工程材料與熱加工鍛壓

1、工程材料與熱加工鍛壓第1頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三第10章塑性成型利用外力的作用使金屬產(chǎn)生塑性變形，從而獲得具有一定形狀、尺寸和力學(xué)性能的原材料、毛坯或零件的成型工藝，稱為塑性成型。又稱金屬壓力加工。在塑性成型過(guò)程中，作用在金屬坯料上的外力主要有兩種：沖擊力和壓力。錘類設(shè)備產(chǎn)生沖擊力使金屬變形，軋機(jī)與壓力機(jī)對(duì)金屬坯料施加壓力使金屬變形。第2頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三第10章塑性成型金屬塑性成型的特點(diǎn)：（1）改善金屬內(nèi)部組織，提高金屬力學(xué)性能（2）節(jié)省金屬材料（3）生產(chǎn)效率高不足之處：（1）不能直接獲得形狀復(fù)雜的鍛壓件；（2）鍛件的

2、尺寸精度不高；（3）鍛壓設(shè)備笨重，對(duì)廠房要求較高，初次投資大。第3頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三第10章塑性成型第4頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三第10章塑性成型軋制產(chǎn)品截面形狀圖擠壓產(chǎn)品截面形狀圖拉拔產(chǎn)品截面形狀圖第5頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三第10章塑性成型10.1金屬的塑性變形10.2鍛造10.3板料沖壓第6頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三第10章塑性成型10.1金屬的塑性變形10.1.1金屬塑性變形機(jī)理10.1.2塑性變形后金屬的組織和性能10.1.3金屬的可鍛性10.1.

3、4金屬的變形規(guī)律第7頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.1金屬的塑性變形10.1.1金屬塑性變形機(jī)理1. 單晶體的塑性變形共有兩種形式：滑移、孿生1）滑移（1）滑移變形機(jī)理第8頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.1金屬的塑性變形10.1.1金屬塑性變形過(guò)程1. 單晶體的塑性變形1）滑移（2）滑移變形特點(diǎn)滑移只在切應(yīng)力作用下滑移距離為原子間距的整數(shù)倍滑移沿晶體中原子密排面上的密排晶向進(jìn)行密排面和密排方向越多，金屬材料塑性越好?；菩纬苫凭€和滑移帶滑移同時(shí)伴隨有晶體轉(zhuǎn)動(dòng)第9頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.1金

4、屬的塑性變形10.1.1金屬塑性變形過(guò)程1. 單晶體的塑性變形2）孿生-晶體在切應(yīng)力作用下塑性變形的另一種形式，是隨著切應(yīng)力繼續(xù)增大，滑移不能再繼續(xù)進(jìn)行的情況下發(fā)生的。是晶體一部分相對(duì)于另一部分沿一定晶面和晶向產(chǎn)生整體的剪切變形。第10頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.1金屬的塑性變形10.1.1金屬塑性變形過(guò)程1. 單晶體的塑性變形2）孿生特點(diǎn)：第11頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.1金屬的塑性變形10.1.1金屬塑性變形過(guò)程1. 單晶體的塑性變形2）孿生特點(diǎn)：（1）變形方式：均勻切變（2）原子位移：小于原子間距（3）變形后的位向

5、：晶體位向改變孿晶面為對(duì)稱面（4）變形困難：發(fā)生于滑移后，變形量小于10%第12頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.1金屬的塑性變形10.1.1金屬塑性變形過(guò)程2. 多晶體的塑性變形特點(diǎn)：（1）晶界的阻礙作用（2）各晶粒變形的不同時(shí)性 -與晶面(滑移面)和受力方向之間的夾角有關(guān)。（3）各晶粒變形的相互協(xié)調(diào)性第13頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.1金屬的塑性變形10.1.1金屬塑性變形過(guò)程3. 位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)晶體材料的塑性變形是其中大量位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的結(jié)果。第14頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.1金屬的塑性變形10.

6、1.1金屬塑性變形過(guò)程3. 位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)晶體材料的塑性變形是其中大量位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的結(jié)果。第15頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.1金屬的塑性變形10.1.2塑性變形后金屬的組織和性能1.加工硬化金屬在塑性變形過(guò)程中，隨著其形狀的改變，內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生一系列變化：(1)晶粒沿變形最大的方向伸長(zhǎng)；(2)晶格和晶粒均發(fā)生扭曲，產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力；(3)晶粒間產(chǎn)生碎晶；組織結(jié)構(gòu)的變化使其力學(xué)性能、物理和化學(xué)性能都發(fā)生變化。第16頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.1金屬的塑性變形10.1.2塑性變形后金屬的組織和性能1.加工硬化第17頁(yè)，共168頁(yè)，202

7、2年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.1金屬的塑性變形10.1.2塑性變形后金屬的組織和性能1.加工硬化工業(yè)生產(chǎn)中，可以利用金屬的加工硬化提高金屬的強(qiáng)度和產(chǎn)品的表面質(zhì)量及性能。生產(chǎn)中常采用再結(jié)晶退火工藝消除加工硬化，使金屬再次獲得良好的塑性。第18頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.1金屬的塑性變形10.1.2塑性變形后金屬的組織和性能2回復(fù)加工硬化是一種不穩(wěn)定的現(xiàn)象，具有自發(fā)回復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài)的傾向，但在室溫下不易實(shí)現(xiàn)。當(dāng)提高溫度時(shí)，原子因獲得熱能，熱運(yùn)動(dòng)加劇，使原子排列回復(fù)到正常狀態(tài)，從而消除晶格扭曲并部分消除加工硬化，這個(gè)過(guò)程稱為回復(fù)。 T回=（0.250.3

8、）T熔第19頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.1金屬的塑性變形10.1.2塑性變形后金屬的組織和性能3再結(jié)晶變形金屬加熱到0.4T熔 時(shí)，金屬原子獲得更多的熱能，開(kāi)始以碎晶或雜質(zhì)為核心再結(jié)晶成細(xì)小而均勻的新晶粒，從而消除全部加工硬化，這個(gè)過(guò)程稱為再結(jié)晶。這時(shí)的溫度稱為再結(jié)晶溫度T再： T再0.4T熔第20頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.1金屬的塑性變形10.1.2塑性變形后金屬的組織和性能3再結(jié)晶再結(jié)晶后金屬的力學(xué)性能與再結(jié)晶晶粒度關(guān)系很大，晶粒越細(xì)小，金屬室溫力學(xué)性能越好。再結(jié)晶晶粒度取決于塑性變形程度、加熱溫度和保溫時(shí)間：再結(jié)晶

