第三篇金屬壓力加工

1、 金屬的塑性變形金屬的塑性變形 鍛鍛 造造 板料沖壓板料沖壓 講授學(xué)時：講授學(xué)時：8 8 學(xué)時學(xué)時 利用金屬在外力作用下所產(chǎn)生的塑性變形，來獲得具有一定利用金屬在外力作用下所產(chǎn)生的塑性變形，來獲得具有一定形狀、尺寸和力學(xué)性能的原材料、毛坯或零件的生產(chǎn)方法，稱為形狀、尺寸和力學(xué)性能的原材料、毛坯或零件的生產(chǎn)方法，稱為金屬壓力加工，又稱金屬壓力加工，又稱“金屬塑性加工金屬塑性加工”。 金屬壓力加工的基本方式有以下幾種：軋制、拉拔、擠壓金屬壓力加工的基本方式有以下幾種：軋制、拉拔、擠壓、鍛造及板料沖壓。、鍛造及板料沖壓。 軋制：金屬坯料在兩個回轉(zhuǎn)軋輥的孔隙中受壓變形，以獲得軋制：金屬坯料在兩個回轉(zhuǎn)軋

2、輥的孔隙中受壓變形，以獲得各種產(chǎn)品的加工方法。各種產(chǎn)品的加工方法。軋板軋板、軋圓鋼軋圓鋼、冷軋絲杠冷軋絲杠視頻。視頻。 軋制產(chǎn)品：各種截面形狀的型材、板材、無縫管材等。軋制產(chǎn)品：各種截面形狀的型材、板材、無縫管材等。 拉拔：金屬坯料被拉過拉拔模的?？锥冃蔚募庸し椒?。拉拔：金屬坯料被拉過拉拔模的?？锥冃蔚募庸し椒?。 冷拔加工冷拔加工視頻。視頻。 擠壓：金屬坯擠壓：金屬坯料在擠壓模內(nèi)被擠料在擠壓模內(nèi)被擠出?？锥冃蔚募映瞿？锥冃蔚募庸し椒?。擠壓可獲工方法。擠壓可獲得各種復(fù)雜截面的得各種復(fù)雜截面的型材或零件。型材或零件。動畫動畫 類型分：正擠壓類型分：正擠壓空心件空心件和和實心件實心件以及以及

3、反擠壓反擠壓的動畫演示。的動畫演示。 鍛造：金屬坯料在抵鐵或鍛模模膛內(nèi)變形而獲得產(chǎn)品的加工鍛造：金屬坯料在抵鐵或鍛模模膛內(nèi)變形而獲得產(chǎn)品的加工方法。方法。鍛自由造鍛自由造視頻。視頻。 板料沖壓：金屬板料在沖模間受外力作用而產(chǎn)生分離或變形板料沖壓：金屬板料在沖模間受外力作用而產(chǎn)生分離或變形的加工方法。的加工方法。板料沖壓板料沖壓視頻。視頻。 應(yīng)用：應(yīng)用： 一般常用的金屬型材、板材、管材和線材等原材料一般常用的金屬型材、板材、管材和線材等原材料 軋軋制、擠壓和拉拔等方法制成。制、擠壓和拉拔等方法制成。 承受重載的機件等許多毛坯承受重載的機件等許多毛坯( (機床主軸、重要齒輪）機床主軸、重要齒輪）

4、- - 鍛鍛造方法制造。造方法制造。 板料沖壓廣泛用于汽車、電器、儀表等方面。板料沖壓廣泛用于汽車、電器、儀表等方面。學(xué)習(xí)目的及要求學(xué)習(xí)目的及要求：1.1.了解變形機理；了解變形機理；2.2.掌握金屬常溫下塑性變形時組織性能變化；掌握金屬常溫下塑性變形時組織性能變化；3.3.掌握加工硬化現(xiàn)象的利與弊及如何消除；掌握加工硬化現(xiàn)象的利與弊及如何消除；4.4.了解影響可鍛性的因素。了解影響可鍛性的因素。重點及難點：重點及難點：1.1.加工硬化、再結(jié)晶；加工硬化、再結(jié)晶；2.2.纖維組織。纖維組織。金屬材料經(jīng)過壓力加工之后，其內(nèi)部組織發(fā)生很大變化，金屬材料經(jīng)過壓力加工之后，其內(nèi)部組織發(fā)生很大變化，金屬

5、的性能得到改善和提高。金屬的性能得到改善和提高。因此，為正確選用壓力加工方法、合理設(shè)計其零件，必須了因此，為正確選用壓力加工方法、合理設(shè)計其零件，必須了解金屬塑性變形的實質(zhì)、規(guī)律和影響因素等。解金屬塑性變形的實質(zhì)、規(guī)律和影響因素等。 第一節(jié)第一節(jié) 金屬塑性變形的實質(zhì)金屬塑性變形的實質(zhì) 彈性變形：彈性變形： 金屬在外力作用下，其內(nèi)部必將產(chǎn)生應(yīng)力。當外力停止作用金屬在外力作用下，其內(nèi)部必將產(chǎn)生應(yīng)力。當外力停止作用后，應(yīng)力消失，變形也隨之消失，金屬的這種變形稱為彈性變形后，應(yīng)力消失，變形也隨之消失，金屬的這種變形稱為彈性變形 塑性變形：塑性變形： 外力增大到使金屬的內(nèi)應(yīng)力超過該金外力增大到使金屬的內(nèi)

6、應(yīng)力超過該金屬的屈服點之后，即使外力停止作用，金屬的屈服點之后，即使外力停止作用，金屬的變形也并不消失，這種變形稱為屬的變形也并不消失，這種變形稱為塑性塑性變形變形。 1. 1. 單晶體內(nèi)的變形單晶體內(nèi)的變形 塑性變形的實質(zhì)：是在晶體內(nèi)沿一定晶面產(chǎn)生相對滑移的結(jié)塑性變形的實質(zhì)：是在晶體內(nèi)沿一定晶面產(chǎn)生相對滑移的結(jié)果。果。動畫演示動畫演示。 2. 2. 多晶體（實際金屬）的變形多晶體（實際金屬）的變形 實際晶體內(nèi)部存在大量缺陷。其中，以位錯對金屬塑性變形實際晶體內(nèi)部存在大量缺陷。其中，以位錯對金屬塑性變形的影響最為明顯。的影響最為明顯。多晶體的塑性變形多晶體的塑性變形動畫。動畫。 滑移：滑移：

7、是通過位錯運動實現(xiàn)的。是通過位錯運動實現(xiàn)的。塑性變形主要通過塑性變形主要通過“滑移滑移”方方式進行，式進行，無數(shù)個滑移便形成宏無數(shù)個滑移便形成宏觀的塑性變形。觀的塑性變形。 可知，由于通常使用的金屬都是大量微小晶粒組成的多晶可知，由于通常使用的金屬都是大量微小晶粒組成的多晶體。因此，體。因此，其塑性變形可以看成是由組成多晶體的許多單個晶粒其塑性變形可以看成是由組成多晶體的許多單個晶粒產(chǎn)生變形的綜合效果，同時，晶間也變形。產(chǎn)生變形的綜合效果，同時，晶間也變形。 自由鍛錯移變形：自由鍛錯移變形：視頻視頻。地毯的皺折移動與位錯：。地毯的皺折移動與位錯：視頻視頻。 純鋁試件的拉伸試驗及位錯模型：純鋁試

