金屬壓力成型

第九章金屬壓力加工成形

概述

利用金屬在外力作用下所產(chǎn)生的塑性變形，來獲得具有一定形狀、尺寸和性能的原材料、毛坯或零件的加工方法，稱為塑性加工或壓力加工。固體具有基本形狀，欲將其改變，一是固體本身應(yīng)具有塑性，二是需要借助外力。成形對象：固體

壓力加工中作用在金屬坯料上的外力主要有兩種性質(zhì)：沖擊力和壓力。錘類設(shè)備產(chǎn)生沖擊力使金屬變形。軋機與壓力機對金屬坯料施加靜壓力使之變形。金屬壓力加工的基本形式有：軋制、擠壓、拉拔、自由鍛、模鍛、板料沖壓

自由鍛模鍛板料沖壓擠壓拉拔軋鍛板料軋制軋板軋輥軋環(huán)設(shè)備壓機拔長b．節(jié)約材料和切削加工工時，提高金屬材料利用率和經(jīng)濟效益c．節(jié)約較高的勞動生產(chǎn)率塑性加工優(yōu)點：a．能改善金屬的組織，提高金屬的機械性能塑性加工缺點：

a．零件的結(jié)構(gòu)工藝性要求高，不能直接鍛制成形狀復(fù)雜的零件，鍛件的尺寸精度不高。

b．鍛壓加工方法需要重型的機器設(shè)備和復(fù)雜的工模具。對于廠房地基要求高，初次投資費用高。

c．生產(chǎn)現(xiàn)場勞動條件差。

總之，鍛壓加工方法具有獨特的優(yōu)越性，鍛壓生產(chǎn)在機器制造生產(chǎn)過程中占有舉足輕重的地位。如在國防工業(yè)部門，飛機上的鍛壓件重量占85％，坦克上的鍛壓件重量占70％，大炮、槍支上大部分零件是鍛制而成的。在汽車、拖拉機工業(yè)中，其鍛壓件重量也占到約60－80％。

機械類型的產(chǎn)品中，一般對于受力較大，工況條件較差的重要機械零件，大多采用鍛壓的方法來制造毛坯。第一節(jié)壓力加工理論基礎(chǔ)一、金屬塑性變形的實質(zhì)問題：金屬材料為什么能產(chǎn)生塑性變形？塑性變形的實質(zhì)？

金屬晶體單晶體（理想金屬）多晶體（實際金屬）單晶體的塑性變形

滑移（clip）現(xiàn)象：一個表面經(jīng)拋光的單晶體拉伸時，當應(yīng)力超過σs時在顯微鏡下觀察，可見到在試件表面會出現(xiàn)和應(yīng)力軸成一定角度的線。這些線是由一些小臺階組成。同樣，對多晶體加適當?shù)牧?，在顯微鏡下觀察其表面，也可以見到每個晶粒內(nèi)出現(xiàn)平行的細線。主要方式——滑移變形鋁晶粒形變后表面出現(xiàn)的滑移帶（在90K變形）鋁單晶體形變出現(xiàn)的多滑移（表面拋光后形變，未侵蝕，×260）純鐵晶粒表面的滑移帶滑移線和滑移帶示意圖每一層晶面滑動后在表面出現(xiàn)滑移痕跡――小臺階――滑移線互相靠近的一組小臺階在宏觀上反映為一個大臺階――滑移帶每條滑移線所對應(yīng)的臺階高度標志著某一滑移面的滑移量可見，晶體的滑移不是均勻分布的，它只限于在晶體內(nèi)的有限部分進行。絕大部分晶體沒有或極少有滑移。即使發(fā)生大量的塑性變形，發(fā)生滑移的滑移面也只有不到1％。很多晶面滑移組成的滑移帶滑移定義：晶體的一部分相對于另一部分沿一定晶面（滑移面）和一定方向（滑移方向）發(fā)生相對滑動，這種現(xiàn)象稱為滑移。（紙牌機理）滑移規(guī)律：滑移面：原子最密排面滑移方向：原子最密排面方向（a）滑移總是沿著一定的晶面和晶向發(fā)生。其中滑移方向其主要作用?；葡担阂粋€滑移面和在這個滑移面上的一個滑移方向組成一個滑移系統(tǒng)。結(jié)論（1）b.c.c和f.c.c的塑性優(yōu)于h.c.p，因為滑移系多b.c.c最密排面是體對角線面（110）×6，最密排方向是體對角線<111>×2，12個滑移系；f.c.c最密排面（111）×4，最密排方向是面對角線<110>×3，也12個滑移系；h.c.p只有3個滑移系。（2）f.c.c的塑性優(yōu)于b.c.c，因為滑移方向多。臨界切應(yīng)力位錯滑移距離（b）滑移只有在切應(yīng)力作用下發(fā)生。作用于滑移面上的切應(yīng)力在滑移方向上的分量必修達到一定值，才能發(fā)生滑移。這個一定值稱為臨界分切應(yīng)力。