9、退火前塑性變形程度越大，再結(jié)晶晶粒越細(xì)??；加熱溫度越高，保溫時(shí)間越長(zhǎng)，再結(jié)晶晶粒越粗大。因此，在生產(chǎn)中要控制好這些因素，避免再結(jié)晶晶粒粗大。第21頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.1金屬的塑性變形10.1.2塑性變形后金屬的組織和性能3再結(jié)晶以變形溫度與金屬再結(jié)晶溫度的關(guān)系，塑性變形分為冷變形和熱變形兩種。在再結(jié)晶溫度以下的變形稱為冷變形。變形過(guò)程中只有加工硬化而無(wú)再結(jié)晶現(xiàn)象，變形后的金屬只具有加工硬化組織。冷變形加工的產(chǎn)品具有表面質(zhì)量好，尺寸精度高，力學(xué)性能好的優(yōu)點(diǎn)，一般不需再進(jìn)行切削加工。常溫下，低碳鋼在冷鐓、冷擠冷軋以及冷沖壓中的變形都屬于冷變形。第22頁(yè)，

10、共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.1金屬的塑性變形10.1.2塑性變形后金屬的組織和性能3再結(jié)晶在再結(jié)晶溫度以上變形稱為熱變形。當(dāng)金屬在熱變形時(shí)、加工硬化和再結(jié)晶過(guò)程同時(shí)存在。不過(guò)變形中的加工硬化隨時(shí)都被再結(jié)晶過(guò)程所消除，變形后沒(méi)有加工硬化現(xiàn)象。金屬只有在熱變形情況下，才能以較小的功達(dá)到較大的變形，同時(shí)能獲得具有高力學(xué)性能的再結(jié)晶組織。因此，金屬壓力加工生產(chǎn)多采用熱變形來(lái)進(jìn)行。金屬在自由鍛熱模鍛熱軋熱擠壓中的變形都屬于熱變形。第23頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.1金屬的塑性變形10.1.2塑性變形后金屬的組織和性能4金屬的纖維組織和各

11、向異性在熱變形加工過(guò)程中，鑄錠中基體金屬的晶粒形狀和沿晶界分布的雜質(zhì)形狀都要發(fā)生變形，它們將沿著變形方向被拉長(zhǎng)，呈纖維形狀。這種結(jié)構(gòu)稱為纖維（或流線）組織。纖維組織使金屬在性能上具有方向性，平行于纖維方向（縱向）上的塑性和韌性明顯高于垂直于纖維方向（橫向）上的相應(yīng)性能。金屬的變形量越大，纖維組織越明顯，性能的方向性也就越明顯。第24頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.1金屬的塑性變形10.1.2塑性變形后金屬的組織和性能4金屬的纖維組織和各向異性纖維組織的穩(wěn)定性很高，不能用熱處理方法加以消除。只有經(jīng)過(guò)鍛壓使金屬變形，才能改變其方向和形狀。第25頁(yè)，共168頁(yè)，202

12、2年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.1金屬的塑性變形10.1.2塑性變形后金屬的組織和性能4金屬的纖維組織和各向異性纖維組織的各向異性與受力情況：第26頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.1金屬的塑性變形10.1.2塑性變形后金屬的組織和性能4金屬的纖維組織和各向異性纖維組織的各向異性與受力情況：第27頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.1金屬的塑性變形10.1.2塑性變形后金屬的組織和性能5鍛造比-表示變形體受力時(shí)發(fā)生變形的程度。拔長(zhǎng)時(shí)的鍛造比為Y拔=F0/F鐓粗時(shí)的鍛造比為Y鐓=H0/H式中 H0，F(xiàn)0坯料變形前的高度和橫截面積

13、；H，F(xiàn)坯料變形后的高度和橫截面積。第28頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.1金屬的塑性變形10.1.2塑性變形后金屬的組織和性能5鍛造比鍛造比的大小影響金屬的力學(xué)性能和鍛件質(zhì)量。一般情況下，增加鍛造比有利于改善鍛件的組織與性能，但其過(guò)大也無(wú)益。當(dāng)Y拔=25時(shí)，變形金屬中開(kāi)始形成纖維組織，力學(xué)性能出現(xiàn)各向異性。 當(dāng)Y拔5時(shí)，組織細(xì)密化程度接近極限，力學(xué)性能不再提高，而各向異性進(jìn)一步增加。 第29頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.1金屬的塑性變形10.1.3金屬的可鍛性金屬的可鍛性是衡量金屬材料接受壓力加工、獲得優(yōu)質(zhì)制品難易程度的工藝性

14、能?？慑懶院?，表明材料適于采用壓力加工成型；反之則表明其不適合壓力加工成型。第30頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.1金屬的塑性變形10.1.3金屬的可鍛性可鍛性常用金屬的塑性和變形抗力來(lái)綜合衡量。塑性反映了金屬塑性變形的能力；塑性好，則金屬在變形中不易開(kāi)裂；變形抗力是反作用在工具上的力，反映了金屬塑性變形所需作用力的大小。變形抗力小，則金屬變形的能耗少。一種金屬材料若既有較好的塑性，又有較小的變形抗力，則可鍛性好。影響可鍛性的因素主要有金屬的化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)和加工條件等。第31頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.1金屬的塑性變形10

15、.1.3金屬的可鍛性1化學(xué)成分一般來(lái)說(shuō)，純金屬的可鍛性優(yōu)于合金；合金元素含量越多，合金成分越復(fù)雜，塑性越差，變形抗力越大。例如，純鐵、低碳鋼和高合金鋼的可鍛性依次下降。第32頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.1金屬的塑性變形10.1.3金屬的可鍛性2金屬組織固溶體（如奧氏體）的可鍛性好，因其塑性好且變形抗力小；化合物（如滲碳體）的可鍛性差，因其塑性差且變形抗力大。具有鑄態(tài)柱狀組織和粗晶粒組織的金屬不如具有晶粒細(xì)小而又均勻的組織的金屬的可鍛性好，因?yàn)榻M織越均勻，塑性越好。第33頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.1金屬的塑性變形10.1.

