第4章 金屬塑性成型工藝課件

1、在950°C時(shí)鍛壓45鋼或拉制鎢絲，分別屬于冷變形還是熱變形？為什么？（鋼的熔點(diǎn)，鎢的熔點(diǎn)3380°C）2、始鍛溫度過(guò)高，會(huì)造成鍛坯金屬（）。A過(guò)熱或過(guò)燒B熱應(yīng)力增大C晶粒破碎D增大塑性3、鍛造加熱的目的（），允許鍛造的最低溫度為（）。4、始鍛溫度過(guò)高，會(huì)造成鍛坯金屬（）。A過(guò)熱或過(guò)燒B熱應(yīng)力增大C晶粒破碎D增大塑性5、金屬材料鍛造加熱的目的（），允許鍛造的最低溫度為（）。6、金屬材料塑性變形后，（）增加，（）下降的現(xiàn)象稱為加工硬化，欲消除加工硬化，可以采用（）退火的方法。７、再結(jié)晶過(guò)程由（）和（）組成。8、當(dāng)金屬件存在流線時(shí)（纖維組織），應(yīng)使零件的正應(yīng)力方向，與流線方向（），切應(yīng)力（）。A垂直B平行C成45°角D任意14塑性成型工藝4.1模膛鍛造成型工藝4.2鍛模模膛及其功用4.3制坯模膛4.4錘上模鍛成型工藝設(shè)計(jì)4.5壓力機(jī)上模膛成型工藝4.6模鍛件的缺陷2

自由鍛概念

利用使加熱好的金屬在上、下抵鐵之間產(chǎn)生變形。

沖擊力或壓力

工藝特點(diǎn)：坯料變形時(shí)，除與上、下抵鐵或其它輔助工具接觸部分表面外，都是自由表面，變形不受限制。自由鍛——3自由鍛特點(diǎn)與應(yīng)用工具簡(jiǎn)單，不需造價(jià)昂貴的模具；可以鍛造各種重量的鍛件，對(duì)于大型鍛件幾乎是唯一的鍛造方法；自由鍛所需設(shè)備的噸位較??；鍛件的尺寸精度低，加工余量大；鍛件形狀簡(jiǎn)單，生產(chǎn)率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大。自由鍛應(yīng)用——單件和小批量生產(chǎn)；特別適于重型、大型鍛件生產(chǎn)。4自由鍛分類

(1)手工鍛造，生產(chǎn)小型鍛件。

(2)機(jī)器鍛造，生產(chǎn)大、中、小型鍛件。

自由鍛設(shè)備設(shè)備噸位（T）鍛件質(zhì)量作用力動(dòng)力空氣錘0.05~1100kg沖擊力電動(dòng)機(jī)蒸氣-空氣錘0.5~51500kg沖擊力蒸氣或壓縮空氣水壓機(jī)500~150001~300T靜壓力高壓水

)變形大、鍛透深度大、內(nèi)部質(zhì)量好，沒(méi)有振動(dòng)，噪音小。20MPa(200個(gè)大氣壓)0.4~0.9MPa(4~9個(gè)大氣壓）5自由鍛的基本工序分類：（1）輔助工序：

為方便基本工序的操作而預(yù)先進(jìn)行局部小變形的工序。如倒棱、壓肩等。（2）基本工序：

鍛造過(guò)程中直接改變坯料形狀和尺寸的工序。如鐓粗、拔長(zhǎng)、沖孔、擴(kuò)孔、彎曲等。

（3）精整工序：

修整鍛件最終形狀和尺寸、消除表面不平和歪斜的工序。如修整鼓形、校平、校直等。6基本工序——拔長(zhǎng)7基本工序——鐓粗8基本工序——沖孔9基本工序——彎曲10基本工序——錯(cuò)移11基本工序——扭轉(zhuǎn)12半軸自由鍛工藝

鍛件圖材料:18CrMnTi坯料尺寸:Ф130×240

坯料重量:25kg鍛造設(shè)備:0.5T自由鍛錘拔長(zhǎng)并留出臺(tái)階鍛出頭部拔長(zhǎng)拔長(zhǎng)及修整臺(tái)階鍛出凹擋及拔長(zhǎng)端部并修整13模鍛：利用模具使毛坯變形獲得鍛件的方法。常用的模鍛設(shè)備有蒸汽-空氣模鍛錘、壓力機(jī)等。（1）模鍛分類：

1）錘上模鍛：在鍛錘上進(jìn)行；2）胎模鍛：在自由鍛設(shè)備上使用可移動(dòng)模具；3）壓力機(jī)上模鍛：在壓力機(jī)上對(duì)熱態(tài)金屬進(jìn)行模鍛。

4.1模膛鍛造成型工藝14（2）模鍛特點(diǎn)1）坯料整體塑性變形，三向受壓；2）鍛件尺寸精確，加工余量??；3）鍛件形狀可較復(fù)雜；4）生產(chǎn)率較高；5）鍛模造價(jià)高，制造周期長(zhǎng)。適于小型鍛件的成批大量生產(chǎn)。如飛機(jī)、機(jī)車(chē)、軍工、軸承等制造業(yè)中的齒輪、軸、連桿等零件。154.1.1胎模鍛造成型工藝及應(yīng)用

