第五章 材料的塑性成形工藝

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1、,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),,,,*,,第五章 材料的塑性成形工藝,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),,,,*,主講人：,于,于美杰,副,副教授,Tel,：,88396181,Email,：,yumeijie@,,,工程材料,與,與,機(jī)械制造,基,基礎(chǔ),第五章,材,材料的塑,性,性成形工,藝,藝,本章基本,要,要求,塑性變形,的,的微觀機(jī),制,制,塑性變形,對(duì),對(duì)力學(xué)性,能,能的影響,影響金屬,可,可鍛性的,因,因素,了解幾種,常,常用的鍛,造,造技術(shù)和,板,板料沖壓,技,技術(shù)的工,藝,藝特點(diǎn)。,,第五

2、章,目,目錄,第一節(jié),塑,塑性成形,理,理論基礎(chǔ),第二節(jié),金,金屬塑性,成,成形方法,第三節(jié),鍛,鍛壓件結(jié),構(gòu),構(gòu)工藝性,第四節(jié),先,先進(jìn)塑性,成,成形方法,,什么是塑,性,性成形,?,在外力作用下利,用,用金屬材,料,料的塑性，使其成形并獲得一,定,定力學(xué)性能的加工方,法,法。,也稱,塑性加工,或,壓力加工,,,,,第一節(jié),塑,塑性成形,理,理論基礎(chǔ),第五章,材,材料的塑,性,性成形工,藝,藝,Theory of,PlasticDeformation,分類,,靜壓力,動(dòng)壓力,軋制,擠壓,拉拔,自由鍛,模鍛,沖壓,軋制,擠壓,拉拔,自由鍛,模鍛,沖壓,第一節(jié),塑,塑性成形,理,理論基礎(chǔ),The

3、ory of,PlasticDeformation,塑性成形,（,（壓力加,工,工）的特,點(diǎn),點(diǎn),優(yōu)點(diǎn),結(jié)構(gòu)致密,，,，組織細(xì)化，力學(xué)性能,提,提高；,少無(wú)切削,加,加工，材,料,料利用率,高,高；,生產(chǎn)效率,高,高；,缺點(diǎn),一般工藝,表,表面質(zhì)量,差,差（氧化,）,）；,不能形成,形,形狀復(fù)雜,件,件（相對(duì),鑄,鑄造）；,設(shè)備龐大,、,、價(jià)格昂,貴,貴；,勞動(dòng)條件,差,差（強(qiáng)度,高,高、噪音,大,大）；,,,第一節(jié),塑,塑性成形,理,理論基礎(chǔ),Theory of,PlasticDeformation,一、塑性變形,機(jī),機(jī)理,什么是塑,性,性？－在,外,外力作用,下,下發(fā)生永,久,久變形而,不

4、,不破壞的,能,能力。,金屬并非,理,理想晶體,：,：多晶體,，,，晶粒內(nèi),部,部有缺陷,。,。,,塑性變形,的,的實(shí)質(zhì),晶內(nèi)變形,：,：滑移（,為,為主）＋,孿,孿生,晶間變形,：,：滑動(dòng)＋,轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)動(dòng),,滑移：在外力,作,作用下，,晶,晶體的一,部,部分沿一,定,定的晶面,和,和晶向相,對(duì),對(duì)于晶體,的,的另一部,分,,,,,位,錯(cuò),錯(cuò),運(yùn),運(yùn),動(dòng),動(dòng),引,引,起,起,滑,滑,移,移,第,一,一,節(jié),節(jié),塑,塑,性,性,成,成,形,形,理,理,論,論,基,基,礎(chǔ),礎(chǔ),Theoryof,PlasticDeformation,注,意,意,：,：,多,晶,晶,體,體,變,變,形,形以,晶,晶,內(nèi),

5、內(nèi),滑,滑,移,移,為,為,主,主,，,，,晶,晶,間,間,轉(zhuǎn),轉(zhuǎn),動(dòng),動(dòng),為,為,輔,輔,（,原,原,因,因,：,：,晶,晶,界,界,有,有,阻,阻,礙,礙,變,變,形,形,的,的,作,作,用,用,，,，,晶,晶,界,界,強(qiáng),強(qiáng),度,度,高,高,于,于,晶,晶,內(nèi),內(nèi),，,，,晶,晶,界,界,變,變,形,形,更,更,難,難,）,）,,,,,,,晶,粒,粒,越,越,細(xì),細(xì),、,、,越,越,多,多,，,，,晶,晶,界,界,越,越,多,多,，,，,對(duì),對(duì),材,材,料,料,起,起,到,到,強(qiáng),強(qiáng),化,化,作,作,用,用,。,。,,,晶,粒,粒,間,間,的,的,滑,動(dòng),動(dòng),和,和,轉(zhuǎn),動(dòng),動(dòng),第,一,

6、一,節(jié),節(jié),塑,塑,性,性,成,成,形,形,理,理,論,論,基,基,礎(chǔ),礎(chǔ),Theoryof,Plas,t,icDeformation,細(xì),晶,晶,強(qiáng),強(qiáng),化,化,原,因,因,晶,界,界,面,面,積,積,越,越,多,多,，,，,位,位,錯(cuò),錯(cuò),障,障,礙,礙,越,越,多,多,，,，,金,金,屬,屬,塑,塑,性,性,變,變,形,形,的,的,抗,抗,力,力,越,越,大,大,，,，強(qiáng),度,度,、,、,硬,硬,度,度越,高,高,。,。,晶,粒,粒,越,越,細(xì),細(xì),，,，,單,單,位,位,體,體,積,積,內(nèi),內(nèi),同,同,時(shí),時(shí),參,參,與,與,變,變,形,形,的,的,晶,晶,粒,粒,數(shù),數(shù),目,目,越,