8、件的拉伸試驗及位錯模型：視頻視頻。 電子顯微鏡下的位錯運動：電子顯微鏡下的位錯運動：視頻視頻。金屬受外力金屬受外力晶內(nèi)晶內(nèi)- -滑移滑移晶間晶間- -滑動、轉(zhuǎn)動滑動、轉(zhuǎn)動宏觀塑性變形宏觀塑性變形 彈復(fù)現(xiàn)象：彈復(fù)現(xiàn)象： 金屬內(nèi)部有了應(yīng)力就會發(fā)生彈性變形。應(yīng)力增大到一定程度金屬內(nèi)部有了應(yīng)力就會發(fā)生彈性變形。應(yīng)力增大到一定程度后使金屬產(chǎn)生塑性變形。當外力去除后，彈性變形將恢復(fù)，后使金屬產(chǎn)生塑性變形。當外力去除后，彈性變形將恢復(fù)，稱稱“彈復(fù)彈復(fù)”現(xiàn)象?，F(xiàn)象。 - - 彈復(fù)對工件的變形和質(zhì)量影響很大，金屬壓力加工時，應(yīng)彈復(fù)對工件的變形和質(zhì)量影響很大，金屬壓力加工時，應(yīng)采取措施防止。采取措施防止。 實際金

9、屬：實際金屬： 1 1）冷變形強化（加工硬化）：）冷變形強化（加工硬化）：a a、金屬的力學(xué)性能隨其內(nèi)部組織變化而發(fā)生明顯變化。、金屬的力學(xué)性能隨其內(nèi)部組織變化而發(fā)生明顯變化。變形變形，金屬的強度及硬度，金屬的強度及硬度而塑性和韌性而塑性和韌性。這種現(xiàn)象稱。這種現(xiàn)象稱為為冷變形強化冷變形強化，又稱，又稱加工硬化加工硬化。原因：碎晶塊和附近晶格扭曲阻礙滑移。原因：碎晶塊和附近晶格扭曲阻礙滑移。 金屬在常溫下經(jīng)過塑性變形后，內(nèi)部組織和性能將發(fā)生兩種金屬在常溫下經(jīng)過塑性變形后，內(nèi)部組織和性能將發(fā)生兩種變化：變化： 1 1、組織變化：、組織變化： 晶粒沿最大變形的方向伸長；晶粒沿最大變形的方向伸長；

10、晶格與晶粒發(fā)生扭曲；晶格與晶粒發(fā)生扭曲； 晶粒間產(chǎn)生碎晶。晶粒間產(chǎn)生碎晶。 2 2、性能變化（加工硬化）、性能變化（加工硬化） 是隨變形程度的增加，強度、硬是隨變形程度的增加，強度、硬度增加，而塑性、韌性下降的現(xiàn)象。度增加，而塑性、韌性下降的現(xiàn)象。b b、金屬回復(fù)溫度：、金屬回復(fù)溫度：冷變形強化冷變形強化是一種不穩(wěn)定現(xiàn)象，具有自發(fā)的回復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài)是一種不穩(wěn)定現(xiàn)象，具有自發(fā)的回復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài)的傾向。但在室溫下不易實現(xiàn)。的傾向。但在室溫下不易實現(xiàn)。當提高溫度時，原子因獲得熱能，熱運動加劇，使原子得以當提高溫度時，原子因獲得熱能，熱運動加劇，使原子得以回復(fù)正常排列，消除了晶格扭曲，致使加工硬化得到部分

11、消除?；貜?fù)正常排列，消除了晶格扭曲，致使加工硬化得到部分消除。這一過程稱為這一過程稱為“回復(fù)回復(fù)”。這時的溫度稱為回復(fù)溫度，即這時的溫度稱為回復(fù)溫度，即 T T回回=(0.25=(0.250.3)T0.3)T熔熔c c、金屬再結(jié)晶溫度、金屬再結(jié)晶溫度當溫度繼續(xù)升高到該金屬熔點絕對溫度當溫度繼續(xù)升高到該金屬熔點絕對溫度0.40.4倍時，金屬原子獲倍時，金屬原子獲得更多熱能，開始以某些碎晶或雜質(zhì)為核心，按變形前的晶格結(jié)得更多熱能，開始以某些碎晶或雜質(zhì)為核心，按變形前的晶格結(jié)構(gòu)結(jié)晶成新的晶粒，從而消除了全部冷變形強化現(xiàn)象。構(gòu)結(jié)晶成新的晶粒，從而消除了全部冷變形強化現(xiàn)象。這個過程這個過程稱為再結(jié)晶。稱

12、為再結(jié)晶。這時的溫度稱為再結(jié)晶溫度，即這時的溫度稱為再結(jié)晶溫度，即T T再再=0.4 T=0.4 T熔熔金屬強化：金屬強化：金屬的冷變形強化（冷作硬化）是強化金屬的重要手段，尤金屬的冷變形強化（冷作硬化）是強化金屬的重要手段，尤其是對無同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變的金屬是唯一強化金屬的方法。其是對無同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變的金屬是唯一強化金屬的方法。但強化金屬的同時，給金屬的繼續(xù)加工帶來了困難，因此但強化金屬的同時，給金屬的繼續(xù)加工帶來了困難，因此要經(jīng)過再結(jié)晶使金屬重新獲得塑性，因此塑性變形工藝過程中經(jīng)要經(jīng)過再結(jié)晶使金屬重新獲得塑性，因此塑性變形工藝過程中經(jīng)常應(yīng)用到再結(jié)晶退火工藝。常應(yīng)用到再結(jié)晶退火工藝。再結(jié)晶退火：再結(jié)

13、晶退火：就是將冷作硬化以后的金屬重新加熱到再結(jié)晶溫度以上某一就是將冷作硬化以后的金屬重新加熱到再結(jié)晶溫度以上某一溫度讓其發(fā)生再結(jié)晶，繼而消除冷作硬化現(xiàn)象，以利于繼續(xù)進行溫度讓其發(fā)生再結(jié)晶，繼而消除冷作硬化現(xiàn)象，以利于繼續(xù)進行塑性加工。塑性加工。加工硬化與再結(jié)晶的應(yīng)用：加工硬化與再結(jié)晶的應(yīng)用：視頻視頻。2 2）熱變形）熱變形( (熱加工熱加工) ) T T加工加工 T T再再 時，變形產(chǎn)生的加工硬化被時，變形產(chǎn)生的加工硬化被隨即發(fā)生的再結(jié)晶所抵消，變形后金屬具有隨即發(fā)生的再結(jié)晶所抵消，變形后金屬具有再結(jié)晶的相同晶粒組織，而無任何加工硬化再結(jié)晶的相同晶粒組織，而無任何加工硬化痕跡，這種變形稱為痕跡

14、，這種變形稱為熱變形熱變形。即冷變形強化和再結(jié)晶過程同時存在。即冷變形強化和再結(jié)晶過程同時存在。熱變形結(jié)果：熱變形結(jié)果：無加工硬化無加工硬化加工硬化和再結(jié)晶同時進行；加工硬化和再結(jié)晶同時進行；所以，經(jīng)熱變形的金屬雖然沒有加所以，經(jīng)熱變形的金屬雖然沒有加工硬化，但是其機械性能仍明顯提高。工硬化，但是其機械性能仍明顯提高?？砂汛执蟆⒉痪鶆蚪Y(jié)構(gòu)可把粗大、不均勻結(jié)構(gòu) 細化。細化。細化晶粒細化晶粒鑄態(tài)晶粒被破碎；鑄態(tài)晶粒被破碎；致密組織致密組織縮松、氣孔被壓合；縮松、氣孔被壓合；形成纖維組織形成纖維組織雜質(zhì)分布狀態(tài)被雜質(zhì)分布狀態(tài)被改變。改變。 纖維組織的利用原則：纖維組織的利用原則：1 1）纖維組織：）

15、纖維組織：鑄錠在壓力加工中產(chǎn)生塑性變形時，基體金屬的晶粒形狀和鑄錠在壓力加工中產(chǎn)生塑性變形時，基體金屬的晶粒形狀和沿晶界分布的雜質(zhì)形狀都發(fā)生了變形，它們將沿著變形方向被拉沿晶界分布的雜質(zhì)形狀都發(fā)生了變形，它們將沿著變形方向被拉長，呈纖維形狀。這種結(jié)構(gòu)叫長，呈纖維形狀。這種結(jié)構(gòu)叫纖維組織纖維組織。纖維組織視頻纖維組織視頻。2 2）具有纖維組織的金屬，各個方向上的機械性能不相同。）具有纖維組織的金屬，各個方向上的機械性能不相同。順纖維方向的機械性能比橫纖維方向的好。順纖維方向的機械性能比橫纖維方向的好。金屬的變形程度越大，纖維組織就越明顯，機械性能的方向金屬的變形程度越大，纖維組織就越明顯，機械性

