華北理工大學(xué)2016年熱加工工藝復(fù)習(xí)重點(diǎn)章節(jié)部分-.鍛造-2部分部分課件

第二章鍛壓生產(chǎn)0.概述1鍛壓生產(chǎn)的實(shí)質(zhì)利用金屬材料的塑性，借助于外力的作用，使材料發(fā)生塑性變形，從而獲得所需的形狀和尺寸。2壓力加工的分類軋制、擠壓、拉拔、自由鍛、模鍛、沖壓a.軋制：坯料大多是鋼錠，產(chǎn)品則是各種型鋼、鋼板等。使金屬坯料通過(guò)一對(duì)回轉(zhuǎn)軋輥之間的空隙而受到壓延的加工方法。b.擠壓：產(chǎn)品主要是有色金屬型材及管件。把放在擠壓筒內(nèi)的金屬料從?？變?nèi)擠出而變形的過(guò)程。c.拉拔：（拉絲）拉拔是生產(chǎn)金屬絲的唯一方法?？梢岳票”诠芎吞厥鈳缀涡螤畹男筒?。將金屬料拉過(guò)拉絲模的?？锥冃蔚募庸み^(guò)程。d.自由鍛：將金屬坯料放在上下砧子之間受沖擊力或壓力而變形的加工方法。自由：即金屬料受到力的作用可在水平面自由流動(dòng)。e.模鍛：將金屬料放在具有一定形狀的鍛模模膛內(nèi)，受沖擊力或壓力而變形的加工方法。f.沖壓：使薄板材料在沖模間受到?jīng)_壓而分離或變形的過(guò)程。3壓力加工的特點(diǎn)機(jī)械性能好；用于載荷大，轉(zhuǎn)速高，受力復(fù)雜件。如機(jī)床主軸、重要齒輪、炮筒、槍管等。難于生產(chǎn)形狀復(fù)雜件；設(shè)備昂貴，成本高。1.金屬的塑性變形1.1變形的基本概念1變形：材料在外力的作用下所引起的尺寸和形狀的改變。2變形過(guò)程：σ＜σe

彈性變形；

σ＞σs

塑性變形；

σ≥σb

斷裂?；坪蛯\生三種晶格滑移系第一節(jié)金屬的鍛造性能1.2單晶體的塑性變形：滑移和孿生其中滑移更普遍滑移孿生未變形多晶體塑性變形晶粒內(nèi)部：滑移晶粒之間：滑動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)1.3塑性變形對(duì)金屬性能的影響常溫下金屬經(jīng)過(guò)塑性變形后，內(nèi)部組織將發(fā)生變化：a.晶粒沿變形最大的方向伸長(zhǎng)；b.晶格與晶粒均發(fā)生扭曲，產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力；c.晶粒間產(chǎn)生碎晶。金屬組織的改變對(duì)金屬性能的影響很大。冷變形：金屬在再結(jié)晶溫度以下的變形

變形過(guò)程中無(wú)再結(jié)晶現(xiàn)象，變形后金屬具有加工硬化現(xiàn)象。

熱變形：金屬在再結(jié)晶溫度以上的變形.

變形后，金屬具有再結(jié)晶組織，而無(wú)加工硬化痕跡。1.3.1冷塑性變形對(duì)金屬性能的影響1加工硬化：金屬材料經(jīng)冷塑性變形后，強(qiáng)度、硬度增加，塑性、韌性下降的現(xiàn)象。2加工硬化的利弊：優(yōu)點(diǎn)：強(qiáng)化金屬；缺點(diǎn)：塑性下降，下利于進(jìn)一步發(fā)生塑性變形；1.3.2冷塑性變形對(duì)金屬組織的影響1形成織構(gòu)2.晶粒碎化3.晶格歪扭；位錯(cuò)密度和點(diǎn)缺陷的密度增加；導(dǎo)致內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生。1.3.3消除加工硬化的方法——加熱、再結(jié)晶再結(jié)晶：以破碎的晶粒碎塊為核心結(jié)晶，長(zhǎng)大成細(xì)小的等軸晶，取代扭曲變形的晶粒和纖維組織。

再結(jié)晶后的性能:加工硬化消失（HBσb

降低δ提高）殘余內(nèi)應(yīng)力全部消除

再結(jié)晶溫度：T再=0.4T熔（K）變形程度；金屬純度；再結(jié)晶退火：采用加熱的方法使冷塑性變形后的金屬再結(jié)晶，以提高塑性、消除加工硬化的工藝。大多數(shù)鍛件鍛壓加工是在再結(jié)晶溫度以上進(jìn)行的,由變形引起的加工硬化現(xiàn)象,會(huì)因隨后的再結(jié)晶過(guò)程而消失,所以鍛造毛坯可以連續(xù)地鍛壓變形。熱加工適用于加工截面比較大、變形量較大、材料在常溫下硬度較高的金屬制件。熱加工后的金屬其組織性能發(fā)生明顯變化。鍛造和熱擠熱軋都屬于熱變形。1.4金屬的熱塑性變形（熱加工）提高金屬的機(jī)械性能

只要終鍛溫度控制好,鍛件的晶粒是細(xì)小的。再加之鍛坯中孔洞的被壓合,所以熱變形可提高金屬材料的力學(xué)性能。下圖是經(jīng)過(guò)熱軋后得到細(xì)小再結(jié)晶晶粒示意圖。

1.4.1熱變形加工與冷變形加工的區(qū)別冷加工：再結(jié)晶溫度以下的變形，伴有加工硬化現(xiàn)象；熱加工：再結(jié)晶溫度以上的變形，無(wú)加工硬化痕跡。1.4.2根據(jù)溫度不同，鍛造可以分為：熱鍛：金屬再結(jié)晶溫度以上進(jìn)行的鍛造工藝，冷變形強(qiáng)化和再結(jié)晶同時(shí)存在，是動(dòng)態(tài)再結(jié)晶。冷鍛：室溫下進(jìn)行鍛造，高的精度和表面質(zhì)量，提高硬度和強(qiáng)度。溫鍛：高于室溫、低于再結(jié)晶溫度范圍的鍛造工藝工件精度和表面質(zhì)量高，變形抗力小、塑性增加等溫鍛：鍛造溫度保持恒定熱鍛對(duì)金屬組織和性能的影響1壓合材料內(nèi)部的缺陷，使金屬組織致密，力學(xué)性能提高；2細(xì)化晶粒，提高強(qiáng)度、硬度、塑性和韌性；3.形成纖維組織在鍛造時(shí),金屬的脆性雜質(zhì)被打碎,順著金屬主要伸長(zhǎng)方向呈碎粒狀或鏈狀分布；鑄錠成形后，內(nèi)部難免存在不溶于基體的非金屬夾雜物，這些夾雜物將隨著金屬變形沿主要伸長(zhǎng)方向被拉長(zhǎng)或壓扁呈纖維狀分布，并且在再結(jié)晶過(guò)程中不容易消除，形成了熱變形中常見(jiàn)的纖維組織。這樣熱鍛后的金屬組織就具有一定的方向性。冷鍛：冷模鍛、冷擠壓、冷鐓等塑性加工的統(tǒng)稱，是對(duì)物料再結(jié)晶溫度以下的成型加工，是在回復(fù)溫度以下進(jìn)行的鍛造。生產(chǎn)中習(xí)慣把不加熱毛坯進(jìn)行的鍛造稱為冷鍛。

冷鍛材料大都是室溫下變形抗力較小、塑性較好的鋁及部分合金、銅及部分合金、低碳鋼、中碳鋼、低合金結(jié)構(gòu)鋼。冷鍛件表面質(zhì)量好，尺寸精度商，能代替一些切削加工。冷鍛能使金屬?gòu)?qiáng)化，提高零件的強(qiáng)度。冷精鍛：是一種（近）凈形成形工藝。采用該方法成形的零件強(qiáng)度和精度高，表面質(zhì)量好。當(dāng)前國(guó)外一臺(tái)普通轎車采用的冷鍛件總量40~45kg，其中齒形類零件總量達(dá)10kg以上。冷鍛成形的齒輪單件重量可達(dá)1kg以上，齒形精度可達(dá)7級(jí)。

