第三章 锻压成型(机械制造基础).
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机械制造基础于文强第3章锻压
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机械制造基础于文强第3章锻压
3.2.1冲压设备 冲压所用的设备种类有多种，
主要设备有剪床和冲床。
¨ 1.剪床
¨ 剪床是下料用的基本设备，它是将板料切 成一定宽度的条料或块料，以供给冲压所 用。
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机械制造基础于文强第3章锻压
2.冲床
¨ 冲床是进行冲压加工的基本设备，它可完 成除剪切外的绝大多数冲压基本工序。冲 床按其结构可分为单柱式和双柱式、开式 和闭式等；按滑块的驱动方式分为液压驱 动和机械驱动两类。机械式冲床的工作机 构主要由滑块驱动机构（如曲柄、偏心齿 轮、凸轮等）、连杆和滑块组成。
；
¨ ②设备有故障，单击时发生连击动作。 ¨ (7)翘曲。表现为锻件中心线与分模面有弯
曲偏筹。
¨
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机械制造基础于文强第3章锻压
¨ ①锻件从模槽中撬起时变形；
¨ ②锻件在切边时变形。
¨ (8)锻件分模面处有残余毛刺主要原因如下 ：
¨ ①切边模与终锻模槽尺寸不相符合；
¨ ②切边模磨损或锻件放置不正。
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机械制造基础于文强第3章锻压
¨ (3)表面划伤。产生表面划伤的原因较多， 归纳如下：
¨ ①冲模或工件表面不干净； ¨ ②冲模工作表面不光滑； ¨ ③润滑剂不洁净； ¨ ④润滑不良。
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3rew
演讲完毕，谢谢听讲!
再见，see you again
。
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裂纹
¨ 在加热截面尺寸大的大钢锭和导热性差的 高合金钢和高温合金坯料时，如果低温阶 段加热速度过快，则坯料因内外温差较大 而产生很大的热应力。加之此时坯料由于 温度低而塑性较差，若热应力的数值超过 坯料的强度极限，就会产生由中心向四周 呈辐射状的加热裂纹，使整个断面裂开。
第三章 锻压
模锻空气锤
二、模锻
行程不能调节； 不能拔长和滚挤； 每个变形工步在
一次行程中完成。
螺旋压力机
二、模锻
平锻机
二、模锻
2．锻模及模膛
锻模——模锻时使坯料成形而获得模锻件的工具。
锻模分上模和下模两部分，分别紧固在锤头与砧 座上。锻模通常有多个模膛。模膛根据其作用不 同，分为制坯模膛和模锻模膛两大类。下图为连 杆弯形的多模膛锻模及模锻过程
第五步：修正外圆 边轻打边旋转锻件，使外圆消除鼓形，并达到Φ92±1mm。
第六步：修整平面
轻打（如端面不平还要边打边转动锻件），使锻件厚度 达到44±1mm。
§3－3 自由锻
自由锻——只用简单的通用性工具，或在锻 造设备的上、下砧间直接使坯料变形而获得所需 的几何形状及内部质量的锻件的锻造方法。
成形弯形
动画
6．切割
切割——把板材或型材等切成所需形状和尺寸 的坯料或工件的锻造工序。
单面切割 双面切割和四面切割 圆料切割
单面切割
双面切割和四面切割
双面切割——在坯料的两个相对面上先后切 割。
四面切割——先切割两相对面，再切割相邻 的两相对面。
双面和四面切割一般用于切割截面较大的坯 料。
一、 胎模锻 二、模锻
§3－4 模锻
模锻特点：
