工程材料與熱加工基礎(chǔ)

工程材料與熱加工基礎(chǔ)第1頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月1、何為鍛壓？鍛壓是對坯料施加外力，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、工件或毛坯的成形加工方法。它是鍛造與沖壓的總稱，屬于壓力加工的范疇。

鍛壓設(shè)備

第二章鍛壓第2頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月2、鍛壓特點(diǎn)：塑性變形是壓力加工的基礎(chǔ)，凡具有一定塑性的金屬如鋼及大多數(shù)有色金屬，均可進(jìn)行壓力加工。

與鑄造相比，壓力加工的優(yōu)點(diǎn)是：金屬鑄錠經(jīng)塑性變形后，鑄造組織的內(nèi)部缺陷如氣孔、縮孔、微裂紋等得到焊合，再結(jié)晶后可細(xì)化晶粒，金屬的各種力學(xué)性能得到提高。沖壓件又具有重量輕、精度高、剛性好等優(yōu)點(diǎn)。但由于鍛壓件是在固態(tài)成形，金屬的流動受到限制。因此，對于形狀復(fù)雜、尤其是內(nèi)腔形狀復(fù)雜的零件，從制造工藝上鍛件遠(yuǎn)不及鑄件容易實(shí)現(xiàn)。另外，鍛件的成本比鑄件高，材料利用率等方面也不如鑄件。然而，從鍛件力學(xué)性能的提高，鍛造流線更加與受力條件相適應(yīng)，在同樣受力條件下，零件的幾何尺寸可以縮小的角度看，又可以大大降低原材料的使用量，延長零件的使用壽命，節(jié)約金屬。第3頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月一、金屬的塑性變形概述

金屬塑性變形的實(shí)質(zhì)，對于單晶體是由于金屬原子某晶面兩側(cè)受切應(yīng)力作用產(chǎn)生相對滑移，或晶體的部分晶格相對于某晶面沿一定方向發(fā)生切變，即滑移理論和孿生理論。

第一節(jié)金屬的鍛造性能第4頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月二、熱鍛、冷鍛、溫鍛、等溫鍛從金屬學(xué)的觀點(diǎn)劃分鍛壓加工的界限為再結(jié)晶溫度。

1．熱鍛在金屬再結(jié)晶溫度以上進(jìn)行的鍛造工藝稱為熱鍛。在變形過程中冷變形強(qiáng)化和再結(jié)晶同時(shí)存在，屬于動態(tài)再結(jié)晶。

2．冷鍛在室溫下進(jìn)行的鍛造工藝稱為冷鍛。冷鍛可以避免金屬加熱出現(xiàn)的缺陷，獲得較高的精度和表面質(zhì)量，并能提高工件的強(qiáng)度和硬度。但冷鍛變形抗力大，需用較大噸位的設(shè)備，多次變形時(shí)需增加再結(jié)晶退火和其它輔助工序。目前冷鍛主要局限于低碳鋼、有色金屬及其合金的薄件及小件加工。

3．溫鍛在高于室溫和低于再結(jié)晶溫度范圍內(nèi)進(jìn)行的鍛造工藝稱為溫鍛。與熱鍛相比，坯料氧化脫碳少，有利于提高工件的精度和表面質(zhì)量；與冷鍛相比，變形抗力減小、塑性增加，一般不需要預(yù)先退火、表面處理和工序間退火。溫鍛適用于變形抗力大、冷變形強(qiáng)化敏感的高碳鋼、中高合金鋼、軸承鋼、不銹鋼等。

4．等溫鍛在鍛造全過程中，溫度保持恒定不變的鍛造方法稱為等溫鍛。第5頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月三、鍛造流線和鍛造比鍛造時(shí)，金屬的脆性雜質(zhì)被打碎，順著金屬主要伸長方向呈碎粒狀或鏈狀分布；塑性雜質(zhì)隨著金屬變形沿主要伸長方向呈帶狀分布，這樣熱鍛后的金屬組織就具有一定的方向性，通常稱為鍛造流線，又叫纖維組織。