1.4.3形成鍛造流線1.【鍛造流線】在鍛造時(shí),金屬的脆性雜質(zhì)被打碎,順著金屬主要伸長(zhǎng)方向呈碎粒狀或鏈狀分布；鑄錠成形后，內(nèi)部難免存在不溶于基體的非金屬夾雜物，這些夾雜物將隨著金屬變形沿主要伸長(zhǎng)方向被拉長(zhǎng)或壓扁呈纖維狀分布，并且在再結(jié)晶過(guò)程中不容易消除，形成了熱變形中常見(jiàn)的纖維組織。這樣熱鍛后的金屬組織就具有一定的方向性。鍛造流線使金屬性能呈各向異性：平行流線方向的金屬?gòu)?qiáng)度、塑性和韌性均比垂直于纖維組織方向的性能高。生產(chǎn)中若能利用流線組織縱向強(qiáng)度高的特點(diǎn),使鍛件中的流線組織連續(xù)分布并與其受拉方向一致,則會(huì)顯著提高零件承載能力。2、鍛造比是鍛造生產(chǎn)中代表金屬變形大小的一個(gè)參數(shù)，一般用鍛造過(guò)程中的典型工序的變形程度來(lái)表示：鐓粗鍛造比為：拔長(zhǎng)鍛造比：3.鍛造比對(duì)金屬的組織和性能的影響

一般情況下，增加鍛造比，可使金屬組織細(xì)密化，提高鍛件的力學(xué)性能。但當(dāng)鍛造比過(guò)大，金屬組織的緊密程度和晶粒細(xì)化程度已到極限，故力學(xué)性能不再升高，而增加各向異性。鍛造比越大，鍛造流線越明顯，其力學(xué)性能的方向性越明顯。

碳素結(jié)構(gòu)鋼錠采用不同鍛造比進(jìn)行拔長(zhǎng)后的力學(xué)性能變化曲線。當(dāng)鍛造比增加時(shí)，鋼的強(qiáng)度在橫向和縱向差別不大，而塑性和韌性縱向明顯好于橫向。

鍛造流線的穩(wěn)定性很高，而且用熱處理不能消除。故在設(shè)計(jì)和制造易受沖擊載荷的零件時(shí)，必須考慮鍛造流線的方向，使最大正應(yīng)力與流線方向一致，切應(yīng)力或沖擊應(yīng)力與流線方向垂直；使鍛造流線的分布與零件的外形輪廓相符合，而不被切斷。鍛造比越大，鍛造流線越明顯；鍛造流線的穩(wěn)定性越高，不能用熱處理的方法消除，只有經(jīng)過(guò)鍛壓使金屬變形，才能改變其方向和形狀。在設(shè)計(jì)和制造零件時(shí)，應(yīng)遵循原則：最大正應(yīng)力與流變方向平行最大切應(yīng)力與流線方向垂直流線分布與零件輪廓吻合，盡量不被切斷圖a吊鉤采用彎曲工序成形時(shí)，就能使流線方向與吊鉤受力方向一致,從而可提高吊鉤承受拉伸載荷的能力。圖b彎曲鍛壓成形的曲軸中,其纖維組織沿曲軸輪廓分布,曲軸工作時(shí)候最大拉應(yīng)力與纖維組織方向平行，而沖擊力與纖維組織方向垂直，這樣曲軸不易發(fā)生斷裂。圖c切削成形的曲軸,由于流線不連續(xù),曲軸工作時(shí)極易沿軸肩處發(fā)生斷裂。

金屬的鍛造性能是材料塑性和變形抗力的綜合體現(xiàn)。塑性變形抗力則鍛造性能1.5.2鍛造性能的影響因素1金屬的本質(zhì)：a化學(xué)成份：b金屬組織：純金屬的鍛造性能好，鋼中C合金元素鍛造性能純金屬、固溶體鍛造性能好，而碳化物的可鍛性差；細(xì)晶粒的鍛造性能好于粗晶粒。1.5金屬的鍛造性能1.5.1概念

金屬的鍛造性能是指金屬經(jīng)受鍛壓時(shí)，發(fā)生塑性變形得到所需形狀的難易程度。2變形條件：a變形溫度：b變形速度：c應(yīng)力狀態(tài)：溫度↑塑性↑變形抗力↓。碳鋼的鍛造溫度范圍：T始=AE－200℃，T終=800℃變形速度塑性變形抗力壓應(yīng)力數(shù)目增加，塑性增加，但變形抗力增大。變形速度↑→加工硬化↑→變形抗力↑塑性↓變形速度↑→熱效應(yīng)↑→變形抗力↓塑性↑指金屬在鍛壓加工過(guò)程中單位時(shí)間內(nèi)的相對(duì)變形量。變形速度的影響較復(fù)雜：一方面變形速度增大，冷變形強(qiáng)化現(xiàn)象嚴(yán)重，變形抗力增大，鍛造性能變壞；

另一方面變形速度很大時(shí)產(chǎn)生的熱能使金屬溫度升高，提高塑性，降低變形抗力，鍛造性能變好。

不同壓力加工方法，金屬內(nèi)部的應(yīng)力狀態(tài)是不同的。在金屬塑性變形時(shí)，壓應(yīng)力數(shù)目越多，其塑性變形越好，因?yàn)閴簯?yīng)力使滑移面緊密結(jié)合，防止產(chǎn)生裂紋；拉應(yīng)力使塑性變形降低，應(yīng)為它使缺陷擴(kuò)大，使滑移面分離。但壓應(yīng)力時(shí)變形抗力增大，必須綜合考慮塑性和變形抗力。

d.坯料的表面質(zhì)量表面粗糙或有缺陷將產(chǎn)生應(yīng)力集中，是缺陷擴(kuò)展或開(kāi)裂變形溫度的影響

在一定的變形溫度范圍內(nèi)，隨著溫度升高，原子動(dòng)能升高，從而塑性提高，變形抗力減小，有效改善了可鍛性。若加熱溫度過(guò)高，晶粒急劇長(zhǎng)大，金屬力學(xué)性能降低,這種現(xiàn)象稱為“過(guò)熱”。若加熱溫度更高接近熔點(diǎn)，晶界氧化破壞了晶粒間的結(jié)合，使金屬失去塑性，坯料報(bào)廢，這一現(xiàn)象稱為“過(guò)燒”。始鍛溫度——終鍛溫度金屬鍛造加熱時(shí)允許的最高溫度稱為始鍛溫度。不能再鍛，否則引起加工硬化甚至開(kāi)裂，此時(shí)停止鍛造的溫度稱終鍛溫度。對(duì)于鋼而言,加熱還另具意義。當(dāng)溫度升至一定高度時(shí),高硬度低塑性的Fe3C將全部溶入奧氏體中，形成單一固溶體組織，因而大大提高鋼的可鍛性。

