第3章__鍛壓成形

1、第第3 3章章 金屬的塑性成形金屬的塑性成形 塑性成形塑性成形 在外力作用下，使金屬在外力作用下，使金屬產(chǎn)生塑性變形獲得一定幾何形狀、尺寸和產(chǎn)生塑性變形獲得一定幾何形狀、尺寸和力學(xué)性能的毛坯或零件的加工方法。力學(xué)性能的毛坯或零件的加工方法。 外力有外力有沖擊力沖擊力和和壓力壓力兩種。兩種。 壓力加工可以消除鑄造缺陷（氣孔、壓力加工可以消除鑄造缺陷（氣孔、縮松）、細(xì)化晶粒、提高機(jī)械性能?？s松）、細(xì)化晶粒、提高機(jī)械性能。 3.1 3.1 塑性成型工藝基礎(chǔ)塑性成型工藝基礎(chǔ) 3.1.1 3.1.1 基本生產(chǎn)方式基本生產(chǎn)方式1 1、軋制軋制：坯料在兩個軋輥的空隙間受壓變形坯料在兩個軋輥的空隙間受壓變形。

2、圖圖3-13-12 2、擠壓擠壓：坯料在擠壓模內(nèi)被擠出模孔而變形。坯料在擠壓模內(nèi)被擠出模孔而變形。圖圖3-23-23 3、拉拔：拉拔：坯料拉過拉拔模的?？锥冃?。坯料拉過拉拔模的模孔而變形。 圖圖3-33-34 4、自由鍛：自由鍛：坯料在上下砧鐵間受力而變形。坯料在上下砧鐵間受力而變形。圖圖3-43-4（a a）5 5、模鍛：模鍛：坯料在鍛模模膛內(nèi)受力而變形。坯料在鍛模模膛內(nèi)受力而變形。 圖圖3-43-4（b b）6 6、板料沖壓：板料沖壓：板料在沖模之間受壓產(chǎn)生分離或變形。板料在沖模之間受壓產(chǎn)生分離或變形。圖圖3-4 3-4 （c c） 3.1.2. 3.1.2. 金屬塑性變形原理金屬塑性變

3、形原理 金屬在外力作用下，其內(nèi)部必將產(chǎn)生金屬在外力作用下，其內(nèi)部必將產(chǎn)生應(yīng)力應(yīng)力。此應(yīng)力迫使原子離開原來的平衡位置，從而改此應(yīng)力迫使原子離開原來的平衡位置，從而改變了原子間的距離，變了原子間的距離，使金屬發(fā)生變形使金屬發(fā)生變形，并引起并引起原子位能的提高原子位能的提高。而處于高位能的原子具有自。而處于高位能的原子具有自發(fā)地返回到原來低位能平衡位置的傾向。發(fā)地返回到原來低位能平衡位置的傾向。 1.1.彈性變形彈性變形當(dāng)外力去除后，應(yīng)力消當(dāng)外力去除后，應(yīng)力消失，變形也隨之消失。這種變形稱為失，變形也隨之消失。這種變形稱為彈性變形彈性變形。 2. 2.塑性變形塑性變形當(dāng)外力增大到使金屬的當(dāng)外力增大到

4、使金屬的內(nèi)應(yīng)力超過該金屬的屈服極限之后，迫使金內(nèi)應(yīng)力超過該金屬的屈服極限之后，迫使金屬的晶粒內(nèi)部產(chǎn)生屬的晶粒內(nèi)部產(chǎn)生滑移滑移，同時晶粒間也產(chǎn)生，同時晶粒間也產(chǎn)生滑移和轉(zhuǎn)動，此時，即使外力停止作用，金滑移和轉(zhuǎn)動，此時，即使外力停止作用，金屬的這些變形也不會消失。這種變形稱為屬的這些變形也不會消失。這種變形稱為塑塑性變形性變形。 金屬在塑性變形前，都有彈性變形。當(dāng)金屬在塑性變形前，都有彈性變形。當(dāng)外力去除后，彈性變形將恢復(fù)，稱為外力去除后，彈性變形將恢復(fù)，稱為“彈復(fù)彈復(fù)”現(xiàn)象，它對工件的尺寸產(chǎn)生影響，需注意?，F(xiàn)象，它對工件的尺寸產(chǎn)生影響，需注意。 滑移滑移金屬在切應(yīng)力的作用下，一部金屬在切應(yīng)力的作

