金屬的鑄造成形工藝

1、第二篇金屬的塑性成形工藝金屬塑性成形一一在外力作用下，金屬產(chǎn)生了塑性變形，以此獲得具有一定 形狀、尺寸和機(jī)械性能的原材料、毛坯或零件。此生產(chǎn)方法稱金屬塑性成形（也稱壓力加工）外力沖擊力錘類設(shè)備金力一一軋機(jī)、壓力機(jī)有一定塑性的金屬壓力加工（熱態(tài)、冷態(tài)）基本生產(chǎn)方法：1 .軋制一一鋼板、型材、無縫管材（圖 6-1）（圖6-2）2 .擠壓一一低碳鋼、非鐵金屬及其合金（圖 6-3）（圖6-4）3 .拉拔一一各種細(xì)線材，薄壁管、特殊幾何形狀的型材（圖6-5）（圖6-6）4 .自由鍛一一坯料在上、下砥鐵間受 沖擊力或壓力而變形（圖6-7a）5 .模鍛一一坯料在鍛模模腔內(nèi)受沖擊力或壓力而變形（圖6-7b）6

2、 .板料沖壓一一金屬板料在沖模之間受壓產(chǎn)生分離或變形的加工方法（圖6-7c）金屬的原材料，大部通過軋制、擠壓、拉拔等制成。第六章 金屬塑性成形 的工藝?yán)碚摶A(chǔ)有力加工對金屬施加外力一塑性變形金屬在外力作用下，使其內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力發(fā)生彈性變形外力屈服應(yīng)力塑性變形塑性變形過程中一定有彈性變形存在，外力去除后，彈性變形將恢復(fù)一 “彈 復(fù)”現(xiàn)象，它對有些壓力加工件的變形和工件質(zhì)量有很大影響，須采取工藝 措施 的保證產(chǎn)品質(zhì)量。§6-1塑性變形理論及假設(shè)一、最小阻力定律金屬塑性成形回題 實質(zhì)，金屬塑性流動，影響金屬流動的因素十分復(fù)雜（定量很困難）。川最小阻力定律定性分析（質(zhì)點流動方向）最小阻力定律一

3、一受外力作用，金屬發(fā)生塑性變形時，如果金屬顆粒在幾個 方向上都可移動，那么金屬顆粒就沿著阻力最小的方向移動。利用此定律，調(diào)整某個方向流動阻力，改變金屬在某些方向的流動量一成形合理。（圖6-10）最小阻力定律示意圖在鍛粗中，此定律也稱一一最小周邊法則二、塑性變形前后體積不變的假設(shè)彈性變形考慮體積變化塑性變形一一假設(shè)體積不變（由于金屬材料連續(xù)，且致密，體積變化很微小 可忽略）此假設(shè)+最小阻力定律一一成形時金屬流動模型三、變形程度的計算變形程度一一用“鍛造比”表示拔長時鍛造比為：T拔=Fo/F鍛粗時鍛造比：Y徽=Ho/H式中：0、0在一坯料變形前的高度和橫截面積H、F在一坯料變形后的高度和橫截面積T

4、鍛=22.5 （要求橫向力學(xué)性能）縱向 Y鍛T由Y鍛可得坯料的尺寸。如：拔長時，F(xiàn)坯料=丫拔?F鍛件（F鍛件在一鍛件的最大截面積）L鋼坯=V坯料（體積/橫截面積）F鋼坯§ 6-2冷變形及熱變形金屬的塑性變形冷變形在再結(jié)晶溫度以下的變形熱變形一一在再結(jié)晶溫度以上的變形一、冷變形變形過程中無回復(fù)與再結(jié)晶現(xiàn)象，變形后的金屬只具有加工硬化現(xiàn)象一一故 變形過程中變形程度不宜過大，避免產(chǎn)生破裂。冷變形可獲得較高硬度和低粗糙度，可提高產(chǎn)品的表面質(zhì)量和性能。如：常溫下進(jìn)行的冷鍛、冷擠、冷軋、冷沖壓二、熱變形組織變形后，金屬具有再結(jié)晶組織，而無加工硬化痕跡。金屬只有在熱變形情況 下，才能以較小的功達(dá)到