胎模鍛造成型是在自由鍛設(shè)備上，使用可移動(dòng)的胎模具生產(chǎn)鍛件的鍛造方法。胎模成型與自由成型相比，具有較高的生產(chǎn)率，鍛件質(zhì)量好，節(jié)省金屬材料，降低鍛件成本。與固定模膛成型相比，不需要專用鍛造設(shè)備，模具簡(jiǎn)單，容易制造。鍛件質(zhì)量不如固定模膛成型的鍛件高，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，胎模壽命短，生產(chǎn)率低。胎模成型只適用于小批量生產(chǎn)，多用在沒(méi)有模鍛設(shè)備的中小型工廠中。胎模的種類：扣模；筒模；合模。16胎膜鍛扣模組合筒模合模173.3.1.2固定模膛成型工藝分類及設(shè)備

固定模膛成型工藝主要分為錘上模膛成型工藝和壓力機(jī)上模膛成型工藝。錘上模鍛成型用于大批量鍛件生產(chǎn)。所用設(shè)備有蒸汽-空氣錘、無(wú)砧座錘、高速錘等。壓力機(jī)上模膛成型常用的設(shè)備有曲柄壓力機(jī)、摩擦壓力機(jī)和平鍛機(jī)、模鍛水壓機(jī)等。18模膛種類制坯模膛（體積分配）

模鍛模膛（鍛件成形）切斷模膛（鍛件與坯料切離）預(yù)鍛→初步成形終鍛→最終成形設(shè)飛邊槽★

放收縮率鐓粗拔長(zhǎng)滾擠★彎曲…●4.2鍛模模膛及其功用194.2.1預(yù)鍛模膛預(yù)鍛模膛的作用是：使坯料變形到接近于鍛件的形狀和尺寸，終鍛時(shí)，金屬容易充滿終鍛模膛。同時(shí)減少了終鍛模膛的磨損，以延長(zhǎng)鍛模的使用壽命。

預(yù)鍛模膛和終鍛模膛的區(qū)別是前者的圓角和斜度較大，沒(méi)有飛邊槽。飛邊槽的作用？203.3.2.2終鍛模膛終鍛模膛的作用是：是使坯料最后變形到鍛件所要求的形狀和尺寸，因此它的形狀應(yīng)和鍛件的形狀相同。終鍛模膛的尺寸應(yīng)比鍛件尺寸放大一個(gè)收縮量。鋼件收縮量取1.5%沿模膛四周有飛邊槽，用以增加金屬?gòu)哪Ｌ胖辛鞒龅淖枇?，促使金屬充滿模膛，同時(shí)容納多余的金屬。終鍛后在孔內(nèi)留下一薄層金屬，稱為沖孔連皮。為什么?214.3制坯模膛拔長(zhǎng)模膛——用來(lái)減小坯料某部分的橫截面積，以增加該部分的長(zhǎng)度。

滾壓模膛——用來(lái)減小坯料某部分的橫截面積，以增大另一部分的橫截面積。主要是使金屬按模鍛件形狀來(lái)分布。22

彎曲模膛——對(duì)于彎曲的桿類模鍛件，需用彎曲模膛來(lái)彎曲坯料。

切斷模膛——上模與下模的角部組成的一對(duì)刀口，用來(lái)切斷金屬。23思考題：1.連桿和齒輪，若由模鍛改為自由鍛，零件結(jié)構(gòu)應(yīng)如何改變？24思考題：2.下圖齒輪采用模鍛制坯，設(shè)計(jì)上有哪些不合理的地方？為什么？25模膛種類制坯模膛（體積分配）

模鍛模膛（鍛件成形）切斷模膛（鍛件與坯料切離）預(yù)鍛→初步成形終鍛→最終成形設(shè)飛邊槽放收縮率鐓粗拔長(zhǎng)滾擠彎曲…26

實(shí)際鍛造時(shí)應(yīng)根據(jù)鍛件的復(fù)雜程度相應(yīng)選用單模膛鍛模或多模膛鍛模。一般形狀簡(jiǎn)單的鍛件采用僅有終鍛模膛的單模膛鍛模，而形狀復(fù)雜的鍛件（如截面不均勻、軸線彎曲、不對(duì)稱等）則需采用具有制坯、預(yù)鍛、終鍛等多個(gè)模膛的鍛模逐步成形。

下面讓我們來(lái)看一下彎曲連桿在錘上模鍛時(shí)所用的多模膛鍛模及其成形過(guò)程。27③彎曲②滾擠①拔長(zhǎng)鍛模切邊模制坯工步④預(yù)鍛⑤終鍛⑥切邊模鍛工步切斷工步28修整工序:

