工程材料及成形技術 第6章 鍛壓成形.ppt

1、第6章 鍛 壓 成 形,鍛壓：是在外力作用下，使金屬坯料產(chǎn)生塑性變形，從而獲得具有一定形狀，尺寸和性能的毛坯或零件的加工方法,6.1 概述,鍛壓：是鍛造和沖壓的總稱, 鍛壓生產(chǎn)的特點,（1）能改善金屬組織，提高力學性能,（2）能節(jié)約金屬,（3）能加工各種形狀及重量的產(chǎn)品,缺點：,鍛造不適于成形形狀較為復雜的零件,優(yōu)點：,6.2 自由鍛,自由鍛造（無型鍛造）：金屬在上、下兩砥鐵間產(chǎn)生自由變形,優(yōu)點：,（1）鍛件質量可以從不及1000g300t,（2）所用的設備、工具有極大的通用性,缺點：,對鍛工的技術水平要求較高，勞動條件較差，金屬損耗大，生產(chǎn)率低,6.2.1 自由鍛造設備,（1）以沖擊壓力使坯

2、料變形：空氣錘、蒸 汽空氣錘等,（2）以靜壓力使坯料變形：水壓機、曲 柄壓力機等,1、空氣錘,空氣錘：以空氣作為傳遞運動的媒介物,噸位：用落下部分的質量來表示（一般為501000kg）,落下部分：工作活塞、錘頭、上砥鐵,應用：小型鍛件生產(chǎn),缺點：工作時，震動大，噪音大,2、水壓機,水壓機：是在靜壓力下進行工作的，是制造重型鍛件的惟一鍛造設備,噸位：是指產(chǎn)生的最大壓力, 目前自由鍛水壓機噸位：60015000t 所能鍛的鋼錠質量：1300t,特點：,優(yōu)點：無震動，并能很容易達到較大的鍛造深度,缺點：設備復雜，制造成本高，需要較多輔助設備,6.2.2 自由鍛的基本工序：,1、拔長,拔長：使坯料橫斷

3、面積減小，長度增加的鍛造工序,用途：用于獲得長軸心線的桿軸類鍛件，如光軸、帶臺階的軸、拉桿、連桿、曲軸等,平砧拔長：,拔長時坯料翻轉方法,拔長帶臺階類鍛件：,先拔長到最大直徑，然后用三角刀壓肩或用圓棒壓痕，接著再拔長小直徑一端,壓肩：鍛制臺階或凹檔時，要先在截面分界處壓出凹槽，稱為壓肩,壓肩或壓痕的作用：能使鍛件臺階的過渡部分平直整齊，并使鍛件獲得連續(xù)的流線,2、鐓粗,鐓粗：減小坯料高度，增加橫斷面積的鍛造 方法,用途：主要用于鍛造齒輪坯、圓盤類鍛件， 也是鍛造環(huán)、套筒類空心鍛件沖孔前的預備 工序,分類：,（1）整體鐓粗（完全鐓粗）,（2）端部鐓粗（局部鐓粗）, 將坯料放置在漏盤或胎模內，只鐓

4、粗坯料的一端,用途：多用于小批量生產(chǎn),3、沖孔,沖孔：是利用沖頭在坯料上沖出透孔或不透 孔的鍛造方法,用途：主要用于鍛造空心鍛件，如齒輪、圓 環(huán)、套筒等,分類：,（1）單面沖孔,用途：多用于厚度較小的坯料沖孔,（2）雙面沖孔,第一只沖頭沖入坯料后，沖頭不取出即翻轉坯料，把沖頭置于漏盤孔內，然后用第二只沖頭從坯料上面沖入，直至將第一只沖頭沖出、坯料沖穿為止,用途：適用于鍛件高度與外徑之比大于0.125，即厚度較大的坯料沖孔,（a）,（b）,4、彎曲,彎曲：是將坯料彎成一定曲率或一定角度的 鍛造工序,用途：與其他工序配合，可以得到各種彎曲 形狀的鍛件，如吊鉤、角尺等,分類：,（）鍛錘壓緊彎曲,坯料

5、的一端被上、下砧壓緊，另一端用大錘擊打或用吊車拉引,（）用墊模彎曲, 可以得到形狀和尺寸比較準確的小型鍛件,5、錯移,錯移：將坯料的一部分相對于另一部分平移錯開，但仍保持這兩部分軸線平行的鍛造工序,方法：先在坯料需要錯移的地方壓肩，然后通過扁方墊鐵進行錘擊實現(xiàn)錯移,用途：錯移工序可用于曲軸等的制造,6.2.3 自由鍛的特點及應用,優(yōu)點：,（）要求鍛造設備的噸位比較小,（）需要更改鍛件品種時，生產(chǎn)準備時間較短,缺點：,生產(chǎn)效率低，鍛件精度不高，機械加工余量較 大，不能鍛造形狀復雜的鍛件,用途：主要用于單件小批量生產(chǎn), 自由鍛在重型機械制造中占有特別重要的地位，是大型鍛件的主要生產(chǎn)方法，如水輪機主