1.6塑性成形基本規(guī)律

塑性成形規(guī)律：就是塑性成形時(shí)金屬質(zhì)點(diǎn)流動(dòng)的規(guī)律，即在給定條件下，變形體內(nèi)將出現(xiàn)什么樣的位移速度場(chǎng)和位移場(chǎng)，以確定物體形狀、尺寸的變化及應(yīng)變場(chǎng)。從而為選擇變形工步和設(shè)計(jì)成形模具奠定基礎(chǔ)。1.6.1體積不變定律金屬塑性變形前后體積不變，實(shí)際中略有縮??；可計(jì)算各工序尺寸。1.6.2最小阻力定律塑性變形時(shí)金屬質(zhì)點(diǎn)首先向阻力最小方向移動(dòng)。一般金屬某質(zhì)點(diǎn)移動(dòng)時(shí)阻力最小方向是通過(guò)該質(zhì)點(diǎn)向金屬變形部分的周邊所作的法線方向，§2自由鍛一自由鍛的實(shí)質(zhì)和分類1實(shí)質(zhì)：在沖擊力或壓力的作用下，通過(guò)上下抵鐵等通用工具，使金屬發(fā)生塑性變形而成型的過(guò)程。自由：金屬在水平面的各個(gè)方向變形不受限制。2分類：手工自由鍛：機(jī)械自由鍛：生產(chǎn)率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，錘擊力小。應(yīng)用于生產(chǎn)小型鍛件。落下部分的重量40～750公斤，只能鍛造100公斤以下的小型鍛件。落下部分的重量0.5～5噸，可以鍛造小于1500公斤的中小件。產(chǎn)生幾千噸的壓力（最大12000噸），用于大型鍛件，可達(dá)300噸?？諝忮N：空氣—蒸氣錘：錘上自由鍛：水壓機(jī)上鍛造：自由鍛、模鍛、胎模鍛2.自由鍛設(shè)備自由鍛錘產(chǎn)生沖擊力使金屬變形的，生產(chǎn)中使用的自由鍛錘是空氣錘和蒸汽-空氣自由鍛錘。自由鍛錘的噸位是用落下部分（包括上砧、錘頭和工作缸活塞）質(zhì)量來(lái)表示，空氣錘的噸位用一般為50～1000公斤。蒸汽-空氣自由鍛錘的噸位，一般為1～5噸。水壓機(jī)水壓機(jī)是以靜壓力使金屬變形的。水壓機(jī)的噸位用所能產(chǎn)生的最大壓力來(lái)表示，一般為5～150MN。水壓機(jī)是以靜壓力作用在坯料上，工作時(shí)震動(dòng)小，易將鍛件鍛透，變形速度慢，有利于金屬的再結(jié)晶，可以提高鍛件塑性，工作效率高。但設(shè)備龐大，造價(jià)高。水壓機(jī)的規(guī)格用其產(chǎn)生的最大壓力來(lái)表示，一般為5MN～125MN，主要用于大型鍛件和高合金鋼鍛件的鍛造,可鍛鋼錠的質(zhì)量1t～300t.我國(guó)一重自行研發(fā)制造的150MN(1.5萬(wàn)噸)全數(shù)字操控水壓機(jī)可鍛件質(zhì)量達(dá)600噸。為世界第一。3自由鍛的特點(diǎn)和應(yīng)用：特點(diǎn)：工具簡(jiǎn)單，費(fèi)用少；各種重量的鍛件都能適應(yīng)；生產(chǎn)率低，勞動(dòng)條件差；只能鍛形狀簡(jiǎn)單件，精度低加工余量大。應(yīng)用：?jiǎn)渭?、小批最?jīng)濟(jì)；大型鍛件它是唯一的方法。自由鍛工藝規(guī)程的制定一自由鍛工序1基本工序：改變坯料的形狀和尺寸，以達(dá)到鍛件基本成型的工序。鐓粗、拔長(zhǎng)、心軸上拔長(zhǎng)、沖孔、心軸上擴(kuò)孔、彎曲、扭轉(zhuǎn)、錯(cuò)移、切斷、鍛接。2輔助工序：3修整工序：使坯料預(yù)先產(chǎn)生局部變形，以方便基本工序的操作。壓肩、倒棱、劃線、壓鉗口等。修正鍛件的最后尺寸和形狀，使之達(dá)到圖樣的要求。如精整表面外形、鼓形滾圓、彎曲矯正等。自由鍛的基本工序(1)拔長(zhǎng)也稱延伸,它是使坯料橫斷面積減小、長(zhǎng)度增加的鍛造工序。拔長(zhǎng)常用于鍛造桿、軸類零件。拔長(zhǎng)的方法主要有兩種:自由鍛的基本工序包括拔長(zhǎng)、鐓粗、沖孔、切割、彎曲、扭轉(zhuǎn)、錯(cuò)移及鍛接等平砧拔長(zhǎng)最常用上、下Ⅴ型砧拔長(zhǎng)為了提高拔長(zhǎng)的效率，鍛合心部缺陷。芯軸拔長(zhǎng)（2）鐓粗：使毛坯高度減小,橫斷面積增大的鍛造工序

鍛造齒輪坯、圓餅類鍛件

鐓粗工序可以有效地改善坯料組織，減小力學(xué)性能的異向性。鐓粗與拔長(zhǎng)反復(fù)進(jìn)行,可以改善高合金工具鋼中碳化物的形態(tài)和分布狀態(tài)。鐓粗主要有以下三種形式:

1)完全鐓粗：將坯料豎直放在砧面上,在上砧的錘擊下,使坯料產(chǎn)生高度減小,橫截面積增大的塑性變形。

2)端部鐓粗：將坯料加熱后,一端放在漏盤或胎模內(nèi),限制這一部分的塑性變形，然后錘擊坯料的另一端,使之鐓粗成形。3)中間鐓粗：用于鍛造中間斷面大,兩端斷面小的鍛件,例如雙面都有凸臺(tái)的齒輪坯就采用此法鍛造。坯料鐓粗前,需先將坯料兩端拔細(xì),然后使坯料直立在兩個(gè)漏盤中間進(jìn)行錘擊,使坯料中間部分鐓粗。鐓粗過(guò)程可能產(chǎn)生的缺陷高、徑比不當(dāng)可能產(chǎn)生缺陷操作不當(dāng)可能產(chǎn)生缺陷H0/d0≦2.5～3坯料端面要平整且垂直于軸線，坯料放置要正，以避免坯料鐓歪；坯料的加熱溫度應(yīng)均勻，終鍛溫度不能太低，打擊力不能太輕，避免坯料產(chǎn)生不均勻變形或細(xì)腰。(3)沖孔在坯料上沖出透孔或不透孔的鍛造工序。1）雙面沖孔法。用沖頭在坯料上沖至2/3～3/4深度時(shí),取出沖頭,翻轉(zhuǎn)坯料,再用沖頭從反面對(duì)準(zhǔn)位置,沖出孔。2）單面沖孔法。厚度小坯料可采用單面沖孔法。沖孔時(shí),坯料置于墊環(huán)上,將一略帶錐度的沖頭大端對(duì)準(zhǔn)沖孔位置,用錘擊方法打入坯料,直至孔穿透為止。(4)彎曲采用一定模具將坯料彎成所規(guī)定的外形的鍛造工序。常用的彎曲方法有以下兩種:1)鍛錘壓緊彎曲法坯料的一端被上、下砧壓緊,用大錘打擊或用吊車?yán)硪欢?使其彎曲成形,如圖所示。2）模彎曲法

在墊模中彎曲能得到形狀和尺寸較準(zhǔn)確的小型鍛件。⑸切割將坯料分成幾部分或部分地割開(kāi),或從坯料的外部割掉一部分,或從內(nèi)部割出一部分的鍛造工序。

⑹錯(cuò)移：將坯料的一部分相對(duì)另一部分平行錯(cuò)開(kāi)一段距離，但仍保持軸心平行的的鍛造工序(下圖),常用于鍛造曲軸零件。錯(cuò)移時(shí)，先對(duì)坯料進(jìn)局部切割，然后在切口兩側(cè)分別施加大小相等、方法相反且垂直于軸線的沖擊力或壓力，使坯料實(shí)現(xiàn)錯(cuò)移。

(7)鍛接：坯料在爐內(nèi)加熱至高溫后，用錘快擊,使兩者在固態(tài)結(jié)合的鍛造工序。鍛接的方法有搭接、對(duì)接、咬接等,鍛接后的接縫強(qiáng)度可達(dá)被連接材料強(qiáng)度的70%～80%。