鍛造比是鍛造時(shí)變形程度的一種表示方法。通常用變形前后的截面比、長度比或高度比來表示。鍛造比對鍛件的鍛透程度和力學(xué)性能有很大影響。當(dāng)鍛造比達(dá)到2時(shí)，隨著金屬內(nèi)部組織的致密化，鍛件縱向和橫向的力學(xué)性能均有顯著提高；當(dāng)鍛造比為2-5時(shí)，由于流線化的加強(qiáng)，力學(xué)性能出現(xiàn)各向異性，縱向性能雖仍略提高，但橫向性能開始下降，鍛造比超過5后，因金屬組織的致密度和晶粒細(xì)化度均已達(dá)到最大值，縱向性能不再提高，橫向性能卻急劇下降。因此，選擇適當(dāng)?shù)腻懺毂认喈?dāng)重要。一般，碳素結(jié)構(gòu)鋼取2-3，合金結(jié)構(gòu)鋼取3-4。對于某些高合金工具鋼和特殊性能的合金鋼，為促進(jìn)合金碳化物分布的均勻化，擊碎鋼中的碳化物，常采用較大的鍛造比，如高速鋼取5-12，不繡鋼取4-6。

鍛造比越大，鍛造流線越明顯；鍛造流線的穩(wěn)定性很高，不能用熱處理方法消除，只有經(jīng)過鍛壓使金屬變形，才能改變其方向和形狀。第6頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月四、金屬的鍛造性能是指金屬經(jīng)受鍛壓加工時(shí)成形的難易程度的工藝性能。其優(yōu)劣常用塑性和變形抗力綜合衡量。塑性高、變形抗力小則鍛造性能好。它決定于金屬的本質(zhì)和變形條件。

（一）金屬的本質(zhì)

1．化學(xué)成分純金屬一般具有良好的鍛造性能。碳鋼隨碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，鍛造性能逐漸變差。合金元素的加入會劣化鍛造性能

2．金屬組織純金屬及固溶體鍛造性能好，而碳化物的鍛造性能差。鑄態(tài)柱狀晶組織和粗晶結(jié)構(gòu)不如細(xì)小而又均勻晶粒結(jié)構(gòu)的金屬鍛造性能好。第7頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）變形條件1．變形溫度變形溫度低，金屬的塑性差、變形抗力大，不但鍛壓困難，而且容易開裂。提高金屬變形時(shí)的溫度，可使原子動能增加，原子間的結(jié)合力消弱，使塑性提高，變形抗力減小。

鍛造溫度范圍是指鍛件由始鍛溫度到終鍛溫度的間隔。鍛造溫度范圍的確定以合金狀態(tài)圖為依據(jù)。

2．變形速度變形速度指單位時(shí)間內(nèi)的變形程度，變形速度低時(shí)，金屬的回復(fù)和再結(jié)晶能夠充分進(jìn)行，塑性高、變形抗力?。浑S變形速度的增大，回復(fù)和再結(jié)晶不能及時(shí)消除冷變形強(qiáng)化，使金屬塑性下降，變形抗力增加，鍛造性能變差。常用的鍛壓設(shè)備不可能超過臨界變形速度。第8頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）變形條件3．應(yīng)力狀態(tài)采用不同的變形方法，在金屬中產(chǎn)生的應(yīng)力狀態(tài)是不同的。應(yīng)力狀態(tài)對于塑性的影響為：壓應(yīng)力數(shù)目越多，塑性越好；拉應(yīng)力數(shù)目越多，塑性越差；應(yīng)力狀態(tài)對于變形抗力的影響為：同號應(yīng)力狀態(tài)下的變形抗力大于異號狀態(tài)下的變形抗力。所以，在選擇變形方法時(shí)，對于塑性高的金屬，變形時(shí)出現(xiàn)拉應(yīng)力有利于減少能量消耗；對于塑性低的金屬應(yīng)盡量采用三向壓應(yīng)力以增加塑性，防止裂紋。

4．坯料表面質(zhì)量表面粗糙或有劃痕、微裂紋、粗大夾雜都會在變形過程中產(chǎn)生應(yīng)力集中，使缺陷擴(kuò)展甚至開裂。故塑性加工前應(yīng)對坯料表面進(jìn)行清理消除缺陷，有時(shí)甚至需要進(jìn)行表面預(yù)切削去掉坯料的表層金屬。第9頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月五、金屬的塑性變形規(guī)律1．體積不變條件

