机械加工工艺锻压课件.ppt

1、 1.1.理解理解“金属的塑性变形金属的塑性变形”的理论基础，重点为金属塑的理论基础，重点为金属塑性变形的实质，冷变形和热变形的概念及其对金属组织和性变形的实质，冷变形和热变形的概念及其对金属组织和性能的影响。性能的影响。2.2.掌握掌握“自由锻基本工序的选用自由锻基本工序的选用”并结合典型锻件工艺并结合典型锻件工艺过程实例进行分析。自由锻零件结构工艺性为自学内容。过程实例进行分析。自由锻零件结构工艺性为自学内容。3.3.了解了解“模锻的生产工艺过程模锻的生产工艺过程”以锤上模锻为主，介绍以锤上模锻为主，介绍其它模锻方法的特点和应用。其它模锻方法的特点和应用。4.4.掌握掌握“板料冲压基本工序

2、的工艺特点板料冲压基本工序的工艺特点”重点为落料、重点为落料、冲孔、弯曲、拉深等，冲孔、弯曲、拉深等，掌握掌握变形过程以及对冲住变形过程以及对冲住零件结构零件结构的工艺性要求。的工艺性要求。5.5.了解了解其它压力加工方法。其它压力加工方法。目的和要求目的和要求5模型锻造一、金属塑性成形（压力加工）一、金属塑性成形（压力加工）金属材料在外力作用下产生塑性变形，获得具有一定形状、尺寸和力学性能的毛坯或零件的生产方法。二、塑性成形的基本生产方式二、塑性成形的基本生产方式 1轧制 2挤压3拉拔4自由锻造6板料冲压上砥铁下砥铁坯料1 1）零件大小不受限制；）零件大小不受限制；2 2）生产批量不受限制。

3、）生产批量不受限制。三、塑性成形（压力加工）的特点三、塑性成形（压力加工）的特点1 1力学性能高力学性能高1 1）组织致密；）组织致密；2 2）晶粒细化；）晶粒细化；3 3）压合铸造缺陷；）压合铸造缺陷；4 4）使纤维组织合理分布。）使纤维组织合理分布。2 2节约材料节约材料1 1）力学性能高，承载能力提高；）力学性能高，承载能力提高；2 2）减少零件制造中的金属消耗（与切削加工相比）。）减少零件制造中的金属消耗（与切削加工相比）。3 3生产率高生产率高4 4适用范围广适用范围广各种压力加工方法，都是通过对金属材料施加外力，使之产生塑性变形来实现的。单晶体的塑性变形形式主要有滑移和孪晶两种。一

4、、金属塑性变形的实质一、金属塑性变形的实质1.1.单晶体的塑性变形单晶体的塑性变形1 1）滑移：）滑移：晶体的一部分相对一部分沿一定的晶面发生相对滑动。但实际金属的滑移是靠位错的移动来实现的。2 2）双晶：）双晶：晶体的一部分相对一部分沿一定的晶面发生相对转动。2.2.多晶体的塑性变形多晶体的塑性变形晶内变形晶间变形滑移孪晶滑动转动多晶体塑性变形的实质：晶粒内部发生滑移和孪晶；同时晶粒之间发生滑移和转动。多晶二、塑性变形后金属的组织和性能二、塑性变形后金属的组织和性能1.1.冷变形及其影响冷变形及其影响1 1）组织变化的特征：）组织变化的特征：晶粒沿变形最大方向伸长；晶格与晶粒均发生畸变；晶粒

5、间产生碎晶。2 2）性能变化的特征：）性能变化的特征：加工硬化加工硬化：随着变形程度的增加，其强度和硬度不断提高，塑性和韧性不断下降。有利：强化金属材料不利：进一步的塑性变形带来困难2.2.回复回复T T回回 =（0.250.30.250.3）T T熔熔3.3.再结晶再结晶T T再再 =（0.350.40.350.4）T T熔熔T再冷变形冷变形热变形热变形以上以上以下以下(K)(K)4.4.热变形及其影响热变形及其影响1 1）不产生加工硬化）不产生加工硬化2 2）使组织得到改善，提高了力学性能）使组织得到改善，提高了力学性能 细化晶粒；压合了铸造缺陷；3 3）形成纤维组织）形成纤维组织 组织致

6、密。5.5.纤维组织纤维组织（1）在平行于纤维组织的方向上：材料的抗拉强度提高（2）在垂直于纤维组织的方向上：材料的抗剪强度提高三、金属的塑性成形性能三、金属的塑性成形性能塑性成形性能是金属材料在压力加工时成形的难易程度。衡量指标衡量指标1 1）塑性：）塑性：2 2）变形抗力：）变形抗力：材料的塑性越好，其塑性成形性能越好。材料的变形抗力越小，其塑性成形性能越好。1.1.影响塑性成形性能的因素影响塑性成形性能的因素1 1）金属的本质）金属的本质化学成分：Me越低，材料的可锻性越好。组织状态：纯金属和固溶体具有良好的可锻性。2.2.变形条件变形条件对成形性能影响对成形性能影响变形温度：应力状态：