5、較大的變形，同時能獲得具有高力學(xué)性能的再結(jié)晶故，金屬壓力加工多采用熱變形來進(jìn)行。如：自由鍛、熱模鍛、熱軋、熱擠壓等。§ 6-3 纖維 組 織 的利 用原 則壓力加工最原始坯料鑄錠（鋼錠）內(nèi)部組織很不均勻、晶粒較粗大，并存在氣孔、縮松、非金屬夾雜物等缺陷加熱壓力加工后-塑性變形、再結(jié)晶-改變粗大鑄造組織-獲得細(xì)化再結(jié)晶 組織，并使氣孔、縮松、壓合-致密、力學(xué)性能T鑄錠在壓力加工產(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)生變形-沿著變形方向被拉長，呈纖維形狀-這種結(jié)構(gòu)叫纖維組織。它使金屬性能上具有方向性，對變形后的質(zhì)量也有影響。順纖維方向的力學(xué)性能優(yōu)于橫纖維方向；金屬的

6、變形程序越大，纖維組織越明顯，力學(xué)性能的方向性也越顯著。注 纖維組織的化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)，不能用熱處理方法加以消除 ，只有經(jīng)過鍛壓，使金屬變形，才能改變其方向和形狀。因此，為獲得具有最好力學(xué)性能的零件，設(shè)計、制造時，應(yīng)充分利用纖維組織方向性。使纖維分布與零件的輪廓相符合而不被切斷。使零件所受最大拉應(yīng)力與纖維方向一致，最大切應(yīng)力與纖維方向垂直。（圖6-9）切削加工與局部鐓粗。§ 6-4 影響塑 性 變 形的 因 素金屬的可鍛性衡量材料在經(jīng)受壓力加工時獲得優(yōu)質(zhì)零件難易程度的一個工藝性能?？慑懶院眠m合于壓力加工成形可鍛性差不宜于選用壓力加工可鍛性常用金屬的塑性變形抗力綜合衡量塑性越大、變形抗力越

7、小可鍛性好金屬的塑性，用截面收縮率 也、延伸率6、沖擊韌性ak表示，山、6、a kt -塑性T ,變形抗力金屬對變形的抵抗力。變形抗力；-變形中所消耗的能量；,金屬的可鍛性取決于材質(zhì)和加工條件。、材料性質(zhì)的影響1化學(xué)成分的影響純金屬的可鍛性比合金要好；如：純鐵、低碳鋼、高合全鋼可鍛性依次下降2金屬組織的影響內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)不同，可鍛性差別很大純金屬及固溶體（如奧氏體）的可鍛性好；碳化物（如滲碳體）的可鍛性差鑄態(tài)柱狀組織和粗晶粒結(jié)構(gòu)不如晶粒細(xì)小而又均勻的組織的可鍛性好。二、加工條件的影響1變形溫度的影響提高變形時的溫度-改善可鍛性，并對生產(chǎn)率、產(chǎn)品質(zhì)量及金屬的有效利用 均影響大。但溫度過高必將產(chǎn)生

8、過熱、過燒、脫碳和嚴(yán)重氧化等缺陷-鍛件報廢應(yīng)嚴(yán)格控制鍛造溫度始鍛溫度和終鍛溫度間的溫度范圍（以合金狀態(tài)圖為依據(jù)）2變形速度的影響變形速度單位時間內(nèi)的變形程度。其影響是矛盾的（圖6-12）一方面，由于變形速度的增大，回復(fù)和再結(jié)晶不能及時克服加工硬化現(xiàn)象-金屬塑性；抗力Tf可鍛性變壞；另一方面，金屬在變形過程中，消耗于塑性變形的能量有一部分轉(zhuǎn)化為熱能，使溫度升高（熱效應(yīng)現(xiàn)象），彼塑性T變形抗力J （圖中 a點以后）-可鍛性好， 但熱效應(yīng)現(xiàn)象除高速錘鍛造外，一般壓力加工的變形過程不明顯-故采用較小的變形速度為宜。3應(yīng)力狀態(tài)的影響三向應(yīng)力狀態(tài)圖中壓應(yīng)力數(shù)量Tf塑性好 拉應(yīng)力數(shù)量T-塑性差（圖6-13）

