【文章內容簡介】 分發(fā)揮金屬的塑形，降低變形抗力，使功耗最少，變形進行得充 分，達到加工目的。 167。 常用塑性加工方法 1 自由鍛 2 模鍛 3 板材沖壓成形 一、自由鍛 定義：自由鍛是利用沖擊力或壓力使金屬在上、下兩個抵 鐵間產生變形，從而獲得所需形狀及尺寸的鍛件的一種加工方法。 手工鍛造：小型鍛件生產 自由鍛： 機器鍛造：自由鍛的主要方式 對于大型鍛件，自由鍛是唯一的鍛造方式。常用的自由段設 備有鍛錘和壓力機兩大類。 分為基本工序、輔助工序和精整工序三類。 1）基本工序 包括鐓粗、拔長、沖孔、彎曲、切割、扭轉、 錯移等，其中最常用的是鐓粗、拔長和沖孔。 2）輔助工序 預先變形工序，如壓鉗口、倒棱、切肩等。 3）精整工序 使鍛件達到圖樣要求 1）繪制鍛件圖 典型鍛件圖的畫法 如圖所示 返回 2）計算坯料質量和尺寸 1〉 坯料質量 m坯 =m鍛 +m燒 +m切 2〉 坯料尺寸 3〉 選擇自由鍛工序 4〉 選擇鍛造設備 5〉 確定加工火次 3） 自由鍛件的結構工藝性 1〉 鍛件上具有錐體或斜面的結構，必須使用專用工具， 鍛造成形也比較困難，應盡量避免， 如圖 352所示 。 2〉 鍛件有幾個簡單幾何體構成時，幾何體的交接處不 應形成空間曲線， 如圖 353所示 結構。 3〉 自由鍛不應設計加強筋、凸臺、工字形面或空間曲 線形表面， 如圖 354所示 。 4〉 鍛件的橫截面積有急劇變化或形狀復雜時，應設計、 成由幾個簡單件構成的組合體。 上一頁 返回 返回 定義 ：模鍛是利用模具使毛坯變形而獲得鍛件的鍛造方法。 與自由段相比 優(yōu)點：鍛件精度高，流線組織合理，力學 性能高，生產率高，金屬消耗少等。缺點：需用鍛造能力大的設 備和價格昂貴的鍛模，不適合于單件、小批量生產。 模鍛可分為 錘上模鍛、胎模鍛、壓力機上模鍛 等。這里介 紹錘上模鍛。 蒸汽 空氣模鍛錘 如 右圖所示 （ 1）繪制模鍛件圖 （ 2）確定模鍛工步 （ 3）坯料計算 （ 4）選擇模鍛設備 （ 5）安排修整工序 二、模鍛 設計模鍛零件時，應根據模鍛特點 和工藝要求，使零件結構符合下列要求： （ 1）模鍛件應具有合理的分段面、模鍛斜度和圓角半徑。 （ 2）由于模鍛件尺寸精度高，表面粗糙度低，因為只有與其它 機件配合的表面才需進行機加工，其它表面均應設計成非加工表面。 （ 3）零件的外形應力求簡單、平直和對稱，截面相差不宜過于 懸殊，避免高筋、薄壁、凸起等不利成形的結構。 （ 4）應避免窄溝、深槽、深孔及多孔結構，以利于金屬的充 滿、模具制造和延長模具壽命。 （ 5）形狀復雜的鍛件應采 用鍛 — 焊或鍛 — 機械聯(lián)接組合 工藝，以減少余塊，簡化模鍛 工藝，如 右圖所示 。 ：利用沖模使板料產生分離或變形，以獲得零件的加 工方法稱為板料沖壓。 2. 板料沖壓具有下列特點： 1）可以沖壓出形狀復雜的零件，廢料較少。 2）產品具有足夠的精度和較低的表面粗糙度，互換性好。 3）能獲得質量輕、材料消耗少、強度和剛度較高的零件。 4）沖壓操作簡單，工藝過程便于實現(xiàn)機械化自動化，生 產率高，故零件成本低。 