16、能的方向性也就越顯著。性也就越顯著。實例：不同工藝及加工方法不同實例：不同工藝及加工方法不同a a）當采用棒料直接經(jīng)）當采用棒料直接經(jīng)切削加工切削加工制造螺釘時，螺釘頭部與桿部制造螺釘時，螺釘頭部與桿部的纖維被切斷，不能連貫起來，受力時產(chǎn)生的切應(yīng)力順著纖維方的纖維被切斷，不能連貫起來，受力時產(chǎn)生的切應(yīng)力順著纖維方向，故螺釘?shù)某休d能力較弱。向，故螺釘?shù)某休d能力較弱。原則：原則：使纖維分布與零件的輪廓相符合而不被切斷；使纖維分布與零件的輪廓相符合而不被切斷；使零件所受的最大拉應(yīng)力與纖維方向一致，最大切應(yīng)力與使零件所受的最大拉應(yīng)力與纖維方向一致，最大切應(yīng)力與纖維方向垂直。纖維方向垂直。b b）當采用

17、同樣棒料經(jīng)局部）當采用同樣棒料經(jīng)局部鐓粗方法鐓粗方法制造螺釘時，纖維不被切制造螺釘時，纖維不被切斷且連貫性好，纖維方向也較為有利，故螺釘質(zhì)量較好。斷且連貫性好，纖維方向也較為有利，故螺釘質(zhì)量較好。金屬的可鍛性金屬的可鍛性 金屬的可鍛性：是衡量材料在經(jīng)受壓力加工時獲得優(yōu)質(zhì)制品金屬的可鍛性：是衡量材料在經(jīng)受壓力加工時獲得優(yōu)質(zhì)制品難易程度的工藝性能。難易程度的工藝性能。 一、金屬的本質(zhì)（內(nèi)因）一、金屬的本質(zhì)（內(nèi)因） 1 1、化學(xué)成分的影響、化學(xué)成分的影響 一般情況下，純金屬的可鍛性比合金好；碳鋼一般情況下，純金屬的可鍛性比合金好；碳鋼C%C% ，可鍛性可鍛性 ；鋼中含有形成碳化物的元素（鉻、鉬、鎢、

18、釩）時，；鋼中含有形成碳化物的元素（鉻、鉬、鎢、釩）時，可鍛性可鍛性 可鍛性常用金屬的可鍛性常用金屬的塑性塑性( ( ) )和和變形抗力變形抗力( ( y y) )綜合評定。綜合評定。 , , y y 可鍛性可鍛性 ，反之差。，反之差。 變形抗力變形抗力( ( y y) )：指在壓力加工過程中變形金屬作用于施壓：指在壓力加工過程中變形金屬作用于施壓工具表面單位面積上的壓力。工具表面單位面積上的壓力。 y y，變型中所消耗的能量，變型中所消耗的能量。 可知，金屬的可鍛性取決于金屬的本質(zhì)和加工條件?？芍?，金屬的可鍛性取決于金屬的本質(zhì)和加工條件。 2 2、金屬組織的影響、金屬組織的影響 純金屬及固溶

19、體的可鍛性好，而碳化物的可鍛性差。純金屬及固溶體的可鍛性好，而碳化物的可鍛性差。 組織組成：組織組成： 單相比多相好，如單相比多相好，如 A A比比P P 好。故好。故鍛造溫度多選在鍛造溫度多選在 A A 區(qū)。區(qū)。 變形溫度變形溫度 ，, , y y ，可鍛性可鍛性 （但不能過燒）。（但不能過燒）。 過燒：過燒：是指加熱溫度過高，被是指加熱溫度過高，被鍛金屬的晶界因含合金元素或雜質(zhì)量鍛金屬的晶界因含合金元素或雜質(zhì)量高、熔點低而先發(fā)生熔化。高、熔點低而先發(fā)生熔化。鍛造時即鍛造時即發(fā)生開裂，故一定不能過燒。發(fā)生開裂，故一定不能過燒。 二、加工條件（外因）二、加工條件（外因） 1 1、變形溫度的影響

20、、變形溫度的影響 提高金屬變形時的溫度，是改善金屬可鍛性的有效措施，并提高金屬變形時的溫度，是改善金屬可鍛性的有效措施，并對生產(chǎn)、產(chǎn)品質(zhì)量及金屬的有效利用等均有極大的影響。對生產(chǎn)、產(chǎn)品質(zhì)量及金屬的有效利用等均有極大的影響。 2 2、變形速度的影響、變形速度的影響 變形速度：變形速度： 即單位時間的變形速度。它對可鍛性的影響是矛盾的。即單位時間的變形速度。它對可鍛性的影響是矛盾的。 1 1、a a點左：變形速度點左：變形速度 ，, , y y ，可鍛性可鍛性 2 2、a a點右：變形速度點右：變形速度 ，熱效應(yīng)現(xiàn)象越明顯，熱效應(yīng)現(xiàn)象越明顯， y y ，可鍛可鍛性性 。 熱效應(yīng)現(xiàn)象除在高速錘等熱效

21、應(yīng)現(xiàn)象除在高速錘等設(shè)備的鍛造較明顯外，設(shè)備的鍛造較明顯外，一般壓力一般壓力加工，不易出現(xiàn)。加工，不易出現(xiàn)。 3 3、應(yīng)力狀態(tài)的影響、應(yīng)力狀態(tài)的影響 金屬經(jīng)受不同方法變形時，所產(chǎn)生的應(yīng)力性質(zhì)（壓應(yīng)力或拉金屬經(jīng)受不同方法變形時，所產(chǎn)生的應(yīng)力性質(zhì)（壓應(yīng)力或拉應(yīng)力）和大小是不同的。應(yīng)力）和大小是不同的。 實踐可知：實踐可知：三個方向應(yīng)力中，受壓應(yīng)力數(shù)目三個方向應(yīng)力中，受壓應(yīng)力數(shù)目 ， ，可鍛可鍛性性 ，拉應(yīng)力的數(shù)目，拉應(yīng)力的數(shù)目 ， , ,可鍛性可鍛性 。 綜上所述，金屬的可鍛性既取決于金屬的本質(zhì)，又取決于綜上所述，金屬的可鍛性既取決于金屬的本質(zhì)，又取決于變形條件。變形條件。 因此，壓力加工過程中，應(yīng)

22、要創(chuàng)造最有利的變形條件，充分因此，壓力加工過程中，應(yīng)要創(chuàng)造最有利的變形條件，充分發(fā)揮金屬的塑性，降低變形抗力，發(fā)揮金屬的塑性，降低變形抗力，使功耗最少，變形進行的充分使功耗最少，變形進行的充分，達到加工的目的。，達到加工的目的。學(xué)習(xí)目的及要求學(xué)習(xí)目的及要求：1.1.基本掌握自由鍛造主要幾種工序的定義和應(yīng)用；基本掌握自由鍛造主要幾種工序的定義和應(yīng)用；2.2.能合理地確立鍛造零件的結(jié)構(gòu)工藝性；能合理地確立鍛造零件的結(jié)構(gòu)工藝性；3.3.了解自由鍛造工藝規(guī)程的編制，錘上模鍛、胎模鍛造工藝了解自由鍛造工藝規(guī)程的編制，錘上模鍛、胎模鍛造工藝方法。方法。重點及難點：重點及難點：1.1.鍛造方法；鍛造方法；2