5、用下，一部分晶體相對于另一部分晶體，沿著一定的晶分晶體相對于另一部分晶體，沿著一定的晶面發(fā)生滑動位移的現(xiàn)象。面發(fā)生滑動位移的現(xiàn)象。 滑移面滑移面發(fā)生滑移的晶面。發(fā)生滑移的晶面。 但滑移力遠(yuǎn)大于實(shí)測的力。說明實(shí)際的但滑移力遠(yuǎn)大于實(shí)測的力。說明實(shí)際的晶體結(jié)構(gòu)及其塑性變形并不完全如此。晶體結(jié)構(gòu)及其塑性變形并不完全如此。l圖2 實(shí)際晶體內(nèi)部存在有點(diǎn)、線、面缺陷。實(shí)際晶體內(nèi)部存在有點(diǎn)、線、面缺陷。 位錯位錯晶體沿著某一晶向發(fā)生了原子錯晶體沿著某一晶向發(fā)生了原子錯排現(xiàn)象。排現(xiàn)象。 實(shí)際上，金屬的塑性變形是位錯在切應(yīng)力實(shí)際上，金屬的塑性變形是位錯在切應(yīng)力的作用下出現(xiàn)竄動的作用下出現(xiàn)竄動-位錯運(yùn)動位錯運(yùn)動，位

6、錯運(yùn)動反，位錯運(yùn)動反映到物體的表面就是材料的塑性變形。映到物體的表面就是材料的塑性變形。 3.3.多晶體塑性變形：多晶體塑性變形：多晶體是由多個位向多晶體是由多個位向不同的小晶粒組成。其塑性變形可以看成是由不同的小晶粒組成。其塑性變形可以看成是由組成多晶體的許多個晶粒產(chǎn)生變形（稱為晶內(nèi)組成多晶體的許多個晶粒產(chǎn)生變形（稱為晶內(nèi)變形）與晶間變形（晶粒之間的相對滑動和轉(zhuǎn)變形）與晶間變形（晶粒之間的相對滑動和轉(zhuǎn)動）之和。動）之和。 如圖示，每個晶粒內(nèi)部都存在許多滑移面，如圖示，每個晶粒內(nèi)部都存在許多滑移面，所以整體金屬的變形可以比較大。所以整體金屬的變形可以比較大。 1 1、加工硬化、加工硬化 金屬在

7、室溫下金屬在室溫下塑性變形時塑性變形時，由于內(nèi)部晶粒，由于內(nèi)部晶粒沿變形最大的方向伸長、壓扁；并有晶格與沿變形最大的方向伸長、壓扁；并有晶格與晶粒的扭曲畸變，以及晶內(nèi)，晶粒間產(chǎn)生碎晶粒的扭曲畸變，以及晶內(nèi)，晶粒間產(chǎn)生碎晶的綜合影響，晶的綜合影響，增加了進(jìn)一步滑移變形的阻增加了進(jìn)一步滑移變形的阻力力，從而使金屬的，從而使金屬的強(qiáng)度、硬度增加強(qiáng)度、硬度增加、塑性、塑性、韌性下降韌性下降加工硬化加工硬化（冷變形強(qiáng)化、冷作硬（冷變形強(qiáng)化、冷作硬化）?；?。 見下圖見下圖 2 2、回復(fù)、回復(fù) 加工硬化是一種內(nèi)部能量較高的不穩(wěn)定加工硬化是一種內(nèi)部能量較高的不穩(wěn)定狀態(tài)，具有回復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài)的趨勢。狀態(tài)，具有回

8、復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài)的趨勢。 將已產(chǎn)將已產(chǎn)生加工硬化的金屬加熱到適當(dāng)溫度：生加工硬化的金屬加熱到適當(dāng)溫度： T T回回= =（0.25-0.30.25-0.3）T T熔熔 （K K） T T 用絕對溫度用絕對溫度原子獲得熱能，將回復(fù)到正常排列位置。從而原子獲得熱能，將回復(fù)到正常排列位置。從而消除晶格扭曲，降低內(nèi)應(yīng)力，金屬的強(qiáng)度、硬消除晶格扭曲，降低內(nèi)應(yīng)力，金屬的強(qiáng)度、硬度略有下降，而塑性、韌性有所上升。這一現(xiàn)度略有下降，而塑性、韌性有所上升。這一現(xiàn)象稱為象稱為回復(fù)回復(fù)。 3 3、再結(jié)晶、再結(jié)晶 如果加熱溫度繼續(xù)升高，原子獲得更多熱如果加熱溫度繼續(xù)升高，原子獲得更多熱能，開始能，開始以某些雜質(zhì)和碎晶為晶

