬工藝學(xué)第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工上次課內(nèi)容的回顧上次課內(nèi)容的回顧避免錐體和斜面結(jié)構(gòu)避免錐體和斜面結(jié)構(gòu)幾何體間的交接處幾何體間的交接處不應(yīng)形成空間曲線不應(yīng)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。自由鍛基本工序自由鍛基本工序:鐓粗、拔長(zhǎng)、沖孔、彎曲、扭轉(zhuǎn)、切割等。鐓粗、拔長(zhǎng)、沖孔、彎曲、扭轉(zhuǎn)、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(píng)定的來綜合評(píng)定的金屬工藝學(xué)第三篇第三篇 金屬塑性

31、加工金屬塑性加工2022-4-2045（3）鍛件設(shè)計(jì)應(yīng)避免出現(xiàn)加強(qiáng)筋、凸臺(tái)等異形結(jié)構(gòu)）鍛件設(shè)計(jì)應(yīng)避免出現(xiàn)加強(qiáng)筋、凸臺(tái)等異形結(jié)構(gòu)盤類鍛件結(jié)構(gòu)盤類鍛件結(jié)構(gòu)(a) 工藝性差的結(jié)構(gòu)工藝性差的結(jié)構(gòu) (b) 工藝性好的結(jié)構(gòu)工藝性好的結(jié)構(gòu)金屬工藝學(xué)第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2022-4-2046（4）避免鍛打橫截面有急劇變化或形狀復(fù)雜的鍛件）避免鍛打橫截面有急劇變化或形狀復(fù)雜的鍛件,可分段鍛造，再用機(jī)械連接或焊接組成整體?？煞侄五懺?，再用機(jī)械連接或焊接組成整體。組合類鍛件結(jié)構(gòu)組合類鍛件結(jié)構(gòu)金屬工藝學(xué)第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2022-4-20473、鍛件分類及基本工序方案、鍛件分類及

32、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(zhǎng)及鐓粗），沖孔鍛造工序：鐓粗（或拔長(zhǎng)及鐓粗），沖孔（2 2）軸類零件）軸類零件鍛造工序：拔長(zhǎng)（或鐓粗及拔長(zhǎng)），切肩和鍛臺(tái)階鍛造工序：拔長(zhǎng)（或鐓粗及拔長(zhǎng)），切肩和鍛臺(tái)階金屬工藝學(xué)第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2022-4-2048（3 3）筒類零件）筒類零件鍛造工序：鐓粗（或拔長(zhǎng)及鐓粗），沖孔，在心軸上拔長(zhǎng)鍛造工序：鐓粗（或拔長(zhǎng)及鐓粗），沖孔，在心軸上拔長(zhǎng)（4 4）環(huán)類零件）環(huán)類零件鍛造工序：鐓粗（或拔長(zhǎng)及鐓粗），沖孔，在心軸上擴(kuò)孔鍛造工序：鐓粗（或拔長(zhǎng)及鐓粗），沖孔，在心軸上擴(kuò)孔金屬工藝學(xué)第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加

33、工2022-4-2049（5 5）曲軸類零件）曲軸類零件鍛造工序：拔長(zhǎng)（或鐓粗及拔長(zhǎng)），錯(cuò)移，鍛臺(tái)階，扭轉(zhuǎn)鍛造工序：拔長(zhǎng)（或鐓粗及拔長(zhǎng)），錯(cuò)移，鍛臺(tái)階，扭轉(zhuǎn)（6 6）彎曲類零件）彎曲類零件鍛造工序：拔長(zhǎng)，彎曲鍛造工序：拔長(zhǎng)，彎曲金屬工藝學(xué)第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2022-4-2050二、模鍛二、模鍛模鍛模鍛是利用是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。特點(diǎn)：特點(diǎn)：1 1）生產(chǎn)率高；）生產(chǎn)率高； 2 2）鍛件的尺寸精度和表面質(zhì)量高；）鍛件的尺寸精度和表面質(zhì)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(fù)雜的零件；）可