由于塑性變形時(shí)金屬密度的變化很小，所以可認(rèn)為變形前后的體積相等。此假設(shè)稱為體積不變條件。

2．最小阻力定律

最小阻力定律是描述塑性變形流動規(guī)律的一種理論，如果物體在變形過程中其質(zhì)點(diǎn)有向各種方向移動的可能性時(shí)，則物體各質(zhì)點(diǎn)將向著阻力最小的方向移動。一般，金屬內(nèi)某一質(zhì)點(diǎn)流動阻力最小的方向是通過該質(zhì)點(diǎn)向金屬變形部分的周邊所作的法線方向。第10頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月只用簡單的通用性工具，或在鍛造設(shè)備的上、下砧間直接使坯料變形而獲得所需的幾何形狀及內(nèi)部質(zhì)量的鍛件，這種方法稱為自由鍛。

一、自由鍛設(shè)備

根據(jù)對坯料作用力的性質(zhì)不同，自由鍛設(shè)備可分為產(chǎn)生沖擊力的鍛錘和產(chǎn)生靜壓力的壓力機(jī)兩大類。第二節(jié)自由鍛第11頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月二、自由鍛工藝規(guī)程的制訂（一）繪制鍛件圖

鍛件圖是根據(jù)零件圖繪制的。自由鍛件的鍛件圖是在零件圖的基礎(chǔ)上考慮了加工余量、鍛造公差、工藝余塊等之后繪制的圖。模鍛件的鍛件圖還應(yīng)考慮分模面的選擇、模鍛斜度和圓角半徑等。

鍛件圖的繪制方法如下：1）鍛件的形狀用粗實(shí)線，同時(shí)用假想線（雙點(diǎn)劃線）描繪出零件的形狀。

2）鍛件的尺寸和公差標(biāo)注在尺寸線的上面，零件的尺寸和公差用括號標(biāo)注在尺寸線的下面或側(cè)面。

3）圖上無法標(biāo)注的技術(shù)要求，如鍛造溫度范圍、鍛造比、氧化缺陷、脫碳層深度等以技術(shù)條件方式用文字說明。第12頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）計(jì)算坯料的重量和尺寸1．坯料重量坯料的重量為鍛件的重量與鍛造時(shí)各種金屬損耗的重量之和，可按下式進(jìn)行計(jì)算：m坯=m鍛+m燒+m芯+m切

式中m坯--坯料重量；m鍛--鍛件重量；m燒--加熱時(shí)坯料表面氧化燒損的重量。與所用加熱設(shè)備類型等因素有關(guān)，可參考相關(guān)資料；

m芯m切--沖孔時(shí)的芯料重量；m切--鍛造中被切掉的金屬重量。

2．坯料尺寸根據(jù)計(jì)算出的坯料重量即可計(jì)算杯料的體積，最后依據(jù)選擇的坯料截面尺寸確定其長度。第13頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）選擇變形工序通常，自由鍛件的成形過程是由一系列變形工序組合而成的，工序的選擇主要是根據(jù)鍛件的形狀和工序的特點(diǎn)來確定。一般可將鍛件分為六大類:

1．軸桿類鍛件包括各種圓形截面實(shí)心軸，如傳動軸、軋輥、立柱、拉桿等，還有矩形方形、工字形截面的桿件如搖桿、杠桿、推桿、連桿等，鍛造軸桿件的基本工序是拔長，但對于截面尺寸相差大的鑄件，為滿足鍛造比的要求，則需采取鐓粗一拔長工序。

2．空心類鍛件包括各種圓環(huán)、齒圈、軸承環(huán)和各種圓筒、缸體、空心軸等，鍛造空心件的基本工序有鐓粗、沖孔、馬杠擴(kuò)孔、芯棒拔長等。第14頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）選擇變形工序3．餅塊類鍛件包括各種圓盤、葉輪、齒輪、模塊等，其特點(diǎn)是橫向尺寸大于高度尺寸，或者二者相近。鍛造基本工序是鐓粗，其中帶孔的件需沖孔。

4．曲軸類鍛件包括單拐和多拐的各種曲軸，目前鍛造曲軸的工藝有自由鍛、模鍛、全流線擠壓鍛等。其中自由鍛的力學(xué)性能差，加工余量大，只在單件或小批生產(chǎn)中應(yīng)用。其基本工序有拔長、錯(cuò)移和扭轉(zhuǎn)。

5．彎曲類鍛件包括各種具有彎曲軸線的鍛件，如吊鉤、彎桿、曲柄、軸瓦蓋等，基本工序是拔長、彎曲。

6．復(fù)雜形狀鍛件包括閥體、叉桿、十字軸等，鍛造難度大，應(yīng)根據(jù)鍛件形狀特點(diǎn)，采用適當(dāng)工序組合鍛造。第15頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月三、自由鍛零件結(jié)構(gòu)工藝性1、零件結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能簡單、對稱、平直；

