压力加工

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压力加工及基础

压力加工及基础

切削加工螺钉
局部镦粗加工螺钉
二、金属的锻造性能
金属的锻造性能是衡量材料经受压力加工难易程度的工 艺性能,它包括塑性和变形抗力两个因素。塑性高,变 形抗力小,则锻造性能好;反之,锻造性能差。 影响金属锻造性能的因素主要包括金属的本质和变形 条件两个方面:
1. 金属的本质
1) 化学成分的影响:
一般纯金属的锻造性能优于合金的锻造性能。 低碳钢比高碳钢好,碳钢比合金钢好。
4) 选择锻压设备:
根据坯料的种类、质量以及锻造基本工序、设备 的锻造能力等因素,并结合工厂现有设备条件综 合确定锻造设备。
5) 汽车半轴的自由锻造工序:
二、模型锻造
模型锻造是金属在外力作用下产生塑性变形并充满模膛 而获得锻件的方法,
常用模锻设备:模锻锤、热模锻压力机、平锻机和摩擦 压力机等。
过热:
加热温度过高或加热时间过长而引起晶粒粗大 的现象,从而使其锻造性能变坏。可通过反复 锻造和正火来细化晶粒
过烧:
加热温度过高,接近金属的熔点时,使晶界出现 氧化或熔化的现象。过烧后金属失去了锻造性能, 不能挽回。
必须合理控制锻造温度范围:
也就是确定始锻温度与终锻温度范围
始锻温度:锻造所允许的最高加热温度, 不能产生过热和过烧缺陷
按所用设备类型的不同,模型锻造可分为:锤上模锻、 压力机上模锻等。
1. 锤上模锻
锤上模锻所用的设备:蒸汽—空气模锻锤、无砧 座模锻锤和高速锤等。
1) 锻模结构:
锻模有带有燕尾的上模和下模组成。 燕尾和斜楔配合分别安装在锤头和模座上; 键槽和键配合,起定位作用,防止锻模前后移动; 锁扣与上模凹入的部分配合,防止锤击时上、下模产生 错移; 起重孔是为安装锻模方便而设置的。

压力加工

压力加工

锻造
自由锻
自由锻——利用冲击力或压力使金属胚料在两个抵铁间产生塑性变形,从而获得 利用冲击力或压力使金属胚料在两个抵铁间产生塑性变形, 自由锻 利用冲击力或压力使金属胚料在两个抵铁间产生塑性变形 所需形状和尺寸的锻件。 所需形状和尺寸的锻件。 自由锻的优点 工具简单 灵活性大, 灵活性大,生产周期短 自由锻的缺点:生产效率低,对操作者的技术要求高,劳动强度大, 自由锻的缺点:生产效率低,对操作者的技术要求高,劳动强度大,锻件精度 差, 机械加工量大等。 机械加工量大等。 自由锻的设备:空气锤、蒸汽锤、水压机等。 自由锻的设备:空气锤、蒸汽锤、水压机等。 自由锻的应用:特别适用于单件,小批量生产。 自由锻的应用:特别适用于单件,小批量生产。 自由锻的基本工序:分为基本工序、辅助工序、修整工序三部分。 自由锻的基本工序:分为基本工序、辅助工序、修整工序三部分。 锻造比:是锻造时金属变形程度的一种表示方法,常用变形前后的截面比、 锻造比:是锻造时金属变形程度的一种表示方法,常用变形前后的截面比、长度 比或高度比来表示。一般锻件锻造比取2-4;重要锻件取 比或高度比来表示。一般锻件锻造比取 ;重要锻件取4-8。 。 自由锻工艺过程:绘制锻件图;决定胚料重量和尺寸;确定变形工艺和锻造比; 自由锻工艺过程:绘制锻件图;决定胚料重量和尺寸;确定变形工艺和锻造比; 选择设备;确定锻造温度范围;确定热处理规范;填写工艺卡等。 选择设备;确定锻造温度范围;确定热处理规范;填写工艺卡等。 自由锻的工艺流程:下料——加热 加热——锻打 锻打——锻后热处理 锻后热处理——检验。 检验。 自由锻的工艺流程:下料 加热 锻打 锻后热处理 检验
模锻的概念、特点、 模锻的概念、特点、应用及分类
压力加工
冲压的概念、 冲压的概念、特点和应用

