压力加工的定义、分类和特征
[从业资格考试]第3篇金属压力加工
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第三篇金属压力加工概述一、什么是压力加工？在外力作用下使金属产生塑性变形，从而获得具有一定形状、尺寸和力学性能的毛坯或零件的加工方法。
外力——冲击力：锤类静压力：压力机各类钢和大多数有色金属及其合金都具有一定的塑性，因此，都能在热态或冷态下进行压力加工。
应用广泛：运输工具96%；汽车拖拉机95%航天、航空90%；农用机械工业80%。
二、分类1、轧制：金属坯料在两个回转轧辊的缝隙中受压变形以获得各种产品的加工方法。
靠摩擦力，坯料连续通过轧辊间隙而受压变形。
主要产品：型材、圆钢、方钢、角钢、铁轨等。
a2、挤压：金属坯料在挤压模内受压被挤出模孔而变形的加工方法。
正挤：金属流动方向与凹模运动方向相同。
反挤：金属流动方向与凹模运动方向相反。
3、拉拔：将金属坯料拉过拉拔模的模孔而变形的加工方法。
产品尺寸精度、表面光洁度较高，所以，常用于轧制件的再加工，提高产品质量。
坯料：低碳钢、有色金属及合金。
外力：拉力。
4、自由锻：金属坯料在上、下抵铁间受冲击力或压力而变形。
外力：压力。
5、模锻：金属坯料在具有一定形状的模膛内受冲击力或压力而变形的加工方法。
6、冲压：金属板料在冲模之间受压产生分离或成形。
1-5 立体变形（三维）；6 平面变形（二维）；三、特点：（与铸造比）1 优点：（1）结构致密，组织改善，性能提高，强、硬、韧↑（2）少无切削加工，材料利用率高。
（3）可以获得合理的流线分布（金属塑变是固体体积转移过程）。
（4）生产效率高。
（如：曲轴、螺钉）2 缺点：（1）一般工艺表面质量差（氧化）。
（2）不能成型形状复杂件（相对）（3）设备庞大、价格昂贵。
（4）劳动条件差（强度↑、噪音↑）第一章金属塑性变形§1 金属塑性变形的实质塑性：金属在外力作用下，产生永久变形而不破坏的能力。
金属变形过程：a）金属材料在外力作用下发生弹性变形b）当外力超过一定值后产生塑性变形c）外力继续加大，发生断裂金属塑性变形的实质：a）晶粒内部滑移和孪生b）晶间滑移和晶粒转动一、晶体：1 晶体：物质中的原子按一定规律在三维空间周期重复排列。
压力加工
热加工工艺基础机械制造基础-Ⅱ
第二篇压力加工
机电工程学院
金工学部
第二篇压力加工
压力加工的定义
压力加工的概述
压力加工的特点
压力加工的方法及种类
一.压力加工的定义
在外力作用下, 使金属产生塑性变形, 从而获得具有一定形状、尺寸和性能要求的原材料、毛坯或零件的加工方法称为金属压力加工。
二.压力加工的概述
1. 压力加工–俗称“打铁”。
2. 压力加工的技术在我国至少有三千年的历史。
3. 压力加工的生产能力、产品的重量和质量等指标, 能反映一个国家的工业制造水平。
三.压力加工的特点
1.金属材料经过压力加工后, 其组织、性能得到改善和提高。
压合铸造缺陷, 使组织致密、均匀。
经过再结晶, 可得到等轴细晶粒。
形成纤维组织, 使金属材料的机械性能出现各向异性。
三.压力加工的特点
2. 材料消耗少、生产率高。
工件的尺寸和形状与零件相近,可以做到少切削或无切削, 节约金属, 缩短生产时间。
3. 可获得精度和表面质量较高的工件。
四.压力加工的方法及种类 轧制
挤压
拉拨
自由锻
模锻
板料冲压
1. 轧制
1.轧制产品
2.挤压
正挤压反挤压
2. 挤压产品
3.拉拨
3.拉拨产品
4.自由锻
5.模锻
6.板料冲压
7.超塑成型
五.本篇学习内容 金属的塑性变形
金属的加热和锻件冷却 自由锻
模锻
板料冲压
其他压力加工工艺。
压力加工
锻造
金属材料在热锻过程中组织和性能的变化
组织变化 由于变形和再结晶原有的粗大枝晶和柱状晶转变成晶粒较细、 由于变形和再结晶原有的粗大枝晶和柱状晶转变成晶粒较细、 大小均匀的等轴再结晶组织。 大小均匀的等轴再结晶组织。 钢锭内原有的缺陷（ 偏析、疏松、气孔、夹渣等） 钢锭内原有的缺陷（如：偏析、疏松、气孔、夹渣等）被压 实和焊合，使组织更加细密。 实和焊合，使组织更加细密。 性能变化——金属的塑性和力学性能提高。 金属的塑性和力学性能提高。 性能变化 金属的塑性和力学性能提高
冲压
冲压常用材料与设备