7、越,多,多,，,，,塑,塑,性,性,變,變,形,形,可,可,分,分,散,散,在,在,更,更,多,多,的,的,晶,晶,粒,粒,內(nèi),內(nèi),進(jìn),進(jìn),行,行,，,，變,形,形,均,均,勻,勻，,減,減,少,少,了,了,應(yīng),應(yīng),力,力,集,集,中,中,，,，,使,使塑,性,性,指,指,標(biāo),標(biāo)提,高,高,；,；,晶,粒,粒,越,越,細(xì),細(xì),小,小,，,，,晶,晶,界,界,面,面,積,積,越,越,多,多,，,，,對(duì),對(duì),裂,裂,紋,紋,擴(kuò),擴(kuò),展,展,的,的,阻,阻,礙,礙,作,作,用,用,越,越,大,大,，,，,金,金,屬,屬,在,在,斷,斷,裂,裂,前,前,消,消,耗,耗,的,的,功,功,越,越,大,大,

8、，,，,使,使韌,性,性,指,指,標(biāo),標(biāo)提,高,高,；,；,回,顧,顧,：,：,固,溶,溶,強(qiáng),強(qiáng),化,化,第,一,一,節(jié),節(jié),塑,塑,性,性,成,成,形,形,理,理,論,論,基,基,礎(chǔ),礎(chǔ),Theoryof,PlasticDeformation,二,、,、,加,加,工,工,硬,硬,化,化,、,、,回,1.,加工硬化,金屬在,冷變形,時(shí)（低于再結(jié)晶溫度），隨塑性變形量的增加，強(qiáng)度和硬度增加，而塑性和韌性下降的現(xiàn)象，也稱“,形變強(qiáng)化,”。－－,強(qiáng)化金屬的重要手段之一,原因：,隨變形量增加,,,晶格畸變和碎晶，位錯(cuò)密度增加，使變形抗力增加。,形變強(qiáng)化的結(jié)果：,①?gòu)?qiáng)硬度提高；,②使進(jìn)一步塑性變形困難

9、。,第,一,一,節(jié),節(jié),塑,塑,性,性,成,成,形,形,理,理,論,論,基,基,礎(chǔ),礎(chǔ),Theoryof,PlasticDef,o,rmation,2.,回,復(fù),復(fù),和,和,再,再,結(jié),結(jié),晶,晶,金,屬,屬,經(jīng),經(jīng),變,變,形,形,后,后,,,組,織,織,處,處,于,于,不,不,穩(wěn),穩(wěn),定,定,狀,狀,態(tài),態(tài),,,有,自,自,發(fā),回復(fù),：將冷成形后的金屬加熱至一定溫度后，使原子回復(fù)到平衡位置，晶內(nèi)殘余應(yīng)力大大減小的現(xiàn)象，稱為回復(fù),。,T,回,＝（,0.25,～,0.3,）,T,熔,,再結(jié)晶,：對(duì)形變強(qiáng)化的金屬加熱到熔點(diǎn)的,0.4,倍時(shí)，開始以某些碎晶或雜質(zhì)為核心生成,新的等軸晶粒,，原來(lái)已變

10、形的晶粒消失，使金屬的,強(qiáng)度、硬度降低，塑性和韌性增加,，,形變強(qiáng)化現(xiàn)象完全消除,的現(xiàn)象。,T,再,=0.4T,熔,,注意,:,公式中的,T,單位為,”K”!,第,一,一,節(jié),節(jié),塑,塑,性,性,成,成,形,形,理,理,論,論,基,基,礎(chǔ),礎(chǔ),Theoryof,Plastic Deformation,幾點(diǎn)說(shuō)明：,回復(fù)只能,部分,消除加工硬,化,化（晶格畸,變,變消除，但,晶,晶粒形狀不,變,變）；,再結(jié)晶能消,除,除,全部,加工硬化（,晶,晶格畸變消,除,除，晶粒形,狀,狀改變）；,再結(jié)晶不是,恒,恒溫過(guò)程，,而,而是在一定,溫,溫度范圍內(nèi),連,連續(xù)進(jìn)行的,過(guò),過(guò)程。,T,再,再結(jié)晶溫度是開始

11、再結(jié),晶,晶的最低溫,度,度。,再結(jié)晶也是晶核形,成,成和長(zhǎng)大的,過(guò),過(guò)程，不是相變過(guò),程,程，再結(jié)晶前,后,后晶粒的晶,格,格類型和成,分,分完全相同,。,。,晶格畸變,晶格畸變消,除,除,晶粒形狀改,變,變,第五章 材,料,料的塑性成,形,形工藝,第一節(jié) 塑,性,性成形理論,基,基礎(chǔ),Theory of,Plastic Deformation,3.,冷變形,：在,T,回復(fù),溫度以下的塑性變形，,存在,加工硬化,,,強(qiáng)度、硬度↑，塑性、韌性↓,；,冷沖壓、冷擠壓、冷軋、冷拔,;,尺寸精度高、表面質(zhì)量好,;,變形不宜過(guò)大，避免破裂；,熱變形,：,在,T,再,溫度以上的塑性變形，形變強(qiáng)化隨時(shí)被再

