2019年 材料性能及其加工第9章 锻压-PPT课件.ppt

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1、第9章锻压本章知识点先导案例第一节锻压工艺基础第二节自由锻第三节模锻和胎模锻第四节板料冲压下一页第9章锻压知识扩展先导案例解决本章小结思考题上一页返回本章知识点1．掌握锻压工艺的基础知识。2．掌握自由锻和板料冲压的原理和特点。3．了解模锻和胎模锻的原理特点。返回先导案例试分析我们生活中常用的物品，如金属的脸盆、饭盒、硬币等用什么办法加工更快，更简便。锻压是利用金属材料塑性变形的特点对坯料施加外力，使之获得具有一定形状、尺寸和性能要求的零件、毛坯或原材料的加工方法。本章着重介绍金属塑性成形的工艺理论基础，自由锻、模锻以及冲压生产的特点、材料成形的工艺过程等内

2、容。返回第一节锻压工艺基础一、锻压加工方法及特点1．锻压加工方法锻压包括锻造和冲压，属金属压力加工生产的一部分。常见锻压加工方法如图9-1所示。1）轧制使金属坯料在旋转轧辊的压力作用下，产生连续塑性变形，改变其性能，获得所要求的截面形状的加工方法，如图9-1（a）所示。2）挤压将金属坯料置于挤压筒中加压，使其从挤压模的模孔中挤出，横截面积减小，获得所需制品的加工方法，如图9-1（b）所示。下一页返回第一节锻压工艺基础3）拉拔坯料在牵引力作用下通过拉拔模的模孔拉出，产生塑性变形，得到截面细小、长度增加的制品的加工方法，拉拔一般是在冷态下进行，如图9-1（c）

3、所示。4）自由锻将金属坯料放置在锻造设备的上、下砧铁之间，受冲击力或压力作用而成形的加工方法称为自由锻，如图9-1（d）所示。上一页下一页返回第一节锻压工艺基础5）模锻利用模具使金属坯料在模膛内受冲击力或压力作用，产生塑性变形而获得锻件的加工方法，如图9-1（e）所示。6）板料冲压板料冲压是通过模具对金属板料施加外力，使之产生塑性变形或分离，从而获得一定尺寸、形状制件的加工方法，如图9-1（f）所示。在上述的6种金属塑性加工方法中，轧制、挤压和拉拔主要用于生产型材、板材、线材、带材等；自由锻、模锻和板料冲压总称锻压，主要用于生产毛坯或零件。上一页下一页返回

4、第一节锻压工艺基础2．锻压加工特点1）改善金属组织，提高金属的力学性能金属经过锻压可使金属毛坯的晶粒变得细小，可以使原铸造组织中的气孔、微裂纹、缩松压合，提高组织的致密度；锻压还可形成并能控制金属的纤维方向，使其合理分布，提高零件的力学性能。2）适用范围广，生产效率高上一页下一页返回第一节锻压工艺基础3）节省材料，减少切削加工工时锻压件的强度等力学性能高于铸件，可以相对地减少零件的截面尺寸，减轻零件的质量。此外，一些锻压加工的新工艺（如精密模锻）可以生产出尺寸精度和表面粗糙度接近或达到成品零件的要求，只需少量或不经切削加工就可得到成品零件，即做到少切削或无

5、切削。锻压的缺点，与铸造相比难以获得形状较为复杂的零件。上一页下一页返回第一节锻压工艺基础二、金属的塑性变形原理金属在外力作用下会产生变形，若外力消除后，变形随之消失，这类变形称为弹性变形。当外力（达到或超过材料的屈服点）消除以后，金属保持了变形后的成形效果，这类变形称之为塑性变形。上一页下一页返回第一节锻压工艺基础塑性变形的实质是金属在切应力作用下，金属晶体内部产生大量位错运动的宏观表现。通过位错运动实现金属塑性变形的基本过程如图9-2所示。金属晶体在切应力作用下，位错中心上面的原子列向右作微量位移，而位错中心下面的原子列向左作微量位移。继续施加切应力，

6、位错将从晶体的一侧移动到晶体的另一侧，从而造成了一个原子间距的位移过程。同时，晶体在外力作用下会不断增加新的位错并位移至晶体的表面，当去除切应力的作用后就获得了塑性成形的效果。在金属晶体中，由于晶界的存在和各个晶粒的位向不同以及其他晶体缺陷等因素，使得各晶粒的塑性变形相互受到阻碍与制约，塑性变形的同时也导致了金属的强化。上一页下一页返回第一节锻压工艺基础三、塑性变形对金属组织和性能的影响金属的塑性变形根据其变形温度不同可分为冷变形与热变形。1．冷变形对金属组织和性能的影响1）组织变化金属在常温下塑性变形时，晶粒的形状会沿变形方向被拉长或压扁，晶粒内部及晶间

7、会产生碎晶粒。随着变形量逐渐增加，各晶粒将会被拉成细条状，晶界变得模糊不清。金属中的塑性夹杂物也会沿着变形方向被拉长，形成纤维组织。这种组织使金属在不同方向上表现出不同的性能。上一页下一页返回第一节锻压工艺基础2）冷变形强化冷变形时，随着变形程度的增加，金属材料的强度和硬度都有提高，但塑性有所下降，这种现象称为冷变形强化或加工硬化。通常金属的变形量越大，强化效果越显著。3）产生残余应力由于金属的塑性变形是不均匀的，在变形后变形体内会有残余应力存在。它将导致工件的形状和尺寸的变化，还会降低工件的承载能力。因此，对精密零件在冷塑性变形加工后，需进行去应力退火以

8、提高尺寸稳定性。上一页下一页返回第一节锻压工艺基础2．回复与再结晶