产品造型材料与工艺__第四讲.pptx

（2)在保证工艺的前提下，应尽量以廉价材料代替 贵重材料，以薄料代替厚料，以黑色金属代替有色 金属，这样，可使占制品成本60％－80％的材料费 用大大降低，以利提高产品的市场竞争能力。
（3）设计零件的外廓尺寸尽量考虑板材的尺寸规格 标准，使毛坯排样时废料浪费最少。反之，选择材 料尺寸时，应考虑尽量为毛坯尺寸的整数倍为好。
分离工序 使坯料的一部分与另一部分相互 分离的工序，如落料、冲孔、切断、修整 等。
变形工序 使坯料的一部分相对于另一部分 产生位移而不破裂的工序。如拉深、弯曲、 翻转、成型等。
冲压材料的合理选择
（1）冷冲压适用的板材厚度一般不超过6mm厚。 材料一般用塑性较高的低碳钢、铜、铝、及其合金， 此外非金属材料也常用于冲压加工，如胶木、云母、 石棉板、皮革等等。
板料冲压
板料冲压特点： （1）可冲压出形状复杂的零件，废料较少。 （2）产品具有足够高的精度和较低的表面粗
糙度，互换性能好。 （3）能获得质量轻，材料消耗少，强度和刚
度较高的零件。 （4）冲压操作简单，工艺过程便于机械化和
自动化，成品率很高，故零件成本低。
板料冲压
冲压成品需进行很多工序，其基本工序有分 离工序和变形工序两大类：
3 既充分利用冲压件有薄、匀、轻、强的特点，又要满足冲压产品需 要较强刚度的要求
在产品上灵活设计加强筋、肋、起伏或翻边（如：盆、锅等）等以提高其 刚性。并且这些在制造时可一次成型，是其他方法难以做到的。
2.2.2 压力加工及其工艺性
定义：
压力加工 利用外力使坯料产生塑性变
形,获得所需尺寸,形状和性能的产品（毛 坯或零件）成型方法
压力加工中作用在金属坯料上的外力主要有 两种性能：冲击力和压力
锤类设备产生冲击力使金属变形 扎机与压力机对金属坯料施加静压力使之变形
2.2.2 压力加工及其工艺性
冲压设备
1.剪切下料设备 是冷冲压工艺中 准备工序使用的设备，手工制作 模型时使用更多。分为:
手工剪刀设备和工具小剪刀 中小型剪刀设备：振动剪刀、斜口
剪刀、钣金铣床； 大型剪切设备
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
冲压产品的设计特点
1 形状简单、对称，尽可能采用圆形或矩形，受力均匀
产品表面均由上下模具切、拉、挤而成，故产品形状设计应简单，符合模 具的一端（型腔）或两端（通模）是开放式的特点，应能制造。
2 为保证模具强度和寿命，尽量避免长槽或长悬臂的结构设计
形成产品表面的冲压深度不能过长，过长时是分几次压成的，产品的拉、 挤成型表面不应设计过长。（如：氧气瓶）
在型腔内可设计复合型腔特点的形貌（孔窝、凸台等）以及通孔等。如： 汽车车身
锻造加工
可锻造的固体坯料可以是铁碳合金、铝 合金、铜合金等。
锻造时金属需加热到的温度
铁碳合金（钢） 约为1150℃——1250℃
铝合金
约为430℃——500℃
铜合金
约为800℃——900℃
锻造加工
锻造分为两种： 自由锻：是将近坯料放在上下地铁之间，
以冲击力或压力使其变形的加工方法。 模锻：金属坯料在具有一定形状的锻模模
产品造型材料与工艺
第四讲
第二章 金属材料及其加工技术
第一节 常用金属材料及其特性 第二节 金属材料成型与工艺性 第三节 金属表面处理与装饰技术
第二节 金属材料成型与工艺性
2.2.1 铸造加工及其工艺性 2.2.2 压力加工及其工艺性 2.2.3 连接技术及其工艺性 2.2.4 切削加工（机械加工）及其工艺性 2.2.5 特种加工及其工艺性
从合金的组织结构看：
纯金属和固溶体（奥氏体）的锻造性能一般较好。 铸态组织和粗晶组织塑性较差，锻造性能不如锻轧
组织和细晶组织。
产品设计中如何运用锻造 工艺？
在产品的艺术造型上较少应用，一般从功能出发， 构成产品的外形，如汽车Hale Waihona Puke 动机连杆、日用品小锁 头、农具等。
自由锻不能加工形状复杂的锻件； 外形复杂的零件需要用模锻获得；
压力加工的基本生产方式有 轧制、挤压、拉拨、锻造(自 由锻和模锻)和板料冲压。
轧制、挤压、拉拨用于金属型 材、板材、管材和线材制造
而板料冲压和锻造用于毛胚和 零件。
锻造加工
先将材料预热，使其塑性增强，然后用汽锤、 压力使金属材料成型的加工方法，最原始的锻 造如铁匠的小火炉、手锤等。
锻造要求材料具有两方面的性能
可锻性， 即承受住重锤的锻打、 冲击而不易碎裂， 具有良好的韧性。
要求定型性好，弹性要适度。 若弹性过大， 则材料 在重锤锻打时承受外力会发生变形， 但外力撤出之 后又恢复原型，难以成型。预热升温， 实际上就是 一种强化定型性能的措施。
锻造使金属产生的加工硬化是强化金属的重要 手段之一,对于纯金属和奥氏体不锈钢等不能采 用热处理强化的合金尤为重要。
压力加工的特点：是一种重要的塑性成型方法， 要求金属具有良好的塑性
优点：金属塑性变形后，能压合铸坯的内部缺陷， 提高金属机械性能，保证强度和韧性，节省金属 材料和加工工时
缺点：只适用于塑性金属材料，不能加工脆性材 料如铸铁、青铜，不能加工形状太复杂的零件比 如具有复杂外形和内腔的零件
压力加工的种类
膛内受冲击力或压力的加工方法。
自由锻
模锻
锻造产品的适用材料
从化学成分看：
一般纯金属的锻造性好。 碳钢的锻造性随其含碳量的增高而降低。 合金钢的锻造性低于相同含碳量的碳钢。 合金钢中合金元素含量愈高, 杂质愈多, 锻造性愈差。 当合金中含有可形成碳化物的元素（如铬、钨、锡、
钒、铁等）, 则其锻造性显著下降。
锻造加工后零件表面光滑、内部组织致密均匀，机 械强度高；
锻造加工后可直接形成产品外形，尺寸比铸造精确， 一般只做少量切削加工即可。
锻造法兰盘
锻造加工产品举例
手锤
冲压加工
冲压烤漆饰品
冲压加工
冲压加工成型是利用冲模使板材产生分离或 变形的加工方法。通常在冷态下进行，又叫 冷冲压。
冷冲压工艺是产品上外形零件的加工主要的 手段之一，冷冲压工艺对当今的大批量生产 很有意义，由于产品需要频繁的变换造型， 在这种竞争的形势下，采用冷冲压工艺具有 特殊的意义。