第2章金屬塑性變形與壓力加工課件

機(jī)械制造基礎(chǔ)制造科學(xué)與工程學(xué)院梅筱琴第二章金屬塑性變形與壓力加工

機(jī)械制造基礎(chǔ)制造科學(xué)與工程學(xué)院梅筱琴第二章金屬塑性變形本講內(nèi)容一、金屬塑性變形二、壓力加工方法：自由鍛三、壓力加工方法：模鍛四、鍛造工藝五、鍛件結(jié)構(gòu)工藝性六、板料沖壓七、特種壓力加工方法簡(jiǎn)介本講內(nèi)容一、金屬塑性變形麻花鉆制造麻花鉆制造金屬塑性變形與壓力加工壓力加工利用外力使金屬材料發(fā)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、毛坯或零件的加工方法壓力加工基本生產(chǎn)方式鍛造、軋制、擠壓、拉拔、板料沖壓應(yīng)用范圍原材料金屬型材、板材、管材、線材零件主軸、齒輪、槍炮管、汽車覆蓋件、日用五金金屬塑性變形與壓力加工壓力加工壓力加工的生產(chǎn)特點(diǎn)鍛造組織均勻、致密、晶粒細(xì)小，形成了纖維組織，鍛件力學(xué)性能優(yōu)于其它制造方法制得的零件或毛坯，適合于重要機(jī)器零件（或毛坯）的制造沖壓大部分制件有加工硬化現(xiàn)象，可提高制件的強(qiáng)度和硬度；制件精度高，可直接成形零件；生產(chǎn)率高，適合大批量生產(chǎn)軋制組織和性能兼有以上二者的特點(diǎn)；是各種型材的主要制造方式壓力加工的生產(chǎn)特點(diǎn)鍛造一、金屬塑性變形

—金屬塑性變形機(jī)理晶內(nèi)變形單晶體滑移變形單晶體孿晶變形晶間變形未變形彈性變形彈塑性變形塑性變形一、金屬塑性變形

—金屬塑性變形機(jī)理晶內(nèi)變形滑移帶和多系滑移滑移帶的形成50Mn18Cr4V鋼多系滑移時(shí)的滑移帶(500x)滑移帶和多系滑移滑移帶的形成50Mn18Cr4V鋼多系滑移時(shí)單晶體孿晶變形（雙晶變形）晶體的一部分沿一定晶面和晶向產(chǎn)生一定角度的切變孿晶變形所需的切應(yīng)力高于滑移變形所需的切應(yīng)力單晶體孿晶變形（雙晶變形）晶體的一部分沿一定晶面和晶向產(chǎn)生一位錯(cuò)理論晶體內(nèi)部存在大量“缺陷”，這些缺陷使金屬在塑性變形時(shí)，其變形抗力減小數(shù)千倍未變形位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)塑性變形位錯(cuò)理論晶體內(nèi)部存在大量“缺陷”，這些缺陷使金屬在晶體內(nèi)部的缺陷點(diǎn)缺陷——只涉及到大約一個(gè)原子大小范圍的晶格缺陷空位；填隙（間隙固溶體）；替位（置換固溶體）線缺陷——沿晶格中某條線周圍，多個(gè)原子間距范圍內(nèi)出現(xiàn)的晶格缺陷位錯(cuò)面缺陷——沿著晶格內(nèi)或晶粒間的某個(gè)面兩側(cè)，大約幾個(gè)原子間距范圍內(nèi)出現(xiàn)的晶格缺陷堆垛層錯(cuò)、小角晶界、孿晶界面等體缺陷——晶粒內(nèi)部包藏雜質(zhì)、孔洞等晶體內(nèi)部的缺陷點(diǎn)缺陷——只涉及到大約一個(gè)原子大小范圍的晶格缺常見位錯(cuò)缺陷刃型位錯(cuò)螺型位錯(cuò)常見位錯(cuò)缺陷刃型位錯(cuò)螺型位錯(cuò)多晶體塑性變形多晶體塑性變形晶內(nèi)變形+晶間變形晶粒大小對(duì)多晶體的塑性變形影響很大多晶體塑性變形多晶體塑性變形(二)塑性變形對(duì)金屬組織與性能的影響1.組織和性能的變化內(nèi)部組織晶粒沿最大變形方向伸長(zhǎng)晶格畸變與晶粒扭曲，產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力晶粒間產(chǎn)生碎晶性能冷變形強(qiáng)化變形增大，強(qiáng)度、硬度提高，塑性、韌性下降晶格畸變和碎晶增大了繼續(xù)滑移的阻力(二)塑性變形對(duì)金屬組織與性能的影響1.組織和性能的變化塑性變形與性能的關(guān)系冷變形強(qiáng)化材料強(qiáng)度、硬度升高，塑性、韌性下降常溫下塑性變形對(duì)低碳鋼力學(xué)性能的影響塑性變形與性能的關(guān)系冷變形強(qiáng)化常溫下塑性變形對(duì)低碳鋼力學(xué)性能2.回復(fù)和再結(jié)晶冷變形強(qiáng)化不穩(wěn)定，有自發(fā)回復(fù)穩(wěn)定狀態(tài)的趨勢(shì)變形后的金屬加熱，增強(qiáng)原子擴(kuò)散能力，則原子容易恢復(fù)規(guī)則排列，晶格畸變大大減輕，內(nèi)應(yīng)力大大下降2.回復(fù)和再結(jié)晶冷變形強(qiáng)化不穩(wěn)定，有自發(fā)回復(fù)穩(wěn)定狀態(tài)的趨勢(shì)2.回復(fù)和再結(jié)晶回復(fù)T回＝（0.25~0.3）T熔（K）晶格畸變回復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài)，內(nèi)應(yīng)力消除再結(jié)晶T再＝0.4T熔（K）除回復(fù)外，碎晶重新結(jié)晶，形成新的細(xì)小的等軸晶消除冷變形強(qiáng)化的方法？再結(jié)晶退火2.回復(fù)和再結(jié)晶回復(fù)冷變形和熱變形冷變形再結(jié)晶溫度以下的塑性變形生產(chǎn)方法：冷沖壓、冷擠壓、冷軋、冷拔等特點(diǎn)：利用加工硬化，尺寸精度高、表面質(zhì)量好熱變形再結(jié)晶溫度以上的塑性變形強(qiáng)化與再結(jié)晶過程同時(shí)存在，強(qiáng)化消失生產(chǎn)方式：熱鍛、熱軋、熱擠壓特點(diǎn)：冶金缺陷得到改善或消除，得到細(xì)小的等軸晶，組織致密，力學(xué)性能顯著提高冷變形和熱變形冷變形熱軋鋼板的組織變化熱軋鋼板的組織變化試判斷下列兩種金屬的變形屬何種變形？鉛（熔點(diǎn)327℃