9、核，并逐漸長以某些雜質(zhì)和碎晶為晶核，并逐漸長大大，成為新的細(xì)小晶粒，成為新的細(xì)小晶粒，從而完全消除了加工從而完全消除了加工硬化現(xiàn)象，這一過程叫再結(jié)晶。硬化現(xiàn)象，這一過程叫再結(jié)晶。 （ 見下頁）見下頁） 用再結(jié)晶的方法，消除加工硬化，獲得良用再結(jié)晶的方法，消除加工硬化，獲得良好塑性的工藝稱為好塑性的工藝稱為再結(jié)晶退火再結(jié)晶退火。 再結(jié)晶溫度：再結(jié)晶溫度： T T再再=0.4 T=0.4 T熔熔 （K K） T T 用絕對溫度值計(jì)算用絕對溫度值計(jì)算 l再結(jié)晶再結(jié)晶溫度的計(jì)算：再結(jié)晶溫度的計(jì)算：例如：例如：45鋼鋼 ， T熔為熔為1520。求再結(jié)晶溫度。求再結(jié)晶溫度。 T再再=0.4(1520+27

10、3)-273=445 再結(jié)晶退火再結(jié)晶退火通常安排在多次拉拔、沖壓等工序之通常安排在多次拉拔、沖壓等工序之中，通過再結(jié)晶，來消除加工硬化現(xiàn)象，從而使拉拔、中，通過再結(jié)晶，來消除加工硬化現(xiàn)象，從而使拉拔、沖壓得以繼續(xù)進(jìn)行。沖壓得以繼續(xù)進(jìn)行。 注：當(dāng)金屬在大大高于再結(jié)晶的溫度下受力變形注：當(dāng)金屬在大大高于再結(jié)晶的溫度下受力變形時，加工硬化（冷變形強(qiáng)化）和再結(jié)晶過程同時存在。時，加工硬化（冷變形強(qiáng)化）和再結(jié)晶過程同時存在。此時，變形中的強(qiáng)化和硬化隨即被再結(jié)晶過程所消除。此時，變形中的強(qiáng)化和硬化隨即被再結(jié)晶過程所消除。 4 4、冷變形和熱變形、冷變形和熱變形 通常，從金屬學(xué)的角度定義：通常，從金屬學(xué)的

11、角度定義： 冷變形冷變形（冷加工）（冷加工）在再結(jié)晶溫度以下的塑性變形；在再結(jié)晶溫度以下的塑性變形； 熱變形熱變形（熱加工）（熱加工）在再結(jié)晶溫度以上的塑性變形。在再結(jié)晶溫度以上的塑性變形。 5 5、變形程度和纖維組織、變形程度和纖維組織 壓力加工過程中，常用壓力加工過程中，常用鍛造比鍛造比表示金屬變表示金屬變形程度的大小。形程度的大小。 鍛造比：鍛造比： 1 1）拔長比拔長比。 Y Y拔拔= F= F0 0 / F / F F F0 0 、F F 分別為拔長前和拔長后坯料的橫截面積。分別為拔長前和拔長后坯料的橫截面積。 Y Y拔拔越大，則變形程度越大。鋼錠可達(dá)越大，則變形程度越大。鋼錠可達(dá)Y

12、 Y拔拔=2-3=2-3，合金鋼，合金鋼可達(dá)可達(dá)Y Y拔拔=3-4=3-4，高速鋼可達(dá)，高速鋼可達(dá)Y Y拔拔=5-12=5-12。 2 2）墩粗比墩粗比。 Y Y墩墩= H= H0 0 / H / H H H0 0 ，H H分別為分別為墩粗墩粗前和前和墩粗墩粗后坯料的高度。后坯料的高度。 金屬坯料中的塑性夾雜物沿最大變形方金屬坯料中的塑性夾雜物沿最大變形方向伸長，而脆性夾雜物被打碎，從而形成了向伸長，而脆性夾雜物被打碎，從而形成了永久的永久的纖維狀組織纖維狀組織。 纖維組織的纖維組織的存在，造成了鍛存在，造成了鍛件的各向異性，件的各向異性，在平行于纖維的在平行于纖維的方向上，方向上，塑性、塑性