7、变形速率：应变速率T温越高，材料的可锻性越好。V变越小，材料的可锻性越好。三向压应力塑性最好、变形抗力最小。三向拉应力塑性最差、变形抗力最大。塑性、变形抗力塑性变形抗力C2-1一、自由锻设备一、自由锻设备锻锤压力机空气锤蒸汽空气锤水压机油压机65750Kg630Kg5T落下部分总重量=活塞+锤头+锤杆滑块运动到下始点时所产生的最大压力锻锤吨位=压力机吨位=二、自由锻基本工序二、自由锻基本工序基本工序 完成锻件基本变形和成形的工序。H完全礅粗局部礅粗，S S1.25H0/D02.53.3.冲孔：冲孔：4.4.弯曲弯曲：5.5.扭转：扭转：6.6.错移：错移：1.1.礅粗：礅粗：2.2.拔长：拔长

8、：，S SL L芯轴拔长芯轴扩孔三、自由锻工艺规程的制定三、自由锻工艺规程的制定1.1.锻件图的绘制锻件图的绘制1 1）机械加工余量）机械加工余量2 2）公差）公差3 3）余块）余块2.2.坯料重量和尺寸的计算坯料重量和尺寸的计算G坯坯=（1+k）G锻锻G坯坯=G锻锻+G烧烧+G芯料芯料+G切切K 消耗系数（1/31/4）余量Y=F坯坯/F锻锻Y=H坯坯/H锻锻拔长：镦粗：1.25H0/D02.5max锻坯YFF圆截面坯料：坯坯坯DHDV45.2438.0坯坯VD所以：长轴类锻件：max锻坯DYD3.3.锻造工序的选择锻造工序的选择轴、杆类零件：镦粗、拔长盘类、环类零件：镦粗（拔长及镦粗）、冲

9、孔（芯轴上扩孔）筒类零件：镦粗、冲孔、在芯轴上拔长4.4.锻造温度范围及加热火次的确定锻造温度范围及加热火次的确定(表表2 28)8)5.5.锻造设备的选择锻造设备的选择(表表2 27)7)6.6.确定工时确定工时 7.7.填写工艺卡填写工艺卡四、自由锻件结构工艺性四、自由锻件结构工艺性1.1.避免斜面和锥度避免斜面和锥度2.2.避免曲面相交避免曲面相交3.3.避免加强筋和凸台避免加强筋和凸台4.4.采用组合工艺采用组合工艺模型锻造 将金属坯料放在具有一定形状的模锻模膛 内受压、变形，获得锻件的方法。特点：1）生产率高；2）锻件的尺寸精度和表面质量高；3）材料利用率高；4）可锻造形状较复杂的零

10、件；5）模具成本高、设备昂贵；6）锻件不能任意大。一般不得超过150kg。一、锤上模锻一、锤上模锻（一）锤上模锻设备（一）锤上模锻设备蒸汽空气模锻捶锤头上模下模踏板操作机构锤身砧座（二）锻模结构锻模模膛飞边槽桥部仓部 形成锻件基本形状和尺寸的空腔。容纳多余的金属。增加金属流动的阻力，促使金属充满模膛。（三）模膛的分类模膛模锻模膛制坯模膛终锻模膛预锻模膛延伸模膛滚压模膛弯曲模膛切断模膛（四）锻模工艺规程的制定1.1.绘制锻件图绘制锻件图1 1）分模面的选择）分模面的选择分模面应选在锻件的最大截面处；分模面的选择应使模膛浅而对称；分模面的选择应使锻件上所加敷料最少；分模面应最好是平直面。aaccd

11、dbb2)2)确定加工余量、公差和敷料确定加工余量、公差和敷料(表表2 213)13)加工余量：14mm公差：0.33mm3 3）设计模锻斜度）设计模锻斜度外壁斜度：57 0内壁斜度：712 04 4）设计模锻圆角）设计模锻圆角外圆角：r=1.512mm内圆角：R=（23）r5 5）确定冲孔连皮）确定冲孔连皮2.2.确定模锻工序确定模锻工序1 1）基本工序）基本工序圆盘类零件：镦粗 预锻 终锻长杆类零件：制坯 预锻 终锻2 2）修正工序）修正工序切边；冲孔；校正；热处理；清理。（五）模锻件结构工艺性1.易于从锻模中取出锻件；2.零件的外形应力求简单、对称、平直；3.避免薄壁、高筋、凸起等结构；

12、4.避免设计深孔、多孔结构；5.采用锻焊组合工艺。二、胎模锻造二、胎模锻造利用自由锻设备在活动模具上生产模锻件的方法。1.1.扣模扣模2.2.筒模筒模3.3.合模合模应用：没有模锻设备的中、小型锻件的批量生产。锻造压力机利用冲模对金属板料施加压力，使其产生分离或变形获得所需零件的工艺方法。冷冲压冷冲压：t 2t。带孔件的弯曲：3 3）对拉深件的要求）对拉深件的要求 弯曲件的形状应力求简单、对称，并不宜太高；拉深件的圆角半径应满足：rd t、R 2t；2.2.改进结构可简化工艺及节省材料改进结构可简化工艺及节省材料1 1）采用冲焊结构）采用冲焊结构2 2）采用冲口工艺）采用冲口工艺3 3）尽量简化冲压件的结构）尽量简化冲压件的结构翻边压筋收口精冲超塑成形