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熱加工工藝基礎(chǔ)知識-資料下載頁

2025-02-27 15:31本頁面
  

【正文】 噸位為 1t16t。選擇模鍛錘的鍛造能力有經(jīng)驗類比法和查表法。 1.經(jīng)驗類比法 模鍛錘噸位可用公式: G=( ) KA 式中 G模鍛錘噸位( kg); A鍛件總變形面積,包括鍛件投影面積、沖孔連皮面積及飛邊面積( cm2); K鋼種因數(shù),可查閱相關(guān)資料。 2.查表法 模鍛錘噸位亦可查閱相關(guān)資料。 (二)模鍛及鍛模模膛 要求模具在高溫下具有足夠的強度、韌性、硬度和耐磨性,良好的導(dǎo)熱性、抗熱疲勞性、回火穩(wěn)定性和抗氧化性。尺寸較大的模具還應(yīng)具有高的淬透性和較小的變形。常用 5CrNiMo、 5CrMnMo鋼等熱鍛模具材料制作鍛模。 錘上模鍛使用的鍛模是由帶燕尾的上、下模組成,分別用鑲條固定在錘頭和模座上。上、下模接觸時,其接觸面上所形成的空間為模膛。具有一個模膛的鍛模稱為單模膛模鍛,具有兩個以上模膛的鍛模稱為多模膛模鍛。多模膛模鍛時,按其模膛的結(jié)構(gòu)和功用可分為制坯模膛和模鍛模膛兩類。 1. 制坯模膛 用以初步改變毛坯形狀、合理分配金屬,以適應(yīng)鍛件橫截面積和形狀的要求,使金屬能更好地充滿模鍛模膛的工序稱為制坯工序。 2. 模鍛模膛 模鍛模膛又可分為預(yù)鍛膛和終鍛模膛。 ( 1) 預(yù)鍛模膛 為了改善終鍛時金屬的流動條件,避免產(chǎn)生充填不滿和折迭,使鍛坯最終成形前獲得接近終鍛形狀的模膛,它可提高終鍛模膛的壽命。其結(jié)構(gòu)比終鍛模膛高度大、寬度小、無飛邊槽,模鍛斜度和圓角大。 ( 2) 終鍛模膛 模鍛時最后成形用的模膛,和熱鍛件圖上相應(yīng)部分的形狀、尺寸一致。模膛周圍設(shè)飛邊槽,通孔鍛件需留沖孔連皮。 (三)錘上模鍛工藝規(guī)程的制訂 1. 繪制模鍛鍛件圖 模鍛鍛件圖是制造和檢驗終鍛模膛的依據(jù)。它是以零件圖為基礎(chǔ),考慮了分模面的選擇、加工總余量、公差、余塊、模鍛斜度和圓角半徑等繪制的。 ( 1) 分模面的選擇 選擇分模面位置最基本的原則是:應(yīng)選在鍛件具有最大水平投影尺寸的位置上,最好為鍛件中部的一個平面,并使鍛件上所加余塊最少,上、下模膛深度最淺且盡可能基本一致。 1) 餅塊類鍛件的高度小于或等于直徑時,應(yīng)取徑向分模; 2) 對于頭部尺寸明顯偏大的鍛件,最好用曲面分模; 3) 有流線方向要求的鍛件,應(yīng)考慮鍛件工作時的受力特點。 ( 2) 加工余量、模鍛公差和工藝余塊 模鍛件的加工余量和公差比自由鍛件小得多,其數(shù)值根據(jù)鍛件大小、形狀和精度等級有所不同,一般余量為 1mm4mm,公差為 + +3mm之間,用時可查有關(guān)手冊。 ( 3) 模鍛斜度 模鍛斜度不包括在加工余量內(nèi),一般取 5176。、 7176。、 10176。、 12176。等標(biāo)準(zhǔn)值。鍛件的內(nèi)壁斜度應(yīng)比外壁斜度值大一級。 ( 4) 圓角半徑 鋼的模鍛件外圓角半徑取1mm6mm,內(nèi)圓角半徑是外圓角半徑的 34倍。模膛深度越深,圓角半徑取值越大。 2. 確定模鍛工步 模鍛工步主要根據(jù)模鍛件的形狀和尺寸來確定。