金属工艺学(热)压力加工2PPT课件
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金属加工工艺最新版ppt课件
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固体成型加工分类：
旋压：一种非常常见的用于生产圆形对称 部件的加工方法。加工时，将高速旋转的金 属板推近同样告诉旋转的，固定的车床上的 模型，以获得预先设定好的造型。该工艺适 合各种批量形式的生产。
弯曲：一种用于加工任何形式的片状，杆 状以及管状材料的经济型生产工艺。
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冲压成型：金属片置于阳模与阴模之间经过 压制成型，用于加工中空造型，深度可深可浅。
❖ 车床主要使用的刀具 为各种车刀，也可用 钻头、扩孔钻、绞刀 进行孔加工，用丝锥、 板牙加工内外螺纹表 面。
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铣床
❖ 铣床可以加工水平面、 垂直面、T形槽、键槽、 燕尾槽、螺纹、螺旋槽、 分齿零件（齿轮、链轮、 棘轮、花键轴）以及成 形面等。此外，铣床还 可以使用锯刀铣片进行 切断工作。
❖ 种类：卧式升降台铣床、
金属加工工艺
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金属加工工艺
❖第一篇 变形加工 ❖第二篇 切削加工 ❖第三篇 磨削加工 ❖第四篇 焊接 ❖第五篇 热处理 ❖第六篇 表面处理
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第一篇 变形加工
一、塑性成型 二、固体成型 三、压力加工 四、粉末冶金
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一、塑性成型加工
塑性(成型)加工是指高温加热下利用模具使金 属在应力下塑性变形 。
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第二篇 切削加工
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切削加工
制造尺寸、形状、位置精度要求较 高，表面粗糙度较细的零件，通常采 用切削加工方法。
金属切削机床就是利用刀具对金 属毛坯进行切削加工的设备，通常简 称为机床。
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分类
❖ 车床 ❖ 铣床 ❖ 钻床 ❖ 镗床 ❖ 电火花线切割加工
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车床
❖ 车床主要用于加工各 种回转表面（内外圆 柱面、圆锥面、成型 回转面等）以及回转 体的端面。
固体成型加工分类：
旋压：一种非常常见的用于生产圆形对称 部件的加工方法。加工时，将高速旋转的金 属板推近同样告诉旋转的，固定的车床上的 模型，以获得预先设定好的造型。该工艺适 合各种批量形式的生产。
弯曲：一种用于加工任何形式的片状，杆 状以及管状材料的经济型生产工艺。
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冲压成型：金属片置于阳模与阴模之间经过 压制成型，用于加工中空造型，深度可深可浅。
❖ 车床主要使用的刀具 为各种车刀，也可用 钻头、扩孔钻、绞刀 进行孔加工，用丝锥、 板牙加工内外螺纹表 面。
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铣床
❖ 铣床可以加工水平面、 垂直面、T形槽、键槽、 燕尾槽、螺纹、螺旋槽、 分齿零件（齿轮、链轮、 棘轮、花键轴）以及成 形面等。此外，铣床还 可以使用锯刀铣片进行 切断工作。
❖ 种类：卧式升降台铣床、
金属加工工艺
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金属加工工艺
❖第一篇 变形加工 ❖第二篇 切削加工 ❖第三篇 磨削加工 ❖第四篇 焊接 ❖第五篇 热处理 ❖第六篇 表面处理
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第一篇 变形加工
一、塑性成型 二、固体成型 三、压力加工 四、粉末冶金
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一、塑性成型加工
塑性(成型)加工是指高温加热下利用模具使金 属在应力下塑性变形 。
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第二篇 切削加工
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切削加工