⑻扭轉(zhuǎn)坯料的一部分相對(duì)于另一部分繞其軸線旋轉(zhuǎn)一定角度的鍛造工序。該工序多用于鍛造多拐曲軸和校正某些鍛件。小型坯料扭轉(zhuǎn)角度不大時(shí),可用錘擊方法,如圖所示。一鍛造準(zhǔn)備坯料準(zhǔn)備：小型鍛件—型材；大型鍛件—鋼錠；二自由鍛工藝規(guī)程的制定（一）繪制鍛件圖1確定余塊（敷料）：為簡(jiǎn)化鍛件形狀而增加的金屬。2確定加工余量和公差：鍛件圖的繪制方法：鍛件的形狀用粗實(shí)線表示，零件的形狀用雙點(diǎn)劃線表示；（二）計(jì)算坯料1確定料的形式：大型鍛件（2噸以上）選用鋼錠，中小型鍛件則選用型材。2算料方法：a先算坯料的體積V和重量G：V坯=V鍛+V燒+V料G坯=G鍛+G燒+G料b確定坯料的尺寸（即坯料的直徑和長(zhǎng)度）：根據(jù)鍛造比選取坯料的直徑d，根據(jù)體積和重量選長(zhǎng)度。（三）確定變形工序（四）選定設(shè)備拔長(zhǎng)：鍛造比Y變形前后面積之比；鋼材、鋼坯：Y=1.1~1.3（五）坯料的加熱規(guī)范和鍛造溫度范圍1加熱溫度的確定：不能過(guò)高，否則過(guò)燒，晶界氧化，可鍛性下降；不能很高，否則過(guò)熱，晶粒粗大，機(jī)械性能下降。適宜的加熱溫度：T加熱=T熔點(diǎn)-200℃2加熱速度：鋼材可快速加熱，而鋼錠和合金鋼則采用緩慢加熱。3鍛造溫度范圍：T始鍛～T終鍛T始鍛=T加熱T終鍛不能太高（晶粒繼續(xù)長(zhǎng)大），太低（可鍛性下降）。（六）填寫工藝卡坯料加熱目的：提高塑性，降低變形抗力，好的鍛造組織；加熱方法：火焰加熱、電加熱三自由鍛零件結(jié)構(gòu)工藝性1盡量避免錐面和斜面以及不規(guī)則曲面；2兩部分連接處不用弧面（采用截柱體）；2鍛件的組成幾何體交接處不應(yīng)有空間曲線（盡量避免圓柱面和圓柱面相交）原因：圓柱體與圓柱體交接處的鍛造很困難。應(yīng)改成平面與圓柱體交接或平面與平面交接。3鍛件上不得有加強(qiáng)筋和小凸臺(tái)；4形狀復(fù)雜件可分幾個(gè)部分鍛出。第三節(jié)模鍛模鍛是把熱態(tài)金屬坯料放在具有一定形狀和尺寸的高強(qiáng)度金屬鍛模模膛內(nèi)承受沖擊力或靜壓力產(chǎn)生變形而獲得鍛件的加工方法。在變形過(guò)程中由于模膛對(duì)金屬坯料流動(dòng)的限制，因此鍛造終了時(shí)能得到和模膛形狀相符的零件。錘上模鍛其工作原理與自由鍛相似，區(qū)別在于上模是固定在鍛錘上的。3.1模鍛與自由鍛鍛件精度高，尺寸精確，加工余量小。流線組織合理，力學(xué)性能高生產(chǎn)效率高，模鍛生產(chǎn)率是自由段幾倍甚至幾十倍。自由鍛時(shí)，金屬變形在上下兩個(gè)抵鐵之間進(jìn)行，而模鍛時(shí)金屬的變形是在模膛內(nèi)進(jìn)行，故能較快獲得所需形狀。模鍛生產(chǎn)可比自由鍛生產(chǎn)節(jié)省金屬材料，減少切削加工工作量，降低零件成本。可以鍛出形狀比較復(fù)雜的鍛件。每種模鍛只能加工一種鍛件，適合于小型鍛件的大批量生產(chǎn)。由于制造鍛模成本很高，所以不適合小批和單件生產(chǎn)。模鍛時(shí)工件是整體變形，受模鍛設(shè)備噸位的限制，零件件質(zhì)量不能太大，一般在150公斤以下。3.2.1模鍛按模具類型分類開(kāi)式模鍛：（飛邊模鍛）兩模具間隙的方向與模具運(yùn)動(dòng)方向垂直，在鍛造過(guò)程中間隙不斷減小。圖2-18閉式模鍛：（無(wú)飛邊模鍛）兩模具間隙的方向與模具運(yùn)動(dòng)方向平行，在鍛造過(guò)程中間隙大小沒(méi)有變化。圖2-19多向模鍛：在多個(gè)方向同時(shí)進(jìn)行加載的鍛造，在具有多個(gè)分模面的閉式模膛內(nèi)進(jìn)行。3.2.1模鍛按模具類型分類開(kāi)式模鍛（有飛邊模鍛）：

兩模間間隙的方向與模具運(yùn)動(dòng)的方向相垂直，在模鍛過(guò)程中間隙不斷減小的模鍛方式。開(kāi)式模鍛過(guò)程中飛邊橋口部分的阻力是逐漸增大的，這種阻力是保證金屬充滿模膛所必需的。3.2模鍛分類閉式模鍛（無(wú)飛邊模鍛）：

兩模間間隙的方向與模具運(yùn)動(dòng)的方向相平行，在模鍛過(guò)程中間隙大小不變的模鍛方式。不設(shè)置飛邊槽。多向模鍛：

在多個(gè)方向同時(shí)進(jìn)行加載的鍛造方法。多向模鍛是在具有多個(gè)分模面的閉式模膛內(nèi)進(jìn)行的。用這種方法模鍛閥體等鍛件，機(jī)械加工量少，流線分布好。多向模鍛是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的新工藝。3.2.2模鍛根據(jù)使用設(shè)備的不同分為：錘上模鍛、胎模鍛、壓力機(jī)上模鍛等。鍛造范圍：可鍛最大鍛件的質(zhì)量取決于模鍛錘的噸位。一般為1～16噸，可用于模鍛質(zhì)量為0.5～150公斤的鍛件。錘上模鍛：蒸汽—空氣模鍛錘.圖2-203.3鍛模和模膛1鍛模：耐高溫、高強(qiáng)度、韌性、硬度、耐磨性、導(dǎo)熱性能好、抗疲勞性能好、回火穩(wěn)定性和抗氧化性能好等。采用高強(qiáng)度金屬制成，如5CrNiMo等模具鋼。組成：上模和下模。分類：?jiǎn)文Ｌ佩懩?、多模膛鍛?！?模膛：上下模接觸時(shí)接觸面上所形成空腔。模膛分類：制坯模膛和模鍛模膛。根據(jù)模鍛件的復(fù)雜程度不同，所需變形的模膛數(shù)量不等，可將鍛模設(shè)計(jì)成單膛鍛?；蚨嗵佩懩?。單膛鍛模是在一副鍛模上只有終鍛模膛一個(gè)模膛。如齒輪坯模鍛件就可將截下的圓柱形坯料，直接放人單膛鍛模中一次終鍛成形。多膛鍛模是在一副鍛模上具有兩個(gè)以上模膛的鍛模。如彎曲連桿模鍛件的鍛模即為多膛鍛模。模膛為了使終鍛時(shí)錘擊力比較集中，鍛件受力均勻及防止偏心、錯(cuò)移等缺陷，終鍛模膛一般設(shè)置在鍛模的居中位置。終鍛成形后的鍛件，周圍存在較薄的飛邊，可在壓力機(jī)上用切邊模切除。3.4模鍛的組成模膛分類

鍛模:模鍛時(shí)使坯料成形而獲得模鍛件工具。由于鍛件從坯料到成形須經(jīng)多次變形，才能得到符合要求的形狀和尺寸，所以鍛模有多個(gè)模膛。3.4.1制坯模膛：