）在0℃時(shí)的變形T再＝0.4T熔＝0.4（327＋273）K＝240K0℃＝273K：熱變形鎢（熔點(diǎn)3380℃

）在1100℃時(shí)的變形T再＝0.4T熔＝0.4（3380＋273）K＝1461K1100℃＝1373K：冷變形注意：冷變形不是“室溫”下的變形試判斷下列兩種金屬的變形屬何種變形？鉛（熔點(diǎn)327℃）在3.金屬纖維組織和鍛造流線纖維組織又稱鍛造流線。是金屬晶界上的夾雜物隨晶粒沿變形最大方向被拉長(zhǎng)得到的組織。3.金屬纖維組織和鍛造流線纖維組織螺釘工作狀態(tài)受力示意圖螺釘工作狀態(tài)受力示意圖不同方法加工的齒輪纖維組織不同方法加工的齒輪纖維組織3.金屬纖維組織和鍛造流線纖維組織使金屬力學(xué)性能呈方向性平行于纖維組織方向承受拉應(yīng)力和壓應(yīng)力能力增強(qiáng)，承受剪切應(yīng)力能力減小垂直于纖維方向承受壓應(yīng)力和剪切應(yīng)力能力增加，承受拉應(yīng)力能力減小纖維組織的穩(wěn)定性很高，不能用熱處理或其它方法加以消除，只有經(jīng)過鍛壓使金屬重新變形，才能改變其方向和形狀。3.金屬纖維組織和鍛造流線纖維組織使金屬力學(xué)性能呈方向性金屬塑性變形量-鍛造比鍛造比衡量金屬塑性變形大小。鐓粗的鍛造比Y鐓=H坯/H件拔長(zhǎng)的鍛造比Y拔=L件/L坯Y鍛>1，Y鍛越大則變形量越大。注意與拉深系數(shù)m的區(qū)別金屬塑性變形量-鍛造比鍛造比(三)金屬可鍛性及其影響因素金屬可鍛性金屬材料通過壓力加工獲得合格零件的難易程度塑性好、變形抗力小，則金屬的可鍛性好影響金屬可鍛性的因素金屬的本質(zhì)化學(xué)成分內(nèi)部組織加工條件變形溫度變形速度應(yīng)力狀態(tài)(三)金屬可鍛性及其影響因素金屬可鍛性金屬可鍛性的影響因素金屬的本質(zhì)化學(xué)成分純金屬的可鍛性比合金的可鍛性好鋼中合金元素含量越多，合金成分越復(fù)雜，其塑性越差，變形抗力越大。金屬組織純金屬和固溶體(如奧氏體)的可鍛性好；碳化物(如滲碳體)的可鍛性差鑄態(tài)組織和粗晶粒組織不如細(xì)晶而又均勻的組織可鍛性好金屬可鍛性的影響因素金屬的本質(zhì)加工條件-變形溫度隨著溫度升高，原子動(dòng)能升高，則金屬塑性提高，變形抗力減小，有效改善可鍛性始鍛溫度金屬在鍛造前加熱允許的最高溫度鋼：AE線以下200℃～300℃過熱與過燒終鍛溫度金屬熱變形允許的最低溫度。鋼：800℃左右終鍛溫度過高過低會(huì)產(chǎn)生什么影響？加工條件-變形溫度隨著溫度升高，原子動(dòng)能升高，則金屬塑性提高常用鋼材的鍛造溫度范圍常用鋼材的鍛造溫度范圍鍛造溫度的判斷-火色鑒別法碳鋼火色與加熱溫度的對(duì)應(yīng)關(guān)系火色黃白色淡黃深黃桔黃始鍛溫度1300120011001000

火色淡紅櫻紅暗紅暗褐終鍛溫度900800700600以下鍛造溫度的判斷-火色鑒別法碳鋼火色與加熱溫度的對(duì)應(yīng)關(guān)系火色黃討論：“趁熱打鐵”鐵能打嗎？工業(yè)上“鐵”即是“鑄鐵”脆性材料，可鍛性極差，絕對(duì)不能“鍛打”熱合適的鍛造溫度始鍛溫度終鍛溫度討論：“趁熱打鐵”鐵能打嗎？加工條件-變形速度一方面，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，則金屬塑性下降、變形抗力增大，可鍛性變壞另一方面，在變形過程中，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(圖中a點(diǎn)以后)，可鍛性變好工業(yè)生產(chǎn)中如何利用？加工條件-變形速度一方面，變形速度的增大，回復(fù)和再結(jié)晶不能及加工條件-應(yīng)力狀態(tài)拉應(yīng)力易使缺陷擴(kuò)展，不利于塑性變形，故壓力加工時(shí)，盡可能使金屬受壓應(yīng)力加工條件-應(yīng)力狀態(tài)拉應(yīng)力易使缺陷擴(kuò)展，不利于塑性變形，故壓力二、自由鍛特點(diǎn)坯料沿各個(gè)方向自由變形流動(dòng)適應(yīng)性極強(qiáng)大型、特大型鍛件唯一成形方法自由鍛設(shè)備上下各一個(gè)抵鐵中小型鍛件：利用鍛錘沖擊力大型鍛件：利用液（或水）壓機(jī)的液壓力二、自由鍛特點(diǎn)空氣錘自由鍛基本工序演示空氣錘自由鍛基本工序演示蒸汽錘蒸汽錘中國(guó)第一臺(tái)萬噸水壓機(jī)中國(guó)第一臺(tái)萬噸水壓機(jī)2008年我國(guó)建造的15000噸自由鍛水壓機(jī)2008年我國(guó)建造的15000噸自由鍛水壓機(jī)自由鍛工序－基本工序鐓粗拔長(zhǎng)沖孔彎曲擴(kuò)孔錯(cuò)移切割扭轉(zhuǎn)自由鍛工序－基本工序鐓粗自由鍛工序－基本工序鐓粗拔長(zhǎng)沖孔彎曲擴(kuò)孔錯(cuò)移切割扭轉(zhuǎn)自由鍛工序－基本工序鐓粗自由鍛工序－基本工序鐓粗拔長(zhǎng)沖孔彎曲擴(kuò)孔錯(cuò)移切割扭轉(zhuǎn)自由鍛工序－基本工序鐓粗自由鍛工序－基本工序鐓粗拔長(zhǎng)沖孔彎曲擴(kuò)孔錯(cuò)移切割扭轉(zhuǎn)自由鍛工序－基本工序鐓粗自由鍛工序－基本工序鐓粗拔長(zhǎng)沖孔彎曲擴(kuò)孔錯(cuò)移切割扭轉(zhuǎn)自由鍛工序－基本工序鐓粗自由鍛工序－基本工序鐓粗拔長(zhǎng)沖孔彎曲擴(kuò)孔錯(cuò)移切割扭轉(zhuǎn)自由鍛工序－基本工序鐓粗自由鍛工序－基本工序鐓粗拔長(zhǎng)沖孔彎曲擴(kuò)孔錯(cuò)移切割扭轉(zhuǎn)自由鍛工序－基本工序鐓粗自由鍛工序－基本工序鐓粗拔長(zhǎng)沖孔彎曲擴(kuò)孔錯(cuò)移切割扭轉(zhuǎn)自由鍛工序－基本工序鐓粗自由鍛工步方案：盤類鍛件（局部）鐓粗－（局部拔長(zhǎng)）－沖孔盤類零件鍛造過程演示自由鍛工步方案：盤類鍛件（局部）鐓粗－（局部拔長(zhǎng)）－沖孔盤類自由鍛工步方案：軸類鍛件（局部）鐓粗－拔長(zhǎng)－切肩－鍛臺(tái)階大、中、小型軸類零件鍛造過程演示自由鍛工步方案：軸類鍛件（局部）鐓粗－拔長(zhǎng)－切肩－鍛臺(tái)階大、自由鍛工步方案：筒類鍛件鐓粗－沖孔－在芯軸上拔長(zhǎng)自由鍛工步方案：筒類鍛件鐓粗－沖孔－在芯軸上拔長(zhǎng)自由鍛工步方案：環(huán)類鍛件鐓粗－沖孔－在芯軸上擴(kuò)孔自由鍛工步方案：環(huán)類鍛件鐓粗－沖孔－在芯軸上擴(kuò)孔自由鍛工步方案：曲軸類鍛件（局部）鐓粗－拔長(zhǎng)－錯(cuò)移－鍛臺(tái)階－扭轉(zhuǎn)自由鍛工步方案：曲軸類鍛件（局部）鐓粗－拔長(zhǎng)－錯(cuò)移－鍛臺(tái)階－自由鍛工步方案：彎曲類鍛件拔長(zhǎng)－彎曲叉桿類零件鍛造過程演示自由鍛工步方案：彎曲類鍛件拔長(zhǎng)－彎曲叉桿類零件鍛造過程演示三、模鍛把加熱好的金屬毛坯放在固定于模鍛設(shè)備上的模具內(nèi)進(jìn)行鍛造。由型腔限制金屬的變形，從而獲得與型腔形狀一致的鍛件金屬在鍛模模膛內(nèi)產(chǎn)生塑性變形和流動(dòng)，其變形和流動(dòng)均受到端模的限限制，因此：模鍛件尺寸精確、結(jié)構(gòu)可較復(fù)雜、生產(chǎn)率高按設(shè)備分類模鍛液壓機(jī)模鍛錘螺旋壓力機(jī)摩擦壓力機(jī)上模鍛機(jī)械壓力機(jī)曲柄壓力機(jī)上模鍛三、模鍛把加熱好的金屬毛坯放在固定于模鍛設(shè)備上的模具內(nèi)進(jìn)行鍛模鍛的特點(diǎn)與應(yīng)用與自由鍛相比：壓應(yīng)力數(shù)目多，有利于塑性變形，可制造較復(fù)雜的鍛件鍛造流線和纖維組織連續(xù)，零件綜合力學(xué)性能較高鍛件尺寸精度高操作簡(jiǎn)單，生產(chǎn)率高鍛模成本高，適于中、小鍛件大批量生產(chǎn)模具成本高設(shè)備成本高模鍛的特點(diǎn)與應(yīng)用與自由鍛相比：鍛模液壓機(jī)

