【正文】 長度： 自由鍛造 3( ~ )DV? 坯V坯材 料 科 學(xué) 與 工 程 系 Department of Materials Science amp。 自由鍛造 材 料 科 學(xué) 與 工 程 系 Department of Materials Science amp。 自由鍛造 材 料 科 學(xué) 與 工 程 系 Department of Materials Science amp。 G鍛件 —— 鍛件質(zhì)量。 自由鍛造 材 料 科 學(xué) 與 工 程 系 Department of Materials Science amp。自由鍛鍛件的公差一般為 177。 鍛件公差： 鍛件公差是鍛件名義尺寸的允許變動量 ，因為鍛造操作中掌握尺寸有一定困難，外加金屬的氧化和收縮等原因，使鍛件的實際尺寸總有一定的誤差。 Engineering Page 19 ⑵ 自由鍛成形過程 1）繪制鍛件圖 繪制鍛件圖時要考慮 : 敷料 加工余量 鍛件公差 自由鍛造 材 料 科 學(xué) 與 工 程 系 Department of Materials Science amp。 Engineering Page 17 自 由 鍛 缺 點 自由鍛造 材 料 科 學(xué) 與 工 程 系 Department of Materials Science amp。 自由鍛造 鍛造方法 車床主軸自由鍛 盤套類鍛件鍛造 材 料 科 學(xué) 與 工 程 系 Department of Materials Science amp。 (最小周邊法則） （ 3） 加工硬化 材 料 科 學(xué) 與 工 程 系 Department of Materials Science amp。 金屬塑性成形過程的理論基礎(chǔ) 材 料 科 學(xué) 與 工 程 系 Department of Materials Science amp。 金屬塑性成形過程的理論基礎(chǔ) 材 料 科 學(xué) 與 工 程 系 Department of Materials Science amp。 ②變形速度 一方面 變形速度增大硬化速度隨之增大，塑性指標(biāo)下降，變形抗力增大，可鍛性變壞； 另一方面 變形速度越大，熱效應(yīng)越明顯，使塑性指標(biāo)提高、變形抗力下降，可鍛性變好。 金屬塑性成形過程的理論基礎(chǔ) 材 料 科 學(xué) 與 工 程 系 Department of Materials Science amp。 ⑴內(nèi)在因素： ① 化學(xué)成分 — 鋼的含碳量越大，塑性成形性越差 。 材 料 科 學(xué) 與 工 程 系 Department of Materials Science amp。 概述 材 料 科 學(xué) 與 工 程 系 Department of Materials Science amp。 ②對于不能用熱處理方法 提高強(qiáng)度、硬度 的金屬構(gòu)件（特別是薄壁細(xì)長件）。 ③加工硬化使金屬變形處 電阻升高，耐蝕性降低 。 Engineering Page 9 冷變形過程優(yōu)點： 冷變形過程缺點： ①冷變形過程的加工硬化使金屬的 塑性變差 ， 給進(jìn)一步塑性變形帶來困難。 ③形成 纖維組織 ，力學(xué)性能 具有方向性。 ②熱變形使內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)致密細(xì)小，力學(xué)性能特別是韌度明顯改善和提高 。 Engineering Page 8 冷變形過程的特征 ： 變形后具有加工硬化現(xiàn)象，強(qiáng)度、硬度升高，塑性和韌度下降。 冷變形過程的特征： 變形后具有加工硬化現(xiàn)象，強(qiáng)度、硬度升高，塑性和韌度下降 . ⑵ 熱變形過程 是指金屬材料在其 再結(jié)晶溫度以上 進(jìn)行的塑性變形。 金屬固態(tài)塑性成形優(yōu)缺點 材 料 科 學(xué) 與 工 程 系 Department of Materials Science amp。 ⑷可獲得精度較高的零件或毛坯，可實現(xiàn)少無切削加工。 Engineering Page 6 優(yōu)點： ⑴ 組織細(xì)化致密、力學(xué)性能提高； ⑵ 體積不變的材料轉(zhuǎn)移成形，材料利用率高 。 