即模鍛件成形后提高精度和表面質(zhì)量的工序。①切邊：即帶飛邊的模鍛件終鍛后切除飛邊的工序。②沖連皮：即帶孔的鍛件經(jīng)終鍛后，沖除孔內(nèi)連皮的工序。③校正：即為消除鍛件在鍛后產(chǎn)生的彎曲、扭轉(zhuǎn)等變形，使之符合鍛件圖技術(shù)要求的工序。④熱處理和清理：模鍛件經(jīng)過(guò)修整后，一般還需通過(guò)熱處理和清理。采用正火或退火，細(xì)化晶粒；清理表面缺陷或氧化皮。294.4錘上模鍛成型工藝設(shè)計(jì)

錘上模鍛成型的工藝過(guò)程一般為：切斷毛坯→加熱坯料→模鍛→切除模鍛件的飛邊→校正鍛件→鍛件熱處理→表面清理→檢驗(yàn)→成堆存放。

錘上模鍛成型的工藝設(shè)計(jì)包括制定鍛件圖、計(jì)算坯料尺寸、確定模鍛工步(選擇模膛)、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模鍛工步的確定。30選擇模鍛件的分模面

分模面即是上下鍛模在模鍛件上的分界面。制訂模鍛鍛件圖時(shí)，必須按以下原則確定分模面位置：要保證模鍛件能從模膛中取出，分模面應(yīng)選在模鍛件最大尺寸的截面上。按選定的分模面制成鍛模后，應(yīng)使上下兩模沿分模面的模膛輪廓一致，以便在安裝鍛模和生產(chǎn)中容易發(fā)現(xiàn)錯(cuò)?，F(xiàn)象，及時(shí)調(diào)整鍛模位置。最好把分模面選在模膛深度最淺的位置處。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。4.4.1模鍛圖的制定31選定的分模面應(yīng)使零件上所加的敷料最少。最好使分模面為一個(gè)平面，使上下鍛模的模膛深度基本一致，差別不宜過(guò)大，以便于制造鍛模。形狀復(fù)雜件宜采用鍛-焊、鍛-螺紋聯(lián)接等組合結(jié)構(gòu)，以簡(jiǎn)化模具和減少余塊。32避免橫截面面積相差過(guò)大。避免薄壁、高肋及直徑過(guò)大的凸緣

33確定模鍛件的機(jī)械加工余量及公差機(jī)械加工余量一般為1～4mm，鍛造公差一般取在±0.3～3mm之間。標(biāo)注模鍛斜度當(dāng)模膛寬度b小而深度h大時(shí)，模鍛斜度要取大些。內(nèi)壁斜度要略大于外壁斜度(a2>a1)。標(biāo)注模鍛圓角半徑鍛件上所有轉(zhuǎn)角處都應(yīng)做成圓角(。一般內(nèi)圓角半徑（R）應(yīng)大于其外圓半徑（r）。留出沖孔連皮鍛件上直徑小于25mm的孔，一般不鍛出，或只壓出球形凹穴。大于25mm的通孔，也不能直接模鍛出通孔，而必須在孔內(nèi)保留一層連皮。沖孔連皮的厚度s與孔徑d有關(guān)，當(dāng)d=30～80mm時(shí)，s=4～8mm。3435模鍛圓角半徑內(nèi)圓角半徑R是外圓角半徑r的３－４倍內(nèi)壁斜度β應(yīng)比外壁斜度α大一級(jí)36齒輪坯的模鍛鍛件圖37長(zhǎng)軸類鍛件，如臺(tái)階軸、曲軸、連桿、彎曲搖臂等(圖8-12)；一般為拔長(zhǎng)、滾擠、預(yù)鍛、彎曲、預(yù)鍛、終鍛成型。

盤(pán)類模鍛件，如齒輪、法蘭盤(pán)等(圖8-13)。一般為鐓粗、預(yù)鍛、終鍛成型。

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。4.4.2模鍛工步的確定及模膛種類的選擇384.4.3模鍛成型件的結(jié)構(gòu)工藝性模鍛零件必須具有一個(gè)合理的分模面，以保證模鍛件易于從鍛模中取出、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(jì)出模鍛斜度。非加工表面所形成的角都應(yīng)按模鍛圓角設(shè)計(jì)。為了使金屬容易充滿模膛和減少工序，零件外形力求簡(jiǎn)單、平直和對(duì)稱，盡量避免零件截面間差別過(guò)大，或具有薄壁、高筋、凸起等結(jié)構(gòu)。在零件結(jié)構(gòu)允許的條件下，設(shè)計(jì)時(shí)盡量避免有深孔或多孔結(jié)構(gòu)。

