3金属压力加工概论
合集下载
3-1金属压力加工概论
20122012-2-17
多晶体的塑性变形
大多数金属都属于多晶体， 大多数金属都属于多晶体，其塑性变形是所 有单晶粒变形的综合作用， 有单晶粒变形的综合作用，即晶内滑移和晶 间的转动 每个单晶粒内部的塑性变形仍主要是滑移 但在多晶体变形中同时伴随有晶粒间的滑移 和转动
20122012-2-17
金属的加工硬化
20122012-2-17
金属的可锻性
金属的可煅性是衡量材料经受压力加 工难易程度的工艺性能。 工难易程度的工艺性能 。 常将塑性和变 形抗力综合在一起来衡量金属的可锻性。 形抗力综合在一起来衡量金属的可锻性 。 塑性高、 变形抗力小， 则可锻性好， 塑性高 、 变形抗力小 ， 则可锻性好 ， 反 之，则差。 则差。
20122012-2-17
（3）锻件公差 锻件的基本尺寸为零件的基本尺寸加 上加工余量。 上加工余量 。 而锻件的实际尺寸与其基 本尺寸之间所允许的偏差， 本尺寸之间所允许的偏差 ， 称为锻性公 差。
20122012-2-17
4.确定坯料质量和尺寸 4.确定坯料质量和尺寸
（1）确定坯料质量G坯 确定坯料质量G 自由锻 的坯料质量为锻件的质量与 锻造时各种金属的质量之和， 锻造时各种金属的质量之和 ， 可按下式 计算： G坯=（1+k）G锻件 +k） G锻件－－－锻件质量
20122012-2-17
７.确定锻造温度
根据锻件材料的化学成分， 根据锻件材料的化学成分 ， 确定始 锻及终锻温度。碳钢的始锻温度约为 1200℃ 终锻温度约为800℃ 1200℃，终锻温度约为800℃。
金属的机械性能取决于其组织。 金属的机械性能取决于其组织 。 组织改 变，则性能也随之变化。 则性能也随之变化。 随着变化程度地增加， 随着变化程度地增加 ， 这种由于塑性变 形在滑移面附近引起晶格的严重畸变， 形在滑移面附近引起晶格的严重畸变 ， 甚至产生碎晶而引起的强度和硬度的提 高 ， 塑性和韧性下降 。 这种现象称为加 塑性和韧性下降。 工硬化。 工硬化。
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。
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。
金属工艺学 第3版 单元七 金属压力加工
（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。
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.
开始产生再结晶现象的最低温度称为再结晶温度。
T再≈0.4T熔(K) 式中T熔──是纯金属的开氏温度熔点。 3．
三、金属压力加工基础知识 金属的可锻性是指金属在锻造过程中经受塑性变形而不开裂的能力。 可锻性与金属的塑性和变形抗力有关，塑性愈好，变形抗力愈小，则金属的可锻性愈好，反之，则
1
（1）金属塑性变形的实质。 金属单晶体的变形方式主要有滑移和孪晶两种，在大多数情况下滑移是金属塑性变形的主要方式。 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）拔长。 ●拔长是指使毛坯横断面积减小，长度增加的锻造工序。 拔长常用于锻造截面小而长度大的杆类锻件，如轴、拉杆、连杆、曲轴等。 （3）冲孔。 ●冲孔是指在坯料上冲出透孔或不透孔的锻造工序。
