第三篇金属塑性加工下

1、第三篇金属塑性加工下第1页，共62页，2022年，5月20日，12点26分，星期日第2页，共62页，2022年，5月20日，12点26分，星期日5）编写锻造工艺卡第3页，共62页，2022年，5月20日，12点26分，星期日5、模锻工艺设计）绘制模锻件图锻模设计的依据第4页，共62页，2022年，5月20日，12点26分，星期日锻件最大水平投影面要保证模锻件能从模膛中取出上下两模沿分模面的模膛轮廓一致分模面能使模膛深度最浅分模面应使零件上所加的敷料最少分模面为平面dd设计内容：确定分模面上、下锻模的分界面原则：第5页，共62页，2022年，5月20日，12点26分，星期日追加加工余量、工艺余块

2、，规定锻件公差。 加工余量：14mm; 公差：0.33mm第6页，共62页，2022年，5月20日，12点26分，星期日模锻斜度为了使锻件从模膛中取出,锻件与模膛侧壁接触部分需要带一定的斜度-模锻斜度 一般外壁斜度 1取5、7、10、12。内壁斜度 2比外壁斜度 1大25。第7页，共62页，2022年，5月20日，12点26分，星期日 模锻圆角半经 在模锻件中所有两平面的交角处均需做成圆角-模锻圆角，其作用是:使金属充满模膛,提高锻件的使用寿命,同时增大锻件的强度. 模锻件的外圆r角取1. 512mm，内圆角R比外圆角半经r大23倍。 第8页，共62页，2022年，5月20日，12点26分，星

3、期日）选定模锻工步，确定锻模模膛。 一类是长轴类零件，如台阶轴、曲轴、连杆、弯曲摇臂等。一般常采用拔长、滚压、弯曲、预锻和终锻等工步。 模锻件按形状可分为两大类： 根据锻件的形状和尺寸来确定。第9页，共62页，2022年，5月20日，12点26分，星期日第10页，共62页，2022年，5月20日，12点26分，星期日 另一类为盘类(短轴类)模锻件，如齿轮、法兰盘等。一般常采用镦粗、预锻和终锻等工步。第11页，共62页，2022年，5月20日，12点26分，星期日第12页，共62页，2022年，5月20日，12点26分，星期日）计算坯料重量 追加20%25%的飞边与冲孔连皮。6）锻造生产自动线）

4、确定后续工序切边、冲孔、校正、热处理及 表面氧化皮清理等。）选择锻造设备第13页，共62页，2022年，5月20日，12点26分，星期日 6、锻件结构设计的工艺性要点 零件结构要符合锻造工艺性要求，使之结构合理，锻造方便、节约金属、保证锻件质量和提高生产效率。自由锻件： 1）自由锻件设计要避免锥体和斜面结构 ；第14页，共62页，2022年，5月20日，12点26分，星期日2）锻件由数个简单几何体构成时，几何体的交接 处不应保留空间相贯曲线 ；a）加工困难应改为： b ) 平面与圆柱、平面与平面相连接使锻造成形容易。第15页，共62页，2022年，5月20日，12点26分，星期日3）自由锻锻件

5、上不允许设计出加强筋、凸台、工字形截面和空间无规则曲面形状；第16页，共62页，2022年，5月20日，12点26分，星期日4）锻件横截面积有急剧变化或形状较复杂时，可设计成几个简单件构成的组焊或装配结构；第17页，共62页，2022年，5月20日，12点26分，星期日 模锻件： 1）有一个合理的分模面； 2）外形力求简单、平直和上下对称； 3）对垂直于分模面的非加工表面应设计出模锻斜度和锻造圆角。 4) 设计时尽量避免深孔和多孔结构零件上有四个相同的孔不能锻出，只能用机械加工成形。第18页，共62页，2022年，5月20日，12点26分，星期日5）避免薄壁、高筋、局部凸起等结构。第19页，共

6、62页，2022年，5月20日，12点26分，星期日5）在可能条件下，应采用锻焊组合工艺， 以简化锻造工艺 和降低制造成本。第20页，共62页，2022年，5月20日，12点26分，星期日复习题自由锻造和模膛锻造有何区别？各自说明工序或工步的安排。模膛锻造中，选用锻模材料有何性能要求？常用何种材料和热处理工艺？锻造（包括自由锻造和模膛锻造）一般用到那些设备？如何确定锻锤和压力机的吨位？编制自由锻造工艺包含哪些内容？编制模膛锻造工艺包含哪些内容？举例说明如何选择锻模分模面。分析飞边槽和冲孔连皮的作用。东风公司锻造厂在锻造生产自动线上生产汽车前梁锻件的锻造工步是如何安排的，试以工步流程布置图予以说

