材料成形技术课件32金属塑性成形方法

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1、3.2金属塑性成形方法主要有锻造、冲压、挤压、轧制、拉拔等。3.2.1锻造锻造是在加压设备及工（模）具的作用下，使坯料、铸锭产生局部或全部的塑性变形，以获得具有一定几何尺寸、形状和质量的锻件的加工方法。按所用的设备和工（模）具的不同，可分为自由锻和模锻两大类。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

2、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，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。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、

3、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。（2）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；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。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

4、艺而开设的凹腔。（3）模锻方法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。模膛种类制坯模膛（体积分配）模锻模膛（锻件成形）切断模膛（锻件与坯料切离）预锻→初步成形终锻→最终成形设飞边槽★放收缩率镦粗拔长滚挤★弯曲…●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。下面让我们来看一下弯

5、曲连杆在锤上模锻时所用的多模膛锻模及其成形过程。③弯曲②滚挤①拔长锻模切边模制坯工步④预锻⑤终锻⑥切边模锻工步切断工步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；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

6、过曲柄连杆机构使滑块往复运动进行模锻的。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

7、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。安徽工程科技学院机械系AUTS⑴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（冲孔、落料等）沿非封闭轮廓分离（切断、切口、剖切等）冲裁凸模凹模板坯2.冲压基本工序安徽工程科技学院机械系AUTS1）冲裁变形过程◆三个阶段：弹性变形→塑性

8、变形→剪裂分离◆冲后断面特征：对应各变形阶段，冲裁断面相应地分为塌角、光亮带、剪裂带和毛刺区。光亮带宽度越大，塌角越小，剪裂带的宽度和斜度越小，则剪切面的质量越好塌角光亮带剪裂带毛刺塌角光亮带剪裂带毛刺冲裁件断面组成示意图冲孔件落料件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