－俄羅斯75000噸模鍛水壓機(jī)

水壓機(jī)是鍛造萬噸巨輪發(fā)動(dòng)機(jī)主軸、大型發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸、大型軋鋼機(jī)機(jī)架、炮管及導(dǎo)彈殼等不可缺少的設(shè)備。截至20世紀(jì)末，全世界共有萬噸級(jí)模鍛液壓機(jī)40余臺(tái)，美、俄各有10余臺(tái)，約占總臺(tái)數(shù)和總噸位的70％，其建造背景均源于發(fā)展航空航天工業(yè)。60年代中期以后，由于鍛壓工藝的改進(jìn)，需要的水壓機(jī)規(guī)格有所降低，國(guó)外新制的自由鍛造水壓機(jī)一般都不超過8千噸。鍛模液壓機(jī)

－俄羅斯75000噸模鍛水壓機(jī)水壓機(jī)是鍛重大設(shè)備

-俄羅斯為法國(guó)制造65000噸模鍛水壓機(jī)重大設(shè)備

-俄羅斯為法國(guó)制造65000噸模鍛水壓機(jī)2008年我國(guó)建造的15000噸自由鍛水壓機(jī)大型整體模鍛和精密模鍛是我國(guó)鍛造行業(yè)的主流發(fā)展方向。大型模鍛壓機(jī)是生產(chǎn)航空大型模鍛件、發(fā)展大型軍事裝備和其他大型民用裝備必須的基礎(chǔ)設(shè)備。

中國(guó)目前最大的30000噸級(jí)模鍛壓機(jī)，無法滿足對(duì)大型航空模鍛件產(chǎn)品生產(chǎn)的需要，已立項(xiàng)建造10萬、8萬噸大型模鍛液壓機(jī)。2008年我國(guó)建造的15000噸自由鍛水壓機(jī)大型

目前世界上最大的民航客機(jī)——A380。雖然法國(guó)已有70年代向蘇聯(lián)訂購(gòu)的65000噸模鍛液壓機(jī)，但A380的鈦合金起落架的成型，仍然需要到俄羅斯的75000噸壓力機(jī)上完成。

目前世界上最大的民航客機(jī)——A380。雖然法國(guó)已有7450KG鈦合金結(jié)構(gòu)框450KG鈦合金結(jié)構(gòu)框錘上模鍛

錘上模鍛是將上模固定在錘頭上，下模緊固在模墊上，通過隨錘頭上下運(yùn)動(dòng)的上模，對(duì)置于下模中的金屬坯料施以直接鍛擊，從而獲得鍛件。錘上模鍛錘上模鍛是將上模固定在錘頭上，下模緊固在模墊機(jī)械壓力機(jī)－曲柄壓力機(jī)機(jī)械壓力機(jī)－曲柄壓力機(jī)螺旋壓力機(jī)－摩擦壓力機(jī)螺旋壓力機(jī)－摩擦壓力機(jī)鍛模結(jié)構(gòu)1－錘頭2－上模3－飛邊槽4－下模5－模墊6/7/10－楔鐵8－分模面9－模膛鍛模結(jié)構(gòu)1－錘頭鍛模件鍛模件模鍛的變形工步及模膛變形工步（模膛）包括:1.制坯工步（模膛）鐓粗、拔長(zhǎng)、滾擠、彎曲、切斷（模膛）等2.模鍛工步（模膛）預(yù)鍛（模膛）終鍛（模膛）模鍛的變形工步及模膛變形工步（模膛）包括:制坯模膛－拔長(zhǎng)制坯模膛－拔長(zhǎng)制坯模膛－滾壓制坯模膛－滾壓制坯模膛－彎曲和切斷制坯模膛－彎曲和切斷彎曲連桿的鍛造過程彎曲連桿的鍛造過程曲柄壓力機(jī)用的鍛模曲柄壓力機(jī)用的鍛模胎模鍛在自由鍛設(shè)備上使用可移動(dòng)模具生產(chǎn)鍛件，即模具不固定在錘頭和砧座上。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，形式多種多樣，介于自由鍛和模鍛之間。胎模鍛特點(diǎn)可獲得比自由鍛形狀復(fù)雜、尺寸精確的鍛件；節(jié)省金屬材料，提高生產(chǎn)效率與模鍛相比，對(duì)設(shè)備要求較低，操作靈活，模具制造簡(jiǎn)單胎模鍛分類扣模、筒模、合模胎模鍛在自由鍛設(shè)備上使用可移動(dòng)模具生產(chǎn)鍛件，即模具不固定在錘筒模筒模合模合模四、鍛造工藝鍛件圖設(shè)計(jì)余量、公差、敷料分模面、飛邊槽模鍛斜度、模鍛圓角半徑、沖孔連皮坯料重量和尺寸計(jì)算G坯料＝G鍛件＋G燒損＋G料頭鍛造工步設(shè)計(jì)其他問題設(shè)備選擇，加熱冷卻范、輔助工序四、鍛造工藝鍛件圖設(shè)計(jì)1.繪制鍛件圖

（1）余量、公差、敷料（余塊）1.繪制鍛件圖

（1）余量、公差、敷料（余塊）（2）分模面選擇保證取件易于充滿，模膛最淺上下模膛對(duì)稱，簡(jiǎn)化模具制造易于及時(shí)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)模盡量為平面，輔料最少（2）分模面選擇保證取件（3）飛邊槽橋部倉(cāng)部

作用：限制金屬流出，使金屬充滿模膛容納多余金屬

（3）飛邊槽橋部倉(cāng)部作用：（4）模鍛斜度作用？（4）模鍛斜度作用？（5）模鍛圓角半徑作用？（5）模鍛圓角半徑作用？（6）沖孔連皮沖孔連皮的作用？（6）沖孔連皮沖孔連皮的作用？3.鍛件毛坯計(jì)算坯料重量計(jì)算依據(jù)鍛件圖和材料的密度G坯料＝G鍛件＋G燒損＋G料頭坯料尺寸計(jì)算依據(jù)總體積不變?cè)砗湾懺毂萗計(jì)算3.鍛件毛坯計(jì)算坯料重量計(jì)算4.鍛造工序（工步）設(shè)計(jì)長(zhǎng)軸類零件4.鍛造工序（工步）設(shè)計(jì)長(zhǎng)軸類零件7.鍛造工序（工步）設(shè)計(jì)短軸類零件7.鍛造工序（工步）設(shè)計(jì)短軸類零件自由鍛工藝實(shí)例1