9、（圖6-14）第七章 鍛壓 成形工 藝鍛壓成形自由鍛（無模自由成形）模鍛（模膛塑性成形）自由鍛一一利用沖擊力或壓力使金屬在上、下砥鐵間產(chǎn)生塑性變形-所需幾何形狀及內(nèi)部質(zhì)量的鍛件。手工自由鍛自自小型鍛件，生產(chǎn)率低機(jī)器自由鍛自自錘上自由鍛自自空氣錘、蒸汽自空氣錘（ 1500kg 鍛件）液壓機(jī)上自由鍛自自水壓機(jī)（ 300 噸鍛件）生產(chǎn)巨型鍛件唯一成形設(shè)備自由鍛可分為基本工序、輔助工序、精整工序基本工序自自使金屬坯料產(chǎn)生一定程度的塑性變形，滿足形狀、尺寸輔助工序自自為基本工序操作方便而進(jìn)行的預(yù)先變形工序（如壓鉗口、壓鋼錠棱邊、切肩等）精整工序自自用以減少鍛件表面缺陷注 由于自由鍛的生產(chǎn)效率低，對操作工

10、人技藝要求高，勞 動強(qiáng)度大，鍛件精度差-自由鍛日趨衰落，而模鍛逐漸取代自由鍛國外工業(yè)發(fā)達(dá)國家，自由鍛（中、小型）只占20%40%。§ 7-1 模膛 鍛 造 成形模鍛自自在高強(qiáng)度金屬鍛模上預(yù)先制出與鍛件形狀一致的模膛，使坯料在模膛內(nèi)受壓變形，在變形過程中由于模膛對金屬坯料流動的限制，因而鍛造終了 時能得到和模膛形狀相符的鍛件。模鍛與自由鍛比較有如下優(yōu)點。生產(chǎn)率較高模鍛尺寸精確，加工余量小可鍛出形狀比較復(fù)雜的鍛件節(jié)省金屬材料，減少切削加工量操作簡單，易于機(jī)械化、自動化模鍛按使用的設(shè)備不同分為：錘上模鍛（固定模腔成形）胎模鍛壓力機(jī)上模鍛一、胎模鍛造成形工藝及應(yīng)用在自由鍛設(shè)備上使用胎模生產(chǎn)模

11、鍛件的工藝方法。兩種方法：胎模放在砧座上，將加熱后的坯料放入胎模，鍛制成形自由鍛預(yù)鍛-胎模終鍛成形特點及應(yīng)用生產(chǎn)率較高，鍛件質(zhì)量好，節(jié)省材料，成本低，不需專用鍛造設(shè)備，模具簡單，易制造，應(yīng)用小批量生產(chǎn)（也逐漸淘汰 ）。二、固定模膛成形工藝的分類及設(shè)備成型設(shè)備不同：錘上模鏜成形工藝大批量（蒸汽-空氣錘、無砧座錘、高速錘）壓力機(jī)上模鏜成形工藝設(shè)備：曲柄壓力機(jī)、摩擦壓力機(jī)、平鍛機(jī)、模鍛水壓機(jī)等§ 7-2 鍛模 模 膛 及其 功用（圖7-2）錘上模鍛用的鍛模模膛根據(jù)功用的不同，可分為：模鍛模膛（終鍛模鏜、預(yù)鍛模鏜）制坯模膛：拔長模膛（圖7-4）滾（預(yù)先制坯）壓模膛（圖7-5）彎曲模膛（圖7-

