金工實(shí)訓(xùn)（第2版）柴增田課件 第4章 鍛壓

第4章鍛壓鍛壓是指對坯料施加外力，使其產(chǎn)生塑性變形，改變尺寸、形狀及改善性能，用以制造機(jī)械零件或工件毛坯的成形加工方法。4.1概述4.1.1鍛壓的特點(diǎn)、分類及應(yīng)用

1.鍛壓有以下特點(diǎn)（1)改善金屬組織，提高力學(xué)性能。（2)鍛壓件的外形和表面粗糙度已接近或達(dá)到成品零件的要求，只需少量或不需切削加工即可得到成品零件。減少金屬加工損耗，節(jié)約材料。（3)鍛壓加工適用范圍廣泛，且模鍛、沖壓有較高的勞動生產(chǎn)率。（4)鍛壓加工的不足是鍛件(鍛造毛坯)尺寸精度不高，難以直接鍛制外形和內(nèi)腔復(fù)雜的零件且設(shè)備費(fèi)用較高。2．鍛壓的分類及應(yīng)用鍛壓包括鍛造和沖壓兩大部分。4.1.2鍛壓成形的基本原理在外力作用下引起固體的形狀和尺寸的改變稱為變形。其變形過程可分為彈性變形、彈性-塑性變形、斷裂三個(gè)階段。物體在彈性限度內(nèi)的變形稱為彈性變形。當(dāng)作用在物體上的外力取消后，物體的變形不完全恢復(fù)而保留一部分永久變形，這種變形稱為塑性變形。當(dāng)應(yīng)力超過材料的抗拉強(qiáng)度即產(chǎn)生斷裂。4.2坯料的加熱和鍛件的冷卻4.2.1加熱設(shè)備1.手鍛爐1-灰坑2-火鉤槽3-鼓風(fēng)機(jī)4-爐箅5-后爐門6-煙囪

7-前爐門

8-堆料平臺2．室式爐3．反射爐1-燃燒室2-火墻3-加熱室4-坯料5-爐門6-鼓風(fēng)機(jī)7-煙道8-換熱器4.電阻加熱爐

1-爐門2-電熱體3-爐膛4-踏桿

4.2.2鍛造溫度范圍的確定表4-1常用金屬材料的鍛造溫度范圍種類始鍛溫度/℃終鍛溫度/℃低碳鋼1200～1250800中碳鋼1150～1200800合金結(jié)構(gòu)鋼1100～1150850鋁合金450～500350～380銅合金800～900670～700碳鋼加熱溫度與火色的關(guān)系表4-2碳鋼加熱溫度與火色的關(guān)系溫度/℃130012001100900800700600火色黃白淡黃黃淡紅櫻紅暗紅赤褐4.2.3鍛件的冷卻方法1．空冷在無風(fēng)的空氣中，鍛后件單個(gè)或成堆的直接放在干燥的地面上冷卻。2．坑冷鍛后件放到地坑或鐵箱中封閉冷卻或埋入坑內(nèi)砂子、石灰或爐渣中冷卻。3．爐冷鍛后件直接裝入500～700℃加熱爐中，隨爐緩慢冷卻。

4.3自由鍛4.3.1自由鍛設(shè)備自由鍛造有手工鍛造和機(jī)器自由鍛造兩種。機(jī)器自由鍛造的設(shè)備有空氣錘、蒸汽?？諝忮N和水壓機(jī)。1.空氣錘1一壓縮缸；2一工作缸；3一壓縮活塞；4一工作活塞；5一連桿；6一電動機(jī)；7一減速器；8一上旋閥；9一下旋閥；10一踏桿；11一上砧；12一下砧；13一砧墊；14一砧座2.蒸汽-空氣錘l一進(jìn)氣管；2一節(jié)氣閥；3一滑閥；4一上氣道；5一下氣道；6一汽缸；7一活塞；8一錘桿；9一錘頭；lO一上砧；11一坯料；12一下砧；13一砧墊；14一砧座；15一排氣管（2)雙柱式蒸汽一空氣錘3.水壓機(jī)（1)水壓機(jī)的特點(diǎn)4.3.2自由鍛基本工序自由鍛的工序分為：基本工序、輔助工序和精整工序三類?；竟ば蚴菍?shí)現(xiàn)鍛件基本成形的工序，有鐓粗、拔長、沖孔、彎曲、扭轉(zhuǎn)、切割等。為便于實(shí)施基本工序而使坯料預(yù)先產(chǎn)生少量變形的工序稱為輔助工序，如壓肩、壓痕、倒棱等。在基本工序之后，為修整鍛件的形狀和尺寸，消除表面不平，矯正彎曲和歪扭等目的而施加的工序，稱為精整工序，如滾圓、摔圓、平整、校直等。4.3.3典型鍛件自由鍛工藝過程4.3.4錘上自由鍛實(shí)習(xí)的安全規(guī)則

4.4胎模鍛4.4.1胎模的結(jié)構(gòu)1一導(dǎo)銷2一導(dǎo)銷孔3一小孔

4一模膛5一毛邊槽4.4.2胎模鍛的工藝過程a)下料，加熱；b）鐓粗；c)套模中終鍛；d)沖除連皮4.5沖壓沖壓是利用沖模使板料產(chǎn)生分離或者變形的加工方法。由于沖壓主要用于加工板料零件，故又稱為板料沖壓。同時(shí)，由于沖壓加工通常在室溫下進(jìn)行，不需要加熱，故又稱為冷沖壓。4.5.1沖壓設(shè)

1.沖床(曲柄壓力機(jī))1一工作臺2一導(dǎo)軌3一床身4一電動機(jī)5一連桿6一制動器7一曲軸8一離合器9一飛輪10一V帶11一滑塊12一踏板13一拉桿（2)沖床的主要參數(shù)1)公稱壓力沖床工作時(shí)，滑塊上所允許的最大作用力，常用千牛(kN)表示。2)閉合高度滑塊在行程達(dá)到最下位置時(shí)，其下表面到工作臺面的距離(mm)。3)滑塊行程曲軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，滑塊從最上位置到最下位置所走過的距離，用mm表示。2.摩擦壓力機(jī)1-踏板2-工作臺3-滑塊4-制動擋塊5、7-V帶輪6-電動機(jī)8-傳動軸9-左摩擦盤10-右摩擦盤12-飛輪11、13、16-杠桿14-擺塊15-螺桿17-床身3.油壓機(jī)1-充液筒2-充液閥

3-活塞4-活塞桿5-主缸

6-上橫梁7-滑塊8-立柱9-工作臺10-頂出缸ll-頂出活塞4.5.2沖壓的基本工序1．剪切

把板料切成一定寬度的條料稱為剪切，它是沖壓的備料工序。剪切所用剪床有如下三種：平口剪床、斜口剪床、圓盤剪床。1一上刃口2一板料3一下刃口2．沖孔和落料沖孔是在工件上沖出所需要的孔，被沖下的部分是廢料；落料時(shí)，則被沖下的部分是有用的工件，沖剩的料是廢料。沖孔和落料統(tǒng)稱為沖裁，所用的沖模稱為沖裁模。a)落料b)沖孔3．彎曲4．拉深1-沖頭2-壓板3-凸模4.5.3沖模沖模是沖壓的工具，一般分為上模(凸模)和下模(凹模)兩部分。

1．凸模與凹模1一模柄2一上模座3一導(dǎo)套4一導(dǎo)柱5