—壓蓋自由鍛工藝自由鍛工藝實(shí)例1

—壓蓋自由鍛工藝第2章金屬塑性變形與壓力加工課件第2章金屬塑性變形與壓力加工課件自由鍛工藝實(shí)例2

—氧化反應(yīng)器筒體自由鍛工藝實(shí)例2

—氧化反應(yīng)器筒體第2章金屬塑性變形與壓力加工課件五、鍛件結(jié)構(gòu)工藝性鍛件結(jié)構(gòu)工藝性好鍛造成型方便節(jié)約金屬保證質(zhì)量提高生產(chǎn)率工藝性原則：相對(duì)的五、鍛件結(jié)構(gòu)工藝性鍛件結(jié)構(gòu)工藝性好1.自由鍛件力求簡(jiǎn)單1.自由鍛件力求簡(jiǎn)單1.自由鍛件避免錐面、斜面1.自由鍛件避免錐面、斜面1.自由鍛件避免錐面、斜面1.自由鍛件避免錐面、斜面1.自由鍛件桿類零件避免復(fù)雜相貫線1.自由鍛件桿類零件避免復(fù)雜相貫線1.自由鍛件桿類零件避免非規(guī)則截面和非規(guī)則外形1.自由鍛件桿類零件避免非規(guī)則截面和非規(guī)則外形1自由鍛件盤類零件避免肋板、凸臺(tái)和小孔等結(jié)構(gòu)1自由鍛件盤類零件避免肋板、凸臺(tái)和小孔等結(jié)構(gòu)1.自由鍛件盤類零件避免肋板、凸臺(tái)和小孔等結(jié)構(gòu)1.自由鍛件盤類零件避免肋板、凸臺(tái)和小孔等結(jié)構(gòu)1.自由鍛件復(fù)雜、大型自由鍛件采用鍛焊組合結(jié)構(gòu)1.自由鍛件復(fù)雜、大型自由鍛件采用鍛焊組合結(jié)構(gòu)2.模鍛件的結(jié)構(gòu)工藝性合理的分模面2.模鍛件的結(jié)構(gòu)工藝性合理的分模面2.模鍛件的結(jié)構(gòu)工藝性結(jié)構(gòu)力求簡(jiǎn)單對(duì)稱避免薄片、高肋、高臺(tái)等結(jié)構(gòu)2.模鍛件的結(jié)構(gòu)工藝性結(jié)構(gòu)力求簡(jiǎn)單對(duì)稱2.模鍛件的結(jié)構(gòu)工藝性結(jié)構(gòu)斜度避免深孔、深槽和多孔等結(jié)構(gòu)2.模鍛件的結(jié)構(gòu)工藝性結(jié)構(gòu)斜度2.模鍛件的結(jié)構(gòu)工藝性復(fù)雜、對(duì)稱型鍛件采用鍛焊組合結(jié)構(gòu)2.模鍛件的結(jié)構(gòu)工藝性復(fù)雜、對(duì)稱型鍛件采用鍛焊組合結(jié)構(gòu)六、板料沖壓使板料經(jīng)分離或變形而得到制件的工藝統(tǒng)稱為沖壓原料具有足夠塑性的板料、帶料、條料等低碳鋼、不銹鋼、高塑性合金鋼、銅、鎂、鋁及其合金等金屬材料；膠木、云母、纖維板、皮革等非金屬材料冷沖壓：常溫下進(jìn)行熱沖壓：8－10mm應(yīng)用廣泛：汽車、航空、電器板料沖壓演示板料沖壓工序六、板料沖壓使板料經(jīng)分離或變形而得到制件的工藝統(tǒng)稱為沖壓板料沖壓生產(chǎn)特點(diǎn)1.制件復(fù)雜，廢料少；2.精細(xì)光滑，互換好；3.剛強(qiáng)較高，節(jié)省料；4.易于控制，效率高；5.大批生產(chǎn)，成本低。沖壓生產(chǎn)特點(diǎn)1.制件復(fù)雜，廢料少；1.分離工序沖壓過程中使沖壓件與板料沿一定輪廓相互分離的工序。基本工序沖孔、落料、切斷、切口、切邊、剖切、整修等。1.分離工序沖壓過程中使沖壓件與板料沿一定輪廓相互分離的工序1.分離工序-沖裁沖裁：落料及沖孔1.分離工序-沖裁沖裁：落料及沖孔沖裁件斷口包括：塌角光亮帶斷裂帶毛刺沖裁件斷口包括：沖裁模凸凹模都具有鋒利的刃口，兩者之間留有間隙Z間隙Z大小影響沖裁件精度和模具壽命過大：塌角、斷裂帶和毛刺帶較大過?。憾喂饬翈?、毛刺帶大Z＝mδ沖裁模凸凹模都具有鋒利的刃口，兩者之間留有間隙Z沖裁模具尺寸考慮模具磨損落料件模具尺寸：D凹=D件min，D凸=D凹-Z沖孔件模具尺寸：D凸=D件max，D凹=D凸+Z沖裁模具尺寸考慮模具磨損沖裁件排樣有搭邊排樣無搭邊排樣沖裁件排樣有搭邊排樣修整：類似切削加工修整：類似切削加工2.變形工序變形工序是使沖壓板料在不被破壞的條件下發(fā)生塑性變形，以獲得所要求的工件形狀和精度的工序。2.變形工序變形工序是使沖壓板料在不被破壞的條件下發(fā)2.變形工序-彎曲把平面毛坯料制成具有一定角度和尺寸要求的一種塑性成形工藝。2.變形工序-彎曲把平面毛坯料制成具有一定角度和尺寸彎曲時(shí)的纖維方向回復(fù)和中性層彎曲時(shí)的纖維方向回復(fù)和中性層變形工序-拉深變形工序-拉深拉深中的廢品模具間隙C單邊C＝(1.1-1.2)t過?。豪┻^大：皺褶拉深系數(shù)m＝d/Dd－拉深件直徑D－坯料直徑m≥[0.5~0.8]拉深中的廢品模具間隙C多次拉深m太小則必須多次拉深由于加工硬化一次比一次嚴(yán)重m應(yīng)該逐步變大多次拉深演示多次拉深m太小則必須多次拉深多次拉深演示起皺拉深件損壞零件側(cè)面起皺痕跡拉斷損壞拉深模板材越薄、m越小，越容易起皺起皺拉深件損壞零件壓邊圈防止起皺壓邊圈防止起皺其他變形工序—旋壓拉深其他變形工序—旋壓拉深其他變形工序—翻邊其他變形工序—翻邊其他變形工序—成形/脹形其他變形工序—成形/脹形簡(jiǎn)單沖模簡(jiǎn)單沖模連續(xù)沖模（級(jí)進(jìn)模）連續(xù)模演示連續(xù)沖模（級(jí)進(jìn)模）連續(xù)模演示電機(jī)轉(zhuǎn)子多工位級(jí)進(jìn)模電機(jī)轉(zhuǎn)子多工位級(jí)進(jìn)模復(fù)合沖模復(fù)合模演示復(fù)合沖模復(fù)合模演示電機(jī)定子、轉(zhuǎn)子復(fù)合模電機(jī)定子、轉(zhuǎn)子復(fù)合模易拉罐沖壓工藝易拉罐沖壓工藝3.沖壓件的結(jié)構(gòu)工藝性避免長(zhǎng)槽、長(zhǎng)懸臂3.沖壓件的結(jié)構(gòu)工藝性避免長(zhǎng)槽、長(zhǎng)懸臂節(jié)省材料節(jié)省材料結(jié)構(gòu)尺寸與板材厚度的關(guān)系結(jié)構(gòu)尺寸與板材厚度的關(guān)系交接處：圓弧過渡交接處：圓弧過渡沖裁件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)形狀簡(jiǎn)單，多采用圓形、矩形等規(guī)則形狀，便于模具制造線與線相交應(yīng)圓弧過渡考慮排樣，節(jié)約材料沖裁件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)形狀簡(jiǎn)單，多采用圓形、矩形等規(guī)則形狀，便于模具彎曲件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)R大于最小彎曲半徑H>2δL>(1.5~2)δ彎曲件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)R大于最小彎曲半徑拉深件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)單次拉深深度不宜過大最小許可半徑拉深件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)單次拉深深度不宜過大簡(jiǎn)化工藝、節(jié)省材料復(fù)雜零件：沖壓＋焊接簡(jiǎn)化工藝、節(jié)省材料復(fù)雜零件：沖壓＋焊接簡(jiǎn)化工藝、節(jié)省材料采用沖口工藝：減少零件數(shù)量簡(jiǎn)化工藝、節(jié)省材料采用沖口工藝：減少零件數(shù)量簡(jiǎn)化工藝、節(jié)省材料保證性能不變的前提下，簡(jiǎn)化形狀簡(jiǎn)化工藝、節(jié)省材料保證性能不變的前提下，簡(jiǎn)化形狀沖壓件的厚度合理使用加強(qiáng)筋，減小壁厚沖壓件的厚度合理使用加強(qiáng)筋，減小壁厚沖壓件的精度和表面質(zhì)量精度上限落料件：IT10沖孔件：IT9彎曲件：IT10~IT9拉深件：高度IT10~IT8、直徑IT10~IT9整形后IT7~IT6表面質(zhì)量：不超過原材料沖壓件的精度和表面質(zhì)量精度上限七、特種壓力加工方法簡(jiǎn)介精密模鍛七、特種壓力加工方法簡(jiǎn)介精密模鍛零件擠壓正擠壓反擠壓復(fù)合擠壓徑向擠壓四種擠壓方向演示零件擠壓正擠壓四種擠壓方向演示零件擠壓熱擠壓高于再結(jié)晶溫度表面脫碳，粗糙冷擠壓低于再結(jié)晶溫度變形抗力大、表面光滑溫?cái)D壓介于室溫和再結(jié)晶溫度之間抗力不大，表面尚可比冷變形模具簡(jiǎn)單提高模具壽命熱擠壓演示零件擠壓熱擠壓熱擠壓演示零件擠壓的工藝特點(diǎn)三向應(yīng)力，塑性好（高碳鋼、高速鋼）可制造形狀復(fù)雜、深孔、薄壁、異型斷面的零件IT7~6，Ra3.2~0.4纖維組織不斷材料利用率高零件擠壓的工藝特點(diǎn)三向應(yīng)力，塑性好（高碳鋼、高速鋼）零件軋制縱軋麻花鉆和絲杠軋制過程演示零件軋制縱軋麻花鉆和絲杠軋制過程演示零件軋制板材軋制棒材軋制零件軋制板材軋制棒材軋制零件軋制橫軋齒輪軋制碾環(huán)軋制零件軋制橫軋零件軋制斜軋零件軋制斜軋零件軋制楔橫軋零件軋制楔橫軋鋼管軋制鋼管軋制軋輥軋輥第2章金屬塑性變形與壓力加工課件軋輥軋輥開坯機(jī)座軋輥開坯機(jī)座軋輥總結(jié)金屬的塑性變形金屬的鍛造性能（即塑性變形能力）鍛造方法自由鍛、模鍛、胎模鍛鍛造工藝鍛件的結(jié)構(gòu)工藝性板料沖壓兩種工藝沖壓件結(jié)構(gòu)工藝性特種壓力加工超塑性變形實(shí)驗(yàn)演示總結(jié)金屬的塑性變形超塑性變形實(shí)驗(yàn)演示機(jī)械制造基礎(chǔ)制造科學(xué)與工程學(xué)院梅筱琴第二章金屬塑性變形與壓力加工

