压力加工(锻压)

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1、压力加工（锻压）西北工业大学西北工业大学第二篇第二篇 材料成形工艺基础材料成形工艺基础 基本内容基本内容概述概述 发展概况发展概况 压力加工的实质及材料压力加工的实质及材料 历史悠久历史悠久 公元前公元前14世纪的商代世纪的商代 兵器生产兵器生产(1972年出土铁韧铜钺年出土铁韧铜钺)技艺高超技艺高超 (湖北江陵楚墓：越王勾践的宝剑；秦始皇陵：合金钢锻制的湖北江陵楚墓：越王勾践的宝剑；秦始皇陵：合金钢锻制的宝剑，外硬心韧宝剑，外硬心韧)条件条件 施加压力施加压力 形式：人工、机器形式：人工、机器性质：静压力性质：静压力(水压机水压机)冲击力冲击力(锻锤锻锤)产生塑性变形产生塑性变形 材料材料

2、铸锭（钢锭、有色金属锭）（浇注成型）铸锭（钢锭、有色金属锭）（浇注成型）型材（轧制成型：棒材、板材、管材、型材等）型材（轧制成型：棒材、板材、管材、型材等）实质实质 变形：小件（小齿轮，法兰盘）变形：小件（小齿轮，法兰盘）变性：大件、重要件（大型发电机主轴）变性：大件、重要件（大型发电机主轴）V转转，易产生疲劳破，易产生疲劳破坏，扭矩、弯矩坏，扭矩、弯矩概述概述 压力加工压力加工的基本生产方式的基本生产方式 轧制：轧辊轧制：轧辊 塑性变形塑性变形 型材型材 挤压：挤压：挤压模挤压模 塑性变形塑性变形 型材型材 正挤压正挤压（金属流动方向与挤压凸模运动方向一致）（金属流动方向与挤压凸模运动方向一

3、致）反挤压（反挤压（金属流动方向与挤压凸模运动方向相反）金属流动方向与挤压凸模运动方向相反）拉拔：拉拔模拉拔：拉拔模 塑性变形塑性变形 (线材、薄壁管线材、薄壁管)自由锻：锻锤自由锻：锻锤 塑性变形塑性变形 锻造锻造 模锻：模锻：锻模锻模 塑性变形塑性变形 板料冲压：模具板料冲压：模具 塑性变形、分离塑性变形、分离概述概述 压力加工的特点压力加工的特点 压力加工的应用压力加工的应用 改善材料的组织和性能改善材料的组织和性能 节省原材料节省原材料 精度较高精度较高 生产率较高（冷镦、冷挤压）生产率较高（冷镦、冷挤压）M12螺栓、冷镦螺栓、冷镦210/分（自动冷镦机）分（自动冷镦机）M12螺母、冷

4、镦螺母、冷镦150/分（自动冷镦机）分（自动冷镦机）但：但：锻件的复杂程度不如铸件锻件的复杂程度不如铸件（具有复杂内腔的零件：箱体件、汽缸体等（具有复杂内腔的零件：箱体件、汽缸体等 铸件）铸件）承受重载、使用要求高的机器零件，薄板件，日用品承受重载、使用要求高的机器零件，薄板件，日用品返回返回基本内容基本内容压力加工基本理论压力加工基本理论 金属的纤维组织及锻造比金属的纤维组织及锻造比 金属的锻造性能（可锻性）金属的锻造性能（可锻性）金属的变形规律金属的变形规律 金属的纤维组织及锻造比金属的纤维组织及锻造比 纤维组织纤维组织：金属的纤维组织及锻造比金属的纤维组织及锻造比 纤维组织纤维组织：热处

5、理和再结晶无法消除 合理利用 锻造比 Y=FF0拔长前坯料的横截面积拔长前坯料的横截面积拔长后坯料的横截面积拔长后坯料的横截面积锻造比 变形量，性能，各向异性 并非越大越好 金属的锻造性能金属的锻造性能 衡量指标衡量指标进行压力加工的难易程度 塑性：金属材料产生塑性变形而不破坏的能力塑性：金属材料产生塑性变形而不破坏的能力(表表征塑性变形的能力征塑性变形的能力)变形抗力：对塑性变形的阻力变形抗力：对塑性变形的阻力(表征塑性变形的难表征塑性变形的难易程度易程度)，锻造性能锻造性能，不易开裂，不易开裂(微观：容易产生滑移微观：容易产生滑移)变形抗力变形抗力，锻造性能，锻造性能 金属的锻造性能金属的

6、锻造性能 影响因素影响因素 金属的本质金属的本质 化学成分化学成分组织状态组织状态 纯金属的可锻性纯金属的可锻性 合金合金 固溶体的可锻性固溶体的可锻性 化合物化合物(多相组织)晶格畸变，变形抗力 化物，HB 锻造性能 单相组织，单相组织，化合物：化合物：HB,，脆性，脆性，锻造性能，锻造性能，呈网状分布时，呈网状分布时，低钢的可锻性低钢的可锻性 高碳钢高碳钢 含含量量，HB，、k，变形抗力变形抗力晶粒大小影响锻造性能（粗晶组织晶粒大小影响锻造性能（粗晶组织 细晶组织、锻轧组织）细晶组织、锻轧组织）晶粒越细，晶粒越细，强度，强度,但变形抗力但变形抗力 （冲裁时，晶粒过细（冲裁时，晶粒过细 模具