模锻件尺寸精度高、形状可以很复杂、质 量好、节省金属和生产率高等优点。在大批 量生产时，模锻件的成本较低。 模锻的不足之处是锻件质量较小，不宜锻 造大型锻件；模锻设备投资大，在小批量生 产时不经济；工艺灵活性不如自由锻。锻件 形状复杂； 应用： 中、小型锻件的成批和大量生产
（2）凸模与凹模之间应留有略大于板料厚度的间 隙；
（3）拉深前，应在板料上或凹模的工作部分刷涂 润滑剂；
机械制造基础-第3章锻压
作业答案：4.轴承座
单件小批生产 ----手工两箱分模造型
加工余量:上面>侧面>底面 模样放收缩率1%
大批生产 ----机器两箱分模造型 (共用同一个铸造工艺图)
上 下
作业答案：5.支撑台
表示圆周面不需要 加工，即相对来说不重要， 因此将铸件横卧下来，造 型最简单。
上 下
单件小批生产 ----手工两箱分模造型
凸模
凹 模
SHANGHAI UNIVERSITY
上海大学机自学院
2．弯曲---是利用弯曲模使工件轴线弯成一定 角度和曲率的工序。 自由弯曲 ① 弯曲方法 校正弯曲
② 弯曲件废品类型
自由弯曲 校正弯曲
外层开裂---当外侧拉应力超过板料抗拉强度时， 将在外侧转角处出现裂纹。 故应限制板料的最大弯曲变形程度（即最小弯曲 半径）,一般 r min ≥t（板厚）；同时注意毛坯 下料方向，最好使板料流线方向与弯曲线垂直。
SHANGHAI UNIVERSITY
例1:
例2:
SHANGHAI UNIVERSห้องสมุดไป่ตู้TY
上海大学机自学院
3.3 板料冲压
板料冲压→在冲床上用冲模使板料产生分离 或变形而获得制件的加工方法。又叫冷冲压。 冲压的优点是生产率高、成本低；成品的形 状复杂、尺寸精度高、表面质量好且刚度大、 强度高、重量轻，无需切削加工即可使用。因此 在汽车、拖拉机、电机、电器、仪表仪器、轻工 和日用品及国防工业生产中得到广泛应用。 常用的冲压材料有低碳钢、高塑性合金钢、 铝和铝合金、铜和铜合金等金属板料、带料与卷 料，还可加工纸板、塑料板、胶木板、纤维板等 非金属板料。
放收缩率1% 余量：上面>侧面>下面
作业答案：5.支撑台
单件小批生产 ----手工两箱分模造型
加工余量:上面>侧面>底面 模样放收缩率1%
大批生产 ----机器两箱分模造型 (共用同一个铸造工艺图)
上 下
作业答案：5.支撑台
表示圆周面不需要 加工，即相对来说不重要， 因此将铸件横卧下来，造 型最简单。
上 下
单件小批生产 ----手工两箱分模造型
凸模
凹 模
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2．弯曲---是利用弯曲模使工件轴线弯成一定 角度和曲率的工序。 自由弯曲 ① 弯曲方法 校正弯曲
② 弯曲件废品类型
自由弯曲 校正弯曲
外层开裂---当外侧拉应力超过板料抗拉强度时， 将在外侧转角处出现裂纹。 故应限制板料的最大弯曲变形程度（即最小弯曲 半径）,一般 r min ≥t（板厚）；同时注意毛坯 下料方向，最好使板料流线方向与弯曲线垂直。
SHANGHAI UNIVERSITY
例1:
例2:
SHANGHAI UNIVERSห้องสมุดไป่ตู้TY
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3.3 板料冲压
板料冲压→在冲床上用冲模使板料产生分离 或变形而获得制件的加工方法。又叫冷冲压。 冲压的优点是生产率高、成本低；成品的形 状复杂、尺寸精度高、表面质量好且刚度大、 强度高、重量轻，无需切削加工即可使用。因此 在汽车、拖拉机、电机、电器、仪表仪器、轻工 和日用品及国防工业生产中得到广泛应用。 常用的冲压材料有低碳钢、高塑性合金钢、 铝和铝合金、铜和铜合金等金属板料、带料与卷 料，还可加工纸板、塑料板、胶木板、纤维板等 非金属板料。