压力加工

压力加工

热加工工艺基础机械制造基础-Ⅱ
第二篇压力加工
机电工程学院
金工学部
第二篇压力加工
压力加工的定义
压力加工的概述
压力加工的特点
压力加工的方法及种类
一.压力加工的定义
在外力作用下, 使金属产生塑性变形, 从而获得具有一定形状、尺寸和性能要求的原材料、毛坯或零件的加工方法称为金属压力加工。

二.压力加工的概述
1. 压力加工–俗称“打铁”。

2. 压力加工的技术在我国至少有三千年的历史。

3. 压力加工的生产能力、产品的重量和质量等指标, 能反映一个国家的工业制造水平。

三.压力加工的特点
1.金属材料经过压力加工后, 其组织、性能得到改善和提高。

压合铸造缺陷, 使组织致密、均匀。

经过再结晶, 可得到等轴细晶粒。

形成纤维组织, 使金属材料的机械性能出现各向异性。

三.压力加工的特点
2. 材料消耗少、生产率高。

工件的尺寸和形状与零件相近,可以做到少切削或无切削, 节约金属, 缩短生产时间。

3. 可获得精度和表面质量较高的工件。

四.压力加工的方法及种类 轧制
挤压
拉拨
自由锻
模锻
板料冲压
1. 轧制
1.轧制产品
2.挤压
正挤压反挤压
2. 挤压产品
3.拉拨
3.拉拨产品
4.自由锻
5.模锻
6.板料冲压
7.超塑成型
五.本篇学习内容 金属的塑性变形
金属的加热和锻件冷却 自由锻
模锻
板料冲压
其他压力加工工艺。

机械制造基础第4章 压力加工

机械制造基础第4章 压力加工
锻性的影响 纯金属的可锻性比合金好。钢中合金元素的含量越多,合 金成分越复杂,其塑性越差,变形抗力越大。从纯铁、低 碳钢到高合金钢,其可锻性依次下降。 2.变形温度对金属可锻性的影响 随着温度升高,原子动能升高,材料塑性提高,变形抗力 减小,可锻性越好。 3.变形速度对金属可锻性的影响 随着变形速度的增大,回复和再结晶不能及时克服加工硬 化现象,材料塑性下降、变形抗力增大,可锻性变差 4.应力状态对金属可锻性的影响 材料变形时,受到的压应力数量越多,其塑性越好;受到 的拉应力数量越多,其塑性越差。
内应力的作用下,金属原子离开原来的平衡位置, 使金属产生变形。 当外力增大到使金属的内应力超过金属的屈服 极限后,即使外力停止作用,金属的变形也不会 消失,这种变形称为塑性变形。 金属塑性变形的实质是晶体内部在外力作用下 产生滑移和扭转,从而破坏了原来的晶格结构, 晶粒之间产生“位错”现象。位错密度越大,变 形越严重。
4.2.4 纤维组织及其应用
铸锭中通常都包含一定的杂质成分。铸锭在压力
加工作用下产生塑性变形时,基体金属中的杂质 也产生变形,并沿着变形方向拉长,呈纤维形状, 称为纤维组织。
(1)尽量使纤维 分布与零件的轮廓 相符合而不被切断。 (2)使零件所受 的最大拉应力与纤 维方向一致。 (3)使零件所受 的最大切应力与纤 维方向垂直。
2.自由锻基本工序
(1)镦粗。 ① 用于制造高度小而断面大的工件,如齿轮、 圆盘、叶轮等。 ② 作为冲孔前的准备工序。 (2)拔长。 ① 用于制造长而截面小的工件,如轴、拉杆、 曲轴等。 ② 制造空心零件,如套筒、圆环等。 (3)弯曲。 (4)错移。 (5)冲孔。冲孔是在坯料上加工孔的工序。
4.1.2 压力加工的特点和应用
(1)压力加工件性能优良。金属坯料经锻造或轧制后结构致密、组 织改善、性能提高。凡是受交变载荷、服役工作比较繁重的零件, 通常使用压力加工方法制造毛坯。 (2)材料利用率高。压力加工是金属在固体状态下体积的转移过程, 它不像切削加工那样产生大量切屑,是一种无屑成形方法,可以获 得合理的流线分布和较高的材料利用率。 (3)零件精度较高。用压力加工生产的工件可以达到较高的精度, 随着近年来先进技术和设备的使用,压力加工产品可以达到少切削 或无切削的要求。例如,精密锻造的伞齿轮齿形部分的精度可达8级, 可以不经切削加工直接使用。 (4)生产率高。模锻、轧制、拉丝以及挤压等压力加工方法都具有 较高的生产率。例如,在大型锻压设备上模锻汽车用曲轴仅需数十 秒;使用自动冷锻机生产螺栓和螺母,每分钟可生产数百件。 (5)固态成形。压力加工在固态下成形,相对液态成形来说更为困 难,所以锻件和冲压件的形状都相对地较为简单,不像铸件具有复 杂的外形、内腔和薄壁结构。