材料——低碳钢、铜合金、铝合金及塑性高的合金钢等。（要求 低碳钢、铜合金、铝合金及塑性高的合金钢等。（要求 材料 低碳钢 。（ 材料必须具有足够的塑性） 材料必须具有足够的塑性） 设备——常用设备是剪床和冲床。 常用设备是剪床和冲床。 设备 常用设备是剪床和冲床
冲压
冲压工艺的基本工序
压力加工
有一定形状、尺寸和机械性能的原材料、毛坯或零件的生产方法。 有一定形状、尺寸和机械性能的原材料、毛坯或零件的生产方法。 特点 改善金属组织，提高力学性能。 改善金属组织，提高力学性能。 不产生切屑，减少金属加工损耗，节约材料。 不产生切屑，减少金属加工损耗，节约材料。 使锻件获得合理的流线分布及较高的材料利用率。 使锻件获得合理的流线分布及较高的材料利用率。 具有较高的生产率。 具有较高的生产率。 易实现机械化和自动化。 易实现机械化和自动化。 应用——各类钢和大多数有色金属及合金都具有一定塑性，可以 各类钢和大多数有色金属及合金都具有一定塑性， 应用 各类钢和大多数有色金属及合金都具有一定塑性 在热态和冷态下进行压力加工。一般机器中的主轴、齿轮、 在热态和冷态下进行压力加工。一般机器中的主轴、齿轮、各种 刀具、模具、紧固件等，都采用锻压件。 刀具、模具、紧固件等，都采用锻压件。
第二篇《压力加工》
……
mn
dn d n 1
。
可见：m是个恒小于1的数。
分析： 1、m↓拉深变形↑ 坯料冷变形硬化↑ 应力↑ 2、m主要影响因素 ∴m↓↓易拉裂！
板料的塑性↑ 坯料的相对厚度t/D↑
可以m ↓
3、对变形量大的制件， 可采用多次拉深，穿插再结晶退火。
（三）废品分析及预防
1、起皱
(三）计算坯料质量 G坯=G锻件+G烧损+G料头
式中：G烧损——第一次加热，取被加热金属的2~3%； 以后每次加热取1.5~2%.
(四) 选择锻造设备及其吨位
五、自由锻件结构工艺性 总原则：形状不宜复杂。 1．避免曲面相交的相贯体结构。
2．对形状复杂件，可采用
锻焊联合结构 组合结构（机械连接）
四、自由锻工艺规程的制订 工艺规程——指导整个工艺过程的技术文件， 具有表格、文字、图表等多种形式。 基本步聚如下：
（一）制定锻件图（要点） 1．敷料（余块）——简化锻件形状 2．加工余量 3．锻件公差
锻件敷料
锻件余量
典型自由锻件图
（二）拟定变形工序
三类 辅助工序： 切槽，切肩，倒棱 基本工序： 镦粗、拔长、弯曲、冲孔、扭转、错移，切割。 精整工序： 平整、校直
1．温度： T℃↑，锻造性能↑ T℃↑↑，过热， 过烧。 2．变形速度
锻 造 性 能 变 形抗力
塑性
形变 强 化 为 主
Vk
再结晶为主
两对矛盾综合作用
内能的散失——累积； 冷变形硬化——再结晶。
无砧座锤(对击锤)
3．三向应力状态 （1）对塑性的影响
压应力数目↑塑性↑——阻碍微裂纹产生、扩展； 拉应力数目↑塑性↓——促使微裂纹扩展。
9_第九章_压力加工
二、自由锻工艺规程的制订
3.选择变形工序
通常，自由锻件的成形过程是由一系列变形工序组合而成 的，工序的选择主要是根据锻件的形状和工序的特点来确定。 一般可将锻件分为六大类:
1）轴杆类锻件 包括各种圆形截面实心轴，如传动轴、 轧辊、立柱、拉杆等，还有矩形方形、工字形截面的杆件如 摇杆、杠杆、推杆、连杆等，锻造轴杆件的基本工序是拔长， 但对于截面尺寸相差大的铸件，为满足锻造比的要求，则需 采取镦粗一拔长工序。
2）空心类锻件 包括各种圆环、齿圈、轴承环和各种圆 筒、缸体、空心轴等，锻造空心件的基本工序有镦粗、冲孔、 扩孔、芯棒拔长等。
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二、自由锻工艺规程的制订
3）饼块类锻件 包括各种圆盘、叶轮、齿轮、模块等，其特 点是横向尺寸大于高度尺寸，或者二者相近。锻造基本工序 是镦粗，其中带孔的件需冲孔。 4）曲轴类锻件 包括单拐和多拐的各种曲轴，目前锻造曲轴 的工艺有自由锻、模锻、全流线挤压锻等。其中自由锻的力 学性能差，加工余量大，只在单件或小批生产中应用，其基 本工序有拔长、错移和扭转。 5）弯曲类锻件 包括各种具有弯曲轴线的锻件，如吊钩、弯 杆、曲柄、轴瓦盖等，基本工序是拔长、弯曲。 6）复杂形状锻件 包括阀体、叉杆、十字轴等，锻造难度大， 应根据锻件形状特点，采用适当工序组合锻造。
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三、锻造流线和锻造 比