在可能條件下，應(yīng)采用鍛-焊組合工藝，以減少敷料，簡(jiǎn)化模鍛工藝。39（1）零件結(jié)構(gòu)分析：零件結(jié)構(gòu)合理。（2）繪制鍛件圖：該零件孔內(nèi)應(yīng)有連皮，參考有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和資料，選定機(jī)械加工余量、鍛件公差、模鍛斜度、模鍛圓角等參數(shù)值，繪出鍛件圖。（3）確定變形工步：該鍛件系盤(pán)類件，應(yīng)采用鐓粗－終鍛工步。（4）選擇修整工序：需安排切邊、沖連皮、校正、熱處理（正火或退火）、清理等修整工序。模鍛工藝設(shè)計(jì)40模鍛成型件的結(jié)構(gòu)截面相差過(guò)大過(guò)扁、過(guò)薄41零件結(jié)構(gòu)的自由鍛工藝性①應(yīng)避免錐形、楔形，盡量采用圓柱面或平行平面,以利于鍛造。②各表面交接處應(yīng)避免弧線或曲線，盡量采用直線或圓，以利于鍛制。③應(yīng)避免肋板或凸臺(tái)，以利于減少余塊和簡(jiǎn)化鍛造工藝。④大件和形狀復(fù)雜的鍛件，可采用鍛-焊、鍛-螺紋聯(lián)接等組合結(jié)構(gòu)，以利于鍛造和機(jī)械加工。42自由鍛件的結(jié)構(gòu)工藝性避免錐體和斜面結(jié)構(gòu)幾何體間的交接處不應(yīng)形成空間曲線43自由鍛件的結(jié)構(gòu)工藝性自由鍛件上不應(yīng)設(shè)計(jì)出加強(qiáng)筋、凸臺(tái)、工字形截面截面變化大的鍛件，采用組合連接441．錯(cuò)模錘頭導(dǎo)軌的間隙過(guò)大、模具缺少平衡導(dǎo)鎖以及模具安裝不合理等原因都可能產(chǎn)生錯(cuò)模，如圖所示。2．欠壓即上、下模分模面未打靠，也稱“鍛不足”。3．局部充不滿由于坯料體積過(guò)小或坯料放偏等原因致使鍛件上的凸筋、外圓角等部位因模槽未充滿而欠缺，這種缺陷一般無(wú)法修正。鍛造缺陷454．折紋由于操作不當(dāng)或模槽設(shè)計(jì)不合理等原因，鍛件表面產(chǎn)生金屬重疊稱為折紋。由于折紋處之金屬已經(jīng)氧化，因此一般無(wú)法修正。5．凹坑由于模槽中未吹除的氧化皮被壓入鍛件中，鍛件清理后氧化皮脫落即形成凹坑或麻點(diǎn)。6．殘留毛刺由于切邊模的間隙過(guò)大或間隙不均以及切邊凹模刃口變鈍等原因常導(dǎo)致鍛件切邊后在分模面處出現(xiàn)殘留毛刺。殘留毛刺過(guò)大時(shí)需要砂輪磨掉。462）鍛造壓力機(jī)模鍛

在壓力機(jī)上對(duì)熱態(tài)金屬進(jìn)行鍛造。

①液壓機(jī)模鍛：模鍛液壓機(jī)是用高壓液體（通常為水或油）來(lái)驅(qū)動(dòng)安裝在活動(dòng)橫梁上的鍛模進(jìn)行模鍛的。②鍛壓機(jī)模鍛：鍛壓機(jī)即熱模鍛機(jī)械壓力機(jī)，是通過(guò)曲柄連桿機(jī)構(gòu)使滑塊往復(fù)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行模鍛的。③平鍛機(jī)模鍛：平鍛機(jī)是具有鐓鍛滑塊和夾緊滑塊的臥式壓力機(jī)。④螺旋壓力機(jī)模鍛：螺旋壓力機(jī)是靠主螺桿的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)滑塊上下運(yùn)動(dòng)，向上實(shí)現(xiàn)回程，向下進(jìn)行鍛打的壓力機(jī)。475.沖壓1.沖壓是使板料經(jīng)分離或成形而得到制件的工藝統(tǒng)稱。沖壓設(shè)備：1）剪床→把板料切成一定寬度的條料，為后續(xù)的沖壓備料。2）沖床→完成沖壓的各道工序，產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。48板料沖壓金屬板料產(chǎn)生分離、變形沖壓件沖模和沖床沖床——沖壓設(shè)備沖?！獩_壓工具（分上模和下模）492.沖壓特點(diǎn)1）沖壓件輕、薄、剛度好；2）生產(chǎn)率和材料利用率高；3）成品形狀可較復(fù)雜、尺寸精度高、表面質(zhì)量好、質(zhì)量穩(wěn)定，一般無(wú)需切削加工；4）大批量生產(chǎn)時(shí)，產(chǎn)品成本低。應(yīng)用：汽車(chē)、拖拉機(jī)、電機(jī)、電器、儀表儀器、輕工和日用品及國(guó)防工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域。常用的沖壓材料有低碳鋼、高塑性合金鋼、鋁和鋁合金、銅和銅合金等金屬板料、帶料與卷料，還可加工紙板、塑料板、膠木板、纖維板等非金屬板料。50⑴沖裁：即利用沖模將板料以封閉或不封閉的輪廓線與坯料分離的沖壓方法。即用帶刃口的沖模使板料分離。沿封閉輪廓分離（沖孔、落料等）沿非封閉輪廓分離（切斷、切口、剖切等）沖裁凸模凹模板坯2.沖壓基本工序511）沖裁變形過(guò)程◆三個(gè)階段：彈性變形→塑性變形→剪裂分離◆沖后斷面特征：對(duì)應(yīng)各變形階段，沖裁斷面相應(yīng)地分為塌角、光亮帶、剪裂帶和毛刺區(qū)。光亮帶寬度越大，塌角越小，剪裂帶的寬度和斜度越小，則剪切面的質(zhì)量越好.塌角光亮帶剪裂帶毛刺塌角光亮帶剪裂帶毛刺沖裁件斷面組成示意圖沖孔件落料件522）沖裁間隙：指凹模與凸模工作部分的水平投影尺寸之差。（一般用字母Z代表雙邊間隙）沖裁間隙的大小直接影響沖裁件的質(zhì)量、沖裁力的大小和模具壽命。沖裁間隙的影響：①對(duì)斷面質(zhì)量：Z過(guò)大，斷面質(zhì)量不好；②對(duì)模具壽命：Z加大，提高壽命；③對(duì)沖裁力：Z加大，可減小沖裁力。53確定新制凸模、凹模尺寸的基本原則為：落料→以凹模為基準(zhǔn)，凹模尺寸接近于落料件的最尺寸，凸模比凹?？s小一個(gè)最小間隙值；沖孔→以凸模為基準(zhǔn)，凸模尺寸接近于沖孔件的最大尺寸，凹模比凸模放大一個(gè)最小間隙值。