第三篇金属压力加工

第三篇金属压力加工
• 上述理论所描述的滑移运动,相当于滑移上下两部分晶 体彼此以刚性整体作相对运动。要实现这种滑移所需的 外力要比实际测得的数据大几千倍,这说明实际晶体结 构及其塑性变形并不完全如此。
近代物理学证明,实际晶体内部存在大最缺陷。其中,以 位错(图3-2a对金属塑性变形的影响最为明显。由于位 错的存在,部分原子处于不稳定状态。在比理论值低得 多的切应力作用下,处于高能位的原子很容易从一个相 对平衡的位置上移动到另一个位置上(图3-2b),形成 位错运动。位错运动的结果,就实现了整个晶体的塑性 变形(图3-2c)。
4、多晶体的塑性变形:金属都是由大量微小晶粒组成的 多晶体。其塑性变形可以看成是由组成多晶体的许多单个 晶粒产生变形(称为晶内变形)的综合效果。 由于构成晶体的晶粒位向不同,还有晶界的阻碍,在其滑 移,变形时,分先后次序逐批进行。同时晶间的滑动和转 动(称为晶间变形)。如图,每个晶粒内部都存在许多滑 移面,因此整块金属的变形量可以比较大。低温时,多晶 体的晶间变形不可过大,否则将引起金属的破坏。
(2)拉拔 金属坯料被拉过拉拔模的模孔而变形的加工方法。
(3) 挤压 金属坯料在挤压模内被挤出模也而变形的加工方法。
(4) 锻造 金属坯料在抵铁或锻模模膛内变形而获得产品的方法。
(5)板料冲压 金属板料在冲模间受外力作用而产生分离或变形 的加工方法。
• 一般常用的金属型材、板材、管材和线材等原材料,大都是通过 轧制、挤压、拉拔等方法制成的。机械制造业中的许多毛坯或零 件,特别是承受重载荷的机件,如机床的主轴、重要齿轮、连杆、 炮管和枪管等,通常采用锻件作毛坯。板料冲压广泛用于汽车、 电器、仪表零件及日用品工业等方面。
2、变形速度的影响 变形速度即单位时间的变形程度。 (1)随着变形速度的增大,回复和再结晶不能及时克服 冷变形强化现象,金属则表现出塑性下降、变形抗力增大 (图3-9中a点以左),可锻性变差。