12、6） a） 切斷模膛（圖7-6） b）終鍛模鏜形狀同鍛件，尺寸比鍛件放大一個收縮量 。（圖7-3）預(yù)鍛模鏜形狀、尺寸與鍛件接近，無飛邊槽，圓角和斜度較大注 按變形的模膛數(shù) ：單膛鍛模（如齒輪坯 ）多膛鍛模（圖7-7）§ 7-3 錘上 模 鍛 成形 工藝 設(shè) 計 模鍛生產(chǎn)的工藝規(guī)程包括：制訂鍛件圖、計算坯料尺寸、確定模鍛工步（選模膛 ）、選 擇設(shè)備及安排修整工序等。最主要是鍛件圖的制定和模鍛工步的確定一、模鍛鍛件圖的制定是設(shè)計和制造鍛模、計算坯料、檢查鍛件的依據(jù)。制定時應(yīng)考慮如下幾個問題：1選擇模鍛件的分模面（圖7-8）選 d-d 是最合理的2余量、公差及敷料余量一般為14mm；公差一

13、般取在±0.33mm3模鍛斜度（圖7-9）一般 5° 15°a 2-a 1=2° 5°4模鍛圓面半徑（圖7-10）R>r5留出沖孔連皮d<25mm 孔一般不鍛出d>25mm 孔帶沖孔連皮（圖 7-3） 連皮厚度s與d有關(guān)，d =308gs=48mm（圖 7-11）齒輪坯模鍛件圖粗實線鍛件的形狀雙點劃線零件的輪廓形狀二、模鍛工步的確定及模膛種類的選擇形狀分 長軸類鍛件（圖7-12）盤類鍛件（圖7-13）模鍛工步確定后，再選擇制坯模膛和模鍛模膛。注:修整工序一一切邊和沖孔熱處理正火、退火校正防變形 清理去氧化皮等三、模鍛成形件的結(jié)

14、構(gòu)工藝性便于模鍛生產(chǎn)，降低成本原則：§ 7-4 壓力 機(jī) 上 模膛 成形 由于模鍛錘工作時震動、噪音大，勞動條件差，蒸汽效率低，能源消耗多等缺點。近年來，大噸位模鍛錘有逐步被壓力機(jī)所取代趨勢。壓力機(jī)有：摩擦壓力機(jī)、曲柄壓力機(jī)、平鍛機(jī)、模鍛水壓機(jī)一、摩擦壓力機(jī)上模鍛（圖7-17） 工作原理噸位350t1000t多用于中、小型鍛件特點：:結(jié)構(gòu)簡單，造價低，投資少，使用維修方便，基建要求不高、工藝用途廣泛。中、小型工廠均有此類設(shè)備、曲柄壓力機(jī)模鍛傳動系統(tǒng)如（圖7-18）噸位200012000噸特點：鍛件精度高，生產(chǎn)率高，勞動條件好，節(jié)省金屬等適合于大批大量生產(chǎn)（造價高）、平鍛機(jī)上模鍛（圖

15、7-19） 傳動圖 滑塊水平運動噸位 500kN31500kN （503150 噸）625mm6230mm 棒料特點：7-5 模鍛 件 的 缺陷1錯模2欠壓3局部充不滿無法修正4折紋無法修正5凹坑6殘留毛利第八 章 板料 的 沖 壓 成 形 工 藝?yán)脹_模使板料產(chǎn)生分離或變形的加工方法板料的沖壓成形常溫下進(jìn)行的，又叫冷沖壓或薄板沖壓。只有當(dāng)板料厚度810mm時，采用熱沖壓，板料沖壓的特點：（ 1）可沖出形狀復(fù)雜的零件，廢料較少；（ 2）產(chǎn)品精度高，表面粗糙度較低，互換性好；（ 3）能獲得質(zhì)量輕、材料消耗少、強(qiáng)度和剛度較高的零件；（ 4）操作簡單，工藝過程便于機(jī)械化，自動化，生產(chǎn)率很高成本低故應(yīng)