16、3金屬的可鍛性3變形溫度圖10-13 低碳鋼力學(xué)性能與溫度的關(guān)系 第34頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.1金屬的塑性變形10.1.3金屬的可鍛性3變形溫度提高金屬變形時(shí)的溫度，是改善金屬可鍛性的有效措施。但溫度過(guò)高必將產(chǎn)生過(guò)熱、過(guò)燒、脫碳和嚴(yán)重氧化等缺陷，甚至使鍛件報(bào)廢。所以應(yīng)該合理控制鍛造溫度。第35頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.1金屬的塑性變形10.1.3金屬的可鍛性3變形溫度鍛造溫度系指始鍛溫度（開(kāi)始鍛造時(shí)的溫度）和終鍛溫度（停止鍛造時(shí)的溫度）間的溫度范圍。始鍛溫度和終鍛溫度的確定以合金狀態(tài)圖為依據(jù)。例如，碳鋼的始鍛溫度比

17、AE線低于200左右，終鍛溫度約為800左右。終鍛溫度過(guò)低，金屬的加工硬化嚴(yán)重，變形抗力急劇增加，使加工難于進(jìn)行。強(qiáng)行鍛造，將導(dǎo)致鍛件破裂報(bào)廢。溫度過(guò)高必將產(chǎn)生過(guò)熱、過(guò)燒、脫碳和嚴(yán)重氧化等缺陷，甚至使鍛件報(bào)廢第36頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.1金屬的塑性變形10.1.3金屬的可鍛性3變形溫度（1）過(guò)熱：由于加熱溫度過(guò)高，晶粒迅速長(zhǎng)大，導(dǎo)致金屬或合金的力學(xué)性能降低。（2）過(guò)燒：加熱溫度進(jìn)一步提高到接近金屬熔點(diǎn)時(shí)，金屬晶體的晶界部分熔化和氧化，鍛造時(shí)金屬或合金易沿晶界產(chǎn)生裂紋。過(guò)熱可以通過(guò)重新加熱鍛造和再結(jié)晶使金屬或合金恢復(fù)原來(lái)的力學(xué)性能，但使使鍛造火次增加。過(guò)

18、燒則使金屬或合金材料報(bào)廢！第37頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.1金屬的塑性變形10.1.3金屬的可鍛性4變形速度變形速度即單位時(shí)間內(nèi)的變形程度。變形速度對(duì)金屬可鍛性的影響是矛盾的：一方面由于變形速度的增大，回復(fù)和再結(jié)晶不能及時(shí)克服加工硬化現(xiàn)象，金屬則表現(xiàn)出塑性下降、變形抗力增大，可鍛性變壞；另一方面，金屬在變形過(guò)程中，消耗于塑性變形的能量有一部分轉(zhuǎn)化為熱能，使金屬溫度升高（稱為熱效應(yīng)現(xiàn)象）。變形速度越大，熱效應(yīng)現(xiàn)象越明顯，使金屬的塑性提高、變形抗力下降，可鍛性變好。第38頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.1金屬的塑性變形10.1.

19、3金屬的可鍛性5應(yīng)力狀態(tài)材料在塑性變形過(guò)程中，受到三個(gè)方向的力的作用，其中，壓應(yīng)力的數(shù)量越多，材料的塑性越好，變形抗力越大；反之，拉應(yīng)力的數(shù)量越多，材料的塑性越差，變形抗力越小。第39頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.1金屬的塑性變形10.1.4金屬的變形規(guī)律1最小阻力定律在塑性變形過(guò)程中，如果金屬質(zhì)點(diǎn)有向幾個(gè)方向移動(dòng)的可能，則金屬各質(zhì)點(diǎn)將向阻力最小的方向移動(dòng)。阻力最小的方向就是通過(guò)該質(zhì)點(diǎn)向金屬變形的周邊所作的法線方向，因?yàn)橘|(zhì)點(diǎn)沿此方向移動(dòng)的距離最短，所需的變形功最小。利用最小阻力定律可以推斷，任何形狀的物體只要有足夠的塑性，都可以在平錘頭下鐓粗使坯料逐漸接近于圓

20、形。這是因?yàn)樵阽叴謺r(shí)，金屬流動(dòng)距離越短，摩擦阻力也越小第40頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.1金屬的塑性變形10.1.4金屬的變形規(guī)律1最小阻力定律圓形截面的金屬朝徑向流動(dòng)；方形、長(zhǎng)方形截面則分成四個(gè)區(qū)域分別朝垂直于四個(gè)邊的方向流動(dòng)，最后逐漸變成橢圓形和圓形。由此可知，圓形截面金屬在各個(gè)方向上的流動(dòng)最均勻，鐓粗時(shí)坯料有形成圓柱體的趨勢(shì)。第41頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.1金屬的塑性變形10.1.4金屬的變形規(guī)律2體積不變定律金屬材料在塑性變形前、后體積保持不變。金屬塑性變形過(guò)程實(shí)際上是通過(guò)金屬流動(dòng)而使坯料體積在不同方向上進(jìn)行再

21、分配的過(guò)程。實(shí)際上，由于鋼錠在鍛造時(shí)可消除內(nèi)部的微裂紋、疏松等缺陷，使金屬的密度提高，因此，體積總會(huì)有一些減小，只不過(guò)這種體積變化量極其微小，可以忽略不計(jì)。第42頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.2鍛 造10.2.1自由鍛10.2.2模鍛10.2.3胎模鍛請(qǐng)看視頻第43頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.2鍛 造10.2.1自由鍛1.自由鍛設(shè)備2.自由鍛基本工序 3.自由鍛工藝規(guī)程的制訂 4.自由鍛件結(jié)構(gòu)工藝性第44頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.2.1自由鍛1.自由鍛設(shè)備空氣錘外形圖(a)和動(dòng)作原理圖(

22、b)第45頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.2.1自由鍛1.自由鍛設(shè)備蒸汽空氣模鍛錘第46頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.2.1自由鍛1.自由鍛設(shè)備水壓機(jī)第47頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.2.1自由鍛1.自由鍛設(shè)備年月日，由中國(guó)自行設(shè)計(jì)制造的世界上噸位最大、技術(shù)最先進(jìn)的噸重型自由鍛造水壓機(jī)試車成功。最大鍛件重量為600噸。第48頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.2.1自由鍛1.自由鍛設(shè)備07年下半年，國(guó)家發(fā)展改革委批復(fù)了中國(guó)第二重型機(jī)械集團(tuán)公司（以下簡(jiǎn)稱二重）大型模鍛