压力加工的定义、分类和特征

压力加工的定义、分类和特征

压力加工的定义、分类和特征一、定义压力加工指的是通过施加机械压力,改变金属的形状、尺寸、性质和密度的方法。

通俗地讲,就是形成、压制、切削、弯曲、拔拉等各种金属成形工艺的统称。

压力加工是机械工艺、材料工程、制造工程等领域中非常重要的一项技术。

其主要目的是通过加工切削来创造人类所需的各种产品、零部件和构件。

较之于其他加工方式,压力加工具有精度高、尺寸稳定、表面质量好等优点,在应用中占据重要地位。

二、分类压力加工可以根据加工方法和所引入的形变类型的不同被分为多种不同类型的加工方式。

1. 挤压加工挤压加工是将金属坯料放入在钢管内的模具或一对轮滚中,用外部力通过轴向压缩来改变坯料形状的加工方法。

通常,这种加工方式用于生产管材、型材、线材等常规材料。

2. 压延加工压延加工也称为轧制加工,是在连续三辊或四辊轧机上,将坯料通过多次塑性变形达到理想的尺寸、形状和性质的加工方法。

压延加工的最常见例子就是热轧和冷轧钢材。

3. 铸造加工铸造加工是通过铸造熔融金属,使其流体在模具中,工艺过程中使其凝固并在模具中形成所需形状并得到所需零部件。

常见的铸造加工方式包括铸钢、铸铁、铝合金铸造等。

4. 冲压加工冲压加工也称冲裁加工,是通过将金属板料放在冲床上,使用冲裁模具以极高的速度进行冲切、镂空、弯曲等多种变形来达到所需形状的加工方式。

冲压加工常用于生产金属零件和非金属耗材等。

5. 锻造加工锻造加工是在锻压机中,通过重复施加过程中的强制变形,使金属在坯料形状、尺寸、性质和密度等方面得到改变的一种加工方式。

它可以分为手挤扁锻造、冲锻造、自由锻造、锤击锻造等多种方式。

三、特征不同的压力加工方式有着不同的特征,但在整体上,压力加工共享一些基本特征:1. 有限的变形压力加工具有明显的加工变形或塑性变形,这种变形的限度是有限的。

在加工过程中,物料可能发生裂纹、断裂或回弹等失效,超出其可承受的变形区间。

2. 内部应力在压力加工过程中,由于受到机械力的作用,金属里的晶粒和晶体结构受到了变形。

机械制造基础课件—第三章压力加工

机械制造基础课件—第三章压力加工
多晶体金属的塑性变形抗力总是高于单晶体。 晶粒越细小,变形抗力越大,但能提高金属的 塑性。
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3.1.2 塑性变形对组织和性能的影响
金属在常温下经过塑性变形后,内部组织和性能将发生变化: ①晶粒沿变形方向伸长,性能趋于各向异性; ②晶粒破碎,位错密度增加,产生加工硬化 ; ③产生内应力 。
金属发生冷塑性变形时,随着 变形量的增加,强度和硬度提 高,塑性和韧性下降的现象称为 加工硬化,又称冷变形强化。
拔长时的锻造比为:Y拔= A0/A =L/L0 镦粗时的锻造比为:Y镦= A/A0 =H0/H
纤维组织的稳定性很高,不能用热处理的方法消除,只有经过压力 加工使金属变形,才能改变其方向和形状。
为了获得具有最好力学性能的零件,在设计和制造零件时,都应使 零件在工作中产生的最大正应力方向与纤维方向重合,最大切应力方向 与纤维方向垂直。并使纤维沿零件轮廓分布而不被切断。
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3.避免加强筋、凸台、工字形截面或空间曲线形表面 4.合理采用组合结构
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3.3 模锻
模锻是在高强度金属锻模上预先制出与锻件形状一致的 模膛,使坯料在模膛内受压变形,由于模膛对金属坯料流动的 限制,因而锻造终了时能得到和模膛形状相符的锻件。
与自由锻相比,模锻的优点是:操作简便,生产率高;可 以锻造形状较复杂的锻件;锻件的尺寸精确、表面较光洁,因 而机械加工余量小,材料利用率高,成本较低;而且可使锻件 的金属纤维组织分布更加合理,进一步提高了零件的使用寿 命。
1)长轴类模锻件 常用的工步 有拔长、滚压、弯曲、预锻和终锻 等。
2)盘类模锻件 常用镦粗、终 锻等工序。 (4)确定修整工序
包括切边、冲孔、热处理、清 理、校正等。
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3. 模锻件的结构工艺性

