【正文】 ：拉深→沖孔→翻邊 圖 其中拉深過程中可采用多次拉深或中間退火的辦法 翻邊在汽車、拖拉機(jī)、車輛等工業(yè)部門的應(yīng)用更為普遍。 Ⅰ原理（圓孔翻邊）：圖 翻邊前坯料孔的直徑是 d0,變形區(qū)是內(nèi)徑為 d0、外徑為 d1的環(huán)形部分。 在坯料的平面或曲面部分上，使坯料沿一定的曲線翻成豎直邊緣的沖壓方法。 （ 4）拉形：（圖 ） Ⅰ原理：在強(qiáng)大的拉力作用下，使坯料緊靠在模型上并產(chǎn)生塑性變形。在強(qiáng)大壓力作用下，板料發(fā)生塑性變形，多面體變成球體。 Ⅱ應(yīng)用：復(fù)雜的空心零件，例如波紋管、高壓氣瓶等。凹模采用分瓣式，從外套中取出后即可分開，將脹形件從中取出。 （ 2）管坯脹形：（圖 ） Ⅰ原理：在凸模壓力的作用下，管坯內(nèi)的橡膠變形，直徑增大，將管坯直徑脹大，靠向凹模。 （ 1）平板坯料脹形： Ⅰ原理：圖 平板坯料放在凹模上，加壓邊圈并在壓邊圈上施加足夠大的壓邊力，當(dāng)凸模向凹模內(nèi)壓入時(shí)，坯料被壓邊圈壓住不能向凹模內(nèi)收縮，只能靠凸模底部坯料的不斷變薄，來實(shí)現(xiàn)變形過程。是沖壓成形的一種基本形式，也常和其他方式結(jié)合出現(xiàn)于復(fù)雜形狀零件的沖壓過程之中?！?10176。凹模入口區(qū) 壓邊力過小，相對(duì)厚度 S/D，拉深系數(shù) m過小。普通低碳鋼板， Rd=（ 6～ 15） S， Rp=（ ～ 1） Rd ⅱ凸凹模間隙不合理，間隙過小，模具與工件摩擦增大，易拉裂工件，擦傷工件表面，降低模具壽命，一般拉深模間隙 Z＝ （ ～ ） S ⅲ拉深系數(shù)過小， m值過小時(shí)，板料變形程度加大，拉深件直壁部分承受的拉力也加大，當(dāng)超出其承載能力時(shí)，即會(huì)被拉斷。（圖 ） 主要原因：ⅰ凸、凹模圓角半徑設(shè)計(jì)不合理。總拉深系數(shù)等于每次拉深系數(shù)的乘積。為保證坯料具有足夠的塑性，生產(chǎn)中坯料經(jīng)過一兩 次拉深后，應(yīng)安排工序間的退火處理。 特點(diǎn)：ⅰ 法蘭部分向內(nèi)收縮（毛坯變化圖） 圖 修整工序簡圖 圖 拉深工序 19 ⅱ 板厚基本不變。 （ 1）原理（圓筒形件的拉深）：（圖 ）利用模具使平板坯料變成開口空心零件的成形工序。 （ 1）外緣修整：修整沖裁件外形，圖 （ 2）內(nèi)孔修整：修整沖裁件內(nèi)孔，圖 3．剪切（切斷）： 利用剪刃或模具使坯料沿不封閉輪廓線分離的工序。設(shè)計(jì)落料模時(shí)，取凹模作設(shè)計(jì)基準(zhǔn)件，然后根據(jù)凸凹模間隙 Z 值確定凸模尺寸（即用縮小凸模刃口尺寸來保證間隙值）。設(shè)計(jì)時(shí)，取凸模作設(shè)計(jì)基準(zhǔn)件，然后根據(jù)凸凹模間隙 Z 值確定凹模尺寸（即用擴(kuò)大凹模刃口尺寸來保證間隙值）。一般說來，當(dāng)對(duì)沖裁件斷面質(zhì)量要求較高時(shí)，應(yīng)選取較小的間隙值，而當(dāng)沖裁件的質(zhì)量要求不高時(shí)，則應(yīng)可能地加大間隙值，以利于提高沖模的壽命。 