（4）切割。 ●切割是指将坯料分成几部分或部分地割开或从坯料的外部割掉一部分或从内部割掉一部 分的锻造工序。 切割常用于下料、切除锻件的料头、钢锭的冒口等。 （5）弯曲。 ●弯曲是指采用一定的工模具将毛坯弯成所规定的外形的锻造工序。 弯曲常用于锻造角尺、弯板、吊钩、链环等轴线弯曲的锻件。 （6）锻接。 ●锻接是指坯料在炉内加热至高温后用锤快击使两者在固相状态结合的锻造工序。 锻接的方法有搭接、对接、咬接等。
从金属学的观点来讲，划分冷加工与热加工的界限是再结晶温度。在再结晶温度以上进行的塑性 变形属于热加工；而在再结晶温度以下进行的塑性变形称为冷加工。 4． 热锻后的金属组织具有一定的方向性，通常将这种组织称为锻造流线。
压力加工课(简单)
晶粒尺寸对力学性能的影响
在2mm内的伸长率（%） 5 10 15 20
晶粒3 晶粒5 晶粒4 晶粒2 晶粒1
s 0 Kd
1 2
0
0
多晶体的塑性变形过程
5
10
15
20
25
30
35
40
位置/mm
加工过程中的硬化和软化
● 金属在常温下经塑性变形后，内部组织将发生变化。 ⑴ 晶粒沿最大变形的方向伸长； ⑵ 晶格与晶粒发生扭曲，产生内应力； ⑶ 晶粒产生碎晶。 ● 加工硬化(见图3－4) ＊ 现象：强度、硬度 上升， 而塑性、韧 性下降。 ＊ 原因：滑移面附近的 晶粒碎晶块， 晶格扭曲畸变， 增大滑移阻力， 使滑移难以 进行。
1.简单轧制与非简单轧制
所谓简单轧制过程是指比较理想的轧制过程。通常将
具有下列条件的轧制过程称为简单轧制。
（1）两个轧辊都被电动机带动，且两轧辊直径相同，转速
相等，轧辊为刚性；
（1）质量减少的方法：
车、刨、铣、磨、钻、剪切、气割、电切、蚀刻等；
（2）质量增加的方法：
铸造、电解沉积、焊接与铆接、烧结与胶结等；
（3）质量保持不变的方法：
金属压力加工（轧制、锻造、冲压、拉拔、挤压）。
3.金属压力加工的方法
★金属压力加工：
金属在受到外力作用并不破坏自身完整性的条件下， 稳定改变其几何形状与尺寸，从而获得所需要的几何形状 与尺寸的加工方法。
1. 体积不变定律 Volume Constance 金属塑性变形前后的体积相等，即体积为常 数，也称为不可压缩定律。 V0=Vn=常数 HBL=hbl 例题：P139
10.2.2. 最小阻力定律 Least Resistance
第三编金属压力加工
水压机
•
500~1500 1~300T 静压力 0
高压水 •)
• 变形大、锻透深度 大、内部质量好，没
有振动，噪音小。
•20MPa
•0.4~0.9MPa
•(200个大气 •(4~9个大气压）
压)
第三编金属压力加工
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）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、弯曲等。
第三编金属压力加工
•3.2.3 冷变形及热变形
第三编金属压力加工
•冷变形 变形温度低于回复温度时，金属在变形过程中
只有加工硬化而无回复与再结晶现象，变形后的金 属只具有加工硬化组织，这种变形称为冷变形。
•热变形
变形温度在再结晶温度以上时，变形产生的加 工硬化被随即发生的再结晶所抵消，变形后金属具 有再结晶的等轴晶粒组织，而无任何加工硬化痕迹， 这种变形称为热变形。
基本工序 —— 扭转
第三编金属压力加工
半轴自由锻工艺
锻件图 材料: 18CrMnTi 坯料尺寸:Ф130×240 坯料重量:25kg 锻造设备:0.5T自由锻锤
•锻出头 部
• 拔长
•拔长及修 整台阶