34、鍛造形狀較復(fù)雜的零件；5 5）模具成本高、設(shè)備昂貴；）模具成本高、設(shè)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(chǎn)設(shè)備固定模鍛生產(chǎn)設(shè)備 蒸氣蒸氣 空氣模鍛錘空氣模鍛錘 曲柄壓力機(jī)曲柄壓力機(jī) 摩擦壓力機(jī)摩擦壓力機(jī) 平鍛機(jī)平鍛機(jī) 模鍛按使用設(shè)備的不同，可分為：模鍛按使用設(shè)備的不同，可分為：固定模鍛固定模鍛（錘上模鍛、錘上模鍛、壓力機(jī)上模鍛）和壓力機(jī)上模鍛）和胎模鍛胎模鍛。金屬工藝學(xué)第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2022-4-2051蒸氣蒸氣 空氣模鍛錘空氣模鍛錘金屬工藝學(xué)第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2022-4-205

35、2曲柄壓力機(jī)曲柄壓力機(jī)行程不能調(diào)節(jié)行程不能調(diào)節(jié)不能拔長(zhǎng)和滾擠；不能拔長(zhǎng)和滾擠；每個(gè)變形工步在一次每個(gè)變形工步在一次行程中完成行程中完成。金屬工藝學(xué)第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2022-4-2053摩擦壓力機(jī)摩擦壓力機(jī) 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、打擊能量可自動(dòng)調(diào)節(jié)。量可自動(dòng)調(diào)節(jié)。金屬工藝學(xué)第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2022-4-2054平鍛機(jī)平鍛機(jī)電動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)傳到電動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)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(dòng)帶動(dòng)1010凸模作縱向運(yùn)動(dòng)。同時(shí)，凸模作縱向運(yùn)動(dòng)。同時(shí)，通過

36、凸輪通過凸輪1919帶動(dòng)側(cè)滑塊帶動(dòng)側(cè)滑塊1717，經(jīng)杠桿系統(tǒng)經(jīng)杠桿系統(tǒng)1616帶動(dòng)活動(dòng)凹帶動(dòng)活動(dòng)凹模模1414橫向運(yùn)動(dòng)橫向運(yùn)動(dòng)金屬工藝學(xué)第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2022-4-20551、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(cāng)部倉(cāng)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。 容納多余的金屬。容納多余的金屬。 增加金屬流動(dòng)的阻力，促使金屬充滿模膛。增加金屬流動(dòng)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(xué)第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2022-4-2056單模膛鍛模及其固定單模膛鍛模及其固定 1下模下

37、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(xué)第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2022-4-2057模膛模膛模鍛模膛模鍛模膛制坯模膛制坯模膛預(yù)鍛模膛預(yù)鍛模膛終鍛模膛終鍛模膛拔長(zhǎng)模膛拔長(zhǎng)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(xué)第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2022-4-2058預(yù)鍛模膛預(yù)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

38、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(xué)第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2022-4-2059a、終鍛后在孔內(nèi)留下一薄層金屬，稱為終鍛后在孔內(nèi)留下一薄層金屬，稱為沖孔連皮沖孔連皮。金屬工藝學(xué)第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2022-4-2060彎曲連桿鍛造過程彎曲連桿鍛造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(xué)第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2022-4-20612、胎模鍛、胎模鍛 在在自由鍛自由鍛設(shè)備上，采用不與上、下砧相連接的活動(dòng)模具生設(shè)備上，采用不與上、下砧相連接的活動(dòng)模具生產(chǎn)模鍛件的方法。產(chǎn)模鍛件

39、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(zhì)量高尺寸精度和表面質(zhì)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(nèi)部組織致密內(nèi)部組織致密 , 鍛件質(zhì)量較高。鍛件質(zhì)量較高。 操作簡(jiǎn)便操作簡(jiǎn)便 , 生產(chǎn)率較高。生產(chǎn)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(chǎn)工藝適應(yīng)性較好生產(chǎn)工藝適應(yīng)性較好, 操作靈活。操作靈活。 胎模結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單胎模結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)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(shè)

40、備不需要昂貴的設(shè)備, 能用小設(shè)備鍛制大鍛件能用小設(shè)備鍛制大鍛件, 適合中小批適合中小批量生產(chǎn)。量生產(chǎn)。金屬工藝學(xué)第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2022-4-20621. 1. 扣模扣模胎膜按其結(jié)構(gòu)大致可分為胎膜按其結(jié)構(gòu)大致可分為扣?？勰?、套模套模及及合模合模三種類型。三種類型。 （1）用來對(duì)坯料進(jìn)行全部或局部扣形，以生產(chǎn)）用來對(duì)坯料進(jìn)行全部或局部扣形，以生產(chǎn)長(zhǎng)桿類非回長(zhǎng)桿類非回轉(zhuǎn)體鍛件轉(zhuǎn)體鍛件； （2）為合模鍛造進(jìn)行制坯；）為合模鍛造進(jìn)行制坯； （3）用扣模鍛造時(shí)坯料不轉(zhuǎn)動(dòng)。）用扣模鍛造時(shí)坯料不轉(zhuǎn)動(dòng)。金屬工藝學(xué)第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2022-4-20632. 2. 筒模