16、用廣泛，特別在汽車、拖拉機(jī)、航空、電器、儀表及國防等工業(yè)，占有極其重要的地位。常用金屬材料低碳鋼、銅合金、鋁合金、鎂合金及塑性高的合金鋼等。常用設(shè)備剪床、沖床沖壓生產(chǎn)可進(jìn)行多種工序，其基本工序：分離工序、變形工序§ 8-1 分離工 序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、精沖、修整等。一、落料及沖孔（統(tǒng)稱沖載）使坯料按封閉輪廓分離的工序，其坯料變形過程和模具結(jié)構(gòu)都是一樣，只是取舍不同。落料被分離的部分為成品，而周邊是廢料沖孔被分離的部分為廢料，而周邊是成品如：平面墊圈：制取外形落料制取內(nèi)孔沖孔1沖裁變形過程沖裁件質(zhì)量、沖裁模結(jié)構(gòu)與沖裁時板料變形過程關(guān)系密切，其

17、過程分三個階段（ 1）彈性變形階段（圖8-1）沖頭接觸板料后，繼續(xù)向下運動的初始階段，使板料產(chǎn)生彈性壓縮、拉伸與彎曲等變形，板料中應(yīng)力迅速增大。此時，凸模下的材料略有彎曲，凹模上的 材料則向上翹，間隙彎曲、上翹T（ 2）塑性變形階段沖頭繼續(xù)壓入，應(yīng)力值-屈服極限-塑性變形，變形達(dá)一定程度時，位于凸 、 凹模刃口處的材料硬化加劇出現(xiàn)微裂紋；塑性變形階段結(jié)束。（ 3）斷裂分離階段沖頭繼續(xù)壓入，已形成的上、下微裂紋擴(kuò)大向內(nèi)擴(kuò)展，上、下裂紋相遇重合時，材料被剪斷分離。（圖8-2）沖裁變形區(qū)的應(yīng)力與變形情況和沖裁件的切斷面的狀況圓角帶光亮帶斷裂帶2凸、凹模間隙不僅嚴(yán)重影響沖裁件的斷面質(zhì)量，而且影響模具壽

18、命、卸料力、推件力、沖 裁力和沖裁件的尺寸精度。（圖8-3a）間隙過小一一上、下裂紋向外錯開，且材料與凸、凹模之間的摩 擦力增加-沖裁力、卸料力、推件力T,磨損加劇-模具壽命J（圖8-3） c 間隙過大f上、下裂紋向內(nèi)錯開，光亮帶減小，圓角帶與錐度 增大-厚大的拉長毛刺，沖裁的翹曲現(xiàn)象嚴(yán)重。對于批量較大而公差又無特殊要求的沖裁件一一采用“大間隙”沖裁，提高 模具壽命。（圖8-3） b 間隙合適，上、下裂紋重合一線，沖裁力、卸料力、推件力適 中，模具壽命足夠，零件尺寸幾乎與模具一樣。（表8-1）沖裁模合理間隙值3.凸、凹模刃口尺寸的確定落料、沖孔分別計算設(shè)計落料模一一落料件確定凹模刃口尺寸取凹模

19、作設(shè)計基準(zhǔn)件-根據(jù)間隙z確定凸模尺寸（縮小凸模刃口尺寸保證間隙值）設(shè)計沖孔模一一沖孔件確定凸模尺寸，取凸模作設(shè)計基準(zhǔn)件一一z確定凹模尺寸（用擴(kuò)大凹模刃口尺寸保證間隙值）4 .沖裁力的計算沖裁力是選用沖床噸位和檢驗?zāi)＞邚?qiáng)度的一個重要依據(jù)。平刃沖模的沖裁力按下式計算p KL Sp一一沖裁力（N）L 沖裁周邊長度（mm）S一一坯料厚度（mm）K設(shè)一系數(shù)，常取1.3材料抗剪強(qiáng)度（MPa）查手冊，或取 b0.85 .沖裁件的排樣排樣是指落料件在條料、帶料或板料上合理布置的方法，排樣合理可使廢料 最少，材料利用率T（圖8-4）不同排樣方式材料消耗對比 落料件的排樣有兩種類型：無搭邊排樣一一用落料件形狀的一

