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1、单元九 金属压力加工,项目内容,任务1 锻造过程分析 任务2 自由锻 任务3 模锻 任务4 冲压 任务5 其他压力加工 思考与练习,金属压力加工,汽车零件的相当一部分是用压力加工方法制造的。压力加工的主要生产工艺有锻造、冲压、轧制、 拉拔、挤压等。,金属压力加工,用于锻压的材料应具有良好的塑性，常用金属材料 中，铸铁塑性很差，在通常条件下不能锻压；钢和大多 数有色金属如铜、铝等塑性良好，可以锻压。,任务1 锻造过程分析,1.金属的加热,金属材料通过加热，随着温度的升高，其塑性提高、强度降低，正因如此，金属在高温下锻造，可以用较小的锻造力而产生较大的塑性变形，锻后可获得良好的组织。所以金属锻造前
2、加热可以达到提高坯料的塑性和降低其变形抗力，提高其可锻性的目的。,2.锻造温度范围,任务1 锻造过程分析,3.加热产生的缺陷及其防止方法,任务1 锻造过程分析,4. 加热设备,根据热源的种类分为火焰炉和电炉两大类。,任务1 锻造过程分析,5. 锻后冷却,任务2 自由锻,1. 空气锤,空气锤是一种小型的自由锻设备，主要用于小型锻件的镦粗、拔长、冲孔、弯曲等自由锻工序，也可用于胎模锻造。,图9-1 空气锤 a)外形图 b)工作原理图 1压缩缸 2压缩缸活塞 3连杆 4上锤头 5活塞杆 6工作缸活塞 7工作缸 8转阀,2. 自由锻基本工序,(1) 拔长,（3）冲孔和扩孔,(5) 切断,(7) 错移,
3、(2) 镦粗,(4) 弯曲,(6) 扭转,(8) 锻接,任务2 自由锻,2. 自由锻基本工序,(1) 拔长,任务2 自由锻,图9-2 拔长 a） 平砧拔长 b)型砧芯棒拔长,2. 自由锻基本工序,（3）冲孔,任务2 自由锻,2. 自由锻基本工序,（3）扩孔,任务2 自由锻,2. 自由锻基本工序,(5) 切断,任务2 自由锻,(4) 弯曲,2. 自由锻基本工序,(7) 错移,(6) 扭转,任务2 自由锻,2. 自由锻基本工序,(8) 锻接,任务2 自由锻,3. 自由锻件的结构工艺性,任务2 自由锻,锻件上应避免锥面和斜面的结构,图9-10 轴类锻件结构 a)工艺性差 b)工艺性好,3. 自由锻件
4、的结构工艺性,任务2 自由锻,图9-11 连杆类锻件结构 a)工艺性差 b)工艺性好,锻件上应避免形成空间曲线,3. 自由锻件的结构工艺性,任务2 自由锻,锻件上应尽量避免加强肋、凸台、工字形截面或空间曲面,图9-12 盘类零件结构 a)工艺性差 b)工艺性好,3. 自由锻件的结构工艺性,任务2 自由锻,图9-13 复杂件结构 a）工艺性差 b)工艺性好,锻件结构应避免截面尺寸的急剧变化,4 制订自由锻造工艺规程,任务2 自由锻,齿轮坯的自由锻造工艺规程,4 制订自由锻造工艺规程,任务2 自由锻,齿轮坯的自由锻造工艺规程,5. 自由锻的锻造缺陷,任务2 自由锻,常见自由锻件的缺陷分析,任务3
5、模锻,模型锻造(简称模锻)是在模锻设备上利用锻模对金 属材料进行锻造成形的一种工艺方法,模锻与自由锻比较有如下特点：生产率较高；模锻件尺寸精确，加工余量小；可以锻造形状比较复杂的锻件，如连杆、曲轴等；模锻生产比自由锻消耗的金属材料少，切削加工工作量也少，有利于降低生产成本。,1. 锤上模锻,锤上模锻设备为模锻锤，生产中应用最广泛的是蒸汽-空气模锻锤。锤上模锻用的锻模由上模和下模两部分构成。根据模膛的作用分为模锻模膛和制坯模膛两大类。具有一个模膛的锻模为单模膛锻模，具有两个以上模膛的锻模为多模膛锻模。,任务3 模锻,1. 锤上模锻,根据模锻件复杂程度的不同，变形所需要的模膛数量各异，可将锻模设计
6、成单模膛形式（左图），也可设计成多模膛形式（右图）。,任务3 模锻,2. 胎模锻,胎模锻是在自由锻设备上用可移动的简单锻模(称胎模)生产模锻件的一种工艺方法。胎模类型主要有扣模、筒模和合模三种。,任务3 模锻,图9-16 扣模,2. 胎模锻,任务3 模锻,图9-17 筒模,图9-18 合模,3. 特种模锻,（1）精密模锻精密模锻(简称精锻)是在模锻设备上锻出形状复杂、尺寸精度高的锻件的模锻工艺。（2）超塑性模锻,任务3 模锻,锻造钛合金涡轮盘时超塑性模锻和普通模锻的对比,3. 特种模锻,（3）液态模锻,任务3 模锻,液态模锻典型工艺流程示意图,任务4 冲压,冲压是通过模具使板料塑性成形以获得零