12、結(jié)晶消除。,熱鍛、熱軋、熱擠壓,;,變形程度大,,,缺陷少，組織致密，力學(xué)性能高；,,溫變形,：在高于回復(fù)溫度和低于再結(jié)晶溫度范圍內(nèi)進(jìn)行的塑性成形過(guò)程，有加工硬化及回復(fù)現(xiàn)象，但無(wú)再結(jié)晶，硬化只得到部分消除。,第五章 材,料,料的塑性成,形,形工藝,第一節(jié) 塑,性,性成形理論,基,基礎(chǔ),Theor,y of,Plastic Deformation,四、鍛造流,線,線（纖維組,織,織）,晶粒被拉長(zhǎng),或,或壓扁；,,當(dāng)變形量很大時(shí)，,晶界上的,雜質(zhì)隨晶粒,一起沿變形方向被拉長(zhǎng)后呈流線狀分布，這種,流線分布形態(tài)的微觀結(jié)構(gòu)稱為,鍛造流線,或,纖維組織,；,力學(xué)性能呈現(xiàn)各向異性,平行纖維方向：抗拉強(qiáng)度高、

13、剪切強(qiáng)度低,垂直纖維方向：剪切強(qiáng)度高、抗拉強(qiáng)度低,纖維組織不能用熱處理消除,,,只能合理應(yīng)用,拉應(yīng)力∥纖維組織,剪切應(yīng)力⊥纖維組織,第五章 材,料,料的塑性成,形,形工藝,第一節(jié) 塑,性,性成形理論,基,基礎(chǔ),Forging,Technology,五、塑性成,形,形基本定律,最小阻力定,律,律,體積不變定,律,律,臨界切應(yīng)力,定,定律,鐓粗時(shí)的變,形,形錐,第一節(jié) 塑,性,性成形理論,基,基礎(chǔ),六、塑性成,金屬產(chǎn)生塑性變形而不破壞的難易程度,塑性好,、,變形抗力小,，可鍛性好,,影響金屬可鍛性的因素,化學(xué)成分,：含合金元素少的可鍛性好,,,純金屬,/,低碳,組織,：,單相組織（純金屬或固溶體）

14、比多相好,鋼中碳化物少好，呈彌散分布比網(wǎng)狀分布好,塑性變形條件,：,加熱溫度、變形速度、應(yīng)力狀態(tài),Theory of,Plastic Deformation,第一節(jié) 塑,性,性成形理論,基,基礎(chǔ),溫度對(duì)可鍛性的,影,影響：,加熱溫度高,，,，可鍛性好,；,；溫度過(guò)高,，,，會(huì)過(guò)熱、過(guò)燒,始鍛溫度,~,終鍛溫度，,如,如,碳素鋼,1150/1250~800/850,高于再結(jié)晶,溫,溫度,變形速度對(duì)可鍛性的,影,影響：,a,,速度↑，可,鍛,鍛性↑,原因：熱效,應(yīng),應(yīng)使塑性提,高,高,Theoryof,P

15、lasticDeformation,再結(jié),晶,晶消,除,除加,工,工硬,化,化,趁熱,打,打鐵,一般,設(shè),設(shè)備,不,不會(huì),超,超過(guò),a,點(diǎn)，,除,除高,速,速錘,上,上鍛,造,造,第一,節(jié),節(jié),塑,塑性,成,成形,理,理論,基,基礎(chǔ),應(yīng)力,狀,狀態(tài)對(duì)可,鍛,鍛性,的,的影,響,響：,壓應(yīng),力,力下,變,變形,，,，對(duì),塑,塑性,有,有利,，,，阻,止,止裂,紋,紋擴(kuò),展,展，,焊,焊合,孔,孔、,縫,縫等,缺,缺陷,；,；,拉應(yīng),力,力下,變,變形,，,，對(duì),塑,塑性,不,不利,，,，氣,孔,孔、,裂,裂紋,等,等缺,陷,陷處,易,易引,起,起應(yīng),力,力集,中,中，,缺,缺陷,擴(kuò),擴(kuò)展,，,，

16、導(dǎo),致,致破,裂,裂。,,,,擠壓,時(shí),時(shí)金,屬,屬的,應(yīng),應(yīng)力,狀,狀態(tài),拉拔,時(shí),時(shí)金,屬,屬的,應(yīng),應(yīng)力,狀,狀態(tài),Theoryof,Plasti,c,De,fo,rmation,三向,受,受壓,兩向,受,受壓,、,、一,向,向受,拉,拉,第二,節(jié),節(jié),金,金屬,塑,塑性,成,成形,方,方法,Forging,Technology,一、自由,鍛,鍛,利用,沖,沖擊,力,力或,壓,壓力,使,使金,屬,屬在,上,上、,下,下兩,砧,砧鐵,之,之間,產(chǎn),產(chǎn)生,變,變形,，,，從,而,而獲,得,得得,所,所需,形,形狀,和,和尺,寸,寸的,鍛,鍛件,的,的鍛,造,造方,法,法。,特點(diǎn),坯料,變,變

17、形,時(shí),時(shí)，,只,只有,部,部分,表,表面,變,變形,受,受到,限,限制,，,，其,余,余表,面,面可,自,自由,流,流動(dòng),;,所用,設(shè),設(shè)備,及,及工,具,具簡(jiǎn),單,單，適應(yīng),性,性強(qiáng)，鍛,件,件重,量,量不,受,受限,制,制；,由人,工,工控,制,制鍛,件,件的,形,形狀,和,和尺,寸,寸，,鍛,鍛件,的,的尺寸,精,精度,低,低，生,產(chǎn),產(chǎn)率,低,低；,適用,于,于單,件,件、,小,小批,生,生產(chǎn),。,。是大,型,型鍛,件,件的,唯,唯一,鍛,鍛造,方,方法,。,。,第二,節(jié),節(jié),金,金屬,塑,塑性,成,成形,方,方法,Forging,Technology,自由,鍛,鍛分,類,類,手工,