•拔长并留 出台阶
•锻出凹挡 及拔长端 部并修整
第三编金属压力加工
•3.3.1 模膛锻造成型工艺
•(2) 金属组织的影响
• 纯金属及固溶体(如奥氏体)的可锻性好。而碳化 物(如渗碳体)的可锻性差。 • 铸态柱状组织和粗晶粒结构不如晶粒细小而又 均匀的组织的可锻性好。
第三编金属压力加工
项目01 金属压力加工概述
项目一金属压力加工概述一、教学目标1.掌握金属压力加工的定义。
2.了解金属压力加工主要方法及其特点。
3.掌握轧制的定义。
4.掌握轧制的方式和特征。
5.了解实际轧制生产。
6.理解金属压力加工力学分析方法。
掌握主平面、主应力、主变形等概念。
7.认识主应力状态图示。
8.认识主变形图示。
二、课时分配本项目共3个任务，安排5课时。
三、教学重点本项目主要对比金属材料压力加工的主要方法、力学分析方法及分析过程,重点讲述轧制的定义和方式,有关主应力和主变形的含义。
四、教学难点掌握主平面、主应力、主变形的计算。
任务一金属压力加工概念、主要方法和特点一、金属压力加工概念利用金属能够产生永久变形的能力,使其在外力作用下产生塑性变形,改变金属的形状、尺寸和性能而获得所要求的产品的一种金属加工技术。
1.金属压力加工的方式锻造：冲压：拉拔：挤压：2.金属压力加工的作用3.金属加工的缺点任务二金属压力加工———轧制一、金属力学性能基础分类：（1）强度（2）塑性（3）硬度(4)冲击韧性二、轧制的概念三、轧制的方式轧制的方式目前大致分为纵轧、横轧、斜轧三种。
四、轧钢车间轧钢机的布置形式1.单机架可逆式2.横列式3.纵列式4.半连续式5.连续式任务三金属压力加工的变形力学基础一、金属塑性加工时所受的力1.外力金属塑性加工是金属与合金在外力作用下产生塑性变形的过程。
变形过程中外力主要有作用力和约束反力。
2.内力、应力(1)内力(2)应力二、应力状态及其图示1.应力状态2.应力状态图示(1)主应力图示（2）主应力状态分类（3）主应力实例分析3.变形图示由于受塑性变形时工件体积不变条件的限制,因此可能的变形图示仅有三种:(1)主变形图示主变形是指在主应力方向所产生的变形。
(2)可能的主变形图示。
(3)主变形实例分析。
金属压力加工ppt课件
此外还有成型模镗，镦粗台，
击膛，图3-18是多镗模锻。 ⒉曲柄压力机上模锻
⒊摩擦压力机上模锻
⒋胎模锻 ＊ 胎模锻是在自在锻设备上运用胎模消费模锻件的工艺方法，
普通采用自在锻方法制坯，然后在胎模中成型。 ⑴扣模 图3-22 ⑵筒模 图3-23 ⑶合膜 图3-24
§2.2 锻造工艺规程的制定
一、绘制锻件图 绘制锻件图是以零件图为根底， 结合锻造工艺特点绘制而成的。
⒈敷料、余量及公差 ＊ 敷料：为简化零件的外形和构造，便于
锻造而添加的一部分金属为敷料。 ＊ 余量：零件外表为切削加工而添加的尺
寸称余量。 ＊ 锻件公差：是锻件名义尺寸的允许变动
量。查表而定。 ＊ 自在锻锻件图：图2-25 ⒉分模面 ＊ 分模面：上下模锻在模锻件上的分界面，关
系到锻件成型，锻件出模，资料利 用率，锻模加工等一系列问题。 ＊ 选分模面原那么： 1)应保证模锻件能从模腔中取出来。图3-26a-a 2)应使上、下两模沿分模面的模腔轮廓一致。 图3-26 b-b 3)分模面应选在能使模腔深度最浅的位置上。 图3-26 b-b 4)使敷料最少。 5)分模面最好是一个平面。图3-26中d-d面最合理。
二、加工条件 ⒈变形温度的影响 ＊ 温度↑→原子的运动才干↑→容易滑移→塑性↑→ 变形抗力↓→可锻性改善. 过热：超越一定温度，晶粒急剧长大，锻造性能↓， 机械性能↓。已过热工件可经过锻造，控制冷 却速度，热处置，使晶粒细化。