2、應(yīng)避免零件上的錐形、楔形結(jié)構(gòu)；如圖2-3所示。

避免錐形、楔形結(jié)構(gòu)

第16頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月三、自由鍛零件結(jié)構(gòu)工藝性3、應(yīng)避免圓柱面與圓柱面、圓柱面與棱柱面相交；避免圓柱面與圓柱面、圓柱面與棱柱面相交第17頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月三、自由鍛零件結(jié)構(gòu)工藝性4、零件上不允許有加強(qiáng)筋；第18頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月三、自由鍛零件結(jié)構(gòu)工藝性5、對橫截面尺寸相差很大或形狀復(fù)雜的零件，應(yīng)盡可能分別對其進(jìn)行鍛造，然后用螺紋連接。

如下圖：螺紋連接第19頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月四、高合金鋼鍛造特點(diǎn)（一）高合金鋼的組織和再結(jié)晶特點(diǎn)

1．金屬組織結(jié)構(gòu)復(fù)雜、塑性低；

2．再結(jié)晶溫度高，再結(jié)晶速度低，變形抗力大。

（二）高合金鋼的加熱特點(diǎn)

1．導(dǎo)熱性差；

2．鍛造溫度范圍窄。第20頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月四、高合金鋼鍛造特點(diǎn)（三）高合金鋼鍛造操作特點(diǎn)

1．備料；

2．控制變形量，增大鍛造比；

3．變形要均勻；

4．避免出現(xiàn)拉應(yīng)力。

（四）高合金鋼的鍛后冷卻

由于高合金鋼的導(dǎo)熱性差，塑性低，終鍛溫度較高，如果冷卻速度快，會因熱應(yīng)力和組織應(yīng)力使鍛件出現(xiàn)裂紋。因此，終鍛后應(yīng)盡快采取工藝措施保證鍛件緩慢冷卻。第21頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月模型鍛造利用模具使毛坯變形而獲得鍛件的鍛造方法稱為模鍛。

特點(diǎn)：與自由鍛相比，模鍛具有鍛件精度高、流線組織合理、力學(xué)性能高等優(yōu)點(diǎn)，而且生產(chǎn)率高，金屬消耗少，并能鍛出自由鍛難以成形的復(fù)雜鍛件。受設(shè)備噸位的限，模鍛件不能太大，一般重量不超過150kg。

分類：按模具類型模鍛可分為開式模鍛（有飛邊模鍛）、閉式模鍛（無飛邊模鍛）和多向模鍛等；按設(shè)備類型模鍛可分為錘上模鍛、胎模鍛、壓力機(jī)上模鍛等。第三節(jié)模鍛第22頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月一．錘上模鍛（一）模鍛錘

錘上模鍛所用設(shè)備主要是蒸汽-空氣模鍛錘，模鍛錘的噸位為1t-16t。選擇模鍛錘的鍛造能力有經(jīng)驗(yàn)類比法和查表法。

1．經(jīng)驗(yàn)類比法

模鍛錘噸位可用公式：G=（3.5-6.3）KA

式中G-模鍛錘噸位（kg）；A-鍛件總變形面積，包括鍛件投影面積、沖孔連皮面積及飛邊面積（cm2）；K-鋼種因數(shù)，可查閱相關(guān)資料。2．查表法(模鍛錘噸位亦可查閱相關(guān)資料。)第23頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）模鍛及鍛模模膛（二）模鍛及鍛模模膛

要求模具在高溫下具有足夠的強(qiáng)度、韌性、硬度和耐磨性，良好的導(dǎo)熱性、抗熱疲勞性、回火穩(wěn)定性和抗氧化性。尺寸較大的模具還應(yīng)具有高的淬透性和較小的變形。常用5CrNiMo、5CrMnMo鋼等熱鍛模具材料制作鍛模。

錘上模鍛使用的鍛模是由帶燕尾的上、下模組成，分別用鑲條固定在錘頭和模座上。上、下模接觸時(shí)，其接觸面上所形成的空間為模膛。具有一個(gè)模膛的鍛模稱為單模膛模鍛，具有兩個(gè)以上模膛的鍛模稱為多模膛模鍛。第24頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）模鍛及鍛模模膛多模膛模鍛時(shí)，按其模膛的結(jié)構(gòu)和功用可分為制坯模膛和模鍛模膛兩類。