6、軸、多拐曲軸、大型連桿等，自由鍛是惟一可行的加工方法,6.3 胎模鍛和模鍛,6.3.1 胎模鍛造 胎模鍛造：是在自由鍛設備上使用可移動模具生產(chǎn)模鍛件的一種鍛造工藝，所用的模具稱為胎模,（一）胎模鍛生產(chǎn)特點, 優(yōu)點： （1）生產(chǎn)率高 （2）鍛件質量好 （3）節(jié)約金屬材料和切削加工工時 （4）能鍛出形狀復雜的鍛件 （5）可局部成形 （6）胎模結構較簡單，制造較容易、經(jīng)濟, 缺點： 鍛錘噸位大；胎模使用壽命低；只能生產(chǎn)小型鍛件；勞動強度較大,1. 扣模（用于非回轉體鍛件）,（1）單扣模（下扣模）, 主要用于非回轉體鍛件的不對稱性成形,（2）雙扣模, 主要用于非回轉體鍛件的對稱或不對稱性變形,（二）胎

7、模形式,2. 套筒模（簡稱套模）, 主要用于鍛造齒輪、法蘭盤等回轉體盤類鍛件或形狀復雜的回轉體鍛件,（1）開式套模,特點：只有下模，上砧起上模作用。坯料在套模中以鐓粗或鐓擠方式成形,開式套模結構,（2）閉式套模, 組成：模套、沖頭、下墊, 成形原理：錘擊力通過沖頭作用在坯料上，使坯料在封閉的模膛內成形,閉式套模結構, 應用：主要用于端面帶有凹凸形狀或中部具有凹檔的回轉體鍛件,3.合模, 主要用于生產(chǎn)形狀較復雜的非回轉體鍛件，如連桿、叉形鍛件等,合模結構, 合模的組成：上模、下模、導向裝置三部分組成, 合模按導向定位的方法分為：導銷式、導套式、導鎖式, 優(yōu)點：鍛件精度高，生產(chǎn)率高，可鍛造各種復雜

8、的鍛件, 缺點：合模制造比較麻煩，模具笨重，需經(jīng)常開合，勞動強度較大,模型鍛造（模鍛）：將坯料加熱后放在上下鍛模的模膛內，施加沖擊力或壓力，使坯料在模膛內產(chǎn)生塑性變形，從而獲得與模膛形狀相同的鍛件,6.3.2 模鍛,優(yōu)點： 有較高的生產(chǎn)率；鍛件尺寸精確，加工余量少；可以鍛造出形狀比較復雜的鍛件；可節(jié)省金屬材料,缺點： 坯料整體受壓同時變形，變形抗力較大；成本較高；一般限于生產(chǎn)150kg以下的小型鍛件,1、模鍛簡介,典型模鍛件, 模鍛在飛機、汽 車、拖拉機等制造 中，約占這些行業(yè)鍛 件總質量的90左右,2、錘上模鍛,蒸汽空氣模鍛錘,與蒸汽空氣自由鍛錘的主要 區(qū)別：模鍛錘的錘身直接安裝 在砧鐵上，

9、模鍛錘的砧鐵較 重，當調整鍛模時錘身可以沿 砧鐵水平移動，模鍛錘上裝有 可調節(jié)的導軌,保證了在模鍛錘上進行錘擊時上下模能夠對準，鍛件的形狀和尺寸比較精確, 模鍛錘噸位為100016000kg，模鍛件質量為0.5150kg, 鍛模, 上模和下模合 在一起，其內部 就組成了一個完 整的模膛,（1）開式模鍛（有飛邊模鍛）,開式模鍛：是指兩模間間隙的方向與模具運動的方向相垂直，在模鍛過程中間隙不斷減小的模鍛方式,（2）閉式模鍛（無飛邊模鍛）,開式模鍛：是指兩模具間間隙的方向與模具運動方向相平行，在模鍛過程中間隙大小不變化的模鍛方式,3.錘上模鍛的工藝過程 錘上模鍛的工藝過程為：切斷毛坯、加熱坯料、模鍛、切除飛邊、校正鍛件、鍛件熱處理、表面清理、檢驗、成堆存放,4. 錘上模鍛特點及應用 特點： （1）生產(chǎn)效率較高 （2）模鍛件尺寸精確 （3）可以鍛造出形狀比較復雜的鍛件 （4）操作簡單，勞動強度低 （5）模鍛件重量多在150kg以下；鍛模制造周期長，成本高，模鍛設備的投資大 應用： 錘上模鍛主要用于大批量生產(chǎn)形狀比較復雜、精度要求較高的中、小型鍛件,6.4 自由鍛件結構工藝性, 一般原則是：,（1）形狀應盡量簡單