《鍛壓成型》課件VIP

鍛壓成型鍛壓成型是一種重要的金屬加工方法。它利用壓力和模具將金屬材料塑造成所需的形狀。課程概述課程目標(biāo)本課程旨在幫助學(xué)生掌握鍛壓成型的基本原理和工藝技術(shù)。培養(yǎng)學(xué)生分析解決實(shí)際鍛壓生產(chǎn)問(wèn)題的能力。課程內(nèi)容課程內(nèi)容涵蓋鍛壓成型的定義、分類(lèi)、工藝原理、工藝參數(shù)選擇、工藝設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)等。通過(guò)理論教學(xué)、案例分析、實(shí)驗(yàn)操作等環(huán)節(jié)，學(xué)生將掌握鍛壓成型的基本知識(shí)和技能。鍛壓成型的定義形變加工利用外力使金屬材料發(fā)生塑性變形，從而獲得所需形狀和尺寸的工件。塑性變形金屬材料在壓力作用下發(fā)生永久性變形，不產(chǎn)生斷裂，稱(chēng)為塑性變形。工藝類(lèi)型鍛造、沖壓、彎曲、拉伸、擠壓等各種形變加工方法。鍛壓成型的特點(diǎn)高強(qiáng)度鍛壓成型提高材料致密度，增強(qiáng)機(jī)械強(qiáng)度和韌性。高精度鍛壓成型可獲得高精度和復(fù)雜形狀的零件。高耐用性鍛件表面光潔度高，耐腐蝕性強(qiáng)，使用壽命長(zhǎng)。高效率鍛壓成型生產(chǎn)效率高，可實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。鍛壓成型的工藝分類(lèi)鍛造利用鍛錘或壓力機(jī)對(duì)金屬坯料進(jìn)行錘擊或壓制成形的工藝，適用于形狀復(fù)雜、精度要求高的零件。沖壓利用沖床對(duì)板料進(jìn)行沖裁、彎曲、拉伸等成形的工藝，適用于形狀簡(jiǎn)單、批量生產(chǎn)的零件。擠壓利用擠壓機(jī)將金屬坯料擠壓成所需形狀的工藝，適用于生產(chǎn)截面形狀復(fù)雜的零件。旋壓利用旋壓機(jī)將金屬板料旋轉(zhuǎn)并壓制成形的工藝，適用于生產(chǎn)圓形或旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)的零件。鍛壓成型的原理1外力作用鍛壓成型依靠外力對(duì)金屬材料施加壓力，使金屬材料發(fā)生塑性變形，從而改變金屬材料的形狀和尺寸。2塑性變形金屬材料在壓力作用下發(fā)生塑性變形，其內(nèi)部晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生重新排列，最終形成新的形狀。3冷熱加工鍛壓成型可以分為冷加工和熱加工，冷加工在常溫下進(jìn)行，熱加工在高溫下進(jìn)行，不同的加工溫度會(huì)影響金屬材料的塑性變形程度和加工性能。鍛壓成型的影響因素11.材料性質(zhì)材料的強(qiáng)度、塑性、韌性、硬度等影響著成型難度和最終產(chǎn)品的質(zhì)量。22.工藝參數(shù)溫度、壓力、速度、變形量等參數(shù)直接影響著成型過(guò)程和結(jié)果。33.模具設(shè)計(jì)模具形狀、尺寸、精度等影響著產(chǎn)品的形狀、尺寸和精度。44.設(shè)備性能設(shè)備的功率、精度、穩(wěn)定性等影響著成型效率和產(chǎn)品質(zhì)量。塑性變形的基本規(guī)律金屬塑性變形在力作用下，金屬材料發(fā)生永久變形，且不會(huì)發(fā)生斷裂。應(yīng)力與應(yīng)變應(yīng)力是指作用在金屬材料上的外力，應(yīng)變是指金屬材料在外力作用下發(fā)生的形變。塑性變形過(guò)程金屬材料的塑性變形是一個(gè)復(fù)雜的物理過(guò)程，涉及到晶體結(jié)構(gòu)的變化。塑性變形的影響因素影響金屬材料塑性變形的主要因素包括：材料本身的性質(zhì)、溫度、應(yīng)變速率、環(huán)境等。流動(dòng)曲線及其應(yīng)用流動(dòng)曲線是描述金屬材料在不同變形溫度和變形速度下，其流動(dòng)應(yīng)力與應(yīng)變之間的關(guān)系曲線。流動(dòng)曲線是鍛壓成型工藝設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中不可缺少的工具，可以幫助工程師選擇最佳的加工工藝參數(shù)，提高鍛件的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。