7、崩刃）模具崩刃）钢的铸态组织晶粒粗大，其锻造性能钢的铸态组织晶粒粗大，其锻造性能 锻轧、细晶组织锻轧、细晶组织金属的锻造性能金属的锻造性能 影响因素影响因素 变形条件变形条件变形温度变形温度 T变变 T变变，锻造性能，锻造性能 T变变，原子的活动能力，原子的活动能力，滑移，滑移 T变变，再结晶，再结晶，变抗，变抗 T变变，晶格类型转变，晶格类型转变 T变变过高过高过热：过热：T，A 晶粒迅速长大（粗晶），晶粒迅速长大（粗晶），过烧：过烧：T接近金属熔点接近金属熔点 晶粒晶粒 氧化性气体渗入晶界，氧化性气体渗入晶界，b、可以消除可以消除 变形量变形量 尽量避免尽量避免 金属的锻造性能金属的锻造性

8、能 影响因素影响因素 变形条件变形条件变形温度变形温度 T变变 T变变，锻造性能，锻造性能 T变变，原子的活动能力，原子的活动能力，滑移，滑移 T变变，再结晶，再结晶，变抗，变抗 T变变，晶格类型转变，晶格类型转变 T变变过高过高过热：过热：T，A 晶粒迅速长大（粗晶），晶粒迅速长大（粗晶），过烧：过烧：T接近金属熔点接近金属熔点 晶粒晶粒 氧化性气体渗入晶界，氧化性气体渗入晶界，b、可以消除可以消除 变形量变形量 尽量避免尽量避免 金属的锻造性能金属的锻造性能 影响因素影响因素 变形条件变形条件变形温度变形温度 T变变 T变变，锻造性能，锻造性能 T变变，原子的活动能力，原子的活动能力，滑移

9、，滑移 T变变，再结晶，再结晶，变抗，变抗 T变变，晶格类型转变，晶格类型转变 T变变过高过高过热：过热：T，A 晶粒迅速长大（粗晶），晶粒迅速长大（粗晶），过烧：过烧：T接近金属熔点接近金属熔点 晶粒晶粒 氧化性气体渗入晶界，氧化性气体渗入晶界，b、可以消除可以消除 变形量变形量 尽量避免尽量避免 无法消除无法消除 严格杜绝严格杜绝 金属的锻造性能金属的锻造性能 影响因素影响因素 变形条件变形条件变形速度变形速度 V变变(单位时间的变形量单位时间的变形量)一般，一般，V变变，锻造性能，锻造性能(V变变，回复、再结晶来不及完成，回复、再结晶来不及完成，不能及时消除加工硬化现象）不能及时消除加工

10、硬化现象）(变形速度影响变形速度影响)V变变 C：V变变，锻造性能，锻造性能(热效应，热效应，金属实际温度金属实际温度)注意：注意：在高速锤上才能实现在高速锤上才能实现(V变变161620 20 m/s)m/s)，水压机，水压机 0.10.10.3 0.3 m/sm/s，锻锤，锻锤7 78 8 m/sm/s 应力状态应力状态 应力性质、大小和方向影响锻造性能应力性质、大小和方向影响锻造性能压应力压应力，数值，数值，锻造性能，锻造性能，反之，锻造性能，反之，锻造性能原因：拉应力促使晶间变形，加速晶界破坏，裂纹扩展原因：拉应力促使晶间变形，加速晶界破坏，裂纹扩展 目的：目的：锻造性能（锻造性能（，

11、变抗），获得再结晶组织变抗），获得再结晶组织 方法：以方法：以Fe-C合金状态图为基准，参照钢的塑性图、合金状态图为基准，参照钢的塑性图、变形抗力图、再结晶立体图综合确定变形抗力图、再结晶立体图综合确定 原则：锻造性能原则：锻造性能，力学性能，力学性能，温度范围，温度范围 温度范围温度范围金属的锻造性能金属的锻造性能 锻造温度范围的选择锻造温度范围的选择 C钢的钢的锻造温度范围锻造温度范围（T始始-T终终）T始始尽量高尽量高，T终终尽量低尽量低 (锻造性能，锻造性能，锻造时间，锻造时间，加热火次加热火次)不产生过热、过烧不产生过热、过烧 不产生加工硬化（再结晶组织），否则，晶粒粗大，内应力不产

12、生加工硬化（再结晶组织），否则，晶粒粗大，内应力 T始：AE150200 T终：750800 金属的变形规律金属的变形规律 返回返回基本内容基本内容自由锻造自由锻造 定义定义：利用冲击力或静压力使金属在上、：利用冲击力或静压力使金属在上、下砧之间产生塑性变形（自由变形）下砧之间产生塑性变形（自由变形）分类分类 手工锻造：手工锻造：劳动强度劳动强度，生产率，生产率 机器锻造：机器锻造：劳动强度劳动强度，生产率，生产率 空气蒸汽自由锻锤（冲击力）空气蒸汽自由锻锤（冲击力）水压机（静压力）水压机（静压力）设备设备 小型：小型：大、中型大、中型 空气锤（冲击力）空气锤（冲击力）自由锻造自由锻造 特点特