材 料 科 學(xué) 與 工 程 系 Department of Materials Science amp。 2. 外在因素 即需要多大的外力。 金屬固態(tài)成形受到內(nèi)外兩方面因素的制約。 Engineering Page 4 概述 金屬材料固態(tài)成形的 基本成形條件 : 1. 被成形的金屬材料應(yīng)具備一定的 塑性 。 在工業(yè)生產(chǎn)中又稱 壓力加工 。 Engineering Page 2 第 1節(jié) 概述 第 2節(jié) 金屬塑性成形過程的理論基礎(chǔ) 第 3節(jié) 鍛造方法 第 4節(jié) 板料成形方法 第 5節(jié) 其它 他塑性成形簡介 主要內(nèi)容 材 料 科 學(xué) 與 工 程 系 Department of Materials Science amp。材 料 科 學(xué) 與 工 程 系 Department of Materials Science amp。 Engineering Page 1 材料成形技術(shù)基礎(chǔ) 第三章 固態(tài)材料塑性成形過程 材 料 科 學(xué) 與 工 程 系 Department of Materials Science amp。 Engineering Page 3 概述 金屬塑性成形的概念 它是指在外力作用下，使 金屬 材料產(chǎn)生預(yù)期的 塑性變形 ，以 獲得所需形狀、尺寸和力學(xué)性能的毛坯或零件的加工方法 。 材 料 科 學(xué) 與 工 程 系 Department of Materials Science amp。 2. 要有 外力 作用于固態(tài)金屬材料上。 1. 內(nèi)在因素 即金屬本身能否進(jìn)行固態(tài)變形和可形變的能力大小。另外，外界條件（如溫度等）對內(nèi)外因素有相當(dāng)大的影響，且成形過程中兩因素相互影響。 Engineering Page 5 金屬塑性成形的主要方法 概述 材 料 科 學(xué) 與 工 程 系 Department of Materials Science amp。 ⑶ 生產(chǎn)率高，易機(jī)械化、自動化等。 缺點： ⑴ 不能加工脆性材料； ⑵難以加工形狀特別復(fù)雜（特別是內(nèi)腔）、體積特別大的制品； ⑶設(shè)備、模具投資費(fèi)用大。 Engineering Page 7 按金屬固態(tài)成形時的溫度分為兩大類： ⑴ 冷變形過程 冷變形是指金屬在進(jìn)行塑性變形時的溫度 低于 該金屬的 再結(jié)晶溫度 。 概述 材 料 科 學(xué) 與 工 程 系 Department of Materials Science amp。 熱變形過程的特征： ① 金屬在熱變形中始終保持 良好的塑性 ，可使工件進(jìn)行大量的塑性變形；又因高溫下金屬的屈服強(qiáng)度較低，故 變形抗力低，易于變形 。因為金屬材料內(nèi)部的縮松、氣孔或空隙被壓實， 粗大（樹枝狀）的晶粒組織結(jié)構(gòu)被再結(jié)晶細(xì)化。 概述 材 料 科 學(xué) 與 工 程 系 Department of Materials Science amp。 ②對加工坯料 要求其表面干凈、無氧化皮、平整 。 ① 冷變形制成的產(chǎn)品 尺寸精度高、表面質(zhì)量好 。 利用加工硬化來提高構(gòu)件的強(qiáng)度、硬度不但有效而且經(jīng)濟(jì)。 Engineering Page 10 金屬塑性成形過程的理論基礎(chǔ) 塑性成形性能 （可鍛性） 衡量因素 —— 塑性指標(biāo)和變形抗力； 塑性越高，變形抗力越低，可鍛性越好 。 Engineering Page 11 影響金屬塑性成形性能的因素 ： 內(nèi)在因素、加工條件、應(yīng)力狀態(tài)等。鋼的合金元素含量越高，塑性成形性能越差 . ② 金屬組織 — 單相固溶體的塑性成形性優(yōu)于多相組織，常溫下，均勻細(xì)晶的塑性成形性優(yōu)于粗晶組織，鋼中存在網(wǎng)狀二次滲碳體時塑性成形性下降。 Engineering Page 12 ⑵ 加工條件： ①變形溫度 溫度越高，塑性指標(biāo)增加，變形抗力降低，可鍛性提高。 一般生產(chǎn)條件下采用較小變形速度。 