23、.2.鍛件結(jié)構(gòu)工藝性。鍛件結(jié)構(gòu)工藝性。鍛造概念：鍛造概念：利用沖擊力或壓力使金屬在利用沖擊力或壓力使金屬在抵鐵間抵鐵間或或鍛模鍛模中變形，從而獲得中變形，從而獲得所需形狀和尺寸的鍛件的工藝方法。所需形狀和尺寸的鍛件的工藝方法。第一節(jié)第一節(jié) 鍛造方法鍛造方法自由鍛和模鍛兩種方法：自由鍛和模鍛兩種方法：一、自由鍛一、自由鍛利用沖擊力或壓力使金屬在上下兩個抵鐵之間產(chǎn)生變形，從利用沖擊力或壓力使金屬在上下兩個抵鐵之間產(chǎn)生變形，從而獲得所需形狀及尺寸的鍛件。而獲得所需形狀及尺寸的鍛件。 金屬坯料變形時，沿變形方向金屬坯料變形時，沿變形方向可以自由流動，不受限制?？梢宰杂闪鲃樱皇芟拗?。視頻視頻。特點：生

24、產(chǎn)所用工具簡單，具有較大的通用性，應(yīng)用較廣。特點：生產(chǎn)所用工具簡單，具有較大的通用性，應(yīng)用較廣。設(shè)備：鍛錘設(shè)備：鍛錘 沖擊力使金屬坯料變形，用于中、小型件；沖擊力使金屬坯料變形，用于中、小型件； 液壓機液壓機- - 壓力使金屬坯料變形，用于大型鍛件。壓力使金屬坯料變形，用于大型鍛件。自由鍛的工具和設(shè)備：自由鍛的工具和設(shè)備：視頻視頻。鍛造加熱設(shè)備。鍛造加熱設(shè)備: :視頻視頻。1 1、自由鍛工序：、自由鍛工序：分基本工序、輔助工序和精整工序三大類。分基本工序、輔助工序和精整工序三大類。1 1）基本工序：）基本工序：使金屬坯料實現(xiàn)主要的變型要求，達到或基本達到鍛件所需使金屬坯料實現(xiàn)主要的變型要求，達

25、到或基本達到鍛件所需形狀和尺寸的工序。主要有以下基本工序：形狀和尺寸的工序。主要有以下基本工序：鐓粗鐓粗：使坯料高度減小、橫截面積增大的工序。用盤套類。：使坯料高度減小、橫截面積增大的工序。用盤套類。動畫演示動畫演示。拔長拔長：使坯料橫截面積小、長度增大的工序。用于軸、桿類：使坯料橫截面積小、長度增大的工序。用于軸、桿類。有整體和局部鐓粗。有整體和局部鐓粗。動畫演示動畫演示。沖孔沖孔：使坯料具有通孔或盲孔的工序。：使坯料具有通孔或盲孔的工序。彎曲彎曲：使坯料軸線產(chǎn)生一定曲率的工序。：使坯料軸線產(chǎn)生一定曲率的工序。扭轉(zhuǎn)扭轉(zhuǎn)：使坯料的一部分相對于另一部分繞其軸線旋轉(zhuǎn)一定角：使坯料的一部分相對于另一

26、部分繞其軸線旋轉(zhuǎn)一定角度的工序。度的工序。錯移錯移：使坯料的一部分相對于另一部分平移錯開的工序，是：使坯料的一部分相對于另一部分平移錯開的工序，是生產(chǎn)曲拐或曲軸類鍛件必須的工序。生產(chǎn)曲拐或曲軸類鍛件必須的工序。切割切割：是分隔坯料或去除鍛件余量的工序。：是分隔坯料或去除鍛件余量的工序。自由鍛的基本工序：自由鍛的基本工序：視頻視頻。2 2）輔助工序：是指基本工序之前的工序。如壓鉗口、倒稜、）輔助工序：是指基本工序之前的工序。如壓鉗口、倒稜、壓肩等。壓肩等。 3 3）精整工序：是在完成基本工序之后，用以提高鍛件尺寸及）精整工序：是在完成基本工序之后，用以提高鍛件尺寸及位置精度的工序。位置精度的工序

27、。2 2、鍛件分類及基本工序方案：一般分六類，主要工序表、鍛件分類及基本工序方案：一般分六類，主要工序表3-13-1二、模鍛二、模鍛模鍛是使金屬坯料在沖擊力或壓力作用下，在模鍛是使金屬坯料在沖擊力或壓力作用下，在鍛模模膛鍛模模膛內(nèi)變內(nèi)變形，從而獲得鍛件的工藝方法。形，從而獲得鍛件的工藝方法。動畫演示動畫演示。視頻視頻。特點：金屬在模膛內(nèi)變形，因而模鍛生產(chǎn)的鍛件尺寸精確特點：金屬在模膛內(nèi)變形，因而模鍛生產(chǎn)的鍛件尺寸精確、加工余量較小、結(jié)構(gòu)可以復(fù)雜，而且生產(chǎn)率高。、加工余量較小、結(jié)構(gòu)可以復(fù)雜，而且生產(chǎn)率高。模鍛分類：模鍛分類：按使用設(shè)備不同分按使用設(shè)備不同分- -錘上模鍛、曲柄壓力機錘上模鍛、曲柄

28、壓力機 上模鍛、摩擦壓力機上模鍛、胎膜鍛等。上模鍛、摩擦壓力機上模鍛、胎膜鍛等。視頻視頻。1 1、錘上模鍛、錘上模鍛錘上模鍛所用設(shè)備為鍛模錘，沖擊力使金屬錘上模鍛所用設(shè)備為鍛模錘，沖擊力使金屬變形。變形。錘上模鍛錘上模鍛視頻視頻。模膛根據(jù)其功用的不同分：模膛根據(jù)其功用的不同分：模鍛模膛和制坯模膛模鍛模膛和制坯模膛兩種。兩種。1 1）模鍛模膛：）模鍛模膛：特點：由于金屬在模膛中發(fā)生整體變形，故作用在鍛模上的特點：由于金屬在模膛中發(fā)生整體變形，故作用在鍛模上的抗力較大?？沽^大。有終鍛模膛和預(yù)斷模膛。有終鍛模膛和預(yù)斷模膛。1.1.終鍛模膛：終鍛模膛：使坯料最終成形的模膛。使坯料最終成形的模膛。特點

29、：形狀、尺寸與鍛件相似，尺寸比鍛件大一個收縮量，特點：形狀、尺寸與鍛件相似，尺寸比鍛件大一個收縮量，鋼件收縮率鋼件收縮率1.51.5。沿模堂四周有。沿模堂四周有飛邊槽飛邊槽。通孔應(yīng)留有。通孔應(yīng)留有沖孔連皮沖孔連皮。飛邊槽：飛邊槽：沿模膛四周形成的槽。沿模膛四周形成的槽。作用：容納多余金屬，增大金屬向外流動的阻力。作用：容納多余金屬，增大金屬向外流動的阻力。2.2.預(yù)斷模膛：預(yù)斷模膛：使坯料預(yù)變形，以接近鍛件尺寸的模膛。終鍛時，金屬容易使坯料預(yù)變形，以接近鍛件尺寸的模膛。終鍛時，金屬容易充滿終鍛模膛。充滿終鍛模膛。特點：預(yù)鍛模膛形狀接近模鍛件，模鍛圓角及模鍛斜度較大特點：預(yù)鍛模膛形狀接近模鍛件，

30、模鍛圓角及模鍛斜度較大，沒有飛邊槽。，沒有飛邊槽。沖孔連皮：沖孔連皮：終鍛后在孔內(nèi)留有一薄層的終鍛后在孔內(nèi)留有一薄層的金屬成為沖孔連皮。最后沖孔連金屬成為沖孔連皮。最后沖孔連皮和飛邊沖掉后，得到有沖孔的皮和飛邊沖掉后，得到有沖孔的模鍛件。模鍛件。動畫演示動畫演示。2 2）制坯模膛：）制坯模膛：對于形狀復(fù)雜的模鍛件，使坯料形狀基本接近于模鍛件形狀對于形狀復(fù)雜的模鍛件，使坯料形狀基本接近于模鍛件形狀使金屬能合理分布和很好地充滿模鍛模膛，就必須預(yù)先在使金屬能合理分布和很好地充滿模鍛模膛，就必須預(yù)先在制坯模膛內(nèi)制坯。制坯模膛內(nèi)制坯。制坯模膛有以下幾種：制坯模膛有以下幾種：1.1.拔長模膛：拔長模膛：用