13、、韌性韌性高于垂直于高于垂直于纖維的方向。纖維的方向。 因此，在零件的設(shè)計(jì)和制造中，應(yīng)該讓因此，在零件的設(shè)計(jì)和制造中，應(yīng)該讓零件在工作時的最大零件在工作時的最大正正應(yīng)力應(yīng)力方向與纖維組織方向與纖維組織的方向一致（平行），最大的方向一致（平行），最大切切應(yīng)力應(yīng)力方向與纖方向與纖維組織的方向垂直；并盡量使纖維圍繞零件維組織的方向垂直；并盡量使纖維圍繞零件的輪廓而不被切斷。的輪廓而不被切斷。 圖圖3 31111塑性塑性plastic behaviour, plasticityplastic behaviour, plasticity變形變形deformationdeformation滑移方向滑移方向

14、direction of slipdirection of slip熱加工熱加工heat deformationheat deformation冷加工冷加工cold deformationcold deformation回復(fù)回復(fù)come-backcome-back再結(jié)晶再結(jié)晶recrystallizationrecrystallization絕對溫度絕對溫度absolute temperatureabsolute temperature纖維組織纖維組織bacillar structurebacillar structure加工硬化加工硬化, ,冷作硬化冷作硬化cold hardening, c

15、old cold hardening, cold quenchingquenching 3.2 3.2 鍛壓成形方法鍛壓成形方法 鍛造鍛造利用沖擊力或靜壓力，使金屬產(chǎn)利用沖擊力或靜壓力，使金屬產(chǎn)生局部或全部塑性變形，從而獲得所需的形狀、生局部或全部塑性變形，從而獲得所需的形狀、尺寸和性能的鍛件的加工方法。尺寸和性能的鍛件的加工方法。 3.2.1. 3.2.1. 自由鍛自由鍛 自由鍛過程中，金屬坯料在砥鐵間受壓變自由鍛過程中，金屬坯料在砥鐵間受壓變形時，除打擊方向外，可朝各個方向流動，不形時，除打擊方向外，可朝各個方向流動，不受限制。故得此名。受限制。故得此名。 鍛件的形狀和尺寸主要由操作者的技

16、術(shù)來鍛件的形狀和尺寸主要由操作者的技術(shù)來控制?？刂啤?1 1、特點(diǎn)：、特點(diǎn)： 工藝靈活，所用設(shè)備和工具簡單；工藝靈活，所用設(shè)備和工具簡單； 可鍛造的鍛件可從不到可鍛造的鍛件可從不到1kg300t1kg300t以上；以上；通用性強(qiáng)，應(yīng)用廣泛；通用性強(qiáng)，應(yīng)用廣泛； 適合單件和小批量生產(chǎn)各種尺寸的鍛件；適合單件和小批量生產(chǎn)各種尺寸的鍛件； 也是大型鍛件唯一的生產(chǎn)方法。也是大型鍛件唯一的生產(chǎn)方法。 自由鍛所獲得的毛坯，力學(xué)性能較優(yōu)；自由鍛所獲得的毛坯，力學(xué)性能較優(yōu)； 2 2、自由鍛的主要設(shè)備、自由鍛的主要設(shè)備 錘鍛錘鍛靠沖擊力使金屬變形。其噸位靠沖擊力使金屬變形。其噸位以落下部分的重量表示。以落下部分

17、的重量表示。 空氣錘空氣錘噸位較小，噸位較小，50-1000kg50-1000kg，生，生產(chǎn)產(chǎn)100kg100kg以下鍛件的鍛錘。以下鍛件的鍛錘。 蒸汽蒸汽空氣錘空氣錘噸位較大，噸位較大，1-51-5噸，噸，生產(chǎn)生產(chǎn)1500kg1500kg以下的中、小型鍛件。以下的中、小型鍛件。 液壓機(jī)液壓機(jī)以液體產(chǎn)生的靜壓力使金屬以液體產(chǎn)生的靜壓力使金屬變形。用壓力表示噸位。變形。用壓力表示噸位。 水壓機(jī)：噸位可達(dá)水壓機(jī)：噸位可達(dá)500-15000500-15000噸。噸。 油壓機(jī)。油壓機(jī)。 3. 3. 自由鍛的基本工序自由鍛的基本工序 可進(jìn)行的工序很多，可分為三大類：可進(jìn)行的工序很多，可分為三大類： （1