通過(guò)分析流動(dòng)曲線，可以確定金屬材料的變形能力、變形抗力以及變形溫度和變形速度對(duì)變形抗力的影響。金屬熱態(tài)塑性變形規(guī)律溫度影響溫度升高，金屬?gòu)?qiáng)度降低，塑性提高，易于變形。變形速度影響變形速度越快，金屬的流動(dòng)阻力越大，塑性降低。晶粒尺寸影響晶粒尺寸越小，金屬的強(qiáng)度和塑性越好，易于變形。鍛造工藝參數(shù)的選擇鍛造溫度鍛造溫度直接影響金屬的塑性，影響鍛件的質(zhì)量。溫度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致金屬過(guò)度氧化，溫度過(guò)低則會(huì)導(dǎo)致金屬?gòu)?qiáng)度過(guò)高，難以變形。鍛造力鍛造力的大小決定了金屬變形程度，過(guò)小的鍛造力會(huì)導(dǎo)致鍛件尺寸不合格，過(guò)大的鍛造力會(huì)導(dǎo)致鍛件表面出現(xiàn)裂紋。鍛造模具鍛造模具的形狀和尺寸決定了鍛件的最終形狀，模具的材質(zhì)和熱處理工藝也影響鍛件的質(zhì)量。鍛造工藝鍛造工藝包括預(yù)熱、成形、冷卻等步驟，每個(gè)步驟的控制都影響鍛件的質(zhì)量。鍛造工藝的設(shè)計(jì)確定鍛件形狀依據(jù)產(chǎn)品圖紙和技術(shù)要求，確定鍛件的最終形狀和尺寸。要考慮鍛件的用途、工作條件和加工要求。選擇鍛造方法根據(jù)鍛件的形狀、尺寸、材質(zhì)和生產(chǎn)批量，選擇合適的鍛造方法，如自由鍛、模鍛、精鍛、冷鐓等。設(shè)計(jì)鍛造模具根據(jù)鍛件形狀和尺寸，設(shè)計(jì)相應(yīng)的鍛造模具，確保模具的強(qiáng)度、剛度、耐磨性和尺寸精度。確定工藝參數(shù)根據(jù)鍛件材質(zhì)、形狀和尺寸，選擇合適的鍛造溫度、壓力、速度、變形量等工藝參數(shù)，確保鍛件的質(zhì)量和效率。編制工藝流程根據(jù)選擇的鍛造方法和工藝參數(shù)，編制完整的鍛造工藝流程，包括預(yù)熱、鍛造、冷卻等步驟。鍛件的熱處理及表面質(zhì)量熱處理熱處理是提高鍛件機(jī)械性能的重要手段。常見(jiàn)熱處理工藝包括退火、正火、淬火、回火等。通過(guò)控制加熱溫度、保溫時(shí)間和冷卻速度，可以改變鍛件的組織結(jié)構(gòu)，從而獲得所需性能。表面質(zhì)量鍛件表面質(zhì)量直接影響其使用性能。常見(jiàn)表面質(zhì)量指標(biāo)包括表面粗糙度、表面硬度、表面氧化層厚度、表面裂紋等。鍛造過(guò)程中需采取措施控制表面質(zhì)量，例如使用潤(rùn)滑劑、控制鍛造溫度和速度等。鍛造缺陷及其預(yù)防11.裂紋鍛造裂紋是由于金屬內(nèi)部應(yīng)力集中，導(dǎo)致金屬斷裂形成。22.氧化鍛造過(guò)程中，金屬表面與空氣接觸，發(fā)生氧化反應(yīng)，形成氧化皮。33.疏松鍛造過(guò)程中，金屬內(nèi)部存在氣孔或夾雜物，導(dǎo)致金屬密度降低，形成疏松。44.偏析鍛造過(guò)程中，金屬內(nèi)部成分不均勻，導(dǎo)致金屬性能下降，形成偏析。鍛造模具的設(shè)計(jì)與制造精密的工藝鍛造模具需要高精度和耐用性，才能滿(mǎn)足鍛件的尺寸和形狀要求。數(shù)字化設(shè)計(jì)利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件，可以提高模具設(shè)計(jì)效率，并進(jìn)行虛擬仿真，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。先進(jìn)的制造技術(shù)現(xiàn)代鍛造模具制造采用數(shù)控加工、熱處理、表面處理等先進(jìn)技術(shù)，確保模具的質(zhì)量和性能。精準(zhǔn)的安裝模具安裝需要精確對(duì)位，保證鍛件的尺寸和形狀符合要求，并確保模具的壽命和安全性。鍛造機(jī)床及其選擇錘頭鍛造機(jī)適用于各種金屬的鍛造，其特點(diǎn)是效率高、成本低，適用于大批量生產(chǎn)。壓力機(jī)主要用于板料成形，可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜形狀的加工，適用于精密零件的鍛造。