7、明。第21页，共62页，2022年，5月20日，12点26分，星期日三、 冲压 是利用冲模使板料产生分离或变形的加 工方法，通常在冷态下进行，又称冷冲压。 1. 特点： 冲压出形状复杂的零件，废料较少。 冲压加工出来的产品具有足够高的精度 和较低表面粗糙度互换性好。 能获得质量轻、强度和刚度较高的零件。 操作简便，生产效率高，工艺过程便于 机械化和自动化。第22页，共62页，2022年，5月20日，12点26分，星期日板料: 要求塑性好，低碳钢、铝、铜、镁合金等。厚度一般不超过10mm，表面无伤痕。典型材料 车身 08Al 车架 16Mn供应状态 卷料（冲压前开卷）2. 材料第23页，共62页

8、，2022年，5月20日，12点26分，星期日剪板机（剪成条料）、冲床、液压机等。如： 40厂 2000T（吨位）作用于板料的最大静压力。44厂 、41厂 4000T（吨位） 作用于板料的最大静压力。3. 设备第24页，共62页，2022年，5月20日，12点26分，星期日 是使坯料的一部分与另一部分相互分离的工序。包括：落料、冲孔、切断、修整等。1) 落料和冲孔落料被分离的部分为工件，周边为废料。冲孔被分离的部分为废料，周边为成品。4 分离工序 第25页，共62页，2022年，5月20日，12点26分，星期日 冲裁变形过程共分三个阶段： a. 弹性变形阶段 坯料产生弹性压缩、弯曲和拉伸变形，

9、此时的内应力低于屈服点。 b.塑性变性阶段 坯料内应力达到屈服点，材料开始产生塑性变形，随着凸模的不断压下，变形区的材料加工硬化加剧，直至坯料内部达到强度极限，材料内部形成微裂纹。 c. 断裂分离阶段 凸模下行，已形成的上下裂纹不断向坯料内部扩展，上下裂纹相遇时， 坯料被断裂分离。第26页，共62页，2022年，5月20日，12点26分，星期日 材料的塑性越好，光亮带宽，反之，剪切带愈宽。 冲裁件的断面 C第27页，共62页，2022年，5月20日，12点26分，星期日 凸凹模(冲裁模)间隙：是指冲裁加工时凸模和凹模之间的横向间隙。用 “ C”表示。 C0 凸、凹模间合理间隙（双边间隙和）一般

10、取板厚的1%左右。间隙既不能过大, 也不能太小，关系到产品尺寸精度，也影响模具使用寿命。C D凹 D凸第28页，共62页，2022年，5月20日，12点26分，星期日第29页，共62页，2022年，5月20日，12点26分，星期日 间隙小影响模具的寿命,间隙小,模具寿命降低第30页，共62页，2022年，5月20日，12点26分，星期日 凸凹模间隙不仅严重影响冲裁的断面质量，而且影响模具寿命。 间隙应控制在一个合理的范围之内，使所得到的上下裂纹能够基本重合于一条线。 间隙过大，材料中的拉应力增大，塑性变形阶段结束较早。 间隙过小时，材料中拉应力成分减小，压应力增强，裂纹产生受到抑制。 间隙也是

11、影响模具寿命的最主要的因素。冲裁过程中，凸模与被冲的孔之间、凹模与落料件之间均有摩擦，间隙越小摩擦力越严重。 正确选择合理间隙对冲裁生产是至关重要的。选用时主要考虑冲裁件断面质量和模具寿命这两个因素。第31页，共62页，2022年，5月20日，12点26分，星期日选取间隙的方法：1.查表法2.计算法C=mm-与材质及坯料有关的系数。-坯料厚度在生产中，对于低碳钢、铝合金、铜合金，取Z=C=(0.060.1) ;高碳钢Z=C=(0.080.12) 。第32页，共62页，2022年，5月20日，12点26分，星期日 凸、凹模刃口尺寸取决于冲裁件尺寸和 冲模间隙 落料模（D凸、D凹）凹模刃口尺寸等于