31、來減小坯料某部分的橫截面積，以增加該部部分的長度。用來減小坯料某部分的橫截面積，以增加該部部分的長度。有開式和閉式。坯料除有開式和閉式。坯料除向前送進向前送進外并需不斷翻轉(zhuǎn)。外并需不斷翻轉(zhuǎn)。2.2.滾壓模膛：滾壓模膛：在坯料長度基本不變，減小坯料某部分的橫截面積，以增大在坯料長度基本不變，減小坯料某部分的橫截面積，以增大另一部分的橫截面積。需不斷翻轉(zhuǎn)坯料，但另一部分的橫截面積。需不斷翻轉(zhuǎn)坯料，但不作送進運動不作送進運動。錘上模鍛成型的工藝過程一般為：錘上模鍛成型的工藝過程一般為：切斷毛坯切斷毛坯加熱坯料加熱坯料模鍛模鍛切除模鍛件的飛邊切除模鍛件的飛邊校正鍛件校正鍛件鍛件熱處理鍛件熱處理表面清理

32、表面清理檢驗檢驗成堆存放。成堆存放。錘上模鍛成型的工藝設(shè)計：錘上模鍛成型的工藝設(shè)計：包括制定鍛件圖、計算坯料尺寸、確定模鍛工步包括制定鍛件圖、計算坯料尺寸、確定模鍛工步( (選擇模膛選擇模膛) )、選擇設(shè)備及安排修整工序等。、選擇設(shè)備及安排修整工序等。其中最主要的是鍛件圖的制定和其中最主要的是鍛件圖的制定和模鍛工步的確定。模鍛工步的確定。3.3.彎曲模膛：彎曲模膛：可彎曲坯料?？蓮澢髁稀?.4.切斷模膛：切斷模膛：切斷坯料的一部分。切斷坯料的一部分。模膛設(shè)計：模膛設(shè)計：根據(jù)模鍛件的復(fù)雜程度，所需變形的模膛數(shù)量不等，可將鍛根據(jù)模鍛件的復(fù)雜程度，所需變形的模膛數(shù)量不等，可將鍛模設(shè)計成模設(shè)計成單膛

33、鍛模單膛鍛模或或多膛鍛模多膛鍛模。單膛鍛模：單膛鍛模：在一副鍛模上只具有終鍛模膛一個在一副鍛模上只具有終鍛模膛一個鍛模鍛模 齒輪坯模鍛件。齒輪坯模鍛件。多膛鍛模：多膛鍛模：在一副鍛模上具有兩個以上模膛的在一副鍛模上具有兩個以上模膛的鍛模鍛模 彎曲或曲柄連桿。彎曲或曲柄連桿。動畫演示動畫演示。 缺點：缺點： 震動大、噪聲大，難以實現(xiàn)機械化和自動化震動大、噪聲大，難以實現(xiàn)機械化和自動化, ,上產(chǎn)率相對較上產(chǎn)率相對較低。低。錘上模鍛特點：錘上模鍛特點：優(yōu)點：優(yōu)點：設(shè)備投資少，鍛件質(zhì)量好，適應(yīng)性強，可以實現(xiàn)多種變形工設(shè)備投資少，鍛件質(zhì)量好，適應(yīng)性強，可以實現(xiàn)多種變形工步，鍛制不同形狀的鍛件等。步，鍛制

34、不同形狀的鍛件等。2 2、曲柄壓力機上模鍛、曲柄壓力機上模鍛( (工作原理示意圖工作原理示意圖動畫演示動畫演示) )結(jié)構(gòu)特點：結(jié)構(gòu)特點：1 1）工作無震動，噪音?。唬┕ぷ鳠o震動，噪音小；2 2）行程大小由曲柄尺寸決定；）行程大小由曲柄尺寸決定；3 3）能自動把鍛造完的鍛件從模膛中頂出。參看圖）能自動把鍛造完的鍛件從模膛中頂出。參看圖3-193-19。模鍛特點：模鍛特點：1 1）生產(chǎn)率高；）生產(chǎn)率高；2 2）鍛件尺寸精度高，加工余量小；）鍛件尺寸精度高，加工余量?。? 3）有利于金屬成型，模具簡單。）有利于金屬成型，模具簡單。3 3、摩擦壓力機上模鍛摩擦壓力機上模鍛結(jié)構(gòu)特點：結(jié)構(gòu)特點：1 1）滑

35、塊有一定的沖擊力；）滑塊有一定的沖擊力；2 2）滑塊行程不定，但可控；）滑塊行程不定，但可控；3 3）坯料變形抗力由機架承受。）坯料變形抗力由機架承受。參看圖參看圖3-213-21。摩擦壓力機工藝優(yōu)點：摩擦壓力機工藝優(yōu)點：1 1）有利于塑性變形，但生產(chǎn)率低；）有利于塑性變形，但生產(chǎn)率低；2 2）可實現(xiàn)輕打、重大；）可實現(xiàn)輕打、重大；3 3）模具簡單；）模具簡單；4 4）只適用于單膛模鍛。）只適用于單膛模鍛。4 4、胎模鍛、胎模鍛是在自由鍛設(shè)備上使用胎膜生產(chǎn)模鍛件的工藝方法。一般采是在自由鍛設(shè)備上使用胎膜生產(chǎn)模鍛件的工藝方法。一般采用自由鍛方法制坯，然后在胎模中最后成形。用自由鍛方法制坯，然后在

36、胎模中最后成形。故胎模鍛兼有自由鍛和模鍛的特點。故胎模鍛兼有自由鍛和模鍛的特點。齒輪坯胎膜鍛造：齒輪坯胎膜鍛造：視頻視頻胎模的種類：主要有扣模、筒模及合模。胎模的種類：主要有扣模、筒模及合模。胎膜鍛用模具胎膜鍛用模具。1 1）扣模：）扣模：用來對坯料進行全部或局部扣形，以用來對坯料進行全部或局部扣形，以生產(chǎn)長桿非回轉(zhuǎn)體鍛件。生產(chǎn)長桿非回轉(zhuǎn)體鍛件。2 2）筒模：）筒模：主要用于鍛造齒輪、法蘭盤等盤類鍛主要用于鍛造齒輪、法蘭盤等盤類鍛件。組合筒?？慑懗鲂螤罡鼜?fù)雜的胎模鍛件。組合筒?？慑懗鲂螤罡鼜?fù)雜的胎模鍛件，擴大了胎膜鍛的應(yīng)用范圍。件，擴大了胎膜鍛的應(yīng)用范圍。3 3）合模：）合模：合模由上模和下模

37、組成，并有導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，可生產(chǎn)形狀復(fù)雜、合模由上模和下模組成，并有導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，可生產(chǎn)形狀復(fù)雜、精度較高的非回轉(zhuǎn)體鍛件。精度較高的非回轉(zhuǎn)體鍛件。胎模鍛的特點：胎模鍛的特點：1 1、和自由鍛相比：、和自由鍛相比：1) 1) 操作簡便，生產(chǎn)率高；操作簡便，生產(chǎn)率高； 2) 2) 鍛件尺寸精度高，形狀復(fù)雜，敷料少鍛件尺寸精度高，形狀復(fù)雜，敷料少，加工余量小；，加工余量?。?) 3) 鍛件內(nèi)部組織致密，纖維分布合理。鍛件內(nèi)部組織致密，纖維分布合理。2 2、和模鍛相比：、和模鍛相比： 1 1）胎模鍛不需昂貴設(shè)備，使用自由鍛設(shè)備即可；）胎模鍛不需昂貴設(shè)備，使用自由鍛設(shè)備即可；2 2）工藝、操作靈活，可以局部成形，