20、個邊作為另一個落料件的邊緣（圖d）,材料利用率很高，但毛刺不在同一平面上，且尺寸不易準(zhǔn)確。有搭邊排樣一一各落料件之間均留有一定尺寸的搭邊，優(yōu)點：毛刺小，且在同一平面上，尺寸準(zhǔn)確，質(zhì)量高，但材料消耗多。二、修整利用修整模沿沖裁件外緣或內(nèi)孔刮削一薄層金屬，以切掉普通沖裁時在沖裁件斷面上存留的剪裂帶和毛刺一尺寸精度T表面粗糙度；（圖8-5） a外緣修整（圖8-5） b內(nèi)孔修整修整后，沖裁件公差等級IT6IT7表面粗糙度Ra0.81.6p m三、精密沖裁公差I(lǐng)T6IT8級，表面粗糙造度 Ra0.80.4p m,且生產(chǎn)率高?；境霭l(fā)點一一改變沖裁條件，以增大變形區(qū)的靜水壓作用，抑制材料的斷裂，使塑性剪切

21、變形延續(xù)到剪切的全過程，與材料不出現(xiàn)剪裂紋的沖裁條件下實現(xiàn)材料的分離一一得到斷面光滑而垂直的精密零件。（圖8-6）精沖法與普通沖裁法所用模具的比較§8-2變形工序變形工序是使坯料的一部分相對于另一部分產(chǎn)生位移而不破裂的工序如：拉深、彎曲、翻邊、脹型、旋壓等一、拉深1 .拉深過程及變形特點利用模具使平面坯料變成開口空心件的沖壓工序；可制成筒形、階梯形、盒形、球形、錐形及其它復(fù)雜形狀的薄壁零件。（圖8-7）拉伸變形過程示意圖2 .拉深中常見的廢品及防止措施最危險部位一一直壁與底部過渡圓角處，拉應(yīng)力 材料強(qiáng)度極限時一一拉裂防裂措施（1）正確選擇拉深系數(shù)m d d有一拉深件直徑;D坯料直徑m

22、J-d 變形程度T易成拉裂一般 m>0.50.8注若m過小一一可采用多次拉深（圖 8-9）（2）合理設(shè)計拉深模工作零件凸、凹模圓角半徑一一過小，易拉裂凸、凹模間隙一一z二 （1.11.2） s （比沖裁模大）（3）注意潤滑摩擦；-磨損；加潤滑劑（圖8-10）起皺拉深件 （圖8-11）有壓邊圈的拉深3.毛坯尺寸及拉深力的確定毛坯尺寸計算一一拉深前后的面積不變原則進(jìn)行最大拉伸力（圓筒件）Fmax 3（ bs）（D d 膽）（具體說明 P132）s二、彎曲坯料的一部分相對于另一部分彎曲成一定角度的工序。（圖8-12）坯料內(nèi)側(cè)一受壓毛側(cè)受拉彎曲時，盡可能使彎曲線與坯料纖維方向垂直（8-13）以免

23、破裂 三、其它沖壓成形1 .脹形主要用于平板毛坯的局部脹形（或叫起伏成形 ），如：壓制凹坑、加強(qiáng)筋、花紋、標(biāo)記等。脹形時，毛坯兩向拉應(yīng)力狀態(tài)，不會產(chǎn)生失穩(wěn)起皺現(xiàn)象一一零件表面光滑、 質(zhì)量好模具：剛模軟模（圖8-14）廣泛采用2 .翻邊在坯料的平面部分或曲面部分上使板料沿一定的曲率翻成豎立邊緣的沖壓成 形工序。內(nèi)孔翻邊（圖8-15）不變薄翻邊毛緣翻邊變薄翻邊3 .旋壓（圖8-16）旋壓過程示意圖旋壓的基本要點合理的轉(zhuǎn)速合理的過渡形狀合理加力§8-3沖模的分類和構(gòu)造、簡單沖模（圖 8-17）、連續(xù)沖模（圖 8-18）、復(fù)合沖模（圖8-19）坯料皿2由2s3 tZZ 半成品艮 成扉由 /J