12、工件尺寸，即： D凹D件； D凸D件Z（间隙） 凸、凹模刃口尺寸 (凸凹模要具有锋利的刃口) 注意：落料件与孔径有公差时，D凹（落料）取工件最小极限尺寸（D）；d凸（冲孔）取孔的最大极限尺寸（d+）。 冲孔模（d凸、d凹） 以孔径先定凸模尺寸，即： d凸d孔； d凹d孔Z（间隙）Z/2 D凹 D凸d凸d凹第33页，共62页，2022年，5月20日，12点26分，星期日 冲裁力（F）的计算 对于平刃冲模 FKLd 式中 F冲裁力（N）； L冲裁周边长度（mm）； d板材厚度（mm）； 抗剪强度； K经验系数，一般取K。第34页，共62页，2022年，5月20日，12点26分，星期日 排样即冲裁件

13、在板料或条料件上的合理排列，以提高材料利用率。排样分为无搭边排样和有搭边排样。第35页，共62页，2022年，5月20日，12点26分，星期日2)修整 利用整修模沿冲裁件外缘或内孔刮削一薄层金属，切掉剪裂带和毛刺。提高其尺寸精度降低表面粗糙度。 IT6-IT7 Ra = 1.6-0.8 m第36页，共62页，2022年，5月20日，12点26分，星期日、变形工序 使坯料的一部分相对另一部分产生位移而不被破坏的工序。 包括 ：拉深、翻边、弯曲、成形等 汽车车身覆盖件主要由这四大成形工序完成。第37页，共62页，2022年，5月20日，12点26分，星期日1）拉深 意义在拉深模中使平板件受力成形为

14、空心 立体件。拉深过程第38页，共62页，2022年，5月20日，12点26分，星期日 m 拉深变形后的制件直径与坯料直径之比， 即: mD件D坯 如果总的拉深系数小于极限拉深系数，则需多次拉深才能最终成形。 总的拉深系数等于各次拉深系数的乘积。 变形量控制拉深系数 m一般极限拉深系数取： mmin0.50.8（低碳钢板）m越小，一次拉深变形量大。 m越大（2 ，若H（1.52）t ,当L过小时可在弯曲线上冲工艺孔。对于零件孔的精度要求较高，则应弯曲后在再冲孔。 弯曲件孔边距离第53页，共62页，2022年，5月20日，12点26分，星期日（3）对拉深件的要求 拉深件外形应简单、对称，且不宜太

15、高。以便使拉深次数尽量少，并容易成形。拉深件的圆角半径如图所示。否则，应增加整形工序。 第54页，共62页，2022年，5月20日，12点26分，星期日（4）改进结构可以简化工艺及节省材料 1) 采用冲焊结构 对于形状复杂的冲压件、可先分别冲制若干个简单件，然后再焊接成整体件 第55页，共62页，2022年，5月20日，12点26分，星期日2) 采用冲口工艺，以减少组合件数量 第56页，共62页，2022年，5月20日，12点26分，星期日3) 在使用性能不变的情况下，应尽量简化 拉深件结构，以便减少工序，节省材料， 降低成本。如消声器后盖零件结构，通过结构改进，材料减少50。 第57页，共6

16、2页，2022年，5月20日，12点26分，星期日4) 冲压件的精度和表面质量一般精度为：落料不大于IT10，冲孔不大于IT9，弯曲件不大于 IT10 IT9 。拉深件高度尺寸精度为IT10IT8，直径尺寸精度为IT10IT9，整形工序后的尺寸精度为IT7IT6，拉深件直径尺寸精度为 IT9 IT8。一般对冲压件表面所提出的要求，尽可能不要高于原材料所具有的表面质量，否则要增加切削加工的工序，使产品成本大为提高。第58页，共62页，2022年，5月20日，12点26分，星期日、冲压模分类及结构(选讲)简单冲模 简单模（单工序模）一套模具完成一道工序。模具结构简单，容易制造，适用于冲裁件的小批量生产。第59页，共62页，2022年，5月20日，12点26分，星期日级进模（连续模）压机一次行程中，在模具不同工位同时完成多道冲压工序。级进模（连续模）第60页，共62页，2022年，5月20日，12点26分，星期日复合模压机一次行程中，在模具同一工位完成多到工序（两道以上）的冲压模具。一般讲，凸模中有凹模，（凸凹模）凹模内安装有凸模。本章最后