金屬工藝學(xué)電子教學(xué)教案-第十章 鍛壓02(高教版 王英杰主編)

第三節(jié)金屬鍛造工藝教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn).重點(diǎn)金屬鍛造工藝.難點(diǎn)模鍛教學(xué)方法與手段.利用掛圖等教具。.結(jié)合生活用品分析各類工藝的應(yīng)用和特點(diǎn)，增強(qiáng)感性認(rèn)識。教學(xué)組織.復(fù)習(xí)提問10分鐘.講解75分鐘.小結(jié)5分鐘教學(xué)內(nèi)容一、坯料的加熱（一）加熱目的加熱的目的是提高金屬的塑性和降低變形抗力，以改善其可鍛性和獲得良好的鍛后組織。加熱后鍛造可以用較小的鍛打力量使坯料產(chǎn)生較大的變形而不破裂。非合金鋼、低合金鋼和合金鋼鍛造時(shí)應(yīng)在單相奧氏體區(qū)進(jìn)行，因?yàn)閵W氏體組織具有良好的塑性和均勻一致的組織。（二）鍛造溫度范圍?鍛造溫度范圍是指由始鍛溫度到終鍛溫度之間的溫度間隔。.始鍛溫度?始鍛溫度是指開始鍛造時(shí)坯料的溫度，也是允許的最高加熱溫度。這一溫度不宜過高，否則可能造成過熱和過燒；但始鍛溫度也不宜過低，因?yàn)檫^低則使鍛造溫度范圍縮小，縮短鍛造操作時(shí)間，增加鍛造過程的復(fù)雜性。非合金鋼的始鍛溫度應(yīng)比固相線低200℃左右。.終鍛溫度?終鍛溫度是指坯料經(jīng)過鍛造成形，在停止鍛造時(shí)鍛件的瞬時(shí)溫度。如果這一溫度過高，則停鍛后晶粒會(huì)在高溫下繼續(xù)長大，造成鍛件晶粒粗大；如果終鍛溫度過低時(shí)鍛件塑性較低，鍛件變形困難，容易產(chǎn)生冷形變強(qiáng)化。非合金鋼的終鍛溫度，常取800℃左右。二、鍛造成形（一）自由鍛自由鍛是指只用簡單的通用性工具，或在鍛造設(shè)備的上、下砧鐵之間直接對坯料施加外力，使坯料產(chǎn)生變形而獲得所需的幾何形狀及內(nèi)部質(zhì)量的鍛件的加工方法。?采用自由鍛方法生產(chǎn)的鍛件，稱為自由鍛件。自由鍛是通過局部鍛打逐步成形的，它的基本工序包括：鐓粗、拔長、沖孔、切割、彎曲、扭轉(zhuǎn)、錯(cuò)移等。.鐓粗?鐓粗是指使毛坯高度減小，橫截面積增大的鍛造工序，常用于鍛造圓餅類鍛件。.拔長?拔長是指使毛坯橫斷面積減小，長度增加的鍛造工序，常用于鍛造桿類與軸類鍛件。.沖孔?沖孔是指在坯料上沖出透孔或不透孔的鍛造工序，常用于鍛造齒輪坯、環(huán)套類等空心鍛件。.切割?切割是指將坯料分成幾部分或部分地割開或從坯料的外部割掉一部分或從內(nèi)部割掉一部分的鍛造工序，常用于切除鍛件的料頭、鋼錠的冒口等。.彎曲?彎曲是指采用一定的工模具將毛坯彎成所規(guī)定的外形的鍛造工序，常用于鍛造角尺、彎板、吊鉤等一類軸線彎曲的零件。.錯(cuò)移?錯(cuò)移是指將坯料的一部分相對另一部分錯(cuò)開一段距離，但仍保持這兩部分軸線平行的鍛造工序，常用于鍛造曲軸類零件。.扭轉(zhuǎn)?扭轉(zhuǎn)是將坯料的一部分相對于另一部分繞其軸線旋轉(zhuǎn)一定角度的鍛造工序。該工序多用于鍛造多拐曲軸和校正某些鍛件。自由鍛具有工藝靈活，所用設(shè)備及工具通用性大，成本低特點(diǎn)。多用于單件、小批生產(chǎn)形狀較簡單、精度要求不高的鍛件。（二）模鍛?模鍛是指利用模具使毛坯變形而獲得鍛件的鍛造方法。用模鍛方法生產(chǎn)的鍛件稱為模鍛件，由于坯料在鍛模內(nèi)整體鍛打成形，所需的變形力較大。按所用設(shè)備不同，模鍛可分為模鍛錘上模鍛、曲柄壓力機(jī)上模鍛、摩擦壓力機(jī)上模鍛等。鍛模由上鍛模和下鍛模兩部分組成，分別安裝在錘頭和模墊上，工作時(shí)上鍛模隨錘頭一起上下運(yùn)動(dòng)，上模向下扣合時(shí)，對模膛中的坯料進(jìn)行沖擊，使之充滿整個(gè)模膛，從而得到所需的鍛件。根據(jù)功用的不同，模膛可分為模鍛模膛和制坯模膛兩大類。模鍛模膛分為終鍛模膛和預(yù)鍛模膛兩種；制坯模膛分為拔長模膛、滾壓模膛、彎曲模膛、切斷模膛等。模鍛與自由鍛相比具有生產(chǎn)率高，鍛件尺寸精確；主要用于大批量生產(chǎn)形狀比較復(fù)雜，精度要求較高的中小型鍛件。（三）胎模鍛?