放收缩率1% 余量：上面>侧面>下面
作业答案：5.支撑台
机械制造技术课件：锻压成形
工具,直接使坯料变形而获得 所需的几何形状及内部质量的 锻件的方法。
锻压成形
3.应力状态 金属在锻压加工时,由于采用的方式不同,金属受力时产 生的应力状态也不同,因此 其可锻性也有一定的区别,其变形 方式主要有挤压和拉拔。挤压时金属三个方向承受压应 力, 如图5－5(a)所示。在压应力的作用下,金属呈现出很高的塑 性,因为压应力有助于恢 复晶界联系,压合内部的孔洞缺陷,可 阻碍裂缝形成和扩展。但压应力将增大金属的摩擦, 提高金 属的变形抗力,锻压加工时需要的加工设备吨位大。
锻压成形
图5－6 碳钢的锻造温度范围
锻压成形
1)始锻温度的确定 在不出现过热、过烧等加热缺陷的前提下, 尽量提高始 锻温度,使金属具有良好的可锻性。 始锻温度一般控制在固 相线以下150~250℃。
锻压成形
2)终锻温度的确定 终锻温度过高,停止锻造后金属的晶粒还会 继续长大,锻 件的力学性能随着下降;终锻温度 过低,金属再结晶进行的不 充分,加工硬化现象 严重,内应力增大,甚至导致锻件产生裂纹。 钢 中碳的质量分数不同,其终锻温度也不同,如亚 共析钢的终 锻温度一般控制在GS 线以下的两相 区(A+F),而过共析钢如 在 ES 线以上停止锻 造,冷却至室温时锻件会出现网状的二 次渗碳 体,因此其终锻温度控制在 PSK 线以上 50~ 70℃,以 便通过反复锻打击碎网状的二次渗碳 体。常用金属材料的 锻造温度范围见表5－2。
锻压成形
锻压成形
2.金属加热易产生的缺陷 1)氧化、脱碳 钢加热到一定温度范围后,表层的铁和炉气中的氧化性 气体(O2、CO2、H2O、SO2)发 生化学反应,将使钢的表层形 成氧化皮(铁的氧化物 Fe3O4、FeO、Fe2O3),这种现象称为 氧 化。大锻件表层脱落下来的氧化皮厚度达7~8mm,钢在加热 过程中因生成氧化皮而造 成的损失,称为烧损。每次加热时 的烧损量可达金属质量的1%~3%。氧化皮的硬度很高,可能 被压入金属表层,影响锻件质量和模具的寿命。因此,要尽量 缩短加热时间或在 还原性炉气中加热。
锻压成形
3.应力状态 金属在锻压加工时,由于采用的方式不同,金属受力时产 生的应力状态也不同,因此 其可锻性也有一定的区别,其变形 方式主要有挤压和拉拔。挤压时金属三个方向承受压应 力, 如图5－5(a)所示。在压应力的作用下,金属呈现出很高的塑 性,因为压应力有助于恢 复晶界联系,压合内部的孔洞缺陷,可 阻碍裂缝形成和扩展。但压应力将增大金属的摩擦, 提高金 属的变形抗力,锻压加工时需要的加工设备吨位大。
锻压成形
图5－6 碳钢的锻造温度范围
锻压成形
1)始锻温度的确定 在不出现过热、过烧等加热缺陷的前提下, 尽量提高始 锻温度,使金属具有良好的可锻性。 始锻温度一般控制在固 相线以下150~250℃。
锻压成形
2)终锻温度的确定 终锻温度过高,停止锻造后金属的晶粒还会 继续长大,锻 件的力学性能随着下降;终锻温度 过低,金属再结晶进行的不 充分,加工硬化现象 严重,内应力增大,甚至导致锻件产生裂纹。 钢 中碳的质量分数不同,其终锻温度也不同,如亚 共析钢的终 锻温度一般控制在GS 线以下的两相 区(A+F),而过共析钢如 在 ES 线以上停止锻 造,冷却至室温时锻件会出现网状的二 次渗碳 体,因此其终锻温度控制在 PSK 线以上 50~ 70℃,以 便通过反复锻打击碎网状的二次渗碳 体。常用金属材料的 锻造温度范围见表5－2。
锻压成形
锻压成形
2.金属加热易产生的缺陷 1)氧化、脱碳 钢加热到一定温度范围后,表层的铁和炉气中的氧化性 气体(O2、CO2、H2O、SO2)发 生化学反应,将使钢的表层形 成氧化皮(铁的氧化物 Fe3O4、FeO、Fe2O3),这种现象称为 氧 化。大锻件表层脱落下来的氧化皮厚度达7~8mm,钢在加热 过程中因生成氧化皮而造 成的损失,称为烧损。每次加热时 的烧损量可达金属质量的1%~3%。氧化皮的硬度很高,可能 被压入金属表层,影响锻件质量和模具的寿命。因此,要尽量 缩短加热时间或在 还原性炉气中加热。