若橫截面積為A的單晶體在外力F作用下產(chǎn)生滑移設(shè)：F與滑移面A’法向H的夾角為Φ，與滑移方向T的夾角為λ。求：F在滑移面A’的滑移方向T上的分切應(yīng)力？晶體滑移時的應(yīng)力分析HTA’應(yīng)力：單位面積上的力滑移面的面積：A’=A/cosΦF在滑移面上沿滑移方向的切向分力：F切分=Fcosλτ切=F切分/A’=Fcosλ/（A/cosΦ）τ切=F/AcosλcosΦF在滑移面A’的滑移方向T上的分切應(yīng)力？τ切=F/AcosλcosΦ=σscosλcosΦ或σs=τ切/cosλcosΦcosλcosΦ：取向因子當

λ=90°，或

Φ=90°

：即滑移面與外力平行或垂直時，σs——∝，稱為硬位向當

滑移面、滑移方向與外力構(gòu)成45°時，τ切最小，稱為軟位向結(jié)論：在滑移面上，滑移面法線H，外力軸，滑移方向T，三者應(yīng)共處在同一空間平面上。（c）滑移距離是晶格常數(shù)的整數(shù)倍，結(jié)果在晶體表面造成臺階。即滑移時，晶體的一部分相對于另一部分沿滑移方向位移的距離為原子間距的整數(shù)倍。依靠的是位錯的傳遞。（d）滑移的同時必然伴隨有晶體的轉(zhuǎn)動。當外力作用于單晶體試樣上時，它在某些相鄰層晶面上所分解的切應(yīng)力使晶體發(fā)生滑移，而正應(yīng)力則組成一對力偶，使晶體在發(fā)生滑移的同時向外力方向發(fā)生轉(zhuǎn)動。晶體在拉伸和壓縮時的轉(zhuǎn)動滑移過程是通過位錯的運動依次破壞原子對間的結(jié)合力而進行的。這所需要的τ臨比理論值小的多。提高強度的兩條途徑：一是減少位錯密度，可使金屬強度接近于理論值。二是增加位錯密度，阻礙其運動，使強度提高?；频谋举|(zhì)：多晶體的塑性變形

晶內(nèi)變形——晶粒內(nèi)部的滑移變形晶間變形——晶粒間的移動和轉(zhuǎn)動晶粒細小參與協(xié)調(diào)變形的晶粒多，變形均勻晶界是位錯運動的障礙，晶界強化細晶強化由兩個晶粒所做成的試樣在拉伸時的變形

由于晶粒間的位向不同，塑性變形不是同時發(fā)生在各個晶粒內(nèi)，而是首先發(fā)生在軟位向上，滑移的同時伴隨著晶體的轉(zhuǎn)動，使原來的硬位向變成軟位向，滑移轉(zhuǎn)移到其它晶粒中。多晶體塑性變形過程是不均勻塑性變形過程多晶體金屬逐批不均勻塑性變形過程示意圖這樣多晶體中的晶粒是分批、逐步地開始滑移，使塑性變形愈來愈均勻。在塑性變形中，所有滑移系都先后發(fā)生滑移，所有晶粒都先后對變形作貢獻。所有，滑移系多的f.c.c比b.c.c塑性好。二、塑性變形對金屬組織及性能的影響