分為 分離工序 和 變形工序 兩類。 1） 分離工序 是使坯料的一部分與另一部分相互分離的 工序。 利用沖模將板料以封閉的輪廓與坯料分離的沖壓 工序。 圖示 為金屬板料的沖裁過程。 上一頁 下一頁 三、板料沖壓 返回 利用修整模沿沖裁件外援或內孔刮去一薄層金屬。 是指用剪刃或沖模將板料沿不封閉輪廓進行分離的 工序。 用壓邊圈使板料沖裁區(qū)處于靜壓作用下，抑 制剪裂紋的發(fā)生，實現(xiàn)塑性變形分離的沖裁方法。 將材料沿不封閉的曲線部分地分離開，其分離部 分的材料發(fā)生彎曲，這種沖壓方法稱為切口。 2） 變形工序 是使坯料的一部分相對于另一部分產生相對 位移而不破裂的工序。主要分為： 拉深是使平板坯料變成中空型零件或使中空型零 件深度加深的變形工序， 拉深工序圖 。 彎曲是坯料的一部分相對于另一部分彎曲成一定 角度的工序。 翻邊是使平板坯料上的孔或外圓獲得內、外凸圓的 變形工序。 上一頁 下一頁 是利用局部變形是坯料或半成品改變形狀的工序。 設計沖壓件應注意以下幾點： （ 1）沖壓件的形狀與尺寸 （ 2）沖壓件的厚度 （ 3）改進結構可以簡化工藝及節(jié)省材料 （ 4）沖壓件的精度和表面質量 上一頁 返回 第十章 現(xiàn) 代 焊 接 技 術 ? 概述 ? 焊接基礎 ? 常用焊接方法 ? 常用金屬材料的焊接 ? 焊接結構工藝性 ? 焊接缺陷及檢驗方法 返回 述 焊接的定義 焊接是指通過加熱或加壓，或兩者并用，使用或不使用填充材料，使焊件 達到原子結合的一種加工方法。 焊接的分類 焊接是 19世紀末 20世紀初發(fā)展起來的新興技術，目前已成為具有幾十種 焊接方法的學科。按焊接過程特點，可分為三大類：熔焊、壓焊和釬焊。 其分類法方法見表一。 1）熔焊 將待焊處的母材金屬熔化以形成焊縫的焊接方法。按加熱熱源不 同，可分為氣焊、電弧焊、電渣焊、等離子弧焊、電子束焊、激光焊等。 2）壓焊 焊接過程中必須對焊件施加壓力（加熱或不加熱），以完成焊接 的方法。如電阻焊、摩擦焊等。 3）釬焊 釬焊是軟釬焊和硬釬焊的總稱。 焊接的應用 焊接與其他加工方法相比，具有適應性廣，節(jié)約金屬材料 ，可生產要求 密封性的構件，便于實現(xiàn)機械化、自動化等優(yōu)點。目前正向高溫、高壓、高 容、高壽命 |、高生產率的方向發(fā)展，并正在解決具有的屬性能材料的焊接問 題，如超高強度鋼、不銹鋼、有色金屬、異種金屬及復合材料的焊接等 焊 接 基 礎 ? 焊接的實質 ? 焊接電弧 ? 焊接冶金過程及其對焊件質量的影響 ? 焊接熱過程及焊接接頭組織性能的變化 ? 焊接應力與變形 一、焊接的實質 焊接的實質是使兩個分離的物體通過加熱或加壓，或者 并用，在用或不用填充材料的條件下借助于原子間或分子間 的聯(lián)系與質點的擴散作用形成一個整體的過程。要是兩個分 理的物體形成永久性結合，首先必須是兩個物體相互接近到 ~，使之達到原字間的力能夠互相作用的程 度。焊接技術就是采用加熱、加壓或兩者并用的方法，來克 服阻礙原子結合的因素，已達到二者的永久牢固連接的。