金属工艺 第三篇 压力加工

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第一节 分离工序（第三章 板料冲压）
• • • • • • 分离工序—使坯料的一部分与另一部分相互分离的工序。 分离工序 使坯料的一部分与另一部分相互分离的工序。 使坯料的一部分与另一部分相互分离的工序 它主要有 1. 剪切（剪床）： 2.冲裁（冲床）： 落料模和冲孔模尺寸设计的不同： 凸凹模间隙c不能过大和过小，要求c=m δ .
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1．基本工序（第二章 自由锻
•
一、自由锻工序 ）
3）冲孔：⑴先在冲孔位置冲出凹痕，保 证冲位准确； • ⑵在凹痕位置撒少量煤粉； • ⑶冲Φ400mm以下的孔时用实心冲子，否 则，用空心冲子。
• 2.举例说明：
• 螺母锻造过程
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二、自由锻锻件的结构工艺性要求（第二章 自由锻）
• 在满足使用要求前提下： • 1.避免锥面或斜面； • 2.避免圆锥面相交； • 3.避免非规则截面与外形，或筋板、凸台等 结构； • 4.较复杂结构锻件分段锻造，再用机械方法 联接。
• 3）确定具体锻造工序
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第二章 自由锻
• 一、自由锻工序 • 自由锻的工序可分为基本工序、辅助工序和精整工序三 大类。 • 1．基本工序 它是使金属坯料实现主要的变形要求，达 到或基本达到锻件所需形状和尺寸的工艺过程。如镦粗、 拔长、弯曲、冲孔、切割、扭转和错移等。实际生产中常 采用的是镦粗、拔长 冲孔 镦粗、 冲孔三个工序。 镦粗 拔长和冲孔 • 2．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． • 3．整理工序 它是在完成基本工序之后，用以提高锻件 尺寸及位置精度的工序。
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第四节 冲压加工工艺对冲压加工件的结构工艺性要求
（第三章 板料冲压）
• 直边不能过短（见图12-23） • 带孔的弯曲件，孔不能离弯曲角过近（见图12-24）
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复习题 （第三章 板料冲压）
• （见P138复习题1.2.3.6.7）
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第二节 塑性变形对金属组织和性能的影响（第一章 金属的塑性变形）
• 回复：当温度提高到（0.25-0.3）T熔 ，原子因获 得热能，使原子得到回复正常排列，晶格扭曲被 消除，内应力明显下降，加工硬化也得到部分消 除．这一过程称为“回复” 。 • 再结晶：当温度继续升高到该金属熔点绝对温度 的o．4倍时，金属原子获得更多的热能，开始以 某些碎晶或杂质为核心，按变形前的晶格结构结 晶成新的晶粒，全部冷变形强化现象消除．这个 过程称为再结晶．这时的温度称为再结晶温度 再结晶温度， 再结晶温度 即： • T再=0.4 T熔
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第二节 塑性变形对金属组织和性能的影响（第一章 金属的塑性变形）
• • • • •
塑性变形后 ，由于： ① 晶粒沿最大变形的方向伸长； ② 晶粒与晶格均发生扭曲并产生内应力； ③晶粒间产生碎晶． 随着变形程度增大，上述情况越发严重，表现 为金属的强度及硬度升高，而塑性和韧性下降， 我们称此现象为加工硬化 加工硬化。 加工硬化
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第二章 自由锻
• • • • • 3.自由锻工艺规程的制定 工艺规程内容： 1）绘制锻件图（见P109图3-25） 2）坯料质量及尺寸计算 G坯料=G锻件+G烧损+ G料头
• 式中 ：G烧损--加热时坯料表面氧化而烧损的质量．第一次加热取被 加热金属的2～3％，以后各次加热取1.5～2.0％， • G料头--在锻造过程中冲掉或被切掉的那部分金属的质量．（如冲 孔时坯料中部的料芯．修切端部产生的料头等．） • 当锻造大型锻件采用钢锭作坯料时，还要考虑切掉的钢锭头部和钢 锭尾部的质量
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第四节 冲压加工工艺对冲压加工件的结构工艺性要求
（第三章 板料冲压）
• 在满足使用要求前提下： • 1.冲压加工件的形状尽可能简单、对称。 • 2.冲裁件上直线与直线、曲线与直线交接处均应 圆弧连接。 • 3.应避免过窄的悬臂和窄槽。 • 4.孔与孔及孔与工件边缘之间距离不能过小；且 冲孔件的孔径不能过小（见下表说明）。 • 5.弯曲件或拉深件的孔要与工件壁保持一定距离。
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第二节 塑性变形对金属组织和性能的影响（第一章 金属的塑性变形）
• 冷变形 冷变形：金属在再结晶温度以下的变形．变形过 程中无再结晶现象，变形后的金属具有加工硬化 现象． • 热变形 热变形：金属在再结晶温度以上的变形。变形后， 金属具有再结晶组织，而无加工硬化痕迹． • 金属只有在热变形情况下，才能以较小的功达 到较大的变形。
• 式中 δ—材料厚度，mm； • m——与材料性能及厚度有关的系数。 • 实用中，材料较薄时,m可以选用如下数据： • 低碳钢，纯铁 m=0.06—O.09； • 铜、铝合金 m=0.06—0.1； • 高碳钢 m=0.08～O.12。
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第二节 变形工序（第三章 板料冲压）