模具的尺寸沖孔：D凸=D孔,D凹=D凸+2Z落料：D凹=D落料,D凸=D凹-2Z尺寸模具間隙過(guò)小，模具壽命下降模具間隙過(guò)大，沖件質(zhì)量下降模具間隙Z=(0.05~0.25)t其中t——板料厚度。54落料凹模和沖孔凸模尺寸落料凹模基本尺寸應(yīng)取工件尺寸公差范圍內(nèi)的較小的尺寸。沖孔凸?；境叽鐟?yīng)取工件尺寸公差范圍內(nèi)的較大尺寸。55例題：

1.尺寸為Φ100±0.1的落料件，其凹模刃口的尺寸應(yīng)是（）A、Φ100B、Φ99.9C、Φ100.1D、Φ99.9-100.1之間都可以2.尺寸為Φ100±0.1的沖孔件，其凸模刃口的尺寸應(yīng)是（）A、Φ100B、Φ99.9C、Φ100.1D、Φ99.9-100.1之間都可以56沖裁——板料沿封閉輪廓分離的工序。（落料和沖孔）問(wèn)題：沖孔和落料有何異同？相同：1、模具結(jié)構(gòu)；2、坯料變形過(guò)程。落料沖孔57合理選擇間隙值Z

（根據(jù)材料種類、料厚、精度要求等確定）

①當(dāng)斷面質(zhì)量要求較高時(shí)，應(yīng)選較小的間隙值；②當(dāng)斷面質(zhì)量無(wú)嚴(yán)格要求時(shí)，應(yīng)盡可能加大間隙。經(jīng)驗(yàn)公式：Z＝mδ（m是系數(shù)，δ是料厚）

沖裁軟鋼、鋁合金、銅合金等軟材料時(shí)：Z＝（6％～8％）δ

沖裁硬鋼等材料時(shí)：Z＝（8％～12％）δ沖厚板或精度較低的沖裁件時(shí)，間隙還可適當(dāng)增大。583）排樣：即沖裁件在板料或帶料上的布置方法。排樣原則：合理。目的：簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，提高材料利用率。4）提高沖裁質(zhì)量的沖壓工藝：當(dāng)沖裁件剪斷面用做工作表面或配合表面時(shí)，常采用整修、擠光、精密沖裁等沖壓工藝以提高沖裁質(zhì)量。594、沖裁件的修整修整模的間隙為0.006~0.01mm;修整時(shí)單邊切除量0.05~0.2mm;修整后的切面粗糙度Ra=1.25~0.65;尺寸精度IT6~IT7.問(wèn)題：沖裁件的尺寸精度和表面粗糙度達(dá)不到要求時(shí)，如何處理？外緣修整內(nèi)孔修整4）提高沖裁質(zhì)量的沖壓工藝：當(dāng)沖裁件剪斷面用做工作表面或配合表面時(shí)，常采用整修、擠光、精密沖裁等沖壓工藝以提高沖裁質(zhì)量。60⑵彎曲

即將板料、型材或管材在彎矩的作用下彎成具有一定曲率和角度的制件的成形方法。1）彎曲變形過(guò)程：彈性變形塑性變形塑性彎曲板料受力：外側(cè)受拉應(yīng)力“+”；內(nèi)側(cè)受壓應(yīng)力“-”。外層開(kāi)裂：當(dāng)б外＞бb時(shí)，則產(chǎn)生彎裂。故應(yīng)限制板料的最大彎曲變形程度（即最小彎曲半徑）,同時(shí)注意毛坯下料方向，最好使板料流線方向與彎曲線垂直。