13、点 应用应用 工具简单，实用性强，灵活性工具简单，实用性强，灵活性 设备所需功率设备所需功率 锻件精度锻件精度（最大偏差（最大偏差70-80 mm）生产率生产率，劳动强度，劳动强度 单件、小批量生产，特别适宜大型锻件（万吨水单件、小批量生产，特别适宜大型锻件（万吨水压压 机立柱，大型发电机主轴）机立柱，大型发电机主轴）自由锻造自由锻造 自由锻设备简介自由锻设备简介 静压成形特点：变形速度慢，锻造性能静压成形特点：变形速度慢，锻造性能，但机构庞大，造价高（供水，操纵系统）但机构庞大，造价高（供水，操纵系统）吨位：吨位：所能产生的最大压力所能产生的最大压力(50015 000 t)大型锻件大型锻件

14、 V变变 0.10.3 m/s 空气锤空气锤 吨位：吨位：50100 Kg 中、小型锻件中、小型锻件 蒸汽锤蒸汽锤 空气空气蒸汽锤蒸汽锤 吨位：吨位：0.55 t 中、大型锻件中、大型锻件 V变变 78 m/s 锻锤锻锤（冲击力）（冲击力）水压机水压机 （静压力）（静压力）吨位：吨位：落下部分质量落下部分质量 自由锻造自由锻造 自由锻基本工序自由锻基本工序自由锻工序自由锻工序 辅助工序：压钳口、倒棱、压肩辅助工序：压钳口、倒棱、压肩 基本工序：镦粗、拔长、冲孔、弯曲、切断、扭转、错移基本工序：镦粗、拔长、冲孔、弯曲、切断、扭转、错移 1.25 H/D 垫环内径，齿轮）垫环内径，齿轮）局部镦粗局

15、部镦粗（局部变形，坯料直径（局部变形，坯料直径 套筒内径，螺钉）套筒内径，螺钉）变形特点变形特点：横截面：横截面，高度，高度 目的目的：锻制盘类件；锻制盘类件；冲孔前的预备工序冲孔前的预备工序 精整工序：校直、精压精整工序：校直、精压自由锻造自由锻造 自由锻基本工序自由锻基本工序自由锻工序自由锻工序 辅助工序：压钳口、倒棱、压肩辅助工序：压钳口、倒棱、压肩 基本工序：镦粗、拔长、冲孔、弯曲、切断、扭转、错移基本工序：镦粗、拔长、冲孔、弯曲、切断、扭转、错移 拔长拔长 普通拔长普通拔长 芯轴拔长芯轴拔长 内径不变，壁厚内径不变，壁厚，长度，长度 目的目的：锻制长轴类锻件；锻制长轴类锻件；改善材料

16、性能改善材料性能 平砧拔长平砧拔长 锻造性能锻造性能 V型砧拔长型砧拔长 锻造性能锻造性能 变形特点：横截面变形特点：横截面，长度，长度 精整工序：校直、精压精整工序：校直、精压自由锻造自由锻造 自由锻基本工序自由锻基本工序自由锻工序自由锻工序 辅助工序：压钳口、倒棱、压肩辅助工序：压钳口、倒棱、压肩 基本工序：镦粗、拔长、冲孔、弯曲、切断、扭转、错移基本工序：镦粗、拔长、冲孔、弯曲、切断、扭转、错移 精整工序：校直、精压精整工序：校直、精压 冲孔冲孔 实心冲孔：实心冲孔：25 mm450 mm 变形力变形力 扩孔扩孔 长度不变，内径长度不变，内径，壁厚，壁厚 弯曲弯曲 圆角部位变形量圆角部位

17、变形量 自由锻造自由锻造 自由锻工艺规程制订自由锻工艺规程制订 绘制锻件图绘制锻件图(加工余量、余块、公差加工余量、余块、公差)选择锻造工序选择锻造工序 确定坯料质量和尺寸确定坯料质量和尺寸 粗实线粗实线(锻件形状锻件形状)双点划线双点划线(零件形状零件形状)自由锻造自由锻造 自由锻工艺规程制订自由锻工艺规程制订 绘制锻件图绘制锻件图(加工余量、余块、公差加工余量、余块、公差)选择锻造工序选择锻造工序(表表)确定坯料质量和尺寸确定坯料质量和尺寸 轴类和杆类锻件轴类和杆类锻件 盘类或空心锻件盘类或空心锻件 弯曲锻件弯曲锻件 拔长拔长压肩压肩拔长拔长弯曲弯曲 拔长（截面差拔长（截面差）镦粗、拔长、

18、压肩（截面差镦粗、拔长、压肩（截面差）镦粗镦粗-（冲孔）（冲孔）扩孔扩孔（圆环类）（圆环类）压肩，芯轴拔长压肩，芯轴拔长（圆筒类）（圆筒类）坯料质量：坯料质量：m坯坯=m锻锻+m损损坯料尺寸坯料尺寸(依据锻造工序和变形程度综合确定依据锻造工序和变形程度综合确定)返回返回基本内容基本内容模型锻造模型锻造 锤上模锻锤上模锻 其他设备上模锻其他设备上模锻 胎膜锻（简介）胎膜锻（简介）自由锻设备自由锻设备 胎模胎模 锤上模锻锤上模锻 实质实质 金属在模膛内成形，金属在模膛内成形，变形阻力大变形阻力大，变形不均匀变形不均匀 组织不均匀，有残余应力组织不均匀，有残余应力 变形抗力变形抗力，T终终 晶粒粗大

