《授课教案》第三篇　金属塑性成形（压力加工）3

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1、第三篇金属塑性成形（压力加工）教案首页课程名称：金属材料成形基础任课教师：徐晓峰第三篇金属塑性成形（压力加工）计划学时：8教学目的和要求：本篇主要介绍了压力加工的基本原理、各种压力加工方法及压力加工先进工艺；学完本篇要求学生了解并掌握压力加工的基本原理、各种压力加工方法、零件的结构工艺性和锻件及冲压件工艺设计。重点：重点为压力加工的基本原理和各种压力加工方法。难点：难点为各种压力加工方法和压力加工基本原理。思考题：1．锻件与铸件相比，最显著的优点是什么？机器上的重要零件应选用何种制件做毛坯？为什么？2．何为加工硬化？如何消除或利用它？3．金属可锻性的衡量指标是什

2、么？其主要影响因素有哪些？4．锻造前对坯料加热的目的是什么？加热温度过高时会产生什么缺陷？5．自由锻工艺规程包括哪些内容？如何绘制自由锻件图？需要考虑哪些因素？6．成批生产外径为40mm、内径为20mm、厚度为2mm的垫圈时，应选用何种模具结构才能保证孔与外圆的同轴度？为什么？58第三篇金属塑性成形（压力加工）第三篇金属塑性成型概述一、金属塑性成形（压力加工）金属材料在外力作用下产生塑性变形，获得具有一定形状、尺寸和力学性能的毛坯或零件的生产方法。二、塑性成形的基本生产方式1．轧制；2．挤压；3．拉拔；4．自由锻造；5．模型锻造；6．板料冲压上砥铁下砥铁坯料三、

3、塑性成形（压力加工）的特点1．力学性能高1）组织致密；2）晶粒细化；3）压合铸造缺陷；4）使纤维组织合理分布。2．节约材料1）力学性能高，承载能力提高；2）减少零件制造中的金属消耗（与切削加工相比）。3．生产率高4．适用范围广1）零件大小不受限制；2）生产批量不受限制。58第三篇金属塑性成形（压力加工）第一章金属塑性成形工艺基础§1金属的塑性成形原理一、金属塑性变形的实质1.单晶体的塑性变形1）滑移：ττ晶体的一部分相对一部分沿一定的晶面发生相对滑动。ττ2）孪晶：晶体的一部分相对一部分沿一定的晶面发生相对转动。滑移2.多晶体的塑性变形多晶体塑性变形的实质：晶内

4、变形晶粒内部发生滑移和孪晶；同时晶粒之间发生滑移和转动。孪晶晶间变形滑动转动二、塑性变形后金属的组织和性能1.冷变形及其影响1）组织变化的特征：①晶粒沿变形最大方向伸长；②晶格与晶粒均发生畸变；③晶粒间产生碎晶。2）性能变化的特征：加工硬化：随着变形程度的增加，其强度和硬度不断提高，塑性和韧性不断下降。有利：强化金属材料。不利：进一步的塑性变形带来困难。2.回复T回=（0.25~0.3）T熔（K）3.再结晶T再=（0.35~0.4）T熔（K）58第三篇金属塑性成形（压力加工）冷变形以下以上热变形T再4.热变形及其影响1）不产生加工硬化2）使组织得到改善，提高了力

5、学性能①细化晶粒；②压合了铸造缺陷；③组织致密。3）形成纤维组织5.纤维组织塑性变形时所形成的杂质带。使材料性能具有了方向性。（1）在平行于纤维组织的方向上：材料的抗拉强度提高（2）在垂直于纤维组织的方向上：材料的抗剪强度提高§2金属塑性成形工艺基础一、金属的可锻性是金属材料在压力加工时成形的难易程度。1.可锻性的衡量指标1）塑性：材料的塑性越好，其可锻性越好。2）变形抗力：材料的变形抗力越小，其可锻性越好。2.影响可锻性的因素1）金属的本质①化学成分：Me越低，材料的可锻性越好。②组织状态：纯金属和固溶体具有良好的可锻性。2）变形条件①变形温度：T温越高，材料

6、的可锻性越好。②变形速度：V变越小，材料的可锻性越好。③应力状态：三向压应力—塑性最好、变形抗力最大。三向拉应力—塑性最差、变形抗力最大。二、锻造温度范围始锻温度：过热、过烧缺陷终锻温度：加工硬化45:1200℃~800℃三、金属的变形规律1.体积不变定律2.最小阻力定律58第三篇金属塑性成形（压力加工）第二章金属的塑性成形方法§2-1自由锻造一、自由锻设备65~750Kg空气锤锻锤630Kg~5T蒸汽空气锤水压机压力机油压机锻锤吨位=落下部分总重量=活塞+锤头+锤杆。压力机吨位=滑块运动到下始点时所产生的最大压力。二、自由锻基本工序基本工序—完成锻件基本变形和

7、成形的工序。1.礅粗：H减小；F增大。1.25≤H0/D0≤2.52.拔长：F减小；L增大。3.冲孔：4.弯曲：5.扭转：6.错移：58第三篇金属塑性成形（压力加工）三、自由锻工艺规程的制定1.锻件图的绘制1）机械加工余量2）公差：（1/3~1/4）余量3）敷料2.坯料重量和尺寸的计算G坯=（1+k）G锻K—消耗系数G坯=G锻+G料头+G芯料+G烧拔长：Y=F坯/F锻镦粗：Y=H坯/H锻1.25≤H0/D0≤2.5所以：圆截面坯料：所以：长轴类锻件：3.锻造工序的选择轴、杆类零件：镦粗、拔长筒类零件：镦粗、冲孔、在芯轴上拔长盘类、环类零件：镦粗（拔长及镦粗）、冲

8、孔（芯轴上扩孔）4.锻造