機(jī)械制造基礎(chǔ)制造科學(xué)與工程學(xué)院梅筱琴第二章金屬塑性變形本講內(nèi)容一、金屬塑性變形二、壓力加工方法：自由鍛三、壓力加工方法：模鍛四、鍛造工藝五、鍛件結(jié)構(gòu)工藝性六、板料沖壓七、特種壓力加工方法簡(jiǎn)介本講內(nèi)容一、金屬塑性變形麻花鉆制造麻花鉆制造金屬塑性變形與壓力加工壓力加工利用外力使金屬材料發(fā)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、毛坯或零件的加工方法壓力加工基本生產(chǎn)方式鍛造、軋制、擠壓、拉拔、板料沖壓應(yīng)用范圍原材料金屬型材、板材、管材、線材零件主軸、齒輪、槍炮管、汽車覆蓋件、日用五金金屬塑性變形與壓力加工壓力加工壓力加工的生產(chǎn)特點(diǎn)鍛造組織均勻、致密、晶粒細(xì)小，形成了纖維組織，鍛件力學(xué)性能優(yōu)于其它制造方法制得的零件或毛坯，適合于重要機(jī)器零件（或毛坯）的制造沖壓大部分制件有加工硬化現(xiàn)象，可提高制件的強(qiáng)度和硬度；制件精度高，可直接成形零件；生產(chǎn)率高，適合大批量生產(chǎn)軋制組織和性能兼有以上二者的特點(diǎn)；是各種型材的主要制造方式壓力加工的生產(chǎn)特點(diǎn)鍛造一、金屬塑性變形

—金屬塑性變形機(jī)理晶內(nèi)變形單晶體滑移變形單晶體孿晶變形晶間變形未變形彈性變形彈塑性變形塑性變形一、金屬塑性變形

—金屬塑性變形機(jī)理晶內(nèi)變形滑移帶和多系滑移滑移帶的形成50Mn18Cr4V鋼多系滑移時(shí)的滑移帶(500x)滑移帶和多系滑移滑移帶的形成50Mn18Cr4V鋼多系滑移時(shí)單晶體孿晶變形（雙晶變形）晶體的一部分沿一定晶面和晶向產(chǎn)生一定角度的切變孿晶變形所需的切應(yīng)力高于滑移變形所需的切應(yīng)力單晶體孿晶變形（雙晶變形）晶體的一部分沿一定晶面和晶向產(chǎn)生一位錯(cuò)理論晶體內(nèi)部存在大量“缺陷”，這些缺陷使金屬在塑性變形時(shí)，其變形抗力減小數(shù)千倍未變形位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)塑性變形位錯(cuò)理論晶體內(nèi)部存在大量“缺陷”，這些缺陷使金屬在晶體內(nèi)部的缺陷點(diǎn)缺陷——只涉及到大約一個(gè)原子大小范圍的晶格缺陷空位；填隙（間隙固溶體）；替位（置換固溶體）線缺陷——沿晶格中某條線周圍，多個(gè)原子間距范圍內(nèi)出現(xiàn)的晶格缺陷位錯(cuò)面缺陷——沿著晶格內(nèi)或晶粒間的某個(gè)面兩側(cè)，大約幾個(gè)原子間距范圍內(nèi)出現(xiàn)的晶格缺陷堆垛層錯(cuò)、小角晶界、孿晶界面等體缺陷——晶粒內(nèi)部包藏雜質(zhì)、孔洞等晶體內(nèi)部的缺陷點(diǎn)缺陷——只涉及到大約一個(gè)原子大小范圍的晶格缺常見位錯(cuò)缺陷刃型位錯(cuò)螺型位錯(cuò)常見位錯(cuò)缺陷刃型位錯(cuò)螺型位錯(cuò)多晶體塑性變形多晶體塑性變形晶內(nèi)變形+晶間變形晶粒大小對(duì)多晶體的塑性變形影響很大多晶體塑性變形多晶體塑性變形(二)塑性變形對(duì)金屬組織與性能的影響1.組織和性能的變化內(nèi)部組織晶粒沿最大變形方向伸長(zhǎng)晶格畸變與晶粒扭曲，產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力晶粒間產(chǎn)生碎晶性能冷變形強(qiáng)化變形增大，強(qiáng)度、硬度提高，塑性、韌性下降晶格畸變和碎晶增大了繼續(xù)滑移的阻力(二)塑性變形對(duì)金屬組織與性能的影響1.組織和性能的變化塑性變形與性能的關(guān)系冷變形強(qiáng)化材料強(qiáng)度、硬度升高，塑性、韌性下降常溫下塑性變形對(duì)低碳鋼力學(xué)性能的影響塑性變形與性能的關(guān)系冷變形強(qiáng)化常溫下塑性變形對(duì)低碳鋼力學(xué)性能2.回復(fù)和再結(jié)晶冷變形強(qiáng)化不穩(wěn)定，有自發(fā)回復(fù)穩(wěn)定狀態(tài)的趨勢(shì)變形后的金屬加熱，增強(qiáng)原子擴(kuò)散能力，則原子容易恢復(fù)規(guī)則排列，晶格畸變大大減輕，內(nèi)應(yīng)力大大下降2.回復(fù)和再結(jié)晶冷變形強(qiáng)化不穩(wěn)定，有自發(fā)回復(fù)穩(wěn)定狀態(tài)的趨勢(shì)2.回復(fù)和再結(jié)晶回復(fù)T回＝（0.25~0.3）T熔（K）晶格畸變回復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài)，內(nèi)應(yīng)力消除再結(jié)晶T再＝0.4T熔（K）除回復(fù)外，碎晶重新結(jié)晶，形成新的細(xì)小的等軸晶消除冷變形強(qiáng)化的方法？再結(jié)晶退火2.回復(fù)和再結(jié)晶回復(fù)冷變形和熱變形冷變形再結(jié)晶溫度以下的塑性變形生產(chǎn)方法：冷沖壓、冷擠壓、冷軋、冷拔等特點(diǎn)：利用加工硬化，尺寸精度高、表面質(zhì)量好熱變形再結(jié)晶溫度以上的塑性變形強(qiáng)化與再結(jié)晶過程同時(shí)存在，強(qiáng)化消失生產(chǎn)方式：熱鍛、熱軋、熱擠壓特點(diǎn)：冶金缺陷得到改善或消除，得到細(xì)小的等軸晶，組織致密，力學(xué)性能顯著提高冷變形和熱變形冷變形熱軋鋼板的組織變化熱軋鋼板的組織變化試判斷下列兩種金屬的變形屬何種變形？鉛（熔點(diǎn)327℃

