【正文】 造 中、小型 鍛件。 一、自由鍛造 優(yōu)點(diǎn)： 設(shè)備工具簡單、通用性大，成本低，工藝靈活性，使用范圍廣，特別適用于 單件、小批量生產(chǎn) 。 加工硬化積累 ↑→塑性 ↓ ，變形抗力 ↑ ， 可鍛性變差 變形熱效應(yīng) ↑→ 塑性 ↑ ，變形抗力 ↓ ， 可鍛性變好 變形速度 ↑ 變 形 速 度塑性、變形抗力 塑性 變形抗力 a變形速度對塑性及變形抗力的影響 金屬工藝學(xué) 第三篇 金屬塑性加工 2023/3/29 29 ③ 應(yīng)力狀態(tài)： （ 1）三向應(yīng)力中， 壓應(yīng)力 數(shù)目愈多，則 塑性越好 ； 拉應(yīng)力數(shù)目愈多，則 塑性越差 。已過熱工件可通過鍛造，控制冷卻速度，熱處理，使晶粒細(xì)化。鋼的含碳量越低，可鍛性越好。 塑性 是指金屬材料在外力作用下產(chǎn)生永久變形，而不破壞其完整性的能力。 （ 1）在 平行 于纖維組織的方向上： 材料的 抗拉 強(qiáng)度提高 （ 2）在 垂直 于纖維組織的方向上： 材料的 抗剪 強(qiáng)度提高 螺栓的冷鐓 金屬工藝學(xué) 第三篇 金屬塑性加工 2023/3/29 26 第三節(jié) 金屬的可鍛性 一、可鍛性 金屬材料在壓力加工時成形的難易程度。 拔長時鍛造比 y拔 =A0/A 鐓粗時鍛造比 y鐓 =H0/H 纖維組織很穩(wěn)定，不能（難以）用熱處理方法來消除。 具有纖維組織的金屬， 各個方向上的力學(xué)性能不相同 。 金屬工藝學(xué) 第三篇 金屬塑性加工 3/29/2023 6:04 PM 將鑄錠加熱進(jìn)行壓力加工后，由于金屬經(jīng)過塑性變形及再結(jié)晶，從而改變了粗大的鑄造組織，獲得細(xì)化的 再結(jié)晶組織 。但變形程度不宜過大，否則易裂。 經(jīng)過回復(fù)處理能使冷變形后的金屬在具備高強(qiáng)度的同時，減少脆性，適當(dāng)提高其塑性。 2. 加工硬化： 隨著變形程度的增加，其強(qiáng)度和硬度不斷提高，塑性和韌性不斷下降。位錯運(yùn)動的結(jié)果，就實(shí)現(xiàn)了整個晶體的塑性變形。 實(shí)際晶體內(nèi)部存在大量 缺陷 。 金屬塑性成形加工一般是利用 壓力機(jī)和模具 進(jìn)行成形加工。 金屬工藝學(xué) 第三篇 金屬塑性加工 2023/3/29 7 擠壓產(chǎn)品 金屬工藝學(xué) 第三篇 金屬塑性加工 2023/3/29 8 3．拉拔 將金屬坯料從拉撥模的?？字欣龆冃蔚募庸し椒? 金屬工藝學(xué) 第三篇 金屬塑性加工 2023/3/29 9 拉拔產(chǎn)品 金屬工藝學(xué) 第三篇 金屬塑性加工 2023/3/29 10 4．自由鍛造 上砥鐵 下砥鐵 坯料 只用簡單的通用性工具．或在鍛造設(shè)備的上、下砧間直接使坯料變形而獲得所需鍛件的鍛造方法。金屬工藝學(xué) 第三篇 金屬塑性加工 2023/3/29 1 第三篇 金屬壓力加工 金屬工藝學(xué) 第三篇 金屬塑性加工 主要內(nèi)容： 本篇重點(diǎn)： 1. 了解金屬塑性成型的理論基礎(chǔ)； 2. 掌握 金屬的塑性成型方法及工藝 ； 3. 掌握 薄板沖壓成形工藝，包括各種成形模具結(jié)構(gòu)、基本工序和典形零件的工藝制定 。 金屬工藝學(xué) 第三篇 金屬塑性加工 2023/3/29 11 5． 模鍛 利用 模具 使坯料變形而獲得所需鍛件的鍛造方法。 金屬工藝學(xué) 第三篇 金屬塑性加工 第 9章 塑性成型的理論基礎(chǔ) 金屬塑性變形的實(shí)質(zhì) 塑性變形對金屬組織和性能的影響 金屬的可鍛性 重點(diǎn)內(nèi)容： 1. 