23、壓機(jī)建設(shè)項(xiàng)目的可行性研究報(bào)告，項(xiàng)目擬建設(shè)的大型模鍛壓力機(jī)最大壓力可達(dá)8萬(wàn)噸，是目前世界上最大的模鍛壓機(jī)，超過(guò)了此前世界最大的俄羅斯7.5萬(wàn)噸模鍛壓機(jī)。 大型鍛造設(shè)備的研制成功極大提升電力、冶金、石化、船舶、飛機(jī)等行業(yè)設(shè)備制造水平，對(duì)加快振興重大裝備制造業(yè)具有重大意義第49頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.2.1自由鍛2. 自由鍛基本工序 拔長(zhǎng)、鐓粗、沖孔、彎曲、切割、扭轉(zhuǎn)、錯(cuò)移。其中以拔長(zhǎng)、鐓粗、沖孔和擴(kuò)孔最為常用。 第50頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.2.1自由鍛2.自由鍛基本工序 (1)拔長(zhǎng)使毛坯橫斷面積減小而長(zhǎng)度增加的鍛造工

24、序叫拔長(zhǎng)，多用來(lái)生產(chǎn)具有長(zhǎng)軸線的鍛件，如光軸、階梯軸、拉桿、連桿等。 平砧拔長(zhǎng) 型砧芯軸拔長(zhǎng)第51頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.2.1自由鍛2.自由鍛基本工序 (2)鐓粗使毛坯高度減小，橫斷面積增大的鍛造工序。 主要用于制造高度小、截面大的工件，如齒輪、法蘭盤(pán)等，也可用于沖孔前的準(zhǔn)備及增加以后拔長(zhǎng)鍛造比的工件。 第52頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.2.1自由鍛2.自由鍛基本工序 (2)鐓粗 完全鐓粗 局部鐓粗 漏盤(pán)鐓粗第53頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.2.1自由鍛2.自由鍛基本工序 (3)沖

25、孔在鍛件上制造出通孔或不通孔的鍛造工序較厚的鍛件可采用雙面沖孔，較薄的鍛件采用單面沖孔。 第54頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.2.1自由鍛2.自由鍛基本工序 (4)擴(kuò)孔減小空心毛坯壁厚而增加其內(nèi)、外徑的鍛造工序.當(dāng)鍛件為外徑與內(nèi)徑之比大于1.7的小孔鍛件時(shí)可采用沖頭擴(kuò)孔， 第55頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.2.1自由鍛3. 自由鍛工藝規(guī)程的制訂 自由鍛造成型的工藝過(guò)程一般為：設(shè)計(jì)鍛件圖下料、加熱、鍛造、鍛件冷卻及熱處理、鍛件清理、檢驗(yàn)。 第56頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.2.1自由鍛3.

26、自由鍛工藝規(guī)程的制訂 (1)繪制鍛件圖 鍛件圖是指在零件圖的基礎(chǔ)上，考慮工藝敷料、機(jī)械加工余量和鍛件公差等因素繪制的圖紙 第57頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.2.1自由鍛3.自由鍛工藝規(guī)程的制訂 (2)確定鍛造工序 餅塊類 ：鐓粗或局部鐓粗 如：圓盤(pán)、齒輪、模塊、錘頭 第58頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.2.1自由鍛3.自由鍛工藝規(guī)程的制訂 (2)確定鍛造工序 軸桿類 拔長(zhǎng)鐓粗+拔長(zhǎng)局部鐓粗+拔長(zhǎng)如傳動(dòng)軸、主軸、連桿 第59頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.2.1自由鍛3.自由鍛工藝規(guī)程的制訂 (

27、2)確定鍛造工序 空心類 鐓粗+沖孔鐓粗+沖孔+擴(kuò)孔鐓粗+沖孔+芯軸拔長(zhǎng)如：圓環(huán)、法蘭、齒圈、圓筒、空心軸 第60頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.2.1自由鍛3.自由鍛工藝規(guī)程的制訂 (2)確定鍛造工序 彎曲類 軸桿類鍛造工序+彎曲 如：吊鉤、軸瓦蓋 第61頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.2.1自由鍛3.自由鍛工藝規(guī)程的制訂 (2)確定鍛造工序 曲軸類拔長(zhǎng)+錯(cuò)移如：曲軸、偏心軸第62頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.2.1自由鍛3.自由鍛工藝規(guī)程的制訂 (2)確定鍛造工序 復(fù)雜形狀類工序組合 如：叉桿

28、、十字軸、吊環(huán) 第63頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.2.1自由鍛3.自由鍛工藝規(guī)程的制訂 (3)確定加熱和冷卻規(guī)范 為了提高其可鍛性，坯料要進(jìn)行鍛前加熱。加熱時(shí)，加熱速率要盡可能地快，以免氧化和脫碳的發(fā)生。 首先根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定加熱次數(shù)及加熱時(shí)間長(zhǎng)短，這是后來(lái)計(jì)算坯料燒損的基礎(chǔ)。第64頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.2.1自由鍛3.自由鍛工藝規(guī)程的制訂 (4)計(jì)算坯料質(zhì)量及尺寸 在確定鍛件鍛造工序的基礎(chǔ)上計(jì)算鍛件體積，再根據(jù)體積不變定律計(jì)算鍛件質(zhì)量，然后再加上燒損和料頭的質(zhì)量即得到坯料質(zhì)量：G坯料=G鍛件+G燒損+G料頭第65頁(yè)，共

29、168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.2.1自由鍛3.自由鍛工藝規(guī)程的制訂 (4)選擇鍛造設(shè)備和加熱設(shè)備坯料的種類、質(zhì)量、鍛造基本工序、設(shè)備的能力等因素，現(xiàn)有的設(shè)備條件綜合考慮第66頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.2.1自由鍛4.自由鍛件結(jié)構(gòu)工藝性 設(shè)計(jì)自由鍛成型的零件時(shí)，除滿足使用要求外，還必須考慮自由鍛造設(shè)備和工具的特點(diǎn)，零件結(jié)構(gòu)要符合自由鍛的工藝性要求。 第67頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.2.1自由鍛4.自由鍛件結(jié)構(gòu)工藝性 (1)鍛件上應(yīng)避免錐面和斜面的結(jié)構(gòu) (a) 結(jié)構(gòu)工藝性差 (b) 結(jié)構(gòu)合理 第

