机械加工工艺锻压

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1、 1.理 解 “ 金 属 的 塑 性 变 形 ” 的 理 论 基 础 ， 重 点 为 金 属 塑性 变 形 的 实 质 ， 冷 变 形 和 热 变 形 的 概 念 及 其 对 金 属 组 织 和性 能 的 影 响 。 。 2.掌 握 “ 自 由 锻 基 本 工 序 的 选 用 ” 并 结 合 典 型 锻 件 工 艺过 程 实 例 进 行 分 析 。 自 由 锻 零 件 结 构 工 艺 性 为 自 学 内 容 。 3.了 解 “ 模 锻 的 生 产 工 艺 过 程 ” 以 锤 上 模 锻 为 主 ， 介 绍其 它 模 锻 方 法 的 特 点 和 应 用 。 4.掌 握 “ 板 料 冲 压 基 本

2、 工 序 的 工 艺 特 点 ” 重 点 为 落 料 、冲 孔 、 弯 曲 、 拉 深 等 ， 掌 握 变 形 过 程 以 及 对 冲 住 零 件 结 构的 工 艺 性 要 求 。 5.了 解 其 它 压 力 加 工 方 法 。目 的 和 要 求 5 模 型 锻 造一、金属塑性成形（压力加工）金 属 材 料 在 外 力 作 用 下 产 生 塑 性 变 形 ， 获 得 具 有 一 定 形状 、 尺 寸 和 力 学 性 能 的 毛 坯 或 零 件 的 生 产 方 法 。二、塑性成形的基本生产方式 1 轧 制 2 挤 压 3 拉 拔4 自 由 锻 造 6 板 料 冲 压 上 砥 铁下 砥 铁坯 料

3、1） 零 件 大 小 不 受 限 制 ； 2） 生 产 批 量 不 受 限 制 。三、塑性成形（压力加工）的特点1 力 学 性 能 高1） 组 织 致 密 ；2） 晶 粒 细 化 ；3） 压 合 铸 造 缺 陷 ；4） 使 纤 维 组 织 合 理 分 布 。2 节 约 材 料1） 力 学 性 能 高 ， 承 载 能 力 提 高 ；2） 减 少 零 件 制 造 中 的 金 属 消 耗 （ 与 切 削 加 工 相 比 ） 。 3 生 产 率 高4 适 用 范 围 广 各 种 压 力 加 工 方 法 ， 都 是 通 过 对 金 属 材 料 施加 外 力 ， 使 之 产 生 塑 性 变 形 来 实 现

4、 的 。 单 晶体 的 塑 性 变 形 形 式 主 要 有 滑 移 和 孪 晶 两 种 。一、金属塑性变形的实质1.单 晶 体 的 塑 性 变 形1） 滑 移 ：晶 体 的 一 部 分 相 对 一 部 分 沿 一 定 的 晶 面 发 生 相 对 滑 动 。 但 实 际 金 属 的 滑 移 是 靠 位 错 的 移 动 来 实 现 的 。 2） 双 晶 ：晶 体 的 一 部 分 相 对 一 部 分 沿 一 定 的 晶 面 发 生 相 对 转 动 。2. 多 晶 体 的 塑 性 变 形晶 内 变 形晶 间 变 形 滑 移孪 晶滑 动转 动 多 晶 体 塑 性 变 形 的 实 质 ：晶 粒 内 部 发

5、 生 滑 移 和 孪 晶 ； 同 时 晶粒 之 间 发 生 滑 移 和 转 动 。 多 晶 二、塑性变形后金属的组织和性能1.冷 变 形 及 其 影 响1） 组 织 变 化 的 特 征 ： 晶 粒 沿 变 形 最 大 方 向 伸 长 ； 晶 格 与 晶 粒 均 发 生 畸 变 ； 晶 粒 间 产 生 碎 晶 。2） 性 能 变 化 的 特 征 ：加 工 硬 化 ： 随 着 变 形 程 度 的 增 加 ， 其 强 度 和 硬 度 不断 提 高 ， 塑 性 和 韧 性 不 断 下 降 。有 利 ： 强 化 金 属 材 料不 利 ： 进 一 步 的 塑 性 变 形 带 来 困 难 2. 回 复T回