胎模鍛是在自由鍛設(shè)備上使用可移動(dòng)模具生產(chǎn)模鍛件的一種鍛造方法。胎模是一種只有一個(gè)模膛且不固定在鍛造設(shè)備上的鍛模。胎模鍛是介于自由鍛和模鍛之間的一種鍛造方法。胎模的種類較多，常用的胎模有：扣模、套模、摔模、彎曲模、合模和沖切模等。胎模鍛與自由鍛相比，生產(chǎn)率高，鍛件精度高，鍛件成本低；與模鍛相比，不需噸位較大的設(shè)備，工藝靈活。胎模鍛一般在中小批量生產(chǎn)，無模鍛設(shè)備的中小型工廠應(yīng)用廣泛。（四）其它鍛造成形方法.精密鍛造?精密鍛造是指在一般模鍛設(shè)備上鍛造高精度鍛件的鍛造方法。其主要特點(diǎn)是使用兩套不同精度的鍛模。鍛造時(shí)，先使用粗鍛模鍛造，留有0.1mm?1.2mm的精鍛余量；然后，切下飛邊并酸洗，重新加熱到700℃―900℃,再使用精鍛模鍛造。其鍛件精度高，不需和只需少量切削加工。.輥鍛?輥鍛是指用一對相向旋轉(zhuǎn)的扇形模具使坯料產(chǎn)生塑性變形，獲得所需鍛件或鍛坯的鍛造工藝。輥鍛實(shí)質(zhì)上把軋制（縱軋）工藝應(yīng)用于制造鍛件的鍛造方法。例如，火車輪箍、齒圈、法蘭和滾動(dòng)軸承內(nèi)、外圈等，就是采用輥鍛鍛成形的。.擠壓擠壓的生產(chǎn)率很高，鍛造流線分布合理。但變形抗力大，多用于鍛造有色金屬鍛件。按擠壓溫度可分為：冷擠壓、溫?cái)D壓和熱擠壓三種；按被擠壓金屬的流動(dòng)方向和凸模運(yùn)動(dòng)關(guān)系可分為正擠壓、反擠壓和復(fù)合擠壓。擠壓工藝常用于生產(chǎn)中空零件，排氣閥、油杯等工件。三、冷卻、檢驗(yàn)與熱處理低、中碳鋼小型鍛件鍛后常采用單個(gè)或成堆放在地上空冷；低合金鋼鍛件及截面寬大的鍛件則需要放入坑中或埋在砂、石灰或爐渣等填料中緩慢冷卻；高合金鋼鍛件及大型鍛件的冷卻速度要緩慢，通常采用隨爐緩冷。鍛件冷卻后應(yīng)仔細(xì)進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，合格的鍛件應(yīng)進(jìn)行去應(yīng)力退火或正火或球化退火，準(zhǔn)備切削加工。變形較大的鍛件應(yīng)矯正。技術(shù)條件允許焊補(bǔ)的鍛件缺陷應(yīng)進(jìn)行焊補(bǔ)。第四節(jié)沖壓?沖壓是指使坯料經(jīng)成形或分離而得到制件的工藝統(tǒng)稱。因其通常在冷態(tài)下進(jìn)行，故又稱冷沖壓。 一、沖壓成形概述沖壓主要是對薄板（其厚度一般不超過10mm）進(jìn)行冷變形。沖壓的坯材必須具有良好的塑性，常用的材料有低碳鋼，塑性好的合金鋼以及銅、鋁有色金屬等。沖壓設(shè)備有剪床和沖床。二、沖壓的基本工序沖壓的基本工序可分為分離和變形兩大類。.分離工序?分離工序是指使坯料的一部分與另一部分相互分離的工序，如剪切、落料、沖孔等。(1)剪切它是指將材料沿不封閉的曲線分離的一種沖壓方法。通常是在剪板機(jī)上進(jìn)行。(2)沖裁它是指利用沖模將板料以封閉輪廓與坯料分離的沖壓方法。落料和沖孔，都屬于沖裁工序。二者的生產(chǎn)目的不同，落料是被沖下的部分為成品，周邊是廢料；沖孔是被沖下的部分為廢料，而周邊形成的孔是成品。.成形工序成形工序是指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，如彎曲、拉深等。(1)彎曲彎曲是指將板料、型材或管材在彎矩作用下彎成具有一定曲率和角度的制件的成形方法。彎曲結(jié)束后，由于彈性變形的恢復(fù)，使坯料的形狀和尺寸會(huì)發(fā)生與彎曲時(shí)變形方向相反的變化，因此，被彎曲的角度比模具的角度稍大一些，這種現(xiàn)象稱為回彈。一般回彈角小于10°。為抵消回彈現(xiàn)象對彎曲件的影響，彎曲模的角度應(yīng)比成品零件的角度小一個(gè)回彈角。板料彎曲時(shí)要注意其流線(軋制時(shí)形成的)合理分布，應(yīng)使流線方向與彎曲圓弧的方向一致，這樣不僅能防止彎曲時(shí)彎裂，也有利于提高彎曲件的使用性能。(2)拉深拉深是指變形區(qū)在一拉一壓的應(yīng)力狀態(tài)作用下，使板料(淺的空心坯)成形為空心件(深的空心件)而厚度基本