19、晶粒粗大 外力外力 锻制中、小件锻制中、小件 锻后热处理锻后热处理（退火、正火、调质）（退火、正火、调质）应用：成批、大批量生产；中、小型锻件应用：成批、大批量生产；中、小型锻件 锤上模锻锤上模锻 锻模结构：锻模结构：上模、下模、尾座、键槽、模上模、下模、尾座、键槽、模 膛、起重孔膛、起重孔 模膛的分类和功用模膛的分类和功用 飞边槽的作用飞边槽的作用 分模面的选择分模面的选择 设置模锻斜度、结构圆角设置模锻斜度、结构圆角 锤上模锻锤上模锻 锻模结构：锻模结构：上模、下模、尾座、键槽、模上模、下模、尾座、键槽、模 膛、起重孔膛、起重孔 模膛模膛的分类和功用的分类和功用 飞边槽的作用飞边槽的作用

20、分模面的选择分模面的选择 设置模锻斜度、结构圆角设置模锻斜度、结构圆角 模锻模膛模锻模膛 终锻模膛终锻模膛 有飞边槽，与零件形状完全相同有飞边槽，与零件形状完全相同 预锻模膛预锻模膛 无飞边槽，与零件形状相近无飞边槽，与零件形状相近 制坯模膛制坯模膛 拨长模膛拨长模膛 横截面积横截面积，长度，长度 滚压模膛滚压模膛 某一部分横截面积，某一部分横截面积，另一部分横截面积另一部分横截面积 弯曲模膛弯曲模膛 切断模膛切断模膛 模膛模膛锤上模锻锤上模锻 锻模结构：锻模结构：上模、下模、尾座、键槽、模上模、下模、尾座、键槽、模膛、起重孔膛、起重孔 模膛的功用模膛的功用 飞边槽飞边槽的作用的作用 分模面的

21、选择分模面的选择 设置模锻斜度、结构圆角设置模锻斜度、结构圆角 促使金属充满模膛促使金属充满模膛(三向压应力状态三向压应力状态)容纳多余金属容纳多余金属缓冲锤击力缓冲锤击力(避免锻模直接撞击避免锻模直接撞击)锤上模锻锤上模锻 锻模结构：锻模结构：上模、下模、尾座、键槽、模上模、下模、尾座、键槽、模膛、起重孔膛、起重孔 模膛的功用模膛的功用 飞边槽的作用飞边槽的作用 分模面分模面的选择的选择 设置模锻斜度、结构圆角设置模锻斜度、结构圆角 便于取出锻件便于取出锻件 锻件最大尺寸截面处锻件最大尺寸截面处便于发现错模便于发现错模 上下模膛外形一致上下模膛外形一致便于金属充型便于金属充型 模膛浅而宽模膛

22、浅而宽尽量减少余块尽量减少余块 沿径向分布沿径向分布锤上模锻锤上模锻 锻模结构：锻模结构：上模、下模、尾座、键槽、模上模、下模、尾座、键槽、模膛、起重孔膛、起重孔 模膛的功用模膛的功用 飞边槽的作用飞边槽的作用 分模面的选择分模面的选择 设置模锻斜度、结构圆角设置模锻斜度、结构圆角 其他设备上模锻其他设备上模锻 曲柄压力机上模锻曲柄压力机上模锻 平锻机上模锻平锻机上模锻 摩擦压力机上模锻摩擦压力机上模锻 精密模锻精密模锻 静压力成形，生产率静压力成形，生产率(坯料成形在一坯料成形在一次完成次完成)，锻件自动脱模，锻件自动脱模(有顶出装有顶出装置置)。但设备复杂。但设备复杂 大批量生产大批量生产

23、 其他设备上模锻其他设备上模锻 曲柄压力机上模锻曲柄压力机上模锻 平锻机上模锻平锻机上模锻 摩擦压力机上模锻摩擦压力机上模锻 精密模锻精密模锻 可锻造长杆类、侧面有凸台、凹槽的锻件可锻造长杆类、侧面有凸台、凹槽的锻件(锻锻模有两个分模面模有两个分模面),能锻出通孔，锻件无飞边，能锻出通孔，锻件无飞边，精度精度。但设备造价。但设备造价 大批量生产大批量生产 锻件显示其他设备上模锻其他设备上模锻 曲柄压力机上模锻曲柄压力机上模锻 平锻机上模锻平锻机上模锻 摩擦压力机上模锻摩擦压力机上模锻 精密模锻精密模锻 可锻造长杆类、侧面有凸台、凹槽的锻件可锻造长杆类、侧面有凸台、凹槽的锻件(锻锻模有两个分模面