1.制坯模膛用以初步改變毛坯形狀、合理分配金屬，以適應(yīng)鍛件橫截面積和形狀的要求，使金屬能更好地充滿模鍛模膛的工序稱為制坯工序。如下圖所示：第25頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月2.模鍛模膛2.模鍛模膛模鍛模膛又可分為預(yù)鍛膛和終鍛模膛。

（1）預(yù)鍛模膛為了改善終鍛時(shí)金屬的流動條件，避免產(chǎn)生充填不滿和折迭，使鍛坯最終成形前獲得接近終鍛形狀的模膛，它可提高終鍛模膛的壽命。其結(jié)構(gòu)比終鍛模膛高度大、寬度小、無飛邊槽，模鍛斜度和圓角大。（2）終鍛模膛

模鍛時(shí)最后成形用的模膛，和熱鍛件圖上相應(yīng)部分的形狀、尺寸一致。模膛周圍設(shè)飛邊槽，通孔鍛件需留沖孔連皮。

第26頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）錘上模鍛工藝規(guī)程的制訂1.繪制模鍛鍛件圖

模鍛鍛件圖是制造和檢驗(yàn)終鍛模膛的依據(jù)。這是以零件圖為基礎(chǔ)，考慮了分模面的選擇、加工總余量、公差、余塊、模鍛斜度和圓角半徑等繪制的。

（1）分模面的選擇

選擇分模面位置最基本的原則是：應(yīng)選在鍛件具有最大水平投影尺寸的位置上，最好為鍛件中部的一個(gè)平面，并使鍛件上所加余塊最少，上、下模膛深度最淺且盡可能基本一致。

1）餅塊類鍛件的高度小于或等于直徑時(shí)，應(yīng)取徑向分模；

2）對于頭部尺寸明顯偏大的鍛件，最好用曲面而不用平面分模；

3）有流線方向要求的鍛件，應(yīng)考慮鍛件工作時(shí)的受力特點(diǎn)。第27頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）錘上模鍛工藝規(guī)程的制訂（2）加工余量、模鍛公差和工藝余塊

模鍛件的加工余量和公差比自由鍛件小得多，其數(shù)值根據(jù)鍛件大小、形狀和精度等級有所不同，一般余量為1mm-4mm，公差為+0.3mm-+3mm之間，用時(shí)可查有關(guān)手冊。

（3）模鍛斜度

模鍛斜度不包括在加工余量內(nèi)，一般取5°、7°、10°、12°等標(biāo)準(zhǔn)值。鍛件的內(nèi)壁斜度應(yīng)比外壁斜度值大一級。

（4）圓角半徑

鋼的模鍛件外圓角半徑取1mm-6mm，內(nèi)圓角半徑是外圓角半徑的3-4倍。模膛深度越深，圓角半徑取值越大。第28頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月2.確定模鍛工步模鍛工步主要根據(jù)模鍛件的形狀和尺寸來確定。模鍛件按形狀分為兩大類：

(1)長軸類

此類鍛件的長度明顯大于其寬度和高度，如臺階軸、曲軸、連桿、彎曲搖臂等。鍛造時(shí)錘擊方向垂直于鍛件軸線，常選用拔長、滾壓、彎曲、預(yù)鍛和終鍛等工步。

(2)餅塊類

此類鍛件主軸尺寸較短，在分模面上投影為圓形或長寬尺寸相近，如齒輪、法蘭、十字軸、萬向節(jié)叉等。模鍛時(shí)，坯料軸線方向與錘擊方向相同，金屬沿高度、寬度和長度方向同時(shí)流動。常采用鐓粗或壓扁等工步制坯，然后終鍛。形狀簡單的鍛件可直接終鍛成形。3.坯料計(jì)算

計(jì)算方法與自由鍛相同。坯料重量為鍛件、飛邊、連皮、鉗口料頭和氧化皮重量的總和，一般飛邊是鍛件重量的20％-25％；氧化皮是鍛件、飛邊、連皮等重量總和的2.5％-4％。4.選擇模鍛設(shè)備第29頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月5.模鍛的后續(xù)工序

普通模鍛件均帶有飛邊，帶孔鍛件還有沖孔連皮，通常采用沖切法去除飛邊和連皮。切邊一沖孔模分為簡單模、連續(xù)模和復(fù)合模三種類型。

第30頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月（四）模鍛零件的結(jié)構(gòu)工藝性1）模鍛件應(yīng)具有合理的分模面、模鍛斜度和圓角半徑；