18、鍛,鍛造,機(jī)械,鍛,鍛造,鍛錘,自,自由,鍛,鍛（中小,鍛,鍛件）,空氣,錘,錘,沖,沖,擊,擊力,液壓,機(jī),機(jī)自,由,由鍛,（,（大型,鍛,鍛件,）,）,水壓,機(jī),機(jī),靜,靜,壓,壓力,,自由,鍛,鍛的,工,工序,鐓粗：,餅塊,類,類，,盤,盤套,類,類,拔長(zhǎng)：,適于,軸,軸類,、,、桿,類,類,沖孔,：,：空,心,心件,Upsetting,Drawing-out,Punching,第二,節(jié),節(jié),金,金屬,塑,塑性,成,成形,方,方法,Forging,Technology,鐓粗：平,砧,砧鐓粗、,局,局部鐓粗,、,、墊環(huán)鐓,粗,粗,（注意：原,始,始直徑和,墊,墊環(huán)直徑,的,的區(qū)別）,Do=

19、D,Do>D,第二節(jié),金,金屬塑性,成,成形方法,第八章,材,材料成形,的,的工藝設(shè),計(jì),計(jì),Processdesign,of forging parts,自由鍛件,工藝設(shè)計(jì),鍛造方法,鍛造余量和公差,結(jié)構(gòu)特點(diǎn),,,鍛件圖,,,變形工序,原始坯料,尺,尺寸,鍛造溫度,鍛后熱處,理,理,是否能直,接,接鍛出（,＋,＋余塊）,有孔拔長(zhǎng),件,件注意：,先,先鐓粗、,沖,沖孔，再,拔,拔長(zhǎng),,批量、形,狀,狀、精度,、,、尺寸,自由鍛工,藝,藝規(guī)程制,定,定,,第二節(jié),金,金屬塑性,成,成形方法,Forging,Technology,留機(jī)械加,工,工余量，,保,保證尺寸,精,精度；,鍛件公差,：,：鍛

20、件的,實(shí),實(shí)際尺寸,與,與理論尺,寸,寸之間所,允,允許的偏,差,差值。,敷料（余,塊,塊）：針,對(duì),對(duì)有凹槽,、,、臺(tái)階的,部,部位，簡(jiǎn),化,化鍛件,,,第二節(jié),金,金屬塑性,成,成形方法,Forging,Technology,選擇鍛造,工,工序,基本工序,：,：用來(lái)改,變,變坯料的,形,形狀和尺,寸,寸的工序,輔助工序,修整工序,：用來(lái)減少鍛件表面缺陷的工序,第二節(jié),金,金屬塑性,成,成形方法,第八章,材,材料成形,的,的工藝設(shè),計(jì),計(jì),Processdesign,of forging parts,例：緊固,盤,盤,尺寸,材料：,45,數(shù)量：,200,要求：繪,鍛,鍛件圖、,訂,訂工藝,,

21、零件分析,和,和鍛造方,法,法,加工余量,和,和公差,繪鍛件圖,,,第八章,材,材料成形,的,的工藝設(shè),計(jì),計(jì),Processdesign,of forging parts,工序：,鍛粗,沖孔：,d,沖,≤,D/3,擴(kuò)孔：,15,～,30mm,修正,計(jì)算原始,坯,坯料尺寸,坯料體積,：,：,V,坯＝,(,1+,δ,%)V,鍛,高徑比：,1.25,≤H,0,/D,0,≤2.5,鍛造溫度,（,（表,5,－,2,）,熱處理：,正,正火,燒損率,2,～,5,％,第二節(jié),金,金屬塑性,成,成形方法,第二節(jié),金,金屬塑性,成,成形方法,Forging,Technology,二、模鍛,迫使坯料,在,在一定形

22、,狀,狀的鍛模,模,模膛內(nèi)產(chǎn),生,生塑性流,動(dòng),動(dòng)成形的,方,方法。,特點(diǎn)：,生產(chǎn)效率,高,高；模具,制,制造費(fèi)用,高,高；,尺寸精度,和,和表面質(zhì),量,量比自由,鍛,鍛高；,加工余量,少,少，節(jié)省,材,材料；,力學(xué)性能,高,高；,鍛件重量,小,小，一般,小,小于,150,公斤,分類,錘上模鍛,,,壓力機(jī)上,模,模鍛,:,變形緩慢,,,適于塑性,較,較差的鍛,件,件,.,鍛模結(jié)構(gòu),：,：下模固,定,定不動(dòng)，,上,上模固定,在,在鍛錘上,模膛結(jié)構(gòu),：,：制坯模,膛,膛、預(yù)鍛,模,模膛、終,鍛,鍛模膛,第八章,材,材料成形,的,的工藝設(shè),計(jì),計(jì),Processdesign,of forging p

23、arts,模鍛工藝,規(guī),規(guī)程制定,,模鍛件,工藝設(shè)計(jì),結(jié)構(gòu)特點(diǎn),分型面,余量和公差,斜度和圓角,沖孔連皮,鍛件 圖,較為復(fù)雜,壁不宜過(guò),薄,薄,第二節(jié),金,金屬塑性,成,成形方法,第二節(jié),金,金屬塑性,成,成形方法,Forging,Technology,（,1,）選取分,模,模面,最大截面,，,，且盡量,為,為平面；,應(yīng)使鍛件,上,上敷料最,少,少,；,使模膛,淺,淺而寬，便于,加,加工、,利,利于金,屬,屬流動(dòng),；,；,（,2,）確定,加,加工余,量,量、公,差,差,鍛件尺,寸,寸大，,余,余量（,1,～,4mm,）大、,公,公差（,0.3,（,3,）鍛模斜度、圓角、沖孔連皮,內(nèi)側(cè)斜度,>,