30、68頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.2.1自由鍛4.自由鍛件結(jié)構(gòu)工藝性 (2)鍛件上應(yīng)盡量避免加強(qiáng)筋、凸臺(tái)、工字形截面或空間曲面 (a) 結(jié)構(gòu)工藝性差 (b) 結(jié)構(gòu)合理 第69頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.2.1自由鍛4.自由鍛件結(jié)構(gòu)工藝性 (3)鍛件結(jié)構(gòu)應(yīng)避免截面尺寸的急劇變化 第70頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.2.2胎鍛造胎模鍛造是在自由鍛設(shè)備上用可移動(dòng)的簡(jiǎn)單鍛模(稱胎模)成型鍛件的的一種工藝方法。胎模鍛適用于中小批量生產(chǎn)，其在沒(méi)有模鍛設(shè)備的工廠應(yīng)用較為普遍。第71頁(yè)，共168頁(yè)，2022

31、年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.2.2胎鍛造1. 胎模鍛造的特點(diǎn)(1)與自由鍛比較有如下優(yōu)點(diǎn)：胎模鍛件的形狀和尺寸由模具來(lái)保證，基本與工人的技術(shù)無(wú)關(guān)，操作簡(jiǎn)便；胎模鍛造的形狀準(zhǔn)確，尺寸精度較高，敷料少，加工余量??；鍛件在胎模內(nèi)成型，組織致密，纖維分布符合性能要求。第72頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.2.2胎鍛造1. 胎模鍛造的特點(diǎn)(2)與錘上模鍛相比可利用自由鍛設(shè)備組織各類鍛件生產(chǎn)，胎模制造較簡(jiǎn)便；工藝操作靈活，可以實(shí)現(xiàn)局部成形；胎模鍛件的尺寸精度、勞動(dòng)生產(chǎn)率和模具壽命等方面均低于錘上模鍛。第73頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期

32、三10.2.2胎鍛造2. 胎模的種類胎模的種類主要有扣模、套筒模（開(kāi)式套筒模、閉式套筒模）以及合模三大類。 第74頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.2.2胎鍛造2. 胎模的種類(1) 扣模主要用來(lái)鍛造非回轉(zhuǎn)體鍛件，具有敞開(kāi)的模膛。鍛造時(shí)工件一般不翻轉(zhuǎn)，不產(chǎn)生毛邊，可用于制坯，也可成形。第75頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.2.2胎鍛造2. 胎模的種類(2)套筒模套筒模主要用于回轉(zhuǎn)體鍛件如齒輪、法蘭等，有開(kāi)式和閉式兩種。開(kāi)式套筒模一般只有下模（套筒和墊塊），沒(méi)有上模（錘砧代替上模）。閉式套筒模一般由上模、套筒等組成，鍛造中金屬處于模膛

33、的封閉空間中變形，不形成毛邊第76頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.2.2胎鍛造2. 胎模的種類(3)合模一般由上、下模及導(dǎo)向裝置組成，用來(lái)鍛造形狀復(fù)雜的鍛件，鍛造過(guò)程中多余金屬流入飛邊槽形成飛邊。 第77頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.2.3模鍛模型鍛造(簡(jiǎn)稱模鍛)是將加熱到鍛造溫度的金屬坯料置于鍛模模膛內(nèi)，使其承受一次或多次沖擊力或壓力的作用而被迫流動(dòng)成型以獲得鍛件的壓力加工方法。在變形過(guò)程中，由于模膛對(duì)金屬坯料流動(dòng)的限制，鍛造終了時(shí)能得到和模膛形狀相符的鍛件。 第78頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三1

34、0.2.3模鍛與自由鍛比較，錘上模鍛有如下特點(diǎn)：生產(chǎn)效率高。能鍛造形狀復(fù)雜的鍛件(見(jiàn)圖10-31)，并可使金屬流線合理分布。模鍛件的尺寸較精確，表面質(zhì)量好，加工余量較小。節(jié)省金屬材料，減少切削加工工作量。在批量足夠的條件下，能降低零件成本。模鍛操作簡(jiǎn)單，勞動(dòng)強(qiáng)度低。 第79頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.2.3模鍛模鍛制造周期長(zhǎng)，成本高，受模鍛設(shè)備噸位的限制，模鍛件不能太大，質(zhì)量一般在150 kg以下。因此，模鍛適用于中小型鍛件的成批和大量生產(chǎn)。應(yīng)用：如飛機(jī)零件、汽車或拖拉機(jī)的主軸、軸承等都使用到模鍛制造。按質(zhì)量計(jì)算，飛機(jī)上的鍛件中模鍛件占85%，汽車上占80%

35、。 第80頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.2.3模鍛1.模鍛設(shè)備按使用設(shè)備的不同，模鍛可分為：錘上模鍛、摩擦壓力機(jī)模鍛、熱模鍛壓機(jī)模鍛、水壓機(jī)模鍛等。 第81頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.2.3模鍛2.鍛模鍛模是用高強(qiáng)度合金鋼制造的成型鍛件的模具。由上模和下模兩部分構(gòu)成。鍛模上有使坯料成型的型腔，稱之為模膛。根據(jù)作用不同，模膛可分為模鍛模膛和制坯模膛兩大類。圖10-32 鍛模結(jié)構(gòu)圖第82頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.2.3模鍛2.鍛模(1)模鍛模膛預(yù)鍛模膛作用：使坯料變形到接近于鍛件的形狀和尺寸

36、，以有利于終鍛成型，提高終鍛模膛的壽命，改善金屬在終鍛模膛內(nèi)的流動(dòng)情況。第83頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.2.3模鍛2.鍛模(1)模鍛模膛終鍛模膛作用：使坯料最后變形到鍛件所要求的形狀和尺寸，其形狀與鍛件相同。預(yù)鍛模膛與終鍛模膛的主要區(qū)別：預(yù)鍛模膛的圓角和斜度較大，一般沒(méi)有飛邊槽。對(duì)于形狀簡(jiǎn)單或者生產(chǎn)批量不大的模鍛件，一般可不設(shè)置預(yù)鍛模膛。第84頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.2.3模鍛2.鍛模(2)制坯模膛對(duì)于形狀復(fù)雜的模鍛件，為了使坯料形狀基本接近模鍛件形狀，使金屬能合理分布和有效地充滿模膛，就必須預(yù)先在制坯模膛內(nèi)制坯。主

37、要的制坯模膛有：撥長(zhǎng)模膛 、滾壓模膛 、彎曲模膛 、切斷模膛 第85頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.2.3模鍛2.鍛模(2)制坯模膛（1）撥長(zhǎng)模膛主要用于橫斷面積相差較大的軸類鍛件(如連桿件) (a)開(kāi)式(b)閉式第86頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.2.3模鍛2.鍛模(2)制坯模膛（2）滾壓模膛作用：減小坯料某部的橫斷面積和增大另一部分的橫斷面積，并有少量坯料長(zhǎng)度的增加，起分配金屬和光整表面的作用。適用于橫斷面積相差較大的長(zhǎng)軸類鍛件。 (a)開(kāi)式；(b)閉式第87頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.2