38、小設(shè)備可鍛大鍛件；）工藝、操作靈活，可以局部成形，小設(shè)備可鍛大鍛件；3 3）模具結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，可降低鍛件成本。）模具結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，可降低鍛件成本。缺點：缺點：鍛件尺寸精度不如模鍛件，工人勞動強度大，胎模易損壞，鍛件尺寸精度不如模鍛件，工人勞動強度大，胎模易損壞，生產(chǎn)率不夠高。生產(chǎn)率不夠高。胎模鍛適合于中小批量的鍛件生產(chǎn)。胎模鍛適合于中小批量的鍛件生產(chǎn)。常用鍛造方法：表常用鍛造方法：表3-23-2常用鍛造方法的比較。常用鍛造方法的比較。第二節(jié)第二節(jié) 鍛造工藝規(guī)程的制訂鍛造工藝規(guī)程的制訂制訂工藝規(guī)程是組織生產(chǎn)過程、規(guī)定操作規(guī)范、控制和檢查制訂工藝規(guī)程是組織生產(chǎn)過程、規(guī)定操作規(guī)范、控制和

39、檢查產(chǎn)品質(zhì)量的依據(jù)。產(chǎn)品質(zhì)量的依據(jù)。其主要內(nèi)容：其主要內(nèi)容：繪制鍛件圖、坯料重量和尺寸及鍛造工序確定繪制鍛件圖、坯料重量和尺寸及鍛造工序確定等。等。自由鍛工藝規(guī)程的制定：自由鍛工藝規(guī)程的制定：視頻演示視頻演示。一、一、 繪制鍛件圖繪制鍛件圖鍛件圖是以零件圖為基礎(chǔ)，結(jié)合鍛造工藝特點繪制而成。繪鍛件圖是以零件圖為基礎(chǔ)，結(jié)合鍛造工藝特點繪制而成。繪制鍛件圖時應(yīng)考慮的內(nèi)容有：制鍛件圖時應(yīng)考慮的內(nèi)容有：敷料、余量及公差。敷料、余量及公差。1 1、敷料、余量及公差：、敷料、余量及公差：敷料：敷料：為了簡化零件的形狀和結(jié)構(gòu)、便于鍛造而增加的一部分金屬為了簡化零件的形狀和結(jié)構(gòu)、便于鍛造而增加的一部分金屬。如消

40、除零件上的鍵槽、臺階結(jié)構(gòu)而增加的金屬等。如消除零件上的鍵槽、臺階結(jié)構(gòu)而增加的金屬等。余量：余量：為切削加工而增加的尺寸。加工余量一般為為切削加工而增加的尺寸。加工余量一般為1 14 mm4 mm。公差：鍛件名義尺寸的允許變動量。公差：鍛件名義尺寸的允許變動量。一般取在一般取在0.30.33 mm3 mm之間。之間。2 2、分模面：、分模面：上下鍛模在模鍛件上的分界面。上下鍛模在模鍛件上的分界面。選擇原則：選擇原則：1)1)應(yīng)選在最大截面處應(yīng)選在最大截面處 - - 要保證模鍛件能從模膛中取出。要保證模鍛件能從模膛中取出。2)2)上下兩模沿分模面的模膛輪廓一致上下兩模沿分模面的模膛輪廓一致 - -

41、 以便在安裝鍛模和生產(chǎn)中容易發(fā)現(xiàn)錯模現(xiàn)象，及時調(diào)整鍛以便在安裝鍛模和生產(chǎn)中容易發(fā)現(xiàn)錯模現(xiàn)象，及時調(diào)整鍛模位置。模位置。3)3)分模面應(yīng)選在模膛深度最淺處分模面應(yīng)選在模膛深度最淺處- - 這樣可使金屬很容易充滿模膛，便于取出鍛件，并有利于這樣可使金屬很容易充滿模膛，便于取出鍛件，并有利于鍛模的制造。鍛模的制造。4)4)選定分模面應(yīng)使敷料最少。選定分模面應(yīng)使敷料最少。5)5)分模面最好是一個平面分模面最好是一個平面 - - 使上下鍛模的模膛深度基本一致，差別不宜過大，以便于使上下鍛模的模膛深度基本一致，差別不宜過大，以便于制造鍛模。制造鍛模。動畫演示動畫演示。 3 3、模鍛斜度：、模鍛斜度：模鍛件

42、上垂直于錘擊方向（垂直于分模面）的表面必須具有模鍛件上垂直于錘擊方向（垂直于分模面）的表面必須具有斜度，以便于從模膛中取出鍛件。斜度，以便于從模膛中取出鍛件。對于錘上模鍛，模鍛斜度一般為對于錘上模鍛，模鍛斜度一般為5 5 1010 ( (1 1) ) ，且內(nèi)，且內(nèi)2 2 比比外外1 1 大大 2 2 5 5 。模鍛斜度與模膛深度和寬度有關(guān)。模鍛斜度與模膛深度和寬度有關(guān)。h / bh / b，斜，斜度度。4 4、模鍛圓角半徑：、模鍛圓角半徑：在模鍛件上所有兩平面的交角均需做成圓角。易于充滿模膛在模鍛件上所有兩平面的交角均需做成圓角。易于充滿模膛, ,避免尖角處產(chǎn)生裂紋。避免尖角處產(chǎn)生裂紋。外圓角

43、取外圓角取1.5-12mm1.5-12mm，內(nèi)圓角，內(nèi)圓角=(3-4)=(3-4)外圓角外圓角。 5 5、沖孔連皮、沖孔連皮： 由于模鍛件無法鍛出通孔，故應(yīng)留有沖孔連皮。由于模鍛件無法鍛出通孔，故應(yīng)留有沖孔連皮。 模鍛件大于模鍛件大于25mm25mm的通孔應(yīng)予沖出?？讖綖榈耐讘?yīng)予沖出?？讖綖?52580mm80mm時，連皮時，連皮厚度為厚度為4 48mm8mm。 二、二、坯料重量和尺寸確定坯料重量和尺寸確定 重量：重量：G G坯料坯料= G= G鍛件鍛件+ G+ G燒損燒損+ G+ G料頭料頭 G G坯料坯料坯料重量；坯料重量；G G鍛件鍛件鍛件重量；鍛件重量； G G燒損燒損加熱中坯料表面

44、因氧化二燒損的重量（第一次加熱取加熱中坯料表面因氧化二燒損的重量（第一次加熱取倍加熱金屬重量的倍加熱金屬重量的2 23%3%，以后各次加熱的燒損量取，以后各次加熱的燒損量取1.51.52.02.0 ）；）； G G料頭料頭在鍛造過程中，切掉的金屬量在鍛造過程中，切掉的金屬量( (料芯、連皮、飛邊等料芯、連皮、飛邊等) ) 尺寸：尺寸： 根據(jù)坯料重量和幾何形狀確定，還考慮坯料鍛造中的根據(jù)坯料重量和幾何形狀確定，還考慮坯料鍛造中的 鍛造鍛造比。比。 鍛造比：鍛造比： 鍛造過程中，表示材料的變形程度的量稱為鍛造過程中，表示材料的變形程度的量稱為“鍛造比鍛造比”。 通常：拔長時，通常：拔長時，y y拔

45、拔A A0 0/A/A；鐓粗時，；鐓粗時，y y鐓鐓H H0 0 / H/ H。 碳鋼鋼錠坯料：拔長鍛造比不小于碳鋼鋼錠坯料：拔長鍛造比不小于2.52.53 3。 軋材坯料：拔長鍛造比不小于軋材坯料：拔長鍛造比不小于1.31.31.51.5。 性能要求高的材料或某些合金鋼：鍛造比要求更高。性能要求高的材料或某些合金鋼：鍛造比要求更高。 三、三、鍛造工序鍛造工序( (工步工步) )確定確定 - - 根據(jù)工序特點和鍛件類型來確定根據(jù)工序特點和鍛件類型來確定 模鍛件按形狀和結(jié)構(gòu)分：模鍛件按形狀和結(jié)構(gòu)分：長軸類和短軸類兩大類。長軸類和短軸類兩大類。 1 1、采用自由鍛生產(chǎn)鍛件：參閱表、采用自由鍛生產(chǎn)鍛