机械制造基础_锻压2
机械制造基础第5辑锻压成型（2）集美大学工程训练中心目录第三章锻压成形（2）3.3 板料冲压3.3.1 概述3.3.2 冲压设备3.3.3 冲压的基本工序3.3.4 冲模3.4 粉末冶金3.4.1 粉末冶金的概念及工艺过程3.4.2 粉末冶金的特点与应用3.5 锻压新工艺3.5.1 超塑性成形3.5.2 粉末锻造3.5.3 液态模锻3.5.4 多向模锻3.5.5 半固态金属塑性成形3.5.6 高能率成形3.5.7 精密冲裁3.5.8 回转成形3.3 板料冲压3.3.1 概述板料冲压是在冲床上用冲模使金属或非金属板料产生分离或变形而获得制件的加工方法。
板料冲压通常在室温下进行，所以又叫冷冲压。
用于冲压的材料必须具有良好的塑性。
常用的有低碳钢、高塑性合金钢、铝和铝合金、铜和铜合金等金属材料以及皮革、塑料、胶木等非金属材料。
冲压的优点是生产率高、成本低；成品的形状复杂、尺寸精度高、表面质量好且刚度大、强度高、重量轻，无需切削加工即可使用。
因此在汽车、拖拉机、电机、电器、日常生活用品及国1.板料冲压特点(1)生产率高(靠模具设备成形，操作简便，易实现“两化”)。
(2)可获得复杂形状的制件，而且废料少，材料利用率高。
(3)制件尺寸精度高，表面质量、互换性好，不需机加工。
(4)制件强度高、刚性好、重量轻。
(5)加工成本低。
(6)采用冲压与焊接、胶接等复合工艺，使零件结构更趋合理。
(7)加工更为方便，可用较简单的工艺制造出更复杂的结构件。
(8)可方便进行CAD/CAPP/CAM。
2.板料冲压应用冲压既能够制造尺寸很小的仪表零件，又能够制造如汽车大梁、压力容器封头一类的大型零件，还能够制造精密(公差在微米级)和复杂形状的零件。
全世界钢产量中有60%~70%以上的板材、管材及其他型材，大部分是经过冲压制成的。
冲压技术在制造业生产中得到了广泛的应用，如视频23所示。
教学视频23板料冲压的应用(点击画面启动视频)冲压常用的设备有剪床和冲床等。
材料成型技术-第三章锻压
自动化生产
自动化锻压设备的应用，实现生 产线的智能化和高效化。
环保锻造
注重环境保护，推动绿色、可持 续发展的锻压数选择
根据锻造材料、形状和尺寸等要求，选择适当的锻 造温度、锻造速度和锻造力量。
工艺参数优化
通过工艺参数的优化，提高锻件的质量和产量，降 低成本和能源消耗。
锻压工艺的发展与前景
技术创新
不断引入新材料、新工艺和新设 备，提高锻压工艺的效率、精度 和灵活性。
原理
锻压利用力量，让金属原料在受压和冲击的作用下 发生塑性变形，从而改变其形状和结构。
锻压的基本过程和设备
1
加热与预变形准备
将金属原料加热至适当温度，并进行预变形，为后续锻压过程做好准备。
2
锻造操作
通过锻压设备施加力量，使金属原料发生塑性变形，达到所需形状。
3
冷却与处理
对锻造后的金属进行冷却和处理，以提高锻件的性能和质量。
锻件在汽车制造中广泛应用，如发动机传动轴、悬挂系统和转向零件等。
3 能源行业
用于制造发电设备、石油钻机和核能设备等。
锻件质量控制与检测技术
1
质量控制
通过严格的质量控制体系和工艺流程，
检测技术
2
确保锻件的尺寸精度、力学性能和工艺 性能。
采用非破坏性检测和破坏性检测技术，
如超声波检测、渗透检测和金相检测等，
锻压的分类和特点
分类
按照荷载形式可分为自由锻造、模锻和精锻； 按照锻件形状可分为平面锻压、轴对称锻压和 非轴对称锻压。
特点
锻压具有高强度、高精度、高质量的特点，可 制造出各种复杂形状和大尺寸的金属零件。
