第二章锻压预案.ppt

概述 锻压：借助外力的作用，使金属坯料产生塑性变形，从 而获得具有一定形状、尺寸和性能的锻压件。 一 锻压加工方法 二、锻压加工方法的特点 1 能改善金属的组织，提高金属的机械性能； 2 提高材料的利用率和经济效益（节省材料和切削加工工时）； 3 具有较高的劳动生产率。 4 不能获得形状复杂的锻件； 5 初次投资费用高（设备、工模具、厂房）； 6 生产现场劳动条件差。 (1)滑移变形 ：在切应力作用下，晶体一部分沿一定晶面（滑移面）和晶向（滑移方向）相对于另一部分产生滑动的变形方式称为滑移。 (2)孪生变形 ：在切应力作用下，晶体一部分相对于其余部分沿一定晶面及晶向产生一定角度切变引起变形 2 多晶体金属塑性变形 （1）变形复杂性：包括晶内塑性变形和晶间变形。 晶内变形 —— 晶粒内部的滑移变形 晶间变形 —— 晶粒间的移动和转动 （2）变形抗力大：晶界阻碍滑移的作用强烈。 （3）变形不均匀： 各晶粒取向不同，晶内变形量比晶界附近区变形量大 晶粒细化是降低多晶体塑性变形不均匀性的重要措施 （二）塑性变形对金属组织和性能的影响 1 冷变形强化（加工硬化） 在冷变形时，随着变形程度的增加，金属材料的所有 强度指标和硬度都有所提高，但塑性有所下降的现象。 2 回复和再结晶 3 显微组织特征晶内微观结构变化 ： 晶内点缺陷增加，位错密度提高，晶格严重畸变。 纤维组织形成：形变量很大时，晶界遭到破坏，变得模糊不清，各晶粒被拉成细条形，呈纤维状。 形变织构：由变形引起晶粒的择优取向，退火难以消除 二 热锻、冷锻、温锻、等温锻 1 锻造比 代表变形程度大小。 用y表示：变形前后截面比（拔长）或高度比（镦 粗） Y拔 = F0/F = L/L0 Y镦= F/ F0= H0/H (1)轧材或锻坯作为锻造坯料 ：≥1.5 (2)用钢锭作为锻造坯料 碳素结构钢，拔长锻造比≥3，镦粗锻造比≥2.5； 合金结构钢，锻造比为3～4 (3)铸造缺陷严重，碳化物粗大的高合金钢钢锭 ：不锈钢的锻造比选为4～6，高速钢的锻造比选为5～12 (4)y太大，会增加各向异性 (1)锻造后金属组织具有方向性 脆性杂质：碎粒状或链状分布 塑性杂质：带状分布 (2)流线化程度与锻造比有关 (3)流线的存在使锻造金属的力学性能呈现明显的各 向异性。 (4)用热处理的方法不能消除锻造流线。 在设计和制造易受冲击载荷的零件时，应注意二点： (1)使零件工作时的正应力方向与流线方向重合，切应力方向与流线方向垂直。 (2)使流线的分布与零件的外形轮廓相符合。 四 金属的锻造性能 定义：用来衡量金属材料利用锻压加工方法成形的难易程度。用金属的塑性和变形抗力二个因素来衡量。其是金属的重要状态属性，它决定了金属加工成形的工艺性能和使用性能。 塑性：金属产生塑性变形而不破坏的能力。可以用最大变形程度来表示塑性的高低。 变形抗力：金属对于产生塑性变形的外力的抵抗能力。通常用流变应力来表示。 塑性是与组织结构密切相关的结构敏感性质。既取决于金属的本质，还与变形条件有关。 影响金属锻造性能的因素主要有金属的本质和金 属的变形条件。 (一)金属的本质:内在因素影响 1 化学成分的影响 2 金属组织的影响 (二)变形条件 1 变形温度 3 变形应力状态的影响 五 金属的塑性变形基本规律 1 体积不变定律 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。 2 最小阻力定律 (1)在变形过程中，如果金属质点有可能向各个不同方 向移动，则每一质点将沿着阻力最小方向移动 质点流动阻力最小方向是通过该质点指向金属变形部分周边的法线方向。 (2)应用： 确定金属变形中质点的移动方向 控制金属坯料变形的流动方位 降低能耗，提高生产率。 变形金属的总变形是由弹性变形和塑性变形所组成 概念： 只用简单的通用性工具，或在锻造设备的上下 砧间对坯料施加外力，使坯料产生变形而获得所需的 几何形状及内部质量的锻件。坯料的四周表面为自由 表面，变形不受限制，故称为自由锻。 工艺特点： 金属坯料在抵铁间受压变形时，除与上下抵铁或其它辅助工具接触部分表面外,都是自由表面,可朝各个方向自由流动，不受限制。 工艺灵活，所用工具简单，设备和工具的通用性强，成本低。 一 自由锻设备 绘制锻件图 计算坯料的重量及尺寸 确定变形工序 选择锻造设备吨位 确定加热火次：锻造温度范围和加热、冷却及热处理规范 填写工艺卡等。 1 绘制锻件图 锻件图 = 零件图 + 加工余量、锻件公差和余块 在零件图的基础上，考虑加工余量、锻造公差和余 块，并结合自