第三章压力加工成型技术

1、整理ppt整理ppt整理ppt 塑性成形塑性成形（plasticity forming） 在在外力外力作用下，金属发生作用下，金属发生塑性变形塑性变形，从而获得具有一定从而获得具有一定形状形状、尺寸尺寸、组织组织和和力学性力学性能能的的工件工件的生产方法，又叫的生产方法，又叫塑性加工塑性加工或或压力加压力加工工。常见的塑性成形方法常见的塑性成形方法：锻造、冲压、挤压、轧制、拉拔等。锻造、冲压、挤压、轧制、拉拔等。整理ppt上砧铁上砧铁 下砧铁下砧铁 坯料坯料 自由锻自由锻模锻模锻冲压冲压轧制轧制拉拔拉拔整理ppt某东风汽车大梁齿轮金属棒材整理ppt 压力加工可生产出各种不同截面的型材和各种机器

2、零件的毛坯或成品。它在等工业部门以至生活用品的生产中占用重要的地位。（1）改善金属的内部组织，提高金属的力学性能（2）具有较高的劳动生产率（3）节约金属材料（4）适用范围广整理ppt一、型材生产方法型材（extrudate）：铁或钢以及具有一定强度和韧性的材料（如塑料、铝、玻璃纤维等）通过轧制，挤出，等工艺制成的具有一定几何形状的物体。其断面形状又可分为工字钢、槽钢、角钢、圆钢等整理ppt整理ppt一、型材生产方法 借助于坯料与轧辊之间的，使金属坯料连续地通过两个的空隙而受压变形的加工方法。 轧制示意图 1-轧辊、2-轧件轧制型材整理ppt轧制产品形状整理ppt 将金属坯料放入内，使其受压被挤

3、出模孔而变形的加工方法。(a)挤压示意图；(b)部分挤压产品截面图冷挤压产品单螺杆挤压机整理ppt将金属拉过拉拔的而变形的压力加工方法。（a）拉拔示意图 （b）部分拉拔产品截面形状整理ppt 在设备及模具的作用下，使坯料、铸锭产生，以获得具有的锻件的加工方法，按所用的设备和工模具不同，可分为和两类。整理ppt 将金属放在冲模之间，使其受冲压力作用的压力加工方法。冲压整理ppt一.金属塑性变形的实质在外力作用下金属材料通过塑性变形，获得具有的的加工方法。单晶体中最主要的一种塑性变形方式。所谓滑移是。滑移常沿晶体中原子密度最大的晶面和晶向发生。整理ppt整理ppt整理ppt即每个晶粒的塑性变形仍以

4、滑移或孪生方式进行。其变形过程比单晶体复杂得多。多晶体的晶间变形情况总是一批一批晶粒逐步发展的，从开始逐步扩大，从逐步发展。整理ppt1. 1. 组织变化组织变化（c c）晶体缺陷大量增加，空位浓度增加。位错密度增加。）晶体缺陷大量增加，空位浓度增加。位错密度增加。（a a）晶粒沿变形方向拉长，宏观：金属外形压扁或拉长；微观：）晶粒沿变形方向拉长，宏观：金属外形压扁或拉长；微观：晶粒破碎、拉长。晶粒破碎、拉长。（b b）产生形变织构）产生形变织构等轴晶粒等轴晶粒拉长晶粒拉长晶粒整理ppt2、性能变化、性能变化 金属材料在冷塑性变形时，其强度、硬度升 高，而塑性、韧性下降的现象冷变形强化（c c

5、）内应力，经过塑性变形，外力对金属所作的功）内应力，经过塑性变形，外力对金属所作的功9090以上以上在变形过程中变为热量消耗了，使金属温度升高。在变形过程中变为热量消耗了，使金属温度升高。1010的功的功转化为内应力残留在金属中，使金属内能升高。转化为内应力残留在金属中，使金属内能升高。（b b）物理、化学性能的变化，物理性能：电磁性下降；电阻）物理、化学性能的变化，物理性能：电磁性下降；电阻升高；导磁率下降等。化学性能：耐腐蚀性下降。升高；导磁率下降等。化学性能：耐腐蚀性下降。（a a）机械性能）机械性能整理ppt 金属发生塑性变形, 。这种现象称为加工硬化, 也叫形变强化。 金属发生塑性变