下 圖為焊接純鐵時所必需的溫度和壓力。 二、焊接電弧 焊接電弧是由焊接電源供給的，在具有一定電壓的兩極間或電 極與焊件間的氣體介質中產生的強烈而之久的放電現(xiàn)象。 使用直流電時，焊接電弧由 陽極區(qū)、弧柱區(qū) 和 陰極區(qū) 三部分組成，電弧熱量主要集中在陽極區(qū)，約占 43﹪ ，陰極區(qū)占 36﹪ ，其余 21﹪ 是由電弧中帶電微粒相互摩擦而產生。電弧中陽、陰極區(qū)的溫度因電極材料的不同而有所不同。當使用交流弧焊電源時，由于陰極由于極性是交替變化的，因此兩個極區(qū)的溫度和熱量分布基本相等。 三、焊接冶金過程及對焊件質量的影響 進行電弧焊時，母材和焊條受到電弧高溫作用而熔化形成 熔池，池中的液態(tài)金屬與周圍的熔渣及空氣接觸產生復雜激烈 的化學反應，就是焊接冶金過程。 與一般的冶煉過程相比，焊件冶金過程有如下特點： 熔池體積小，周圍是冷金屬，故熔池處于液態(tài)的時間 很短（ 10s左右），各種冶金反應進行的不充分，氣體和雜質來 不及析出，已產生氣孔和夾渣等缺陷。 熔池溫度高，是金屬元素強烈燒損蒸發(fā)。 為保證焊縫質量，焊接過程中，應采取下列措施： （ 1）減少有害元素進入熔池 （ 2）清除已進入熔池中的有害元素，添加合金元素 四、焊接熱過程及焊接接頭組織、性能的變化 焊接熱循環(huán) （如圖） 焊接時，電弧沿著工件 逐漸移動并對工件進行局部 加熱。在焊接過程中焊縫區(qū) 金屬從常溫加熱到最高溫度 ，然后再逐漸冷卻到常溫。 由于焊件上個點所處的位置 不同，其被加熱的最高溫度 亦不相同，在焊接熱源作用 下，焊件上某點的溫度隨時 間變化的過程稱為焊接熱循 環(huán)，一般有熱循環(huán)曲線來表 示，如圖 焊接接頭組織與性能的變化 焊縫 焊縫是由熔池內的液態(tài)金屬凝固而形成的 熔合區(qū) 焊縫向熱影響區(qū)過渡的區(qū)域 熱影響區(qū) 在焊接或切割過程中，材料因受熱的影響（但未 熔化）而發(fā)生金相組 織和力學性能變化的區(qū) 域。 五、焊接應力與變形 焊接時，焊件的不均勻局部加熱和冷卻是導致焊接應力和 變形的根本原因。 焊接應力與變形的產生 焊件的局部加熱和冷卻，使焊 縫區(qū)金屬加熱時的熱膨脹量及冷卻時的收縮量較其他區(qū)域都大， 并受兩側金屬制約，受熱膨脹是不能自由伸長而被塑性壓縮， 向厚度方向展寬；冷卻時同樣不能自由縮短，尤其當焊縫區(qū)金 屬溫度降至彈性變形階段以后，由于焊件各部分收縮不一致必 然導致焊縫區(qū)乃至整個焊件產生應力與變形。 焊接變形的形式 焊接變形的基本形式主要有收縮變形 、角變形、彎曲變形、波浪變形、扭曲變形等。 預防和減少焊接應力及焊接變形的措施 合理設計焊接 結構、焊前預熱、反變形法、剛性固定法、選擇合理的順序、 錘擊焊縫法、強迫冷卻法、焊后熱處理。 焊接變形矯正 機械矯正、火焰矯正 常用焊接方法 ? 焊條電弧焊 ? 埋弧焊 ? 氣體保護電弧焊 ? 電渣焊 ? 等離子弧焊 ? 電阻焊 ? 摩擦焊 ? 釬焊 一、焊條電弧焊 焊條電弧焊使用手工操作焊條進行焊