模鍛件按形狀分為兩大類: (1) 長軸類 此類鍛件的長度明顯大于其寬度和高度,如臺階軸、曲軸、連桿、彎曲搖臂等。鍛造時錘擊方向垂直于鍛件軸線,常選用拔長、滾壓、彎曲、預(yù)鍛和終鍛等工步。 (2) 餅塊類 此類鍛件主軸尺寸較短,在分模面上投影為圓形或長寬尺寸相近,如齒輪、法蘭、十字軸、萬向節(jié)叉等。模鍛時,坯料軸線方向與錘擊方向相同,金屬沿高度、寬度和長度方向同時流動。常采用鐓粗或壓扁等工步制坯,然后終鍛。形狀簡單的鍛件可直接終鍛成形。 3. 坯料計算 計算方法與自由鍛相同。坯料重量為鍛件、飛邊、連皮、鉗口料頭和氧化皮重量的總和,一般飛邊是鍛件重量的 20% 25%;氧化皮是鍛件、飛邊、連皮等重量總和的 % 4%。 4. 選擇模鍛設(shè)備 5. 模鍛的后續(xù)工序 普通模鍛件均帶有飛邊,帶孔鍛件還有沖孔連皮,通常采用沖切法去除飛邊和連皮。切邊一沖孔模分為簡單模、連續(xù)模和復(fù)合模三種類型。 (四)模鍛零件的結(jié)構(gòu)工藝性 1) 模鍛件應(yīng)具有合理的分模面、模鍛斜度和圓角半徑; 2) 非配合表面一律設(shè)計成非加工表面; 3) 零件的外形應(yīng)力求簡單、平直和對稱; 4) 應(yīng)避免窄溝、深槽、深孔及多孔結(jié)構(gòu); 5) 形狀復(fù)雜的鍛件應(yīng)采用鍛 焊或鍛 機械加工聯(lián)接的方法,減少余塊以簡化模鍛工藝。 二、胎模鍛 胎模是在自由鍛設(shè)備上鍛造模鍛件時使用的模具。常用的胎模有摔模、扣模、墊模、套模、合模、彎曲模、跳模等。 1. 摔模 根據(jù)用途有多種摔模,如用于壓痕稱為卡摔;用于制坯稱為型摔;用于整徑稱為光摔;用于校正整形稱為校正摔等,摔模均用于回轉(zhuǎn)體鍛件。 2. 扣模 扣模分單扇扣模和雙扇扣模。用于非回轉(zhuǎn)體類鍛件的局部扣形,也可為合模制坯。 3. 套模 有開式套模和閉式套模兩種。開式套模多用于法蘭,齒輪類鍛件,或為閉式套模制坯,取件時一般要翻轉(zhuǎn) 180度;閉式套模常用于回轉(zhuǎn)體鍛件,有時也用于非回轉(zhuǎn)體鍛件。 4. 合模 合模由上、下模及導(dǎo)向裝置構(gòu)成。適合于各類鍛件的終鍛成形,尤其連桿、叉形等較復(fù)雜的非回轉(zhuǎn)體件常用。 第四節(jié) 沖 壓 使板料經(jīng)分離或成形而得到制件的工藝統(tǒng)稱為沖壓。 沖壓生產(chǎn)的特點是:產(chǎn)品有較高的精度和較低的表面粗糙度值,互換性好,一般無需再進行切削加工;冷變形強化作用顯著,零件的重量輕、強度和剛度較高;能生產(chǎn)較復(fù)雜形狀的平板類和中空類零件,工藝過程便于機械化、自動化、生產(chǎn)效率高、廢品率低、成本低。 沖壓常用的設(shè)備有剪床和沖床等。剪床為沖床備料,將板料切成條料;而沖壓加工主要在各類沖床上進行。 一、沖壓的基本工序 (一)分離工序 1. 切斷 將材料沿不封閉的曲線分離的沖壓方法稱為切斷。主要用于將板料切成具有一定寬度的條料,為成形工序的備料工序。 2. 沖裁 利用沖模將板料以封閉的輪廓與坯料分離的沖壓方法稱為沖裁,沖裁是落料和沖孔的總稱。 3. 精密沖裁 用壓邊圈使板料沖裁區(qū)處于靜液壓作用下,抑制剪裂紋的發(fā)生,實現(xiàn)塑性變形分離的沖裁方法稱為精密沖裁。 4. 切口 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,此種沖壓方法稱為切口。 (二)成形工序 1. 