第3章锻压课件.ppt

1、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。 2、金属塑性加工的基本方法 1)轧制 使金属坯料在旋转轧辊的压力作用下，产生连续塑性变形，改变其性能，获得所要求的截面形状的加工方法。 3）拉拔 坯料在牵引力作用下通过拉拔模的模孔拉出，产生塑性变形，得到截面细小、长度增加的制品的加工方法，拉拔一般是在冷态下进行。 5）模锻 利用模具使金属坯料在模膛内受冲击力或压力作用，产生塑性变形而获得锻件的加工方法。 总结：在上述的六种金属塑性加工方法中，轧制、挤压和拉拔主要用于生产型材、板材、线材、带材等；自由锻、模锻和板料冲压总称锻压，主要用于生产毛坯或零件。 3.2 锻压工艺基础 金属在常温下经塑性变形后，内部组织和性能将发生变化。 组织上的变化表现为：晶粒沿最大变形的方向伸长；晶格与晶粒发生扭曲，产生内应力；晶粒产生碎晶。 性能上的变化表现为：随着变形程度的增加，强度及硬度显著提高，而塑性和韧性则很快下降。变形度愈大，性能的变化也愈大。 1、加工硬化（冷作硬化） ＊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。 加工硬化是一种不稳定的现象，具有自发恢复到稳定状态的倾向。室温下不易实现。 4、加工硬化的利用和消除 加工硬化现象在工程技术中具有重要的实用意义： 加工硬化是强化金属的重要方法之一。纯金属及某些不能通过热处理方法强化的合金，可通过冷拔、冷轧、冷挤压等工艺来提高其强度和硬度。 加工硬化不利的一面。由于它使金属塑性降低，给进一步冷塑性变形带来困难，并使压力加工时能量消耗增大。 为了消除加工硬化，恢复材料的塑性，以便继续进行变形加工，或为了消除变形过程中产生的内应力，就要对工件进行退火处理。 6、纤维组织 定义：变形加工时，金属中的脆性杂质被击碎，并沿金属流动方向呈粒状或链状分布；塑性杂质则沿变形方向被拉长呈带状分布，这种杂质的定向分布称为流线（纤维组织）。 力学性能：具有纤维组织的金属，各个方向上的机械性能不相同。顺着纤维方向的机械性能比横纤维方向的好。金属的变形程度越大，纤维组织就越明显，机械性能的方向性也就越显著。 特点：纤维组织很稳定，不能（难以）用热处理方法来消除。只有经过锻压来改变其方向、形状。 应用：在设计和制造零件时，应尽可能使流线与零件的轮廓相符合而不被切断。使最大正应力的方向与纤维方向重合，最大切应力的方向与纤维方向垂直。 二、金属的锻造性 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。 可锻性取决于：金属本质和加工条件。 1、金属的本质 1）化学成分的影响 纯金属的可锻性比合金好；合金元素的含量越多，可锻性越差。钢的含碳量越低，可锻性越好。 2）金属组织的影响 　组织不同，可锻性有很大差异： ＊纯金属、单一固溶体（如奥氏体）组织的锻造性　 　能好于化合物组织，碳化物可锻性差。 ＊铸态柱状组织和粗晶粒不如细小均匀晶粒的可性好。 　2、加工条件 　1）变形温度的影响 ＊变形温度低，金属的塑性差，不但锻压困难，而且容易开裂。提高变形温度，塑性提高，变形抗力减小。 加热温度过高，会使晶粒急剧长大，导致金属塑性减小，锻造性能下降，称为“过热”。 如果加热温度接近熔点，会使晶界氧化甚至融化，导致金属的塑性变形能力完全消失，称为“过烧”。坯料如果过烧将报废。 2)变形速度的影响 变形速度--单位时间内的相对变形量。 ＊变形速度低，塑性高、变形抗力小；变形速度增大，金属 塑性下降，锻造性能变差。常用的锻压设备不可能超过临界变 形速度。 二、自由锻的基本工序 1、镦粗 2、拔长 3、冲孔 4、弯曲 5、扭转 1）锻模 （1）制坯模膛 （2）模锻模膛 (3)拉深系数m m=d / D m越小，越易产生拉裂，一般取m=0.5～0.8， 塑性好取下 限0.5，塑性差取上限0.8。拉深系数过小，应分多次拉 深，每一两次中间安排退火，以消除加工硬化，多次拉深 时m应渐增，使m=m1×m2×m3…… 弯曲时尽量使弯曲线与坯料纤维方向垂直，以免弯裂。 3）翻边 ＊翻边—是将内孔或外缘翻成竖直边缘的冲压工序。 ＊凸模圆角半径r凸=（4～9）δ ＊凸缘高度较大时，可先拉深、后冲孔、在翻边。