24、模有两个分模面),能锻出通孔，锻件无飞边，能锻出通孔，锻件无飞边，精度精度。但设备造价。但设备造价 大批量生产大批量生产 锻件显示其他设备上模锻其他设备上模锻 曲柄压力机上模锻曲柄压力机上模锻 平锻机上模锻平锻机上模锻 摩擦压力机上模锻摩擦压力机上模锻 精密模锻精密模锻 设备滑块行程和打击能量可自由调节，设备造设备滑块行程和打击能量可自由调节，设备造价价，一般只能进行单膛模锻，一般只能进行单膛模锻 中批量生产；小型模锻件中批量生产；小型模锻件 其他设备上模锻其他设备上模锻 曲柄压力机上模锻曲柄压力机上模锻 平锻机上模锻平锻机上模锻 摩擦压力机上模锻摩擦压力机上模锻 精密模锻精密模锻 使用两套不

25、同精度的锻模，普通锻模有飞边槽，留出精锻使用两套不同精度的锻模，普通锻模有飞边槽，留出精锻余量，切下飞边后用精锻模膛进行精锻，锻件精度余量，切下飞边后用精锻模膛进行精锻，锻件精度。但。但需采用无氧化和少氧化加热方法，模具制造复杂需采用无氧化和少氧化加热方法，模具制造复杂 大批量生产大批量生产胎膜锻胎膜锻 胎模分类胎模分类 特点：特点：介于自由锻与模锻之间介于自由锻与模锻之间 与锤上模锻的主要区别：与锤上模锻的主要区别：应用：中、小批量生产；中、小型锻件应用：中、小批量生产；中、小型锻件 扣模扣模 非回转体锻件非回转体锻件 筒模筒模 回转体盘类件回转体盘类件 合模合模 复杂非回转体锻件复杂非回转

26、体锻件 锤上模锻锤上模锻 胎模锻胎模锻设备不同设备不同 模锻锤模锻锤 自由锻锤自由锻锤锻模不同锻模不同 固定于设备上固定于设备上 自由搬动自由搬动返回返回基本内容基本内容板料冲压板料冲压 定义定义 分类分类 特点特点 应用应用 成批、大量生产；薄板件、日用品成批、大量生产；薄板件、日用品 冷冲压：常温下冷冲压：常温下热冲压：高温下热冲压：高温下 t 810 mm 生产率生产率，便于实现机械化、自动化，便于实现机械化、自动化产品质量产品质量材料利用率材料利用率板料冲压板料冲压 设备简介设备简介 剪床剪床 下料设备下料设备(平刃、斜刃、圆盘剪床平刃、斜刃、圆盘剪床)冲床冲床 工作原理工作原理 利用

27、曲柄滑块机构使电动机的旋转运动变利用曲柄滑块机构使电动机的旋转运动变 为滑块的上下往复运动为滑块的上下往复运动(静压力静压力)分类分类 数控板料冲压中心数控板料冲压中心 冲床冲床+数控步冲剪切机数控步冲剪切机+计算机计算机 开式冲床开式冲床 小吨位小吨位 6.3200 t闭式冲床闭式冲床 大吨位大吨位 1003150 t冲压基本工序冲压基本工序 特点：特点：冲压件与板料相分离冲压件与板料相分离 特点特点：使板料产生塑性变形使板料产生塑性变形 冲孔冲孔落料落料切边切边切断切断 冲裁冲裁 弯曲弯曲拉深拉深翻边翻边胀形胀形 分离工序分离工序 变形工序变形工序 冲压基本工序冲压基本工序 冲裁 变形特点

28、变形特点 弹性变形阶段弹性变形阶段 拉伸、弯曲变形拉伸、弯曲变形 塑性变形阶段塑性变形阶段 塑剪变形塑剪变形 断裂分离阶段断裂分离阶段 撕裂撕裂冲裁件断面质量冲裁件断面质量 塌角区塌角区(1)，质量，质量 光亮带区光亮带区(2)，质量，质量 剪裂带区剪裂带区(3)，质量，质量 毛刺区毛刺区(4)，质量，质量冲裁过程冲压基本工序冲压基本工序 冲裁 工艺特点工艺特点 模具刃口要锋利模具刃口要锋利 模具间隙要适当模具间隙要适当(断面质量断面质量)刃口尺寸要正确刃口尺寸要正确 z=5%10%t落料：凹模尺寸落料件尺寸落料：凹模尺寸落料件尺寸 凸模尺寸凹模尺寸模具间隙凸模尺寸凹模尺寸模具间隙z冲孔：凸模

29、尺寸孔的尺寸冲孔：凸模尺寸孔的尺寸 凹模尺寸凸模尺寸模具间隙凹模尺寸凸模尺寸模具间隙z冲压基本工序冲压基本工序 冲裁 工艺特点工艺特点 模具刃口要锋利模具刃口要锋利 模具间隙要适当模具间隙要适当(断面质量断面质量)刃口尺寸要正确刃口尺寸要正确 材料排样要合理材料排样要合理 冲压件质量冲压件质量 材料利用率材料利用率 有接边排样有接边排样 好好 低低无接边排样无接边排样 较差较差 高高 少接边排样少接边排样 中中 中中z=5%10%t冲压基本工序冲压基本工序 弯曲 工艺特点工艺特点 变形特点变形特点 变形主要发生在圆角部位变形主要发生在圆角部位 外层纤维受拉，内层纤维受压外层纤维受拉，内层纤维受