鍛造機(jī)器人可以提高鍛造效率，降低生產(chǎn)成本，適用于自動(dòng)化程度高的鍛造生產(chǎn)線。鍛造工藝方案的選擇1材料選擇根據(jù)零件性能要求選擇合適的材料2鍛造方法選擇自由鍛、模鍛、或其他特殊鍛造工藝3設(shè)備選擇根據(jù)鍛件尺寸和重量選擇合適鍛造設(shè)備4模具選擇選擇合適的模具設(shè)計(jì)和制造工藝鍛造工藝方案選擇是鍛造生產(chǎn)過(guò)程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。選擇合適的方案可以有效提高鍛件質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本，并滿(mǎn)足最終產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求。鍛造工藝的工藝過(guò)程1準(zhǔn)備清理毛坯，加熱2鍛造使用鍛錘或壓力機(jī)成形3修整去除毛刺，清理表面4檢驗(yàn)尺寸、形狀、表面質(zhì)量5熱處理提高強(qiáng)度和韌性鍛造工藝是一個(gè)復(fù)雜的流程，從準(zhǔn)備毛坯到最終熱處理，每個(gè)步驟都很重要。板料成形工藝11.彎曲通過(guò)模具施加壓力使板料產(chǎn)生彎曲變形，改變板料的形狀。22.拉伸通過(guò)模具施加拉力使板料產(chǎn)生拉伸變形，改變板料的厚度。33.沖壓通過(guò)模具施加壓力使板料產(chǎn)生穿孔或切斷，改變板料的形狀或尺寸。44.縮頸通過(guò)模具施加壓力使板料產(chǎn)生縮頸變形，改變板料的形狀或尺寸。板料成形工藝參數(shù)的選擇材料參數(shù)板材的材質(zhì)、厚度和機(jī)械性能是首要考慮因素。例如，低碳鋼板的成形性較好，而高強(qiáng)度鋼板則需要更高的成形力。成形工藝參數(shù)成形工藝參數(shù)主要包括沖壓速度、沖壓力、模具尺寸和形狀、潤(rùn)滑劑等。這些參數(shù)會(huì)直接影響成形質(zhì)量，需要根據(jù)具體工況進(jìn)行合理選擇。成形設(shè)備參數(shù)沖壓機(jī)的噸位、行程、速度等參數(shù)需要與板料成形工藝要求相匹配，才能保證成形過(guò)程的安全和穩(wěn)定性。其他參數(shù)例如，環(huán)境溫度、濕度等因素也會(huì)對(duì)板料成形工藝參數(shù)產(chǎn)生影響，需要根據(jù)具體情況進(jìn)行調(diào)整。板料成形工藝的設(shè)計(jì)1工藝參數(shù)的選擇合理選擇工藝參數(shù)，例如沖壓速度、模具間隙、材料厚度等，對(duì)板料成形質(zhì)量至關(guān)重要。2模具設(shè)計(jì)模具設(shè)計(jì)是板料成形工藝的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，需要根據(jù)產(chǎn)品形狀、尺寸和材料特性進(jìn)行精確設(shè)計(jì)，確保成形過(guò)程順利進(jìn)行。3工藝流程優(yōu)化優(yōu)化工藝流程，例如沖壓順序、工序安排等，可以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本。板料成形缺陷及其預(yù)防皺紋板料成形過(guò)程中產(chǎn)生的壓縮應(yīng)力導(dǎo)致表面出現(xiàn)波紋，影響美觀和強(qiáng)度。起皺拉伸應(yīng)力過(guò)大，板料表面出現(xiàn)不規(guī)則的凸起，影響產(chǎn)品性能。裂紋拉伸應(yīng)力超過(guò)板料屈服極限，導(dǎo)致板料表面出現(xiàn)裂紋，影響產(chǎn)品強(qiáng)度和壽命。開(kāi)裂拉伸應(yīng)力過(guò)大，板料內(nèi)部產(chǎn)生裂紋，影響產(chǎn)品強(qiáng)度和壽命。板料成形模具的設(shè)計(jì)與制造11.需求分析模具設(shè)計(jì)前，需要明確成形零件的形狀、尺寸、材料、數(shù)量以及成形精度要求。22.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)成形工藝和零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)模具的型腔、型芯、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、ejector機(jī)構(gòu)等。