對(duì)于形狀復(fù)雜的鍛件，為了使毛坯具有與鍛件相適應(yīng)截面變化且形狀基本符合鍛件形狀，以利于使金屬能均勻變形、合理分布和很好地充滿模膛，從而獲得準(zhǔn)確形狀的模鍛件就必須預(yù)先在制坯模膛內(nèi)制坯。1.制坯模膛分類：

拔長(zhǎng)模膛滾壓模膛彎曲模膛切斷模膛（1）拔長(zhǎng)模膛—用來(lái)減小坯料某部分的橫截面積,以增加該部分長(zhǎng)度。拔長(zhǎng)模膛分為開(kāi)式和閉式兩種。連桿鍛件拔長(zhǎng)模膛當(dāng)模鍛件沿軸向橫截面積相差較大時(shí)，常采用這種模膛進(jìn)行拔長(zhǎng)。滾壓模膛——用來(lái)減小坯料某部分的橫截面積,以增大另一部分的橫截面積，從而使金屬按模鍛件形狀來(lái)分布。當(dāng)模鍛件沿軸線的橫截面積相差不很大或?qū)Π伍L(zhǎng)后的毛坯作修整時(shí)，采用開(kāi)式滾壓模膛。當(dāng)模鍛件的截面相差較大時(shí)，則應(yīng)采用閉式滾壓模膛。只翻轉(zhuǎn)，不送進(jìn)。彎曲模膛——對(duì)于彎曲的桿類模鍛件,需用彎曲模膛來(lái)彎曲坯料。切斷模膛——上模與下模的角部組成的一對(duì)刀口,用來(lái)切斷金屬。單件鍛造時(shí)，用它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)分離成單個(gè)鍛件。彎曲連桿的模鍛過(guò)程3.4.2模鍛模膛預(yù)鍛模膛：復(fù)雜鍛件制坯以后預(yù)鍛變形用的模膛；使毛坯形狀和尺寸更接近鍛件，在終鍛時(shí)更容易充填終鍛模膛；改善坯料鍛造時(shí)的流動(dòng)條件和提高終鍛模膛使用壽命。對(duì)于形狀簡(jiǎn)單的鍛件或批量不大時(shí)可不設(shè)預(yù)鍛模膛。終鍛模膛：使坯料最后成形得到與鍛件圖一致的鍛件的模膛。形狀應(yīng)和鍛件的形狀相同；鍛件冷卻時(shí)要收縮，終鍛模膛尺寸應(yīng)比鍛件尺寸放大收縮量。沿模膛四周有飛邊槽,橋部起阻力圈作用，用以增加金屬?gòu)哪Ｌ胖辛鞒龅淖枇?促使金屬充滿模膛；倉(cāng)部用以容納多余金屬。流入飛邊槽的金屬在上下模打靠前還能起一定的緩沖作用。預(yù)鍛模膛和終鍛模膛的區(qū)別：前者的圓角和斜度較大,沒(méi)有飛邊槽。飛邊槽增加金屬流出模膛的阻力，迫使金屬充滿模膛；容納多余金屬；鍛造時(shí)飛邊起緩沖作用，減弱上下模的打擊，防止模具的壓塌和開(kāi)裂。連皮鍛件上直徑小于25mm的孔一般不鍛出或只壓出球形凹穴，大于25mm的通孔不可能靠上、下模模膛的突起部分將沖孔處的金屬全部擠掉，而必須在孔內(nèi)保留一層連皮（下圖），稱沖孔連皮。飛邊和沖孔連皮沖掉后，才能得到有通孔的模鍛件。沖孔連皮的厚度S與孔徑d有關(guān)。

帶有沖孔連皮及飛邊的模鍛件連皮平底連皮斜底連皮帶倉(cāng)連皮錘上模鍛優(yōu)點(diǎn)：錘上模鍛雖具有設(shè)備投資較少;鍛件質(zhì)量較好;適應(yīng)性強(qiáng);可以實(shí)現(xiàn)多種變形工步;鍛制不同形狀的鍛件.錘上模鍛缺點(diǎn)：錘上模鍛震動(dòng)大、噪聲大;完成一個(gè)變形工步往往需要經(jīng)過(guò)多次錘擊;難以實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化;生產(chǎn)率在模鍛中相對(duì)較低。3.5鍛造工藝規(guī)程的制訂制訂工藝規(guī)程、編寫工藝卡片是進(jìn)行鍛造生產(chǎn)必不可少的技術(shù)準(zhǔn)備工作，是組織生產(chǎn)過(guò)程、規(guī)定操作規(guī)范、控制和檢查產(chǎn)品質(zhì)量的依據(jù)。下料加熱模鍛前需將坯料在加熱爐中加熱到規(guī)定的始鍛溫度，而且要均勻熱透。模鍛坯料從開(kāi)始變形到最后成形，一般都是在鍛模的相應(yīng)模膛里經(jīng)過(guò)幾個(gè)模鍛工步完成的。切邊和沖孔從終鍛工步得到的鍛件一般都帶有飛邊和沖孔連皮，須在切邊壓力機(jī)上將它們切除。校正熱處理調(diào)整硬度，消除內(nèi)應(yīng)力，細(xì)化晶粒和為最終熱處理作好組織準(zhǔn)備。模鍛件常用的熱處理有退火、正火和調(diào)質(zhì)等。表面清理表面清理的方法有滾筒清理、噴丸清理、酸洗和砂輪打磨等。精壓尺寸精度和表面質(zhì)量要求高的模鍛件，應(yīng)在精壓機(jī)上進(jìn)行精壓。檢驗(yàn)?zāi)ｅ懠|(zhì)量檢驗(yàn)是保證質(zhì)量的必要措施。鍛造工藝規(guī)程主要內(nèi)容:繪制鍛件圖坯料重量和尺寸的確定鍛造工序(工步)的確定一、繪制鍛件圖鍛件圖根據(jù)零件圖繪制，在零件圖的基礎(chǔ)上考慮了機(jī)械加工余量、分模面、鍛造公差、余塊等之后繪制的圖形。1.余塊、機(jī)械加工余量和鍛造公差余塊：為了簡(jiǎn)化零件的形狀和結(jié)構(gòu)、便于鍛造而增加的一部分金屬。如消除零件上的鍵槽增加的金屬。（余塊又叫敷料）機(jī)械加工余量：為了保證機(jī)械加工最終獲得所需的尺寸而允許保留的多余金屬。1~4mm鍛件公差：是鍛件名義尺寸的允許變動(dòng)量。2.分模面----是指上下鍛模在模鍛件上的分界面。它在鍛件上的位置是否合適，關(guān)系到鍛件成形、鍛件出模、材料利用率及鍛模加工等一系列問(wèn)題。要保證模鍛件能從模膛中取出上下兩模沿分模面的模膛輪廓一致分模面能使模膛深度最淺分模面應(yīng)使零件上所加的敷料最少x√xx分模面為平面，使上下鍛模的模膛深度一致對(duì)于有金屬流線方向要求的鍛件，應(yīng)考慮到鍛件在工作中受力的情況頭部尺寸較大的長(zhǎng)軸類鍛件，為了保證整個(gè)鍛件全部充滿成形，應(yīng)以折線式分模，從而使上下模膛深度大致相等。3.模鍛斜度--

模鍛件上平行于錘擊方向(垂直于分模面)的表面必須具有斜度，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)，模鍛斜度一般為