30、压 断面发生畸变断面发生畸变 受拉受拉 截面截面，受压，受压 截面截面 RRmin R,变形量变形量，硬化，硬化 冲压基本工序冲压基本工序 弯曲 工艺特点工艺特点 变形特点变形特点 变形主要发生在圆角部位变形主要发生在圆角部位 外层纤维受拉，内层纤维受压外层纤维受拉，内层纤维受压 断面发生畸变断面发生畸变 受拉受拉 截面截面，受压，受压 截面截面 RRmin R,变形量变形量，硬化，硬化 毛刺区要位于内侧毛刺区要位于内侧 (尖角部位产生应力集中尖角部位产生应力集中)弯曲方向要适当弯曲方向要适当 简单件：弯曲线简单件：弯曲线纤维方向纤维方向复杂件：弯曲线与纤维方向成一定角度复杂件：弯曲线与纤维方

31、向成一定角度 尽量减少回弹尽量减少回弹 设计：加强筋设计：加强筋 工艺：退火，工艺：退火，HB模具：反变形量（回弹角）模具：反变形量（回弹角）冲压基本工序冲压基本工序 拉深(图)变形特点变形特点 主变形区：凸缘主变形区：凸缘 非变形区：筒底非变形区：筒底 已变形区：筒壁、圆角部位已变形区：筒壁、圆角部位 工艺特点工艺特点 凸缘凸缘 圆角圆角 筒壁筒壁 冲压基本工序冲压基本工序 拉深(冲压成型)变形特点变形特点 主变形区：凸缘主变形区：凸缘 非变形区：筒底非变形区：筒底 已变形区：筒壁、圆角部位已变形区：筒壁、圆角部位 工艺特点工艺特点 模具转角处有较大圆角模具转角处有较大圆角(摩擦力摩擦力)模

32、具间隙要适当模具间隙要适当(t)冲压基本工序冲压基本工序 拉深(冲压成型)变形特点变形特点 主变形区：凸缘主变形区：凸缘 非变形区：筒底非变形区：筒底 已变形区：筒壁、圆角部位已变形区：筒壁、圆角部位 工艺特点工艺特点 模具转角处有较大圆角模具转角处有较大圆角(摩擦力摩擦力)模具间隙要适当模具间隙要适当(t)压边圈压边圈(防止起邹防止起邹)润滑润滑(防止拉破防止拉破)冲压模具冲压模具分类分类特点特点应用应用在模具的同一位置上只在模具的同一位置上只能完成一道工序能完成一道工序批量生产，简单批量生产，简单零件零件在模具的不同位置上同在模具的不同位置上同时完成两道以上的工序时完成两道以上的工序大批量

33、生产，中、大批量生产，中、小型零件小型零件在模具的相同位置上同在模具的相同位置上同时完成两道以上的工序时完成两道以上的工序大批量生产，拉大批量生产，拉深件、复杂件深件、复杂件返回返回基本内容基本内容现代塑性加工技术与发展趋势现代塑性加工技术与发展趋势 现代塑性加工技术现代塑性加工技术 塑性加工技术的发展趋势塑性加工技术的发展趋势 超塑成形超塑成形 回转成形回转成形 粉末锻造锻造 高能率成形高能率成形 半固态成形半固态成形 现代塑性加工技术现代塑性加工技术 超塑成形超塑成形 超塑性模锻超塑性模锻 超塑性无模拉拔超塑性无模拉拔 超塑性气压胀形超塑性气压胀形 超塑性胀形与扩散连接复合工艺超塑性胀形与

34、扩散连接复合工艺特定条件下（特定条件下（=10-2104/s；晶粒度：；晶粒度：0.25 um；一定一定T），），100%甚至更高甚至更高现代塑性加工技术现代塑性加工技术 超塑成形超塑成形 超塑性模锻超塑性模锻 超塑性无模拉拔超塑性无模拉拔 超塑性气压胀形超塑性气压胀形 超塑性胀形与扩散连接复合工艺超塑性胀形与扩散连接复合工艺特定条件下（特定条件下（=10-2104/s；晶粒度：；晶粒度：0.25 um；一定一定T），），100%甚至更高甚至更高与普通模锻区别与普通模锻区别：恒温成形，工艺参数不同恒温成形，工艺参数不同应用：高温合金及钛合金应用：高温合金及钛合金 现代塑性加工技术现代塑性加工技

35、术 超塑成形超塑成形 超塑性模锻超塑性模锻 超塑性超塑性无模拉拔无模拉拔 超塑性气压胀形超塑性气压胀形 超塑性胀形与扩散连接复合工艺超塑性胀形与扩散连接复合工艺特定条件下（特定条件下（=10-2104/s；晶粒度：；晶粒度：0.25 um；一定一定T），），100%甚至更高甚至更高利用感应圈局部加热至超塑性变形温度，进利用感应圈局部加热至超塑性变形温度，进行拉拔行拉拔应用：管材、棒材、截面形状简单的制件应用：管材、棒材、截面形状简单的制件 现代塑性加工技术现代塑性加工技术 超塑成形超塑成形 超塑性模锻超塑性模锻 超塑性无模拉拔超塑性无模拉拔 超塑性超塑性气压胀形气压胀形 超塑性胀形与扩散连接复