24、外側(cè)斜度,2,～,3,度,圓角：利于流動(dòng)充型；,避免應(yīng)力集中；,R,r,第八章,材,材料,成,成形的,工,工藝設(shè),Pro,ces,s design,offorging parts,工藝參,數(shù),數(shù),模鍛件,不,不能鍛,出,出通孔,沖孔連,皮,皮：不,能,能太薄,或,或厚（,<25mm,的孔不,鍛,鍛出）,,小孔,大孔,預(yù)鍛模,大孔,終鍛模,第二節(jié),金,金屬,塑,塑性成,形,形方法,第八章,材,材料,成,成形的,工,工藝設(shè),計(jì),計(jì),Process design,offorging parts,其他工,序,序,切除飛,邊,邊和沖,孔,孔連皮需要利,用,用專用,模,模具,熱切,：利用,模,模鍛后,的,

25、的余溫,完,完成切,邊,邊和沖,孔,孔。（,>800℃,，否則,會(huì),會(huì)影響,模,模具壽,命,命和鍛,件,件精度,),冷切：,鍛,鍛件冷,卻,卻到室,溫,溫后完,成,成切除,。,。,（需要,較,較大噸,位,位的沖,切,切設(shè)備,）,）,,熱處理,：,：退火或,正,正火,表面處,理,理：酸,洗,洗法、,拋,拋丸法,,第二節(jié),金,金屬,塑,塑性成,形,形方法,第二節(jié),金,金屬,塑,塑性成,形,形方法,Forging,Technology,三、胎模鍛,在自由鍛,設(shè),設(shè)備上使用,胎,胎模生,特點(diǎn),操作簡(jiǎn)便，模具簡(jiǎn)單，不需昂貴的模鍛設(shè)備,生產(chǎn)率高、鍛件精度、允許的復(fù)雜程度介于自由鍛和模鍛之間；,胎模結(jié)構(gòu),扣

26、模,：用于非回轉(zhuǎn)體鍛件的成形或制坯,筒模,：圓筒形鍛模，主要用于,齒輪,、法蘭盤等回,轉(zhuǎn)體和盤類鍛件,合模,：由上下模組成，主要用于生產(chǎn)形狀較復(fù)雜,的非回轉(zhuǎn)體鍛件,第二節(jié),金,金屬,塑,塑性成,形,形方法,SheetStamping,Technology,四、板料沖,壓,壓,利用沖,模,模使板,料,料產(chǎn)生,變,變形或,分,分離，,從,從而獲,得,得具有,一,一定形,狀,狀和尺,寸,寸的鍛,件,件的工,藝,藝方法,。,。室溫,（,（冷沖,壓,壓）,設(shè)備：,沖床、,剪,剪床,常見沖,壓,壓材料,：,：,低碳鋼,特點(diǎn)：,表面質(zhì)量高、尺寸精度高；,產(chǎn)生形變強(qiáng)化，可獲得強(qiáng)度高的沖壓件,操作簡(jiǎn)單、生產(chǎn)效率

27、高,適于大批量生產(chǎn)。,第二節(jié),金,金屬,塑,塑性成,形,形方法,SheetStamping,Technology,板料沖,壓,壓工序,,,,,,,,,,,分離,變形,切斷,落料,沖孔,彎曲,拉深,起伏,滾壓,翻邊,旋壓,橡膠成,形,形,Cutting,,Blanking,,Punching,bending,deep forming,roll forming,folding,spinning,rubberbulging,第二節(jié),金,金屬,塑,塑性成,形,形方法,SheetStamping,Technology,分離工序,（模具有鋒,利,利刃口、凹,凸,凸模間隙小,）,）,沖孔：被分離的,部,部分

28、為廢料,，,，周邊是成,品,品,落料：被分離的部分為工件，周邊為廢料,沖裁變形過(guò),程,程：彈性變形,→,→塑性變形,→,→斷裂,注意二者尺寸與,凹,凹模,\,凸模的關(guān)系,:,,沖孔：＝由,凸,凸模尺寸決,定,定，隨凸模,的,的磨損而減,小,小,落料：＝由,凹,凹模尺寸決,定,定，隨凹模,的,的磨損而增,大,大,第二節(jié) 金,屬,屬塑性成形,方,方法,SheetStamping,Technology,變形工序,（模具有圓,角,角，而非鋒,利,利刃口）,（,1,）彎曲：坯料的一部,分,分相對(duì)于另,一,一部分彎曲,成,成一定角度,的,的工序。,外側(cè)受拉，,內(nèi),內(nèi)側(cè)受壓,彎曲半徑：,越,越小，越易,彎,

29、彎裂。最小彎曲半,徑,徑,r,min,=(0.25,～,1),δ,,,δ,為板料厚度,彎曲方向：彎曲時(shí)盡可,能,能使,彎曲線,與毛坯的纖維方向垂直（即彎曲軸,線,線）,回彈：由于材料的,彈,彈性所致，使被彎曲,的,的角度變大,，,，措施：模,具,具角度,<,成品件?；?彈,彈角：,0,～,10°,第二節(jié) 金,屬,屬塑性成形,方,方法,SheetStamping,Technology,（,2,）拉深：利用拉深模,將,將板料沖壓,成,成一端開口,的,的空心件的,工,工序。,拉深件最危,險(xiǎn),險(xiǎn)部位是直,壁,壁與底部的,過(guò),過(guò)渡圓角處,凸凹模圓角半徑：不可太鋒,利,利，否則易,拉,拉裂,凸凹模間隙：稍