18、 1）基本工序；）基本工序； （2 2）輔助工序；）輔助工序； （3 3）精整工序。）精整工序。 （1 1）基本工序）基本工序指鍛造過程中直接改變指鍛造過程中直接改變 坯料形狀和尺寸的工藝。坯料形狀和尺寸的工藝。 如：鐓粗、拔長、彎曲、沖孔、切割、扭如：鐓粗、拔長、彎曲、沖孔、切割、扭轉(zhuǎn)、錯移等。轉(zhuǎn)、錯移等。鐓粗鐓粗拔長拔長沖孔沖孔 （2 2）輔助工序）輔助工序?yàn)榛竟ば虿僮鞣綖榛竟ば虿僮鞣奖愣M(jìn)行便而進(jìn)行 的預(yù)先變形工序的預(yù)先變形工序 如：壓鉗口、切肩、壓鋼錠棱邊。如：壓鉗口、切肩、壓鋼錠棱邊。 （3 3）精整工序）精整工序用來減少鍛件表面用來減少鍛件表面缺陷而進(jìn)行的工序。缺陷而進(jìn)行的工序

19、。 如：整形、清除鍛件表面的凹凸不平。如：整形、清除鍛件表面的凹凸不平。 3.2.2 3.2.2 模鍛模鍛 （1 1）定義）定義錘上模鍛（簡稱錘上模鍛（簡稱模鍛模鍛）是利用沖）是利用沖 擊力或壓力使金屬材料在擊力或壓力使金屬材料在鍛模模膛鍛模模膛內(nèi)變形，從而獲內(nèi)變形，從而獲得所需形狀、尺寸和力學(xué)性能的鍛件的成形過程。得所需形狀、尺寸和力學(xué)性能的鍛件的成形過程。 （2 2）與自由鍛比較其特點(diǎn)）與自由鍛比較其特點(diǎn) 效率高；效率高； 精度高；且余量小，切削省時省力；精度高；且余量小，切削省時省力； 可鍛出復(fù)雜鍛件?？慑懗鰪?fù)雜鍛件。 （3 3）模鍛分類）模鍛分類 錘上模鍛錘上模鍛 壓力機(jī)上模鍛壓力機(jī)上

20、模鍛 胎膜鍛胎膜鍛1、錘上模鍛錘上模鍛1 1）設(shè)備）設(shè)備蒸汽蒸汽- -空氣模鍛錘空氣模鍛錘 2 2） 鍛模結(jié)構(gòu)鍛模結(jié)構(gòu) 3 3）模膛分類）模膛分類 模膛模膛上、下模中間的空腔。上、下模中間的空腔。 模鍛模膛模鍛模膛預(yù)鍛模膛；終預(yù)鍛模膛；終鍛模膛。鍛模膛。 預(yù)鍛模膛預(yù)鍛模膛使坯料變形到接使坯料變形到接近鍛件的形狀和尺寸，以便在終鍛近鍛件的形狀和尺寸，以便在終鍛成形時金屬充型更容易，同時減少成形時金屬充型更容易，同時減少終鍛模膛的磨損，延長鍛模的使用終鍛模膛的磨損，延長鍛模的使用壽命。壽命。 終鍛模膛終鍛模膛可使坯料變形到可使坯料變形到熱鍛件所需要的形狀和尺寸。冷卻熱鍛件所需要的形狀和尺寸。冷卻后

21、即達(dá)到鍛件要求的形狀好尺寸。后即達(dá)到鍛件要求的形狀好尺寸。 制坯模膛制坯模膛按照鍛件形狀按照鍛件形狀合理分配坯料體積，使坯料形狀基合理分配坯料體積，使坯料形狀基本接近鍛件形狀。制坯模膛可分為：本接近鍛件形狀。制坯模膛可分為： 拔長、滾壓、彎曲、切斷、成形、拔長、滾壓、彎曲、切斷、成形、鐓粗、擊扁模膛鐓粗、擊扁模膛。 2 2、壓力機(jī)上模鍛壓力機(jī)上模鍛 錘上模鍛錘上模鍛工作時振動和噪聲大，勞動工作時振動和噪聲大，勞動條件差。蒸汽效率低，能源消耗多。在條件差。蒸汽效率低，能源消耗多。在大大批量零件批量零件的生產(chǎn)中有的生產(chǎn)中有被壓力機(jī)上模鍛取代被壓力機(jī)上模鍛取代的趨勢。的趨勢。 壓力機(jī)上模鍛的設(shè)備有：