5°～15°。(標(biāo)準(zhǔn)度數(shù)3°，5°，7°，10°，12°)通常外壁斜度取5°，7°；內(nèi)壁斜度比外壁大2°～5°具體數(shù)值查表確定！4.模鍛圓角半徑模鍛圓角：指模鍛件中斷面形狀和平面形狀變化部位棱角的圓角和拐角處的圓角。作用：圓角結(jié)構(gòu)可使金屬易于充滿模膛，避免鍛模的尖角處產(chǎn)生裂紋，減緩鍛件外尖角處的磨損，從而提高鍛模的使用壽命。同時(shí)可增大鍛件的強(qiáng)度。大小：模鍛件外圓角半徑(r)取1.5～12mm，內(nèi)圓角半徑(R)比外圓角半徑大2～3倍。模膛越深圓角半徑的取值就越大。齒輪坯的模鍛鍛件圖分模面選在鍛件高度方向的中部。零件的輪輻部分不加工，故不留加工余量。圖中內(nèi)孔中部的兩條水平直線為沖孔連皮切除后的痕跡線。確定模鍛工步

長(zhǎng)軸類

餅塊類三坯料計(jì)算

與自由鍛相同四選擇模鍛設(shè)備查手冊(cè)五后續(xù)工序

精整工序二、模鍛件結(jié)構(gòu)工藝性2.配合面加工，其它面不加工1.合理分模面、斜度、圓角半徑，容易取出鍛件3.外形簡(jiǎn)單、平直對(duì)稱，截面不應(yīng)過(guò)大、避免高筋、薄壁、深凹等4.避免深孔，小孔、多孔結(jié)構(gòu)，避免窄溝、深槽結(jié)構(gòu)；5.應(yīng)用鍛---焊組合，簡(jiǎn)化模鍛工藝。原則3.6胎膜鍛定義：在自由鍛設(shè)備上使用可移動(dòng)模具生產(chǎn)模鍛件的一種鍛造方法。胎模鍛介于自由鍛與模鍛之間，汲取了兩種鍛造方法的優(yōu)點(diǎn)。鍛造時(shí)胎模置于自由鍛設(shè)備的下砧上，用工具夾持住進(jìn)行鍛打。

特點(diǎn)：胎模鍛一般采用自由鍛方法制坯，然后在胎模中成形。形狀簡(jiǎn)單的鍛件也可直接在胎模中成形。種類：主要有扣模、筒模及合模三種常用的胎模有摔膜、扣模、墊模、套模、合模、彎曲模、跳模等1.摔模:

根據(jù)用途有多種摔模，如用壓痕稱為卡摔；用于制坯稱為型摔；用于整徑稱為光摔；用于校正整形稱為校正摔等，如圖所示。摔模均用于回轉(zhuǎn)體鍛件。2.扣模

扣模由上扣和下扣組成，主要用來(lái)對(duì)毛坯進(jìn)行局部或全部扣形。鍛造時(shí)，毛坯不轉(zhuǎn)動(dòng)。

用于制造長(zhǎng)桿等非回轉(zhuǎn)體鍛件，也可以為合模鍛造進(jìn)行制坯。3.套模（筒模）

套模主要用于鍛造齒輪、法蘭盤等盤類鍛件。閉式筒模多用于回轉(zhuǎn)體鍛件的鍛造。如兩端面帶凸臺(tái)的齒輪等，有時(shí)也用于非回轉(zhuǎn)體鍛件的鍛造。閉式筒模鍛造屬于無(wú)飛邊鍛造。對(duì)于形狀復(fù)雜的胎模鍛件，則需在筒模內(nèi)再加兩個(gè)半模（即增加一個(gè)分模面）稱組合筒模，毛坯在由兩個(gè)半模組成的模膛內(nèi)成形，可鍛出形狀更復(fù)雜的胎模鍛件，擴(kuò)大了胎模鍛的應(yīng)用范圍。4.合模

合模由上模和下模組成，適合終鍛成形。為了使上下模吻合及不使鍛件產(chǎn)生錯(cuò)移，經(jīng)常用導(dǎo)柱和導(dǎo)銷定位。合?？慑懺煨螤顝?fù)雜、精度較高的非回轉(zhuǎn)體鍛件，如連桿、叉形鍛件等。

胎模鍛特點(diǎn)及適用范圍優(yōu)點(diǎn)：與自由鍛相比，生產(chǎn)效率高，形狀準(zhǔn)確，加工余量小，尺寸精度高。鍛件在胎模中成形，鍛件內(nèi)部組織細(xì)密，力學(xué)性能好。與錘上模鍛相比，不需要昂貴的設(shè)備，擴(kuò)大了自由鍛生產(chǎn)的范圍。胎模不僅制作簡(jiǎn)單、成本低，而且使用方便，能局部成形，可以用小胎模制造出較大的鍛件。缺點(diǎn)：但胎模易損壞，較其它模鍛方法生產(chǎn)的鍛件精度低，勞動(dòng)強(qiáng)度大。適用企業(yè)：胎模鍛只適用于沒(méi)有模鍛設(shè)備的中小型工廠中生產(chǎn)中小批量鍛件。噸位：2000-120000kN(種類、噸位規(guī)格很多)曲柄壓力機(jī)傳動(dòng)簡(jiǎn)圖3.7.1曲柄壓力機(jī)上模鍛原理：當(dāng)離合器7在結(jié)合狀態(tài)時(shí)，電動(dòng)機(jī)1的轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)帶輪2、3、傳動(dòng)軸4和齒輪5、6傳給曲柄8，再經(jīng)曲柄連桿機(jī)構(gòu)使滑塊10做上下往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。離合器處在脫開(kāi)狀態(tài)時(shí)，帶輪3(飛輪)空轉(zhuǎn)，制動(dòng)器15使滑塊停在確定的位置上。鍛模分別安裝在滑塊10和工作臺(tái)11上。頂桿12用來(lái)從模膛中推出鍛件，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)取件。3.7其他設(shè)備上的模鍛特點(diǎn)：(1)曲柄壓力機(jī)作用于金屬上的變形力是靜壓力，且變形抗力由機(jī)架本身承受，不傳給地基。因此曲柄壓力機(jī)工作時(shí)無(wú)震動(dòng)，噪聲小。(2)滑塊行程固定，每個(gè)變形工步在滑塊的一次行程中即可完成。(3)曲柄壓力機(jī)具有良好的導(dǎo)向裝置和自動(dòng)頂件機(jī)構(gòu)，因此鍛件的余量、公差和模鍛斜度都比錘上模鍛的小。(4)曲柄壓力機(jī)上模鍛所用鍛模都設(shè)計(jì)成鑲塊式模具。(5)坯料表面上的氧化皮不易被清除掉，影響鍛件質(zhì)量。曲柄壓力機(jī)上也不宜進(jìn)行拔長(zhǎng)和滾壓工步。如果是橫截面變化較大的長(zhǎng)軸類鍛件，可采用周期軋制坯料或用輥鍛機(jī)制坯來(lái)代替這兩個(gè)工步。

適用范圍：大批量生產(chǎn)中鍛制中小型鍛件。優(yōu)點(diǎn)：鍛件精度高、生產(chǎn)率高、勞動(dòng)條件好、節(jié)省金屬等。缺點(diǎn)：曲柄壓力機(jī)造價(jià)高，應(yīng)用受到限制，我國(guó)僅有大型工廠使用3.7.2摩擦壓力機(jī)上模鍛（螺旋壓力機(jī)）

原理：鍛模分別安裝在滑塊7和機(jī)座10上?；瑝K與螺桿1相連，沿導(dǎo)軌9上下滑動(dòng)。螺桿穿過(guò)固定在機(jī)架上的螺母2，其上端裝有飛輪3。兩個(gè)摩擦盤4同裝在一根軸上，由電動(dòng)機(jī)5經(jīng)皮帶6使摩擦盤軸旋轉(zhuǎn)。噸位：機(jī)械：8萬(wàn)KN常用1萬(wàn)KN以下液壓：12萬(wàn)KN（國(guó)內(nèi)）3.7.3摩擦螺旋壓力機(jī)上模鍛特點(diǎn)：