1.組織變化

（c）晶體缺陷大量增加，空位濃度增加。位錯密度增加。（a）晶粒沿變形方向拉長，宏觀：金屬外形壓扁或拉長；微觀：晶粒破碎、拉長。（b）產(chǎn)生形變織構(gòu)晶粒破碎照片經(jīng)不同變形量的冷軋銅的組織×3010鋼50%變形量10鋼70%變形量10鋼退火等軸晶粒拉長晶粒2、性能變化

金屬材料在冷塑性變形時，其強度、硬度升高，而塑性、韌性下降的現(xiàn)象——冷變形強化例如，自行車鏈條，16Mn，HB150、σb>52Kg/mm2；經(jīng)5次冷軋，厚度由13.5mm變?yōu)?.2mm（變形量65％）；HB275、σb>100Kg/mm2原因：位錯密度的提高，使以位錯運動為實質(zhì)的滑移受到阻礙從而引起強化。（c）內(nèi)應(yīng)力，經(jīng)過塑性變形，外力對金屬所作的功90％以上在變形過程中變?yōu)闊崃肯牧耍菇饘贉囟壬摺?lt;10％的功轉(zhuǎn)化為內(nèi)應(yīng)力殘留在金屬中，使金屬內(nèi)能升高。（b）物理、化學(xué)性能的變化，物理性能：電磁性下降；電阻升高；導(dǎo)磁率下降等?；瘜W(xué)性能：耐腐蝕性下降。（a）機械性能加工硬化的利：提高強度使變形均勻

提高安全性加工硬化的弊：進一步塑性變形困難。

利用缺陷實現(xiàn)金屬強化的重要方法之一，尤其是對不能熱處理強化的金屬材料。

3.消除加工硬化的工藝方法：回復(fù)和再結(jié)晶退火

消除加工硬化，提高塑性。再結(jié)晶速度取決于加熱溫度和變形程度。再結(jié)晶是一個形核、長大過程。保持加工硬化，消除內(nèi)應(yīng)力。如冷卷彈簧進行去應(yīng)力退火。10鋼70%變形10鋼70%變形500℃回復(fù)10鋼70%變形700℃再結(jié)晶4、冷變形和熱變形冷變形加工——再結(jié)晶溫度以下的塑性變形。熱變形加工——再結(jié)晶溫度以上的塑性變形再結(jié)晶溫度T再=0.4T熔（K）鋼在室溫下的加工：冷變形？熱變形？鉛在室溫下的加工：冷變形？熱變形？T再=0℃T再=450℃冷變形加工硬化沖壓、冷彎、冷擠、冷軋塑性好的材料熱變形加工硬化+再結(jié)晶鍛造、熱擠、軋制變形量大，易氧化5、鍛造比和鍛造流線鍛造比：變形程度大小的參數(shù)鐓粗：y=H0/H拔長：y=F0/Fy>1

金屬材料晶粒細化組織緊密金屬晶粒過分拉長形成各向異性yy在金屬鑄錠中含有夾雜物多分布在晶界上。有塑性夾雜物如FeS等，還有脆性夾雜物如氧化物等。在金屬變形時，晶粒沿變形方向伸長，塑性夾雜物也隨著變形一起被拉長。脆性夾雜物被打碎呈鏈狀分布。鍛造流線的形成：20號鋼板，未侵蝕，熱軋狀態(tài)，帶狀硫化物密集，多量硫化錳沿軋制方向變形，相當于4級，×20020號鋼板，未侵蝕，熱軋狀態(tài)，變形硫化錳外形較光滑，說明塑性好，易在加工時變形。多量串連帶狀分布的夾雜物，將嚴重破壞金屬的連續(xù)性，從而降低鋼的塑性和強度，尤其當它分布于材料的銳角處，則更容易導(dǎo)致開裂×100隨著鍛造比的增加，鍛造流線的形成愈加明顯。由于鍛造流線的形成使金屬的機械性能呈現(xiàn)方向性。鍛造比增加時，鋼料的強度b在橫向和縱向上差別不大。而鋼料的塑性指標、和沖擊韌性ku在橫向和縱向上差別很大。鍛造流線形成后，用熱處理方法不能消除。只能再通過鍛造方法使金屬在不同方向上變形，才能改變鍛造流線的方向和分布情況。由于鍛造流線的存在對機械性能有影響，特別是沖擊韌性的影響。在設(shè)計和制造易受沖擊載荷的零件時，必須考慮鍛造流線的方向性，通過反復(fù)鍛打使得流線的合理分布a)流線與工件最大拉應(yīng)力方向一致；b)流線與切應(yīng)力、沖擊方向垂直；c)沿工件外輪廓連續(xù)分布。