过烧：接近资料熔化温度，晶间的低熔点物质开场熔 化，且晶界上构成氧化层。金属失去锻造性 能，一击便碎，无法挽回。
⑴ 模锻模膛 i)终锻模膛 —作用：使坯料最后变形到锻件所要求的外形、尺寸。 —尺寸比锻件尺寸放大一个收缩量，钢件约为1.5%。 —周围有飞边槽，用以添加金属从模膛中流出阻力，促 使金属充溢模膛，包容多余的金属。 —冲孔连皮：无法加工通孔而留下的一薄层金属。 ii) 预锻模膛 —作用：使坯料变形到接近于锻件的外形尺寸，使终锻 时，金属容易充溢终锻模膛。延伸终锻模膛的运用寿命。 —批量不大，外形简单时可不设预锻模膛。 —区别：预锻模膛的圆角、斜度较大，没有飞边槽。 终锻模膛的圆角、斜度较小，有飞边槽。
击膛，图3-18是多镗模锻。 ⒉曲柄压力机上模锻
⒊摩擦压力机上模锻
⒋胎模锻 ＊ 胎模锻是在自在锻设备上运用胎模消费模锻件的工艺方法，
普通采用自在锻方法制坯，然后在胎模中成型。 ⑴扣模 图3-22 ⑵筒模 图3-23 ⑶合膜 图3-24
§2.2 锻造工艺规程的制定
一、绘制锻件图 绘制锻件图是以零件图为根底， 结合锻造工艺特点绘制而成的。
⒈敷料、余量及公差 ＊ 敷料：为简化零件的外形和构造，便于
锻造而添加的一部分金属为敷料。 ＊ 余量：零件外表为切削加工而添加的尺
寸称余量。 ＊ 锻件公差：是锻件名义尺寸的允许变动
量。查表而定。 ＊ 自在锻锻件图：图2-25 ⒉分模面 ＊ 分模面：上下模锻在模锻件上的分界面，关
系到锻件成型，锻件出模，资料利 用率，锻模加工等一系列问题。 ＊ 选分模面原那么： 1)应保证模锻件能从模腔中取出来。图3-26a-a 2)应使上、下两模沿分模面的模腔轮廓一致。 图3-26 b-b 3)分模面应选在能使模腔深度最浅的位置上。 图3-26 b-b 4)使敷料最少。 5)分模面最好是一个平面。图3-26中d-d面最合理。
二、加工条件 ⒈变形温度的影响 ＊ 温度↑→原子的运动才干↑→容易滑移→塑性↑→ 变形抗力↓→可锻性改善. 过热：超越一定温度，晶粒急剧长大，锻造性能↓， 机械性能↓。已过热工件可经过锻造，控制冷 却速度，热处置，使晶粒细化。
过烧：接近资料熔化温度，晶间的低熔点物质开场熔 化，且晶界上构成氧化层。金属失去锻造性 能，一击便碎，无法挽回。
⑴ 模锻模膛 i)终锻模膛 —作用：使坯料最后变形到锻件所要求的外形、尺寸。 —尺寸比锻件尺寸放大一个收缩量，钢件约为1.5%。 —周围有飞边槽，用以添加金属从模膛中流出阻力，促 使金属充溢模膛，包容多余的金属。 —冲孔连皮：无法加工通孔而留下的一薄层金属。 ii) 预锻模膛 —作用：使坯料变形到接近于锻件的外形尺寸，使终锻 时，金属容易充溢终锻模膛。延伸终锻模膛的运用寿命。 —批量不大，外形简单时可不设预锻模膛。 —区别：预锻模膛的圆角、斜度较大，没有飞边槽。 终锻模膛的圆角、斜度较小，有飞边槽。
《金属压力加工概论》课程标准
《金属压力加工概论》课程标准课程概述一、课程的性质和作用《金属压力加工概论》是冶金技术专业的一门必修的专业基础课。
