压力加工(锻造)

模锻模膛 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
第四节 板料冲压
板料冲压：利用冲模使金属板料产生分离或
变形的加工方法，通常为冷加工，又称冷冲压，简
称冲压。
板料冲压在航空、运输机械、电器、仪表、
日常用品及国防等工业中占有极其重要的地位
冲 压 概 述
板料冲压的特点：
适用范围广 零件大小不受限制；生产批量不受限制
塑性变形对金属组织和性能的影响
冷变形及其影响
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
热变形及其影响
细化晶粒 压合了铸造缺陷 组织致密 形成纤维组织
组织 变化的特征
性能 变化的特征
加工硬化
随着变形程度增加，强 度和硬度提高，塑性和 韧性下降。
塑性越好，变形抗力越小，其可锻性越好
第三节 金属的塑性成形方法
轧 挤 制 压 丝
压力加工 种 类
拉
自由锻造
模型锻造 板料冲压
自由锻
用简单、通用的工具在自由锻设备的上下抵铁间直接 使坯料变形。
优点：工具简单，操作 灵活，通用性大；
缺点：但锻件精度低，
生产率低，生产条件差； 适用于单件、小批生产 形状简单的中、小型锻件
镦粗或局部镦粗
先进行轴杆类工序－弯曲
齿轮、圆盘叶 轮、模块轴头等
吊钩、轴瓦、 弯杆等
1.拔长－错移（单拐曲轴） 各种曲轴、偏心 2.拔长－错移－扭转（多拐曲轴） 轴等
模 锻
利用模具使坯料变形而获得锻件的锻造方法 优点：生产率高；锻件的尺寸精度和表面质量；材料 利用率；可锻造形状较复杂的零件
缺点：模具成本高、设备昂贵；锻件不能任意大。一
第八章
金属压力加工
第一节
概 述
金属塑性成型：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， 也称为压力加工或塑性加工。 压力加工就是打铁 (视频)
塑性成型（压力加工）的特点 力学性能高 节约材料 生产率高
组织致密；晶粒细化；压合铸造缺陷； 使纤维组织合理分布 力学性能高，承载能力提高；减少零件制 造中的金属消耗（与切削加工相比） 除自由锻造外，其它压力加工生产率都很 高。
变形工序—拉深
使平板坯料变成开口空心零件的工序
变形特点：拉深件的底部一般不变形，厚
度基本不变；直壁厚度有所减小
拉深废品： 拉裂 起皱
拉深视频
变形工序—弯曲
将坯料弯成具有一定角度或曲率的变形工序
变形特点：变形主要在圆角部位；外层金属受拉
应力，内层金属受压应力
弯曲缺陷： 解决方案：
弯裂
弯曲半径 r≥rmin=(0.25~1)δ 弯曲线应尽量与坯料纤维垂直
可冲出形状复杂的零件，材料利用率高 冲压件尺寸精度高，表面粗糙值小，互换性好
冲压件强度高，刚性好，质量轻
冲压操作简单，工艺过程便于实现机械化、自 动化、生产率高 但冲模制造复杂，要求高
冲压设备
剪床： 下料设备
冲床： 冲压设备
冲压设备视频
冲压工序
分离工序
使坯料一部分与另一部分分离的工序 工件受力特点：剪应力
过大：光面减小，剪切带粗 糙，冲裁边缘翘曲严 重。模具寿命较高 适中：光面约占板厚1/2~1/3 左右，冲裁断口质量 最好。
间隙过小
间隙适中
间隙过大
Z=(0.06~0.14)δ
分离工序—修整
利用修正模沿冲裁件外缘或内孔刮削一薄
层金属，以切掉冲裁件上的剪裂带和毛刺，提
高其尺寸精度、降低表面粗糙度值的工序。
冲裁 修整 切断 拉深
变形工序
使坯料的一部分相对一部分产生位移 而不被破裂的工序 工件受力特点：拉应力 冲压工序视频
弯曲 胀形 翻边
分离工序--冲裁 使坯料沿封闭轮廓分离的工序
落料是冲落的部分为成品，周边是废料
冲孔是冲落的部分为废料，周边是成品
落料演示
冲孔演示
精冲视频
凸凹模间隙
过小：光面增加，工件质量 较高。模具寿命降低
自由锻工艺规程的制定
绘制锻件图
敷料
锻件余量