金屬的鍛造性能是用來衡量金屬材料利用鍛壓加工方法成形的難易程度，是金屬的工藝性能指標之一。金屬的鍛造性能好，表明該金屬適于采用鍛造加工方法成形。金屬的鍛造性能常用金屬的塑性和變形抗力兩個因素來綜合衡量。塑性愈好，變形抗力愈小，則金屬的鍛造性能愈好。在實際生產(chǎn)中，選用金屬材料時，優(yōu)先考慮的還是金屬材料的塑性，有此內(nèi)因，再創(chuàng)造必要的外部條件，目的在于通過鍛壓加工使金屬材料成形。三、金屬的可鍛造性影響鍛造性能的因素：

金屬的本質(zhì)和金屬的變形條件一般純金屬的鍛造性能較好。金屬組成合金后，強度提高，塑性下降，鍛造性能變差。如鋼隨著含碳量增加，塑性下降，鍛造性能愈差。低碳鋼的鍛造性能較好。合金元素含量增加，鍛造性能變差。若采用鍛造方法成形時，因為變形抗力較大，對變形條件的要求和控制都要嚴格。1.金屬的本質(zhì)

a．金屬的化學(xué)成分金屬的組織結(jié)構(gòu)不同，其鍛造性能有很大差別。由單一固溶體組成的合金，具有良好的塑性，其鍛造性能較好。若含有多種合金而組成不同性能的組織結(jié)構(gòu)，則塑性降低，鍛造性能較差。

b．金屬的組織狀態(tài)金屬組織內(nèi)部有缺陷如鑄錠內(nèi)部有縮松，氣孔等缺陷，塑性差，開始鍛造時變形要小些，否則易出現(xiàn)鍛裂現(xiàn)象。鑄態(tài)組織和晶粒粗大的結(jié)構(gòu)不如軋制狀態(tài)和晶粒細密的組織結(jié)構(gòu)鍛造性能好。C、金屬組織內(nèi)部缺陷2、加工條件

變形溫度高，金屬容易滑移，塑性提高，但是變形溫度過高，過熱、過燒脫碳等缺陷。始鍛溫度和終鍛溫度。（1）變形溫度（2）變形速度

變形速度是指金屬在鍛壓加工過程中單位時間內(nèi)的相對變形量。用1s表示，而不是cms表示。應(yīng)當與鍛壓加工過程中所用工具或設(shè)備的工作速度區(qū)別開來。一方面由于變形速度的增大，金屬在冷變形時加工硬化現(xiàn)象嚴重，鍛造性能變壞。在熱變形時回復(fù)和再結(jié)晶過程來不及完全消除其加工硬化現(xiàn)象，殘余的加工硬化逐漸積累，使金屬的鍛造性能變壞。另一方面，金屬在變形過程中，消耗于塑性變形的能量有一部分轉(zhuǎn)化為熱能，當變形速度很大時，熱能來不及擴散，使變形金屬的溫度升高，這是金屬在變形過程中產(chǎn)生的熱效應(yīng)，有利于提高金屬的塑性，降低變形抗力，使鍛造性能變好。3、應(yīng)力狀態(tài)金屬在變形時由于承受外力作用的情況不同，在金屬內(nèi)部各點的應(yīng)力狀態(tài)也不同。一般用各點的主應(yīng)力狀態(tài)圖來表示。金屬變形時的應(yīng)力狀態(tài)