36、合工艺超塑性胀形与扩散连接复合工艺特定条件下（特定条件下（=10-2104/s；晶粒度：；晶粒度：0.25 um；一定一定T），），100%甚至更高甚至更高模具、板料同时加热至预定温度，向模具内通模具、板料同时加热至预定温度，向模具内通入压缩空气，使板料紧贴模具内腔产生变形入压缩空气，使板料紧贴模具内腔产生变形 应用：钛合金、铝合金和双向不锈钢薄板应用：钛合金、铝合金和双向不锈钢薄板 现代塑性加工技术现代塑性加工技术 超塑成形超塑成形 超塑性模锻超塑性模锻 超塑性无模拉拔超塑性无模拉拔 超塑性气压胀形超塑性气压胀形 超塑性胀形与扩散连接复合工艺超塑性胀形与扩散连接复合工艺特定条件下（特定条件下

37、（=10-2104/s；晶粒度：；晶粒度：0.25 um；一定一定T），），100%甚至更高甚至更高模具、板料同时加热至预定温度，向模具内通入模具、板料同时加热至预定温度，向模具内通入压缩空气，使板料紧贴模具内腔产生变形压缩空气，使板料紧贴模具内腔产生变形 应用：钛合金、铝合金和双向不锈钢薄板应用：钛合金、铝合金和双向不锈钢薄板 现代塑性加工技术现代塑性加工技术 回转成形回转成形方式方式过程过程应用应用 辊鍛辊鍛 坯料通过装有圆弧形模块且相对旋坯料通过装有圆弧形模块且相对旋转的轧辊时产生塑性变形转的轧辊时产生塑性变形 长杆类锻件长杆类锻件 楔横轧楔横轧坯料通过带有楔形模具且同向旋转坯料通过带有

38、楔形模具且同向旋转的轧辊时产生塑性变形的轧辊时产生塑性变形轴类锻件轴类锻件 斜轧斜轧坯料通过同向旋转且轴心线呈一定坯料通过同向旋转且轴心线呈一定角度的轧辊时产生塑性变形角度的轧辊时产生塑性变形 钢球、轴承滚子、麻花钻钢球、轴承滚子、麻花钻头、空心轴类锻件头、空心轴类锻件 摆輾摆輾坯料在有摆角的上模旋转挤压下，坯料在有摆角的上模旋转挤压下，连续产生局部变形连续产生局部变形薄盘形工件薄盘形工件 旋压旋压在旋压工具作用下，坯料随芯模旋在旋压工具作用下，坯料随芯模旋转，连续产生逐点变形转，连续产生逐点变形筒形、卷边旋转体工件；筒形、卷边旋转体工件；难变形材料难变形材料 现代塑性加工技术现代塑性加工技术

39、 回转成形回转成形方式方式过程过程应用应用 辊鍛 坯料通过装有圆弧形模块且相对旋坯料通过装有圆弧形模块且相对旋转的轧辊时产生塑性变形转的轧辊时产生塑性变形 长杆类锻件长杆类锻件 楔横轧楔横轧坯料通过带有楔形模具且同向旋转坯料通过带有楔形模具且同向旋转的轧辊时产生塑性变形的轧辊时产生塑性变形轴类锻件轴类锻件 斜轧坯料通过同向旋转且轴心线呈一定角度的轧辊时产生塑性变形 钢球、轴承滚子、麻花钻钢球、轴承滚子、麻花钻头、空心轴类锻件头、空心轴类锻件 摆輾摆輾坯料在有摆角的上模旋转挤压下，坯料在有摆角的上模旋转挤压下，连续产生局部变形连续产生局部变形薄盘形工件薄盘形工件 旋压旋压在旋压工具作用下，坯料随

40、芯模旋在旋压工具作用下，坯料随芯模旋转，连续产生逐点变形转，连续产生逐点变形筒形、卷边旋转体工件；筒形、卷边旋转体工件；难变形材料难变形材料 现代塑性加工技术现代塑性加工技术 回转成形回转成形方式方式过程过程应用应用 辊鍛辊鍛 坯料通过装有圆弧形模块且相对旋坯料通过装有圆弧形模块且相对旋转的轧辊时产生塑性变形转的轧辊时产生塑性变形 长杆类锻件长杆类锻件 楔横轧楔横轧坯料通过带有楔形模具且同向旋转坯料通过带有楔形模具且同向旋转的轧辊时产生塑性变形的轧辊时产生塑性变形轴类锻件轴类锻件 斜轧斜轧坯料通过同向旋转且轴心线呈一定坯料通过同向旋转且轴心线呈一定角度的轧辊时产生塑性变形角度的轧辊时产生塑性变

41、形 钢球、轴承滚子、麻花钻钢球、轴承滚子、麻花钻头、空心轴类锻件头、空心轴类锻件 摆輾摆輾坯料在有摆角的上模旋转挤压下，坯料在有摆角的上模旋转挤压下，连续产生局部变形连续产生局部变形薄盘形工件薄盘形工件 旋压旋压在旋压工具作用下，坯料随芯模旋在旋压工具作用下，坯料随芯模旋转，连续产生逐点变形转，连续产生逐点变形筒形、卷边旋转体工件；筒形、卷边旋转体工件；难变形材料难变形材料 现代塑性加工技术现代塑性加工技术 回转成形回转成形方式方式过程过程应用应用 辊鍛辊鍛 坯料通过装有圆弧形模块且相对旋坯料通过装有圆弧形模块且相对旋转的轧辊时产生塑性变形转的轧辊时产生塑性变形 长杆类锻件长杆类锻件 楔横轧楔