锻造时，金属的脆性杂质被打碎，顺着金属主要伸长 方向呈碎粒状或链状分布；塑性杂质随着金属变形沿主要 伸长方向呈带状分布，这样热锻后的金属组织就具有一定 的方向性，通常称为锻造流线。
锻造比是锻造时变形程度的一种表示方法。通常用变 形前后的截面比、长度比或高度比来表示。
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二、 模锻及锻模模膛
压力加工的定义、分类和特征
压力加工的定义、分类和特征一、定义压力加工指的是通过施加机械压力，改变金属的形状、尺寸、性质和密度的方法。
通俗地讲，就是形成、压制、切削、弯曲、拔拉等各种金属成形工艺的统称。
压力加工是机械工艺、材料工程、制造工程等领域中非常重要的一项技术。
其主要目的是通过加工切削来创造人类所需的各种产品、零部件和构件。
较之于其他加工方式，压力加工具有精度高、尺寸稳定、表面质量好等优点，在应用中占据重要地位。
二、分类压力加工可以根据加工方法和所引入的形变类型的不同被分为多种不同类型的加工方式。
1. 挤压加工挤压加工是将金属坯料放入在钢管内的模具或一对轮滚中，用外部力通过轴向压缩来改变坯料形状的加工方法。
通常，这种加工方式用于生产管材、型材、线材等常规材料。
2. 压延加工压延加工也称为轧制加工，是在连续三辊或四辊轧机上，将坯料通过多次塑性变形达到理想的尺寸、形状和性质的加工方法。
压延加工的最常见例子就是热轧和冷轧钢材。
3. 铸造加工铸造加工是通过铸造熔融金属，使其流体在模具中，工艺过程中使其凝固并在模具中形成所需形状并得到所需零部件。
常见的铸造加工方式包括铸钢、铸铁、铝合金铸造等。
4. 冲压加工冲压加工也称冲裁加工，是通过将金属板料放在冲床上，使用冲裁模具以极高的速度进行冲切、镂空、弯曲等多种变形来达到所需形状的加工方式。
冲压加工常用于生产金属零件和非金属耗材等。
5. 锻造加工锻造加工是在锻压机中，通过重复施加过程中的强制变形，使金属在坯料形状、尺寸、性质和密度等方面得到改变的一种加工方式。
它可以分为手挤扁锻造、冲锻造、自由锻造、锤击锻造等多种方式。
三、特征不同的压力加工方式有着不同的特征，但在整体上，压力加工共享一些基本特征：1. 有限的变形压力加工具有明显的加工变形或塑性变形，这种变形的限度是有限的。
在加工过程中，物料可能发生裂纹、断裂或回弹等失效，超出其可承受的变形区间。
2. 内部应力在压力加工过程中，由于受到机械力的作用，金属里的晶粒和晶体结构受到了变形。
08压力加工
(4)特点：
1. 2. 3. 4. 变形均匀 无振动,噪音小 一次行程完成,效率高 余量,公差,斜度小
(5)应用： 大批量生产中/小型锻件
典型应用
曲柄、曲轴、连杆、扳手、起重机吊钩
3 模锻件结构工艺性
a、模锻件上应具有一个合理的分模面 b、非配合表面应设计成非加工表面
c、模锻件上与分模面垂直的非加工表面，应设计出模锻斜度
1.超塑性板料拉伸
2.超塑性气压成形
8.1 压力加工理论基础
8.1.1 金属的塑性变形的实质 8.1.2 塑性变形对金属组织和性能的影响 8.1.3 金属的锻造性能
8.1.1 金属的塑性变形的实质
1. 单晶体的塑性变形→滑移
2. 多晶体塑性变形
晶内变形与晶间变形的综合
8.1.2 塑性变形对金属组织和性能的影响
1.组织变化
a、晶粒伸长； b、晶格发生扭曲；
d、两个非加工表面形成的角(包括外角和内角)都应按模锻圆角 设计
e、模锻件外形应力求简单、平直和对称，尽量避免模锻件
截面间差别过大，或具有薄壁、高筋、高台等结构
f、模锻件的结构中应避免窄沟、深槽、深 孔或多孔结构 g、形状复杂的锻件应采用锻—焊或锻-机械 加工连接的方法
3. 胎模锻
在自由锻设备上利用可移动的胎模生产模锻件的方法
8.2.1 自由锻
• 3.工序
• 基本工序：使金属坯料产生变形要求，达到所 需形状、尺寸。
• 镦粗、拔长、冲孔、弯曲、错移、扭转、切割……
• 辅助工序：为基本工序操作方便而进行的预先 变形工序。
• 压钳口、倒棱、切肩……
• 精整工序：用以减少锻件表面缺陷。
• 整形、滚圆、摔圆、矫正 ……
8.2.1自由锻
什么是压力加工
金属压力加工一什么是压力加工靠外力使金属材料产生塑性变形而得到预定形状与性能的制件（毛坯或零件）的加工方法。