30、大于板,料,料厚度，過(guò),小,小會(huì)使摩擦,力,力增大；過(guò),大,大會(huì)起皺，,尺,尺寸精度降,低,低。單邊間,隙,隙,z=(1.1~1.2),δ,,,δ,為板材厚度,拉深系數(shù)：,m=d/D,，,0.5~0.8,，越小，變,形,形程度越大,潤(rùn)滑劑：減,少,少模具磨損,褶皺,：壓邊圈,拉穿,：增加凸凹,圓,圓角、,增加拉深次,數(shù),數(shù),,,常見,缺陷,第二節(jié) 金,屬,屬塑性成形,方,方法,SheetStamping,Technology,（,3,）起伏（滾,壓,壓成形）：,加,加強(qiáng)筋和花,紋,紋,（,4,）橡膠成形,（,（脹形）：,適,適于較薄板,材,材,,第二節(jié) 金,屬,屬塑性成形,方,方法,Sheet

31、Stamping,Technology,（,5,）翻邊：,在帶孔的平坯料上,用,用擴(kuò)孔的方,法,法獲得凸緣,的,的工序。,,,,,,,,,,（,6,）旋壓：旋,壓,壓機(jī)，用于,空,空心回轉(zhuǎn)體,。,。,,,,翻邊系數(shù)：,k=d,o,/d,第三節(jié) 鍛,壓,壓件結(jié)構(gòu)工,藝,藝性,Forging,Technology,一、自由鍛,件,件的結(jié)構(gòu)工,藝,藝性,盡量避免錐,體,體或斜面、,曲,曲面連接；,形狀不易復(fù),雜,雜；,不應(yīng)帶筋；,避免凸臺(tái)；,SheetStamping,Technology,三、沖壓件,的,的結(jié)構(gòu)工藝,性,性,沖裁件：,零件外形力,求,求簡(jiǎn)單對(duì)稱,凹凸部位不,能,能過(guò)深、過(guò),窄,窄,

32、轉(zhuǎn)角處應(yīng)設(shè)圓角,充分利用材,料,料,,不合理的結(jié),構(gòu),構(gòu),第三節(jié) 鍛,壓,壓件結(jié)構(gòu)工,藝,藝性,SheetStamping,Technology,變形件－彎,曲,曲,：,最小彎曲半,徑,徑,(,防止開裂,)r,min,=(0.25,～,1),δ,彎曲帶孔零,件,件時(shí)，應(yīng)注,意,意孔的位置,彎曲軸線垂,直,直于纖維組,織,織方向,,彎曲邊高,H﹥2S,為避免孔的,變,變形，孔的,邊,邊緣距彎曲,中,中心應(yīng)有一,定,定的距離,,,L,＞,1.5,～,2,s,第三節(jié) 鍛,壓,壓件結(jié)構(gòu)工,藝,藝性,SheetStamping,Technology,變形件－拉,深,深,形狀應(yīng)簡(jiǎn)單,、,、對(duì)稱，高度不易,

33、過(guò),過(guò)大,轉(zhuǎn)彎處應(yīng)有過(guò)渡圓角,第三節(jié) 鍛,壓,壓件結(jié)構(gòu)工,藝,藝性,一、精密模,鍛,鍛,精密模鍛是,在,在模鍛設(shè)備,上,上鍛造出形,狀,狀復(fù)雜、高,精,精度鍛件的,模,模鍛工藝。,圖,圖,5-63,是,TS12,差速,齒,齒輪,鍛,鍛件,圖,圖。,１．,工,工藝,過(guò),過(guò)程,精密,模,模鍛,的,的工,藝,藝過(guò),程,程是,：,：,(1),先將,原,原始,坯,坯料,經(jīng),經(jīng)普,通,通模,鍛,鍛成,中,中間,坯,坯料,；,；,(2),再對(duì),中,中間,坯,坯料,進(jìn),進(jìn)行,嚴(yán),嚴(yán)格,的,的清,理,理，,除,除去,氧,氧化,皮,皮或,缺,缺陷,；,；,(3),最后,采,采用,無(wú),無(wú)氧,化,化或,少,少氧,化,

34、化加,熱,熱后,精,精鍛,。,。,,第四,節(jié),節(jié),先,先進(jìn),塑,塑性,成,成形,方,方法,２．,精,精密,模,模鍛,工,工藝,特,特點(diǎn),（１,）,）精,確,確計(jì),算,算原,始,始坯,料,料的,尺,尺寸,，,，嚴(yán)格,按,按坯,料,料質(zhì),量,量下,料,料，否,則,則會(huì),增,增大,鍛,鍛件,尺,尺寸,公,公差,，,，降,低,低精,度,度。,（２,）,）需,要,要精細(xì),清,清理,坯,坯料,表,表面，除,凈,凈坯,料,料表,面,面的,氧,氧化,皮,皮、,脫,脫碳,層,層及,其,其它,缺,缺陷,等,等。,（３,）,）為,提,提高,鍛,鍛件,的,的尺,寸,寸精,度,度和,降,降低,表,表面,粗,粗糙,度,度