613）回彈：由于外力去除后彈性變形的恢復(fù)，造成工件的彎曲角度、曲率半徑與模具不一致的現(xiàn)象。故一般在設(shè)計(jì)彎曲模時(shí)，模具角度應(yīng)比成品角度略小一個(gè)回彈角度；或改進(jìn)工件結(jié)構(gòu)、彎曲方式及模具結(jié)構(gòu)來(lái)減少回彈。2）最小彎曲半徑：即坯料彎曲時(shí)最外層纖維瀕于拉裂時(shí)內(nèi)表面的彎曲半徑，用符號(hào)rmin表示，故在生產(chǎn)中：r＞rmin。624）彎曲的分類和應(yīng)用：按所用設(shè)備和工具不同，彎曲可分為壓彎，拉彎和輥彎等類型。①壓彎：即用凸模將坯料壓入凹模彎曲成形。彎曲工藝適應(yīng)性強(qiáng)，最常用；②拉彎：是使坯料在受拉狀態(tài)下沿模具彎曲成形。用于彎曲半徑較大的工件；③輥彎：是使坯料受輥軸旋轉(zhuǎn)時(shí)摩擦力作用，連續(xù)進(jìn)入輥軸間彎曲成形。常用于圓柱面和圓錐面加工。63彎曲問(wèn)題？彎裂、回彈64防止彎裂和回彈措施防止彎裂

實(shí)際彎曲半徑r>最小彎曲半徑rmin

回彈的防止

改變模具尺寸，使彈復(fù)后達(dá)到零件的尺寸；改變模具的結(jié)構(gòu)；拉彎。65

⑶拉深：也稱為拉延，是使板料成形為空心件而厚度基本不變的加工方法?！锢钅Ｅc沖裁模的主要區(qū)別:工作部分不是鋒利的刃口而是圓角；凸模與凹模的間隙顯著增加，一般單側(cè)間隙應(yīng)稍大于板厚。彈性變形塑性變形。1）拉深變形過(guò)程：ddD0662）拉深系數(shù)m：即拉深變形后制件直徑d與其毛坯直徑D0之比。m=d/D0（

m越小，表示變形程度越大）mmin為極限拉深系數(shù)：在工件不至拉裂的條件下，所能達(dá)到的最小拉深系數(shù)。多次拉深：當(dāng)m＜mmin時(shí)，如拉深彈殼、筆帽等則要采用多次拉深。mmin=0.5～0.8拉深次數(shù)＜4~5次，且要求m1＜m2＜…＜mnm=m1m2…mn673）拉深缺陷：拉裂、起皺拉裂---筒壁與底部的過(guò)渡處破裂。防止措施：①采用多次拉深，使用潤(rùn)滑劑；②合理規(guī)定間隙及加大模具圓角半徑。起皺---由于切向壓應(yīng)力過(guò)大使毛坯失穩(wěn)而造成變形區(qū)折皺。防止措施：①采用壓邊圈壓緊坯料；②間隙不能過(guò)大，m不能過(guò)小。68防止皺折加壓邊圈壓邊力不宜過(guò)大能壓住工件不致起皺即可。69防止拉穿模具結(jié)構(gòu)

凸凹模加工成圓角R凸<R凹=(3~30)t模具間隙Z=(1.1~1.5)t限制拉深系數(shù)

m=

d/D=0.5~0.8>mmin

否則應(yīng)多次拉深

涂潤(rùn)滑劑減少摩擦70例題：工藝題用￠250×1.5mm的坯料能否一次拉深成直徑為￠50mm的拉深件？應(yīng)采取那些措施才能保證正常生產(chǎn)？

71⑷其他沖壓成形工藝1）縮口：即將管件或空心制件的端部沿徑向加壓，使其徑向尺寸縮小的加工方法。2）起伏：即在板坯或制品表面上通過(guò)局部變薄獲得各種形狀的凸起與凹陷的成形方法。3）翻孔：即在預(yù)先制好孔的半成品或未經(jīng)制孔的板料上沖制出豎直邊緣的成形方法。4）脹形：即板料或空心坯料在雙向拉應(yīng)力作用下，使其產(chǎn)生塑性變形取得所需制件的成形方法。實(shí)際生產(chǎn)中，應(yīng)根據(jù)沖壓件的形狀采用多個(gè)基本工序組合，經(jīng)多次沖壓才能完成。72軟模壓肋曲面壓縮翻邊平面深長(zhǎng)翻邊翻孔73沖壓工序選擇（1）工序類型的選擇：主要根據(jù)沖壓件的形狀、尺寸等確定。（2）工序順序：主要根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)形狀和模具類型確定。帶孔平板件采用單工序模時(shí)一般先落料后沖孔，采用連續(xù)模時(shí)則須先沖孔后落料。帶孔的彎曲件或拉深件應(yīng)先彎曲或拉深后再?zèng)_孔，以防孔變形。形狀復(fù)雜的彎曲件一般先彎兩端和兩側(cè)，后彎中間部分。745.模具選擇（1）模具類型的選擇：按照沖模完成的工序性質(zhì)可分為沖孔模、落料模、彎曲模、拉深模等，按其工序的組合程度可分為：?jiǎn)喂ば蚰！?fù)合模和連續(xù)模三類。考慮因素：沖壓件的形狀、尺寸、精度要求和生產(chǎn)批量等。75單工序模（簡(jiǎn)單模）---只能完成一道沖壓工序的沖模。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易，但生產(chǎn)效率低，適于生產(chǎn)小批量、低精度的沖壓件。連續(xù)模（級(jí)進(jìn)模）---在沖床一次行程中，在模具不同工位上同時(shí)完成多道沖壓工序的沖模。