外力——冲击力：锤类静压力：压力机各类钢和大多数有色金属及其合金都具有一定的塑性，因此，都能在热态或冷态下进行压力加工。
应用广泛：运输工具96%；汽车拖拉机95%；航天、航空90%；农用机械工业80%。
分类1 轧制：金属坯料在两个回转轧辊的缝隙中受压变形以获得各种产品的加工方法。
靠摩擦力，坯料连续通过轧辊间隙而受压变形。
主要产品：型材、圆钢、方钢、角钢、铁轨等。
2 挤压：金属坯料在挤压模内受压被挤出模孔而变形的加工方法。
正挤：金属流动方向与凹模运动方向相同。
反挤：金属流动方向与凹模运动方向相反。
P图7-263 拉拔：将金属坯料拉过拉拔模的模孔而变形的加工方法。
产品尺寸精度、表面光洁度较高，所以，常用于轧制件的再加工，提高产品质量。
坯料：低碳钢、有色金属及合金。
4 自由锻：金属坯料在上、下抵铁间受冲击力或压力而变形。
上砧铁坯料下砧铁5 模锻：金属坯料在具有一定形状的模膛内受冲击力或压力而变形6 冲压：金属板料在冲模之间受压产生分离或成形。
第一节金属压力加工特点：1）.可实现无屑加工,节省材料；2）.产品力学性能好，尺寸精度高；3）自动化程度高，生产率高;4）.材料利用率高，产品范围广泛。
三、金属的塑性变形单晶体的塑性变形方式：1.滑移——滑移系2.孪生晶体的孪生示意图单晶体的塑性变形方式：晶内变形（低温）：滑移和孪生晶间变形（高温）：晶粒间的相对滑动和转动。
（一）规律：1、最小阻力定律金属质点在塑性变形中总是力图向最小阻力的方向移动。
2、加工硬化规律加工硬化定义：金属在常温下随变形量增加而变形抗力增大、塑性和韧性降低的现象。
3、体积不变规律塑性变形前后的体积总保持不变。
重要推论：塑性变形只改变形状和尺寸，体积不变。
（二）塑性变形金属加热时组织性能变化1、回复、再结晶1）回复加工硬化使金属处于不稳定状态将冷成形后的金属加热至一定温度后，使原子回复到平衡位置，晶内残余应力大大减小的现象，称为回复。
压力加工
二、金属锻造性能 影响锻造性能因素 2.变形条件
C应力状态 金属受挤压，三向受压表现较大的 塑性和较大变形抗力；拉拔时二向受压、一向 受拉，表现较低塑性，较小变形抗力。 选择变形抗力方式时，塑性好的材料，拉拔有 利，因为变形抗力小； 但塑性差的材料，选用三向受压有利，因为有 较大塑性，故有些塑性差的合金，拉拔成丝困 难，但挤压成丝却比较容易。
1）开式压力机
2）闭式压力机
一、冲压基本工序
（1）分离工序 使坯料的一部分相对另一部分产生分离的工序。 （冲孔、落料、修整、剪切、切边等）
（2）变形工序 使坯料的一部分相对一部分产生位移而不被破坏的工序。 （拉深、弯曲、翻边、成形等）
1. 冲裁（落料、冲孔） 使坯料沿封闭轮廓分离的工序。
冲裁的变形过程 ①弹性变形阶段 ②塑性变形阶段 ③断裂、分离阶段
三、金属的变形规律
1. 体积不变定律 2. 最小阻力定律
11.2
一、自由锻造
常用锻造方法
用简单的通用性工具，或在锻造设备的上、下砧之间直接 使坯料变形而获得锻件的方法，分为手工锻和机器锻。
锻锤 空气锤 水压机 油压机 65~750Kg 蒸汽—空气锤 630Kg~5T
压力机
锻锤吨位 = 落下部分总重量 = 活塞+锤头+锤杆 压力机吨位 = 滑块运动到下始点时所产生的最大压力
3）弯曲工艺特点
① 弯曲半径 r≥rmin=（0.25-1）t ；
② 毛刺应位于内侧；
③ 弯曲线应尽量与坯料纤维方向垂直；
④ “回弹”问题 a）设计补偿角 b）对工件进行退火 c）设计加强筋
3. 拉深
1）拉深变形过程
2）拉深废品
① 起皱 ②拉裂（拉穿）
压力加工知识收集
压力加工知识收集一、压力加工的实质和分类1.压力加工的定义压力加工是利用金属的塑性，在外力作用下使金属坯料在预期的方向产生塑性变形，从而获得所需形状、尺寸和机械性能的方法。
2.压力加工的特点金属机械性能好、生产率高、节省金属，但设备价格较昂贵，锻件的精度光洁度还不够高。
3.压力加工的应用它在金属工业、国防工业、民用工业中都占有重要的地位。
如航空、汽车、拖拉机、电器仪表工业中均被广泛采用。
在飞机制造业中锻压件占85%；汽车拖拉机中锻压件占重量的60—70%；日用品中达90～95%。
所以在机器制造业中凡是受力大、机械性能要求高的另件。
如汽轮主轴、飞机的螺旋浆、内燃机的曲轴连杆、重要的齿轮、枪管、炮筒等都是采用压力加工方法制造的。