在金屬塑性變形時，其應(yīng)力狀態(tài)中壓應(yīng)力數(shù)目愈多，其塑性變形愈好。因為，壓應(yīng)力使滑移面緊密結(jié)合，防止滑移面上產(chǎn)生裂紋。三向受壓的應(yīng)力狀態(tài)，有利于金屬的塑性變形。在應(yīng)力狀態(tài)中，拉應(yīng)力數(shù)目愈多，其塑性相對降低，因為，在金屬內(nèi)部總避免不了有微小的氣孔和裂紋等缺陷存在，這些小的缺陷在拉有利作用下，由于有利集中而擴大，導(dǎo)致金屬的破裂。另外，拉應(yīng)力使滑移面趨向于分離，從而也降低了塑性變形。從變形抗力來分析，在壓應(yīng)力作用下，使金屬內(nèi)部摩擦增加不易變形，變形抗力增大。若采用相同的金屬坯料，用拉拔和擠壓兩種方式，制造出同一尺寸的試件，因為施加外力的方式不同，為獲得同樣的變形，所需施加的外力大小不同，即變形抗力大小不同，在三向受壓的應(yīng)力狀態(tài)下進行變形時，其變形抗力較三向應(yīng)力狀態(tài)不同時大的多。應(yīng)力狀態(tài)對變形抗力的影響綜上所述，金屬的鍛造性能是從金屬的塑性和變形抗力兩方面的因素進行綜合衡量。而金屬的塑性和變形抗力又受金屬本質(zhì)和變形條件諸因素的制約。在選用鍛壓加工方面進行塑性成形時，要依據(jù)金屬的本質(zhì)和成形的要求，力求創(chuàng)造有利的變形條件，充分發(fā)揮金屬的塑性，盡可能降低其變形抗力，以求消耗較少的能量，獲取合格的鍛件。四、金屬變形規(guī)律金屬坯料變形后體積等于變形前條件。塑性變形過程是金屬流動而使坯料體積重新再分配的過程。1、體積不變定律2、最小阻力定律金屬坯料變形時首先向阻力最小的方向流動。第二節(jié)自由鍛一、自由鍛工藝特點：坯料變形時，除與上、下抵鐵或其它輔助工具接觸部分表面外，都是自由表面，變形不受限制。自由鍛：利用沖擊力或靜壓力使加熱好的金屬在上、下抵鐵之間產(chǎn)生變形。工具簡單，不需造價昂貴的模具可以鍛造各種重量的鍛件，對于大型鍛件幾乎是唯一的鍛造方法（水壓機鍛造）自由鍛所需設(shè)備的噸位較小鍛件的尺寸精度低，加工余量大鍛件形狀簡單，生產(chǎn)率低，勞動強度大自由鍛特點與應(yīng)用大型、巨型鍛件只能依靠自由鍛成型毛坯自由鍛設(shè)備設(shè)備噸位（T）鍛件質(zhì)量作用力動力空氣錘

0.05~1100kg沖擊力電動機蒸氣-空氣錘0.5~51500kg沖擊力蒸氣或壓縮空氣水壓機500~150001~300T靜壓力高壓水

)20MPa(200個大氣壓)0.4~0.9MPa(4~9個大氣壓）變形大、鍛透深度大、內(nèi)部質(zhì)量好，沒有振動，噪音小水壓機上鍛造大型鍛件二、自由鍛的工序基本工序：鐓粗、拔長、沖孔、彎曲、錯移、扭轉(zhuǎn)；輔助工序：倒棱、壓肩等；精整工序：修整鼓形、平整端面、校直彎曲。三、自由鍛工藝規(guī)程的制訂（1）繪制鍛件圖