38、.3模鍛2.鍛模(2)制坯模膛（3）彎曲模膛適用于彎曲的桿類模鍛件 第88頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.2.3模鍛2.鍛模(2)制坯模膛（4）切斷模膛 作用：從坯料上切下鍛件或從鍛件上切下鉗口；多件鍛造時(shí)，用它來(lái)分離各個(gè)鍛件。第89頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.2.3模鍛2.鍛模(3)金屬在模膛內(nèi)的變形過(guò)程 以錘上模鍛盤(pán)類鍛件為例，其形變過(guò)程可分為三個(gè)階段：充型階段；形成飛邊和充滿階段；鍛足階段。 第90頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.2.3模鍛2.鍛模(3)金屬在模膛內(nèi)的變形過(guò)程 充型階段：金

39、屬在外力作用下發(fā)生塑性變形，坯料高度減小，水平尺寸增大，并有部分金屬壓入模膛深處。這一階段直到金屬與模膛側(cè)壁接觸達(dá)到飛邊槽橋口為止。 第91頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.2.3模鍛2.鍛模(3)金屬在模膛內(nèi)的變形過(guò)程 形成飛邊和充滿階段：繼續(xù)鍛造時(shí)，由于金屬基本上充滿模膛（圓角和深處阻力較大除外），多余金屬向阻力較小的飛邊槽內(nèi)流動(dòng)，形成飛邊。由于飛邊在隨后急劇變冷以至金屬流入飛邊槽的阻力急劇增大，變形力也迅速增大。 第92頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.2.3模鍛2.鍛模(3)金屬在模膛內(nèi)的變形過(guò)程 鍛足階段：由于坯料體積往往都

40、偏多或者飛邊槽阻力偏大，因而，雖然模膛已經(jīng)充滿，但上下模還未合攏，需進(jìn)一步鍛足，以確保充滿圓角和模膛深處。 第93頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.2.3模鍛2.鍛模(4)影響金屬充滿模膛的因素 金屬的塑性和變形抗力。塑性高、變形抗力低的金屬容易充滿模膛。飛邊槽的形狀和位置。飛邊槽高度是主要因素。飛邊槽高度越小，則金屬在飛邊流動(dòng)阻力越大。強(qiáng)迫充填作用越大，但變形抗力也增大。 第94頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.2.3模鍛2.鍛模(4)影響金屬充滿模膛的因素 金屬模鍛時(shí)的溫度。金屬的溫度高，其塑性好、抗力低，易于充滿模膛。鍛件的形狀

41、和尺寸。具有空心、薄壁或凸起部分的鍛件難于鍛造、鍛件尺寸越大，形狀越復(fù)雜，則越難鍛造。第95頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.2.3模鍛2.鍛模(4)影響金屬充滿模膛的因素 設(shè)備的工作速度。工作速度較大的設(shè)備其充填性較好。充填方式。鐓粗比擠壓易于充型。其他 如鍛模有無(wú)潤(rùn)滑、有無(wú)預(yù)熱等。第96頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.2.3模鍛3.鍛模工藝工藝過(guò)程：切斷坯料加熱坯料模鍛切除模鍛件飛邊校正鍛件鍛件熱處理表面清理檢驗(yàn)入庫(kù)存放第97頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.2.3模鍛3.鍛模工藝錘上模鍛工藝設(shè)計(jì)內(nèi)

42、容：1.繪制鍛件圖2.計(jì)算坯料尺寸3.確定模鍛工步（選擇模膛）4.安排修整工序5.熱處理第98頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.2.3模鍛3.鍛模工藝(1)繪制鍛件圖內(nèi)容：確定分模面余量、公差和敷料拔模斜度圓角半徑第99頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.2.3模鍛3.鍛模工藝(1)繪制鍛件圖確定分模面分模面是上、下鍛模在鍛件上的分界面 分模面的選擇需遵循以下原則：a.確保鍛件容易從模膛中取出。 第100頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.2.3模鍛3.鍛模工藝(1)繪制鍛件圖確定分模面b.按選定的分模面制成

43、鍛模后，應(yīng)使上、下兩模面的模膛輪廓一致，以便在鍛模的安裝、調(diào)試和生產(chǎn)中發(fā)生錯(cuò)?，F(xiàn)象時(shí)，及時(shí)調(diào)整上、下模的位置。第101頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.2.3模鍛3.鍛模工藝(1)繪制鍛件圖確定分模面c.最好把分模面選在能使模膛深度為最淺的位置處。這樣有利于金屬充滿模膛和取出鍛件，并有利于鍛模的制造。 第102頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.2.3模鍛3.鍛模工藝(1)繪制鍛件圖確定分模面d.選定的分模面應(yīng)使零件上所加的敷料為最少。圖中的b-b斷面為分模面時(shí)，零件中間的孔不能鍛出，否則鍛件不能取出，只能用敷料將此孔填上，其結(jié)果是既浪

44、費(fèi)原材料，又增加了切削加工的工作量。所以該斷面不宜作分模面。 第103頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.2.3模鍛3.鍛模工藝(1)繪制鍛件圖確定分模面e.最好使分模面為一平面，便于加工制造 。 綜合上述原則，圖中最好選用d-d斷面為分模面。第104頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.2.3模鍛3.鍛模工藝(1)繪制鍛件圖余量、公差和敷料模鍛時(shí)金屬坯料是在鍛模的模膛中成型的，因此鍛件尺寸精度較高，其余量、公差比自由鍛件小得多。 沖孔連皮第105頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.2.3模鍛3.鍛模工藝(1)繪

45、制鍛件圖拔模斜度模鍛件上平行于錘擊方向的表面必須具有一定的傾斜角度，以便于從模膛中取出鍛件 。模鍛斜度與模膛深度和寬度有關(guān)。當(dāng)模膛深度較大時(shí)，取較大的斜度值。通常取外壁斜度小于內(nèi)壁斜度。對(duì)于錘上模鍛，其模鍛斜度一般取5l5。第106頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.2.3模鍛3.鍛模工藝(1)繪制鍛件圖圓角半徑鍛件上所有凸出或凹入的部分，必須有一定大小的圓角。凹圓角半徑R的作用是使金屬易于流動(dòng)充滿模膛，避免產(chǎn)生折疊，防止模膛壓塌變形。凸圓角半徑r的作用是避免鍛模的相應(yīng)部分產(chǎn)生應(yīng)力集中造成開(kāi)裂。一般，凹圓角半徑比凸圓角半徑大2-3倍。第107頁(yè)，共168頁(yè)，2022