4.压力加工的分类压力加工的主要类型有以下六种即轧制、拉丝、挤压、自由锻造、模型锻造、板料冲压。
冶炼后的金属铸锭，除一部分用于大型锻件的锻造外，大部分要通过轧制、拉丝、挤压等方法制成型材、板材、管材。
所以前三类主要是生产金属的原材料，后三类是用来生产各种另外的毛坯或成品。
压力加工的主要类型有以下六种。
A—轧制；b—挤压；c—拉丝；d—自由锻造；e—模型锻造；f—板料冲压。
二、金属的加热目的和锻造温度1.目的：提高金属塑性和降低变形拉力2.锻造温度范围：金属加热时允许的最高温度称始锻温度。
如低碳钢的始锻温度约为1250℃。
金属不宜再锻（受变形拉力和塑性的限制）的温度称终锻温度，如低碳钢的终锻温度为800℃.常用材料的锻造温度见下表：锻造温度范围3.手锻炉及其操作（烟煤为燃料）（挂图）组成部分：炉膛、灰洞、鼓风机、风管、风门等。
操作注意事项：4.反射炉及其操作组成部分：燃烧室、大墙、炉膛、烟室、烟道、烟囱操作注意事项。
以上为解内容，以下为示范：操作步骤：1.生炉（手工锻炉）2.手工锻造“扁铁”锻件（延伸工序），介绍工具使用，手工锻造操作注意事项。
三、自由锻造自由锻造基本工序及其规则：1.墩粗：减少坯料高度增加其横截面的工序。
第三篇金属压力加工
(2)金属的组织 合金呈单相固溶体组织时，具 有良好的锻造性能。而金属具有化合物组织时，
晶粒的粗细对锻造性能也有影响。铸态组织晶 粒粗大，塑性差，锻造钢锭时，应先轻打，待 晶粒细化后再重打，以免打裂。晶粒越细，塑
2.变形条件的影响
(1)变形温度 在一定温度范围内，随着温度的升高，金属 原子的动能增加，原子间的结合力减弱，使塑性提高而变 形抗力降低，故锻造一般都在高温下进行。
§2塑性变形对金属组织和性能的影
响
一、组织： 1、晶粒沿变形最大的方向伸畅。 2、晶格晶粒均发生扭曲，产生内应力。 3、晶粒间产生碎晶。 二、性能： 强度，硬度↑。塑性，韧性↓ 原因：（微观）碎晶，晶格扭曲，增大滑移
阻力。
3.加工硬化
4.回复与再结晶
冷加工后的硬化现象是不稳定的，金属 有自发地恢复到稳定状态的趋势。但在 常温下大多数金属的原子活动能力很低， 恢复困难。若将加工硬化的金属加热到 一定温度，使原子扩散能力增加，它就 会迅速地发生组织和性能的变化，使金 属恢复到稳定状态。随着加热温度的提 高，这一变化过程可分为回复、再结晶 和晶粒长大三个阶段，如图所示。
第三篇 金属压力加工
具体数值 查表确定！
Ⅴ.冲孔连皮
许多模锻件都具有孔形，当模锻件的孔径大于 25mm时，应将该孔形锻出。但由于模锻无法 锻出通孔，需在孔中留出冲孔连皮，其厚度依 孔径而定。
2）坯料重量和尺寸的确定 坯料重量可按下式计算：
G坯料 G锻件 G烧损 G料头
3）锻造工序(工步)的确定
锻造工序(工步)都是根据工序(工步)特点和 锻件类型来确定的。 采用自由锻生产锻件时，其工序参阅表3— 1选定。 采用模锻方法生产模锻件时，其工步根据 模锻件的形状和尺寸确定。 模锻件按形状和结构可分为两大类：
模膛太深不适合作分模面！
(4)选定的分模面应使零件上所加的敷料最少。
b---b选作分模面时，零件中间的孔不能锻出来， 孔部金属都是敷料，既浪费金属，又增加了切削加 工的工作量。所以该面不宜作分模面。
(5)分模面最好是一个平面，以便于锻模的制造， 并防止锻造过程中上下锻模错动。
按上述原则综合分析，图中的d—d面是最 合理的分模面。
三、金属的可锻性 可锻性----锻造的难易程度 1、影响金属可锻性的因素 a. 化学成分的影响 尤其是合金含有易于同碳 形成化合物元素时，其可锻 性变差。 如铬、钼、钒、钨等合金钢 都不易锻造。
可锻性
合金成分%
b 、金属组织的影响
纯金属及固溶体可锻性好↑； 碳化物↑、渗碳体↑→可锻性差↓； 晶粒细化↑ →可锻性好↑ ； 晶粒粗大↑、铸态→可锻性差↓。
1、自由锻的工序
镦粗——拔长 冲孔 弯曲——扭转
错移
切割
弯曲
错移
切割
2、自由锻的工艺特点：
a 、几乎全部要进行后续的切削加工——生产毛坯
b 、毛坯外形简单——柱状或平面
《金属工艺学》压力加工
4、冷、热变形的区别 冷变形——T再以下变形 无再结晶组织， 有加工硬化 热变形——T再以上变形 有再结晶组织， 无加工硬化
5、锻造比 锻造比——锻造生产中表示金属变形程度
