第九章成形工艺-锻压分解.ppt

第11章 压力加工 概述： 一、压力加工的概念 压力加工是金属坯料在外力的作用下产生塑性变形，从而获得一定形状、尺寸和性能的原材料、毛坯或零件的加工方法。 二、压力加工的特点和应用范围 （1）力学性能高：既可以改变材料的形状和尺寸，又能改变材料的组织和性能。可以压合铸造组织的内部缺陷，使成分均匀，夹杂物均布，形成纤维组织，细化晶粒。所以，锻压件的机械性能好。近年来，采用形变热处理的方法(将压力加工与热处理工艺相结合)，可同时获得形变强化和相变强化，进—步提高零件的强韧性。 （2）节省金属：由于提高了金属的力学性能，在同样受力和工作条件下，可以缩小零件的截面尺寸。 （3）生产率高：多数压力加工方法，特别是轧制、挤压、拉拔等，金属连续变形，且变形速度很高，故生产率高。 压力加工与铸造相比，成本较高，成形较困难，由于是在固态下成形，无法获得截面形状 (特别是内脏)复杂的产品。 §11-1-1 金属的纤维组织及锻造比 C.应力状态：变形方法不同，在金属中产生的应力状态也不同，即使同一种变形方式，金属内内部不同位置的应力状态也可能不同。 金属在挤压时三向受压(图11~4(a))，，表现出较高的塑性和较大的变形抗力；拉拔时两向受压、一向受拉(图ll—4(b)),表现出较低的塑性和较小的变形抗力；平砧墩粗时(图11 ~ 4(c) ），坯料内部处于三向压应力状态，但侧表面层在水平方向却处于拉应力状态，因而在工件侧表面容易产生垂直方向的裂纹。 三向受压时金属的塑性最好，出现拉应力则使塑性降低。因为压应力阻碍了微裂纹的产生和发展，而金属处于拉应力状态时，内部缺陷处会产生应力集小，使缺陷易于扩展和导致金属的破坏。因此，选择变形方法时，对于塑性好的金属，变形时出现拉应力是有利的，可减少变形时的能量消耗。而对于塑性差的金属材料，应避免在拉应力状态下变形，尽量采用三向压应力下变形。 在金属变形过程中遵循体积不变和最小阻力定律（金属变形时首先向阻力最小的方向流动）。 一、概述 1、自由锻的概念 将加热后的坯料放在铁砧上，在压力或冲击力的作用下使其自由变形获得锻件的方法。 2、自由锻的分类 手工自由锻和机器自由锻。 3、自由锻的特点 坯料的变形不受模具限制，设备和工具的通用性大，锻件的重量不受限制，是生产大型锻件的唯一方法。但是，生产率低，锻件精度低，加工余量大，只适合于单件小批量生产形状简单件。 二、自由锻设备 1、空气锤 利用电机作动力，结构小，打击速度快，锤击能量小，只适合于100Kg以下小件的锻造。 2、蒸汽-空气锤 以6~9个大气压的蒸汽或压缩空气为动力。适合于中型或较大锻件的锻造。 3、水压机 利用水泵产生的高压水作动力。具有行程大，变形速度慢，工件变形均匀等优点，并且产生的是静压力，可制成大吨位的设备，适合于锻造大型锻件。 缺点是结构大，供水与操作系统复杂。 基本工序有镦粗、拔长、冲孔、弯曲、切割等。  1、绘制锻件图（在零件图基础上考虑加工余量、 锻件公差、余块）其中余块是指为了简化锻件形状、便于锻造而增加的一部分金属。 2、选择自由锻工序依据是锻件的形状、尺寸、技术要求和生产数量。 3、计算坯料质量和尺寸 4、选择锻造设备根据坯料的种类、质量以及锻造基本工序、设备的锻造能力并结合实际来确定 5、确定锻造温度范围 一、概述 1、模锻的概念 将加热后的坯料放在锻模模膛内受压变形获得锻件的方法。 2、模锻的分类 锤上模锻和其它设备上模锻（曲柄压力机、平锻机、摩擦压力机等） 3、模锻的特点 生产率高，锻件形状可以较复杂，锻件尺寸精确，加工余量小，机械性能好。但是，锻模受较大的冲击力和热疲劳应力，需要专用模具钢，模具成本高，只适合于大批量生产中小件。 1、模锻设备 蒸汽-空气锤（与自由锻的蒸汽-空气锤结构工作原理基本相同）与其它模锻设备相比，模锻锤的打击速度快（6~8m/s)行程不固定，可在一副锻模的不同模膛完成多种工序。 缺点：震动大，无顶出装置，只适合于高度较小的 锻件及精度要求不高的锻件的锻造。 2、锻模结构 由带燕尾上模和下模组成。 锻模模膛可分为：制坯模膛和模锻模膛 1）绘制锻件图（选择分模面、加工余量和模锻公 差、连皮、模锻斜度和圆角半径） 2）计算坯料质量和尺寸 3）选择模锻工序 4）选择锻造设备 5）确定锻造温度范围 与锤上模锻相比其特点： 1）滑块行程固定，机身结构刚性大，导轨的导向精度高。 2）设有上下顶出装置，可自动脱模，故锻件的模锻斜度小。 3）变形是在滑块的一次行程中完成，变形比较均匀，力学性能均匀一致，生产率高 4）对坯料产生的是静压力，这对变形速