6、= （ 0.250.3） T熔3. 再 结 晶T再 = （ 0.350.4） T熔T 再 冷 变 形热 变 形 以 上 以 下 (K)(K) 4 . 热 变 形 及 其 影 响1） 不 产 生 加 工 硬 化2） 使 组 织 得 到 改 善 ， 提 高 了 力 学 性 能 细 化 晶 粒 ； 压 合 了 铸 造 缺 陷 ；3） 形 成 纤 维 组 织 组 织 致 密 。5 . 纤 维 组 织 （ 1） 在 平 行 于 纤 维 组 织 的 方 向 上 ： 材 料 的 抗 拉 强 度 提 高（ 2） 在 垂 直 于 纤 维 组 织 的 方 向 上 ： 材 料 的 抗 剪 强 度 提 高 三、金属的

7、塑性成形性能塑 性 成 形 性 能 是 金 属 材 料 在 压 力 加 工 时 成 形 的 难易 程 度 。衡 量 指 标1） 塑 性 ：2） 变 形 抗 力 ：材 料 的 塑 性 越 好 ， 其 塑 性 成 形 性 能 越 好 。材 料 的 变 形 抗 力 越 小 ， 其 塑 性 成 形 性 能 越 好 。1. 影 响 塑 性 成 形 性 能 的 因 素1） 金 属 的 本 质 化 学 成 分 ： Me越 低 ， 材 料 的 可 锻 性 越 好 。 组 织 状 态 ： 纯 金 属 和 固 溶 体 具 有 良 好 的 可 锻 性 。 2.变 形 条 件 对 成 形 性 能 影 响 变 形 温

8、度 ： 应 力 状 态 ： 变 形 速 率 ： 应 变 速 率T温 越 高 ， 材 料 的 可 锻 性 越 好 。V变 越 小 ， 材 料 的 可 锻 性 越 好 。三 向 压 应 力 塑 性 最 好 、 变 形 抗 力 最 小 。三 向 拉 应 力 塑 性 最 差 、 变 形 抗 力 最 大 。 塑性 、变形抗力 塑 性变 形 抗 力C 2-1一、自由锻设备锻 锤压 力 机 空 气 锤蒸 汽 空 气 锤水 压 机油 压 机 65750K g630K g5T落 下 部 分 总 重 量 = 活 塞 +锤 头 +锤 杆滑 块 运 动 到 下 始 点 时 所 产 生 的 最 大 压 力锻 锤 吨 位

9、 =压 力 机 吨 位 = 二、自由锻基本工序基 本 工 序 完 成 锻 件 基 本 变 形 和 成 形 的 工 序 。H 完 全 礅 粗局 部 礅 粗， S 1.25H0/D02.53. 冲 孔 ：4. 弯 曲 ：5. 扭 转 ：6. 错 移 ：1. 礅 粗 ：2. 拔 长 ： ， SL 芯 轴 拔 长芯 轴 扩 孔 三、自由锻工艺规程的制定1. 锻 件 图 的 绘 制1） 机 械 加 工 余 量2） 公 差3） 余 块2. 坯 料 重 量 和 尺 寸 的 计 算G坯 = （ 1+k） G锻G 坯 = G锻 + G烧 + G芯 料 + G切K 消 耗 系 数（ 1/3 1/4） 余量 Y=F

10、坯 /F锻 Y=H坯 /H锻拔 长 ： 镦 粗 ：1.25H0/D02.5 m ax锻坯 YFF 圆 截 面 坯 料 ： 坯坯坯 DHDV 45.24 38.0 坯坯 VD 所 以 ：长 轴 类 锻 件 ： m ax锻坯 DYD 3 . 锻 造 工 序 的 选 择轴 、 杆 类 零 件 ： 镦 粗 、 拔 长盘 类 、 环 类 零 件 ： 镦 粗 （ 拔 长 及 镦 粗 ） 、 冲 孔 （ 芯 轴 上 扩 孔 ）筒 类 零 件 ： 镦 粗 、 冲 孔 、 在 芯 轴 上 拔 长 4 . 锻 造 温 度 范 围 及 加 热 火 次 的 确 定 (表 2 8)5 . 锻 造 设 备 的 选 择 (

