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1、1,2 锻压成形,金属塑性成形：是利用金属材料所具有的塑性变形规律，在外力作用下通过塑性变形，获得具有一定形状、尺寸和力学性能的零件或毛坯的加工方法；锻压成形是塑性成形方法中的一种。 塑性成形的产品主要有：原材料、毛坯和零件 塑性加工与其他成形方法相比具有的特点： 1、能改善金属的组织 2、可提高材料的利用率 3、具有较高的生产率 4、可获得精度较高的毛坯或零件,2,金属塑性成形的基本方式有：自由锻 、模锻、板料冲压、挤压、拉拔、轧制等,3,4,21 金属塑性变形,* 弹、塑性变形的定义：金属在外力作用下，其内部将产生应力，该应力迫使原子离开原来的平衡位置，从而改变了原子间的距离，使金属发生变
2、形，当外力停止作用后，应力消失，变形也随之消失，这种变形称为弹性变形；当外力增大到使金属的内应力超过该金属的屈服点之后，即使外力停止作用，金属的变形也不消失，这种变形称为塑性变形。,5,21 1 金属塑性变形的实质,*金属塑性变形的实质是晶体内部产生滑移 一、单晶体的塑性变形 1、滑移,6,2、孪生,7,二、多晶体金属的塑性变形,8,21 2 金属的冷变形强化与再结晶,一、冷变形强化： 金属在再结晶温度以下的塑性变形称为冷变形，冷变形后其强度和硬度提高，塑性下降，这种现象称为冷变形强化，在冷变形强化的同时，金属内部存在残余应力。 二、再结晶 最低再结晶温度可用经验公式表示： T再=0.4T熔,
3、9,随着加热温度的升高，再结晶过程可分为三个阶段：回复、再结晶和晶粒长大,10,21 3 金属的冷变形和热变形,一、定义： 1、冷变形：金属在再结晶温度以下进行 的塑性变形，称为冷变形 2、热变形：金属在再结晶温度以上进行 的塑性变形，称为热变形 在锻压生产中，进行冷变形又称冷加工，进行热变形又称热加工,11,二、冷、热变形对组织结构和性能的影响 1、冷变形的影响： 使金属的硬度、强度增加，塑性、韧性下降 2、热变形的影响： （1）消除铸态金属的某些缺陷，提高材料的力学性能； （2）形成纤维组织 铸锭热变形前后的组织,12,例1：曲柄 例2：齿轮 例3：螺钉 直接切削加工 局部镦粗制造,13,
4、三、锻造比 1、拔长锻造比：拔长前的横截面积比拔长后的横截面积；或者拔长后的长度比拔长前的长度，即 Y拔=F0/F 或 Y拔=L/L0 2、镦粗锻造比：镦粗后的横截面积比镦粗前的横截面积；或者镦粗前的高度比镦粗后的高度，即 Y镦=F/F0 或 Y镦=H0/H,14,21 4 金属的锻造性能及其影响因素,一、锻造性能：是衡量材料经受压力加工时获得合格制品难易程度的工艺性能 二、影响因素： 1、金属的本质 （1）化学成分 （2）组织结构,15,2、加工条件 （1）变形温度的影响 *始锻温度：金属锻造时允许的最高温度 *终锻温度：在锻压过程中，金属坯料温度不断下降，当温度降低到一定的程度，塑性变差、
5、变形抗力增大，不能再锻，否则引起加工硬化，甚至开裂，此时停止锻造的温度称为终锻温度。 *锻造温度范围：始锻温度与终锻温度之间的区间,16,（2）变形速度的影响,17,（3）应力状态的影响,18,22 自由锻造,一、定义 1、锻造：将金属坯料放在上、下砥铁或锻模之间，使之受到冲击力或压力而变形的加工方法；锻造分为自由锻造和模型锻造。 2、自由锻造：利用冲击力或压力，使金属在上、下砥铁之间产生塑性变形，从而获得所需形状、尺寸及内部质量的锻件的加工方法 模锻： 自由锻：,19,二、自由锻造的特点: . 金属坯料在上、下两砥铁之间变形，除与上、下砥铁接触的金属部分受到约束外，可朝其它各个方向自由变形流
6、动，不受限制 . 锻件形状和尺寸由操作技术来保证 . 所用工具简单,有较大通用性 . 加工范围广,锻件可以小到几克,大 到几百吨。对大型锻件,自由锻是唯一 的加工方法 . 锻造可压合铸锭中的缺陷,使其组织 紧密,大大提高了机械综合性能。承受 自由锻造 动载荷的零件都需锻造 广泛用于单件、小批量生产,20,22 1 自由锻造的工序,一、基本工序: 使金属坯料实现主要的变形要求,达到或基本达到所需形状和尺寸的工序。主要有： 1、镦粗：使坯料横截面积增大，高度减少的锻造工序；,21,2、拔长：又称延伸或引 伸，与镦粗相 反； 3、冲孔：在锻件上锻出 通孔或不通孔 的工序； 4、弯曲：使坯料弯成一 定
7、角度或形状 的工序； 5、扭转：将坯料的一部 分相对于另一 部 分旋转一定 角度的工序；,22,6、错移: 将坯料的一部分 相对与另一部分 平移错开的工序 7、切割：分割坯料或切除 锻件余量的工序 8、锻接：将两分离工件加热到高温，在锻压 设备产生的冲击力作用下，使两者 在固相状态下结合成一牢固整体的 工序,23,二、 辅助工序: 是指进行基本工序之前的预变形工 序；如：压钳口、倒棱、压肩等 三、精整工序: 用以减少锻面缺陷的工序； 如： 校正、滚圆、平整等,24,22 1 自由锻造工艺规程的制定,一、绘制锻件图 锻件图是制定锻造工艺规程的依据，它是根据零件图结合下列因素而指定的： 1、敷料:
8、 为简化形状,便于锻造而增加 的一部分金属称为敷料 2、锻件余量: 增加供切削用的一部分金属 称为锻件余量 3、锻件公差: 是锻件基本尺寸的允许偏差,25,如：自由锻锻件,26,二、坯料质量及尺寸计算 1、坯料质量的计算： m坯= m锻+ m烧 +m芯+m切 式中： m坯坯料质量 m锻 锻件质量 m烧 加热时坯料表面氧化而烧损的质量 m芯冲孔时芯料的质量 m切端部切头损失的质量 2、坯料尺寸的确定：,27,三、 选择锻造工序（见P92表2.6、2.7） 1、 应根据其工艺特点和锻件形状来确定 2、应根据其锻造火次和变形来确定 3、工艺规程还包括: 所用工夹具、加热设备、 加热规范、 加热火次、冷却规 范、锻造设备及后 续处理等,28,22 2自由锻锻件结构工艺性,设计自由锻锻件时，除满足使用性能要求外，还必须考虑零件结构要符合自由锻的工艺性要求： 1. 避免锥面或斜面结构 合理 不合理,29,2、应避免圆柱面与圆柱面相交 合理 不合理 *锻件由数个几何体构成时,其相交处不应 形成空间曲线 应改为:平面与柱面相交或平面与平面相交 即: 交线应为直线或平面曲线,30,3、避免椭圆形、工字形或其他非规则形状截面及非规则外圆 合理 不合理,31,4、避免加强筋和凸台等结构 合理 不合理,32,5、复杂件应设计成为由简单件构成的组合体 合理 不合理,