制造尺寸、形状、位置精度要求较 高，表面粗糙度较细的零件，通常采 用切削加工方法。
金属切削机床就是利用刀具对金 属毛坯进行切削加工的设备，通常简 称为机床。
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分类
❖ 车床 ❖ 铣床 ❖ 钻床 ❖ 镗床 ❖ 电火花线切割加工
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车床
❖ 车床主要用于加工各 种回转表面（内外圆 柱面、圆锥面、成型 回转面等）以及回转 体的端面。
金属工艺学压力加工上课
3.模锻斜度
模锻件上平行于锤击方向 ( 垂直于分模面 ) 的外表必须具有斜度 ，以便于从模膛中取出锻件。
工作时，上模与锤头一起作上下往复运动，以迫使 模膛内的金属受压变形，从而获得锻件。
上下模的接触面叫分模面－8。
模膛按其功能分模锻模膛、制坯模膛。
〔一〕模锻模膛:包括预锻模膛和终锻模膛
⑴终锻模膛：使金属坯料最终变形到所要求的形状与尺 寸。
特点：
a.由于模锻需要加热后进展，锻件冷却后尺寸会有 所缩减，所以终锻模膛的尺寸应比实际锻件尺寸放大一 个收缩量。
三、多晶体的塑性变形 1.金属晶粒越细，强度就越大,塑韧性越好。
因此细晶强化是金属的一种很重要的强韧化手段。 2.多晶体塑性变形不均匀。
第二节 塑性变形对金属组织和性能的影响
一、加工硬化
金属发生塑性变形, 随变形度的增大, 金属的强度和硬度显 著提高, 塑性和韧性明显下，这种现象称为加工硬化, 也叫形变 强化。
3. 应力状态的影响 在三向应力状态下，压应力的数目越多，那么
其塑性越好；拉应力的数目越多，那么其塑性越差。
第二章 锻造
❖ 第一节 锻造方法 ❖ 第二节 锻造工艺规程的制订 ❖ 第三节 锻件构造的工艺性
第一节 锻造方法
一、自由锻 自由锻：利用冲击力，使金属在上、下砧铁之间，
产生塑性变形而获得所需形状、尺寸以及内部质量锻件 的一种加工方法。
(2)滚挤模膛
减小坯料某局部的横截面积，以增大另一局部 的横截面积。主要是使金属坯料能够按模锻件的形 状来分布。
⑶弯曲模膛 使坯料弯曲，弯曲后坯料将翻转90°。
⑷切断模膛 在上模与下模的角部组成一对刃口，用来切断金属。
可用于从坯料上切下锻件或从锻件上切钳口，也可用于 多件锻造后别离成单个锻件。
金属工艺学课件(PPT 49页)
(2) 非金属夹杂物
作业：
一、问答题
1、可采用哪些措施提高合金的流 动性？
2、缩孔和缩松是怎样形成的？可 采用什么措施防止？
3、什么是顺序凝固原则和同时凝 固原则？
9、静夜四无邻，荒居旧业贫。。21.3.321.3.3Wednesday, March 03, 2021
10、雨中黄叶树，灯下白头人。。11:40:0211:40:0211:403/3/2021 11:40:02 AM
铸造性能：Foundry Technological Properties
是表示合金铸造成形获得优质铸件的能力， 是一个极其重要的工艺性能。通常用流 动性和收缩性等来衡量。
1. 合金的充型能力
mold filling capacity
⑴ 充型能力的概念（流动性）
液态合金充满型腔，形成轮廓清晰、 形状正确的优质铸件的能力。
1杆：拉应力 Tensile Stress
2杆：压应力： Compression Stress
⑵ 机械应力 Contraction Stress ：铸 件冷到弹性状态后，由于受到铸型、 型芯和浇冒口等的 阻碍而产生的应 力为机械应力。
机械应力为 拉应力，如 图：
Tensile Stress
⑶ 减小和消除铸造应力的方法
通过两个途径发生作用：
影响金属与铸型之间的热交换条件， 改变金属液的流动时间；
影响金属液在铸型中的水动力学条 件，改变金属液的流动速度。
2. 合金的收缩性
The Contraction of Alloys
⑴ 收缩的概念： 合金从液态冷却到常温的
过程中，尺寸和体积缩小的现象称为收 缩。
The Conception of the Contraction
《金属工艺学》课件
金属工艺学分类
金属工艺学可以根据加工对象和应用 领域分为多种分支，如铸造、锻造、 焊接、切削加工、热处理等。
金属工艺学的应用领域
机械制造业
航空航天业
金属工艺学在机械制造业中应用广泛，涉 及各种零件的加工、装配和维修。
航空航天器制造需要高精度和高性能的金 属材料和加工技术，金属工艺学在航空航 天业中发挥着重要作用。
汽车制造业
电子工业
汽车制造业需要大量金属材料和加工技术 ，包括车身、底盘、发动机等部件的制造 和装配。
电子工业中，金属材料广泛应用于电路板 、连接器、散热器等部件的制造。
金属工艺学的历史与发展
01
古代金属工艺
早在公元前，人类就开始使用金属材料，如青铜、铁等，用于制造工具
、武器和饰品。
02
工业革命时期的金属工艺
退火与正火工艺
退火工艺
退火是一种将金属加热到适当温度，保温一段时间，然后缓慢冷却至室温的热 处理工艺。其主要目的是消除金属内部的应力，提高其塑性和韧性，以便于进 一步加工。
