机械工艺制造基础课程锻压改进7.ppt

2 6金属的其它塑性成形工艺 零件的挤压成形零件的轧制成形冷镦精密模锻液态模锻超塑性成形 压力加工新工艺特点是 尽量使锻压件的形状接近零件的形状 以便达到少 无屑加工的目的 从而可以节省原材料和切削加工工作量 同时得到合理的纤维组织 提高零件的机械性能和使用性能 具有更高的生产率 减小变形率 可以在较小的锻压设备上制造出大锻件 广泛采用电加热和少氧化 无氧化加热 提高锻件表面质量 改善劳动条件 2 6 1零件的挤压成形1 零件挤压的特点 1 挤压时金属坯料处于三向受压状态下变形 因此它可提高金属坯料的塑性 2 可以挤压出各种形状复杂 深孔 薄壁 异型截面的零件 3 提高了零件的机械性能 挤压变形后零件内部的纤维组织是连续的 基本沿零件外形分布而不被切断 从而提高了零件的机械性能 2 零件挤压的类型 1 按金属流动方向与坯料运动方向分类 1 正挤压 2 反挤压 3 复合挤压 4 径向挤压 2 按金属坯料所具有的温度分类 1 热挤压 坯料变形温度高于材料的再结晶温度的挤压工艺 2 冷挤压 坯料变形温度低于材料再结晶温度 经常是在室温下 的挤压工艺 3 温挤压 坯料温度介于热挤压和冷挤压之间的挤压工艺 2 6 2零件的轧制成形 1 零件轧制的特点 设备结构简单 吨位小 劳动条件好 易于实现机械化和自动化 生产率高 轧制时模具可用价廉的球墨铸铁或冷硬铸铁来制造 节约贵重的模具钢材 加工也较容易 材料利用率高 可达到90 以上 即达到少切屑 甚至无切屑 2 零件轧制的类型 1 纵轧 轧辊轴线与坯料轴线互相垂直的轧制方法 包括各种型材轧制 辊锻轧制 輾环轧制等 1 辊锻轧制 辊锻是使坯料通过装有圆弧形模块的一对相对旋转的轧辊时 受压而变形的生产方法 目前成形辊锻适用于生产以下三种类型的锻件 扁断面的长杆件 如扳手 活动扳手 链环等 带有不变形头部而沿长度方向横截面面积递减的锻件 如叶片等 叶片辊锻工艺和铣削旧工艺相比 材料利用串可提高4倍 生产率提高2 5倍 而且叶片质量大为提高 连杆成形辊锻件 国内已有不少工厂采用辊锻方法锻制连杆 生产率高 简化了工艺过程 但锻件还需用其它锻压设备进行精整 2 輾环轧制 辗环轧制是用来扩大环形坯料的外径和内径 从而获得各种环状零件的轧制方法 这种方法生产的环类体其横截面可以是各种形状的 如火车轮箍 轴承座圈 齿轮及法兰等 2 横轧 是轧辊轴线与坯料轴线互相平行的轧制方法 如齿轮轧制等 齿轮轧制是一种无屑或少屑加工齿轮的新工艺 直齿轮和斜齿轮均可用热轧制造 3 斜轧 也称为螺旋斜轧 它是轧辊轴线与坯料轴线相交一定角度的轧制方法 如周期轧制 钢球轧制 冷轧丝杠等 螺旋斜轧采用两个带有螺旋型槽的轧辊互相交叉成一定角度 并做同方向旋转 使坯料在轧辊间既绕自身轴线转动 又向前进 与此同时受压变形获得所需产品 4 楔横轧 利用两个外表面镶有楔形凸块 并作同向旋转的平行轧辊对沿轧辊铀向送进的坯料进行轧制的方法称为楔横轧 楔横轧的变形过程主要是靠两个楔形凸块压缩坯料 使坯料径向尺寸减小 长度增加 2 6 3冷镦 1 成型原理 冷镦是材料在再结晶温度以下的镦粗变形 因变形温度低 通常在室温 加工硬化严重 但冷镦一般在模中进行 材料处在三向压应力状态 虽变形抗力大 但塑性较好 常用材料为铝 铜 低碳钢和合金钢等室温塑性好的材料 2 冷镦的特点及应用 1 零件精度高 加工余量小 表面光洁 强度高 2 材料利用率高 生产率高 劳动条件好 自动化程度高 适于大批大量生产 3 所需设备压力大 设备投资大 4 模具磨损严重 应加强润滑 钢件表面应磷化处理 5 主要用于螺母 螺栓等的制造 2 6 4精密模锻 1 精密模锻工艺过程 一般精密模锻的工艺过程是先用普通模锻工艺锻制中间坯料 对中间坯料进行严格清理 在无氧化或少氧化气氛中加热 在进行精锻 为最大限度地减少氧化 提高精锻件的品质 精锻加热温度应较低一些 因此 精锻称为温模锻 2 精密模锻工艺特点 1 精确下料 2 坯料表面清理严格 3 加热气氛控制严格 4 锻模加工精度高 5 模锻时要很好地润滑和冷却锻模 2 液态模锻的特点及应用 1 铸锻合一 简化工艺过程 2 可制造形状复杂的零件 组织致密 性能好 3 模具高温强度要求高 只能用于低熔点金属 2 6 5液态模锻 1 液态模锻的原理 采用液态金属浇注的充型原理 并与模锻原理相结合 使金属能快速完好地充满模膛 然后 利用冲头压力使液体凝固成型 塑变再结晶 2 6 6超塑成型 1 超塑成型原理 利用超塑性状态下金属均匀塑性变形的特性 在较高的温度和低的形变速度下 使金属产生大于100 的变形 获得形状复杂零件的压力加工工艺 2 超塑状态及条件 当材料的应变速率系数 m T T 0 3 0 8材料的延伸率可达500 以上 1 组织必须为细小等轴晶 晶粒直径小于10 2 温度为0 5 0 65Tm 3 变形速率应为0 01 0 0001 s 3 超塑合金及应用 目前具有超塑性的合金主要为Zn Al Al Cu Al Si Cu Al Ti Al Mg Zn Fe C Fe Ni等 可在无弹性变形的情况下 一次吹制成形状复杂的零件 零件尺寸精度高 4 零件的超塑成型 1 板料冲压 当拉深系数很小时 必须进行多次拉深才能成型 但若在超塑状态下拉深 可一次拉深成型 零件尺寸精度高 无各向异性 2 板料的气压成形 对形状复杂 表面有精细图案的零件 采用气压超塑成型的工艺 可简化工序 实现少无切削加工 3 挤压和模锻 对高温合金和钛合金 采用超塑状态下的模锻 可节约材料80 降低成本