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1、 第第12章章 锻压工艺基础锻压工艺基础 锻压是利用外力使金属坯料产生塑性变形，获得所需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。尺寸、形状及性能的毛坯或零件的加工方法。 (a) 自由锻自由锻 (b) 模锻模锻 (c) 板料冲压板料冲压 (d) 挤压挤压 (e) 轧制轧制 (f) 拉拔拉拔 图图12.1 常用的压力加工方法常用的压力加工方法金属材料及工艺 锻压工艺基础12.1 金属的塑性变形规律金属的塑性变形规律12.1.1 塑性变形的实质塑性变形的实质1. 单晶体塑性变形单晶体塑性变形图图12.1.1 单晶体在切应力作用下的滑移变形单晶体在切应力作
2、用下的滑移变形2. 孪生孪生图图12.1.2 孪生变形孪生变形金属材料及工艺 锻压工艺基础3. 位错运动位错运动图图12.1.3 位错运动下的滑移变形位错运动下的滑移变形4. 多晶体塑性变形多晶体塑性变形加工硬化加工硬化 回复回复 再结晶再结晶 金属材料及工艺 锻压工艺基础12.1.2 金属塑性变形时遵循的基本规律金属塑性变形时遵循的基本规律1. 最小阻力定律最小阻力定律(a) 圆形截面圆形截面 (b) 方形截面方形截面 (c) 长方形截面长方形截面 图图12.1.4 不同截面金属的流动情况不同截面金属的流动情况2. 塑性变形时的体积不变规律塑性变形时的体积不变规律 12.1.3 冷变形与热变
3、形冷变形与热变形金属材料及工艺 锻压工艺基础12.2 金属的锻造性能金属的锻造性能 金属的锻造性能金属的锻造性能(又称可锻性又称可锻性) 塑性塑性 变形抗力变形抗力 金属的锻造性能取决于材料的性质金属的锻造性能取决于材料的性质(内因内因)和加工条件和加工条件(外因外因)12.2.1 材料性质的影响材料性质的影响1. 化学成分化学成分2. 金属组织金属组织金属材料及工艺 锻压工艺基础12.2.2 加工条件的影响加工条件的影响 金属的加工条件一般指金属的变形温度、变形速度和金属的加工条件一般指金属的变形温度、变形速度和变形方式等。变形方式等。1. 变形温度变形温度 “过热过热” “过烧过烧” 2.
4、 变形速度变形速度 “热效热效应应” 图图12.2.1 碳素钢的锻造温度范围图碳素钢的锻造温度范围图 图图12.2.2 变形速度对金属锻造性能的影响变形速度对金属锻造性能的影响 金属材料及工艺 锻压工艺基础3. 应力状态应力状态 (a) 挤压挤压 (b) 拉拔拉拔 (c) 镦粗镦粗 图图12.2.3 金属变形时的应力状态金属变形时的应力状态 实践证明，在三向应力状态下，压应力的数目越多，实践证明，在三向应力状态下，压应力的数目越多，则其塑性越好；拉应力的数目越多，则其塑性越差。则其塑性越好；拉应力的数目越多，则其塑性越差。 金属材料及工艺 锻压工艺基础12.3 锻造比与锻造流线锻造比与锻造流线
5、12.3.1 锻造流线锻造流线 流线型纤维组织（锻造流线）流线型纤维组织（锻造流线） 12.3.2 锻造比锻造比(Y) 拔长时：拔长时：Y =A0/A (A0、A分别表示拔长前后金属坯料的横截面积分别表示拔长前后金属坯料的横截面积)； 镦粗时：镦粗时：Y =H0/H (H0、H分别表示镦粗前后金属坯料的高度分别表示镦粗前后金属坯料的高度)。12.3.3 锻造流线的合理分布锻造流线的合理分布 在设计和制造易受冲击载荷的零件时，一般应遵循两项原则：在设计和制造易受冲击载荷的零件时，一般应遵循两项原则： (1) 零件工作时的正应力方向与流线方向应一致，切应力方向零件工作时的正应力方向与流线方向应一致，切应力方向与流线方向垂直。与流线方向垂直。 (2) 流线的分布与零件的外形轮廓应相符合，而不被切断。流线的分布与零件的外形轮廓应相符合，而不被切断。金属材料及工艺 锻压工艺基础 (a) 螺钉头螺钉头 (b) 锻造曲轴锻造曲轴 (c) 吊钩吊钩 图图12.3.1 锻造流线的合理分布锻造流线的合理分布(a)棒料切削成形棒料切削成形 (b) 扁钢切削成形扁钢切削成形 (c) 棒料镦粗后棒料镦粗后 (d) 热轧成形热轧成形 切削成形切削成形 图图12.3.2 不同成形工艺齿轮的流线组织不同成形工艺齿轮的流线组织金属材料及工艺 锻压工艺基础