正火工艺
正火是将金属加热到适当温度，保持一定时间后，在静止空气中冷却的热处理 工艺。其主要目的是细化金属的晶粒，提高其机械性能，如强度和韧性。
。
焊接缺陷及防止
03
焊接过程中可能出现气孔、夹渣、裂纹等缺陷，需采取相应措
施进行防止。
金属的切削加工工艺
切削加工原理
通过刀具对金属工件进行切削，以去除多余的金属材料，实现工 件形状和尺寸的加工。
切削加工方法分类
根据切削加工的特点和应用，可分为车削、铣削、钻削、磨削等 。
切削加工技术要求
切削加工过程中需要考虑刀具材料、切削液、切削参数等因素， 以确保加工质量和效率。
金属工艺学可以根据加工对象和应用 领域分为多种分支，如铸造、锻造、 焊接、切削加工、热处理等。
金属工艺学的应用领域
机械制造业
航空航天业
金属工艺学在机械制造业中应用广泛，涉 及各种零件的加工、装配和维修。
航空航天器制造需要高精度和高性能的金 属材料和加工技术，金属工艺学在航空航 天业中发挥着重要作用。
汽车制造业
电子工业
汽车制造业需要大量金属材料和加工技术 ，包括车身、底盘、发动机等部件的制造 和装配。
电子工业中，金属材料广泛应用于电路板 、连接器、散热器等部件的制造。
金属工艺学的历史与发展
01
古代金属工艺
早在公元前，人类就开始使用金属材料，如青铜、铁等，用于制造工具
、武器和饰品。
02
工业革命时期的金属工艺
退火与正火工艺
退火工艺
退火是一种将金属加热到适当温度，保温一段时间，然后缓慢冷却至室温的热 处理工艺。其主要目的是消除金属内部的应力，提高其塑性和韧性，以便于进 一步加工。
正火工艺
正火是将金属加热到适当温度，保持一定时间后，在静止空气中冷却的热处理 工艺。其主要目的是细化金属的晶粒，提高其机械性能，如强度和韧性。
。
焊接缺陷及防止
03
焊接过程中可能出现气孔、夹渣、裂纹等缺陷，需采取相应措
施进行防止。
金属的切削加工工艺
切削加工原理
通过刀具对金属工件进行切削，以去除多余的金属材料，实现工 件形状和尺寸的加工。
切削加工方法分类
根据切削加工的特点和应用，可分为车削、铣削、钻削、磨削等 。
切削加工技术要求
切削加工过程中需要考虑刀具材料、切削液、切削参数等因素， 以确保加工质量和效率。
金属加工工艺培训课件(PPT-69页)
三、淬火
❖ 把工件加热到一定温度（临界温度以上）， 经过一定时间保温后，在水、油或盐水中急 速冷却的操作过程叫淬火。
❖ 按加热程度不同分为： ❖ 整体淬火和表面淬火。
❖一般分为自由锻和模锻。 ❖常用于生产大型材、开坯等。
一、自由锻
利用冲击力或压力使金属在上下两个 抵铁之间产生变形，从而得到所需形状 及尺寸的锻件。分手工锻造、机械锻造 两种。 工具简单，通用性强，应用广泛。
二、模锻
❖ 按设备不同分为： ❖ 锤上模端、胎膜锻、 压力机上模锻 ❖ 锤上模锻设备有： ❖ 蒸汽空气锤、五砧座锤、高速锤
激光焊接法
某些物质原子中的粒子受光或电刺激， 使
低能级的原子变成高能级原子，辐射出相位 、
频率、方向完全相同的光，具有颜色单纯、
特点： (1)焊接速度快，加工时间短暂 (2)准确性高，被焊金属无需包埋固定，无变
形 (3)不受电磁于扰，可直接在大气中进行焊接
， 操作方便 (4)热影响区小，激光焊接加热区域小、热量
冲孔：利用特殊工具在金属片上冲剪出一定 造型的工艺，大，小批量生产都可以适用。
冲切：与冲孔工艺基本类似，不同之处在于 前者利用冲下部分，而后者利用冲切之后金属 片剩余部分。
切屑成型：当对金属进行切割的时候有切 屑生产的切割方式统称为切屑成型，包括铣 磨，钻孔，车床加工以及磨，锯等工艺。
无切屑成型：利用现有的金属条或者金属 片等进行造型。没有切屑产生。这类工艺包 括化学加工，腐蚀，放电加工，喷砂加工， 激光切割，喷水切割以及热切割等。
优点： 成本低，可用价廉易得的 CO2代替焊剂，焊接成本仅是埋弧 自动焊和手弧焊的40%左右。生产 效率高、操作性好、质量较好。
缺点： CO2的氧化作用使溶滴飞溅 较为严重，因此焊缝成型不够光滑 ，另外焊接烟雾较大，弧光强烈， 如果控制或操作不当，容易产生气
金属工艺学热压力加工2.pptx
• 拉裂与下列因素有关：
• （1）凸凹模的圆角半径
• （2）凸凹模间隙
• （3）拉深系数
• 拉深系数是拉深件直径d与坯料直径D的比 值。
• （4）润滑
• 起皱与下列因素有关：
• （1）与毛坯的相对厚度有关 t/D
• （2）拉深系数
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第二节 变形工序
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第二节 变形工序
• 3 旋压 • 旋压在专用旋压机上
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第四章 特种压力加工方法简介
• 第一节 精密模锻 • 是在模锻设备上锻造出形状复
