第十二章特種壓力加工

04/02/2023第12章特種壓力加工方法簡(jiǎn)介12.1精密模鍛12.2高速錘鍛造12.3徑向鍛造12.4軋制12.5擠壓12.6拉拔12.7超塑性成形12.8高速高能成形(高能率成形)12.9粉末鍛造本章不做重點(diǎn)要求，只需了解各種特種壓力加工特點(diǎn)主要內(nèi)容04/02/2023精密模鍛是在模鍛設(shè)備上鍛造出形狀復(fù)雜、鍛件精度高的模鍛工藝。如精密模鍛傘齒輪，其齒形部分可直接鍛出而不必再經(jīng)切削加工。模鍛件尺寸精度可達(dá)IT12～I(xiàn)T15，表面粗糙度為Ra3.2～1.6。精密模鍛工藝過(guò)程：先將原始坯料普通模鍛成中間坯料→再對(duì)中間坯料進(jìn)行嚴(yán)格的清理，除去氧化皮或缺陷→最后采用無(wú)氧化或少氧化加熱后精鍛(如圖)。12.1精密模鍛04/02/202304/02/2023需要精確計(jì)算原始坯料的尺寸，嚴(yán)格按坯料質(zhì)量下料。需要精細(xì)清理坯料表面，除凈坯料表面的氧化皮、脫碳層及其它缺陷等。應(yīng)采用無(wú)氧化或少氧化加熱法，盡量減少坯料表面形成的氧化皮。精密模鍛的鍛件精度很大程度上取決于鍛模的加工精度。為排除模膛中的氣體，減小金屬流動(dòng)阻力，使金屬更好地充滿模膛，在凹模上應(yīng)開(kāi)有排氣小孔。模鍛時(shí)要很好地進(jìn)行潤(rùn)滑和冷卻鍛模。精密模鍛一般都在剛度大、精度高的模鍛設(shè)備上進(jìn)行。如曲柄壓力機(jī)、摩擦壓力機(jī)或高速錘等。精密模鍛工藝特點(diǎn)：04/02/202312.2高速錘鍛造高速錘鍛造是利用高壓氣體(壓力為14MPa的空氣或氮?dú)?在極短時(shí)間內(nèi)突然膨脹，推動(dòng)錘頭和框架系統(tǒng)作高速相對(duì)運(yùn)動(dòng)，對(duì)坯料進(jìn)行懸空對(duì)擊的工藝方法。

12.3徑向鍛造

徑向鍛造(旋轉(zhuǎn)鍛造)是在旋鍛機(jī)上，使棒(管)料直徑減小而長(zhǎng)度增加的一種精鍛工藝，類似于拔長(zhǎng)工序。特點(diǎn)：徑向鍛造材料消耗低、自動(dòng)化程度高、生產(chǎn)率高、勞動(dòng)條件好、錘頭形狀簡(jiǎn)單、工藝適應(yīng)性強(qiáng)，適于各種批量生產(chǎn)適用范圍：鋼高強(qiáng)度、低塑硅高合金鋼。脈沖鍛打頻率高，單次變形量小，鍛件精度高。04/02/2023零件的軋制工藝過(guò)程零件軋制的特點(diǎn)設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，噸位小。

勞動(dòng)條件好，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化，生產(chǎn)率高。

軋制時(shí)模具可用價(jià)廉的球墨鑄鐵或冷硬鑄鐵來(lái)制造，節(jié)約貴重的模具鋼材，加工也較容易。

鍛件質(zhì)量好。

材料利用率高，可達(dá)到90％以上，即達(dá)到少切屑，甚至無(wú)切屑。12.4軋制04/02/2023軋制原理返回板材軋制原理動(dòng)畫模擬04/02/202312.5擠壓擠壓是施加強(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，從而獲得所需零件或半成品的加工方法。零件擠壓的類型：1、正擠壓金屬流動(dòng)方向與凸模運(yùn)動(dòng)方向相同2、反擠壓金屬流動(dòng)方向與凸模運(yùn)動(dòng)方向相反3、復(fù)合擠壓擠壓過(guò)程中，坯料上一部分金屬的流動(dòng)方向與凸模運(yùn)動(dòng)方向相同，而另一部分金屬流動(dòng)方向與凸模運(yùn)動(dòng)方向相反4、徑向擠壓