33.材料選擇模具材料要根據(jù)成形工藝、零件的材質(zhì)、成形溫度等因素選擇，以保證模具的強(qiáng)度、硬度、耐磨性、耐熱性。44.加工制造模具的加工制造過(guò)程，包括模具的粗加工、精加工、熱處理、表面處理、組裝調(diào)試等。板料成形機(jī)床及其選擇沖壓機(jī)沖壓機(jī)是板料成形機(jī)床的重要組成部分，用于對(duì)金屬板材進(jìn)行沖壓成型，可根據(jù)需要進(jìn)行沖孔、落料、彎曲等操作，提高生產(chǎn)效率。折彎?rùn)C(jī)折彎?rùn)C(jī)主要用于對(duì)金屬板材進(jìn)行折彎成形，通過(guò)對(duì)板材施加壓力，使板材產(chǎn)生彎曲變形，以實(shí)現(xiàn)所需的形狀和尺寸。數(shù)控機(jī)床數(shù)控機(jī)床可用于進(jìn)行多種板料成形加工，如切割、銑削、鉆孔等，具有高精度、高效率的特點(diǎn)，可滿(mǎn)足復(fù)雜形狀的板料加工需求。液壓機(jī)液壓機(jī)是一種常用的板料成形機(jī)床，利用液壓系統(tǒng)提供的巨大壓力，可實(shí)現(xiàn)壓彎、拉伸、沖壓等多種成形工藝，適用于各種尺寸的板料加工。板料成形工藝方案的選擇1工藝性工藝方案是否可行2經(jīng)濟(jì)性成本和效率3技術(shù)性是否滿(mǎn)足產(chǎn)品要求4安全性生產(chǎn)過(guò)程的安全保障選擇板料成形工藝方案需要綜合考慮多種因素，包括工藝性、經(jīng)濟(jì)性、技術(shù)性和安全性。板料成形工藝的工藝過(guò)程1準(zhǔn)備材料選擇模具準(zhǔn)備2成形壓邊沖壓3修整去除毛刺表面處理4檢驗(yàn)尺寸檢驗(yàn)性能測(cè)試板料成形工藝過(guò)程通常包括準(zhǔn)備、成形、修整和檢驗(yàn)四個(gè)主要階段。每個(gè)階段都有其特定的工藝要求和技術(shù)指標(biāo)，確保最終產(chǎn)品質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)。鍛壓成型工藝的發(fā)展趨勢(shì)智能化鍛壓成型工藝正朝著智能化方向發(fā)展。通過(guò)傳感器、人工智能和數(shù)據(jù)分析技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化、數(shù)字化和智能化，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。綠色化隨著環(huán)保意識(shí)的提高，鍛壓成型工藝也開(kāi)始朝著綠色化方向發(fā)展。采用低能耗、低排放的工藝和設(shè)備，減少對(duì)環(huán)境的影響。復(fù)合材料鍛壓成型工藝正逐漸應(yīng)用于復(fù)合材料的加工。復(fù)合材料具有高強(qiáng)度、輕量化等優(yōu)勢(shì)，在航空航天、汽車(chē)等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。微型化隨著電子產(chǎn)品微型化的發(fā)展，鍛壓成型工藝也開(kāi)始向微型化方向發(fā)展。采用精密加工技術(shù)，可以制造出尺寸更小、精度更高的產(chǎn)品。鍛壓成型工藝的應(yīng)用案例鍛壓成型工藝在工業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用，例如汽車(chē)制造、航空航天、機(jī)械制造、電子產(chǎn)品、建筑材料等等。例如，汽車(chē)制造中，汽車(chē)車(chē)身、底盤(pán)、發(fā)動(dòng)機(jī)等部件都采用鍛壓成型工藝，以提高產(chǎn)品的強(qiáng)度、韌性和耐用性。鍛壓成型工藝在未來(lái)將更加注重節(jié)能環(huán)保、智能化和自動(dòng)化，并向更高的精度、更復(fù)雜的形狀和更大的尺寸發(fā)展。本課程的重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)本課程重點(diǎn)學(xué)習(xí)鍛壓成形工藝的基本原理、工藝分類(lèi)、工藝參數(shù)選擇和工藝設(shè)計(jì)等內(nèi)容。難點(diǎn)掌握塑性變形