总复习2塑性成型

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1、1、冷变形对金属组织与性能的影响冷变形：金属在再结晶温度以下进行的塑性变形(T再=0.4T熔)。1 ）形成纤维组织金属在外力作用下进行塑性变形时，金属内部的晶粒也由原来的等轴晶粒变为沿加工方向拉长的晶粒，当变形度增加时，晶粒被显著拉长成纤维状，这种组织称为冷加工纤维组织。平行于纤维组织方向上强度、塑性和韧性就相应提高，而垂直于纤维方向上塑性和韧性则降低。2.1 金属塑性成形的工艺基础2 ） 晶 粒 破 碎 ， 位 错 密 度 增 加 ， 产 生 冷 变 形强化2.1.2 金属变形过程中的组织和性能加工硬化：金属材料经冷塑性变形后，随变形度的增加，其强度和硬度提高，塑性和韧性下降的现象。加工硬化

2、对金属组织性能的影响：压力加工中，加工硬化增大了材料继续变形的阻力。通过加工硬化可以提高金属强度、硬度和耐磨性。2.1 金属塑性成形的工艺基础2.1.2 金属变形过程中的组织和性能3 晶粒择优取向，形成变形织构 ， 使 金 属 具 有 各 向 异 性。随着变形程度的增加，各晶粒的晶格位向会沿变形方向发生转动，当变形量很大时，金属中每个晶粒位向大体趋于一致，此种现象称为择优取向，所形成的结构称为变形织构。织构现象使金属呈现各向异性，这对金属材料的加工和使用性能带来不利影响。例如织构板材冷冲筒形制品时，由于不同方向上的性能差异，变形不一致，冲出的产品壁厚不均匀，边缘不整齐，形成所谓制耳。2.1 金

3、属塑性成形的工艺基础2.1.2 金属变形过程中的组织和性能4)残余内应力：是指去除外力后，残留在金属内部的应力，它主要是由于金属在外力作用下变形不均匀而造成的，内应力是一种弹性应力，在整个工件中，它处于一种暂时平衡状态，在压应力附近必有一拉应力与之相平衡。2.1 金属塑性成形的工艺基础-回顾2、冷变形后金属再加热时组织与性能变化2.1.2 金属变形过程中的组织和性能1)回复随着温度的升高，已产生加工硬化的金属其晶格的扭曲程度减小，内应力降低，但金属组织还没有显著变化的现象。T回=（0.250.3）T熔2)再结晶随着温度的进一步升高，已发生回复的金属开始以某些碎晶或杂质为核心形成新的晶粒，从而消

4、除了加工硬化的现象。T再=0.4T熔2.1 金属塑性成形的工艺基础-回顾3、热变形后的组织和性能2.1.2 金属变形过程中的组织和性能热变形：指金属在再结晶温度以上进行的塑性变形。金属在热变形过程中，同时存在加工硬化和再结晶两个过程，但其加工硬化随时被再结晶所消除，因而在此过程中表现不出加工硬化现象。1）金属致密度提高，铸件进行热变形加工后，铸件中的气孔、缩松等被压合在一起，使金属的致密度提高。2）组织细化、力学性能提高。热变形能使坯料粗大铸态组织碎化，然后转化为细化的再结晶组织，从而提高力学性能。3）出现锻造流线，金属性能呈现异向性。课-第二章 第2次课 review基本要求：了解金属塑性成

5、形工艺基础和常用塑性成形工艺。重点难点：模膛锻造成形工艺和薄 板 冲 压 成 形 工艺，包括各种成形模具结构、基本工序和典型零件的工艺制订。Review2.2 锻造一、自由锻造Review自由锻指将金属坯料放在锻造设备的上下抵铁之间，施加冲击力或压力，使之产生自由变形而获得所需形状的成形方法。坯料在锻造过程中，除与上下抵铁或其它辅助工具接触的部分表面外，都是自由表面，变形不受限制，锻件的形状和尺寸靠锻工的技术来保证，所用设备与工具通用性强。主要用于单件、小批生产，也是生产大型锻件的唯一方法。Review1、自由锻造的主要设备及工序频11）自由锻的设备手工锻造：视频1机器锻造：空气锤、蒸汽-空气