锻压在工业生产中的应用
1 航空航天业
机械制造基础 第三章 锻压工艺及应用
3.3 自由锻
3.3.1概述
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。 自由锻主要用于单件、小批生产，也是生产大型锻件的唯一方法。
机械制造基础
3.3.3. 自由锻工序
根据作用与变形要求的不同，可分为基本工序、辅助工序和精整工序。
1.基本工序：改变坯料的形状和尺寸以达到锻件基本成形的工序， 包括镦粗（动画演示）、拔长（动画演示）、冲孔（动画演示）、 弯曲（动画演示）、切割、扭转、错移（动画演示）等。最常用 的是镦粗、拔长、冲孔。 2.辅助工序：为了方便基本工序的操作，而使坯料预先产生某些局 部变形的工序。如压钳口、倒棱和切肩。 3.精整工序：修整锻件的最后尺寸和形状，消除表面的不平和歪扭， 使锻件达到图纸要求的工序。如修整鼓形、平整端面、校直弯曲。
机械制造基础
3.4.5 其他模锻设备
1.螺旋压力机 一般适用于中、小批量生产的各种形状复杂的模锻件，尤其是适用 于锻造轴对称性的锻件。 2.液压机 是一种用液体压力来传递能量的锻压设备。 3.精压机 精密模锻是在普通锻压设备上，装置具有模腔形状复杂（近于产 品零件形状）、尺寸精度高的锻模，直接锻造出所要求的产品零 件，如图3-22所示的差速器行星锥齿轮。 4.楔横轧机 主要用来生产大批量的轴类锻件或预制毛坯。
3）弯曲模膛。使坯料弯曲的模膛，如图3-15-c所示。 4）切断模膛。如图3-15d所示。
（2）模锻模膛
1）预锻模膛。为改善金属流动条件，使锻件最终成形前获得接近终锻形状的模膛。 2）终锻模膛。模锻时最后成形用模膛，需有飞边槽。带冲孔连皮和飞边的锻件如图3-16 所示。 根据模锻件的复杂程度，可将锻模设计为单膛锻模和多膛锻模，简单锻件如齿轮坯 可仅设计为单膛锻模；对弯曲连杆可设计为多膛锻模，如图3-17所示。
材料成型讲义技术_--_第三章锻压_3.2
③平锻机模锻：平锻机是具有镦锻滑块和夹紧滑块 的卧式压力机。
④螺旋压力机模锻：螺旋压力机是靠主螺杆的旋转 带动滑块上下运动，向上实现回程，向下进行锻 打的压力机。
3.2.2 冲压
1.冲压
是使板料经分离或成形而得到制 件的工艺统称。
（1）冲压设备： 1）剪床→把板料切成一定宽度的条料， 为后续的冲压备料。 2）冲床→完成冲压的各道工序， 生产出合格的产品。
镦粗
制坯模膛（体积分配）
拔长 滚挤★
弯曲 …
模锻膛（锻件与坯料切离）
设飞边槽★ 放收缩率
实际锻造时应根据锻件的复杂程度相应 选用单模膛锻模或多模膛锻模。 一般形状简单的锻件 采用仅有终锻模膛的单模膛锻模， 而形状复杂的锻件（如截面不均匀、轴线弯 曲、不对称等）则需采用具有制坯、预锻、 终锻等多个模膛的锻模逐步成形。
特别适于重型、大型锻件生产。
（4）自由锻的基本工序 分类 ： 1）辅助工序： 为方便基本工序的操作而预先进行局部小变形 的工序。 如倒棱、压肩等。 2）精整工序： 修整锻件最终形状和尺寸、消除表面不平和歪 斜的工序。如修整鼓形、校平、校直等。 3）基本工序： 锻造过程中直接改变坯料形状和尺寸的工序。 如镦粗、拔长、冲孔、扩孔、弯曲、锻接等。
冲裁软钢、铝合金、铜合金等软材料时：
Z＝（6％～8％）δ
冲裁硬钢等材料时：Z＝（8％～12％）δ
冲厚板或精度较低的冲裁件时，间隙还可适 当增大。
3）排样：
即冲裁件在板料或带料上的布置方法。
排样原则：合理。
目的：简化模具结构，提高材料利用率。
4）提高冲裁质量的冲压工艺：
当冲裁件剪断面用做工作表面或配合表面时， 常采用整修、挤光、精密冲裁等冲压工艺以提 高冲裁质量。
④螺旋压力机模锻：螺旋压力机是靠主螺杆的旋转 带动滑块上下运动，向上实现回程，向下进行锻 打的压力机。
3.2.2 冲压