沖裁件斷裂面有明顯的區(qū)域特征 光亮帶：沖頭擠壓切入所形成的光滑表面，斷面質(zhì)量最佳 剪裂帶：剪裂帶，是材料在剪斷分離時(shí)所形成的斷裂帶，表面粗糙 （ 2）凸凹模間隙 間隙過大：斷面質(zhì)量差，光亮帶小一些，剪裂帶和毛刺均較大 間隙過?。簲嗝尜|(zhì)量好，光亮帶增大，但毛刺也增大，模具磨損嚴(yán)重，壽命受影響 。間隙越大，彎曲和拉伸也越大。隨著沖頭擠入材料的深度逐漸增大，塑性變形程度逐漸增大，材料內(nèi)部的拉應(yīng)力和彎矩都增大，位于凸凹模刃口處的材料硬化加劇，出現(xiàn)微裂紋 ，塑性變形階段結(jié)束。凸、凹模之間的間隙越大，彎曲和上翹越明顯。隨著沖頭的繼續(xù)壓入，板料中的應(yīng)力迅速增大，達(dá)到彈性極限。 （ 2）沖床：實(shí)現(xiàn)沖壓工序，制成所需形狀和尺寸的產(chǎn)品的設(shè)備，最大噸位可達(dá) 40000kN。 8～ 10mm 以上時(shí)，熱沖壓） 特點(diǎn)：（ 1）零件形狀復(fù)雜，廢料少。 板料沖壓成形 板料沖壓：利用模具使板料產(chǎn)生分離或成形的加工方法。 ⅳ 滑塊行程一定，只能一次成形，復(fù)雜件應(yīng)采用多臺(tái)設(shè)備成形，不宜進(jìn)行拔長和滾壓工步。 ⅱ 可采用組合模具，制造簡單，更換容易，節(jié)省貴重模具材料，降低成本。對(duì)于形狀復(fù)雜的鍛件，需要在自由鍛設(shè)備或其它設(shè)備上制坯。 ⅲ 滑塊打擊速度慢，設(shè)備有頂料裝置，可以使用整體式鍛模，組合模具，鍛件形狀可以非常復(fù)雜，簡化加工，省料，降低成本。 （ 1）摩擦壓力機(jī)上模鍛（螺旋壓力機(jī)） Ⅰ原理： 圖 Ⅱ噸位： 機(jī)械： 80000KN 常用 10000KN 以下 液壓： 120200KN（國內(nèi)） Ⅲ模鍛特點(diǎn)： ⅰ 滑塊行程不固定，具有錘的功能。 常采用拔長、滾壓、彎曲、預(yù)鍛、終鍛等。 R＝（ 2~3） r R內(nèi)圓角半徑， r外圓角半徑 r＝ ~12mm 模膛深度越深，圓角半徑取值就越大。~5176。模膛深度與寬度的比值 (h/b)越大，取的斜度值也越大。 。 ① 模鍛模膛 圖 分模面的選擇 16 對(duì)于錘上模鍛，模鍛斜度一般為 5176。 沖孔連皮的厚度與孔徑 d 有關(guān)，當(dāng)孔徑為 30~80mm 時(shí) ,沖孔連皮的厚度為4~8mm。 (~3) mm 之間。 ⅱ上下模膛在分模面處輪廓一致，以防止發(fā)生錯(cuò)模 ⅲ選在能使模膛深度最淺的位置處，便于充滿模膛 ⅳ應(yīng)使零件上所加的敷料最少 ⅴ分模面應(yīng)為一個(gè)平面，使模膛深度基本一致，差別不宜過大，便于制造鍛模 綜合分析，圖 中的 dd面是最合理的分模面。 有飛邊槽，斜度、圓角小 ②制坯模膛：形狀復(fù)雜的模鍛件，使金屬能合理分布，接近鍛件形狀，更容易地充滿模膛 Ⅰ 拔長模膛：減少坯料某部分的橫截面積，以增加該部分的長度（圖 ） 模鍛件沿軸向橫截面積相差較大時(shí)使用。減小終鍛模膛磨損，延長壽命，無飛邊槽，斜度、圓角大。 