）在0℃時(shí)的變形T再＝0.4T熔＝0.4（327＋273）K＝240K0℃＝273K：熱變形鎢（熔點(diǎn)3380℃

）在1100℃時(shí)的變形T再＝0.4T熔＝0.4（3380＋273）K＝1461K1100℃＝1373K：冷變形注意：冷變形不是“室溫”下的變形試判斷下列兩種金屬的變形屬何種變形？鉛（熔點(diǎn)327℃）在3.金屬纖維組織和鍛造流線纖維組織又稱鍛造流線。是金屬晶界上的夾雜物隨晶粒沿變形最大方向被拉長(zhǎng)得到的組織。3.金屬纖維組織和鍛造流線纖維組織螺釘工作狀態(tài)受力示意圖螺釘工作狀態(tài)受力示意圖不同方法加工的齒輪纖維組織不同方法加工的齒輪纖維組織3.金屬纖維組織和鍛造流線纖維組織使金屬力學(xué)性能呈方向性平行于纖維組織方向承受拉應(yīng)力和壓應(yīng)力能力增強(qiáng)，承受剪切應(yīng)力能力減小垂直于纖維方向承受壓應(yīng)力和剪切應(yīng)力能力增加，承受拉應(yīng)力能力減小纖維組織的穩(wěn)定性很高，不能用熱處理或其它方法加以消除，只有經(jīng)過鍛壓使金屬重新變形，才能改變其方向和形狀。3.金屬纖維組織和鍛造流線纖維組織使金屬力學(xué)性能呈方向性金屬塑性變形量-鍛造比鍛造比衡量金屬塑性變形大小。鐓粗的鍛造比Y鐓=H坯/H件拔長(zhǎng)的鍛造比Y拔=L件/L坯Y鍛>1，Y鍛越大則變形量越大。注意與拉深系數(shù)m的區(qū)別金屬塑性變形量-鍛造比鍛造比(三)金屬可鍛性及其影響因素金屬可鍛性金屬材料通過壓力加工獲得合格零件的難易程度塑性好、變形抗力小，則金屬的可鍛性好影響金屬可鍛性的因素金屬的本質(zhì)化學(xué)成分內(nèi)部組織加工條件變形溫度變形速度應(yīng)力狀態(tài)(三)金屬可鍛性及其影響因素金屬可鍛性金屬可鍛性的影響因素金屬的本質(zhì)化學(xué)成分純金屬的可鍛性比合金的可鍛性好鋼中合金元素含量越多，合金成分越復(fù)雜，其塑性越差，變形抗力越大。金屬組織純金屬和固溶體(如奧氏體)的可鍛性好；碳化物(如滲碳體)的可鍛性差鑄態(tài)組織和粗晶粒組織不如細(xì)晶而又均勻的組織可鍛性好金屬可鍛性的影響因素金屬的本質(zhì)加工條件-變形溫度隨著溫度升高，原子動(dòng)能升高，則金屬塑性提高，變形抗力減小，有效改善可鍛性始鍛溫度金屬在鍛造前加熱允許的最高溫度鋼：AE線以下200℃～300℃過熱與過燒終鍛溫度金屬熱變形允許的最低溫度。鋼：800℃左右終鍛溫度過高過低會(huì)產(chǎn)生什么影響？加工條件-變形溫度隨著溫度升高，原子動(dòng)能升高，則金屬塑性提高常用鋼材的鍛造溫度范圍常用鋼材的鍛造溫度范圍鍛造溫度的判斷-火色鑒別法碳鋼火色與加熱溫度的對(duì)應(yīng)關(guān)系火色黃白色淡黃深黃桔黃始鍛溫度1300120011001000