本课程总学时为34学时,主要面向型钢、板带钢、钢管生产车间,以各类钢种的生产原理、工艺过程及相关的操作为对象，使学生全面认识钢材的生产过程，培养学生轧钢专项操作技能和解决生产工艺设计的实际问题的能力，提高学生对钢材质量意识、整体与部分的分析能力以及成本意识.本课程构建于《认识实习》、《钢铁冶金概论》（轧钢部分）、《机械制图》等课程的基础上,使学生了解金属压力加工的基本原理、轧钢工艺基本知识（重点是型钢、板带钢及钢管生产工艺），金属压力加工的其他方法，以及产品标准和技术经济指标，领会金属压力加工,尤其是轧钢生产工艺中的有关知识，具有正确选择金属压力加工方法的能力.后续课程为《模块实训》，使学生掌握轧钢生产操作，生产技术与管理工作流程以及钢铁产品质量检验等知识.课程合理地衔接了前导课程和后续课程,具有很强的实践性，同时使学生更加广泛地了解钢铁企业的生产和管理情况，对学生毕业后工作以及可持续性发展具有重要的作用。
二、课程基本理念本课程从高等职业教育的性质、特点、任务出发，立足于素质教育，确立课程的主要目标是拓展学生的专业知识，培养学生的技术应用能力。
通过该课程的学习能够使学生更负责、更有远见、更有道德的方式从事自己的职业；以更喜爱专业技术的情感、积极探究专业技术；以更高地热情参与技术创新实践,为社会的进步和发展作出贡献.（一）注重素质教育、能力培养本门课程面向冶金技术专业全体学生，注重专业基础素质教育，激发他们的学习兴趣，提高他们的逻辑思维能力,增强他们的理论联系实际的能力，培养他们的创新精神.（二）突出学生主体，尊重个体差异本门课程在目标设定、教学过程、课程评价和教学资源开发等方面都突出以学生为主体的思想。
课程实施应成为在教师指导下构建知识、提高技能、活跃思维、展现个性和拓展知识视野的过程。
金属压力加工
第三章 板料冲压
＊板料冲压又叫冷冲，但δ > 8～10mm时用热冲 ＊特点 ：
(1)可冲形状复杂的零件，且废料少。 (2)高精度，低粗糙度，零件互换性好。
(3)重量轻，耗材少，强度刚度较好。
(4)操作简单，生产率高。
＊常用的材料 ： 低碳钢、铜合金、铝合金等塑性好的材料。
＊常用设备 ： 剪床和冲床。 ＊基本工序 ：
1、分离工序 2、变形工序。
§3.1分离工序
一、落料及冲孔（统称冲裁）
＊落料——落下部分为成品。 ＊冲孔——落下部分为废品。
1、冲裁变形过程
(1)弹性变形阶段
(2)塑性变形阶段
板料中的应力值达到屈服极限，板料金属产生塑性变形，产生 硬化，凹凸模刃口处硬化加剧，出现裂纹。
(3)断裂分离阶段
▪ 上下裂缝重合，板料分离。
四、锻造工艺规程中的其它内容 ＊ 始锻温度和终煅温度(P95图3-8 ) ＊ 加热规范、冷却规范、对高合金钢尤为重要， 以防因热应力引起变形或开裂。
§2.3 锻件结构的工艺性
一、自由锻件的结构工艺性 自由锻件不要有锥体，或斜面结构图3-33 轴类锻件结构
几何体的交接处不应形成空间曲线图3-34 杆类锻件结构
⑵ 制坯模膛 ＊ 对形状复杂的模锻件,为使坯料形状基本接近模锻件形状,使金属能合理分布
和很好地充满模锻模膛，就必须预先在制坯模镗内制坯，因而设制坯模膛。 i) 拔长模膛 增加某一部分长度。 ii)滚压模膛 减小某部分横截面积,以增大另一部分横截面积，坯料长度基本
不变。 iii)弯曲模膛 弯曲工件。 iv)切断模膛 切断金属。
自由锻件上不应设计出 加强筋、凸台、工字形 截面或空间曲线形表面 图3-35 盘类锻件结构
第三篇 金属压力加工
具体数值 查表确定！
Ⅴ.冲孔连皮
许多模锻件都具有孔形，当模锻件的孔径大于 25mm时，应将该孔形锻出。但由于模锻无法 锻出通孔，需在孔中留出冲孔连皮，其厚度依 孔径而定。
2）坯料重量和尺寸的确定 坯料重量可按下式计算：
G坯料 G锻件 G烧损 G料头
3）锻造工序(工步)的确定
锻造工序(工步)都是根据工序(工步)特点和 锻件类型来确定的。 采用自由锻生产锻件时，其工序参阅表3— 1选定。 采用模锻方法生产模锻件时，其工步根据 模锻件的形状和尺寸确定。 模锻件按形状和结构可分为两大类：