拉深系数——拉深件直径d与坯料直径D的比 值。一般取0.5～0.8
旋压：P118F3－48
2、弯曲 弯曲——将坯料弯成具有一定角度和曲率半径的
变形工艺。 ①弯曲，坯料外侧受拉，最小弯曲半径 y ＝（0.25～1）×s
min
②弯曲线垂影响（T变） T变提高，δ 上升，σ s下降，即可锻性增加。
{ 始锻温度应低于AE线100～200℃，防过热，过烧。 终锻温度（约800℃）P45F3-8
温度℃ 20
σ bMPa 600
δ％
20
800 1200
50
20
60
80
②变形速度的影响（V速） 在0～a阶段，随着V速提高，δ 下降，σ s
{ 最大正应力与纤维方向一致（平行） 最大切应力与纤维方向垂直 （垂直）
方向 σ b/MPa σ s/MPa 纵向 700 460
横向 600 420
δ ％ Φ％ 17.5 62.8 10.0 31.0
α kK·J/M2 608 294
三、金属的可锻性 可锻性——衡量材料在经受压力加工时 获得优质零件难易程度的一个 工艺性能。
z升高——冲裁件断面质量下降，冲裁模具寿命越长。 在设计冲裁模时注意：
设计冲孔模要以凸模的刃口尺寸为准
{ 凸模刃口尺寸＝D(D－孔的直径) 凹模刃口尺寸＝D＋间隙值 设计落料模以凹模孔的尺寸为准
压力加工知识培训资料
一、什么叫压力加工？1、定义：利用金属在外力作用下所产生的塑性变形，来获得具有一定形状，尺寸和力学性能的原材料，毛坯或零件的生产方法，称为压力加工。
2、材料要求：塑性好（碳钢，合金钢，有色金属）二、压力加工的基本生产方式1、轧制2、挤压3、拉拔4、自由锻5、模锻6、板料冲压三、金属塑性变形1 金属塑性变形实质：1）弹性变形：在外力作用下，材料内部产生应力，应力迫使原子离开原来的平衡位置，改变了原子间的距离，使金属发生变形，并引起原子位能的增高，但原子有返回低位能的倾向。
当外作用力停止以后，应力消失，变形也随之消失。
2）塑性变形：内应力超过金属的屈服点后，外力停止作用后，金属的变形并不完全消失（弹塑性共存）。
3）滑移面：在切向应力作用下，晶体的一部分相对于另一部分，沿着一定的晶面产生相对滑移，该面称之为滑移面。
2 塑性变形后金属的组织和性能1）加工硬化：金属在室温下进行塑性变形时，随着变形程度的增加，强度和硬度不断提高，塑性和冲击韧性不断降低，这种现象称为加工硬化。
2）加工硬化的金属内部组织变化特点。
（1）各晶粒沿变形最大的方向伸长，（2）位错密度增加，晶格严重扭曲，产生内应力；（3）滑移面和晶粒间产生碎晶。
四、冷变形金属的回复、再结晶塑性变形后的金属发生组织改变、产生了大量晶体缺陷，同时，变形金属中还储存了相当数量的弹性畸变能，因此冷加工金属的组织和性能处于亚稳定状态。
室温下，原子扩散能力低，这种亚稳状态可一直维持下去。
储能是促使冷变形金属发生变化的驱动力。
观察冷变形金属加热时的变化，从储能释放及组织结构和性能的变化来分析，可分为回复、再结晶和晶粒长大三个阶段。
1 回复：所谓回复是指冷变形金属加热时，在新的无畸变晶粒出现之前，所产生的亚结构与性能变化的过程。
1）回复动力学特点：（1）回复过程没有孕育期；（2）在一定温度下，初期的回复速率很大，以后逐渐变慢，直到最后回复速率为零：（3）每一温度的回复程度都有一极限值，退火温度愈高，这个极限值也愈高，而达到此极限值所需时间则愈短；（4）回复不能使金属性能恢复到冷变形前的水平。
压力加工
4.2.4 纤维组织及其应用
铸锭中通常都包含一定的杂质成分。铸锭在压力 加工作用下产生塑性变形时，基体金属中的杂质 也产生变形，并沿着变形方向拉长，呈纤维形状， 称为纤维组织。
（1）尽量使纤维 分布与零件的轮廓 相符合而不被切断。
（2）使零件所受 的最大拉应力与纤 维方向一致。
（3）使零件所受 的最大切应力与纤 维方向垂直。
1—模垫；2—冲头压板；3—冲头；4—卸料板；5—导板； 6—定位销；7 —模柄；8—上模板；9 —导套；10 —导柱；
11—凹模；12—凹模压板；13—下模板
4.4.3 分离工序
（1）冲裁。落料和冲孔统称为冲裁，两者的加工原理基 本相同。如果被分离的部分为成品，而周边是废料，则 为落料；如果被分离的部分为废料，而周边是成品，则 为冲孔。
第4章 压力加工
4.1
压力加工基础知识
4.2
塑性成形理论基础
4.3
锻造
4.4
板料冲压