• —使坯料的一部分相对于另一部分产生位移而不破裂的工序。如拉深、 弯曲、翻边、成型等。 • 一、拉深
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第二节 变形工序（第三章 板料冲压）
• 拉深—将平板坯料制成中空零件的变形工序。
• 避免拉穿， • ⑴拉深模和冲孔模不同，工作部位不能锋利，应制成圆角。R凹 ≈10δ （δ：板厚），凸模可大些，Rr=（0.6-1）R凹. • ⑵凹凸模的间隙不宜过大和过小，单边间隙C≈（1.1～1.2）δ. • ⑶每次拉深后，工件直径Φd与前毛坯直径 ΦD之比称为拉深系数： • m= Φd/ ΦD≥（0。5～0。8） • 拉深系数m越小，变形越大，越难成型。若m过小需多次拉深，并在 每次拉深的中间进行消除加工硬化热处理——中间退火 中间退火。 中间退火 • ⑷在坯料与模具上涂润滑油，减少摩擦。 •
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复习题（第一章 金属的塑性变形） • 见P109复习题。
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第二章 自由锻
• 自由锻 自由锻是利用冲击力 压力 冲击力或压力 冲击力 压力使金属在上下 两个抵铁之间产生变形，从而获得所需形 状及尺寸的锻件。 • 1.自由锻的优缺点：工具简单；锻件大小 不受限制；工艺较为简单。但不能锻造复 杂结构锻件。 • 2.自由锻的设备：空气锤、蒸汽-空气锤、 液压机。
第三篇 压力加工
教学内容 1、金属压力加工的实质、特点和应用。常温下塑性变 形对金属材料组织和性能的影响，加热条件下塑性变形 金属组织和性能的变化。 2 2、金属的可锻性及其影响因素。 3、自由锻造的基本方法、特点、基本工序及自由锻造 零件的结构工艺性。自由锻工艺规程。 4、板料冲压加工方法，基本工序及冲压模具，冲压件 的结构工艺性，压力加工先进工艺。
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复习题（第二章 自由锻）
• 见P126复习题
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第三章 板料冲压
• 知识点：
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第三章 板料冲压
• 板料冲压—外力使板料在冲模上发生变形或分离。 外力使板料在冲模上发生变形或分离。 外力使板料在冲模上发生变形或分离 • 一般大多数在常温下进行，故称“冷冲压” 一般大多数在常温下进行，故称“冷冲压”。 • 板料一般在8-12mm以下。 以下。 板料一般在 以下 • 设备：冲床；剪床。 设备：冲床；剪床。 • 冲压的基本工序 • 分离：剪切和冲裁（冲裁包括落料、冲孔）。 分离：剪切和冲裁（冲裁包括落料、冲孔）。 • 变形：拉深和弯曲。 变形：拉深和弯曲。
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第二节 变形工序（第三章 板料冲压）
• 二、弯曲
• ——弯曲是坯料的一部分相对于另一部分弯曲成一定角度 的工序 。 • ⑴因弯曲板料取出后会回弹，凹模弯曲角应略小于工件弯 曲角。 • ⑵弯曲件内弯曲角r不宜过小，rmin=(0.25～1)δ. • ⑶ 弯曲边H不应过短，H＞2δ. • ⑷带孔弯曲时孔边到弯曲角直边距离L ＞（1.5 ～ 2）δ. • 第三节 压力加工新工艺 （简单介绍爆炸成型）
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第三节 金属的可锻性（第一章 金属的塑性变形）
• 金属的可锻性 金属的可锻性是衡量金属材料在经受压力加工时 获得优质零件难易程度的一个工艺性能．金属的 可锻性好，表明该金属适合于经受压力加工成 形．可锻性差，说明该金属不宜于选用压力加工 方法成形． • 金属的可锻性 金属的可锻性取决于金属的本质和加工条件： • 一、金属的本质 • 1．化学成分的影响： • 2．金属组织的影响：
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目的和要求(第三篇 压力加工 压力加工)
• 1、要求了解金属塑性变形的实质和塑性变形机理，了解 塑性变形对金属组织和性能的影响（加工硬化 加工硬化），了解加 加工硬化 热时变形组织的回复 再结晶 回复和再结晶 热变形和冷变形 回复 再结晶，根据热变形 冷变形 热变形 冷变形定义， 学会计算不同金属的热（冷）变形温度。在设计锻造零件 时能合理利用金属纤维组织的方向性。 • 2、了解金属的可锻性及其影响因素，了解坯料加热过程 中产生的缺陷及合理确定加热范围。 • 3、基本掌握自由锻主要工序的定义和应用，合理确定自 合理确定自 由锻件的结构工艺性。了解自由锻造工艺规程的编制方法。 由锻件的结构工艺性 锤上模锻、胎膜锻造的工艺方法作一般了解。 • 4、了解板料冲压的基本工序和冲压件的结构工艺性 冲压件的结构工艺性。轧 冲压件的结构工艺性 制、挤压、拉拔等压力加工方法仅作一般了解。
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第三节 金属的可锻性（第一章 金属的塑性变形）
• 二、加工条件 • 1.变形温度的影响：随温度升高，金属的塑性上升，变形 抗力下降，即金属的可锻性增加。 • 但保温时间过长或温度过高必将产生过热、过烧、脱碳和 严重氧化等缺陷，甚至使锻件报废．所以应该严格控制锻 造温度：始锻温度（开始锻造的温度）和终锻温度（停止 锻造的温度）。（见P108图3-8） • 2.变形速度的影响 ：由于变形速度的增大，回复和再结晶 不能及时克服加工硬化现象，金属则表现出塑性下降、变 形抗力增大 。另一方面，金属在变形过程中，消耗于塑 性变形的能量有一部分转化为热能，使金属温度升高（称 为热效应现象）． • 3．应力状态的影响：（P108）