46、件：參閱表3-13-1選定。選定。 2 2、采用模鍛方法生產(chǎn)模鍛件：根據(jù)模鍛件形狀和尺寸確定、采用模鍛方法生產(chǎn)模鍛件：根據(jù)模鍛件形狀和尺寸確定 1 1）長軸類模鍛件：）長軸類模鍛件：如階梯軸、曲軸、連桿、彎曲搖臂等；如階梯軸、曲軸、連桿、彎曲搖臂等；一般為拔長、滾擠、彎曲、預(yù)鍛、終鍛成型。一般為拔長、滾擠、彎曲、預(yù)鍛、終鍛成型。 小軸類零件小軸類零件 - - 也可利用也可利用軋制的方法先生產(chǎn)出坯料，然后軋制的方法先生產(chǎn)出坯料，然后模鍛成鍛件。模鍛成鍛件。 2 2）短軸類模鍛件（）短軸類模鍛件（盤類模鍛件盤類模鍛件）：）： 如齒輪、法蘭盤等。常選用鐓粗、預(yù)鍛、終鍛等工步。如齒輪、法蘭盤等。常選用

47、鐓粗、預(yù)鍛、終鍛等工步。 模鍛工步確定以后，再根據(jù)已確定的工步選擇相應(yīng)的制模鍛工步確定以后，再根據(jù)已確定的工步選擇相應(yīng)的制坯模膛和模鍛模膛。坯模膛和模鍛模膛。 四、四、其他內(nèi)容其他內(nèi)容 鍛造溫度范圍和加熱規(guī)范、設(shè)備以及輔助工序確定鍛造溫度范圍和加熱規(guī)范、設(shè)備以及輔助工序確定( (校正校正, ,切飛邊切飛邊, ,沖連皮沖連皮, ,清理清理, ,熱處理等熱處理等) )。 風動機曲軸自由鍛實例：風動機曲軸自由鍛實例：視頻視頻。設(shè)計鍛造成形的零件時，除應(yīng)滿足使用性能要求外，還必須設(shè)計鍛造成形的零件時，除應(yīng)滿足使用性能要求外，還必須考慮鍛造工藝的特點。考慮鍛造工藝的特點。可使鍛造成形方便、節(jié)約金屬，保證

48、質(zhì)量可使鍛造成形方便、節(jié)約金屬，保證質(zhì)量和提高生產(chǎn)率。和提高生產(chǎn)率。一、一、自由鍛件的結(jié)構(gòu)工藝性自由鍛件的結(jié)構(gòu)工藝性1 1、若有錐體或斜面結(jié)構(gòu)，應(yīng)改進設(shè)計。、若有錐體或斜面結(jié)構(gòu)，應(yīng)改進設(shè)計。2 2、幾何體間交接處形成空間曲線，應(yīng)改進平面與圓柱、平面、幾何體間交接處形成空間曲線，應(yīng)改進平面與圓柱、平面與平面相接的結(jié)構(gòu)。與平面相接的結(jié)構(gòu)。3 3、自由鍛件上不應(yīng)設(shè)計出加強筋、凸臺、工字形截面或空間、自由鍛件上不應(yīng)設(shè)計出加強筋、凸臺、工字形截面或空間曲線形表面。曲線形表面。4 4、橫截面若有急劇變化或形狀復(fù)雜時，應(yīng)設(shè)計成由幾個簡單、橫截面若有急劇變化或形狀復(fù)雜時，應(yīng)設(shè)計成由幾個簡單件構(gòu)成的組合體。件構(gòu)

49、成的組合體。二、模鍛二、模鍛件的結(jié)構(gòu)工藝性件的結(jié)構(gòu)工藝性模鍛件上必須具有一個模鍛件上必須具有一個合理的分模面合理的分模面，以保證模鍛成形后，以保證模鍛成形后，容易從鍛模中取出。并且，應(yīng)使敷料最少，鍛模容易制造。，容易從鍛模中取出。并且，應(yīng)使敷料最少，鍛模容易制造。零件上與錘擊方向平行的非加工表面，應(yīng)設(shè)計出零件上與錘擊方向平行的非加工表面，應(yīng)設(shè)計出模鍛斜度模鍛斜度。非加工表面所形成的角都應(yīng)按模鍛圓角設(shè)計。非加工表面所形成的角都應(yīng)按模鍛圓角設(shè)計。1 1、為了使金屬容易充滿模膛和減少工序，零件外形力求簡單為了使金屬容易充滿模膛和減少工序，零件外形力求簡單、平直和對稱。、平直和對稱。2、盡量避免零件截

50、面間差別過大，或具有薄壁、高筋、凸起、盡量避免零件截面間差別過大，或具有薄壁、高筋、凸起等結(jié)構(gòu)。等結(jié)構(gòu)。 80/160 = 0.5 - 80/160 = 0.5 - 不符；扁而薄不符；扁而薄 - - 冷卻快；高而薄冷卻快；高而薄 - - 難以充滿。難以充滿。3 3、在零件結(jié)構(gòu)允許的條件下，設(shè)計時盡量避免有在零件結(jié)構(gòu)允許的條件下，設(shè)計時盡量避免有深孔或多孔深孔或多孔結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。4 4、在可能條件下，應(yīng)采用鍛在可能條件下，應(yīng)采用鍛 - - 焊組合工藝，以減少敷料，焊組合工藝，以減少敷料，簡化模鍛工藝。簡化模鍛工藝。學(xué)習(xí)目的及要求學(xué)習(xí)目的及要求：1.1.基本掌握板料沖壓的基本工序；基本掌握板料沖壓的

51、基本工序；2.2.掌握凸凹模間隙及凸凹模刃口尺寸的確定；掌握凸凹模間隙及凸凹模刃口尺寸的確定；3.3.了解拉伸系數(shù)的應(yīng)用；了解拉伸系數(shù)的應(yīng)用；4.4.掌握沖壓件的結(jié)構(gòu)工藝性。掌握沖壓件的結(jié)構(gòu)工藝性。重點及難點：重點及難點：1.1.分離與變形機理；分離與變形機理；2 2沖壓件結(jié)構(gòu)工藝性。沖壓件結(jié)構(gòu)工藝性。 板料沖壓：板料沖壓：是利用沖模使板料產(chǎn)生分離或變形的加工方法。通常在冷狀是利用沖模使板料產(chǎn)生分離或變形的加工方法。通常在冷狀態(tài)下進行，又叫冷沖壓。當板料超過態(tài)下進行，又叫冷沖壓。當板料超過8-10mm8-10mm時，采用熱沖壓。時，采用熱沖壓。視視頻頻。板料沖壓的特點：板料沖壓的特點：優(yōu)點：優(yōu)

52、點：1 1）可以沖出形狀復(fù)雜的零件，且廢料少；）可以沖出形狀復(fù)雜的零件，且廢料少；2 2）產(chǎn)品由足夠高的精度和較低的表面粗糙度，互換性好；）產(chǎn)品由足夠高的精度和較低的表面粗糙度，互換性好；3 3）能獲得重量輕、材料消耗少、強度和剛度均較高的零件；）能獲得重量輕、材料消耗少、強度和剛度均較高的零件；4 4）沖壓操作簡單，工藝過程便于機械化和自動化，生產(chǎn)率高）沖壓操作簡單，工藝過程便于機械化和自動化，生產(chǎn)率高。故零件成本低。故零件成本低。缺點：缺點：沖模制造復(fù)雜、成本較高，只適用于大批量生產(chǎn)。沖模制造復(fù)雜、成本較高，只適用于大批量生產(chǎn)。板料沖壓的原材料：應(yīng)具有足夠的塑性。板料沖壓的原材料：應(yīng)具有足