4.5 压力加工件的结构工艺性
4.1 压力加工基础知识
4.1.1 压力加工的分类
（1）轧制。轧制是金属坯料在两个回转轧辊的缝隙中受压变形， 以获得各种产品的加工方法。生产时，依靠摩擦力的作用，坯料 连续通过轧辊间隙而受压变形。轧制常用于生产各种型材，如圆 钢、方钢、角钢、铁轨等。 （2）挤压。挤压是金属坯料在挤压模内受压被挤出模孔而变形， 通过挤压作用将坯料挤成规则的形状。 （3）拉拔。拉拔是将坯料在牵引力作用下通过模孔拉出，使之 产生塑性变形而使之截面缩小、长度增加的工艺。 （4）锻造。铸造是在锻压设备及工（模）具的作用下，使坯料 或铸锭产生塑性变形，以获得一定几何尺寸、形状和质量的锻件 的加工方法。锻造包括自由锻和模锻两种形式，前者在砧座间自 由成形，如图4-7所示；后者在模膛内填充成形。 （5）冲压。冲压是金属板料在冲模之间受压产生分离或成形的 方法，通常用于在冷态下对薄板进行加工。
压力加工的定义、分类和特征
压力加工的定义、分类和特征
一、压力加工的的定义和分类定义：利用往复加压为主的压力机等加工设备和工模具，使金属及其它材料在局部或整体上产生永久变形、接合、分离和校正等的加工方法。
1.成型加工：凡利用永久变形(塑性或粘性)将固态坯料制成所需形状和尺寸的固态制件的方法;如：弯曲、胀形、翻边、拉深、锻造、压印、镦粗、挤压等。
2.接合加工：(1)利用成形或压缩加工的成形接合：卷折拼接、咬口、卷边敛缝、铆接等;(2)利用适当的温度和压力下产生的固态扩散现象进行的接合压接。
3.分离加工：(1)利用材料塑性变形到达最后阶段会发生断裂的性质，把材料分离为两部分以上而做成制件的加工方法：如：切断、切槽、落料、冲孔等;(2)挤压断裂精密冲裁;(3)切削分离：精修、双向冲裁等。
4.校正加工：用于提高零件的形状、尺寸精度或表面状态：(1)分离加工中的精修和修边;(2)板材成型中的模压校正;(3)蠕变成形或压缩成形中的精整、摔光等。
二、压力加工的特征 1.可得到精度好、产量高、制件较为均一的制件。
适合大量生产，比切削加工、铸造等省材省时，强度好，因而生产成本较低;2.必须有动作特性能适应加工对象的压力机和其他配套设备和装置;3.必须有合适的工模具。
工模具的设计需要素质较高的专业技术人员，工模具制作离不开数量极少而精度要求甚高的切削、磨削、电火花加工等方法;4.材料在加工过程中会发生加工硬化、析出硬化、各向异性、残余应力、表面缺陷等。
这些变化有时是有害的，需在工序中增加消除有害变化的辅助工序;有时这种变化是有益的，可用来提高制件的强度;5.需要特别注意预防操作者的人身事故及噪音、振动对环境的污染、设备和模具的损坏等。
03第二章金属材料及其加工技术讲稿压力加工学习资料
成 拉深
形 胀形
工 序 翻边
法兰区坯料在切向压应力、 径向拉应力作用下向直壁流 动，制成筒形或带法兰的筒 形零件
平板毛坯或者管坯在双向拉 应力作用下产生双向伸长变 形。用于成形凸包、凸筋或 鼓凸空心零件
在预先冲孔的板料或未经冲 孔的板料之上，在双向拉应 力作用下产生切向伸长变形， 冲制带有直边的空心零件
先简要介绍前三种方法，后两种方法后面系统讲授。
1.轧制
利用两个旋转轧辊的压力使金属坯料通过一个特定空 间产生塑性变形，以获得所要求的截面形状并同时改变其 组织性能。通过轧制可将钢坯加工成不同截面形状的原材 料，如圆钢、方钢、角钢、T字钢、工字钢、槽钢、钢轨 等。
2.挤压
将金属放入挤压筒内，用强大的压力使坯料从模孔中挤 出，从而获得符合模孔截面形状的坯料或零件的加工方 法。适合于挤压的金属材料主要有低碳钢、有色金属及 其合金。
2、弯曲成型设备：板料折弯压力机、 卷板机、拉型机
3、压制设备
五、折弯工艺
折弯工艺是将管材或板料按设计要求弯成一定的 角度和一定的曲率，形成所需形状零件的冲压工序 。多用于工业产品的箱、柜、盒和一些结构产品， 同工业设计产品关系密切。
弯曲件的形状
一般要求弯曲件形状对称，弯ห้องสมุดไป่ตู้半径左右一致， 则弯曲时坯料受力平衡而无滑动。
一、压力加工的概念
利用金属在外力下所产生的塑性变形，来获得具有 一定形状、尺寸和机械性能的原材料、毛坯或零件的 生产方法。压力加工又称为塑性加工。
各类钢和大多数有色合金一般都具有一定的塑性， 因此它们可以在热态或冷态下进行压力加工。
二、压力加工的方法