7、件的工艺方法,冲压生产设备,任务4 冲压,1. 板料冲压的基本工序,任务4 冲压,1. 板料冲压的基本工序,冲压生产可以进行很多种工序，其基本工序为分离工序和变形工序两大类，所生产的零件统称为冲压件。 （1）分离工序分离工序是使坯料的一部分与另一部分相互分离的工艺方法。主要有落料、冲孔、切边、剖切、修整等。其中又以冲孔、落料应用最广。,任务4 冲压,1. 板料冲压的基本工序,任务4 冲压,图9-20 落料与冲孔 图9-21 冲裁变形过程a)落料 b)冲孔,1. 板料冲压的基本工序,任务4 冲压,冲裁件断面结构,1. 板料冲压的基本工序,任务4 冲压,冲裁模合理间隙值(汽车行业),1. 板料冲压
8、的基本工序,任务4 冲压,冲裁件的排样,5) 冲裁力的计算 为了合理选择设备，防止设备和模具损坏或浪费能源，避免安全事故的发生，需要正确计算冲裁力。平刃冲模的冲裁力按下式计算F=KLt,1. 板料冲压的基本工序,任务4 冲压,图9-24 拉深工序 1坯料 2第一次拉深产品 3凸模 4凹模 5成品,拉深工序,1. 板料冲压的基本工序,任务4 冲压,图9-27 弯曲工序 图9-28 弯曲时的纤维方向,弯曲工序,1. 板料冲压的基本工序,任务4 冲压,翻边工序,成形工序,1. 板料冲压的基本工序,任务4 冲压,汽车消音器冲压工艺,1. 板料冲压的基本工序,任务4 冲压,钢铝复合汽车车门边折叠工艺,折
9、叠工序,1. 板料冲压的基本工序,任务4 冲压,奥迪Q3铝发动机盖成型工序,1. 板料冲压的基本工序,冲压生产可以进行很多种工序，其基本工序为分离工序和变形工序两大类，所生产的零件统称为冲压件。 （1）分离工序分离工序是使坯料的一部分与另一部分相互分离的工艺方法。主要有落料、冲孔、切边、剖切、修整等。其中又以冲孔、落料应用最广。,任务4 冲压,2. 冲床及冲模,冲床是最常用的冲压设备，由电动机、带减速系统、踏板、离合器、曲轴、连杆、滑块、制动器等组成。冲模即冲床的模具，分为凸模(又称冲头)和凹模，分别装在滑块的下端和工作台上。按工序的组合方式可将冲压模具分为简单模、连续模和复合模三大类。,任务
10、4 冲压,任务5 其他压力加工,1. 挤压,（1）挤压工艺的特点1) 可以提高金属坯料的塑性；2) 挤压材料不仅有铝、铜等塑性好的有色金属，而且碳钢、合金结构钢、不锈钢及工业纯铁等也可用挤压工艺成形。在一定的条件下，某些高碳钢、轴承钢、甚至高速钢也可以进行挤压；3) 可以挤压出各种形状复杂、深孔、薄壁、异型断面的零件；4) 零件的尺寸精度高；5)挤压变形后提高了零件的力学性能；6) 节约原材料。材料利用率达70以上，生产效率也高于其它锻造方法。,任务5 其他压力加工,1. 挤压,（2）挤压的分类,a)正挤压 b)反挤压 c)复合挤压 d)径向挤压 1凸模 2凹模 3料筒 4坯料,2. 轧制,轧
11、制是用轧辊对坯料进行连续变形的压力加工方法，具有生产率高、质量好、成本低和材料消耗少等优点。汽车制造所应用的钢板和槽钢等各种型材都来自于轧制。根据轧辊轴线与坯料轴线方向的不同，轧制分为纵轧、横轧、斜轧和楔横轧等几种。,任务5 其他压力加工,2. 轧制,任务5 其他压力加工,图9-37 辗环轧制 1驱动辊 2芯辊 3坯料 4导向辊 5信号辊,图9-36 辊锻轧制 1轧辊 2模块 3零件 4坯料,（1）纵轧 1) 辊锻轧制 2) 辗环轧制,2. 轧制,（2）横轧 （3）斜轧,任务5 其他压力加工,图9-38 热轧齿轮1轧轮 2毛坯 3感应加热器,图9-39 螺旋斜轧,2. 轧制,（4）楔横轧,任务
12、5 其他压力加工,图9-40 两辊式楔横轧 1导板 2轧件 3带楔形凸块的轧辊,3. 拉拔,将金属坯料拉过拉拔模的模孔而使坯料变形的压力加工方法叫拉拔。拉拔一般在冷态下进行，生产的产品表面光洁、尺寸精度高。主要用来制造各种线材、薄壁管材及各种截面形状的型材。也用于对轧制件的再加工，以提高产品质量。拉拔的材料主要为低碳钢，大多数有色金属及其合金都可以拉拔成形。,任务5 其他压力加工,思考与练习,1. 金属压力加工的方法有哪些?其特点是什么?2. 什么是锻造温度范围?确定金属锻造温度范围的原则如何?3. 锻造加热缺陷有哪些?如何防止这些缺陷的产生?4. 锻件的冷却方式有几种?各适用于哪些场合?5. 为什么大型锻件常用自由锻生产?6. 试述自由锻、胎模锻、模锻的特点及适用范围。7. 冲压生产具有什么特点?基本工序有哪些?冲模的类型有几种?8. 何谓简单模、连续模、复合模?分别适用于何种场合?9. 冲裁间隙对冲裁有什么影响?怎样确定合理的冲裁间隙?10. 金属挤压有几种类型?挤压工艺变形有何特点?11. 试述冲压工艺在汽车制造、维修中的运用及发展变化。,感谢关注！,
