特種壓力加工

金屬工藝學(xué)多媒體課件華中農(nóng)業(yè)大學(xué)《金屬工藝學(xué)》課程組4.4特種壓力加工方法簡(jiǎn)介4.4.1精密模鍛4.4.2高速錘鍛造4.4.3徑向鍛造4.4.4軋制4.4.5擠壓4.4.6拉拔4.4.7超塑性成形4.4.8高速高能成形(高能率成形)4.4.9粉末鍛造本章不做重點(diǎn)要求，只需了解各種特種壓力加工特點(diǎn)主要內(nèi)容精密模鍛是在模鍛設(shè)備上鍛造出形狀復(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經(jīng)切削加工。模鍛件尺寸精度可達(dá)IT12～I(xiàn)T15，表面粗糙度為Ra3.2～1.6。精密模鍛工藝過(guò)程：先將原始坯料普通模鍛成中間坯料→再對(duì)中間坯料進(jìn)行嚴(yán)格的清理，除去氧化皮或缺陷→最后采用無(wú)氧化或少氧化加熱后精鍛(如圖)。4.4.1精密模鍛需要精確計(jì)算原始坯料的尺寸，嚴(yán)格按坯料質(zhì)量下料。需要精細(xì)清理坯料表面，除凈坯料表面的氧化皮、脫碳層及其它缺陷等。應(yīng)采用無(wú)氧化或少氧化加熱法，盡量減少坯料表面形成的氧化皮。精密模鍛的鍛件精度很大程度上取決于鍛模的加工精度。為排除模膛中的氣體，減小金屬流動(dòng)阻力，使金屬更好地充滿模膛，在凹模上應(yīng)開(kāi)有排氣小孔。模鍛時(shí)要很好地進(jìn)行潤(rùn)滑和冷卻鍛模。精密模鍛一般都在剛度大、精度高的模鍛設(shè)備上進(jìn)行。如曲柄壓力機(jī)、摩擦壓力機(jī)或高速錘等。精密模鍛工藝特點(diǎn)：4.4.1精密模鍛4.4.2高速錘鍛造高速錘鍛造是利用高壓氣體(壓力為14MPa的空氣或氮?dú)?在極短時(shí)間內(nèi)突然膨脹，推動(dòng)錘頭和框架系統(tǒng)作高速相對(duì)運(yùn)動(dòng)，對(duì)坯料進(jìn)行懸空對(duì)擊的工藝方法。

4.4.3徑向鍛造徑向鍛造(旋轉(zhuǎn)鍛造)是在旋鍛機(jī)上，使棒(管)料直徑減小而長(zhǎng)度增加的一種精鍛工藝，類似于拔長(zhǎng)工序。特點(diǎn)：徑向鍛造材料消耗低、自動(dòng)化程度高、生產(chǎn)率高、勞動(dòng)條件好、錘頭形狀簡(jiǎn)單、工藝適應(yīng)性強(qiáng)，適于各種批量生產(chǎn)適用范圍：鋼高強(qiáng)度、低塑硅高合金鋼。脈沖鍛打頻率高，單次變形量小，鍛件精度高。4.4特種壓力加工方法簡(jiǎn)介零件的軋制工藝過(guò)程零件軋制的特點(diǎn)設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，噸位小。

勞動(dòng)條件好，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化，生產(chǎn)率高。

軋制時(shí)模具可用價(jià)廉的球墨鑄鐵或冷硬鑄鐵來(lái)制造，節(jié)約貴重的模具鋼材，加工也較容易。

鍛件質(zhì)量好。

材料利用率高，可達(dá)到90％以上，即達(dá)到少切屑，甚至無(wú)切屑。4.4.4軋制4.4.4軋制04/02/202319:164.4.5擠壓擠壓是施加強(qiáng)大壓力作用于模具，迫使放在模具內(nèi)的金屬坯料產(chǎn)生定向塑性變形并從?？字袛D出，從而獲得所需零件或半成品的加工方法。零件擠壓的類型：1、正擠壓金屬流動(dòng)方向與凸模運(yùn)動(dòng)方向相同2、反擠壓金屬流動(dòng)方向與凸模運(yùn)動(dòng)方向相反3、復(fù)合擠壓擠壓過(guò)程中，坯料上一部分金屬的流動(dòng)方向與凸模運(yùn)動(dòng)方向相同，而另一部分金屬流動(dòng)方向與凸模運(yùn)動(dòng)方向相反4、徑向擠壓