金屬塑性成型的原理； 2. 纖維組織的形成及利用； 3. 金屬可鍛性及其影響因素。其中，以 位錯 對金屬塑性變形的影響最為明顯。 金屬工藝學(xué) 第三篇 金屬塑性加工 2023/3/29 18 2）孿生： 晶體的一部分相對另一部分沿一定的晶面和晶向發(fā)生相對 轉(zhuǎn)動 。 有利 ：強(qiáng)化金屬材料 不利 ：進(jìn)一步的塑性變形帶來困難 原因： 滑移面附近的晶粒碎晶塊，晶格扭曲畸變，增大滑移阻力，使滑移難以進(jìn)行。 注：開爾文溫度（絕對溫度） (T) 單位 :開爾文 (K) 換算關(guān)系 :T=t+273℃ 金屬工藝學(xué) 第三篇 金屬塑性加工 2023/3/29 21 對具有加工硬化現(xiàn)象的金屬加熱，使原子獲得熱能，當(dāng)加熱溫度 T再 (用 K氏溫標(biāo) )并使某些碎晶或雜質(zhì)為核心構(gòu)成新晶粒，從而 消除了全部加工硬化 現(xiàn)象。 （ 2）熱變形： 再結(jié)晶溫度以上變形。 同時鑄錠中的氣孔、縮松等 經(jīng)熱塑變形后被壓實(shí)或焊合 在一起，使金屬 組織更加致密 ，其力學(xué)性能會有很大提高。順纖維方向的力學(xué)性能比橫纖維方向的好。只有經(jīng)過鍛壓來改變其方向、形狀?？慑懶缘膬?yōu)劣是以金屬的 塑性 和 變形抗力 來綜合評定的。 變形抗力 是指金屬對變形的抵抗力。 ② 組織狀態(tài)： 純金屬 和 固溶體 具有良好的可鍛性。 過燒： 接近材料熔化溫度，晶間的低熔點(diǎn)物質(zhì)開始熔化，且晶界上形成氧化層。 （ 2） 同號 應(yīng)力狀態(tài)下引起的變形抗力 大于 異號 應(yīng)力狀態(tài)下引起的變形抗力。 自由鍛是大型件唯一的鍛造方法 。 （ 2） 機(jī)器自由鍛 ：使用 液壓機(jī)（ 水壓機(jī)和油壓機(jī) ） ，依靠產(chǎn)生的 靜壓力 使金屬坯料變形。 輔助工序 ： 進(jìn)行基本工序之前的預(yù)變形工序。 金屬工藝學(xué) 第三篇 金屬塑性加工 2023/3/29 33 自由鍛基本工序 （ 1）鐓粗 定義： 使坯料高度減小，橫截面積增大的鍛造工序，若使材料局部截面增大則為局部鐓粗。 3）增加桿類零件拔長時的鍛造比。 ，以免偏心與彎曲； 3）將圓形斷面坯料拔長為圓形斷面鍛件時，應(yīng)先拔長為較大截面的方坯，再拔長為小方坯，最后滾圓成圓棒； 4）為達(dá)到規(guī)定的鍛造比和改變金屬內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，鍛制以鋼錠為坯料的鍛件時，拔長經(jīng)常與鐓粗交替反復(fù)使用。 金屬工藝學(xué) 第三篇 金屬塑性加工 2023/3/29 38 芯軸擴(kuò)孔 減小空心坯料的壁厚而增大其內(nèi)、外徑的鍛造工序，稱為 芯軸擴(kuò)孔。 再結(jié)晶 —— 溫度到該金屬熔點(diǎn)絕對溫度的 ，消除全部 加工硬化。 加工硬化： 強(qiáng)度和硬度上升而塑性下降的現(xiàn)象稱為加工硬化。 金屬的可鍛性 可鍛性的優(yōu)劣是以金屬的 塑性 和 變形抗力 來綜合評定的 金屬工藝學(xué) 第三篇 金屬塑性加工 2023/3/29 45 （ 3）鍛件設(shè)計應(yīng)避免出現(xiàn)加強(qiáng)筋、凸臺等異形結(jié)構(gòu) 盤類鍛件結(jié)構(gòu) (a) 工藝性差的結(jié)構(gòu) (b) 工藝性好的結(jié)構(gòu) 金屬工藝學(xué) 第三篇 金屬塑性加工 2023/3/29 46 （ 4）避免鍛打橫截面有急劇變化或形狀復(fù)雜的鍛件 , 可分段鍛造，再用機(jī)械連接或焊接組成整體。 