22、壓力機(jī)上模鍛的設(shè)備有： 1 1）摩擦壓力機(jī)上模鍛摩擦壓力機(jī)上模鍛； 2 2）曲柄壓力機(jī)上模鍛曲柄壓力機(jī)上模鍛； 3 3）平鍛機(jī)上模鍛平鍛機(jī)上模鍛。 摩擦壓力機(jī)摩擦壓力機(jī)優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 1 1、滑塊行程可控，、滑塊行程可控，且具有一定的沖擊性，且具有一定的沖擊性，故可實(shí)現(xiàn)輕打、重打，故可實(shí)現(xiàn)輕打、重打，可在一個模膛內(nèi)進(jìn)行可在一個模膛內(nèi)進(jìn)行多次鍛打。多次鍛打。 2 2、由于滑塊運(yùn)動、由于滑塊運(yùn)動速度低，金屬變形過速度低，金屬變形過程中的再結(jié)晶現(xiàn)象可程中的再結(jié)晶現(xiàn)象可充分進(jìn)行。很適合鍛充分進(jìn)行。很適合鍛造低塑性合金鋼等。造低塑性合金鋼等。 總之，總之，摩擦壓力摩擦壓力機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、造價低、機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、造

23、價低、工藝用途廣。應(yīng)用廣工藝用途廣。應(yīng)用廣泛。泛。 曲柄壓力機(jī)特點(diǎn)曲柄壓力機(jī)特點(diǎn)： 1 1） 作用力是靜作用力是靜壓力，因此鍛模的主壓力，因此鍛模的主要模膛設(shè)計(jì)成組合式。要模膛設(shè)計(jì)成組合式。模具制造簡單、節(jié)省模具制造簡單、節(jié)省貴金屬。貴金屬。 2 2）一次成型，效）一次成型，效率高，但也有變形量率高，但也有變形量過大的缺點(diǎn)。過大的缺點(diǎn)。 曲柄壓力機(jī)設(shè)備曲柄壓力機(jī)設(shè)備復(fù)雜、復(fù)雜、造價高，僅造價高，僅適用于大批量生產(chǎn)適用于大批量生產(chǎn)。 3、胎模鍛胎模鍛 胎模鍛是在自由鍛機(jī)上使用簡單的胎模胎模鍛是在自由鍛機(jī)上使用簡單的胎模生產(chǎn)鍛件的方法。生產(chǎn)鍛件的方法。 特點(diǎn)特點(diǎn)： 1 1）與自由鍛比，生產(chǎn)率高、鍛

24、件精度高。）與自由鍛比，生產(chǎn)率高、鍛件精度高。 2 2）與模鍛比，不需專用鍛機(jī)。但生產(chǎn)率）與模鍛比，不需專用鍛機(jī)。但生產(chǎn)率和鍛件精度都低、模具壽命低。和鍛件精度都低、模具壽命低。 所以，胎模鍛用于沒有模鍛機(jī)的中小型所以，胎模鍛用于沒有模鍛機(jī)的中小型工廠中，工廠中，小型鍛件的中小批量生產(chǎn)小型鍛件的中小批量生產(chǎn)。4 4、彎曲連桿、彎曲連桿的鍛造過的鍛造過程程見圖見圖3-49 p1063-49 p106 3.2.3 3.2.3 板料沖壓板料沖壓 板料沖壓是在沖床上，利用板料沖壓是在沖床上，利用沖模沖模使板料產(chǎn)生使板料產(chǎn)生分離分離或或變形變形, ,獲得零件或毛坯的壓力加工方法。獲得零件或毛坯的壓力加工

25、方法。 通常為冷沖壓。通常為冷沖壓。超過超過8mm8mm鋼板采用熱沖壓。鋼板采用熱沖壓。 特點(diǎn)：特點(diǎn)： （1 1）可制作形狀復(fù)雜的零件，廢料少；）可制作形狀復(fù)雜的零件，廢料少； （2 2）精度高，互換性好；）精度高，互換性好； （3 3）能獲得重量輕，強(qiáng)度、剛度好的零件；）能獲得重量輕，強(qiáng)度、剛度好的零件； （4 4）操作方便，生產(chǎn)率高。）操作方便，生產(chǎn)率高。 設(shè)備：設(shè)備： （1 1）剪床）剪床把板料切成條料，為沖壓件的毛坯。把板料切成條料，為沖壓件的毛坯。 （2 2）沖床）沖床實(shí)現(xiàn)沖壓加工。制成所要求的形狀實(shí)現(xiàn)沖壓加工。制成所要求的形狀和尺寸的產(chǎn)品。和尺寸的產(chǎn)品。 1 1、分離工序、分離工序