6、锤、液压机汽-锤2锻锤是以冲击力使坯料变形的，设备规格以落下部分的重量来表示。空气锤：利用电动机作为动力，吨位较小，打击速度快，锤击能量小，适用于小型锻件, 只有50010000N，用于锻100Kg以下的锻件；蒸汽-空气锤：利用蒸汽或压缩空气作为动力，吨位较大，可达1050KN，可锻1500Kg以下中小型的锻件。(空气锤2)液压机3是以液体产生的静压力使坯料变形的，设备规格以最大压力来表示。常用的有油压机和水压机。水压机的压力大，可达500015000KN，是锻造大型锻件的主要设备。2）自由锻造的主要工序自由锻工序分为基本工序、辅助工序、精整工序三类。基本工序是指锻造过程中直接改变坯料形状和尺

7、寸的工艺过程，主要包括镦粗、拔长、冲孔、弯曲、扭转、错移等；辅助工序是为方便基本工序的操作而预先使坯料产生某些局部变形的工序，如钢锭的倒棱、拔长前的压肩等；精整工序是按图纸要求修整锻件的最后形状和尺寸、消除表面不平和歪斜的工序，如修整鼓形、平整端面、校直等。ReviewReview2）自由锻造的主要工序自由锻工序基本工序：镦粗：坯料高度减小、横截面增大拔长：横截面减小而长度增加冲孔：用冲头将坯料冲出透孔或不透孔扩孔：减小空心坯料壁厚而增加其内、外径弯曲：将坯料弯成规定外形错移：将坯料一部分相对另一部分相互平移，但两部分轴线仍然保持平行的工序扭转：将坯料一部分相对另一部分绕其同一轴线扭转一定角度

8、2.自由锻工艺规程的制定（1）绘制锻件图：工艺规程中的核心内容。以零件图为基础，结合自由锻工艺特点绘制而成。敷料：简化锻件形状，便于进行锻造而增加的一部分材料，亦称为“余块”。余量：零件的加工表面上增加供切削加工用的材料，具体数值结合生产的实际条件查表确定。公差：锻件名义尺寸的允许变动量。根据锻件形状、尺寸并考虑到生产实际情况加以选取。Review锻件图的绘制方法锻件图上的锻件形状用粗实线描绘，零件的形状在锻件图内用双点划线绘制，锻件的公称尺寸和公差注在尺寸线的上面，零件公称尺寸注在尺寸线下面并加括号。上、左：锻件和公差下、右：零件尺寸Review（2）确定坯料重量和尺寸质量计算：G坯料 =

9、G锻件 + G烧损 + G料头式中： G坯料坯料质量；G锻件锻件质量；G烧损加热时坯料表面氧化烧损的质量。（第一次加热时取被加热金属的2%3%，以后各次加热取1.5%2%；）G料头在锻造过程中冲掉或切掉的金属的质量。如冲孔时坯料中部的料芯，修切端部产生的料头等。Review3、自由锻件结构设计自由锻件结构设计的原则：(1)形状简单(2)避免曲面交接(3)避免锻肋(4)凹坑代凸台Review4 、 自 由 锻 的 特 点 总 结优点：1）自由锻使用工具简单，不需要造价昂贵的模具；2）可锻造各种重量的锻件，对大型锻件，它是唯一方法；3）由于自由锻每次锻击坯料只产生局部变形，变形金属流动阻力也小，故

10、同重量锻件，自由锻比模锻所需设备吨位小。缺点：1）锻件的形状和尺寸靠锻工的操作技术来保证，故尺寸精度低，加工余量大，金属材料消耗多；Review2）锻件形状比较简单，生产率低，劳动强度大。故自由锻只是用于单件或小批量生产。二、模膛锻造模锻是将加热好的坯料放在由上、下模组成的锻模模膛内，在锻压力的作用下迫使坯料变形而获得锻件的一种加工方法。坯料变形时，金属的流动受到模膛的限制和引导，从而获得与模膛形状一致的锻件。与自由锻相比，模锻优点：1）由于有模膛引导金属的流动，锻件的形状可以比较复杂;2）锻件内部的锻造流线比较完整，从而提高了零件的机械性能和使用寿命。3）锻件表面光洁，尺寸精度高，加工余量小