(1)摩擦壓力機(jī)的滑塊行程不固定，并具有一定的沖擊作用，因而可實(shí)現(xiàn)輕打、重打，可在一個(gè)模膛內(nèi)對(duì)金屬進(jìn)行多次鍛擊。這不僅能滿足實(shí)現(xiàn)各種主要成形工序的要求，還可以進(jìn)行彎曲、壓印、熱壓、精壓、切飛邊、沖連皮及校正等工序。

(2)由于滑塊運(yùn)動(dòng)速度低，金屬變形過(guò)程中的再結(jié)晶可以充分進(jìn)行。因而特別適合于鍛造低塑性合金鋼和非鐵金屬(如銅合金)等。但也因此其生產(chǎn)率較低。(3)由于滑塊打擊速度不高，設(shè)備本身具有頂料裝置，故可以采用整體式鍛模，也可以采用特殊結(jié)構(gòu)的組合式模具，使模具設(shè)計(jì)和制造簡(jiǎn)化、節(jié)約材料、降低成本。同時(shí)，可以鍛制出形狀更為復(fù)雜、敷料和模鍛斜度都較小的鍛件。此外，還可將軸類鍛件直立起來(lái)進(jìn)行局部鐓粗。(4)摩擦壓力機(jī)承受偏心載荷的能力差，通常只適用于單膛鍛模進(jìn)行模鍛。對(duì)于形狀復(fù)雜的鍛件，需要在自由鍛設(shè)備或其它設(shè)備上制坯。3.7.4平鍛機(jī)上模鍛平鍛機(jī)上模鍛的特點(diǎn)：1．平鍛機(jī)上模鍛時(shí)，可鍛出帶實(shí)心或空心頭部的長(zhǎng)桿類鍛件和帶頭部的長(zhǎng)管類鍛件，也可用長(zhǎng)棒料逐件連續(xù)模鍛帶通孔或不通孔的鍛件。2．平鍛機(jī)的鍛模是由三部分組成的，具有兩個(gè)互相垂直的分模面，因而可鍛出在兩個(gè)方向上帶有凹擋或內(nèi)孔的鍛件。3．平鍛機(jī)上模鍛的鍛件敷料少、模鍛斜度小（因有兩個(gè)分模面，有利于鍛件出模）、飛邊也小，而且經(jīng)常是沒(méi)有飛邊。平鍛機(jī)上模鍛的典型工藝過(guò)程平鍛機(jī)的鍛模是由三部分組成的，具有兩個(gè)互相垂直的分模面，因而可鍛出在兩個(gè)方向上帶有凹擋或內(nèi)孔的鍛件，如汽車倒車齒輪鍛件平鍛工步。

第四節(jié)沖壓沖壓：利用模具使板料產(chǎn)生分離或成形的加工方法。冷沖壓：一般板料厚度<4mm,不需加熱，熱沖壓：8～10mm以上時(shí)，需加熱沖壓設(shè)備：（1）剪床：下料用設(shè)備，將板料剪成一定寬度的條料，

以供沖壓之用。（2）沖床：實(shí)現(xiàn)沖壓工序，制成所需形狀和尺寸的產(chǎn)

品的設(shè)備，最大噸位可達(dá)40000kN。沖壓工序：分離工序和成形工序兩大類沖壓工序成形工序分離工序切斷修整沖裁拉深脹形彎曲翻邊板料沖壓成形使沖壓件與板料沿一定的輪廓線相互分離的沖壓工序板料沖壓成形分離工序切斷板料沖壓成形分離工序沖裁沖裁：沖模將板料以封閉的輪廓與坯料分類的沖壓方法1.沖裁變形過(guò)程1.沖裁：使坯料沿封閉輪廓分離的工序（1）沖裁變形過(guò)程：①?gòu)椥宰冃坞A段②塑性變形階段③斷裂分離階段沖裁變形過(guò)程2.沖裁間隙（1）對(duì)沖裁件質(zhì)量的影響間隙過(guò)大：斷面質(zhì)量差，光亮帶小一些，

剪裂帶和毛刺均較大間隙過(guò)?。簲嗝尜|(zhì)量好，光亮帶增大，但毛刺也增大，模具磨損嚴(yán)重，

影響壽命。合理選擇模具間隙，主要考慮沖裁件

斷面質(zhì)量和模具壽命這兩個(gè)主要的因素。3.沖裁模刃口尺寸計(jì)算沖孔件：尺寸取決于凸模刃口尺寸。

取凸模作設(shè)計(jì)基準(zhǔn)件，然后根據(jù)凸凹模間隙Z值確定凹模尺寸（即用擴(kuò)大凹模刃口尺寸來(lái)保證間隙值）。落料件：尺寸取決于凹模刃口的尺寸。

取凹模作設(shè)計(jì)基準(zhǔn)件，然后根據(jù)凸凹模間隙Z值確定凸模尺寸（即用縮小凸模刃口尺寸來(lái)保證間隙值）。4.沖裁力計(jì)算平刃沖裁：或式中P—沖裁力，N；L—沖裁周邊長(zhǎng)度，mm；S—坯料厚度，mmτ—材料抗剪強(qiáng)度，MPa；k—系數(shù)，一般可取k=1.3σb－材料強(qiáng)度τ＝0.8σb5.沖裁后的修整利用修整模沿沖裁件外緣或內(nèi)孔刮削一薄層金屬，切掉沖裁件斷面上存留的剪裂帶和毛刺，提高精度。（1）外緣修整：

修整沖裁件外形（2）內(nèi)孔修整：

修整沖裁件內(nèi)孔精密沖裁

利用壓邊圈使板料沖裁區(qū)處于靜液壓作用下，抑制減裂紋的發(fā)生，實(shí)現(xiàn)塑性變形分離。切口：將材料沿不封閉的曲線部分分離開(kāi)，其分離部分的材料發(fā)生彎曲。1、落料時(shí)沖出：用于局部成形深度較淺的場(chǎng)合。2、拉深過(guò)程中切出：充分利用材料的塑性，即在拉深開(kāi)始階段利用材料的徑向延伸，然后切出工藝切口。利用材料的切向延伸，這樣可以獲得更大的成形深度。在拉深過(guò)程中切出工藝孔時(shí)，往往采用的是撕口的工藝方法，并沒(méi)有使材料完全分離，切口的廢料可在以后的修邊工序中一并切除。否則，將產(chǎn)生從沖模中清除廢料的困難。拉深:利用模具使平板坯料變成開(kāi)口空心零件的成形工序。一、拉深變形過(guò)程在凸模作用下，板料產(chǎn)生塑性變形，被拉入凸模和凹模的間隙中，形成空心零件。二、拉深的質(zhì)量分析Ⅰ破裂：多發(fā)生在直壁與底部的過(guò)渡圓角處。Ⅱ起皺：多發(fā)生在拉深件的法蘭部分，凹模入口區(qū)板料沖壓成形成形工序拉伸板料沖壓成形成形工序拉伸三、拉深系數(shù)與拉深次數(shù)1拉深系數(shù)：m=d/D

其中：d—拉深件直徑（中性層）

D—拉深前毛坯直徑

m意義：衡量變形程度的指標(biāo)。確定拉深成形成功與否的判據(jù)一般：m取值0.5~0.8（極限拉深系數(shù)）

思考“m~變形程度”關(guān)系三、拉深系數(shù)與拉深次數(shù)當(dāng)實(shí)際拉深系數(shù)m<[m]（極限拉深系數(shù)）常采用多次拉深工藝，多次拉深過(guò)程中加工硬化現(xiàn)象嚴(yán)重。為保證坯料具有足夠的塑性，生產(chǎn)中坯料經(jīng)過(guò)一兩次拉

深后，應(yīng)安排工序間的退火處理。其次，在多次拉深中，拉深系數(shù)應(yīng)一次比一次略大

些，確保拉深件質(zhì)量，使生產(chǎn)順利進(jìn)行?？偫钕禂?shù)等于每次拉深系數(shù)的乘積。四、拉深件的結(jié)構(gòu)工藝性1.形狀：簡(jiǎn)單、對(duì)稱、規(guī)則2.圓角半徑：r凸≥2tr凹≥(2-4)t3.各部分尺寸比例:合理，凸緣的寬度應(yīng)盡量窄而一致，