46、年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.2.3模鍛3.鍛模工藝(1)繪制鍛件圖齒輪坯的模鍛件圖第108頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.2.3模鍛3.鍛模工藝(2)計(jì)算坯料尺寸模鍛件坯料質(zhì)量= 模鍛件質(zhì)量 +氧化燒損質(zhì)量 +飛邊（連皮）質(zhì)量 式中，飛邊質(zhì)量與鍛件形狀和大小有關(guān)，一般按鍛件質(zhì)量的20%25%計(jì)算。氧化燒損按鍛件質(zhì)量和飛邊質(zhì)量總和的3%4%計(jì)算，其他規(guī)則可參照自由鍛坯料質(zhì)量及尺寸計(jì)算.第109頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.2.3模鍛3.鍛模工藝(3)確定模鍛工步（選擇模膛）模鍛件成型過(guò)程中工序的多少與零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、坯料

47、形狀及制坯手段等有關(guān)。第110頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.2.3模鍛3.鍛模工藝(3)確定模鍛工步（選擇模膛）盤(pán)類鍛件特征：在水平面上的投影為圓形或長(zhǎng)度接近寬度的鍛件 主要變形工序：鐓粗、（預(yù)鍛、）終鍛 第111頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.2.3模鍛3.鍛模工藝(3)確定模鍛工步（選擇模膛）直軸類鍛件特征：在水平面上的投影為圓形或長(zhǎng)度接近寬度主要變形工序：拔長(zhǎng)、滾壓、（預(yù)鍛、）終鍛 第112頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.2.3模鍛3.鍛模工藝(3)確定模鍛工步（選擇模膛）彎軸類鍛件特征：水

48、平面上的投影長(zhǎng)度與寬度之比較大，軸線是彎曲線 主要變形工序：拔長(zhǎng)、滾壓、彎曲、（預(yù)鍛、）終鍛第113頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.2.3模鍛3.鍛模工藝(3)確定模鍛工步（選擇模膛）叉類鍛件特征：在水平面上的投影為叉形 主要變形工序：拔長(zhǎng)、滾壓、預(yù)鍛、終鍛第114頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.2.3模鍛3.鍛模工藝(3)確定模鍛工步（選擇模膛）枝芽類鍛件特征：在水平面上的投影具有局部突起 主要變形工序：拔長(zhǎng)、滾壓、成型、（預(yù)鍛、）終鍛 第115頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.2.3模鍛3.鍛模工

49、藝(4)修整工序坯料在鍛模內(nèi)制成模鍛件后，為保證和提高鍛件質(zhì)量，須經(jīng)過(guò)一系列修整工序。主要修整工序有：第116頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.2.3模鍛3.鍛模工藝(4)修整工序 切邊和沖孔 (a) 切邊；(b) 沖孔第117頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.2.3模鍛3.鍛模工藝(4)修整工序 校正在切邊、沖孔和其他工序中都可能引起模鍛件變形，因此對(duì)許多模鍛件，特別是形狀復(fù)雜的模鍛件，在切邊和沖孔之后都應(yīng)進(jìn)行校正。校正可在鍛模的終鍛模膛或?qū)Ｓ眯Ｕ＞呱线M(jìn)行。第118頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.2

50、.3模鍛3.鍛模工藝(4)修整工序 精壓平面精壓主要是提高鍛件在一個(gè)方向上的精度和表面質(zhì)量。體積精壓可提高鍛件在三個(gè)方向上的精度和表面質(zhì)量，多余部分金屬被擠出成為鍛件的飛邊，再切邊后為最終鍛件。(a) 平面精壓；(b) 體積精壓第119頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.2.3模鍛3.鍛模工藝(4)修整工序 清理清除氧化皮、油污及其他表面缺陷，以提高模鍛件的表面質(zhì)量。清理方法有：滾筒打光、噴丸清理、酸洗等。第120頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.2.3模鍛3.鍛模工藝(5)熱處理主要有正火和退火.目的是消除鍛件的粗大晶粒、鍛造應(yīng)力使鍛

51、件獲得所需的組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能。 一些模鍛件可利用鍛后余熱直接進(jìn)行熱處理，亦稱為形變熱處理。比如，在汽車連桿生產(chǎn)線上，連桿鍛件在鍛后直接淬火，隨后進(jìn)入連續(xù)爐回火。 第121頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.3板料沖壓板料沖壓是利用沖模使板料產(chǎn)生分離或變形的加工方法，通常是在常溫下進(jìn)行的，所以又叫冷沖壓。板料沖壓具有如下特點(diǎn)：板料沖壓生產(chǎn)過(guò)程主要是依靠沖模和沖壓設(shè)備完成加工，所以便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，生產(chǎn)率高，操作方便。沖壓件一般不需再進(jìn)行切削加工，因而節(jié)約材料，節(jié)約能源消耗。第122頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.3板料沖壓板料沖壓具有如

52、下特點(diǎn)：板料沖壓常用的原材料有低碳鋼以及塑性高的合金鋼和非鐵金屬。從外觀上看多是表面質(zhì)量好的板料或帶料，所以產(chǎn)品質(zhì)量小、強(qiáng)度高、剛性好。因沖壓件的尺寸公差由沖模來(lái)保證，所以產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定，互換性好，可以加工形狀復(fù)雜的零件。模具費(fèi)用高，不宜單件、小批生產(chǎn)。第123頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.3板料沖壓板料沖壓件的應(yīng)用：汽車、拖拉機(jī)、航空、電器、儀表、國(guó)防以及日用品 等的連接件和外殼。沖壓加工設(shè)備的特點(diǎn)：工作機(jī)構(gòu)只需作簡(jiǎn)單的往復(fù)運(yùn)動(dòng)；復(fù)雜的沖壓工序主要靠模具完成；傳動(dòng)系統(tǒng)靈敏可靠，規(guī)律性強(qiáng)，易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。第124頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20

