锻压成型课件

金属的锻压成型锻压成型的特点优点：（1）改善金属的组织，提高其机械性能；（2）可节约金属材料和切削加工工时；（3）具有较高的劳动生产率。缺点：（1）零件的结构工艺性要求高；（2）需要重型设备和复杂的工模具；（3）劳动条件差。金属的塑性变形的实质概念：塑性：金属的变形能力（延伸率、断面收缩率）弹性变形：可恢复原状塑性变形：永久变形实质：是金属原子在外力的作用下发生相对移动并到达新的平衡位置。规律：金属材料总是先发生弹性变形，弹性变形进行到一定程度时才发生塑性变形。方式：位错的滑移、孪晶变形条件：σ>σs滑移面、滑移方向及滑移系位错是在切应力作用下，在特定的滑移面上沿特定的滑移方向滑移位错的滑移面就是该晶体的密排面；滑移方向就是其密排方向。统一晶格中的一个滑移面和其上的一个滑移方向组成一个滑移系。体心立方有12个；面心立方12个；密排六方只有3个滑移系越多，金属的塑性越好。面心立方的塑性>体心立方的塑性>密排六方的塑性孪晶变形晶体经孪晶变形后形成与基体镜面对称的晶体结构晶体结构类型没有改变。多晶体的塑性变形晶界阻碍位错的滑移多晶体在外加应力作用下有软位向晶粒与硬位向晶粒之分；变形的不均匀性与协调性；晶粒的转动造成软硬位向的转化。塑性变形对金属组织和性能的影响形变强化（加工硬化）强度、硬度升高，塑性、韧性下降。冷变形金属在加热时的组织和性能的变化组织变化回复应力部分消除，原子回到平衡位置再结晶现象：晶粒重新形核、长大温度：T再≈0.4T熔条件：内因—一定的变形度；外因—温度高于再结晶温度。结果：位错大量被消除，加工硬化消失。晶粒长大性能变化冷变形：强度、硬度升高，塑性韧性下降再结晶后：强度、硬度下降，塑性韧性升高纤维组织（锻造流线）形成原因：存在于晶界上的夹杂物纤维组织无法通过热处理消除；1）正应力与流线方向重合；2）切应力与流线方向垂直；3）锻造流线的分布与零件的外形轮廓相符合，而不被切断锻造比锻造比：锻造生产中代表金属变形程度的一个参数增加锻造比—可使金属组织细化，提高锻件机械性能过大的锻造比—使锻件产生各向异性。金属的锻造性能衡量方法：塑性、形变抗力影响金属锻造性能的因素：（1）金属的本质纯金属锻造性能好（面心、体心、密排六方）单相固溶体锻造性能好（2）变形条件变形温度变形速度坯料的加热始锻温度过高：过热、过烧过热：晶粒粗大过烧：晶界氧化过低：加热频繁终锻温度过高：晶粒长大；网状二次渗碳体析出。过低：锻件开裂；损坏设备变形时的应力状态对锻造性能的影响金属塑变时其应力状态中的压应力数目越多，其塑性越好；在三向压应力作用下，金属的塑性最好。但其变形抗力也最大。7.金属塑性成型方法一.分类1.体积成型：锻造、挤压2.板料成型：冲压二.

常见塑性成型方法：（1）自由锻造（2）模型锻造（3）挤压（4）拉拔（5）轧锻（6）板料冲压自由锻的特点优点：（1）设备投资小；锻造锤模具（2）方便、灵活，锻件大小不受限制；缺点：（1）锻件尺寸精度差，加工余量大；（2）锻件形状简单，生产率低，劳动强度大适用：单件、小批量生产自由锻工艺自由锻的工序（1）基本工序：镦粗、拔长、冲孔、弯曲、切割、扭转、错移等（2）辅助工序：倒棱、压肩等（3）精整工序：修平面、校直等。模锻设备模锻锤：模锻锤程控全液压锻锤压力机曲柄压力机摩擦压力机液压压力机平锻机程控全液压锻锤摩擦压力机模锻的特点分类开式模锻闭式模锻特点优点：（1）锻件表面光洁、尺寸精度高；（2）可锻形状复杂的锻件；（3）生产率高，大批量生产成本低。缺点：（1）投资大（设备、模具）；（2）工艺复杂。适用：大批量生产中、小锻件锻模模锻模膛：预锻模膛：其结构比终锻模膛高度大、宽度小、无飞边槽，模锻斜度和圆角大终锻模膛：模膛周围设飞边槽，通孔锻件需留冲孔连皮。