2）非配合表面一律設(shè)計(jì)成非加工表面；

3）零件的外形應(yīng)力求簡單、平直和對稱；

4）應(yīng)避免窄溝、深槽、深孔及多孔結(jié)構(gòu)；

5）形狀復(fù)雜的鍛件應(yīng)采用鍛-焊或鍛-機(jī)械加工聯(lián)接的方法，減少余塊以簡化模鍛工藝。第31頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月二、胎模鍛胎模是在自由鍛設(shè)備上鍛造模鍛件時(shí)使用的模具。常用的胎模有摔模、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，如用于壓痕稱為卡摔；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，摔模均用于回轉(zhuǎn)體鍛件。

2.扣模

扣模分單扇扣模和雙扇扣模。用于非回轉(zhuǎn)體類鍛件的局部扣形，也可為合模制坯。

3.套模

有開式套模和閉式套模兩種。開式套模多用于法蘭，齒輪類鍛件，或?yàn)殚]式套模制坯，取件時(shí)一般要翻轉(zhuǎn)180度；閉式套模常用于回轉(zhuǎn)體鍛件，有時(shí)也用于非回轉(zhuǎn)體鍛件。

4．合模

合模由上、下模及導(dǎo)向裝置構(gòu)成。適合于各類鍛件的終鍛成形，尤其連桿、叉形等較復(fù)雜的非回轉(zhuǎn)體件常用。第32頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月板料沖壓：使板料經(jīng)分離或成形而得到制件的工藝統(tǒng)稱為沖壓。

沖壓生產(chǎn)的特點(diǎn)是：產(chǎn)品有較高的精度和較低的表面粗糙度值，互換性好，一般無需再進(jìn)行切削加工；冷變形強(qiáng)化作用顯著，零件的重量輕、強(qiáng)度和剛度較高；能生產(chǎn)較復(fù)雜形狀的平板類和中空類零件，工藝過程便于機(jī)械化、自動化、生產(chǎn)效率高、廢品率低、成本低。

沖壓常用的設(shè)備有剪床和沖床等。剪床為沖床備料，將板料切成條料；而沖壓加工主要在各類沖床上進(jìn)行。第四節(jié)板料沖壓第33頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月一、沖壓的基本工序（一）分離工序

1．切斷將材料沿不封閉的曲線分離的沖壓方法稱為切斷。主要用于將板料切成具有一定寬度的條料，為成形工序的備料工序。

2．沖裁

利用沖模將板料以封閉的輪廓與坯料分離的沖壓方法稱為沖裁，沖裁是落料和沖孔的總稱。

3．精密沖裁

用壓邊圈使板料沖裁區(qū)處于靜液壓作用下，抑制剪裂紋的發(fā)生，實(shí)現(xiàn)塑性變形分離的沖裁方法稱為精密沖裁。

4．切口

將材料沿不封閉的曲線部分地分離開，其分離部分的材料發(fā)生彎曲，此種沖壓方法稱為切口。

第34頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）成形工序1．拉深（拉延）變形區(qū)在一拉一壓的應(yīng)力狀態(tài)作用下，使板料（淺的空心坯）成形為空心件（深的空心件）而厚度基本不變的加工方法稱為拉深，也叫拉延。拉深變形后制件的直徑與其毛坯直徑之比稱為拉深系數(shù)，用m表示，保證危險(xiǎn)斷面不被拉裂的拉深系數(shù)的最小值又稱為極限拉深系數(shù)，一般極限拉深系數(shù)取0.5-0.8。坯料塑性差選上限值，塑性好可選下限值。受極限拉深系數(shù)的限制，所需要的拉深不能一次完成而需要分幾次逐步成形，這次數(shù)就稱為拉深次數(shù)。第35頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月2．彎曲

將板料、型材或管材在彎矩作用下彎成具有一定曲率和角度的制件的成形方法稱為彎曲。第36頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月3．其它成形方法（1）電液成形