a.敷料

b.鍛件余量

c.鍛件公差（2）坯料質(zhì)量及尺寸計算（3）選擇鍛造工序

常見自由鍛零件半軸自由鍛工藝

鍛件圖材料:18CrMnTi坯料尺寸:Ф130×240

坯料重量:25kg鍛造設(shè)備:0.5T自由鍛錘鍛出頭部拔長拔長及修整臺階拔長并留出臺階鍛出凹擋及拔長端部并修整四、自由鍛零件的結(jié)構(gòu)工藝性盡量避免錐面或斜面避免圓柱與圓柱面相交避免橢圓形、工字型或其它非規(guī)則形狀截面及非規(guī)則外形避免肋板和凸臺截面有急劇變化或形狀復(fù)雜的零件，可分段鍛造，再用焊接或機械連接組成整體。比較下列鍛件的結(jié)構(gòu)工藝性第三節(jié)模鍛模鍛——將加熱后的坯料放在模膛內(nèi)，坯料變形時，金屬的流動受到模膛的限制和引導(dǎo)，從而獲得與模膛形狀一致的鍛件。模鍛件的特點及應(yīng)用尺寸精度高；鍛件形狀復(fù)雜；操作簡單，生產(chǎn)效率高；流線完整、性能好。特點：應(yīng)用：中、小型鍛件的成批和大量生產(chǎn)為什么？答案：1）受模鍛設(shè)備噸位的限制；

2）鍛模成本高。模鍛設(shè)備模鍛設(shè)備鍛造力性質(zhì)鍛件精度生產(chǎn)率模鍛錘沖擊力較低較低曲柄壓力機壓力較高較高平鍛機壓力較高較高摩擦壓力機沖擊力~壓力較高較低模鍛錘可以鐓粗、拔長、滾擠、彎曲、成形、預(yù)鍛、終鍛短軸類鍛件長軸類鍛件一、錘上模鍛

上模（帶燕尾）靠楔鐵固定在錘頭上下模（緊固楔鐵固定在模墊上）模膛鍛模結(jié)構(gòu)模鍛鐓粗壓扁模膛及基本工步：

一般設(shè)在模具的邊角上，所占面積一般略大于坯料尺寸減少坯料高度，增大直徑或?qū)挾?，兼有去氧化皮的作用。用于餅類零件拔長滾擠

成形彎曲操作時，邊受錘擊邊送料減小橫截面積，增加長度去氧化皮。用于長軸類件操作時，邊受錘擊邊轉(zhuǎn)動，不作軸向送進。減少某些部分橫截面積，增大另外部分橫截面積，使坯料沿軸線更接近鍛件模膛縱剖面形狀應(yīng)與終鍛時鍛件在水平面投影相符合。坯料成形后翻轉(zhuǎn)90°放入下一模膛。獲得近似水平投影的形狀，兼聚料，適用帶枝丫件模膛結(jié)構(gòu)與成形模膛類似，但沒有聚料作用。獲得鍛件近似水平面投影的形狀1預(yù)鍛：比終鍛模膛略高，寬度略小，容積略大，不帶飛邊槽；相交的面之間以較大的圓角過渡2終鍛：模膛尺寸依據(jù)模鍛件圖確定；帶有飛邊槽模膛位于模塊中部橋部起墊片作用，緩沖錘擊力；倉部容納多余金屬，并促使金屬充滿模膛切斷模膛位于鍛模邊角上，有刃口。也可為單獨的切斷模模鍛零件的結(jié)構(gòu)工藝性

a．模鍛零件必須具有合理的分模面，以保證模鍛件易于從鍛模中取出，敷料最少，鍛模容易制造。

b．由于模鍛件尺寸精度高，表面粗糙度低，因此，零件上只有與其它機件配合的表面才需進行機械加工，其它表面均應(yīng)設(shè)計為非加工表面。零件上與錘擊方向平行的非加工表面，應(yīng)設(shè)計出模鍛斜度。非加工表面所形成的角都應(yīng)按模鍛圓角設(shè)計。