火色淡紅櫻紅暗紅暗褐終鍛溫度900800700600以下鍛造溫度的判斷-火色鑒別法碳鋼火色與加熱溫度的對(duì)應(yīng)關(guān)系火色黃討論：“趁熱打鐵”鐵能打嗎？工業(yè)上“鐵”即是“鑄鐵”脆性材料，可鍛性極差，絕對(duì)不能“鍛打”熱合適的鍛造溫度始鍛溫度終鍛溫度討論：“趁熱打鐵”鐵能打嗎？加工條件-變形速度一方面，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，則金屬塑性下降、變形抗力增大，可鍛性變壞另一方面，在變形過程中，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(圖中a點(diǎn)以后)，可鍛性變好工業(yè)生產(chǎn)中如何利用？加工條件-變形速度一方面，變形速度的增大，回復(fù)和再結(jié)晶不能及加工條件-應(yīng)力狀態(tài)拉應(yīng)力易使缺陷擴(kuò)展，不利于塑性變形，故壓力加工時(shí)，盡可能使金屬受壓應(yīng)力加工條件-應(yīng)力狀態(tài)拉應(yīng)力易使缺陷擴(kuò)展，不利于塑性變形，故壓力二、自由鍛特點(diǎn)坯料沿各個(gè)方向自由變形流動(dòng)適應(yīng)性極強(qiáng)大型、特大型鍛件唯一成形方法自由鍛設(shè)備上下各一個(gè)抵鐵中小型鍛件：利用鍛錘沖擊力大型鍛件：利用液（或水）壓機(jī)的液壓力二、自由鍛特點(diǎn)空氣錘自由鍛基本工序演示空氣錘自由鍛基本工序演示蒸汽錘蒸汽錘中國(guó)第一臺(tái)萬噸水壓機(jī)中國(guó)第一臺(tái)萬噸水壓機(jī)2008年我國(guó)建造的15000噸自由鍛水壓機(jī)2008年我國(guó)建造的15000噸自由鍛水壓機(jī)自由鍛工序－基本工序鐓粗拔長(zhǎng)沖孔彎曲擴(kuò)孔錯(cuò)移切割扭轉(zhuǎn)自由鍛工序－基本工序鐓粗自由鍛工序－基本工序鐓粗拔長(zhǎng)沖孔彎曲擴(kuò)孔錯(cuò)移切割扭轉(zhuǎn)自由鍛工序－基本工序鐓粗自由鍛工序－基本工序鐓粗拔長(zhǎng)沖孔彎曲擴(kuò)孔錯(cuò)移切割扭轉(zhuǎn)自由鍛工序－基本工序鐓粗自由鍛工序－基本工序鐓粗拔長(zhǎng)沖孔彎曲擴(kuò)孔錯(cuò)移切割扭轉(zhuǎn)自由鍛工序－基本工序鐓粗自由鍛工序－基本工序鐓粗拔長(zhǎng)沖孔彎曲擴(kuò)孔錯(cuò)移切割扭轉(zhuǎn)自由鍛工序－基本工序鐓粗自由鍛工序－基本工序鐓粗拔長(zhǎng)沖孔彎曲擴(kuò)孔錯(cuò)移切割扭轉(zhuǎn)自由鍛工序－基本工序鐓粗自由鍛工序－基本工序鐓粗拔長(zhǎng)沖孔彎曲擴(kuò)孔錯(cuò)移切割扭轉(zhuǎn)自由鍛工序－基本工序鐓粗自由鍛工序－基本工序鐓粗拔長(zhǎng)沖孔彎曲擴(kuò)孔錯(cuò)移切割扭轉(zhuǎn)自由鍛工序－基本工序鐓粗自由鍛工步方案：盤類鍛件（局部）鐓粗－（局部拔長(zhǎng)）－沖孔盤類零件鍛造過程演示自由鍛工步方案：盤類鍛件（局部）鐓粗－（局部拔長(zhǎng)）－沖孔盤類自由鍛工步方案：軸類鍛件（局部）鐓粗－拔長(zhǎng)－切肩－鍛臺(tái)階大、中、小型軸類零件鍛造過程演示自由鍛工步方案：軸類鍛件（局部）鐓粗－拔長(zhǎng)－切肩－鍛臺(tái)階大、自由鍛工步方案：筒類鍛件鐓粗－沖孔－在芯軸上拔長(zhǎng)自由鍛工步方案：筒類鍛件鐓粗－沖孔－在芯軸上拔長(zhǎng)自由鍛工步方案：環(huán)類鍛件鐓粗－沖孔－在芯軸上擴(kuò)孔自由鍛工步方案：環(huán)類鍛件鐓粗－沖孔－在芯軸上擴(kuò)孔自由鍛工步方案：曲軸類鍛件（局部）鐓粗－拔長(zhǎng)－錯(cuò)移－鍛臺(tái)階－扭轉(zhuǎn)自由鍛工步方案：曲軸類鍛件（局部）鐓粗－拔長(zhǎng)－錯(cuò)移－鍛臺(tái)階－自由鍛工步方案：彎曲類鍛件拔長(zhǎng)－彎曲叉桿類零件鍛造過程演示自由鍛工步方案：彎曲類鍛件拔長(zhǎng)－彎曲叉桿類零件鍛造過程演示三、模鍛把加熱好的金屬毛坯放在固定于模鍛設(shè)備上的模具內(nèi)進(jìn)行鍛造。由型腔限制金屬的變形，從而獲得與型腔形狀一致的鍛件金屬在鍛模模膛內(nèi)產(chǎn)生塑性變形和流動(dòng)，其變形和流動(dòng)均受到端模的限限制，因此：模鍛件尺寸精確、結(jié)構(gòu)可較復(fù)雜、生產(chǎn)率高按設(shè)備分類模鍛液壓機(jī)模鍛錘螺旋壓力機(jī)摩擦壓力機(jī)上模鍛機(jī)械壓力機(jī)曲柄壓力機(jī)上模鍛三、模鍛把加熱好的金屬毛坯放在固定于模鍛設(shè)備上的模具內(nèi)進(jìn)行鍛模鍛的特點(diǎn)與應(yīng)用與自由鍛相比：壓應(yīng)力數(shù)目多，有利于塑性變形，可制造較復(fù)雜的鍛件鍛造流線和纖維組織連續(xù)，零件綜合力學(xué)性能較高鍛件尺寸精度高操作簡(jiǎn)單，生產(chǎn)率高鍛模成本高，適于中、小鍛件大批量生產(chǎn)模具成本高設(shè)備成本高模鍛的特點(diǎn)與應(yīng)用與自由鍛相比：鍛模液壓機(jī)

－俄羅斯75000噸模鍛水壓機(jī)

水壓機(jī)是鍛造萬噸巨輪發(fā)動(dòng)機(jī)主軸、大型發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸、大型軋鋼機(jī)機(jī)架、炮管及導(dǎo)彈殼等不可缺少的設(shè)備。截至20世紀(jì)末，全世界共有萬噸級(jí)模鍛液壓機(jī)40余臺(tái)，美、俄各有10余臺(tái)，約占總臺(tái)數(shù)和總噸位的70％，其建造背景均源于發(fā)展航空航天工業(yè)。60年代中期以后，由于鍛壓工藝的改進(jìn)，需要的水壓機(jī)規(guī)格有所降低，國(guó)外新制的自由鍛造水壓機(jī)一般都不超過8千噸。鍛模液壓機(jī)

－俄羅斯75000噸模鍛水壓機(jī)水壓機(jī)是鍛重大設(shè)備

-俄羅斯為法國(guó)制造65000噸模鍛水壓機(jī)重大設(shè)備

-俄羅斯為法國(guó)制造65000噸模鍛水壓機(jī)2008年我國(guó)建造的15000噸自由鍛水壓機(jī)大型整體模鍛和精密模鍛是我國(guó)鍛造行業(yè)的主流發(fā)展方向。大型模鍛壓機(jī)是生產(chǎn)航空大型模鍛件、發(fā)展大型軍事裝備和其他大型民用裝備必須的基礎(chǔ)設(shè)備。

中國(guó)目前最大的30000噸級(jí)模鍛壓機(jī)，無法滿足對(duì)大型航空模鍛件產(chǎn)品生產(chǎn)的需要，已立項(xiàng)建造10萬、8萬噸大型模鍛液壓機(jī)。2008年我國(guó)建造的15000噸自由鍛水壓機(jī)大型

目前世界上最大的民航客機(jī)——A380。雖然法國(guó)已有70年代向蘇聯(lián)訂購(gòu)的65000噸模鍛液壓機(jī)，但A380的鈦合金起落架的成型，仍然需要到俄羅斯的75000噸壓力機(jī)上完成。

目前世界上最大的民航客機(jī)——A380。雖然法國(guó)已有7450KG鈦合金結(jié)構(gòu)框450KG鈦合金結(jié)構(gòu)框錘上模鍛