120±3 ( 110) 142 -4 ( 130) 230±4 ( 190)
+3
280±2 (240)
350±12 （310） 760±12 (680)
坯料质量及尺寸计算
重量：G坯料=G锻件+G烧损+G料头
尺寸：与锻造过程中的变形程度有关
例如：碳素钢锭拔长：Y拔长=F0/F>2.5-3 轧材作坯料： Y拔长=F0/F>1.3-1.5
不产生加工硬化
组织得到改善， 提高了力学性能
热变形(视频)
第二节 锻造工艺
锻造流线
热锻后的金属组织具有一定的方向性，使金属性能呈现异向性。 在平行于锻造流线方向 塑性、韧性增加 在垂直于锻造流线方向 塑性、韧性降低 抗剪强度增大 抗拉强度增大
锻造比
在压力加工过程中，常用锻造比(Y锻)来表示变形度，
在一次行程中在不同的工位同时完成数道工序的冲模
三. 复合冲模 在一次行程中在同一工位同时完成数道工序的冲模
冲模视频
第四节 特种压力加工
轧制
挤压
拉丝
拉拔成形
超塑成形
液态模锻
摆辗成形
基本工序
精整工序
镦 粗
拔 长
冲 孔
弯 曲
扭 转
切 割
错 移
敦粗/pg/topicdetail/topicPlay.php?tid=1728574&uid=1371731690&t=1#13770000 切割/pg/topicdetail/topicPlay.php?tid=1728574&uid=1371731690&t=1#13771173 弯曲/pg/topicdetail/topicPlay.php?tid=1728574&uid=1371731690&t=1#13769693
选择锻造工序 自由锻锻件的分类及锻造用基本工序
类别
圆截面 轴类 方截面 杆类
空心类
图例
锻造工艺方案
1.拔长 2.镦粗－拔长 3.局部镦粗－拔长
同上 1.镦粗－冲孔 2.镦粗－冲孔－扩孔 3.镦粗－冲孔－芯轴上拔长
实例
传动轴、齿轮 轴等
连杆等 空心轴、法兰、 圆环、套筒、齿 圈等
饼块类
弯曲类 曲轴类
般不得超过150kg。 适用于成批、大量生产形状较复杂的中、小型锻件
模锻 分类
锤上 模锻
曲柄 压力机 上模锻
摩擦 压力机 上模锻
胎模锻

平锻机 上模锻
热模锻 压力机 上模锻
平/pg/topicdetail/topicPlay.php?tid=1728574&uid=1371731690&t=1#13771442
即锻造前后截面的面积比、长度比、高度比。
拔长时的锻造比为：Y拔＝F0/F
镦粗时的锻造比为：Y镦＝H0/H
金属的可锻性
纯金属好于合金
金属可锻性取 决于金属的本 质和加工条件
金属本质
C、S、P上升可锻性下降
固溶体↑→Y↑
碳化物↑、渗碳体↑→Y↓ 变形温度越高，可锻性越好
加工条件
变形速度越小，可锻性越好 压应力多—塑性最好、变形抗力最大
热模锻压力机/v_show/id_XMzIxNTQ0MDg=.html
锤上/v_show/id_XNjEyNjM3MzI=.html 胎/u93/v_MzI1NTg3NjI.html
锤上模锻
锤上模锻设备：蒸汽—空气模锻捶 锻模结构：上模、下模、模膛
防回弹：
设计补偿角
设计加强筋
退火
弯曲视频
变形工序—翻边 在带孔的平坯料上获得凸缘的工序 包括： 翻边 收口 翻边系数：K0=d0/d
翻边视频
收口视频
变形工序—成形
利用局部变形使坯料或半成品改变形状的工序
包括： 压筋 胀形
压筋视频
胀形视频
冲模简介
一. 简单冲模
在一次行程中只完成一个工序的冲模 二. 连续冲模
自由锻设备
空气锤
锻锤
65~750kg
蒸汽—空气锤 630kg~5T 水压机 油压机 5MN~125MN
液压机
世界最大自由锻造油压机在上海问世 1.5万吨自由锻造水压机（焦点访谈视频）
自由锻工序
完成锻件 基本变形 和成形的 工序
基本工序 后提高锻 件质量的 工序
辅助工序
进行基本 工序前的 预变形工 序