固定模鍛生產(chǎn)設(shè)備 ? 蒸氣 – 空氣模鍛錘 ? 曲柄壓力機(jī) ? 摩擦壓力機(jī) ? 平鍛機(jī) 模鍛按使用設(shè)備的不同，可分為： 固定模鍛 （ 錘上模鍛、壓力機(jī)上模鍛）和 胎模鍛 。同時，通過凸輪 19帶動側(cè)滑塊 17，經(jīng)杠桿系統(tǒng) 16帶動活動凹模 14橫向運(yùn)動 金屬工藝學(xué) 第三篇 金屬塑性加工 2023/3/29 55 錘上模鍛 （ 1）鍛模結(jié)構(gòu) 鍛模 模膛 飛邊槽 橋部 倉部 — 形成鍛件基本形狀和尺寸的空腔。 對于形狀簡單或批量不大的模鍛件可不設(shè)置預(yù)鍛模膛。 2)終鍛模膛 終鍛后在孔內(nèi)留下一薄層金屬，稱為 沖孔連皮 。 ? 尺寸精度和表面質(zhì)量高 , 加工余量小。 ? 胎模結(jié)構(gòu)較簡單 , 制造容易 , 制造周期短 , 成本較低。 金屬工藝學(xué) 第三篇 金屬塑性加工 2023/3/29 63 2. 筒模 筒模主要用于鍛造齒輪、法蘭盤等 盤類鍛件 。 分模面的定義： 上下模鍛在模鍛件上的分界面。 金屬工藝學(xué) 第三篇 金屬塑性加工 2023/3/29 69 5）在結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)避免有深孔或多孔結(jié)構(gòu)，只能設(shè)計余塊，鍛后機(jī)械加工成形。 3）敷料 (余塊 ) :為了簡化零件的形狀和結(jié)構(gòu)、便于鍛造而增加的一部分金屬。模膛越深，圓角半徑越大。 金屬工藝學(xué) 第三篇 金屬塑性加工 2023/3/29 75 5）確定沖孔連皮 （ 1）孔徑 d大于 25mm的通孔應(yīng)鍛出，但需留沖孔連皮。 具有通孔的鍛件，不可能靠上、下模模膛的突起部分將沖孔處的金屬全部擠掉，故終鍛后在鍛件孔內(nèi)總要留下一層薄金屬，稱 沖孔連皮 。零件輪輻部分不加工，故不留加工余量。 彎曲 。 滾擠 。 板料沖壓一般是在冷態(tài)下進(jìn)行的，所以又叫 冷沖壓 。 ③ 產(chǎn)品重量輕、強(qiáng)度高、剛性好。 1. 剪床： 把板料剪成一定寬度的條料，以供下一道沖壓工序用的 下料設(shè)備。 一、沖裁 沖裁包括 落料 和 沖孔 兩個具體工序。 終鍛后在孔內(nèi)留下一薄層金屬，稱為 沖孔連皮。 2023/3/29 84 金屬工藝學(xué) 第三篇 金屬塑性加工 2023/3/29 85 1）沖裁的變形過程 金屬工藝學(xué) 第三篇 金屬塑性加工 沖裁件斷面質(zhì)量及其影響因素 塌角 (圓角帶） a： 它是在沖裁過程中刃口附近的材料被牽連拉入變形（彎曲和拉伸）的結(jié)果。 ?要提高沖裁件的質(zhì)量，就要增大光面的寬度，縮小塌角和毛刺高度，并減少沖裁件翹曲。 ? 當(dāng)間隙合適時，如（ 圖 b）所示，這時 光亮帶 約占板厚的 1/2～ 1/3左右，切斷面的塌角和毛刺、斷裂帶均很小。（凸模尺寸等于 沖孔件 的尺寸） D凸 = d孔 D凹 = D凸 + Z 落料 —凹模 尺寸應(yīng)取 落料件 公差范圍內(nèi)的 最小 極限尺寸 沖孔 —凸模 尺寸應(yīng)取 沖孔件 公差范圍內(nèi)的 最大 極限尺寸 凸凹模刃口尺寸的確定 在 沖裁件尺寸 的測量和使用中，都是以 光面的尺寸為基準(zhǔn) 。 金屬工藝學(xué) 第三篇 金屬塑性加工 2023/3/29 90 ?kLtF ?（ N） 精密沖裁 ：改變沖裁條件，以增大變形區(qū)的靜水壓作用，抑制材料的斷裂，使塑性剪切變形延續(xù)到剪切的全