11、,节约材料和切削加工工时；Review4）材料利用率与生产率较高；5）操作简单，易于实现机械化；6）生产批量越大成本越低。模锻的缺点：1）模锻是整体成形，摩擦阻力大，故模锻所需设备吨位大，设备费用高；2）锻模加工工艺复杂，制造周期长，费用高。故只适用于中小型锻件的成批或大批生产。Review模锻广泛应用于国防工业和机械制造业，按质量计算模锻件在飞机上占85%，坦克占70%，汽车占80%，机车占60%。按使用设备不同，模锻可分为：锤上模锻、曲柄压力机上模锻、摩擦压力机上模锻、平锻机上模锻等。1、锤上模锻采用模锻锤进行模锻锤(视频a（1）设备：蒸汽空气锤(模锻锤)Review特点：(与自由锻蒸汽空

12、气锤相比)锤头大，打击刚度大；锤头运动精度高，上下模间错移量小；锤头行程不固定，工艺适应性强，模锻锤一般均由一名工人操纵 。Review（2）分类：开式模锻：两模间间隙的方向与模具运动方向垂直，在模锻过程中间隙不断减小。具有飞边。视频b闭式模锻：两模间间隙的方向与模具运动方向平行，在模锻过程中间隙大小变化不大。没有飞边，适合低塑性合金变形。视频c（3）模锻模具材料要求：锤上模锻模具在高温下具有足够的强度、韧性、硬度和耐磨性，良好的导热性、耐热疲劳性、回火稳定性和抗氧化性等。锻模结构：包括上、下模；模膛；分模面。Review模膛分类：模膛根据其功能不同可分为制坯模膛和模锻模膛两大类制坯模膛：拔长

13、模膛、滚压模膛、弯曲模膛模锻模膛：预锻模膛、终锻模膛Reviewover第二章第四次课REVIEW第4次课 冲压成型27冲裁落料与冲孔的板料变形过程和模具结构是相同的，只是作用不同。落料时，冲下来的部分为制件，带孔的周边为废料；冲孔时，冲落的部分是废料，留下的带孔部分为制件。第4次课 冲压成形(4) 凸模和凹模刃口尺寸的确定1 刃口尺寸确定的依据和原则在模具设计中，刃口尺寸的确定很重要的工艺计算内容1.先确定基准件设计落料模时，以凹模为基准，间隙取在凸模上；设计冲孔模时，以凸模为基准，间隙取在凹模上；2. 考虑冲模的磨损规律设计落料模时,凹模基本尺寸应取落料件公差范围内的最小尺寸设计冲孔模时

14、凸模基本尺寸应取冲孔件公差范围内的最大尺寸时,3.凸、凹模间隙则取最小合理间隙值；4.确定冲模刃口制造公差时，应考虑制件的公差要求。第4次课 冲压成形（4） 凸模和凹模刃口尺寸的确定2 刃口尺寸的计算算例有60mm孔，厚度2mm的Al合金薄片，需冲孔(300.025)mm,设计该零件的冲孔模？第一步：凸模刃口尺寸：30.025mm第二步：计算模具间隙：z=m=0.12mm=0.2mm第三步：确定凹模尺寸：凹模刃口尺寸=凸模刃口尺寸+2z=(30.025+20.2)mm=30.425 mm第4次课 冲压成形（三）冲模（Die）的分类和构造1.简单冲模(simple die)它是在冲床的一次冲程中只完成一个工序的冲模，称为简单冲模。. 连续冲模(progressive die)在冲床的一次冲程中，在模具的不同部位同时完成数道工序的模具称为连续冲模。3.复合冲模(compound die)在冲床的一次冲程中，在模具同一部位同时完成数道工序的模具称为复合模。