压力加工的方法有：轧制、挤压、拉拔、锻造和冲 压等。前三种方法主要生产各种型材，后两种方法主 要生产毛坯和零件。
10 第十章 压力加工
二、模锻工艺规程制定
1）绘制模锻件图（选择分模面、加工余量和公差、敷料、 模锻斜度和圆角半径）
2）确定模锻工步 3）修整工序 1. 绘制模锻件图
(1) 分模面的选择---应保证锻件顺利取出，分模面一般选在锻件 最大尺寸的截面上；分模面处上、下模膛外型一致，便于发现错 模；模膛应浅而宽、利于金属充满模膛；保证锻件上敷料最少。
好；拉应力的数目越多，则金属的塑性越差。 压应力阻碍了微裂纹的产生和发展；拉应力状态时，内部缺陷
处会产生应力集中，使缺陷易于扩展和导致金属的破坏。因此，选 择变形方法时，对于塑性好的金属，变形时出现拉应力是有利的， 可减少变形时的能量消耗。而对于塑性差的金属材料，应避免在拉 应力状态下变形，尽量采用三向压应力下变形。
三、压力加工工艺的特点
1.改善晶粒组织 对于铸态金属，粗大的树枝状晶经过塑性变形及再结晶后，变 成了等轴(细)晶粒组织；对于经轧制、锻造或挤压的钢坯或型材， 在以后的锻造加工中通过塑性变形与再结晶，其组织进一步得到 改善。
2.锻合内部缺陷 铸态金属中的缩孔、疏松、气泡、空隙和微裂纹等缺陷被压实或 焊合，从而提高了金属的致密度。
F、H 为坯料变形后的高度和横截面积。
纤维组织的明显程度与锻造比有关。加工时应力求使 流线合理分布：最大正应力与纤维方向一致，最大切应力 与纤维方向垂直，并尽可能使纤维方向沿零件的轮廓分布 而不被切断。
二、金属的可锻性 金属可锻性是衡量材料通过塑性加工获得优质零件
的难易程度的工艺性能指标。 可锻性常用金属的塑性和变形抗力两个指标来综
第 10 章 压 力 加 工
压力加工是使金属坯料在外力作用下产生塑性变 形，从而获得具有一定形状、尺寸和性能的毛坯或零 件的加工方法。
一、压力加工工艺分类
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压力加工的定义、分类和特征Definition, classification and characteristics of pressure machining
压力加工的定义、分类和特征
导语：进行安全管理的目的是预防、消灭事故，防止或消除事故伤害，保护劳动者的安全与健康。
在安全管理的四项主要内容中，虽然都是为了达到安全管理的目的，但是对生产因素状态的控制，与安全管理目的关系更直接，显得更为突出。
一、压力加工的的定义和分类
定义：利用往复加压为主的压力机等加工设备和工模具，使金属及其它材料在局部或整体上产生永久变形、接合、分离和校正等的加工方法。
1.成型加工：凡利用永久变形(塑性或粘性)将固态坯料制成所需形状和尺寸的固态制件的方法;
如：弯曲、胀形、翻边、拉深、锻造、压印、镦粗、挤压等。
2.接合加工：
(1)利用成形或压缩加工的成形接合：卷折拼接、咬口、卷边敛缝、铆接等;
(2)利用适当的温度和压力下产生的固态扩散现象进行的接合——压接。
3.分离加工：
(1)利用材料塑性变形到达最后阶段会发生断裂的性质，把材料分离为两部分以上而做成制件的加工方法：
如：切断、切槽、落料、冲孔等;
(2)挤压断裂——精密冲裁;
(3)切削分离：精修、双向冲裁等。
4.校正加工：用于提高零件的形状、尺寸精度或表面状态：
(1)分离加工中的精修和修边;
(2)板材成型中的模压校正;
(3)蠕变成形或压缩成形中的精整、摔光等。
二、压力加工的特征
1.可得到精度好、产量高、制件较为均一的制件。
——适合大量生产，比切削加工、铸造等省材省时，强度好，因而生产成本较低;
2.必须有动作特性能适应加工对象的压力机和其他配套设备和装置;
3.必须有合适的工模具。
工模具的设计需要素质较高的专业技术
人员，工模具制作离不开数量极少而精度要求甚高的切削、磨削、电火花加工等方法;
4.材料在加工过程中会发生加工硬化、析出硬化、各向异性、残余应力、表面缺陷等。
这些变化有时是有害的，需在工序中增加消除有害变化的辅助工序;有时这种变化是有益的，可用来提高制件的强度;
5.需要特别注意预防操作者的人身事故及噪音、振动对环境的污染、设备和模具的损坏等。
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