26、 1 1）落料及沖孔（統(tǒng)稱沖裁）落料及沖孔（統(tǒng)稱沖裁） 沖裁沖裁利用沖模使坯料按利用沖模使坯料按封閉輪廓封閉輪廓分分離離的工序。（的工序。（是落料和沖孔的統(tǒng)稱是落料和沖孔的統(tǒng)稱）。）。 落料落料被沖下的部分是被沖下的部分是工件工件，周邊是，周邊是廢料；廢料； 沖孔沖孔被沖下的部分是被沖下的部分是廢料廢料，周邊是，周邊是帶孔的工件。帶孔的工件。 二者的變形過程及模具結(jié)構(gòu)類似，用途二者的變形過程及模具結(jié)構(gòu)類似，用途不同。不同。 （1 1）沖裁變形過程）沖裁變形過程 圖圖3-253-25 （2 2）沖裁模間隙）沖裁模間隙 圖圖3-273-27 凸、凹模的間隙凸、凹模的間隙: : Z =mt Z =m

27、t 單邊間隙單邊間隙 t t是板厚，是板厚，m m是系數(shù)。是系數(shù)。 間隙間隙過大過大, ,邊緣粗糙；邊緣粗糙； 間隙間隙過小過小, ,上下裂紋不好重合，斷面也不上下裂紋不好重合，斷面也不光滑光滑. . 只有間隙控制在很好的范圍內(nèi)，上下裂紋只有間隙控制在很好的范圍內(nèi)，上下裂紋才能很好重合于一線，沖裁斷口質(zhì)量最好才能很好重合于一線，沖裁斷口質(zhì)量最好。 同時，間隙的大小也影響著磨具的壽命。同時，間隙的大小也影響著磨具的壽命。 凸、凹模刃口尺寸的確定凸、凹模刃口尺寸的確定 刃口的刃口的鋒利程度取決于鋒利程度取決于沖裁件尺寸沖裁件尺寸和和沖沖模間隙模間隙，因此，必須正確確定沖模刃口尺寸。，因此，必須正確

28、確定沖模刃口尺寸。 設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)落料模具落料模具時，取時，取凹模凹模作設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，作設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，再根據(jù)間隙確定凸模尺寸再根據(jù)間隙確定凸模尺寸； 設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)沖孔模具沖孔模具時，取時，取凸模凸模作設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，作設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，再根據(jù)間隙確定凹模尺寸再根據(jù)間隙確定凹模尺寸。 2 2、變形工序、變形工序 1 1）拉深）拉深 （1 1）拉深過程）拉深過程利用利用拉深模拉深模把板材加工把板材加工成開口空心的工件，常見圓筒形、盒形、球成開口空心的工件，常見圓筒形、盒形、球面形、錐形、特殊形等。面形、錐形、特殊形等。 （2 2）拉深過程中的廢品與防止）拉深過程中的廢品與防止 拉深系數(shù)適當(dāng)：拉深系數(shù)適當(dāng)：拉深件直徑拉深件直徑 d

29、 d 與坯料徑與坯料徑 D D的比值。的比值。M M = d / D . = d / D . （通常（通常m 0.5m 0.50.80.8）。）。 拉伸系數(shù)過小時，不能一次拉深成形，可拉伸系數(shù)過小時，不能一次拉深成形，可采用多次拉深。采用多次拉深。 凸、凹模的相交壁要圓角過渡凸、凹模的相交壁要圓角過渡 對鋼件而言，對鋼件而言，r r凹凹=10=10，r r凸凸= =（0.6 0.6 1 1）r r凹凹。 式中，式中，為板厚為板厚。 凸、凹模的間隙凸、凹模的間隙 比沖裁模的間隙大，取比沖裁模的間隙大，取單邊間隙：單邊間隙：Z=(1.1Z=(1.11.2)t 1.2)t 。 間隙過大間隙過大易起皺

30、，易起皺， 間隙過小間隙過小易拉穿，易拉穿，并降低磨具壽命。并降低磨具壽命。 壓緊和潤滑壓緊和潤滑 壓緊壓緊為了避免起皺和磨具的磨損。為了避免起皺和磨具的磨損。 潤滑潤滑為了減小表面磨損和摩擦力，為了減小表面磨損和摩擦力，向摩擦表面供給潤滑劑。向摩擦表面供給潤滑劑。 2 2）彎曲）彎曲 彎曲彎曲利用彎曲模把坯料彎曲成有一利用彎曲模把坯料彎曲成有一定曲率和角度，及一定斷面形狀的工件。定曲率和角度，及一定斷面形狀的工件。 注意：注意： （1 1）纖維組織方向與彎曲線垂直。）纖維組織方向與彎曲線垂直。 （2 2）彎曲后會有彈復(fù)，模具需加回彈角）彎曲后會有彈復(fù)，模具需加回彈角0 01010。 作業(yè)：作