1.冲压
是使板料经分离或成形而得到制 件的工艺统称。
（1）冲压设备： 1）剪床→把板料切成一定宽度的条料， 为后续的冲压备料。 2）冲床→完成冲压的各道工序， 生产出合格的产品。
镦粗
制坯模膛（体积分配）
拔长 滚挤★
弯曲 …
模锻膛（锻件与坯料切离）
设飞边槽★ 放收缩率
实际锻造时应根据锻件的复杂程度相应 选用单模膛锻模或多模膛锻模。 一般形状简单的锻件 采用仅有终锻模膛的单模膛锻模， 而形状复杂的锻件（如截面不均匀、轴线弯 曲、不对称等）则需采用具有制坯、预锻、 终锻等多个模膛的锻模逐步成形。
特别适于重型、大型锻件生产。
（4）自由锻的基本工序 分类 ： 1）辅助工序： 为方便基本工序的操作而预先进行局部小变形 的工序。 如倒棱、压肩等。 2）精整工序： 修整锻件最终形状和尺寸、消除表面不平和歪 斜的工序。如修整鼓形、校平、校直等。 3）基本工序： 锻造过程中直接改变坯料形状和尺寸的工序。 如镦粗、拔长、冲孔、扩孔、弯曲、锻接等。
冲裁软钢、铝合金、铜合金等软材料时：
Z＝（6％～8％）δ
冲裁硬钢等材料时：Z＝（8％～12％）δ
冲厚板或精度较低的冲裁件时，间隙还可适 当增大。
3）排样：
即冲裁件在板料或带料上的布置方法。
排样原则：合理。
目的：简化模具结构，提高材料利用率。
4）提高冲裁质量的冲压工艺：
当冲裁件剪断面用做工作表面或配合表面时， 常采用整修、挤光、精密冲裁等冲压工艺以提 高冲裁质量。
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弯曲类 零件
吊钩、轴 瓦等
拔长、弯曲
本章内容 3.1 金属的塑性变形与锻造性
3.2 自由锻造
3.3 模型锻造 3.4 板料冲压 3.5 锻压新工艺
3.3 模锻
概念：将金属坯料放在锻模模膛内，在锻压冲击力或压力 下变形而获得锻件的方法。
特点： (1) 生产效率较高 (2) 能锻造形状复杂的锻件 (3) 模锻件的尺寸较精确 (4) 节省金属材料 (5) 模锻操作简单，劳动强度低 分类：锤上模锻、胎膜锻、压力机上模锻等。
＊钢的含碳量越低，可锻性越好 （2）金属组织的影响 ＊组织不同,可锻性有差异,纯金属、固溶体可锻性好； ＊柱状组织和粗晶粒不如晶粒细小均匀的可锻性好。
2. 加工条件
（1）变形温度的影响 ＊变形温度低，金属的塑性差，锻压 困难，容易开裂 。 ＊加热温度过高，晶粒急剧长大，塑
性减小，可锻性下降，称“过热”。
弯曲
切割
常见自由锻工件工序
锻件类别
盘类零件
常见锻件
齿轮、凸 轮等 传动轴、 连杆等
图
例
锻造工序
镦粗、冲孔
轴杆类 零件
镦粗、拔长、 切肩、拔长 拔长、镦粗、 冲孔、在心轴上 拔长 镦粗、冲孔、 扩孔
筒类零件
筒体等
环类零件
圆环、法 兰、齿圈等
曲轴类 零件
曲轴、偏 心轴等
拔长、错移、 拔长、扭转
应用领域：适饼块类，盘套类。 镦粗的种类：有完全镦粗、局部镦粗和垫环镦粗等。
拔长
使坯料横截面减小而长度增加的锻造工序。 应用领域：轴杆类锻件成形。
拔长的种类：平砥铁拔长、芯轴拔长、芯轴扩孔等。
冲孔
采用冲子将坯料冲出透孔或不透孔的锻造工序。 应用领域：制造空心工件，如齿轮坯、圆环和套筒。
拔长的种类：实心、空心冲子冲孔和漏盘冲孔等。
＊加热温度接近熔点，晶界氧化甚至 Байду номын сангаас化，导致金属的塑性变形能力完 全消失，称为“过烧”。
图 钢的锻造温度范围
（2） 变形速度
＊ 低速：变形速度↑→变形抗力↑ →塑性↓ ＊ 高速：变形速度↑→变形温度↑→变形抗力↓→塑性↑
图 变形速度对金属及合金锻造性的影响
（3） 应力状态 ＊处于三向压应力状态，金属呈现良好的塑性状态 ＊三向受拉金属的塑性最差
图 工业纯铁冷变形前后的显微组织（100）