特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高，復(fù)合模---在沖床的一次行程中，在模具的同一工位上同時(shí)完成多道沖壓工序的沖模。特點(diǎn)：生產(chǎn)效率高但模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，通常用于沖孔與落料、落料與拉深等少量工序的復(fù)合，適合大批量生產(chǎn)高精度的沖壓件。76（1）沖裁件的的斷面分為塌角、（）、（）、毛刺區(qū)。（）寬度越大，塌角越小，（）寬度和斜度越小，則剪切面的質(zhì)量越好.（2）沖裁間隙的影響：Z過(guò)大，斷面質(zhì)量（）；Z加大，模具（）壽命；Z加大，可（）沖裁力（3）沖孔和落料有何異同？（4）什么是排樣？其可以分為（）排樣、（）排樣。（5）最小彎曲半徑？彎曲產(chǎn)生的缺陷（）和（）。（6）什么是拉深？拉深模與沖裁模的主要區(qū)別？（7）什么是拉深系數(shù)？拉深產(chǎn)生的缺陷（）和（）。（8）沖裁模分為（）、（）和（）。77沖裁模連續(xù)模簡(jiǎn)單模78連續(xù)模沖孔凸模落料凸模

凹模導(dǎo)正銷復(fù)合模凸凹模凸模凹模79（2）模具結(jié)構(gòu)的選擇：考慮沖壓件的形狀、尺寸、精度及生產(chǎn)批量等。1）簡(jiǎn)易模：用于新品種試制或小批量生產(chǎn)①鑲塊式模；②柔性模；③低熔點(diǎn)合金模。2）高精度沖模：用于精密沖壓件。806.零件結(jié)構(gòu)的沖壓工藝性(1)沖壓件材料：應(yīng)盡量選用價(jià)格較低的材料，并充分利用邊角余料，以降低材料費(fèi)。(2)沖壓件的精度和表面質(zhì)量：沖壓件的精度要求不應(yīng)超過(guò)沖壓工藝所能達(dá)到的一般精度，以減少制模成本和工序數(shù)。81

3.4.4.1分析沖壓件的結(jié)構(gòu)工藝性對(duì)沖裁件的要求沖裁件的形狀應(yīng)力求簡(jiǎn)單、對(duì)稱，有利于材料的合理利用同時(shí)應(yīng)避免長(zhǎng)槽與細(xì)長(zhǎng)懸臂結(jié)構(gòu)，否則制造模具困難。利用率高利用率高落料外形不合理3.4.4沖壓工藝的制定過(guò)程零件形狀與節(jié)約材料的關(guān)系82沖裁件的內(nèi)、外形轉(zhuǎn)角處，要盡量避免尖角，應(yīng)以圓弧連接。以避免尖角處應(yīng)力集中被沖模沖裂。沖孔件尺寸與厚度關(guān)系合理83彎曲件形狀應(yīng)盡量對(duì)稱，彎曲半徑不能小于材料允許的最小彎曲半徑，并應(yīng)考慮材料纖維方向，以免成型過(guò)程中彎裂。彎曲邊過(guò)短不易彎成型，故應(yīng)使彎曲邊高度H＞2s。若H＜2s，則必須壓槽，或增加彎曲邊高度，然后加工去掉（如圖）。彎曲帶孔件時(shí)，為避免孔的變形，孔的邊緣距彎曲中心應(yīng)有一定的距離（如圖）。圖中L＞1.5～2s。當(dāng)L過(guò)小時(shí),可在彎曲線上沖工藝孔,如對(duì)零件孔的精度要求較高，則應(yīng)彎曲后再?zèng)_孔。對(duì)彎曲件的要求84對(duì)拉伸件的要求拉深件外形應(yīng)簡(jiǎn)單、對(duì)稱，且不宜太高。以便使拉深次數(shù)盡量少，并容易成型。拉深件的圓角半徑（如圖示）應(yīng)滿足：rd≥S，R≥2S，r≥（3-5）S。否則，應(yīng)增加整形工序。拉深件的壁厚變薄量一般要求不應(yīng)超出拉伸工藝壁厚變化的規(guī)律（最大變薄率約在10%～18%左右）。85落料不超過(guò)IT10，沖孔不超過(guò)IT9，彎曲不超過(guò)IT9～I(xiàn)T10。拉深件高度尺寸精度為IT8～I(xiàn)T9，經(jīng)整形工序后尺寸精度達(dá)T6～I(xiàn)T7。拉深件直徑尺寸精度為IT9～I(xiàn)T10。3.4.4.3擬訂沖壓工藝方案1.選擇沖壓基本工序沖壓基本工序的選擇，主要是根據(jù)沖壓件的形狀、尺寸、公差及生產(chǎn)批量確定的。(1)剪裁和沖裁剪裁與沖裁都能實(shí)現(xiàn)板料的分離。(2)彎曲(3)拉深3.4.4.2