53、點(diǎn)3分，星期三10.3板料沖壓根據(jù)傳動(dòng)方式不同，沖壓設(shè)備有曲柄壓力機(jī)、液壓機(jī)、氣動(dòng)壓力機(jī)、電磁壓力機(jī)4大類，其中，曲柄壓力機(jī)應(yīng)用最廣泛。 第125頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.3板料沖壓10.3.1 分離工序 10.3.2 變形工序 10.3.3 沖模分類與結(jié)構(gòu) 10.3.4 沖壓工藝過(guò)程的設(shè)計(jì) 第126頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.3板料沖壓10.3.1 分離工序 使坯料的一部分與另一部分相互分離的工序，如落料、沖孔、切斷、修邊、剖切和切口等。 沖孔：被分離的部分為廢料，而留下的部分是成品。 落料：被分離的部分為成品，而留下

54、的部分是廢料 。沖裁是落料和沖孔的總稱例如，沖制平面墊圈，制取外形的沖裁工序稱為落料，而制取內(nèi)孔的工序稱為沖孔 以下以落料和沖孔為例介紹沖裁過(guò)程和沖裁模的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：第127頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.3板料沖壓10.3.1 分離工序 1.沖裁(1) 沖裁變形過(guò)程沖裁時(shí)，板料的分離是在沖模作用下產(chǎn)生彈性變形、塑性變形直至斷裂分離的連續(xù)過(guò)程。 第128頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.3板料沖壓10.3.1 分離工序 1.沖裁(1) 沖裁變形過(guò)程彈性變形階段 ：毛坯表面承受拉伸和壓縮，形成塌角坯料上翹，間隙愈大，上翹愈嚴(yán)重 第129

55、頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.3板料沖壓10.3.1 分離工序 1.沖裁(1) 沖裁變形過(guò)程塑性變形階段：坯料內(nèi)部應(yīng)力達(dá)到屈服極限，凸模壓入板料，出現(xiàn)光亮帶。產(chǎn)生纖維的彎曲和拉伸，間隙愈大，彎曲和拉伸現(xiàn)象也愈嚴(yán)重。 第130頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.3板料沖壓10.3.1 分離工序 1.沖裁(1) 沖裁變形過(guò)程剪裂分離階段 ： 坯料內(nèi)部應(yīng)力達(dá)到抗剪極限，沖裁力達(dá)到最大值，受剪處光亮帶終止。由于拉應(yīng)力作用和應(yīng)力集中，靠近凸模和凹模刃口處材料首先出現(xiàn)裂縫。在間隙數(shù)值合理的情況下，上下裂紋向內(nèi)擴(kuò)展到最后重合，毛坯分離，形成粗糙錐

56、狀剪裂帶。 第131頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.3板料沖壓10.3.1 分離工序 1.沖裁(2)沖裁斷面的質(zhì)量由于沖裁變形的特點(diǎn)，沖裁斷面可明顯分成4個(gè)特征區(qū)，即塌角帶、光亮帶、斷裂帶和毛刺 沖裁件的斷面質(zhì)量1毛刺；2斷裂帶；3光亮帶；4塌角帶第132頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.3板料沖壓10.3.1 分離工序 1.沖裁(2)沖裁斷面的質(zhì)量塌角帶產(chǎn)生在板料不與凸模或凹模相接觸的一面，是由板料受彎曲、拉伸作用而形成的。材料塑性愈好、凸凹模之間間隙愈大，形成的塌角也愈大。沖裁件的斷面質(zhì)量1毛刺；2斷裂帶；3光亮帶；4塌角帶第1

57、33頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.3板料沖壓10.3.1 分離工序 1.沖裁(2)沖裁斷面的質(zhì)量光亮帶是由于板料塑性剪切變形所形成的。光亮帶表面光潔且垂直于板平面。凸-凹模之間的間隙愈小、材料塑性愈好，所形成的光亮帶高度愈高。 沖裁件的斷面質(zhì)量1毛刺；2斷裂帶；3光亮帶；4塌角帶第134頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.3板料沖壓10.3.1 分離工序 1.沖裁(2)沖裁斷面的質(zhì)量斷裂帶是由沖裁時(shí)所產(chǎn)生的裂紋擴(kuò)張形成的。斷裂帶表面粗糙，并帶有3-6的斜度。材料塑性愈差、凸-凹模之間間隙愈大則斷裂帶高度愈高，斜度愈大。沖裁件的斷面質(zhì)

58、量1毛刺；2斷裂帶；3光亮帶；4塌角帶第135頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.3板料沖壓10.3.1分離工序 1.沖裁(2)沖裁斷面的質(zhì)量毛刺的形成于板料塑性變形階段后期 ，刃尖磨損，毛刺高度增大，所以普通沖裁產(chǎn)生毛刺是不可避免的。 沖裁件的斷面質(zhì)量1毛刺；2斷裂帶；3光亮帶；4塌角帶第136頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.3板料沖壓10.3.1 分離工序 1.沖裁(2)沖裁斷面的質(zhì)量要提高沖裁件質(zhì)量，就要增大光亮帶、縮小斷裂帶，并減小沖裁件的翹曲。沖裁斷面的質(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)、材料性能和板

59、厚等因素的影響。第137頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.3板料沖壓10.3.1 分離工序 1.沖裁(3)凸、凹模間隙及刃口尺寸的確定 合理沖裁間隙的取值與材料的厚度和硬度有關(guān)，通常取材料厚度的5%10%。軟材料、薄料取偏小值，硬材料、厚料取偏小值。 第138頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.3板料沖壓10.3.1 分離工序 1.沖裁(3)凸、凹模間隙及刃口尺寸的確定 落料件的光面是因凹模刃口擠切材料而產(chǎn)生的， 設(shè)計(jì)落料模時(shí)，應(yīng)先按落料件確定凹模刃口尺寸，以凹模做設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，然后根據(jù)間隙Z確定凸模尺寸（即用縮小凸模刃口尺寸來(lái)保證間隙量）

60、。第139頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.3板料沖壓10.3.1分離工序 1.沖裁(3)凸、凹模間隙及刃口尺寸的確定 孔的光面是因凸模刃口擠切材料而產(chǎn)生的， 設(shè)計(jì)沖孔模時(shí)，應(yīng)先按沖孔件確定凸模刃口尺寸，以凸模做設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，然后根據(jù)間隙Z確定凹模尺寸（即用縮小凹模刃口尺寸來(lái)保證間隙量）。第140頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.3板料沖壓10.3.1 分離工序 1.沖裁(4)沖裁件的排樣 有兩種類型：無(wú)搭邊排樣和有搭邊排樣（材料消耗不一樣） 第141頁(yè)，共168頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)3分，星期三10.3板料沖壓10.3.1