模膛太深不适合作分模面！
(4)选定的分模面应使零件上所加的敷料最少。
b---b选作分模面时，零件中间的孔不能锻出来， 孔部金属都是敷料，既浪费金属，又增加了切削加 工的工作量。所以该面不宜作分模面。
(5)分模面最好是一个平面，以便于锻模的制造， 并防止锻造过程中上下锻模错动。
按上述原则综合分析，图中的d—d面是最 合理的分模面。
三、金属的可锻性 可锻性----锻造的难易程度 1、影响金属可锻性的因素 a. 化学成分的影响 尤其是合金含有易于同碳 形成化合物元素时，其可锻 性变差。 如铬、钼、钒、钨等合金钢 都不易锻造。
可锻性
合金成分%
b 、金属组织的影响
纯金属及固溶体可锻性好↑； 碳化物↑、渗碳体↑→可锻性差↓； 晶粒细化↑ →可锻性好↑ ； 晶粒粗大↑、铸态→可锻性差↓。
1、自由锻的工序
镦粗——拔长 冲孔 弯曲——扭转
错移
切割
弯曲
错移
切割
2、自由锻的工艺特点：
a 、几乎全部要进行后续的切削加工——生产毛坯
b 、毛坯外形简单——柱状或平面
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2、挤压 挤压是利用压力，将金属坯料从挤压模的模孔中挤出而成形的压 力加工方法。 按照金属流动方向与凸模运动方向，分为3种： ①正挤压； ②反挤压； ③复合挤压。 可以生产复杂截面形状的 型材、毛坯、零件。
3、拉拔 拉拔是利用拉力，将金属坯料拉过拉拔模的模孔而成形，截面减 小，长度增加。 常需经多次拉拔，依次通过形状和尺寸逐渐变化的模孔，才能得 到所需截面的产品。 通常在室温下进行，又称冷拉。 主要用于细线材、薄壁管材和特殊形状截面的型材。
长得到的组织。
纤维组织的特点
变形程度越大，纤维组织越明显。
锻造比Y表示变形程度。坯料拔长时的锻造比为：
Y=F0/F
式中F0为坯料拔长前的横截面积；F为坯料拔长后的横截面积。
Y>2，开始出现纤维组织；y>5，纤维组织非常明显。
纤维组织使金属在性能上具有方向性。 纵向（平行于纤维方向）上的塑性、韧性提高， 横向（垂直于纤维方向）上的塑性、韧性降低。
纤维组织的稳定性很高，不能用热处理或其它方法加以消除， 只有经过塑性变形，才能改变其方向和形状。
合理利用纤维组织
1、应使零件在工作中所受的最大正应力方向与纤维 方向重合。
2、最大切应力方向与纤维方向垂直， 3、纤维分布与零件的轮廓相符合，尽量不被切断。
§1-4 金属的锻造性能
一、可锻性 金属的锻造性能，是指金属材料在压力加工时获得优质产品
加工硬化的金属内部组织变化特点： 1、晶粒沿变形最大的方向伸长，排列位向趋于一致； 2、位错密度增加，晶格严重扭曲，产生内应力； 3、滑移面和晶粒间产生碎晶。
二、回复和再结晶
1．回复
T回复=（0.25～0.3）T熔点（K） 式中T回复为金属回复的绝对温度； T熔点为金属熔化的绝对温度。
消除金属加工硬化的热处理方法叫再晶退火。
再结晶的特点： 1、只有产生加工硬化的金属才能产生再结晶。 2、不同于同素异构转变，不发生晶体结构变化。 3、可以细化晶粒。 但过份地延长加热时间，晶粒会不断长大，金属力学性能下降。
二、回复和再结晶
三、冷变形、热变形和温变形
1．冷变形 金属在回复温度以下的变形，具有加工硬化组织。 冷变形特点：工件获得较高的精度和表面质量。冷变形也是强
回复使晶格扭曲被消除，内应力明显降低， 但力学性能变化不大，部分地消除了加工硬化。
2．再结晶