錘上模鍛是將上模固定在錘頭上，下模緊固在模墊上，通過隨錘頭上下運(yùn)動(dòng)的上模，對(duì)置于下模中的金屬坯料施以直接鍛擊，從而獲得鍛件。錘上模鍛錘上模鍛是將上模固定在錘頭上，下模緊固在模墊機(jī)械壓力機(jī)－曲柄壓力機(jī)機(jī)械壓力機(jī)－曲柄壓力機(jī)螺旋壓力機(jī)－摩擦壓力機(jī)螺旋壓力機(jī)－摩擦壓力機(jī)鍛模結(jié)構(gòu)1－錘頭2－上模3－飛邊槽4－下模5－模墊6/7/10－楔鐵8－分模面9－模膛鍛模結(jié)構(gòu)1－錘頭鍛模件鍛模件模鍛的變形工步及模膛變形工步（模膛）包括:1.制坯工步（模膛）鐓粗、拔長(zhǎng)、滾擠、彎曲、切斷（模膛）等2.模鍛工步（模膛）預(yù)鍛（模膛）終鍛（模膛）模鍛的變形工步及模膛變形工步（模膛）包括:制坯模膛－拔長(zhǎng)制坯模膛－拔長(zhǎng)制坯模膛－滾壓制坯模膛－滾壓制坯模膛－彎曲和切斷制坯模膛－彎曲和切斷彎曲連桿的鍛造過程彎曲連桿的鍛造過程曲柄壓力機(jī)用的鍛模曲柄壓力機(jī)用的鍛模胎模鍛在自由鍛設(shè)備上使用可移動(dòng)模具生產(chǎn)鍛件，即模具不固定在錘頭和砧座上。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，形式多種多樣，介于自由鍛和模鍛之間。胎模鍛特點(diǎn)可獲得比自由鍛形狀復(fù)雜、尺寸精確的鍛件；節(jié)省金屬材料，提高生產(chǎn)效率與模鍛相比，對(duì)設(shè)備要求較低，操作靈活，模具制造簡(jiǎn)單胎模鍛分類扣模、筒模、合模胎模鍛在自由鍛設(shè)備上使用可移動(dòng)模具生產(chǎn)鍛件，即模具不固定在錘筒模筒模合模合模四、鍛造工藝鍛件圖設(shè)計(jì)余量、公差、敷料分模面、飛邊槽模鍛斜度、模鍛圓角半徑、沖孔連皮坯料重量和尺寸計(jì)算G坯料＝G鍛件＋G燒損＋G料頭鍛造工步設(shè)計(jì)其他問題設(shè)備選擇，加熱冷卻范、輔助工序四、鍛造工藝鍛件圖設(shè)計(jì)1.繪制鍛件圖

（1）余量、公差、敷料（余塊）1.繪制鍛件圖

（1）余量、公差、敷料（余塊）（2）分模面選擇保證取件易于充滿，模膛最淺上下模膛對(duì)稱，簡(jiǎn)化模具制造易于及時(shí)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)模盡量為平面，輔料最少（2）分模面選擇保證取件（3）飛邊槽橋部倉(cāng)部

作用：限制金屬流出，使金屬充滿模膛容納多余金屬

（3）飛邊槽橋部倉(cāng)部作用：（4）模鍛斜度作用？（4）模鍛斜度作用？（5）模鍛圓角半徑作用？（5）模鍛圓角半徑作用？（6）沖孔連皮沖孔連皮的作用？（6）沖孔連皮沖孔連皮的作用？3.鍛件毛坯計(jì)算坯料重量計(jì)算依據(jù)鍛件圖和材料的密度G坯料＝G鍛件＋G燒損＋G料頭坯料尺寸計(jì)算依據(jù)總體積不變?cè)砗湾懺毂萗計(jì)算3.鍛件毛坯計(jì)算坯料重量計(jì)算4.鍛造工序（工步）設(shè)計(jì)長(zhǎng)軸類零件4.鍛造工序（工步）設(shè)計(jì)長(zhǎng)軸類零件7.鍛造工序（工步）設(shè)計(jì)短軸類零件7.鍛造工序（工步）設(shè)計(jì)短軸類零件自由鍛工藝實(shí)例1

—壓蓋自由鍛工藝自由鍛工藝實(shí)例1

—壓蓋自由鍛工藝第2章金屬塑性變形與壓力加工課件第2章金屬塑性變形與壓力加工課件自由鍛工藝實(shí)例2

—氧化反應(yīng)器筒體自由鍛工藝實(shí)例2

—氧化反應(yīng)器筒體第2章金屬塑性變形與壓力加工課件五、鍛件結(jié)構(gòu)工藝性鍛件結(jié)構(gòu)工藝性好鍛造成型方便節(jié)約金屬保證質(zhì)量提高生產(chǎn)率工藝性原則：相對(duì)的五、鍛件結(jié)構(gòu)工藝性鍛件結(jié)構(gòu)工藝性好1.自由鍛件力求簡(jiǎn)單1.自由鍛件力求簡(jiǎn)單1.自由鍛件避免錐面、斜面1.自由鍛件避免錐面、斜面1.自由鍛件避免錐面、斜面1.自由鍛件避免錐面、斜面1.自由鍛件桿類零件避免復(fù)雜相貫線1.自由鍛件桿類零件避免復(fù)雜相貫線1.自由鍛件桿類零件避免非規(guī)則截面和非規(guī)則外形1.自由鍛件桿類零件避免非規(guī)則截面和非規(guī)則外形1自由鍛件盤類零件避免肋板、凸臺(tái)和小孔等結(jié)構(gòu)1自由鍛件盤類零件避免肋板、凸臺(tái)和小孔等結(jié)構(gòu)1.自由鍛件盤類零件避免肋板、凸臺(tái)和小孔等結(jié)構(gòu)1.自由鍛件盤類零件避免肋板、凸臺(tái)和小孔等結(jié)構(gòu)1.自由鍛件復(fù)雜、大型自由鍛件采用鍛焊組合結(jié)構(gòu)1.自由鍛件復(fù)雜、大型自由鍛件采用鍛焊組合結(jié)構(gòu)2.模鍛件的結(jié)構(gòu)工藝性合理的分模面2.模鍛件的結(jié)構(gòu)工藝性合理的分模面2.模鍛件的結(jié)構(gòu)工藝性結(jié)構(gòu)力求簡(jiǎn)單對(duì)稱避免薄片、高肋、高臺(tái)等結(jié)構(gòu)2.模鍛件的結(jié)構(gòu)工藝性結(jié)構(gòu)力求簡(jiǎn)單對(duì)稱2.模鍛件的結(jié)構(gòu)工藝性結(jié)構(gòu)斜度避免深孔、深槽和多孔等結(jié)構(gòu)2.模鍛件的結(jié)構(gòu)工藝性結(jié)構(gòu)斜度2.模鍛件的結(jié)構(gòu)工藝性復(fù)雜、對(duì)稱型鍛件采用鍛焊組合結(jié)構(gòu)2.模鍛件的結(jié)構(gòu)工藝性復(fù)雜、對(duì)稱型鍛件采用鍛焊組合結(jié)構(gòu)六、板料沖壓使板料經(jīng)分離或變形而得到制件的工藝統(tǒng)稱為沖壓原料具有足夠塑性的板料、帶料、條料等低碳鋼、不銹鋼、高塑性合金鋼、銅、鎂、鋁及其合金等金屬材料；膠木、云母、纖維板、皮革等非金屬材料冷沖壓：常溫下進(jìn)行熱沖壓：8－10mm應(yīng)用廣泛：汽車、航空、電器板料沖壓演示板料沖壓工序六、板料沖壓使板料經(jīng)分離或變形而得到制件的工藝統(tǒng)稱為沖壓板料沖壓生產(chǎn)特點(diǎn)1.制件復(fù)雜，廢料少；2.精細(xì)光滑，互換好；3.剛強(qiáng)較高，節(jié)省料；4.易于控制，效率高；5.大批生產(chǎn)，成本低。沖壓生產(chǎn)特點(diǎn)1.制件復(fù)雜，廢料少；1.分離工序沖壓過程中使沖壓件與板料沿一定輪廓相互分離的工序?；竟ば驔_孔、落料、切斷、切口、切邊、剖切、整修等。1.分離工序沖壓過程中使沖壓件與板料沿一定輪廓相互分離的工序1.分離工序-沖裁沖裁：落料及沖孔1.分離工序-沖裁沖裁：落料及沖孔沖裁件斷口包括：塌角光亮帶斷裂帶毛刺沖裁件斷口包括：沖裁模凸凹模都具有鋒利的刃口，兩者之間留有間隙Z間隙Z大小影響沖裁件精度和模具壽命過大：塌角、斷裂帶和毛刺帶較大過?。憾喂饬翈?、毛刺帶大Z＝mδ沖裁模凸凹模都具有鋒利的刃口，兩者之間留有間隙Z沖裁模具尺寸考慮模具磨損落料件模具尺寸：D凹=D件