6、形时, , 位错间的, 相互缠结, 造成位错, 引起塑性变形抗力提高。 滑移面上产生许多晶格方向混乱的，它们的晶界是，增加了滑移阻力，加大了内应力。整理ppt加工硬化的利：加工硬化的利：提高强度提高强度使变形均匀使变形均匀 提高安全性提高安全性加工硬化的弊：进一步塑性变形困难。加工硬化的弊：进一步塑性变形困难。 利用缺陷实现金属强化的重要方法之一，利用缺陷实现金属强化的重要方法之一，尤其是对不能热处理强化的金属材料。尤其是对不能热处理强化的金属材料。整理ppt4. 消除加工硬化的工艺方法：回复与再结晶加热温度较低，变形金属中的一些在某些晶内使原子回复到平衡位置，使原子回复到平衡位置，晶内残余应

7、力晶内残余应力大大减小大大减小的现象，称为回复。的现象，称为回复。 特点：特点： 使晶格畸变减轻或消除，但晶粒的大小和形状并无改变。使晶格畸变减轻或消除，但晶粒的大小和形状并无改变。 消除了晶格扭曲及大部分内应力。力学性能变化不大，强度、消除了晶格扭曲及大部分内应力。力学性能变化不大，强度、硬度稍有降低；塑性略有提高；内应力大大降低。硬度稍有降低；塑性略有提高；内应力大大降低。整理ppt回复处理回复处理:低温退火或去应力退火。低温退火或去应力退火。纯金属的回复温度：T回 =（0.250.3）T熔T回：金属回复的绝对温度（K）；T熔：金属熔点的绝对温度（K）整理ppt 变形金属加热到较高温度时，

8、原子具有较强的活动能力，有可能，使原来破碎拉长的晶粒变成新的、内部缺陷较少的。这一过程，使，故称为“再结晶”。 特点： 再结晶通过形核、长大的方式进行，得到细小均匀等轴晶粒。 完全消除了残余应力和加工硬化现象，塑性提高。再结晶退火。 如温度继续升高或保温时间延长，晶粒会长大，使塑性、韧性明显下降。整理pptT再=0.4T熔T再：金属再结晶的绝对温度（K）整理ppt 消除加工硬化，提高消除加工硬化，提高塑性。塑性。 再结晶速度取决于加再结晶速度取决于加热温度和变形程度。热温度和变形程度。 再结晶是一个形核、再结晶是一个形核、长大过程。长大过程。 保持加工硬化，消除保持加工硬化，消除内应力。如冷卷

9、弹簧进内应力。如冷卷弹簧进行去应力退火。行去应力退火。整理ppt 又叫冷成形过程，是指金属在进行 金属变形后具有现象，。冷变形制成的产品尺寸精度高、表面质量好。 又叫热成形过程。热变形是指金属材料在其。 ，易变形；金属，力学性能（特别是韧性）明显改善和提高；金属材料的力学性能具有方向性。整理ppt冷变形冷变形加工硬化加工硬化冲压、冷弯、冷挤、冷轧冲压、冷弯、冷挤、冷轧塑性好的材料塑性好的材料热变形热变形加工硬化加工硬化+ +再结晶再结晶锻造、热挤、轧制锻造、热挤、轧制变形量大，易氧化变形量大，易氧化整理ppt 在再结晶时，金属晶粒恢复为等轴晶粒，而夹杂物依然呈条状保留下来，这样就形成了纤维组织

10、，也成为。纤维组织不能热处理消除，只能通过锻压改变其形状和方向。 纤维组织形成后，金属力学性能将出现，即在纤维组织的方向上，材料的，而在纤维组织的方向上，材料的。 锻造成型 切削成型用不同加工方法得到的流线整理ppt工业生产中广泛采用模锻方法制造齿轮及中小型曲轴，用工业生产中广泛采用模锻方法制造齿轮及中小型曲轴，用局部镦粗法制造螺栓。局部镦粗法制造螺栓。纤维组织沿工件外形轮廓连续分布，有利于工件受力。整理ppt塑性变形时，随着变形程度的增加，纤维组织形成更加明显。变形程度常用锻造比表示：HHY0镦H0表示镦粗前金属坯料的高度；H表示镦粗后金属坯料的高度FFY0拔F0表示拔长前金属坯料的横截面积

11、；F表示拔长后金属坯料的横截面积整理ppt一、金属材料的锻造性能1. 锻造性能及评定指标是用来，是金属的工艺性能之一。常用金属的塑性和变形抗力来综合衡量。2. 影响金属锻造性能的因素（1）纯金属锻造性能较好，合金较差 单一固溶体的较好，有化合物组 织的较差整理ppt（2）整理ppt（1）合金钢选择坯料时，表面不允许有裂纹存在，锻前需进行退火；先加热至800保温，再加热到始锻温度，采用低温装炉及 缓慢升温；始锻温度较低，终锻温度高。（1）控制变形量；“两轻一重”（2）增大锻造比；（3）保证温度、变形均匀；勤翻坯料，送进量均匀，砧铁预热（4）锻后缓冷：随炉缓冷整理ppt（2）有色金属 锻造温度范围