杂、高精度锻件的锻造工艺。 • 保证精密模锻的措施： • (1)精确计算原始坯料的尺寸 • （2）精细清理坯料表面 • （3）采用无氧化或少氧化方法
加热 • （4）精锻模膛的精度必须比锻
件精度高两级 • （5）模锻进行中要很好地冷却
• 例如，Zn-22%Al合金，250℃下延伸率1500%， 强度极限2MPa。
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三、超塑成形的特点及影响超塑成形的因素
• 1. 优点： • （1）材料塑性特别高； • （2）变形抗力小； • （3）模具寿命长； • （4）可以一次精密成形； • （5）可用于模具制造等领域； • （6）成形零件质量好；
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第三节 冲模简介
• 简单模、连续模、复 合模三类
• 一、简单冲模 • 在冲床的一次行程中
只完成一个工序的冲 模。
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第三节 冲模简介
• 二、连续冲模（级进模） • 是在冲床的一次冲程中，在模具的不同部位同时完
成数道工序的模具。
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第一节 分离工序
4 冲裁件的排样 排样指落料件在条料、带料或板料上合理布置的方法。 排样有两种类型：有搭边排样和无搭边排样 5 修整 利用修整模沿冲裁件边缘或内孔刮削一薄层金
属，以切掉冲裁件上的剪裂带和毛刺。 6 切断 是用剪刃或冲模将板料沿不封闭轮廓进行分离
的工序。
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第二节 变形工序
3 凸凹模刃口尺寸的确定
凸模和凹模刃口尺寸取决于冲裁件的尺寸和冲 模间隙。
设计落料模，应先按落料件确定凹模刃口尺寸， 取凹模作设计基准件，根据间隙确定凸模尺寸。 靠近落料件公差的最小尺寸。
设计冲孔模时，先按冲孔件确定凸模刃口尺寸，
取凸模作设计基准件，根据间隙确定凹模尺寸。
凸模尺寸靠近孔公差的最大尺寸。
连接。
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第四节 冲压件的结构工艺性
2 对弯曲件的要求 （1）弯曲件的形状应尽量对称 （2）弯曲边过短不易成形。 （3）弯曲带孔件时，为避免孔的变形，孔的位置
有一定要求。
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第四节 冲压件的结构工艺性
3 对拉深件的要求 （1）拉深件的外形应简单、对称，深度不宜过大。 （2）拉深件的圆角半径不能太小。
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第四节 冲压件的结构工艺性
二、简化工艺及节省 材料的设计
（1）形状复杂的冲压 件，可以分成若干个 简单件，分别冲压， 然后焊接成整体。
（2）采用冲口工艺， 减少组合件数量
（3）尽量简化拉深件 结构，减少工序
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第四节 冲压件的结构工艺性
三、冲压件的厚度
在强度和刚度允许的情况下，尽可能采用较薄的 材料，局部刚度不够可采用加强筋。
拉深系数是拉深件直径d与坯料直径D的比值。
（4）润滑
起皱与下列因素有关：
（1）与毛坯的相对厚度有关 t/D
（2）拉深系数
采用压边圈可防止起皱。 -
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第二节 变形工序
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第二节 变形工序
3 旋压 旋压在专用旋压机上
进行，生产空心回转 体。
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第二节 变形工序
二、弯曲 是将坯料弯曲成具有一定角度和曲率的变形工序。
内侧受压缩，外侧受拉伸。 最小弯曲半径 回弹
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第二节 变形工序
三、翻边 是在带孔的平坯料上用扩孔的方法获得凸缘的工序。 翻边系数 四、成形（胀形） 利用局部变形使坯料或半成品改变形状的工序。
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第三节 冲模简介
简单模、连续模、复 合模三类
一、简单冲模 在冲床的一次行程中
四、冲压件的精度和表面质量
对冲压件的精度要求，不应超过冲压工艺能达到 的一般精度。
冲压工艺一般精度：