35、，,應(yīng),應(yīng)采,用,用無(wú)氧,化,化或,少,少氧,化,化加,熱,熱法，盡,量,量減,少,少坯,料,料表,面,面形,成,成的,氧,氧化,皮,皮。,（４,）,）精,密,密模,鍛,鍛的,鍛,鍛件,精,精度,在,在很,大,大程,度,度上,取,取決,于,于鍛模的加,工,工精度。,（５,）,）模,鍛,鍛時(shí),要,要很,好,好地,進(jìn),進(jìn)行潤(rùn)滑,和,和冷,卻,卻鍛,模,模。,（６,）,）精,密,密模,鍛,鍛一,般,般都,在,在剛度,大,大、,運(yùn),運(yùn)動(dòng),精,精度,高,高的,模,模鍛,設(shè),設(shè)備上進(jìn),行,行，,如,如曲,柄,柄壓,力,力機(jī),、,、摩,擦,擦壓,力,力機(jī),或,或高,速,速錘,等,等。,,第四,節(jié),節(jié),先,先

36、進(jìn),塑,塑性,成,成形,方,方法,二、,擺,擺動(dòng),碾,碾壓,擺動(dòng),輾,輾壓,即,即,上模,的,的軸,線,線與,被,被輾,壓,壓工,件,件的,軸,軸線,傾,傾斜,一,一個(gè),角,角度,，模,具,具一,面,面繞,軸,軸心,旋,旋轉(zhuǎn),，,，一,面,面對(duì),坯,坯料,進(jìn),進(jìn)行,壓,壓縮,(,每一,瞬,瞬時(shí),僅,僅壓,縮,縮坯,料,料橫,截,截面,的,的一,部,部分,),的加,工,工方,法,法，,如,如圖,5-64,所示,。,。擺,動(dòng),動(dòng)輾,壓,壓可,用,用于,坯,坯料,的,的鐓,粗,粗、,鉚,鉚接,、,、縮,口,口、,擠,擠壓,等,等，,如,如圖,5-65,所示,。,。,,三、,軋,軋制,新,新工,藝,藝

37、,碾環(huán)、輥鍛、螺旋,斜,斜軋,(,圖,5-64),,第四,節(jié),節(jié),先,先進(jìn),塑,塑性,成,成形,方,方法,四,、,、,液,液,態(tài),態(tài),模,模,鍛,鍛,液,態(tài),態(tài),模,模,鍛,鍛,實(shí),實(shí),際,際,上,上,是,是,鑄,鑄,造,造,和,和,鍛,鍛,造,造,工,工,藝,藝,的,的,組,組,合,合,，,，,是,是,把,把,液,液,態(tài),態(tài),金,金,屬,屬,直,直,接,接,澆,澆,入,入,金,金,屬,屬,模,模,內(nèi),內(nèi),，,，,然,然,后,后,在,在,一,一,定,定,時(shí),時(shí),間,間,內(nèi),內(nèi),以,以,一,一,定,定,的,的,壓,壓,力,力,作,作,用,用,于,于,液,液,態(tài),態(tài),（,（,或,或,半,半,液,液

38、,態(tài),態(tài),）,）,金,金,屬,屬,上,上,，,，,使,使,之,之,成,成,形,形,，,，,并,并,在,在,此,此,壓,壓,力,力,下,下,結(jié),結(jié),晶,晶,和,和,塑,塑,性,性,流,流,動(dòng),動(dòng),。,。,1,．,液,液,態(tài),態(tài),模,模,鍛,鍛,的,的,工,工,藝,藝,過(guò),過(guò),程,程,圖,圖,5-66,液,態(tài),態(tài),模,模,鍛,鍛,的,的,工,工,藝,藝,過(guò),過(guò),程,程,是,是,把,把,一,一,定,定,量,量,的,的,金,金,屬,屬,液,液,澆,澆,入,入,下,下,模,模,（,（,凹,凹,模,模,）,）,型,型,腔,腔,中,中,，,，,然,然,后,后,當(dāng),當(dāng),熔,熔,液,液,還,還,處,處,在,在,

39、熔,熔,融,融,或,或,半,半,熔,熔,融,融,狀,狀,態(tài),態(tài),（,（,處,處,于,于,液,液,固,固,兩,兩,相,相,區(qū),區(qū),）,）,時(shí),時(shí),便,便,施,施,加,加,壓,壓,力,力,，,，,迫,迫,使,使,金,金,屬,屬,充,充,滿,滿,形,形,腔,腔,的,的,各,各,個(gè),個(gè),部,部,位,位,形,形,成,成,工,工,件,件,。,。,液,態(tài),態(tài),模,模,鍛,鍛,工,工,藝,藝,流,流,程,程,：,：原,材,材,料,料,配,配,制,制,→,熔,煉,煉,→,澆,注,注,→,加,壓,壓,成,成,形,形,→,脫,模,模,→,灰,坑,坑,冷,冷,卻,卻,→,熱,處,處,理,理,→,檢,驗(yàn),驗(yàn),→,入,庫(kù)

40、,庫(kù),。,。,,第,四,四,節(jié),節(jié),先,先,進(jìn),進(jìn),塑,塑,性,性,成,成,形,形,方,方,法,法,２,．,．,液,液,態(tài),態(tài),模,模,鍛,鍛,工,工,藝,藝,的,的,主,主,要,要,特,特,點(diǎn),點(diǎn),(,１,),在成形,過(guò),過(guò)程中,，,，液態(tài),金,金屬在,壓,壓力下,完,完成結(jié),晶,晶凝固,。,。,(,２,),己凝固,的,的金屬,在,在壓力,作,作用下,，,，產(chǎn)生,塑,塑性變,形,形，使,制,制件外,側(cè),側(cè)璧緊,貼,貼模膛,璧,璧，液,態(tài),態(tài)金屬,自,自始至,終,終獲得,等,等靜壓,。,。,(,３,),液態(tài)模,鍛,鍛對(duì)材,料,料的選,擇,擇范圍,很,很寬，,鋁,鋁、銅,等,等有色,金,金屬以,