12、窄，导热性好，预热至250300，操作时，经常翻转，动作迅速；要求模内粗糙度Ra在0.8m以下，并采用润滑剂。 操作时动作要快，减少热量损失；锻造温度一般钛为8501050，+钛为7501150，钛为9001150；要求模膛内粗糙度达到Ra0.2m0.4m。整理ppt 利用，使金属在上、下砧铁之间，产生塑性变形而获得所需形状、尺寸以及内部质量锻件的一种加工方法。 自由锻造时，除与上、下砧铁接触的金属部分受到约束外，金属坯料朝其它各个方向均能自由变形流动，故。 生产率低，工人劳动强度大，锻件精度低，材料消耗较多，锻件形状不能过于复杂，适用于的生产中。 整理ppt 。常用来锻造齿轮坯、凸缘、圆盘等

13、零件，也可用来作为锻造环、套筒等空心锻件冲孔前的预备工序。 镦粗a）全镦粗 b）局部镦粗整理ppt 是沿进行锻打，以使其，而的操作过程。常用于锻造等零件。 拔长 使用V型砧铁拔长圆坯料整理ppt 常用于锻造，对于直径小于25mm的孔一般不锻出，而是采用钻削的方法进行加工。实心冲子冲孔 1毛坯 2冲垫 3冲子 4芯料整理ppt冲子扩孔 芯轴扩孔1扩孔砧子 2锻件 3芯轴 4支架整理ppt整理ppt 将坯料加工成规定形状的锻造工序成为弯曲。，提高了锻件质量。 将坯料的一部分相对于另一部分绕共同轴线旋转一定角度的锻造方法。 将坯料的一部分与另一部分错开一定距离，但的锻造方法。整理ppt（1）锻件图的

14、绘制为简化锻件形状而增加的那部分金属。 在零件的加工表面上增加供切削加工用的余量。由于锻件的实际尺寸不可能达到公称尺寸，因此允许有一定的误差。为了限制其误差，经常给出其公差，成为锻造公差，。 锻件余量及敷料1敷料 2锻件余量整理ppt通常用制件变形前后的截面比、长度比或高度比来表示。G坯=G锻+G烧+G料头（kg） 坯料质量； 锻件质量； 加热时坯料因表面氧化而烧损的质量，单位为kg；第 一次加热取被加热金属质量分数的2%3%，以后各 次加热取1.5%2.0%； 锻造过程中被冲掉或切掉的那部分金属的质量。整理ppt表3-1 典型锻件的锻造比整理ppt表3-2 一般锻件的分类及采用的工序（4）选

15、择设备 整理ppt整理ppt 轴类锻件结构a)工艺性差的结构 b)工艺性好的结构 杆类锻件结构a)工艺性差的结构 b)工艺性好的结构整理ppt 盘类锻件结构a)工艺性差的结构工艺性好的结构整理ppt 复杂件结构a)工艺性差的结构 b)工艺性好的结构整理ppt1. 模型锻造 利用使加热后的金属坯料变形而获得锻件的锻造方法。在变形过程中，从而获得要求形状的锻件。a、锻件形状可以比较复杂； b、锻件，从而提高零件的力学性能和使用寿命； c、 锻件，表面光洁，能节约材料和节约切削加工工时； d、生产率高，操作简单，； e、适用于，批量越大，成本越低； f、对设备要求较高。整理ppt 锤上锻模1锤头 2

16、上模 3飞边槽 4下模 5模垫6、7、10紧固楔铁 8分模面 9模膛整理ppt拔长模膛滚压模膛弯曲模膛 拔长模膛a）开式 b）闭式 滚挤模膛a）开式 b）闭式弯曲模膛整理ppt预锻模膛终锻模膛飞边槽形式整理ppt要保证模锻件能从模膛中；按选定的分模面制成锻模后，；选定的分模面应使零件上所加的；，以利于金属充满模膛，便于取出锻件；，以简化模具加工。分模面选择比较整理ppt 为便于从模膛中取出锻件，模锻件上平行于锤击方向的表面必须具有斜度，称为模锻斜度，一般为515之间。 模锻件上所有两平面转接处均需圆弧过渡，此过渡处称为锻件的圆角。模锻斜度模锻圆角半径整理ppt 由于锤上模锻时不能靠上、下模的突

