材料成型技术第三章锻讲义压32

安徽工程科技学院机械系
2.冲压基本工序
⑴冲裁：即利用冲模将板料以封闭或不封闭的轮 廓线与坯料分离的冲压方法。
即用带刃口的冲模使板料分离。
沿封闭轮廓分离 冲 （冲孔、落料等）
板坯
裁 沿非封闭轮廓分离
（切断、切口、剖切等）
AUTS
凸模
凹 模
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1）冲裁变形过程 ◆三个阶段：弹性变形→塑性变形→剪裂分离 ◆冲后断面特征：
镦粗
制坯模膛（体积分配）
拔长 滚挤★
弯曲 …
模锻模膛（锻件成形） 预锻→初步成形
终锻→最终成形
切断模膛（锻件与坯料切离）
设飞边槽★ 放收缩率
实际锻造时应根据锻件的复杂程度相应 选用单模膛锻模或多模膛锻模。 一般形状简单的锻件 采用仅有终锻模膛的单模膛锻模， 而形状复杂的锻件（如截面不均匀、轴线弯 曲、不对称等）则需采用具有制坯、预锻、 终锻等多个模膛的锻模逐步成形。
适于小型锻件的成批大量生产。 如飞机、机车、军工、轴承等制造业中的 齿轮、轴、连杆等零件。
（3）模锻方法
1）锤上模锻： 即在锻锤上进行的模锻。 按所用设备和模具不同， 可分为锤模锻和胎模锻。
①锤模锻：即在各种模锻锤上进行的模锻。
★ 锻模模膛：→根据锻件形状和模锻工艺而 开设的凹腔。
●
模膛 种类
锤锻模具由带有燕尾的上模、 下模组成。下模固定在模座上， 上模固定在锤头上，并随锤头作 上下往复锤击运动使锻坯在模膛 中成形。
下面让我们来看一下弯曲连杆在锤上模 锻时所用的多模膛锻模及其成形过程。
制 ①拔长
坯 ②滚挤
锻 模
工
步 ③弯曲
模 ④预锻
锻
切
工 步
⑤终锻
边
切
断 ⑥切边
模
工
步
②胎模锻：
即在自由锻造设备上使用可移动模具生产模锻 件的一种锻造方法。
特点： 与自由锻相比：锻件质量好；生产率高；
节约金属。 与模锻相比： 操作灵活；生产准备周期短；
特别适于重型、大型锻件生产。
（4）自由锻的基本工序 分类 ： 1）辅助工序： 为方便基本工序的操作而预先进行局部小变形 的工序。 如倒棱、压肩等。 2）精整工序： 修整锻件最终形状和尺寸、消除表面不平和歪 斜的工序。如修整鼓形、校平、校直等。 3）基本工序： 锻造过程中直接改变坯料形状和尺寸的工序。 如镦粗、拔长、冲孔、扩孔、弯曲、锻接等。
对应各变形阶段， 冲孔件
冲裁断面相应地分为
塌角
塌角、光亮带、剪裂带
光亮带 剪裂带
和毛刺区。
毛刺
光亮带宽度越大，
塌角越小，
毛刺 剪裂带
光亮带
剪裂带的宽度和斜度越小，
落料件 塌角
则剪切面的质量越好
冲裁件断面组成示意图
AUTS
2）冲裁间隙 ：指凹模与凸模工作部分的水平 投影尺寸之差。
（一般用字母Z代表双边间隙） 冲裁间隙的大小直接影响冲裁件的质量、 冲裁力的大小和模具寿命。
锻件表面质量较差；劳动强度大。 胎模的种类：扣模；筒模；合模。
2）锻造压力机模锻（自学) 在压力机上对热态金属进行锻造。
①液压机模锻：模锻液压机是用高压液体（通常为 水或油）来驱动安装在活动横梁上的锻模进行模 锻的。
②锻压机模锻：锻压机即热模锻机械压力机，是通 过曲柄连杆机构使滑块往复运动进行模锻的。
冲裁间隙的影响：
①对断面质量：Z过大，断面质量不好；
②对模具寿命：Z加大，提高寿命；
③对冲裁力：Z加大，可减小冲裁力。
合理选择间隙值Z （根据材料种类、料厚、精度要求等确定）
①当断面质量要求较高时，应选较小的间隙值；
②当断面质量无严格要求时，应尽可能加大间隙。
经验公式：Z＝mδ
（m是系数，δ是料厚）
冲裁软钢、铝合金、铜合金等软材料时：
Z＝（6％～8％）δ
冲裁硬钢等材料时：Z＝（8％～12％）δ
冲厚板或精度较低的冲裁件时，间隙还可适 当增大。
3）排样：
即冲裁件在板料或带料上的布置方法。
排样原则：合理。
目的：简化模具结构，提高材料利用率。
4）提高冲裁质量的冲压工艺：
当冲裁件剪断面用做工作表面或配合表面时， 常采用整修、挤光、精密冲裁等冲压工艺以提 高冲裁质量。
③平锻机模锻：平锻机是具有镦锻滑块和夹紧滑块 的卧式压力机。
④螺旋压力机模锻：螺旋压力机是靠主螺杆的旋转 带动滑块上下运动，向上实现回程，向下进行锻 打的压力机。
3.2.2 冲压
1.冲压
是使板料经分离或成形而得到制 件的工艺统称。
（1）冲压设备： 1）剪床→把板料切成一定宽度的条料， 为后续的冲压备料。 2）冲床→完成冲压的各道工序， 生产出合格的产品。
（2）冲压特点
1）冲压件轻、薄、刚度好；
2）生产率和材料利用率高；
3）成品形状可较复杂、尺寸精度高、表面质 量好、质量稳定 ，一般无需切削加工；
4）大批量生产时，产品成本低。
应用：汽车、拖拉机、电机、电器、仪表仪器、 轻工和日用品及国防工业生产等领域。
常用的冲压材料有低碳钢、高塑性合金钢、铝 和铝合金、铜和铜合金等金属板料、带料与卷 料，还可加工纸板、塑料板、胶木板、纤维板 等非金属板料。
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精品
1.自由锻
即只用简单的通用性工具，或在锻造设备的 上、下帖间直接使坯料变形而获得所需的 几何形状及内部质量锻件的加工方法。
（1）分类 1）手工锻造，生产小型锻件。 2）机器锻造，生产大、中、小型锻件。
（2）特点
1）金属坯料在水平方向可自由流动； 2）可使用多种锻压设备； 3）锻件力学性能好； 4）节约金属，减少切削加工工时； 5）锻件形状简单，精度低； 6）生产率较低，劳动强度较大。 主要用于形状简单的单件小批生产，
2.模锻
即利用模具使毛坯变形获得锻件的方法。常用 的模锻设备有蒸汽-空气模锻锤、压力机等。
（1）模锻分类： 1）锤上模锻：在锻锤上进行； 2）胎模锻：在自由锻设备上使用可移动模具； 3）压力机上模锻：
在压力机上对热态金属进行模锻。
（2பைடு நூலகம்模锻特点
1）坯料整体塑性变形，三向受压； 2）锻件尺寸精确，加工余量小； 3）锻件形状可较复杂； 4）生产率较高； 5）锻模造价高，制造周期长；
⑵弯曲： 即将板料、型材或管材在弯矩的作用下弯成 具有一定曲率和角度的制件的成形方法。
1）弯曲变形过程： 弹性变形 塑性变形 塑性弯曲 板料受力：外侧受拉应力“+”；
内侧受压应力“-”。 外层开裂：当б外＞бb时，则产生弯裂。 故应限制板料的最大弯曲变形程度（即最小