模鍛特點(diǎn)：（與自由鍛相比） ①生產(chǎn)率較高 ②鍛件尺寸精確，加工余量小 ③可鍛出形狀復(fù)雜鍛件 ④材料利用率高 模鍛設(shè)備：模鍛錘、模鍛壓力機(jī) ： 圖 錘上鍛模 15 設(shè)備有蒸汽－空氣錘，無砧座錘，高速錘 模鍛蒸汽－空氣錘原理：圖 與自由鍛蒸 汽－空氣錘相比： ①模鍛錘錘頭與導(dǎo)軌間間隙比自由鍛錘小，且機(jī)架與砧座相連 ②模鍛錘一般均由一名工人操縱 （ 1）鍛模結(jié)構(gòu)：（圖 ）包括上、下模，模膛，分模面 預(yù)鍛模膛：使坯料變形到接近鍛件的形狀和尺寸。 （ 3）選擇鍛造工序：根據(jù)工序特點(diǎn)和鍛件形狀 盤類件：鐓粗 (或拔長及鐓粗 )、沖孔； 軸類鍛件：拔長 (或鐓粗及拔長 )、切肩和鍛臺(tái)階； 筒類鍛件：鐓 粗 (或拔長及鐓粗 )、沖孔、在心軸上拔長； 環(huán)類鍛件：鐓粗 (或拔長及鐓粗 )、沖孔、在心軸上擴(kuò)孔； 曲軸類鍛件：拔長 (或鐓粗及拔長 )、錯(cuò)移、鍛臺(tái)階、扭轉(zhuǎn)； 彎曲類鍛件：拔長、彎曲等。 第一次加熱時(shí)取被加熱金屬的 2%～ 3%，以后各次加熱取 %～ 2%； G 料頭 — 在鍛造過程中沖掉或切掉的金屬的質(zhì)量。根據(jù)鍛件形狀、尺 寸并考慮到生產(chǎn)實(shí)際情況加以選取。圖 ②余量：零件的加工表面上增加供切削加工用的材料，具體數(shù)值結(jié)合生產(chǎn)的實(shí)際條件查表確定。 以零件圖為基礎(chǔ)，結(jié)合自由鍛工藝特點(diǎn)繪制而成。 輔助工序：為基本工序操作方便而進(jìn)行的預(yù)先變形工序。 自由鍛設(shè)備： 圖 擠壓時(shí)金屬應(yīng)力狀態(tài) 圖 拉拔時(shí)金屬應(yīng)力狀態(tài) 圖 鍛件敷料 圖 鍛件余量 14 （ 1）鍛錘：空氣錘 小型鍛件 150 公斤以下 蒸汽－空氣錘 小于 1500 公斤鍛件 （ 2）壓力機(jī)：主要是水壓機(jī)，可鍛造質(zhì)量達(dá) 500t 鍛件，常用于大型和巨型鍛件。 應(yīng)力狀態(tài)對(duì)變形抗力的影響： 物體受力時(shí)：同號(hào)應(yīng)力狀態(tài)下，變形抗力↑ 異號(hào)應(yīng)力狀態(tài)下，變形抗力↓ 原因：根據(jù)金屬塑性變形的屈服準(zhǔn)則： Mises 準(zhǔn)則：σ 1－σ 3＝βσ s Tresca 準(zhǔn)則：σ 1－σ 3＝σ s 當(dāng)σ 1σ 3同號(hào)，︱σ 1－σ 3︱數(shù)值很小，不易達(dá)到βσ s/σ s 當(dāng)σ 1σ 3異號(hào)，︱σ 1－σ 3︱數(shù)值較大，容易達(dá)到βσ s/σ s （二） 鍛造成形 一．自由鍛 自由鍛是利用沖擊力或壓 力使金屬在上、下兩個(gè)抵鐵之間產(chǎn)生塑性變形，從而得到所需鍛件的鍛造方法。 應(yīng)力狀態(tài)對(duì)塑性的影響： 受力物體壓應(yīng)力的數(shù)目越多，金屬的塑性越好。而變形抗力低的應(yīng)力狀態(tài)，其塑性又不好。 （ 3）應(yīng)力狀態(tài)的影響 應(yīng)力狀態(tài)對(duì)可鍛性的影響非常復(fù)雜。 