17、起部分把金属完全排挤掉，因此，。模锻件常用冲孔连皮整理ppt 模锻工序主要根据锻件的形状与尺寸来确定。根据已确定的工序即可设计出制坯模膛、预锻模膛及终锻模膛。根据锻件重量和形状，查阅锻工手册。：镦粗制坯-终锻成型：拔长、滚压制坯-终锻成型整理ppt切边和冲孔校正热处理清理精压（ 精压a)平面精压 b)体积精压 切边模及冲孔模a）切边模 b）冲孔模 1凸模 2凹模整理ppt 模锻零件应具有； 模锻零件上，除与其它零件配合的表面外，均应设计为； 零件的，避免零件截面间差别过大，或具有薄壁、高肋、等不良结构。模锻件结构工艺性整理ppt 是在自由锻设备上用胎模生产模锻件的工艺方法，因此胎模锻兼有自由锻

18、和模锻的特点。（1）扣模（2）筒模 开式筒模 (a)整体筒模；(b)镶块筒模；(c)带垫模筒模 整理ppt（3）合模 组合筒模 1筒模；2右半模；3冲头；4左半模；5锻件 整理ppt3.4 冲压冲压冲压 ：利用装在冲床上的冲模，使板料产生分离和变形，从而获得毛坯活零件的压力加工方法。冲压模具：冲压模具：在冲压加工中，将材料加工成零件（或半成品）的一种特殊工艺装备，称为冲压模具（俗称冲模）。 冲压生产场景整理ppt汽车覆盖件汽车覆盖件飞机蒙皮飞机蒙皮日常用品日常用品整理ppt 利用冲模在压力机上使板料分离或变形，从而获得冲压件的加工方法称为板料冲压。板料冲压的坯料厚度一般小于6mm，通常在常温下

19、冲压，故又称为。 冲压件的，表面光洁，质量稳定，一般不再进行机械加工，即可作为零件使用； ，一般可达70%80%； ，每分钟可冲压百件至数千件，易于实现机械化和自动化，； ，金属和非金属材料均可用冲压方法加工。整理ppt剪床：完成剪切工序，为冲压生产准备原料的主要设备冲床：进行冲压加工的主要设备，按其床身结构不同，有开式和 闭式两类冲床整理ppt 材料的最大变形极限，如最小相对弯曲半径、极限拉伸系数等。厚度变薄率、尺寸精度、表面质量以及成型后材料的物理力学性能。 s越小，材料容易屈服，变形抗力小，不易出现起皱，弯曲变形时回弹小。 ：屈强比小，容易产生塑性变形而不易产生拉裂，有利于提高拉深变形的

20、变形程度。整理ppt 拉伸实验中，试样开始产生局部集中变形（缩颈）的伸长率称为均匀延伸率u，表示板料产生均匀的或稳定的塑性变形的能力；翻孔或扩孔主要参数。 表示在塑性变形中材料的硬化程度，n越大，在变形中材料加工硬化越严重，硬化使材料强度的提高得到加强，增大了均匀变形的范围。 单向拉伸试样宽度应变和厚度应变之比，表示板料在厚度方向上的变形能力。结合课本P108表3-5,了解。整理ppt整理ppt使板料的一部分与其另一部分的工序，如落料、冲孔、切断和修整等。一般指落料和冲孔。冲落的部分为成品，周边为废料。冲落的部分为废料。整理ppt整理ppt整理ppt 凸模接触板料后，开始使板料产生弹性压缩、拉

21、伸和弯曲等变形。 凸模继续压入，冲压力增加，材料应力达到屈服极限时，便开始进入塑性变形阶段。 凸模继续深入，上下模微裂纹逐渐扩大向内延伸，当上下裂纹重合时，材料开始断裂分离。冲裁变形过程整理ppt 凸模和凹模刃口横向尺寸的差值的一半，常称作冲裁间隙，用c表示。c的大小影响冲裁时上下裂纹的会和，影响变形力的性质大小。 间隙对裂纹重合的影响 a）间隙过大 b）间隙过小 间隙过大或过小时，均导致上、下面的剪切裂纹不能相交重合于一线。整理ppt 间隙对冲裁件断面的影响(a)间隙过小(b)间隙合适(c)间隙过大 间隙越小，凸模与冲孔壁、凹模与落料之间的摩擦越大。对冲裁件断面质量无严格要求时，应。整理ppt整理ppt整理pptP=KLSb10-3（kN)K:系数，一般取K=1.3；L：冲裁件边长（mm）；S：冲裁件厚度（mm）；b：材料的抗剪强度（MPa）整理ppt整理ppt 如果零件的精度要求较高，表面粗糙度较低，在冲裁之后可把工件的孔或落料件进行修整。 整理ppt拉伸件示意图圆桶件的拉伸工序板料的一部分相对于另一部分的工序。整理ppt整理ppt 拉伸件的法兰部分是拉伸的主要变形区，这部分材料，产生很大程度的变形，其厚度有所增大，会引起较大的加工硬化。a. 拉伸模的凸、凹模应具有适当的圆角半径。b. 拉伸模的凸、