11、表 2 7)6 . 确 定 工 时 7 . 填 写 工 艺 卡四、自由锻件结构工艺性1. 避 免 斜 面 和 锥 度2. 避 免 曲 面 相 交3. 避 免 加 强 筋 和 凸 台4. 采 用 组 合 工 艺 模 型 锻 造 将 金 属 坯 料 放 在 具 有 一 定 形 状 的 模 锻 模 膛 内 受 压 、 变 形 ， 获 得 锻 件 的 方 法 。特 点 ： 1） 生 产 率 高 ； 2） 锻 件 的 尺 寸 精 度 和 表 面 质 量 高 ；3） 材 料 利 用 率 高 ； 4） 可 锻 造 形 状 较 复 杂 的 零 件 ；5） 模 具 成 本 高 、 设 备 昂 贵 ；6） 锻 件

12、 不 能 任 意 大 。 一 般 不 得 超 过 150kg。一、锤上模锻（ 一 ） 锤 上 模 锻 设 备蒸 汽 空 气 模 锻 捶 锤 头上 模下 模 踏 板 操 作 机 构锤 身砧 座 （ 二 ） 锻 模 结 构锻 模 模 膛飞 边 槽 桥 部仓 部 形 成 锻 件 基 本 形 状 和 尺 寸 的 空 腔 。 容 纳 多 余 的 金 属 。 增 加 金 属 流 动 的 阻 力 ， 促 使 金 属 充 满 模 膛 。 （ 三 ） 模 膛 的 分 类模 膛 模 锻 模 膛制 坯 模 膛 终 锻 模 膛预 锻 模 膛延 伸 模 膛滚 压 模 膛弯 曲 模 膛切 断 模 膛 （ 四 ） 锻 模

13、工 艺 规 程 的 制 定1. 绘 制 锻 件 图1） 分 模 面 的 选 择 分 模 面 应 选 在 锻 件 的 最 大 截 面 处 ； 分 模 面 的 选 择 应 使 模 膛 浅 而 对 称 ； 分 模 面 的 选 择 应 使 锻 件 上 所 加 敷 料 最 少 ； 分 模 面 应 最 好 是 平 直 面 。 a accd dbb 2)确 定 加 工 余 量 、 公 差 和 敷 料 (表 2 13)加 工 余 量 ： 1 4mm公 差 ： 0.3 3mm3） 设 计 模 锻 斜 度外 壁 斜 度 ： 5 7 0内 壁 斜 度 ： 7 12 04） 设 计 模 锻 圆 角外 圆 角 ： r

14、= 1.5 12mm内 圆 角 ： R=（ 2 3） r5） 确 定 冲 孔 连 皮 2. 确 定 模 锻 工 序1） 基 本 工 序圆 盘 类 零 件 ： 镦 粗 预 锻 终 锻长 杆 类 零 件 ： 制 坯 预 锻 终 锻2） 修 正 工 序切 边 ； 冲 孔 ； 校 正 ；热 处 理 ； 清 理 。（ 五 ） 模 锻 件 结 构 工 艺 性1. 易 于 从 锻 模 中 取 出 锻 件 ；2. 零 件 的 外 形 应 力 求 简 单 、 对 称 、 平 直 ；3. 避 免 薄 壁 、 高 筋 、 凸 起 等 结 构 ； 4. 避 免 设 计 深 孔 、 多 孔 结 构 ；5. 采 用 锻

15、焊 组 合 工 艺 。二、胎模锻造利 用 自 由 锻 设 备 在 活 动 模具 上 生 产 模 锻 件 的 方 法 。1. 扣 模2. 筒 模3. 合 模 应 用 ： 没 有 模 锻 设 备 的 中 、 小 型 锻 件 的 批 量 生 产 。 锻 造 压 力 机 利 用 冲 模 对 金 属 板 料 施 加 压 力 ， 使 其 产 生 分 离 或 变 形 获得 所 需 零 件 的 工 艺 方 法 。冷 冲 压 ： t 2t。 带 孔 件 的 弯 曲 ： 3） 对 拉 深 件 的 要 求 弯 曲 件 的 形 状 应 力 求 简 单 、 对 称 ， 并 不 宜 太 高 ； 拉 深 件 的 圆 角 半 径 应 满 足 ： rdt、 R 2t； 2. 改 进 结 构 可 简 化 工 艺 及 节 省 材 料1） 采 用 冲 焊 结 构 2） 采 用 冲 口 工 艺3） 尽 量 简 化 冲 压 件 的 结 构 翻 边 压 筋 收 口 精 冲 超 塑 成 形