第三章-锻压成型(机械制造基础)ppt课件.ppt

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1、第3章锻压成型Chapter3Forging锻压成形技术是国民经济可持续发展的主体技术之一。据统计，全世界75％的钢材需经塑性成形，在汽车生产中，70％以上的零部件是利用金属塑性加工而成的。何为锻压锻压是利用外力使金属坯料产生塑性变形，获得所需尺寸、形状及性能的毛坯或零件的加工方法。锻造:将坯料加热到高温状态后进行加工。应用于制造承受重载、冲击、交变载荷的重要零件和毛坯，如：机床主轴、齿轮、起重机吊钩等。冲压:将坯料在常温下进行加工。应用于生产强度、刚度大、结构轻的板壳类零件，如：日用器皿、仪表罩壳及汽车覆盖件等

2、。主要方法及其应用领域锻压特点(1)改善金属组织、提高力学性能(2)节约金属材料(3)较高的生产率(4)毛坯或零件的精度较高(5)不能加工脆性材料(6)不能获得形状复杂的毛坯或零件锻压材料常用锻压材料:低碳钢、铜和铝等塑性材料。不能锻压材料：铸铁等脆性材料本章内容3.1金属的塑性变形与锻造性3.2自由锻造3.3模型锻造3.4板料冲压3.5锻压新工艺3.1金属的塑性变形与锻造性金属的塑性变形“神舟”四号飞船成功返回涡轮喷气发动机塑性变形是金属压力加工的理论基础定义：内应力超过金属的屈服点后，外力停止作用后，金属的变

3、形并不完全消失。形式：晶粒内部的滑移和孪晶；晶粒间的滑移和转动。“神舟”四号飞船成功返回涡轮喷气发动机塑性变形（滑移）“神舟”四号飞船成功返回涡轮喷气发动机塑性变形（孪生）1.加工硬化金属材料经冷塑性变形后，随变形度的增加，晶粒伸长、晶格扭曲以及产生碎晶，使得强度、硬度提高，塑性和韧性下降，这种现象称为加工硬化。好处：强化金属方法坏处：后续加工工序困难，工件易开裂。怎样消除加工硬化现象？图工业纯铁冷变形前后的显微组织（100）2.回复当加热温度T回=（0.25—0.3）T熔，可消除晶格扭曲并降低内应力；但是，冷

4、变形金属的显微组织无明显变化，金属的力学性能没有显著变化（强度、硬度下降很少，塑性提高不多。使加工硬化得到部分消除。3.再结晶当加热温度T再=0.4T熔，塑性变形后金属被拉长的晶粒重新形核、结晶变为等轴晶粒，再结晶后金属的强度、硬度显著下降，塑性和韧性显著提高，消除了全部加工硬化。使加工硬化得到完全消除。金属的锻造性能金属的可锻性：是指金属材料锻压加工成形的难易程度。可锻性的衡量：塑性和变形抗力。塑性好，变形抗力小则可锻性好。可锻性的影响因素：金属的本质（化学成分和金属组织）工艺条件（温度，速度和应力状态）1.金

5、属的本质（1）化学成分影响＊纯金属可锻性比合金好＊钢的含碳量越低，可锻性越好（2）金属组织的影响＊组织不同,可锻性有差异,纯金属、固溶体可锻性好；＊柱状组织和粗晶粒不如晶粒细小均匀的可锻性好。2.加工条件（1）变形温度的影响＊变形温度低，金属的塑性差，锻压困难，容易开裂。＊加热温度过高，晶粒急剧长大，塑性减小，可锻性下降，称“过热”。＊加热温度接近熔点，晶界氧化甚至融化，导致金属的塑性变形能力完全消失，称为“过烧”。图钢的锻造温度范围（2）变形速度＊低速：变形速度↑→变形抗力↑→塑性↓＊高速：变形速度↑→变形温度

6、↑→变形抗力↓→塑性↑图变形速度对金属及合金锻造性的影响（3）应力状态＊处于三向压应力状态，金属呈现良好的塑性状态＊三向受拉金属的塑性最差不同材料选择不同加工方式：塑性好的材料：三向拉应力下变形塑性差的材料：三向压应力下变形图几种常用锻压方法的应力状态本章内容3.1金属的塑性变形与锻造性3.2自由锻造3.3模型锻造3.4板料冲压3.5锻压新工艺3.2自由锻概念：只用简单的通用性工具，在锻造设备的上下帖间对坯料施加外力，使坯料产生变形而获得所需锻件的方法。特点：1)金属坯料可朝各个方向自由流动，不受限制；2)所用工

7、具简单，设备和工具通用性强，成本低；3)锻件精度较低，生产率低；4)其形状和尺寸主要由操作者的技术来控制。是锻制大型锻件的唯一方法。自由锻造设备空气锤——适用于小型锻件蒸汽锤——适用于中、小型锻件主要有空气锤、蒸汽锤、水压机、液压机等。水压机——适用于大型锻件大型液压机自由锻造基本工序主要有镦粗、拔长、冲孔、弯曲、切割、扭转和错位等镦粗使坯料整体或一部分高度减小、横截面面积增大的工序。应用领域：适饼块类，盘套类。镦粗的种类：有完全镦粗、局部镦粗和垫环镦粗等。拔长使坯料横截面减小而长度增加的锻造工序。应用领域：轴杆

8、类锻件成形。拔长的种类：平砥铁拔长、芯轴拔长、芯轴扩孔等。冲孔采用冲子将坯料冲出透孔或不透孔的锻造工序。应用领域：制造空心工件，如齿轮坯、圆环和套筒。拔长的种类：实心、空心冲子冲孔和漏盘冲孔等。弯曲切割锻件类别常见锻件图例锻造工序盘类零件齿轮、凸轮等镦粗、冲孔轴杆类零件传动轴、连杆等镦粗、拔长、切肩、拔长筒类零件筒体等拔长、镦粗、冲孔、在心轴上拔长环类零件圆环、法兰、齿圈