42、横轧坯料通过带有楔形模具且同向旋转坯料通过带有楔形模具且同向旋转的轧辊时产生塑性变形的轧辊时产生塑性变形轴类锻件轴类锻件 斜轧斜轧坯料通过同向旋转且轴心线呈一定坯料通过同向旋转且轴心线呈一定角度的轧辊时产生塑性变形角度的轧辊时产生塑性变形 钢球、轴承滚子、麻花钻钢球、轴承滚子、麻花钻头、空心轴类锻件头、空心轴类锻件 摆輾摆輾坯料在有摆角的上模旋转挤压下，坯料在有摆角的上模旋转挤压下，连续产生局部变形连续产生局部变形薄盘形工件薄盘形工件 旋压旋压在旋压工具作用下，坯料随芯模旋在旋压工具作用下，坯料随芯模旋转，连续产生逐点变形转，连续产生逐点变形筒形、卷边旋转体工件；筒形、卷边旋转体工件；难变形材

43、料难变形材料 现代塑性加工技术现代塑性加工技术 回转成形回转成形方式方式过程过程应用应用 辊鍛辊鍛 坯料通过装有圆弧形模块且相对旋坯料通过装有圆弧形模块且相对旋转的轧辊时产生塑性变形转的轧辊时产生塑性变形 长杆类锻件长杆类锻件 楔横轧楔横轧坯料通过带有楔形模具且同向旋转坯料通过带有楔形模具且同向旋转的轧辊时产生塑性变形的轧辊时产生塑性变形轴类锻件轴类锻件 斜轧斜轧坯料通过同向旋转且轴心线呈一定坯料通过同向旋转且轴心线呈一定角度的轧辊时产生塑性变形角度的轧辊时产生塑性变形 钢球、轴承滚子、麻花钻钢球、轴承滚子、麻花钻头、空心轴类锻件头、空心轴类锻件 摆輾摆輾坯料在有摆角的上模旋转挤压下，坯料在有

44、摆角的上模旋转挤压下，连续产生局部变形连续产生局部变形薄盘形工件薄盘形工件 旋压旋压在旋压工具作用下，坯料随芯模旋在旋压工具作用下，坯料随芯模旋转，连续产生逐点变形转，连续产生逐点变形筒形、卷边旋转体工件；筒形、卷边旋转体工件；难变形材料难变形材料 现代塑性加工技术现代塑性加工技术 粉末锻造粉末锻造 粉末锻造粉末锻造 烧结锻造烧结锻造 锻造烧结锻造烧结 粉末冷锻粉末冷锻将粉末烧结的预成形坯加热后，在闭式锻模中锻造成形将粉末烧结的预成形坯加热后，在闭式锻模中锻造成形 分类分类新工艺新工艺：松装锻造法、球团锻造法、粉末热等静压法、喷雾锻造法、粉末摆动碾压、粉末连续挤压、粉末轧制、粉末爆炸成形等 现

45、代塑性加工技术现代塑性加工技术 高能率成形高能率成形 半固态成形半固态成形方式方式过程过程应用应用 爆炸成形爆炸成形 利用爆炸物瞬间释放的化学能及周围介利用爆炸物瞬间释放的化学能及周围介质的作用，使毛坯贴合模具内壁而成形质的作用，使毛坯贴合模具内壁而成形 大型零件成形大型零件成形 电液成形电液成形 借助于强电流脉冲放电所产生的高能冲借助于强电流脉冲放电所产生的高能冲击波及液流冲击，使坯料产生塑性变形击波及液流冲击，使坯料产生塑性变形 中、小型零件成形中、小型零件成形 电磁成形电磁成形利用电流通过线圈所产生的磁场力是坯利用电流通过线圈所产生的磁场力是坯料产生塑性变形料产生塑性变形导电性好的金属板

46、导电性好的金属板料、中小型零件料、中小型零件 利用炸药或电装置在极短时间内释放利用炸药或电装置在极短时间内释放的高能量使金属产生塑性变形的高能量使金属产生塑性变形 过程：过程：在凝固过程中对金属进行强烈搅拌，使之处于固液态时进行在凝固过程中对金属进行强烈搅拌，使之处于固液态时进行 成形（铸造、挤压、模锻、轧制等）成形（铸造、挤压、模锻、轧制等）应用应用：性能要求高的零件：性能要求高的零件 塑性加工技术的发展趋势塑性加工技术的发展趋势 采用柔性成形工艺，发展柔性加工系统采用柔性成形工艺，发展柔性加工系统 增加锻压生产设备的柔性增加锻压生产设备的柔性 发展省力、低成本的成形技术发展省力、低成本的成形技术 实现精密塑性成形及多学科交叉技术实现精密塑性成形及多学科交叉技术 成形过程数值模拟及模具成形过程数值模拟及模具CAD/CAM返回返回变形速度的影响变形速度的影响返回返回返回返回金属的流动方向金属的流动方向返回返回分模面的选择分模面的选择返回返回返回返回板料冲裁过程板料冲裁过程返回返回弯曲方向的影响弯曲方向的影响返回返回拉拉 深深返回返回锻造温度范围锻造温度范围返回返回半固态成形半固态成形返回返回