情況。 通常情況下的塑性加工過程， 。 時(shí)，變形速度整體上處于較高階段，隨著 。? 增加時(shí)，相應(yīng)的加工硬化現(xiàn)象也很顯著和劇烈，使得變形抗力上升，塑性下降，導(dǎo)致可鍛性下降。 當(dāng) ???。 時(shí)： ?。 時(shí)： 。? ）單位時(shí)間內(nèi)的變形程度 dtd??＝。 C%80091212501538液相線固相線溫度 /176。 鍛造成形 （一）可鍛性 ：衡量材料通過塑性加工獲得優(yōu)質(zhì)零件難易程度的工藝性能。 ①盡可能采用薄壁，均勻結(jié)構(gòu)，最小壁厚可鑄螺紋、孔、齒形、圖案等具體尺寸應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)選定 ②非加工表面應(yīng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)斜度和圓角 ③發(fā)揮鑲嵌件的優(yōu)越性，但應(yīng)確保連接牢固，使用可靠。 孔 d＞ 2mm, h＜ 4d 槽 t＞ 2mm, h＜ 4t ③壁厚均勻、避免過多的分散熱節(jié) 。 鑄件結(jié)構(gòu)應(yīng)有利于型芯的固定、排氣和清理（見圖 ） 型芯在鑄型中不能牢固安放時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生偏芯，氣孔、砂眼等缺陷。結(jié)構(gòu)斜度在零件圖上標(biāo)出，數(shù)值可較大。 圖 接頭結(jié)構(gòu) 圖 圓角結(jié)構(gòu) 圖 防止變形的鑄件結(jié)構(gòu) 圖 避免大水平平面的鑄件結(jié)構(gòu) 圖 采用加強(qiáng)筋減小壁厚 圖 鑄件內(nèi)部壁厚相對(duì)減薄 圖 壁厚均勻?qū)嵗? 11 ，避免側(cè)壁的局部凹陷結(jié)構(gòu)。圖 直角結(jié)構(gòu)易產(chǎn)生缺陷：（圖 ） ①難成形、易夾砂 、金屬聚集，縮孔、縮松 ②應(yīng)力集中，易出現(xiàn)裂紋 ③柱狀晶晶粒分界面，積聚雜質(zhì)，形成薄弱環(huán)節(jié) 金屬熔化 氣化模 鑄 件 10 ①細(xì)長或平板形結(jié)構(gòu)，當(dāng)斷面不對(duì)稱時(shí)，會(huì)產(chǎn)生翹曲變形，應(yīng)設(shè)計(jì)成對(duì)稱結(jié)構(gòu)（圖 ） ②大的水平平面結(jié)構(gòu)，易產(chǎn)生彎曲變形，應(yīng)增加筋條，易產(chǎn)生澆不足、夾砂、缺肉等缺陷，應(yīng)修改結(jié)構(gòu)。 ②增設(shè)加強(qiáng)筋，減小壁厚（圖 ） ③鑄件各壁冷卻速度均勻相近（圖 ，表 ） ，避免局部過厚形成熱節(jié)（圖 ） ，兩個(gè)非加工表面所形成內(nèi)角應(yīng)設(shè)計(jì)成結(jié)構(gòu)圓角。 鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，首先要保證鑄件使用要求，同時(shí)應(yīng)根據(jù)鑄造工藝特點(diǎn)，避免鑄造缺陷，簡化鑄造工藝，降低鑄 造成本。 