金屬運(yùn)動(dòng)方向與凸模運(yùn)動(dòng)方向成90°04/02/2023擠壓成形工藝過(guò)程零件擠壓的特點(diǎn)①擠壓時(shí)金屬坯料在三向受壓狀態(tài)下變形，因此它可提高金屬坯料的塑性。②可以擠壓出各種形狀復(fù)雜、深孔、薄壁、異型斷面的零件。③零件精度高，表面粗糙度低。一般尺寸精度為IT6～7，表面粗糙度為Ra3.2～0.4，從而可達(dá)到少、無(wú)屑加工的目的。④提高了零件的力學(xué)能。⑤節(jié)約原材料，材料利用率可達(dá)70%，生產(chǎn)率也很高，可比其它鍛造方法提高幾倍。04/02/2023擠壓過(guò)程動(dòng)畫仿真正擠壓反擠壓04/02/2023擠壓過(guò)程動(dòng)畫仿真復(fù)合擠壓徑向擠壓04/02/2023熱擠壓工藝過(guò)程2．按金屬坯料所具有的溫度分類(1)熱擠壓(2)冷擠壓(3)溫?cái)D壓冷擠壓工藝過(guò)程04/02/202312.6拉拔拉撥是將金屬坯料從拉撥模的模孔中拉出而變形的加工方法拉拔模用工具鋼、硬質(zhì)合金或金剛石制成，金剛石拉拔模用于拉拔直徑小于0.2mm的金屬絲。拉拔產(chǎn)品形狀模具示意圖04/02/202312.7

超塑性成型超塑性是指金屬或合金在特定條件下，即低的變形速率(e=10－2～10－4/s)、一定的變形溫度(約為熔點(diǎn)一半)和均勻的細(xì)晶粒度(晶粒平均直徑為0.2～5m)，其相對(duì)延伸率δ超過(guò)100%以上的特性。如鋼超過(guò)500%、純鈦超過(guò)300%、鋅鋁合金超過(guò)1000%。04/02/20231．板料沖壓

零件直徑較小，但很高。選用超塑性材料可以一次拉深成型，質(zhì)量很好，零件性能無(wú)方向性。2．板料氣壓成型超塑性金屬板料放于模具中，把板料與模具一起加熱到規(guī)定溫度，向模具內(nèi)吹入壓縮空氣或抽出模具內(nèi)的空氣形成負(fù)壓，板料將貼緊在凹模或凸模上，獲得所需形狀的工件。該法可加工的板料厚度為0.4～4mm。超塑性成型工藝的應(yīng)用04/02/2023鍛件精度高，表面光潔，可實(shí)現(xiàn)少、無(wú)切削加工。生產(chǎn)率高。每小時(shí)產(chǎn)量可達(dá)500～1000件。鍛造壓力小。如130汽車差速器行星齒輪，鋼坯鍛造需用2500～3000kN壓力機(jī)，粉末鍛造只需800kN壓力機(jī)?？梢约庸崴苄圆畹牟牧?。如難于變形的高溫鑄造合金可用粉末鍛造方法鍛出形狀復(fù)雜的零件。采用粉末鍛造出的零件有差速器齒輪、柴油機(jī)連桿、鏈輪、襯套等。工藝特點(diǎn)04/02/2023高能高速成型是一種在極短時(shí)間內(nèi)釋放高能量而使金屬變形的成型方法。高能高速成型的特點(diǎn):模具簡(jiǎn)單零件精度高，表面質(zhì)量好可提高材料的塑性變形能力利于采用復(fù)合工藝12.8

高能高速成型04/02/20231．爆炸成型爆炸成型是利用爆炸物質(zhì)在爆炸瞬間釋放出巨大的化學(xué)能對(duì)金屬毛坯進(jìn)行加工的高能高速成型方法。除高能高速成型共有的特點(diǎn)外，爆炸成型還具有以下特點(diǎn)：(1)簡(jiǎn)化設(shè)備(2)適于大型零件成型2．電液成型電液成型是利用液體中強(qiáng)電流脈沖放電所產(chǎn)生的強(qiáng)大沖擊波對(duì)金屬進(jìn)行加工的一種高能高速成型方法。3．電磁成型

電磁成型是利用脈沖磁場(chǎng)對(duì)金屬坯料進(jìn)行壓力加工的高能高速成型方法。高能高速成型的類型04/02/2023粉末鍛造的原理：粉末鍛造是粉末冶金成型方法和鍛造相結(jié)合的一種金屬加工方法。它是將粉末預(yù)壓成型后，在充滿保護(hù)氣體的爐子中燒結(jié)制坯，將坯料加