利用在液體介質(zhì)中高壓放電時(shí)所產(chǎn)生的高能沖擊波，使坯料產(chǎn)生塑性變形的成形方法，稱為電液成形。

電液成形原理圖第37頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月3．其它成形方法

（2）爆炸成形

利用炸藥爆炸時(shí)所產(chǎn)生的高能沖擊波，通過不同介質(zhì)使坯料產(chǎn)生塑性變形的成形方法，稱為爆炸成形。

爆炸成形原理圖第38頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月3．其它成形方法（3）液壓成形

用液體（水或油）作為傳壓介質(zhì)，使板料產(chǎn)生塑性變形，按模具形狀成形的工藝方法，稱為液壓成形。

第39頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月3．其它成形方法（4）電磁成形利用電流通過線圈所產(chǎn)生的磁場，在磁力作用下，使坯料產(chǎn)生塑性變形的成形方法，稱為電磁成形。

電磁成形原理圖第40頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月3．其它成形方法（5）旋壓是一種成形金屬回轉(zhuǎn)體件的工藝方法。在毛坯隨芯模旋轉(zhuǎn)或旋壓工具繞毛坯與芯模旋轉(zhuǎn)中，旋壓工具與芯模相對進(jìn)給，從而使毛坯受壓并產(chǎn)生連續(xù)、逐點(diǎn)地變形。它包括普通旋壓和變薄旋壓。

變薄旋壓（強(qiáng)力旋壓）原理圖第41頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月第42頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月三、沖壓零件結(jié)構(gòu)工藝性1．對沖裁件的要求

1）沖裁件的外形應(yīng)力求簡單、對稱；

2）應(yīng)避免長槽與細(xì)長懸臂結(jié)構(gòu)；

3）孔的有關(guān)尺寸應(yīng)滿足要求；沖壓件上應(yīng)采用圓角代替尖角聯(lián)接，孔與溝槽盡量在變形工序前的平板坯料上沖出；最小圓角半徑值可查有關(guān)手冊。

2．對彎曲件的要求

1）彎曲件的形狀應(yīng)力求對稱；

2）彎曲邊尺寸過短不易成形；孔亦不能距彎曲線太近。

3．對拉深件的要求

1）拉深件外形應(yīng)簡單、對稱、且不宜太高；

2）拉深件的最小許可圓角半徑可查有關(guān)手冊。

第43頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月一、特種鍛造

（一）精密模鍛

精密模鍛一般在剛度大、精度高，如曲柄壓力機(jī)、摩擦壓力機(jī)、高速錘或精鍛機(jī)等模鍛設(shè)備上進(jìn)行。模具設(shè)計(jì)和制造要求精確，采用少、無氧化加熱和良好的潤滑條件對高質(zhì)量的坯料進(jìn)行精鍛。鍛件公差、余量約為普通鍛件的1/3，表面粗糙度值為3.2um-0.8um，尺寸精度為IT15-IT12公差等級。精密模鍛多用于中小型零件的大批生產(chǎn)。如各類醫(yī)療器械、汽車、拖拉機(jī)的直齒錐齒輪、飛機(jī)操縱桿及發(fā)動機(jī)渦輪葉片等零件均已采用精密模鍛。第五節(jié)少無切削工藝簡介（二）高速錘模鍛

打擊速度為20m/s左右的鍛錘稱為高速錘。多為液壓回程，壓縮氮?dú)庑钅?，利用氮?dú)馀蛎洉r(shí)所釋放的能量進(jìn)行打擊。因?yàn)楦咚馘N為一般模鍛錘變形速度的三倍左右，坯料變形時(shí)間極短，約為0.001s-0.002s，因此變形熱效應(yīng)大，金屬充滿模膛能力強(qiáng)。對形狀復(fù)雜、高而薄等的鍛件、低塑性高強(qiáng)度和難變形的材料均可鍛造。一般適用于葉片等鍛件。第44頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）徑向鍛造（旋轉(zhuǎn)鍛造）

對軸向旋轉(zhuǎn)送進(jìn)的棒料或管料施加徑向脈沖打擊力，鍛成沿軸向具有不同橫截面制件或等截面坯料的工藝方法稱為徑向鍛造。徑向鍛造廣泛用于機(jī)床、汽車、拖拉機(jī)、飛機(jī)、坦克和其它機(jī)械上的實(shí)心臺階軸、錐度軸、空心軸和帶膛線的槍筒、炮筒及其它內(nèi)外徑有特定形狀要求的軸。（四）擺動輾壓

上模的軸線與被輾壓工作（放在下模）的軸線傾斜一個(gè)角度，模具一面繞軸心旋轉(zhuǎn)，一面對坯料進(jìn)行壓縮。這種加工方法稱為