Engineering Page 13 ⑶ 應(yīng)力狀態(tài)： 三個方向中的 壓應(yīng)力數(shù)目 越多，塑性越好，變形抗力增大；拉應(yīng)力數(shù)目多，則金屬的塑性就差，變形抗力降低。 Engineering Page 14 塑性變形基本規(guī)律 ⑴ 體積不變規(guī)律 金屬固態(tài)成形加工中金屬變形后的體積等于變形前的體積（又叫質(zhì)量恒定定理） ⑵ 最小阻力定律 金屬在塑性變形過程中，其質(zhì)點都將沿著阻力最小的方向移動。 Engineering Page 15 ⑴ 定義： 自由鍛造是利用沖擊力或壓力使金屬材料在 上下兩個砧鐵之間或錘頭與砧鐵之間 產(chǎn)生變形，從而獲得所需形狀、尺寸和力學(xué)性能的鍛件成形過程。 Engineering Page 16 自 由 鍛 優(yōu) 點 自由鍛造 材 料 科 學(xué) 與 工 程 系 Department of Materials Science amp。 Engineering Page 18 ⑵ 自由鍛成形過程 自由鍛造 零件圖 繪制鍛件圖 計算坯料質(zhì)量和尺寸 下料 確定工序 加熱溫度 設(shè)備等 加熱坯料、鍛打 檢驗 鍛件 材 料 科 學(xué) 與 工 程 系 Department of Materials Science amp。 Engineering Page 20 鍛件加工余量： 與零件的形狀、尺寸、加工精度、表面粗糙度等因素有關(guān)， 通常自由鍛鍛件的加工余量為 4～ 6mm，它與生產(chǎn)的設(shè)備、工裝精度、加熱的控制和操作技術(shù)水平有關(guān)，零件越大，形狀越復(fù)雜，則余量就大。規(guī)定鍛件的公差，有利于提高生產(chǎn)率。 （ 1～ 2） mm。 Engineering Page 21 2）計算坯料質(zhì)量和尺寸 ①確定坯料質(zhì)量： G坯料 =G鍛件 +G燒損 +G料頭 式中： G坯料 —— 坯料質(zhì)量。 G燒損 —— 加熱時坯料因表面氧化而燒損的質(zhì)量，第一次加熱取被加熱金屬質(zhì)量分?jǐn)?shù)的2%~3%，以后各次加熱取 %~%； G料頭 —— 鍛造過程中被沖掉的那部分金屬的質(zhì)量，如沖孔時坯料中部的料芯，修切端部產(chǎn)生的料頭等。 Engineering Page 22 ② 確定坯料尺寸 首先根據(jù)材料的密度和坯料質(zhì)量計算出坯料相應(yīng)的 體積 ； 根據(jù)體積不變原則和采用的基本工序類型（如拔長、鐓粗等）的 鍛造比、高度與直徑之比 等； 然后計算出 坯料橫截面積、直徑或邊長 等尺寸。 Engineering Page 23 中小型鍛件，大多使用型材，圓鋼應(yīng)用較多。 Engineering Page 24 當(dāng)鍛造件的第一工序為拔長時，則： 由此便可計算坯料直徑 ,即 圓坯料 方坯料 注意： 圓鋼直徑大小是標(biāo)準(zhǔn)的，如計算的坯料直徑與圓鋼標(biāo)準(zhǔn)直徑不符，則應(yīng)將坯料直徑就近取成圓鋼直徑，然后再重新計算坯料高度 H或長度 L。 Engineering Page 25 典型鍛件的鍛造比 鍛件名稱 計算 部位 鍛造比 鍛件 名稱 計算 部位 鍛造比 碳素鋼軸類零件 最大 截面 ~ 錘頭 最大截面 ≥ 合金鋼軸類零件 最大 截面 ~ 水輪機(jī)主軸 軸身 ≥ 熱軋輥 輥身 ~ 水輪機(jī)立柱 最大截面 ≥ 冷軋輥 輥身 ~ 模塊 最大截面 ≥ 齒輪軸 最大 截面 ~ 航空用大型鍛件 最大截面 ~ 自由鍛造 材 料 科 學(xué) 與 工 程 系 Department of Materials Science amp。 ①選擇鍛造工序 分為 基本工序、輔助工序、精整工序 三類。 Engineering Page 27 盤類鍛件 軸及桿類鍛件 可采用鐓粗、沖孔、壓肩、整修 可采用拔長、壓肩、整修 自由鍛造 材 料 科 學(xué) 與 工 程 系 Department of Materials Science amp。 Engineering Page 29 曲拐軸類鍛件 其他復(fù)雜鍛件 可采用拔長、分段、錯移、整修 可采用拔長、分段、鐓粗、沖孔、整修 自由鍛造 材 料 科 學(xué) 與 工 程 系 Department of Materi