第七章金属压力加工

第七章金属压力加工

试验观察证明:金属在滑移变形过程中,一部分旧的位错消失,又大量产生 新的位错,总的位错数量是增加的,大量位错运动的宏观表现就是金属的塑性变形 过程。位错运动观点认为:晶体缺陷及位错相互纠缠会阻碍位错运动,导致金属的 强化,即产生冷变形强化现象。
(2)金属的冷变形强化 随着金属冷变形程度的增加,金属的强度指标和硬 度都有所提高,但塑性有所下降,这种现象称为冷变形强化。金属变形后,金属的晶 格结构严重畸变,形变金属的晶粒被压扁或拉长,形成纤维组织,如图7-5所示,甚至 破碎成许多小晶块。此时金属的位错密度提高,变形难度加大,金属的可锻性恶化。 低碳钢塑性变形时力学性能的变化规律如图7-6所示,其强度、硬度随变形程度的 增大而增加,塑性、韧性则明显下降。
第七章金属压力加工
一、金属压力加工 概述
第七章 金属压力加工
六、金属压力加工 新技术简介 Nhomakorabea二、金属锻造工艺
五、冲压
三、自由锻工艺过 程设计基础
四、锻造结构工艺 性
一、金属压力加工的基本概念
锻造是指在加压设备及工(模)具的作用下,使坯料、铸锭产生局部或全部 的塑性变形,以获得一定几何尺寸、形状和质量的锻件的加工方法。
(2)再结晶 当加热温度较高时,塑性变形后的金属中被拉长了的晶粒重新 生核、结晶,变为等轴晶粒的过程称为再结晶,再结晶恢复了变形金属的可锻性。 再结晶是在一定的温度范围进行的,开始产生再结晶现象的最低温度称为再结晶 温度。纯金属的再结晶温度是:
T再≈0.4T熔(K)
式中 T熔——纯金属的热力学温度熔点。
(3)具有较高的生产率 除自由锻造外,其他几种压力加工方法都具有较高 的生产率,如齿轮压制、滚轮压制等制造方法均比机械加工的生产率高出几倍甚 至几十倍以上。
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解释何为弯曲回弹?
▲ 为什么会有弯曲回弹?
▲ 有哪些措施可以减少弯曲回弹?
组员:刘玉广 邹正湘 阳恩呼 刘彪
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何为弯曲回弹?

塑性弯曲和任何一种塑性变形一样,外载卸除以 后,都伴随有弹性变形,使工件尺寸与模具尺寸 不一致,这种现象称为回弹。
为什么会有弯曲回弹?
原因之一: 材料在弯曲过程中发生弹性变形和塑性变形,当凸模上行 时即卸载时,材料就发生弹性回复从而产生回弹。
原因之二: 弯曲过程中材料内侧受压应力、外测受拉应力,当卸去外 载时,由于应力释放产生与弯曲方向相反的弯矩,从而产 生回弹。
弯曲回弹的影响因素?
材料的机械性能σs、σs愈高、E值愈小,弯曲回弹愈大。
弯曲方式。自由弯曲回弹量大,较正弯曲回弹量小,全形镦校弯 曲回弹量最小。
工件形状及材料组织状态。形状复杂,相互牵扯多回弹量小,冷 作硬化后回弹量大。 模具结构及压边力大小。压边力大,工件弯后回弹量小。
有哪些措施可以减少弯曲回弹?
选择弯曲性能好的材料
用屈服极限小、弹性模量大的材料作为弯曲件, 可获得较高的弯曲质量。
选择较小的相对弯曲半径
较小的弯曲半径对减烛回弹有利,但过小的 弯曲半径会使弯曲区破裂
设计合理的工件形状
U型弯曲件比V型件回弹量小。工件形状复杂,各部分间相互牵 扯多,回弹困难。所以?型回弹量比U型小。若在弯曲处压制出 适宜的加强筋,则回弹量更小。因此对弯曲件进行翻边或叠边 处理,既可以提高刚度,又能减小回弹。
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