落料件不超过IT10;冲孔件不超过IT9，弯曲件不 超过IT10-IT9 IT10-IT9,拉深件高度尺寸精度 IT10-IT8，直径尺寸精度IT10-IT9
冲压件的表面质量要求一般不要超过原材料的表
金属工艺学（热）
锻造部分
主讲：郭景哲 副教授
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第三章 板料冲压
板料冲压是利用冲模使板料产生分离或变形的加 工方法。
特点：
（1）可以冲压出形状复杂的零件，废料少
（2）产品具有足够高的精度和较低的表面粗糙度， 冲压件的互换性好
（3）能获得重量轻、材料消耗少，强度和刚度都 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，生产率很高，故零件成本低。
只完成一个工序的冲 模。
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第三节 冲模简介
二、连续冲模（级进模） 是在冲床的一次冲程中，在模具的不同部位同时完
成数道工序的模具。
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第三节 冲模简介
三、复合冲模 是在冲床的一次冲程中，在模具的同一部位同时完
成数道工序的模具。
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第四节 冲压件的结构工艺性
一、冲压件的形状和尺寸 1 对落料件和冲孔件的要求 （1）落料件和冲孔件的形状应力求简单、对称。废料少。 （2）冲裁件的结构尺寸必须考虑材料厚度。 （3）冲裁件上直线与直线、曲线与直线交接处，均应用圆弧
是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、 翻边、成形等。
一、拉深
1 拉深过程
拉深是利用模具使冲裁后 得到的平板变形成开口空 心零件的工序。
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第二节 变形工序
2 拉深过程中的废品
拉裂和起皱
拉裂与下列因素有关：
（1）凸凹模的圆角半径
（2）凸凹模间隙
（3）拉深系数
在刚度大、运动精度高的设备上 进行。
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第二节 零件挤压
挤压是使坯料在挤压模内受压被挤出模孔而变形 的加工方法
按金属流动方向与凸模运动方向的不同，分成四 种：正挤压、反挤压、复合挤压和径向挤压
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第二节 零件挤压
按挤压温度不同分为： （1）热挤压 适于生产有色金属型材、管棒材 （2）冷挤压 适于生产零件 （3）温挤压
常用设备：剪床和冲床
基本工序：分离工序和变形工序
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2
第一节 分离工序
分离工序是使坯料的一部分与另一部分相互分离的 工序，如落料、冲孔、切断和修整。
一、落料和冲孔（统称冲裁） 冲裁是使坯料按封闭轮廓分离的工序。落料时，冲
落部分是成品，冲孔时，冲落部分为废料。
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3
第一节 分离工序
1. 冲裁变形过程 （1）弹性变形阶段 （2）塑性变形阶段 （3）断裂分离阶段 冲裁件分离面的质量
主要与凹凸模间隙、 刃口锋利程度有关。
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4
第一节 分离工序
2 凸凹模间隙 间隙影响冲裁件的断面质量，也影响模具寿命、
卸料力、推件力、冲裁力和冲裁件的尺寸精度。 间隙过大过小，裂纹重合不好。 要求质量较高时，取较小的间隙值； 对质量无严格要求时，尽可能加大间隙。 单面间隙 C=mδ
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第一节 分离工序
面质量。
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第四章 特种压力加工方法简介
第一节 精密模锻
是在模锻设备上锻造出形状复杂、 高精度锻件的锻造工艺。
保证精密模锻的措施：
(1)精确计算原始坯料的尺寸
（2）精细清理坯料表面
（3）采用无氧化或少氧化方法 加热
（4）精锻模膛的精度必须比锻 件精度高两级
（5）模锻进行中要很好地冷却 锻模和进行润滑
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第二节 零件挤压
零件挤压工艺特点：
（1）挤压时受三向压应力，可提高金属塑 性，适于挤压的材料品种多
（2）可制出形状复杂、深孔、薄壁和异型 断面的零件
（3）挤压零件的精度高 （4）挤压零件的力学性能高 （5）节省原材料