金屬運(yùn)動(dòng)方向與凸模運(yùn)動(dòng)方向成90°④提高了零件的力學(xué)能。⑤節(jié)約原材料，材料利用率可達(dá)70%，生產(chǎn)率也很高，可比其它鍛造方法提高幾倍。零件擠壓的特點(diǎn)①擠壓時(shí)金屬坯料在三向受壓狀態(tài)下變形，因此它可提高金屬坯料的塑性。②可以擠壓出各種形狀復(fù)雜、深孔、薄壁、異型斷面的零件。③零件精度高，表面粗糙度低。一般尺寸精度為IT6～7，表面粗糙度為Ra3.2～0.4，從而可達(dá)到少、無(wú)屑加工的目的。4.4.5擠壓正擠壓反擠壓4.4.5擠壓復(fù)合擠壓4.4.5擠壓熱擠壓工藝過(guò)程按金屬坯料所具有的溫度分類(1)熱擠壓(2)冷擠壓(3)溫?cái)D壓冷擠壓工藝過(guò)程4.4.5擠壓4.4.6拉拔拉撥是將金屬坯料從拉撥模的?？字欣龆冃蔚募庸し椒ɡ文Ｓ霉ぞ咪摗⒂操|(zhì)合金或金剛石制成，金剛石拉拔模用于拉拔直徑小于0.2mm的金屬絲。拉拔產(chǎn)品形狀模具示意圖4.4.7超塑性成型超塑性是指金屬或合金在特定條件下，即低的變形速率(e=10－2～10－4/s)、一定的變形溫度(約為熔點(diǎn)一半)和均勻的細(xì)晶粒度(晶粒平均直徑為0.2～5m)，其相對(duì)延伸率δ超過(guò)100%以上的特性。如鋼超過(guò)500%、純鈦超過(guò)300%、鋅鋁合金超過(guò)1000%。1．板料沖壓

零件直徑較小，但很高。選用超塑性材料可以一次拉深成型，質(zhì)量很好，零件性能無(wú)方向性。2．板料氣壓成型超塑性金屬板料放于模具中，把板料與模具一起加熱到規(guī)定溫度，向模具內(nèi)吹入壓縮空氣或抽出模具內(nèi)的空氣形成負(fù)壓，板料將貼緊在凹?；蛲鼓Ｉ?，獲得所需形狀的工件。該法可加工的板料厚度為0.4～4mm。4.4.7超塑性成型鍛件精度高，表面光潔，可實(shí)現(xiàn)少、無(wú)切削加工。生產(chǎn)率高。每小時(shí)產(chǎn)量可達(dá)500～1000件。鍛造壓力小。如130汽車差速器行星齒輪，鋼坯鍛造需用2500～3000kN壓力機(jī)，粉末鍛造只需800kN壓力機(jī)?？梢约庸崴苄圆畹牟牧稀Ｈ珉y于變形的高溫鑄造合金可用粉末鍛造方法鍛出形狀復(fù)雜的零件。采用粉末鍛造出的零件有差速器齒輪、柴油機(jī)連桿、鏈輪、襯套等。工藝特點(diǎn)4.4.7超塑性成型粉末鍛造的原理：粉末鍛造是粉末冶金成型方法和鍛造相結(jié)合的一種金屬加工方法。它是將粉末預(yù)壓成型后，在充滿保護(hù)氣體的爐子中燒結(jié)制坯，將坯料加熱至鍛造溫度后模鍛而成。粉末鍛造的優(yōu)點(diǎn)（與模鍛相比）材料利用率高，可達(dá)90%以上。而模鍛的材料利用率只有50%左右。力學(xué)能高。材質(zhì)均勻無(wú)各向異性，強(qiáng)度、塑性和沖擊韌性都較高。4.4.8粉末鍛造汽車同步齒輪油泵齒輪沖擊齒輪端蓋4.4.8粉末鍛造04/02/202319:16高能高速成型是一種在極短時(shí)間內(nèi)釋放高能量而使金屬變形的成型方法。高能高速成型的特點(diǎn):模具簡(jiǎn)單零件精度高，表面質(zhì)量好可提高材料的塑性變形能力利于采用復(fù)合工藝4.4.9高能高速成型1．爆炸成型爆炸成型是利用爆炸物質(zhì)在爆炸瞬間釋放出巨大的化學(xué)能對(duì)金屬毛坯進(jìn)行加工的高能高速成型方法。除高能高速成型共有的特點(diǎn)外，爆炸成型還具有以下特點(diǎn)：

(1)簡(jiǎn)化