再结晶 以某些碎晶或杂质为晶核，成长为新的等轴细晶粒的 过程称为再结晶。
一般纯金属的再结晶温度为：
T再结晶≈0.4T熔点（K）
再结晶消除了全部加工硬化，使金属的强度和硬度明显下降， 塑性和韧性显著提高。
控制金属流动的方法 接触面的摩擦力、工具形状、坯料用材。 改变工具与坯料接触面形状、尺寸，可以控制金属流动。 V型砧拔长，可以限制展宽，促进伸长变形。
塑性变形后金属的组织和性能
一、加工硬化 金属进行塑性变形时，随着变形程度的增加，强度和硬度不
断提高，塑性和冲击韧性不断降低，这种现象称为加工硬化。
4、自由锻 自由锻是利用冲击力或压力，使放在上下砧之间的金 属坯料变形，从而得到所需锻件的压力加工方法。
5、模锻 模锻是利用冲击力或压力，使放在锻模模膛内的金属 坯料变形，最后充满模膛而成形的压力加工方法。
6、板料冲压 板料冲压是利用压力，使放在冲模间的金属板料 产生分离或变形的压力加工方法。
§1-1 金属塑性变形的实质 弹性变形——塑性变形。 一、单晶体的塑性变形 单晶体塑性变形的主要方式是滑移。
难易程度的工艺性能。 衡量指标：塑性和变形抗力。 塑性越高，变形抗力越小，则金属的可锻性越好。
二、多晶体的塑性变形 首先在滑移面与外力成45度角的晶粒开始。 受到周围晶粒的阻力，促进周围晶粒滑动、转动，产生滑移。 逐批进行的晶内滑移和晶粒转动——多晶体塑性变形。 变形特点： 1、每个晶粒变形不均匀； 2、晶粒间产生滑动和转动； 3、变形抗力大。 晶粒越小，变形抗力越大，塑性越好。同等变形分散到 更多晶粒中，变形更均匀，推迟裂纹的形成，适于压力加工。
塑性变形的基本规律 1、体积不变
V V 变形前＝ 变形后。变形后，损耗很小，通常忽略不计。
2、最小阻力
金属流动沿着阻力最小的方向进行。
3、变形不均匀性
变形时，工具与金属接触面存在摩擦力。造成内应力和变形不 均匀。影响制件内部组织和性能。
圆柱体镦粗：
I区——难变形区。 II区——剧烈变形区。 III区——变形介于I、II区。
化金属的一种重要手段。但变形抗力大。变形程度不宜过大。
2．热变形 金属在再结晶温度以上的变形，具有再结晶组织。 热变形特点：金属在热变形过程中，也产生加工硬化，但随时
被再结晶所消除。热变形时，金属的变形抗力小，塑性好。工 件的表面质量低于冷变形。变形速度大，必须提高工作温度， 保证再结晶及时消除加工硬化。
滑移是在切应力作用下，晶体的一部分原子相对另一部分原 子，沿着一定的晶面（滑移面）和一定的方向（滑移方向） 产生的移动。
滑移面：原子排列最密的晶面； 滑移方向：原子排列最密的方向。 滑移面、滑移方向越多，塑性越好。
实际晶体的滑移不象理想晶体那样，而是通过位错运动实现的。 位错：晶体内部存在的原子错排缺陷。
第三章 金属压力加工
金属压力加工是利用外力，使金属坯料产生塑性变形，从而 获得具有一定形状、尺寸和力学性能的原材料、毛坯或零件 的加工方法。
压力加工方法分类 1、轧制 借助于摩擦力和压力使金属坯料通过两个旋转的
轧辊间的空隙而变形，截面减小，长度增加。 轧制主要用于生产各种规格的钢板、型钢和钢管等钢材。
3．温变形 金属在回复温度和再结晶温度之间的变形,具有部分加工硬化
组织。兼有冷变形、热变形的综合特点。既有加工硬化，又有 回复、有时还有部分再结晶。
四、金属锻件的特点
1、金属更加致密。铸造缺陷如气孔、缩松等被压合。 2、获得细化的再结晶组织。因此，金属的力学性能得到很大
提高。 3、形成纤维组织，或称流线。 纤维组织 金属晶界上的夹杂物随晶粒沿变形最大方向被拉