好处：强化金属方法 坏处：后续加工工序困难，工件易开裂。 怎样消除加工硬化现象？
2. 回复 当加热温度 T回=（0.25—0.3）T熔，可消除晶格扭曲 并降低内应力；但是，冷变形金属的显微组织无明显变 化，金属的力学性能没有显著变化（强度、硬度下降很 少，塑性提高不多。 使加工硬化得到部分消除。 3. 再结晶 当加热温度 T再 = 0.4T熔，塑性变形后金属被拉长的 晶粒重新形核、结晶变为等轴晶粒，再结晶后金属的强 度、硬度显著下降，塑性和韧性显著提高，消除了全部 加工硬化。
定义：内应力超过金属的屈服点后，外力停止作用后， 金属的变形并不完全消失。 形式：晶粒内部的滑移和孪晶； 晶粒间的滑移和转动。
涡轮喷气发动机
塑性变形 （滑移）
“神舟”四号飞船成功返 回
涡轮喷气发动机
塑性变形 （孪生）
“神舟”四号飞船成功返 回
涡轮喷气发动机
1. 加工硬化 金属材料经冷塑性变形后，随变形度的增加，晶粒伸长、 晶格扭曲以及产生碎晶，使得强度、硬度提高，塑性和韧性 下降，这种现象称为加工硬化。
使加工硬化得到完全消除。
金属的锻造性能 金属的可锻性：是指金属材料锻压加工成形的难易程度。
可锻性的衡量：塑性和变形抗力。
塑性好，变形抗力小则可锻性好。
可锻性的影响因素：金属的本质（化学成分和金属组织）
工艺条件（温度，速度和应力状态）
1. 金属的本质 （1）化学成分影响
＊纯金属可锻性比合金好
应用于制造承受重载、冲击、交变载荷的重要零件和毛 坯，如：机床主轴、齿轮、起重机吊钩等。
冲压:将坯料在常温下进行加工。
应用于生产强度、刚度大、结构轻的板壳类零件，如： 日用器皿、仪表罩壳及汽车覆盖件等。
锻压特点 (1) 改善金属组织、提高力学性能
(2) 节约金属材料
(3) 较高的生产率 (4) 毛坯或零件的精度较高 (5) 不能加工脆性材料 (6) 不能获得形状复杂的毛坯或零件
锻压材料 常用锻压材料: 低碳钢、铜和铝等塑性材料。
不能锻压材料：铸铁等脆性材料
本章内容 3.1 金属的塑性变形与锻造性
3.2 自由锻造
3.3 模型锻造 3.4 板料冲压 3.5 锻压新工艺
3.1 金属的塑性变形与锻造性
金属的塑性变形 塑性变形是金属压力加工的理论基础
“神舟”四号飞船成功返 回
图 几种常用锻压方法的应力状态
不同材料选择不同加工方式： 塑性好的材料：三向拉应力下变形
塑性差的材料：三向压应力下变形
本章内容 3.1 金属的塑性变形与锻造性
3.2 自由锻造
3.3 模型锻造 3.4 板料冲压 3.5 锻压新工艺
3.2 自由锻
概念：只用简单的通用性工具，在锻造设备的上下帖间对 坯料施加外力，使坯料产生变形而获得所需锻件的方法。 特点： 1) 金属坯料可朝各个方向自由流动，不受限制； 2) 所用工具简单，设备和工具通用性强，成本低； 3) 锻件精度较低，生产率低；
4) 其形状和尺寸主要由操作者的技术来控制。
是锻制大型锻件的唯一方法。
自由锻造设备 主要有空气锤、蒸汽锤、水压机、液压机等。
空气锤 ——适用于小型锻件
蒸汽锤 ——适用于中、小型锻件
水压机
大型液压机
——适用于大型锻件
自由锻造基本工序 主要有镦粗、拔长、冲孔、弯曲、切割、扭转和错位等 镦粗 使坯料整体或一部分高度减小、横截面面积增大的工序。
第3章 锻压成型 Chapter 3 Forging
锻压成形技术是国民经济
可持续发展的主体技术之一。 据统计，全世界75％的钢材需 经塑性成形，在汽车生产中， 70％以上的零部件是利用金属 塑性加工而成的。
何为锻压 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。 主要方法及其应用领域 锻造:将坯料加热到高温状态后进行加工。
1. 锤上模锻 ——在专用的模锻空气锤或模 锻蒸汽锤的锻锤和模垫上分别 固定上下模，上下模经锤击合 拢，而获得锻件的方法。