沖壓件的精度和表面質(zhì)量86

(1)對(duì)于有孔或有切口的平板零件，當(dāng)采用單工序模沖裁時(shí)，一般應(yīng)先落料，后沖孔（或切口）；當(dāng)采用連續(xù)模沖裁時(shí)，則應(yīng)先沖孔（或切口）后落料。

(2)對(duì)于多角彎曲件，當(dāng)采用簡(jiǎn)單彎模分次彎曲成型時(shí)，應(yīng)先彎外角，后彎內(nèi)角。對(duì)于孔位于變形區(qū)（或靠近變形區(qū)）或孔與基準(zhǔn)面有較高的要求時(shí)，必須先彎曲，后沖孔。否則，都應(yīng)先沖孔，后彎曲。

2.確定沖壓工序的順序與數(shù)目87(3)對(duì)于旋轉(zhuǎn)體復(fù)雜拉深件，一般是由大到小的順序進(jìn)行拉深，或先拉深大尺寸的外形，后拉深小尺寸的內(nèi)形；對(duì)于非旋轉(zhuǎn)體復(fù)雜拉深件，則應(yīng)先拉深小尺寸的內(nèi)形，后拉深大尺寸的外形。(4)對(duì)于有孔或缺口的拉深件，一般應(yīng)先拉深，后沖孔（或缺口）。對(duì)于帶底孔的拉深件，有時(shí)為了減少拉深次數(shù)，當(dāng)孔徑要求不高時(shí)，可先沖孔，后拉深。當(dāng)?shù)卓滓筝^高時(shí)，一般應(yīng)先拉深后沖孔，也可先沖孔，后拉深，再?zèng)_切底孔邊緣達(dá)到要求。

(5)校平、整形、切邊工序，應(yīng)分別安排在沖裁、彎曲拉深之后進(jìn)行。883.4.4.4確定模具類型與結(jié)構(gòu)形式根據(jù)確定的沖壓工藝方案選用沖模類型，并進(jìn)一步確定各零件、部件的具體結(jié)構(gòu)形式。3.4.4.5選擇沖壓設(shè)備根據(jù)沖壓工序的性質(zhì)選定設(shè)備類型，根據(jù)沖壓工序所需沖壓力和模具尺寸的大小來(lái)選定沖壓設(shè)備的技術(shù)規(guī)格。3.4.4.6編寫(xiě)沖壓工藝文件89思考題1.沖下列零件時(shí)，應(yīng)采用哪些沖壓工序？飯盒；煤氣罐封頭；臉盆；硬幣。2.如何利用彎曲回彈現(xiàn)象設(shè)計(jì)彎曲模，使工件得到準(zhǔn)確的彎曲角度？90

硬幣成型

(1)坯料將所選擇的金屬放在熔爐中熔成液態(tài)合金，澆入鑄錠（槽）冷卻或被壓制成條片（較厚）；在液壓車(chē)間對(duì)鑄錠或較厚的條片進(jìn)行數(shù)次滾壓，使之成為厚度符合坯餅要求的條片；將條片沖壓成半成品的坯餅，并等待進(jìn)一步加工處理。

(2)精密模鍛成型（壓?。阂粋€(gè)模子固定并將坯餅放在上面，用另一個(gè)可上下移動(dòng)的模子來(lái)沖壓，這樣就使坯餅的兩個(gè)面在相互力的作用下同時(shí)壓印上圖案。一枚鎳幣需要30噸／平方英寸的壓力，而一枚銀幣則需要150噸／平方英寸的壓力。以前的工作模可能只能壓印幾百枚硬幣，而現(xiàn)在的工作模能夠壓印上百萬(wàn)枚硬幣。現(xiàn)代的鑄幣機(jī)器是一種精確而高效的設(shè)備系統(tǒng)，集壓印和自動(dòng)傳送為一體，它以極快的速度連續(xù)把坯餅準(zhǔn)確地放到壓印位置并且沖壓可以瞬間完成，因此每分鐘有多達(dá)幾百枚的硬幣噴涌而出。

91臉盆成型工藝落料拉伸切邊翻邊92(3)沖壓件的形狀和尺寸

1)沖裁件的形狀和尺寸落料件的外形和沖孔件的孔形均應(yīng)簡(jiǎn)單、對(duì)稱，落料件形狀還應(yīng)使排樣時(shí)廢料較少。沖裁件的各邊交接處應(yīng)采用圓弧過(guò)渡，以防止模具相應(yīng)部位易于磨損或產(chǎn)生應(yīng)力集中。沖裁件孔徑和孔邊距不得過(guò)小，以防止凸模剛性不足或孔邊沖裂。932）彎曲件