24、 1 V2221a）方案一）*，】Qmni兒倦楠舞婚rTOL（C）華內(nèi)禽“Ch|T f" B3rhrh口 I ifea必10（b方案二（G）方案三i<b） g外角，4SDI角Efag 11d）用4個f 5mm孔沖壓工序及模具結(jié)構(gòu)型氏工藝卡片第九 章 金 屬 的 其 它塑 性 成 形工 藝科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，壓力加工要求越高，不僅要生產(chǎn)各種毛坯，而且還要直接生產(chǎn)出各種形狀復(fù)雜的零件；不僅能用易變形材料加工，而且還要用更難變形的材料進(jìn)行生產(chǎn)近年來，出現(xiàn)了許多新工藝、新技術(shù)如：超塑性成形、粉末鍛造、零件的擠壓、精密模鍛、零件的軋制、液態(tài)模鍛、高能高速成形等。新工藝特點盡量使鍛壓件的形

25、狀接近零件的形狀，以便少、無屑加工，節(jié)省原材料、切削加工工作量，提高力學(xué)性能和使用性能；具有更高的生產(chǎn)率；減小變形力，可在較小鍛壓設(shè)備上制造出大鍛件；廣泛利用電加熱和少氧化、無氧化加熱，提高鍛件表現(xiàn)質(zhì)量，改善勞動條4 9-1 零件 的 擠 壓使坯料在擠壓筒中受強(qiáng)大的壓力作用而變形的加工方法。一、擠壓特點坯料在三向受壓狀態(tài)下變形，故可提高金屬坯料的塑性。擠壓材料不僅有鋁、鋼等塑性好的非鐵金屬，而且碳鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、不銹鋼及工業(yè)純鐵等也可用擠壓工藝成形。在一定的變形量下某些高碳鋼、軸承鋼、甚至高速鋼等也可進(jìn)行擠壓。可擠壓動各種形狀復(fù)雜、深孔、薄壁、異型斷面的零件。零件精度高，表面粗糙度低一般尺寸精

26、度為IT6IT7， 表 面 粗糙度 Ra3.20.4提高了零件的力學(xué)性能（纖維組織連續(xù)）節(jié)約原材料，材料利用率可達(dá) 70%,生產(chǎn)率也高。二、分類1按金屬流動方向和凸模運動方向分類正擠壓金屬流動方向與凸模運動方向相同（圖9-1）反擠壓金屬流動方向與凸模運動方向相反（圖9-2）復(fù)合擠壓擠壓時，坯料一部分金屬的流動方向與凸模運動方向相同，而另一部分則相反（圖9-3）徑向擠壓金屬流動方向與凸模運動方向成90°角（圖9-4）2按金屬坯料所具有的溫度分類熱擠壓擠壓時坯料變形溫度高于材料的再結(jié)晶溫度，與鍛造溫度相同。熱擠壓變形抗力小，允許每次變形程度較大，但產(chǎn)品表面粗糙。廣泛用于冶金部門中生產(chǎn)鋁、

27、銅、鎂及其合金的型材和管材。冷擠壓坯料變形溫度低于材料再結(jié)晶溫度（經(jīng)常在室溫下）的擠壓工藝。其變形抗力比熱擠壓高得多，但產(chǎn)品表現(xiàn)光潔，內(nèi)部組織為加工硬化組織-提高了產(chǎn)品強(qiáng)度。廣泛用于制造機(jī)器零件和毛坯。溫擠壓介于熱擠壓和冷擠壓之間的擠壓方式，將金屬加熱到再結(jié)晶溫度以下的某個合適溫度（100800）進(jìn)行擠壓。不僅可擠壓中碳鋼，也可擠壓合金鋼零件。此外，還有靜液擠壓方法（圖9-5），凸模與坯料不直接接觸，給液體加壓（ 30000個大氣壓以上），液 體傳給坯料，使金屬通過凹模而成形。變形較均勻，擠壓力較小，用于低塑性材料注 擠壓設(shè)備專用擠壓機(jī)（液壓式、曲軸式、肘桿式 ），也 可在改進(jìn)的曲 柄壓力機(jī)或