c．為了使金屬容易充滿模膛和減少工序，零件外形力求簡單、平直和對稱。盡力避免零件截面間差別過大、或具有薄壁、高筋、凸起等結(jié)構(gòu)，如圖。

d．在零件結(jié)構(gòu)允許的條件下，設(shè)計時盡量避免有深孔和多孔結(jié)構(gòu)。

e．在可能條件下，應(yīng)采用鍛－焊組合工藝，以減少敷料，簡化模鍛工藝。二、胎膜鍛扣模合模組合筒模問題：小型鍛件的中、小批量生產(chǎn)應(yīng)采用自由鍛還是模鍛？答案：胎膜鍛在自由鍛設(shè)備上使用非固定模具（胎膜）生產(chǎn)模鍛件的工藝方法。

特點：與自由鍛相比：生產(chǎn)率高，精度高（余量?。?，與模鍛相比：成本低（設(shè)備、模具）。1、曲柄壓力機三、其他模鍛行程不能調(diào)節(jié)不能拔長和滾擠；每個變形工步在一次行程中完成。2、摩擦壓鍛機

螺桿與滑塊非剛性連接，承受偏心能力差；滑塊行程、打擊能量可自動調(diào)節(jié)。摩擦壓力機3、平鍛機：相當于臥式曲柄壓力機，水平方向?qū)ε髁鲜┘渝懺炝?/p>

12：固定凹模

14：活動凹模

10：凸模平鍛機的傳動系統(tǒng)電動機運動傳到6曲軸后，一方面通過主滑塊8帶動10凸模作縱向運動。同時，通過凸輪19帶動側(cè)滑塊17，經(jīng)杠桿系統(tǒng)16帶動活動凹模14橫向運動平鍛過程及平鍛零件棒形坯料5放入固定凹模1的模槽內(nèi)，擋板4定位沖頭3前進中，活動模2迅速將棒料夾緊，同時擋板推出。沖頭對坯料施加鍛壓力，使其成形回程時，沖頭退出，活動凹模松開，坯料從凹模中取出或進入下一個模膛。擋板又進入工作位置，為下一個鍛件做好準備平鍛特點：1、坯料為棒料或管材，只進行一端加熱和局部變形?？赏瓿稍诹⑹藉憠涸O(shè)備上不能完成的某些長桿件。也可長棒料連續(xù)鍛造多個鍛件2、鍛模有兩個分模面，取件容易可鍛出在其他設(shè)備上難以完成的不同方向上有凸臺或凹槽的鍛件3、需要配備專用加熱爐適合有頭的桿類鍛件或有通孔、盲孔的鍛件。也可進行管件的局部鐓粗或脹孔制訂模鍛工藝規(guī)程：（1）制訂模鍛件圖：（a）分模面（b）余量、公差和敷料（c）模鍛斜度（d）模鍛圓角半徑（2）確定模鍛工步：（a）長軸類零件：拔長、滾壓、彎曲、預(yù)鍛和終鍛（b）盤類鍛件：鐓粗、終鍛（3）修整工序：切邊和沖孔、校整、熱處理、清理（4）精壓：平面精壓、體積精壓第四節(jié)板料沖壓

板料沖壓是利用裝在沖床上的沖模對金屬板料加壓，使之產(chǎn)生變形或分離，從而獲得零件或毛坯的加工方法。板料沖壓的坯料一般是比較薄的金屬板，而且，沖壓時不需加熱，故又稱為薄板沖壓或冷沖壓。只有當板厚超過8－10毫米時才采用熱沖壓。板料沖壓的特點：1、沖壓復(fù)雜薄板零件，質(zhì)輕，但強度剛度好，廢料少。2、沖件尺寸精度高、粗糙度低，無須切削加工，零件互換性好3、操作簡單，生產(chǎn)率高，工藝過程易于實現(xiàn)自動化4、板料必須具備足夠的塑性，沖模制造復(fù)雜、費用高。一、板料設(shè)備金屬板料產(chǎn)生分離、變形沖壓件沖模和沖床沖床——沖壓設(shè)備沖模——沖壓工具（分上模和下模）沖床手動沖床沖床數(shù)控沖床二、板料沖壓的基本工序及特點成形工序：拉深、彎曲、脹形和翻邊基本工序：分離和成形兩大類。分離工序：剪切、落料、沖孔和修整1、沖裁沖裁——板料沿封閉輪廓分離的工序，即問題：沖孔和落料有何異同？相同：1、模具結(jié)構(gòu)；2、坯料變形過程。