以便簡(jiǎn)化工藝4.表面質(zhì)量及公差等級(jí)：尺寸公差：IT9-10，高度尺寸公差等級(jí)IT8-10，整形IT6-7產(chǎn)生破裂原因凸凹模圓角半徑設(shè)計(jì)不合理；Rd=(6~15)S，Rp=(0.6~1)Rd凸凹模間隙不合理；Z=(1.1~1.2)S拉深系數(shù)過(guò)??；m=d/D0.5~0.8模具表面精度和潤(rùn)滑條件差板料沖壓成形成形工序拉伸產(chǎn)生起皺原因壓邊力過(guò)小，相對(duì)厚度S/D，拉深系數(shù)m過(guò)小。板料沖壓成形成形工序彎曲彎曲時(shí)的纖維方向坯料的一部分相對(duì)于另一部分彎曲成一定角度的變形工序坯料纖維方向：與彎曲線垂直一、分類：V形彎曲、U形彎曲二、彎裂及最小彎曲半徑：rmin=（0.25~1）S三、回彈：回彈角0°～10°四、彎曲件的結(jié)構(gòu)工藝性1.彎曲半徑：rmin≥[rmin]2.彎曲件的直邊高度：H≥2t3.彎曲件孔邊距：t＜2mmL≥t;

t≥2mmL≥2t4.彎曲的形狀:對(duì)稱5.尺寸公差:IT13以下;角度公差＞15,平板坯料脹形板料沖壓成形成形工序脹形管坯脹形板料沖壓成形成形工序脹形球體脹形板料沖壓成形成形工序脹形拉形板料沖壓成形成形工序脹形板料沖壓成形成形工序翻邊一、單工序模（簡(jiǎn)單模）板料沖壓成形沖模二、復(fù)合模板料沖壓成形沖模三、連續(xù)模板料沖壓成形沖模三、沖壓件結(jié)構(gòu)工藝性１．沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性（普通沖裁）①?zèng)_裁件的形狀

沖裁件的形狀應(yīng)盡量簡(jiǎn)單，對(duì)稱，盡可能采用圓形、矩形等規(guī)則。排樣時(shí)將廢料降低至最小。2.應(yīng)該避免沖裁件上的過(guò)長(zhǎng)的懸臂與狹槽，而且它們的寬度要大于料厚的2倍，即b>2t；a>2t;R>0.25t.②園角半徑

沖裁件的外形及內(nèi)孔轉(zhuǎn)角應(yīng)設(shè)計(jì)園角過(guò)度,一般R>0.5t；

園角半徑過(guò)小,模具制造困難且降低模具壽命。③沖孔孔徑

沖孔尺寸不能過(guò)小,孔與孔的間距或孔與零件邊緣之間

的距離a，不能過(guò)小。一般ａ≥２ｔ，但ａ>3～4mm。④沖裁件的精度及表面質(zhì)量

沖裁件的精度一般在IT10～I(xiàn)T13級(jí)；斷面質(zhì)量較粗

糙,一般為Ra12.5μm,若要求較高,應(yīng)采用精沖工藝。２．彎曲件的結(jié)構(gòu)工藝性①?gòu)澢霃?/p>

不宜過(guò)大或過(guò)小,R≥Rmin；但R(0.25~1t)也不易過(guò)大。②彎曲件的形狀與尺寸彎曲件的形狀及尺寸應(yīng)盡可能對(duì)稱,左右彎曲半徑應(yīng)一致。

應(yīng)該使R1=R2

，

r1=r2。③彎曲件直邊高度不能過(guò)短,彎曲邊盡量對(duì)稱,應(yīng)使彎曲邊高度

H>2t。④彎曲件上的孔彎曲帶孔的工件時(shí),孔位應(yīng)在彎曲半徑以外,以免孔在彎曲時(shí)變形。應(yīng)使b≥(1～1.5)t(料厚)。⑤彎曲精度彎曲件的彎曲精度一般應(yīng)在IT12以下,其角度公差應(yīng)大于15＇。3．拉深件的結(jié)構(gòu)工藝性①拉深件形狀形狀盡量簡(jiǎn)單,在使用條件允許的情況下,拉深件應(yīng)盡量采用軸對(duì)稱回轉(zhuǎn)體零件。對(duì)于非軸對(duì)稱件，應(yīng)盡量避免輪廓急劇變化。②拉深件的圓角半徑一般說(shuō)來(lái),拉深件的圓角半徑越大越好,以免應(yīng)力集中,降低模具壽命。底部與直壁間內(nèi)圓半徑應(yīng)滿足R凸≥t,凸緣與壁間內(nèi)圓角半徑應(yīng)滿足R凹≥2t；否則應(yīng)增設(shè)整形工序,最好取R凸≥(3～5)t,R凹≥(4～8)t。矩形件,則各部分的圓角半徑應(yīng)是:r1≈(3～5)t,r2≈(5～10)t,r3≥H。③拉深件的尺寸及精度帶凸緣圓筒形拉深件的凸緣直徑D0應(yīng)滿足下式:D0>d+12t**拉深件的尺寸只能標(biāo)注在外形或內(nèi)形,不能內(nèi)外形同時(shí)標(biāo)注。拉深件的精度:一般圓形件可達(dá)IT8～I(xiàn)T10級(jí),異形拉深件一般低1～2級(jí)。四、沖壓工藝的發(fā)展趨勢(shì)①深入研究沖壓變形的基本規(guī)律、各種沖壓工藝的變形理論、

失穩(wěn)理論與極限變形程度等；應(yīng)用有限元、邊界元等技術(shù)，對(duì)沖壓過(guò)程進(jìn)行數(shù)字模擬分析，以預(yù)測(cè)某一工藝過(guò)程中壞料對(duì)沖壓的適應(yīng)性及可能出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題，從而優(yōu)化沖壓方案，使塑性變形理論逐步起到對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的直接指導(dǎo)作用。②制造沖壓件用的傳統(tǒng)金屬材料，正逐步被高強(qiáng)鋼板、涂敷鍍層鋼板、塑料夾層鋼板和其他復(fù)合材料或高分子材料替代。隨著材料科學(xué)的發(fā)展，加強(qiáng)研究各種新材料的沖壓成形性能，不斷發(fā)展和改善沖壓成形技術(shù)。③在模具設(shè)計(jì)與制造中，開(kāi)發(fā)并應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的制造系統(tǒng)(CAD/CAM)，發(fā)展高精度、高壽命模具和簡(jiǎn)易模具(軟模、低熔點(diǎn)合金模具等)制造技術(shù)以及通用組合模具、成組模具、快速換模裝置等，以適應(yīng)沖壓產(chǎn)品的更新?lián)Q代和各種生產(chǎn)批量的要求。④推廣應(yīng)用數(shù)控沖壓設(shè)備、沖壓柔性加工系統(tǒng)(FMS)、多工位高速自動(dòng)沖壓機(jī)以及智能機(jī)器人送料取件，進(jìn)行機(jī)械化與

自動(dòng)化的流水線沖壓生產(chǎn)。⑤精沖與半精沖、液壓成形、旋壓成形、爆炸成形、電水成

形、電磁成形、超塑成形等技術(shù)得到不斷發(fā)展和應(yīng)用，某

些傳統(tǒng)的沖壓加工方法將被它們所取代，產(chǎn)品的沖壓趨于

更合理、更經(jīng)濟(jì)。一、判斷題：以下各題如認(rèn)為正確，請(qǐng)?jiān)陬}尾括號(hào)內(nèi)打“√”，如認(rèn)為錯(cuò)誤，則打“×”。（）1、利用板料沖壓，可以制得重量輕、剛度大并具有較高強(qiáng)度的零件。（