41、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(xué)第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2022-4-20643. 3. 合模合模 合模由上模和下模組成，并有導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，可生產(chǎn)形狀復(fù)合模由上模和下模組成，并有導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，可生產(chǎn)形狀復(fù)雜精度較高的雜精度較高的非回轉(zhuǎn)體鍛件非回轉(zhuǎn)體鍛件。金屬工藝學(xué)第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2022-4-20653 3、模模鍛件的結(jié)構(gòu)工藝性鍛件的結(jié)構(gòu)工藝性 1 1）必須有一個(gè)合理的分模面。）必須有一個(gè)合理的分模面。分模面分模面；分模面的選擇應(yīng)使分模面的選擇應(yīng)使模膛淺而對(duì)稱模膛淺而對(duì)稱；分模面的選擇應(yīng)使鍛件上所加分模面的

42、選擇應(yīng)使鍛件上所加敷料最少敷料最少；分模面應(yīng)最好是分模面應(yīng)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(xué)第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2022-4-2066必須有一個(gè)合理的分模面必須有一個(gè)合理的分模面金屬工藝學(xué)第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2022-4-20672 2）只對(duì)機(jī)件配合面進(jìn)行機(jī)加工。只對(duì)機(jī)件配合面進(jìn)行機(jī)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(xué)第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2022-4-20684 4）外形力求簡(jiǎn)單）外形力求簡(jiǎn)單, , 平直和對(duì)稱平直和對(duì)稱, ,避免零件截面間差別過

43、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(xué)第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2022-4-20695 5）在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)避免有深孔或多孔結(jié)構(gòu)，只能設(shè)計(jì)余塊，）在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)避免有深孔或多孔結(jié)構(gòu)，只能設(shè)計(jì)余塊，鍛后機(jī)械加工成形。鍛后機(jī)械加工成形。金屬工藝學(xué)第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2022-4-20706 6）簡(jiǎn)化模鍛工藝）簡(jiǎn)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(xué)第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2022-4-2071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：

44、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(jì)算坯料的質(zhì)量和尺寸）計(jì)算坯料的質(zhì)量和尺寸（3）模鍛工序的選擇）模鍛工序的選擇（4）制定修整工序）制定修整工序金屬工藝學(xué)第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2022-4-2072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(yīng)使分模面的選擇應(yīng)使模膛深度?。ɡ诮饘偬畛浜腿〖┠Ｌ派疃刃。ɡ诮饘?/p>

45、填充和取件）；分模面的選擇應(yīng)使分模面的選擇應(yīng)使模膛對(duì)稱（易于發(fā)現(xiàn)錯(cuò)模）模膛對(duì)稱（易于發(fā)現(xiàn)錯(cuò)模）；分模面的選擇應(yīng)使鍛件上所加分模面的選擇應(yīng)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(yīng)最好是分模面應(yīng)最好是平直面平直面。金屬工藝學(xué)第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2022-4-2073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(jī)械加工而增加的尺寸。：在零件加工表面上為機(jī)械加工而增加的尺寸。3 3）敷料）敷料( (余塊余塊) ) : :為了簡(jiǎn)化為了簡(jiǎn)化零件的形狀和結(jié)構(gòu)、便于鍛零件的形狀和結(jié)構(gòu)、便于鍛造而增加的一部分金屬。造而增加

46、的一部分金屬。2 2）公差）公差：鍛件的實(shí)際尺寸與：鍛件的實(shí)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(shí)，一般不直接鍛出。金屬工藝學(xué)第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2022-4-20743 3）設(shè)計(jì)模鍛斜度）設(shè)計(jì)模鍛斜度外壁斜度：57 0內(nèi)壁斜度：712 04 4）設(shè)計(jì)模鍛圓角）設(shè)計(jì)模鍛圓角內(nèi)圓角：內(nèi)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(yīng)做成圓角，可以角處都應(yīng)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(chǎn)生裂紋，減緩鍛件外處產(chǎn)生裂紋，減