落料沖孔落料和沖孔沖裁時板料的變形和分離過程：A、彈性變形和塑性變形凸模和凹模的邊緣都帶有鋒利的刃口。當凸模向下運動壓住板料時，板料受到擠壓，產(chǎn)生彈性變形，進而產(chǎn)生塑性變形。b、刃口附近板料出現(xiàn)裂紋當上下刃口附近材料內(nèi)的應(yīng)力超過一定限度后，即開始出現(xiàn)裂紋。C、上下裂紋匯合，板料被切離隨著沖頭（凸模）的繼續(xù)下壓，上下裂紋逐漸向內(nèi)部擴展直至匯合，板料即被切離。縱向壓力p橫向擠壓力a摩擦力r在三大力的作用下，板料斷口上同時存在正應(yīng)力σ和剪應(yīng)力τ沖裁區(qū)各部分的劃分

光量帶具有最好的表面質(zhì)量，其他三個區(qū)域降低沖裁件質(zhì)量，尤其是毛刺區(qū)。各部分的尺寸比例與材料的性質(zhì)、板厚、模具結(jié)構(gòu)等條件有關(guān)。

a區(qū)：塌角b區(qū)：光亮帶c區(qū)：剪裂帶d區(qū)：毛刺沖裁件的形狀和尺寸：（1）沖裁件形狀盡量簡化，便于模具加工、熱處理；（2）應(yīng)考慮排樣，節(jié)省材料。沖裁模具的尺寸：沖孔：D凸=D孔,D凹=D凸+2Z落料：D凹=D落料,D凸=D凹-2Z模具間隙：Z=(0.05~0.25)tt——板料厚度。尺寸凸凹模間隙

模具間隙過小模具壽命下降模具間隙過大沖件質(zhì)量下降沖裁件的修整：修整模的間隙為0.006~0.01mm;修整時單邊切除量0.05~0.2mm;修整后的切面粗糙度Ra=1.25~0.65;尺寸精度IT6~IT7.問題：沖裁件的尺寸精度和表面粗糙度達不到要求時，如何處理？外緣修整內(nèi)孔修整沖裁模連續(xù)模簡單模2、拉深拉深：平面板料開口中空形件原始直徑為D0的板料，經(jīng)拉深后變?yōu)閮?nèi)經(jīng)為d，高度為H的杯形零件拉深過程中的變形和應(yīng)力在凸模壓力P的作用下，出于凸模底部的金屬板料ABO區(qū)被壓入凹模，形成筒底。在整個拉深過程中，這部分金屬基本不變形。拉深零件的側(cè)壁ABDC區(qū)是由底部以外的環(huán)形部分變形而成，如果繼續(xù)拉深則CDFE區(qū)也將轉(zhuǎn)化為側(cè)壁。底部受徑向和切向拉應(yīng)力，側(cè)壁受單向軸向拉應(yīng)力，凹模外的環(huán)形區(qū)受徑向拉應(yīng)力和切向壓應(yīng)力因此，拉深件的壁厚在不同部位有減薄或增厚的變化，側(cè)壁上部增厚最多，底部圓角處最薄，也是拉深中容易破裂的危險區(qū)。必須將底部和側(cè)壁的拉應(yīng)力＜σs，而環(huán)形區(qū)內(nèi)的徑向拉應(yīng)力要＞σs

，并且任何部位的應(yīng)力總和必須＜σb

，否則會拉穿。若環(huán)形變形區(qū)內(nèi)的切向壓應(yīng)力很大，很容易使板料出現(xiàn)皺褶。拉深缺陷拉深缺陷正常拉深防止皺折

壓邊力不宜過大能壓住工件不致