41、及,及黑色,金,金屬的,液,液態(tài)模,鍛,鍛已大,量,量用于,實(shí),實(shí)際生,產(chǎn),產(chǎn)中。,,第四節(jié),先,先進(jìn),塑,塑性成,形,形方法,五、徑,向,向鍛造,徑向鍛,造,造又稱,旋,旋轉(zhuǎn)鍛,造,造，是,對(duì),對(duì)軸向,旋,旋轉(zhuǎn)送,進(jìn),進(jìn)的棒,料,料或管,料,料施加,徑,徑向脈,沖,沖打擊,力,力，鍛,成,成沿軸,向,向具有,不,不同橫,截,截面制,件,件的工,藝,藝方法,，,，其工,作,作原理,如,如圖,5-67,所示。,徑,徑向鍛,造,造的工,件,件運(yùn)動(dòng),方,方式有,三,三種，,如,如圖,5-68,所示。,,第四節(jié),先,先進(jìn),塑,塑性成,形,形方法,六、粉,末,末鍛造,１．粉,末,末鍛造,的,的原理,粉末

42、鍛,造,造是粉,末,末治金,成,成形方,法,法和鍛,造,造相結(jié),合,合的一,種,種金屬,加,加工方,法,法。其,工,工序如,圖,圖,5-69,所示。,２．粉,末,末鍛造,的,的優(yōu)點(diǎn),與模鍛,相,相比，,粉,粉末鍛,造,造具有,以,以下優(yōu),點(diǎn),點(diǎn)：,①,材料利,用,用率高,，,，可達(dá),90%,以上。,②,機(jī)械性,能,能高。,③,鍛件精,度,度高，,表,表面光,潔,潔，可,實(shí),實(shí)現(xiàn)少,、,、無(wú)切,削,削加工,。,。,④,生產(chǎn)率,高,高。,⑤,鍛造壓,力,力小。,⑥,可以加,工,工熱塑,性,性差的,材,材料。,,第四節(jié),先,先進(jìn),塑,塑性成,形,形方法,,第四節(jié),先,先進(jìn),塑,塑性成,形,形方法,七

43、、超,塑,塑性成,形,形,超塑性,是,是指金,屬,屬或合,金,金在特,定,定條件,下,下，即,(1),低的變,形,形速率,（,（,ε,=10,-2,～,10,-4,/s,）、,(2),一定的,變,變形溫,度,度（約,為,為熔點(diǎn),一,一半）,(3),均勻的,細(xì),細(xì)晶粒,度,度（晶,粒,粒平均,直,直徑為,0.2,～,5μm,），,其相對(duì),延,延伸率,δ,超過(guò),100%,以上的,特,特性。,,１．超,塑,塑性成,形,形工藝,的,的應(yīng)用,（,1,）板料,沖,沖壓如圖,5-70,為超塑,性,性板料,拉,拉伸示,意,意圖。,（,2,）板料,氣,氣壓成,形,形如圖,5-71,所示。,（,3,）擠壓,和,和

44、模鍛,,第四節(jié),先,先進(jìn),塑,塑性成,形,形方法,２．超,塑,塑性模,鍛,鍛工藝,特,特點(diǎn),（,1,）擴(kuò)大,了,了可鍛,金,金屬材,料,料的種,類,類。,（,2,）金屬,填,填充模,膛,膛的性,能,能好，,可,可鍛出,尺,尺寸精,度,度高、,機(jī),機(jī)械加,工,工余量,很,很小、,甚,甚至不,用,用加工,的,的零件,。,。,（,3,）能獲,得,得均勻,細(xì),細(xì)小的,晶,晶粒組,織,織，零,件,件機(jī)械,性,性能均,勻,勻一致,。,。,（,4,）金屬,的,的變形,抗,抗力小,，,，可充,分,分發(fā)揮,中,中、小,設(shè),設(shè)備的,作,作用。,,第四節(jié),先,先進(jìn),塑,塑性成,形,形方法,八、高,能,能成形,利用高

45、,能,能量的,沖,沖擊波,，,，通過(guò),介,介質(zhì)使,金,金屬板,料,料產(chǎn)生,塑,塑性變,形,形的加,工,工方法,。,。按使,用,用的能,源,源不同,，,，高能,成,成形可,分,分為爆,炸,炸成形,、,、電液,成,成形、,電,電磁成,形,形等類,型,型，如,圖,圖,5-72,所示。,1,．爆炸,成,成形即利用,炸,炸藥爆,炸,炸產(chǎn)生,的,的高能,沖,沖擊波,，,，通過(guò),不,不同介,質(zhì),質(zhì)使坯,料,料產(chǎn)生,塑,塑性變,形,形的方,法,法，如,圖,圖,5-72a,所示。,2,．電液,成,成形即利用,在,在液體,介,介質(zhì)中,高,高壓放,電,電時(shí)產(chǎn),生,生的高,能,能沖擊,波,波，使,坯,坯料產(chǎn),生,生塑性,變,變形的,方,方法，,如,如圖,5-72b,所示。,3,．電磁,成,成形即利用,電,電流通,過(guò),過(guò)線圈,產(chǎn),產(chǎn)生的,磁,磁場(chǎng)的,磁,磁力作,用,用于坯,料,料，使,坯,坯料產(chǎn),生,生塑性,變,變形的,方,方法，,如,如圖,5-72c,所示,。,,第四節(jié),先,先進(jìn),塑,塑性成,形,形方法,,第四節(jié),先,先進(jìn),塑,塑性成,形,形方法,,第四節(jié),先,先進(jìn),塑,塑性成,形,形方法,