拉深(拉延) 變形區(qū)在一拉一壓的應(yīng)力狀態(tài)作用下,使板料(淺的空心坯)成形為空心件(深的空心件)而厚度基本不變的加工方法稱為拉深,也叫拉延。拉深變形后制件的直徑與其毛坯直徑之比稱為拉深系數(shù),用 m表示,保證危險斷面不被拉裂的拉深系數(shù)的最小值又稱為極限拉深系數(shù),一般極限拉深系數(shù)取 。坯料塑性差選上限值,塑性好可選下限值。 受極限拉深系數(shù)的限制,所需要的拉深不能一次完成而需要分幾次逐步成形,這次數(shù)就稱為拉深次數(shù)。 2. 彎曲 將板料、型材或管材在彎矩作用下彎成具有一定曲率和角度的制件的成形方法稱為彎曲。 3.其它成形方法 ( 1) 電液成形 利用在液體介質(zhì)中高壓放電時所產(chǎn)生的高能沖擊波,使坯料產(chǎn)生塑性變形的成形方法,稱為電液成形。 ( 2) 爆炸成形 利用炸藥爆炸時所產(chǎn)生的高能沖擊波,通過不同介質(zhì)使坯料產(chǎn)生塑性變形的成形方法,稱為爆炸成形。 ( 3) 液壓成形 用液體(水或油)作為傳壓介質(zhì),使板料產(chǎn)生塑性變形,按模具形狀成形的工藝方法,稱為液壓成形。 ( 4) 電磁成形 利用電流通過線圈所產(chǎn)生的磁場,在磁力作用下,使坯料產(chǎn)生塑性變形的成形方法,稱為電磁成形。 ( 5) 旋壓 是一種成形金屬回轉(zhuǎn)體件的工藝方法。在毛坯隨芯模旋轉(zhuǎn)或旋壓工具繞毛坯與芯模旋轉(zhuǎn)中,旋壓工具與芯模相對進給,從而使毛坯受壓并產(chǎn)生連續(xù)、逐點地變形。它包括普通旋壓和變薄旋壓。 三、沖壓零件結(jié)構(gòu)工藝性 1.對沖裁件的要求 1)沖裁件的外形應(yīng)力求簡單、對稱; 2)應(yīng)避免長槽與細(xì)長懸臂結(jié)構(gòu); 3)孔的有關(guān)尺寸應(yīng)滿足要求;沖壓件上應(yīng)采用圓角代替尖角聯(lián)接,孔與溝槽盡量在變形工序前的平板坯料上沖出;最小圓角半徑值可查有關(guān)手冊。 2.對彎曲件的要求 1)彎曲件的形狀應(yīng)力求對稱; 2)彎曲邊尺寸過短不易成形;孔亦不能距彎曲線太近。 3.對拉深件的要求 1)拉深件外形應(yīng)簡單、對稱、且不宜太高; 2)拉深件的最小許可圓角半徑可查有關(guān)手冊。 第五節(jié) 少無切削工藝簡介 一、特種鍛造 (一)精密模鍛 精密模鍛一般在剛度大、精度高,如曲柄壓力機、摩擦壓力機、高速錘或精鍛機等模鍛設(shè)備上進行。模具設(shè)計和制造要求精確,采用少、無氧化加熱和良好的潤滑條件對高質(zhì)量的坯料進行精鍛。鍛件公差、余量約為普通鍛件的 1/3,表面粗糙度值為 ,尺寸精度為IT15IT12公差等級。精密模鍛多用于中小型零件的大批生產(chǎn)。如各類醫(yī)療器械、汽車、拖拉機的直齒錐齒輪、飛機操縱桿及發(fā)動機渦輪葉片等零件均已采用精密模鍛。 (二)高速錘模鍛 打擊速度為 20m/s左右的鍛錘稱為高速錘。多為液壓回程,壓縮氮氣蓄能,利用氮氣膨脹時所釋放的能量進行打擊。因為高速錘為一般模鍛錘變形速度的三倍左右,坯料變形時間極短,約為 ,因此變形熱效應(yīng)大,金屬充滿模膛能力強。對形狀復(fù)雜、高而薄等的鍛件、低塑性高強度和難變形的材料均可鍛造。一般適用于葉片等鍛件。 (三)徑向鍛造(旋轉(zhuǎn)鍛造) 對軸向旋轉(zhuǎn)送進的棒料或管料施加徑向脈沖打擊力,鍛成沿軸向具有不同橫截面制件或等截面坯料的工藝方法稱為徑向鍛造。徑向鍛造廣泛用于機床、汽車、拖拉機、飛機、坦克和其它機械上的實心臺階軸、錐度軸、空心軸和帶膛線的槍筒、炮筒及其它內(nèi)外徑有特定形狀要求的軸。 (四)擺動輾壓 上模的軸線與被輾壓工作(放在下模)的軸線傾斜一個角度,模具一面繞軸心旋轉(zhuǎn),一面對坯料進行壓縮。這種加工方法稱為擺動輾壓。擺動輾壓目前在我國發(fā)展很迅速,主要適用于加工回轉(zhuǎn)體類、盤餅類或帶法蘭的半軸類鍛件。如汽車后半軸、揚聲器導(dǎo)磁體、止推軸承圈、碟形彈簧、齒輪和銑刀毛坯等。 (五)多向模鍛 在多個方向同時進行加載的鍛造方法稱為多向模鍛。它是在具有多個分模面的閉式模膛內(nèi)進行的。用這種方法模鍛閥體等鍛件,機械加工量少,流線分布好。 (六)粉末鍛造(粉末熱鍛) 金屬粉末經(jīng)壓實后燒結(jié),再用燒結(jié)體作為鍛造毛坯的鍛造方法稱為粉末鍛造。熱鍛工藝分兩種類型。一類是粉末預(yù)成形坯未經(jīng)預(yù)燒結(jié)而進行熱鍛,叫粉末鍛造;另一類是粉末預(yù)成形坯經(jīng)過預(yù)燒結(jié)后進行熱鍛,叫粉末燒結(jié)鍛造。與一般鍛件相比,其制品尺寸精度高、組織結(jié)構(gòu)均勻、無成分偏析。一般適用于難于鍛造成形或難變形的金屬或合金。 二、軋制 (一)軋制 金屬材料(或非金屬材料)在旋轉(zhuǎn)軋輥的壓力作用下,產(chǎn)生連續(xù)塑性變形,獲得要求的截面形狀并改變其性能的方法稱為軋制。按軋輥的形狀、軸線配置等的不同,軋制有多種,如縱軋、斜軋、橫軋等。軋制除了用于板材、型材、無縫鋼管之外,現(xiàn)已廣泛用來生產(chǎn)各種零件。 (二)輥鍛 用一對相向旋轉(zhuǎn)的扇形模具使坯料產(chǎn)生塑性變形,從而獲得所需鍛件或鍛坯的鍛造工藝稱為輥鍛。 (三)輾環(huán) 環(huán)形毛坯在旋轉(zhuǎn)的軋輥中進行軋制的方法稱為輾環(huán),用這種方法可以生產(chǎn)火車輪箍,軸承座圈,法蘭等環(huán)形鍛件。 三、拉拔 坯料在牽引力作用下引過??桌?,使之產(chǎn)生塑性變形而得到截面縮小、長度增加的制品的工藝稱為拉拔,拉拔的制品有線材、棒材、異形管材等。 四、搓絲和滾絲 當(dāng)兩搓板作相對運動時,使其間的坯料軋成螺旋狀的溝槽的加工方法,稱為搓絲,具有刃口的輥輪藉其旋轉(zhuǎn)使棒坯滾軋成螺旋形的溝槽的加工方法稱為滾絲。 五、擠壓 坯料在三向不均勻壓應(yīng)力作用下,從模具的孔口或縫隙擠出,使之橫斷面積減小、長度增加,成為所需制品的加工方法稱為擠壓。按擠壓溫度可分冷擠、溫擠、熱擠;按坯料從??字辛鞒霾糠值倪\動方向與凸模運動方向的關(guān)系可分為正擠壓、反擠壓、復(fù)合擠壓和徑向擠壓。由于擠壓處于三向壓應(yīng)力狀態(tài),可顯著提高金屬塑性。不僅塑性好的低碳鋼,鋁、銅合金可以擠壓,而且塑性差的合金結(jié)構(gòu)鋼、不銹鋼,甚至在一定變形量條件下某些高碳鋼、軸承鋼、以至高速鋼也可擠壓成形。通過擠壓可以得到各種截面形狀的型材或零件。 第三章 焊 接 焊接定義 焊接是通過加熱或加壓,或兩者并用,并且用或不用填充材料,使工件達(dá)到結(jié)合的一種方法。 焊接分類 焊接可分為熔
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