金属压力加工1

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1、第一节轧制第二节锻造第三节板材冲压第四节挤压第五节拉拔第三章金属压力加工通过铸造方法得到的金属坯件大多不能直接使用，还需要进一步的加工成形，如轧制、挤压、拉拔等。压力加工是指在不破坏金属自身完整性的条件下，利用外力作用使金属产生塑性变形，从而获得具有一定形状、尺寸和机械性能的毛坯或零件的加工方法，也称位塑性成形或塑性加工。第一节轧制轧制最早在16世纪后期发展起来，目前约有90％的金属材料涉及轧制工艺。轧制的基本操作是平板轧制，即简单轧制，轧出来的是平板和薄板。平板轧制薄板平板大锅炉支撑反应容器坦克装甲波音747蒙皮饮料罐香烟铝箔300mm150mm100～12

2、5mm1.8mm0.1mm0.008mm<6mm6mm轧制概述：极限轧制量：极限轧制量：其中：μ为轧辊与工件之间的摩擦系数轧制力：轧制力函数：其中：Yavg为工件受轧时的平均真应力讨论：（方程描述了无摩擦情况下轧制力的函数变化情况。）为减小轧制力，可采取的措施有：1、减小摩擦力；2、用半径小的轧辊；3、减小轧制时的压下量；4、提高轧制温度。轧件的组织变化：轧机的轧辊数：轧机有不同的轧辊配置，如：二辊式、三辊式、四辊式、多辊式和串连式等，可以对材料施加前张紧力或后张紧力，以提高工艺可行性或减小轧制力。热轧和冷轧（按轧制温度分类）热轧是将材料加热到再结晶温度以上

3、进行轧制，热轧变形抗力小，塑性较差或变形量大，生产效率高，适合轧制较大断面尺寸，塑性较差或变形量较大的材料。冷轧是在室温下对材料进行轧制。与热轧相比，冷轧产品尺寸精度高，表面光洁，机械强度高。冷轧变形抗力大，适于轧制塑性好，尺寸小的线材、薄板材等。现代化的连续轧制生产线根据轧辊轴线与坯料轴线方向的不同，轧制可分为纵轧、横轧、斜轧和楔横轧。轧制的主要工艺类型轧辊轴线与坯料轴线方向垂直。工字钢的轧制过程纵轧：固定芯杆移动芯杆无芯杆芯杆＋凹轧辊几种常见的管材轧制工艺纵轧：轧辊轴线与坯料轴线方向平行。横轧与轧件的典型横截面示意图斜轧：轧辊轴线与坯料轴线方向互成一定的角

4、度。在轧制过程中，金属棒料在轧辊间螺旋型槽里受到轧制，并被分离成单个的小球，轧辊每旋转一周即可轧制出一个钢球。轧制时坯料径向尺寸减小，长度增加金属变形过程楔横轧主要用于加工阶梯轴、锥形轴等各种对称的零件或毛坯。楔横轧：利用两个外表镶有凸块并作同向旋转的平行轧辊对沿轧辊轴向送进的坯料进行轧制的方法。连铸连轧技术已经实用化。连铸连轧：第二节锻造锻造是一种通过模具和工具利用压力使工件成型的工艺方法，它是最古老的金属加工方法之一，可以追溯到公元前4000年——甚至8000年。锻造最初是通过石制工具锤打的方法来制造珠宝、钱币和各种器具，再发展成铁匠这一古老的职业。铸造生

5、产的C5A运输机着陆齿轮构件锻造概述：基本步骤：右图表示的是锻造锥齿轮轴的步骤。（美国锻造工业协会提供）流线组织：CastingMachiningForging锻件相对铸件和机加工零件，有更高的强度和韧性。锻造缺陷：冲锻时，锻件可能留下贯穿组织的流线，这些晶界直接暴露在外，容易被环境腐蚀，产生粗糙表面，应力集中。445MN（50000t）水压机自由锻造：定义：是指借助锻压设备上下砧块的压力使坯料成形的压力加工方法，在锻造过程中，金属沿垂直于作用力的方向上自由变形。基本工艺过程：主要工序：1、实心圆截面光轴及阶梯轴拔长（镦粗及拔长）锻台阶切割2、实心圆截面光杆及

6、阶梯杆拔长（镦粗及拔长）锻台阶切割冲孔3、单拐及多拐曲轴拔长（镦粗及拔长）锻台阶错移切割扭转4、空心光环及阶梯环拔长（镦粗及拔长）扩孔冲孔5、空心筒拔长（镦粗及拔长）拔长6、弯曲件拔长弯曲特点和应用：1、锻件的质量范围宽，操作工具简单；2、生产效率低，劳动强度大，金属损耗大；3、锻件尺寸精度低，形状不太复杂；4、适于单件小批量生产和锻造大型零件毛坯。模型锻造：定义：把金属坯料放在锻模的模膛内，在模锻锤或压力机上利用冲击力或压力使坯料在模膛内产生变形，从而获得形状与模膛内轮廓相一致的锻件的加工方法。基本工艺过程：1、普通模锻2、模锻＋切边3、一模多锻基本工序：1

7、、盘状锻件镦粗终锻（预锻）2、直轴类锻件拔长终锻滚压（预锻）3、弯轴类锻件拔长终锻滚压（预锻）弯曲4、叉类锻件拔长终锻滚压预锻5、枝芽类锻件拔长终锻滚压（预锻）成形特点和应用：1、生产效率高；2、锻件尺寸精确，表面光洁、加工余量小，节约材料；3、成形依靠模膛控制，可锻造复杂形状的零件；4、适于中小型复杂锻件的大批量生产。胎模锻造：定义：在自由锻设备上利用自由锻的方法进行坯料变形，最后在未固定的锤头或砧座上的简单模具（胎模）内成形的压力加工方法。基本工艺过程：常见的胎模有扣模、套筒模及合模三大类。特点和应用：1、生产效率较自由锻高，但比模锻低；2、锻件尺寸精确较

8、自由锻高，但比模锻低；3、与模锻相比，