31、業(yè)： 一、一、P113P1132 2、3 3、6 6、7 7 二、下列產(chǎn)品選用哪種鍛造方法制作比較合理二、下列產(chǎn)品選用哪種鍛造方法制作比較合理? ? 活扳手（大批量）；活扳手（大批量）； 銑床的主軸（成批）；銑床的主軸（成批）； 大的六角螺釘帽（大批）；大的六角螺釘帽（大批）； 起重機(jī)的吊鉤（小起重機(jī)的吊鉤（小批）；批）； 萬噸輪船的螺旋槳軸（單件）。萬噸輪船的螺旋槳軸（單件）。 3 3、沖模簡介、沖模簡介 （1 1）簡單沖模）簡單沖模 在一次沖程中，只完成一個沖壓工序的在一次沖程中，只完成一個沖壓工序的沖模，如圖沖模，如圖3 33939的凸凹模。的凸凹模。 （2 2）連續(xù)沖模）連續(xù)沖模 在一

32、次沖程中，在一次沖程中，在沖模不同部位上在沖模不同部位上完成完成兩道或數(shù)道沖壓工序的兩道或數(shù)道沖壓工序的沖模沖模。圖。圖3 34040，沖，沖孔和落料同時進(jìn)行?？缀吐淞贤瑫r進(jìn)行。 （3 3）復(fù)合沖模）復(fù)合沖模 在一次沖程中，在一次沖程中，在沖模同一部位上在沖模同一部位上完成完成兩道或數(shù)道沖壓工序的兩道或數(shù)道沖壓工序的沖模沖模。 圖圖3 341 41 ，落料和拉深同時進(jìn)行。落料和拉深同時進(jìn)行。 3.4 3.4 鍛件的結(jié)構(gòu)工藝性鍛件的結(jié)構(gòu)工藝性 3.4.1 3.4.1 自由鍛件結(jié)構(gòu)工藝性自由鍛件結(jié)構(gòu)工藝性 （1 1）自由鍛件應(yīng)避免錐體、曲線或曲面交）自由鍛件應(yīng)避免錐體、曲線或曲面交接以及橢圓形、工

33、字形截面等結(jié)構(gòu)。接以及橢圓形、工字形截面等結(jié)構(gòu)。 （2 2）避免圓柱面與圓柱面相交（會產(chǎn)生復(fù)）避免圓柱面與圓柱面相交（會產(chǎn)生復(fù)雜的相貫線），此種結(jié)構(gòu)很難鍛出。應(yīng)改成平雜的相貫線），此種結(jié)構(gòu)很難鍛出。應(yīng)改成平面與圓柱或平面與平面相交。面與圓柱或平面與平面相交。 （3 3）自由鍛件應(yīng)避免加強(qiáng)筋、凸臺等結(jié)構(gòu)。）自由鍛件應(yīng)避免加強(qiáng)筋、凸臺等結(jié)構(gòu)。 因?yàn)檫@些結(jié)構(gòu)難以用自由鍛獲得。若采用因?yàn)檫@些結(jié)構(gòu)難以用自由鍛獲得。若采用特殊工具或技術(shù)措施來生產(chǎn)，必將增加成本降特殊工具或技術(shù)措施來生產(chǎn)，必將增加成本降低生產(chǎn)率。低生產(chǎn)率。 （4 4）當(dāng)鍛件的橫截面有急劇變化或形狀）當(dāng)鍛件的橫截面有急劇變化或形狀較復(fù)雜時，應(yīng)將其設(shè)計(jì)成幾個簡單件構(gòu)成的較復(fù)雜時，應(yīng)將其設(shè)計(jì)成幾個簡單件構(gòu)成的組合件，鍛造后再用焊接或機(jī)械連接方法將組合件，鍛造后再用焊接或機(jī)械連接方法將其連成整體件。其連成整體件。 3.4.2 3.4.2 模鍛件結(jié)構(gòu)工藝性模鍛件結(jié)構(gòu)工藝性 （1 1）分模面應(yīng)合理）分模面應(yīng)合理 不應(yīng)太深，從而保證鍛件易于從鍛模中不應(yīng)太深，從而保證鍛件易于從鍛模中取出，并且敷料最少，磨具本身易于制造；取出，并且敷料最少，磨具本身易于制造； （2 2）不需切削處設(shè)計(jì)成非加工表面）不需切削處設(shè)計(jì)成非加工表面 在非加工表面上應(yīng)有模鍛斜度，其各個在非加工