53、夠的塑性。常用材料有：常用材料有：低碳鋼、銅合金、鋁合金、鎂合金及塑性好的合金鋼。形狀低碳鋼、銅合金、鋁合金、鎂合金及塑性好的合金鋼。形狀上分板料、條料及帶料等。上分板料、條料及帶料等。 常用設(shè)備：常用設(shè)備：1 1、剪板機、剪板機 - - 用來把板料剪切成一定寬度的條料，以供下一用來把板料剪切成一定寬度的條料，以供下一步的沖壓工序用。步的沖壓工序用。- - 剪床。剪床。2 2、沖床、沖床 用來實現(xiàn)沖壓工序，以制成所需形狀和尺寸的用來實現(xiàn)沖壓工序，以制成所需形狀和尺寸的成品零件。成品零件。- - 曲柄壓力機。曲柄壓力機。沖床結(jié)構(gòu)：沖床結(jié)構(gòu)：視頻視頻。沖壓設(shè)備：沖壓設(shè)備：視頻視頻。沖壓生產(chǎn)自動線：

54、。沖壓生產(chǎn)自動線：視頻視頻。沖壓生產(chǎn)的基本工序：沖壓生產(chǎn)的基本工序：分離工序和變形工序兩大類。分離工序和變形工序兩大類。分離工序是使坯料的一部分與另一部分相互分離的工序。如分離工序是使坯料的一部分與另一部分相互分離的工序。如落料、沖孔、切斷和修整等。落料、沖孔、切斷和修整等。一、落料及沖孔一、落料及沖孔- - 統(tǒng)稱統(tǒng)稱“沖裁沖裁”沖裁是使坯料按封閉輪廓分離的工序。分為：落料和沖孔。沖裁是使坯料按封閉輪廓分離的工序。分為：落料和沖孔。落料：落下部分為工件，周邊為廢料。落料：落下部分為工件，周邊為廢料。沖孔：沖下部分為廢品，周邊為工沖孔：沖下部分為廢品，周邊為工 件。獲得帶孔的沖裁件。件。獲得帶孔

55、的沖裁件。落料和沖孔：落料和沖孔：視頻視頻1 1、沖裁變形過程：分為三個過程。、沖裁變形過程：分為三個過程。1 1）彈性變形階段）彈性變形階段 將使板料產(chǎn)生彈性壓縮、拉伸與彎曲變將使板料產(chǎn)生彈性壓縮、拉伸與彎曲變形。間隙形。間隙，彎曲和上翹越明顯。，彎曲和上翹越明顯。2 2）塑性變形階段）塑性變形階段 板料應(yīng)力值達到屈服極限板料應(yīng)力值達到屈服極限, ,板料產(chǎn)生塑性板料產(chǎn)生塑性變形變形. .凸凹模刃口處的金屬硬化加劇，出現(xiàn)微裂紋。凸凹模刃口處的金屬硬化加劇，出現(xiàn)微裂紋。3 3）斷裂分離階段）斷裂分離階段 裂紋逐漸擴展裂紋逐漸擴展. .上下裂紋相遇重合后上下裂紋相遇重合后, ,板板料被剪斷分離。料

56、被剪斷分離。動畫演示動畫演示。沖裁件分離面的質(zhì)量：主要與沖裁件分離面的質(zhì)量：主要與凸凹模間隙、刃口鋒利程度凸凹模間隙、刃口鋒利程度有關(guān)有關(guān)，同時也受模具結(jié)構(gòu)、材料性能及板料厚度等因素有關(guān)。，同時也受模具結(jié)構(gòu)、材料性能及板料厚度等因素有關(guān)。 2 2、凸凹模間隙：、凸凹模間隙：是沖裁模具設(shè)計的關(guān)鍵參數(shù)。影響有：是沖裁模具設(shè)計的關(guān)鍵參數(shù)。影響有：1.1.凸凹模間隙決定了沖裁件的尺寸精度，斷口邊緣質(zhì)量。凸凹模間隙決定了沖裁件的尺寸精度，斷口邊緣質(zhì)量。2.2.凸凹模間隙也影響模具壽命。凸凹模間隙也影響模具壽命。3.3.合理選擇間隙值對沖壓生產(chǎn)是關(guān)鍵因素所在。合理選擇間隙值對沖壓生產(chǎn)是關(guān)鍵因素所在。間隙間

57、隙-摩擦越嚴重，模具壽命摩擦越嚴重，模具壽命。間隙過小間隙過小 - -外表尺寸略有增大，內(nèi)腔尺寸略有外表尺寸略有增大，內(nèi)腔尺寸略有縮小（彈性回復(fù)）。縮?。◤椥曰貜?fù)）。光面寬度增加，塌角、毛刺、斜度等都有所減光面寬度增加，塌角、毛刺、斜度等都有所減小，工件質(zhì)量較高。小，工件質(zhì)量較高。但上下裂紋也不能很好重合。但上下裂紋也不能很好重合。動畫演示動畫演示。通常工件尺寸精度要求高時，間隙值相對減通常工件尺寸精度要求高時，間隙值相對減少，沖裁件無斷面質(zhì)量要求時，盡量選用大間隙值少，沖裁件無斷面質(zhì)量要求時，盡量選用大間隙值。以提高模具壽命。以提高模具壽命。間隙間隙- - 卸料力和推件力越小。卸料力和推件力

58、越小。間隙過大間隙過大 - - 斷面光面減小，塌角與斜度增大，形成厚而大的斷面光面減小，塌角與斜度增大，形成厚而大的拉長毛刺，且難以去除，同時沖裁的翹曲現(xiàn)象嚴重。外形尺寸縮拉長毛刺，且難以去除，同時沖裁的翹曲現(xiàn)象嚴重。外形尺寸縮小，內(nèi)腔尺寸增大，模具壽命較高。小，內(nèi)腔尺寸增大，模具壽命較高。動畫演示動畫演示。間隙合適時間隙合適時 - -這時光面約占板厚的這時光面約占板厚的1/21/21/31/3左右，切斷面左右，切斷面的塌角、毛刺和斜度均很小。零件的尺寸幾乎與模具一致，完全的塌角、毛刺和斜度均很小。零件的尺寸幾乎與模具一致，完全可以滿足使用要求。可以滿足使用要求。動畫演示動畫演示。正確選擇間隙

59、：單邊間隙為正確選擇間隙：單邊間隙為c c，則經(jīng)，則經(jīng)驗公式計算：驗公式計算：c = m,- c = m,- 板料厚，板料厚，m m 與板料性能與板料性能及厚度相關(guān)的系數(shù)。及厚度相關(guān)的系數(shù)。低碳鋼、純鐵低碳鋼、純鐵 m = 0.06-0.09m = 0.06-0.09銅、鋁合金銅、鋁合金 m = 0.06-0.1m = 0.06-0.1高碳鋼高碳鋼 m = 0.08-0.12m = 0.08-0.12板料厚板料厚- - 沖裁力沖裁力- - 應(yīng)適當把應(yīng)適當把 m m放放大。大。3 3、凸凹模刃口尺寸的確定：、凸凹模刃口尺寸的確定：凸凹模刃口尺寸取決于沖裁件尺寸和沖模間隙值凸凹模刃口尺寸取決于沖裁

60、件尺寸和沖模間隙值c c。設(shè)計落料模：設(shè)計落料模：應(yīng)先按落料件確定凹模刃口尺寸，取凹模作設(shè)計基準件，然應(yīng)先按落料件確定凹模刃口尺寸，取凹模作設(shè)計基準件，然后根據(jù)間隙確定凸模尺寸，即縮小凸模保證后根據(jù)間隙確定凸模尺寸，即縮小凸模保證c c。落料凹模基本尺寸：落料凹?；境叽纾簯?yīng)取工件尺寸公差范圍內(nèi)的較小尺寸。應(yīng)取工件尺寸公差范圍內(nèi)的較小尺寸。設(shè)計沖孔模：設(shè)計沖孔模：先按沖孔件確定凸模刃口尺寸，取凸模作設(shè)計基準件，然后先按沖孔件確定凸模刃口尺寸，取凸模作設(shè)計基準件，然后根據(jù)間隙確定凹模尺寸，即擴大凹模保證根據(jù)間隙確定凹模尺寸，即擴大凹模保證c c。沖孔凸模基本尺寸：沖孔凸?；境叽纾簯?yīng)取工件尺寸公