適用范圍：中、小型鑄鋼件大批量生產(chǎn)。 3. 磁型鑄造的特點(diǎn)和適用范圍： （ 1）不用型砂，無粉塵造成的危害，造型材料可反復(fù)使用； （ 2）設(shè)備簡單，占地面積小，造型、清理等操作簡便； （ 3）不需起模，無分型面造成的披縫，鑄件精度及表面質(zhì)量好。 （ 4）落丸：鑄件冷卻凝固后，切斷電源，磁場力消失，磁丸自動(dòng)落下，鑄件自行脫出。這種鑄型既有一定強(qiáng)度，又有良好的透氣性。 （ 2）造型（埋箱）：把氣化模埋入磁丸箱，微振緊實(shí)。 2. 陶瓷型鑄造的特點(diǎn)和適用范圍 （ 1）陶瓷材料耐高溫，故可澆注高熔點(diǎn)合金； （ 2）鑄件大小不受限制，幾千克～數(shù)噸； （ 3）投資少，生產(chǎn)周期短 適用范圍：主要用于厚大精密鑄件，廣泛用于鑄造沖模、鍛模、玻璃器皿模、壓鑄模等。 （ 4）焙燒與合箱：澆注前陶瓷型要加熱到 350～ 550℃焙燒幾個(gè)小時(shí)，去除殘留在陶瓷型中的乙醇及水分，并進(jìn)一步提高鑄型強(qiáng)度。 陶瓷漿由剛玉粉（耐火材料）、硅酸乙脂（粘結(jié)劑）、氫氧化鈣（催化劑）及雙氧水（透氣劑）等組成。 （ 2）灌漿與膠結(jié)：制造陶瓷面層 將鑄件木模固定于平板上，刷上分型劑，扣上砂套。 六 . 陶瓷型鑄造 在砂型鑄造和熔模鑄造基礎(chǔ)上發(fā)展形成的一種精密鑄造工藝。 2. 離心鑄造的特點(diǎn)和適用范圍 （ 1）鑄造圓筒形鑄件時(shí)，可節(jié)省型芯和澆注系統(tǒng)，省工省料，降低成本； （ 2）鑄件組織致密，極少有縮孔、縮松、氣孔、夾渣等缺陷； （ 3）合金充型能力得到了提高，可以澆注流動(dòng)性較差的合金鑄件和薄壁鑄件，如渦輪、葉輪等； （ 4）便于制造雙金屬件，如軋輥、鋼套、鑲銅襯、滑動(dòng)軸承等。 1 基本工藝 立式：鑄型繞垂直軸旋轉(zhuǎn)，用于生產(chǎn)圓環(huán)鑄件； 臥式：鑄型繞水平軸旋轉(zhuǎn)，用于生產(chǎn)管類和套類鑄件。 適用范圍：主要用于質(zhì)量要求較高的鋁、鎂合金鑄件的大批量生產(chǎn)，如氣缸、曲軸、高速內(nèi)燃機(jī)活塞、紡織機(jī)零件等。見圖 。 密閉的保溫坩堝用于熔煉與儲(chǔ)存 金屬液體，垂直的升液管使金屬液與鑄型朝下的澆口相通，鑄型可用砂型、金屬型等，其中金屬型最為常用，但金屬型必須預(yù)熱并噴刷涂料。液態(tài)合金在壓力作用下，自下而上地充填型腔，并在壓力下結(jié)晶形成鑄件的工藝過程。 圖 待澆注的鑄型 圖 冷室式壓鑄機(jī) 7 （ 2）壓鑄 壓射沖頭向前推進(jìn)，金屬液壓入壓型中，保壓、凝固 （ 3）取出鑄件 鑄件凝固后，型腔兩側(cè)型芯同時(shí)抽出 → 動(dòng)型左移開型 → 鑄件被沖頭頂離壓室→ 鑄件被頂桿頂出動(dòng)型 （ 1）精度和表面質(zhì)量高于其他鑄造方法，少、無切削加工。壓鑄機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)率高，液體金屬進(jìn)入型腔流程短，壓力損失小，