28、摩擦壓力機(jī)上進(jìn)行。5 9-2 零件 的 軋 制軋制除生產(chǎn)型材、板材和管材外，還可生產(chǎn)各種零件。 零件的軋制具有生產(chǎn)率高、質(zhì)量好，成本低，并可大量減少金屬材料的消耗一、零件軋制的特點設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，噸位小勞動條件好，易機(jī)械化，自動化，生產(chǎn)率高模具價廉一一球墨鑄鐵、冷硬鑄鐵質(zhì)量好，力學(xué)性能好材料利用率高（90%以上）二、零件軋制的類型根據(jù)軋輥軸線與坯料軸線不同，分為：縱軋、橫軋、斜軋、楔橫軋1縱軋軋輥軸線與坯料軸線互相垂直的軋制方法。包括各種型材軋制、輥鍛軋制、輾環(huán)軋制輥鍛軋制（圖9-6）把軋制工藝應(yīng)用到鍛造生產(chǎn)中，目前，成型輥鍛適用于生產(chǎn)的三種類型鍛件：扁斷面的長桿件，如板手，活動板手，鏈環(huán)等帶有

29、不變形頭部而沿長度方向橫截面面積遞減的鍛件，如葉片連桿成型輥鍛輾環(huán)軋制（圖9-7）2橫軋軋輥軸線與坯料軸線互相平行（如齒輪軋制）（圖9-8）3斜軋亦稱螺旋斜軋、軋輥軸線與坯料軸線相交一定角度的軋制方法，如圖9-9 b 鋼球軋制如圖9-9 a 周期軋制（此外，絲杠冷軋）4楔橫軋利用兩個表面鑲有楔形凸塊，并作同向旋轉(zhuǎn)的平行軋輥對沿軋輥軸向送進(jìn)的坯料進(jìn)行軋制的方法（圖9-10）主要用于加工階梯軸，錐形軸等各種對稱的零件或毛坯。6 9-3 精密 模 鍛在模鍛設(shè)備上鍛造形狀復(fù)雜，鍛件精度高的模鍛工藝如：精密模鍛傘齒輪，其齒形部分可直接鍛出而不必再切削加工尺寸精度可達(dá)IT12IT15 Ra3.21.6一、

30、工藝過程（圖9-20）二、工藝特點7 9-4 多向 模 鍛將坯料放于鍛模內(nèi)，用幾個沖頭從不同方向同時或先后對坯料加壓，以獲得形狀復(fù)雜的精密鍛件（圖9-21）凹面、凸肩、多向孔穴等，不需模鍛斜度一、優(yōu)點1 .提高材料利用率、節(jié)約金屬材料（40%90%）2 提高力學(xué)性能一一強(qiáng)度T 30%以上3降低勞動強(qiáng)度4節(jié)約設(shè)備，提高勞動生產(chǎn)率5應(yīng)用范圍廣二、局限性需專用壓力機(jī)，大噸位設(shè)備電力消耗量大（感應(yīng)電加熱，或氣體保護(hù)無氧化加熱）要求嚴(yán)格（毛坯尺寸）一一精密計算或試料§ 9-5 徑向 （ 旋 轉(zhuǎn)） 鍛造（圖9-22）兩個以上鍛模高頻率、短沖程施加徑向脈沖打擊力一一坯料徑向 尺寸減小、軸向尺寸增大。（圖9-23）徑向鍛造形式，特點及應(yīng)用§ 9-6 液態(tài) 模 鍛鑄造 +鍛造組合工藝，在壓力鑄造基礎(chǔ)上發(fā)展起來。一、工藝過程（圖9-26）工藝流程：原材料配制-熔煉-澆注-加壓成形-脫模一一灰坑冷卻-熱處理-檢