47、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(yīng)有一定的斜度。模膛為方便鍛件脫模，鍛件沿錘擊方向應(yīng)有一定的斜度。模膛越深，斜度越大。內(nèi)側(cè)斜度比外側(cè)稍大些。越深，斜度越大。內(nèi)側(cè)斜度比外側(cè)稍大些。金屬工藝學(xué)第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2022-4-20755 5）確定沖孔連皮）確定沖孔連皮（1）孔徑d大于25mm的通孔應(yīng)鍛出，但需留沖孔連皮。（2）當(dāng)孔徑d=3080mm時(shí)，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(shí),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

48、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(nèi)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(nèi)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(xué)第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2022-4-2076 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(diǎn)劃線為零件輪廓外形，分模輪坯的模鍛鍛件圖。雙點(diǎn)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(nèi)孔中部的兩條水平直線為沖孔

49、連留加工余量。圖中內(nèi)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(xué)第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2022-4-2077坯料質(zhì)量坯料質(zhì)量 模鍛件質(zhì)量模鍛件質(zhì)量+毛邊質(zhì)量毛邊質(zhì)量+氧化損失氧化損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三、模鍛工序的選擇三、模鍛工序的選擇1）長(zhǎng)軸類鍛件的基本工步）長(zhǎng)軸類鍛件的基本工步:拔長(zhǎng)拔長(zhǎng); 滾擠滾擠; 彎曲彎曲; 預(yù)鍛預(yù)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(zhǎng)拔長(zhǎng) ; 滾擠滾擠 ; 打扁打扁) ; 終鍛等。終鍛等。金屬工藝學(xué)第三篇第

50、三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2022-4-2078金屬工藝學(xué)第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2022-4-2079切邊切邊校正校正沖孔沖孔四、制訂修整工序四、制訂修整工序金屬工藝學(xué)第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2022-4-2080 板料沖壓：板料沖壓：利用利用沖模沖模對(duì)金屬板料施加壓力，使其產(chǎn)生對(duì)金屬板料施加壓力，使其產(chǎn)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(jìn)行的，所以又叫板料沖壓一般是在冷態(tài)下進(jìn)行的，所以又叫冷沖壓冷沖壓。只有。只有當(dāng)板厚超過當(dāng)板厚超過810mm時(shí)，才采用時(shí)，才采用熱沖壓熱沖壓。板料沖壓具有下列特點(diǎn)：板

51、料沖壓具有下列特點(diǎn)： 便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，生產(chǎn)率很高，操作簡(jiǎn)便。便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，生產(chǎn)率很高，操作簡(jiǎn)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(chǎn)品重量輕、強(qiáng)度高、剛性好。產(chǎn)品重量輕、強(qiáng)度高、剛性好。 產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定，互換性好，可以加工形狀復(fù)雜的零件產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定，互換性好，可以加工形狀復(fù)雜的零件。金屬工藝學(xué)第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2022-4-20812. 2. 沖床：沖床：1. 剪床：剪床：下料設(shè)備。下料設(shè)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?jīng)_床）開式?jīng)_床2 2）閉式?jīng)_床）閉式?jīng)_床金屬工藝學(xué)第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性

52、加工2022-4-2082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(duì)另一部分產(chǎn)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(gè)具體工序。兩個(gè)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

53、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(xué)第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2022-4-2083相同：相同：1、模具結(jié)構(gòu)；、模具結(jié)構(gòu)；2、坯料變形過程。、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(xué)第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工上次課內(nèi)容的回顧上次課內(nèi)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?gòu)哪Ｌ胖辛鞒龅慕饘購(gòu)哪Ｌ胖辛鞒龅淖枇ψ枇?，促使金屬充滿模膛促使金屬充滿模膛，同時(shí)，同時(shí)容納多余的金屬容納多余的金屬。 終鍛后在孔內(nèi)留下一薄層金屬，稱為終鍛后在孔內(nèi)留下一薄層金屬，稱為沖孔連皮。沖孔連

54、皮。固定模鍛固定模鍛: 預(yù)鍛模膛、終鍛模膛、預(yù)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(zhuǎn)角處都應(yīng)做成圓角。一般內(nèi)圓角半徑應(yīng)大于其外圓半徑。鍛件上所有轉(zhuǎn)角處都應(yīng)做成圓角。一般內(nèi)圓角半徑應(yīng)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。2022-4-2084金屬工藝學(xué)第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2022-4-20851 1）沖裁的變形過程）沖裁的變形過程金屬工藝學(xué)