锤上模锻模锻锤的结构特点：（1）砧座大、且与锤身连为一体；（2）锤身与导轨配合精度高。锤上模锻特点：（1）锤击大小和频率可调（2）可完成镦粗、拔长、滚挤、弯曲、成形、预锻、终锻等工步；（3）可锻长、短轴类锻件；（4）震动和噪声大，难以实现机械化。曲柄压力机上模锻特点：（1）压力锻造，变形速度较低；（2）滑块运动精度高使得锻件尺寸精度高；（3）生产率高，震动和噪声小；（4）行程一定，不能进行滚挤、拔长等。适用：大批量生产摩擦压力机上模锻特点：（1）有一定的冲击作用；（2）滑块行程和打击能量都可调；（2）可完成镦粗、成形、弯曲、预锻、终锻等工序，适用：大批量生产小型锻件模锻零件的结构工艺性1

模锻件应具有合理的分模面：（1）制模方便；（2）金属易于充满模膛；（3）锻件便于出模；（4）减少余块。2.与分模面垂直的非加工表面应设计结构斜度3.锻件形状应力求简化，尤其应避免薄片、高肋、高台等结构4.应尽量避免窄沟、深槽和深孔、多孔结构，以便于模具制造和延长模具寿命。模锻件的工艺设计选定分模面：确定加工余量和锻造公差；表2-16模锻斜度：与分模面垂直的侧表面圆角半径：内圆角：减少摩擦阻力外圆角：金属易于充满模膛飞边与冲孔连皮模锻件的精整切边和冲孔：热切、冷切切边：去除飞边冲孔：去除冲孔连皮校正：校正变形。热校、冷校精压：提高锻件精度；降低表面粗糙度。复习思考题复习思考题胎模锻在自由锻设备上使用非固定模具（胎模）生产模锻件。特点：（1）设备投资小，模具简单；（2）锻件质量不如模锻；（3）劳动强度大，安全性差，模具寿命低。适用：小锻件中、小批量生产。锻件的冷却及热处理锻件的冷却空冷坑冷灰砂冷炉冷锻件的热处理目的：调整硬度、消除应力方式：正火、退火板料冲压设备：冲床，冲压模具材料：薄板（低碳钢、铝合金、铜合金、钛合金）特点：（1）冷变形；（2）形变强化（3）冲压件尺寸精度高（4）操作简单、生产率高、易机械化、自动化（5）模具结构复杂，质量和性能要求高板料冲压的基本工序冲裁（冲孔、落料）弯曲拉深成形其它锻压加工方法精密模锻精密冲压高速锤锻造摆动碾压电镦挤压成型轧制成型粉末锻造液态模锻超塑性模锻精密模锻精度：尺寸精度IT12～IT15粗糙度Ra值3.2～1.6μm技术难点：模具坯料和加热挤压成型特点：1。提高零件精度；2。生产率和材料利用率高3。提高零件的机械性能4。适用于塑性较低金属成型方式：正挤压、反挤压、复合挤压、径向挤压热挤压、温挤压、冷挤压表面润滑磷化：表面形成多孔的磷化膜；皂化：在60～70℃的硬脂酸钠溶液中浸泡15min。轧锻概念：通过轧辊的旋转轧制零件轧锻的分类：纵轧：工件作直线运动横轧：工件作旋转运动辊锻工艺概念：孔形在扇形模块上适用的零件：教材P141横轧工艺：轧制回转体类零件斜轧工艺（螺旋轧制工艺）：坯料径向受压沿径向和轴向流动，轧制钢球、周期性变形的长杆锻件、丝杆。扩孔工艺：制造环行锻件塑性成型件的工艺设计绘制锻件图确定工艺流程1.计算坯料质量；2.确定原材料直径及高度；3.确定锻造工序；4.锻件的加热温度及冷却方式选定设备及辅助工具锤上自由锻工艺规程的制定1.绘制锻件图（加工余量、锻造公差、余块）2.确定变形工步（表2-7）3.计算坯料重量和尺寸G坯=G锻+G损=G锻+G烧+G芯+G切（P106表2-8）根据坯料重量确定坯料体积，然后选定钢材的直径