55、第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工塌角塌角(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(jié)果。變形（彎曲和拉伸）的結(jié)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(yīng)力切入材料，使其受到剪切應(yīng)力和和擠壓應(yīng)力擠壓應(yīng)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(yīng)力口處的微裂紋在拉應(yīng)力作用下作用下不斷擴(kuò)展斷裂而形成的。不斷擴(kuò)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

56、是在刃口附近的側(cè)面上材料出現(xiàn)微裂紋時(shí)形成的側(cè)面上材料出現(xiàn)微裂紋時(shí)形成的。的。v要提高沖裁件的質(zhì)量，就要增大要提高沖裁件的質(zhì)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?zèng)_裁件翹曲。度，并減少?zèng)_裁件翹曲。2022-4-2086 沖裁件斷面的質(zhì)量主要與凸凹模間隙、刃口鋒利程度有關(guān)，同時(shí)也受模沖裁件斷面的質(zhì)量主要與凸凹模間隙、刃口鋒利程度有關(guān)，同時(shí)也受模具結(jié)構(gòu)、材料性能及板料厚度等因素影響。具結(jié)構(gòu)、材料性能及板料厚度等因素影響。金屬工藝學(xué)第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2022-4-2087a a( (?。┬。゜ b（好）（好）c c（大）（大）v當(dāng)間隙過小時(shí)，

57、如（圖當(dāng)間隙過小時(shí)，如（圖a a）所示，）所示，凸模刃口裂紋外錯(cuò)，沖裁件產(chǎn)生第凸模刃口裂紋外錯(cuò)，沖裁件產(chǎn)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(zhì)量較高，工件質(zhì)量較高，模具壽命下降。模具壽命下降。v當(dāng)間隙過大時(shí)，如（圖當(dāng)間隙過大時(shí)，如（圖c c）所示，）所示，凸模刃口裂紋內(nèi)錯(cuò)，沖裁件產(chǎn)生第凸模刃口裂紋內(nèi)錯(cuò)，沖裁件產(chǎn)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(zhì)量下降，模具壽沖裁件質(zhì)量下降，模具壽命較高。命較高。v當(dāng)間隙合適時(shí)，如（圖當(dāng)間隙合適時(shí)，如（圖b b）所示，）所示，這時(shí)這時(shí)光亮帶光

58、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(duì)沖裁件質(zhì)量的影響凸凹模間隙對(duì)沖裁件質(zhì)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(xué)第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2022-4-20881）設(shè)計(jì)）設(shè)計(jì)落料模落料模時(shí)，時(shí)，落料件落料件D凹凹 = d落落 D凸凸= D凹凹 Z2）設(shè)計(jì)）設(shè)計(jì)沖孔模沖孔模時(shí)，時(shí)，沖孔件沖孔件D凸凸 = d孔孔 D凹凹 = D

59、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的測(cè)量和使用中，都是以的測(cè)量和使用中，都是以光面的尺寸為基準(zhǔn)光面的尺寸為基準(zhǔn)。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(chǎn)生的擠切材料產(chǎn)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(chǎn)生的擠切材料產(chǎn)生的金屬工藝學(xué)第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2022-4-2089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(wú)搭邊排樣和有搭邊排樣

60、。落料件的排樣有兩種類型：無(wú)搭邊排樣和有搭邊排樣。金屬工藝學(xué)第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工2022-4-2090kLtF （N）精密沖裁精密沖裁：改變沖裁條件，以增大變形區(qū)的靜水壓作用，抑：改變沖裁條件，以增大變形區(qū)的靜水壓作用，抑制材料的斷裂，使塑性剪切變形延續(xù)到剪切的全過程，在材制材料的斷裂，使塑性剪切變形延續(xù)到剪切的全過程，在材料不出現(xiàn)剪裂紋的沖裁條件下實(shí)現(xiàn)材料的分離，從而得到斷料不出現(xiàn)剪裂紋的沖裁條件下實(shí)現(xiàn)材料的分離，從而得到斷面光滑而垂直的精密零件。面光滑而垂直的精密零件。k 安全系數(shù)（安全系數(shù)（1.3） L 沖裁件周邊長(zhǎng)度（沖裁件周邊長(zhǎng)度（mm）t 坯料厚度（坯料厚度（mm