金属工艺第三章压力加工详解.ppt

零件挤压的特点 ①挤压时金属坯料在三向受压状态下变形，因此它可提高金 属坯料的塑性。 ②可以挤压出各种形状复杂、深孔、薄壁、异型断面的零件 。 ③零件精度高，表面粗糙度低。一般尺寸精度为IT6～7，表面粗糙度为Ra3.2～0.4，从而可达到少、无屑加工的目的。 ④ 提高了零件的力学能。 ⑤ 节约原材料，材料利用率可达70%，生产率也很高，可比其它锻 造方法提高几倍。 3.5.3零件轧制 零件轧制的特点 设备结构简单，吨位小。 劳动条件好，易于实现机械化和自动化，生产率高。 轧制时模具可用价廉的球墨铸铁或冷硬铸铁来制造，节 约贵重的模具钢材，加工也 较容易。 ?锻件质量好。材料利用率高 ，可达到90％以上，即达到 少切屑，甚至无切屑。 3.5.4超塑性成型 超塑性是指金属或合金在特定条件下，即低的变形 速率(e =10－2～10－4/s)、一 定的变形温度(约为熔点一半) 和均匀的细晶粒度(晶粒平均直 径为0.2～5m )，其相对延伸率 δ超过100%以上的特性。如钢超过500%、纯钛超过300%、锌铝合金超过1000%。 超塑性成型工艺的应用 1．板料冲压 零件直径较小，但很高。选用超塑性材料可以一次拉深成型，质 量很好，零件性能无方向性。 2．板料气压成型 超塑性金属板料放于模具中，把板料与模具一起加热到规 定温度，向模具内吹入压缩空气 或抽出模具内的空气形成负压， 板料将贴紧在凹模或凸模上，获 得所需形状的工件。该法可加工 的板料厚度为0.4～4 mm。 工艺特点 锻件精度高，表面光洁，可实现少、无切削加工。 生产率高。每小时产量可达500～1000件。 ?锻造压力小。如130汽车差速器行星齿轮，钢坯锻造需用2500～3000kN压力机，粉末锻造只需800kN压力机。 ?可以加工热塑性差的材料。如难于变形的高温铸造合金可用粉末锻造方法锻出形状复杂的零件。采 用粉末锻造出的零件有差速器齿轮、柴油机连杆、 链轮、衬套等。 * 王；、 板料冲压的特点 （1）零件形状复杂，废料少。 （2）产品精度高，互换性好。 （3）产品质量小，材料消耗少，强度、刚度高。 （4）操作简单，生产率高，成本低。 （5）冲模制造复杂，周期长，大批量生产 （6）板料必须具有一定塑性，且厚度受到一定限制 板料冲压的基本工序可分为分离工序和成形工序 3.4.1分离工序 分离工序是使坯料的一部分与另一部分相互分离的工序。如落料、冲孔、切断、精冲等。 板料沿封闭轮廓分离的工序。 落料是被分离的部分为成品，而周边是废料； 冲孔是被分离的部分为废料，而周边是成品; 1.冲裁 1. 冲裁变形过程 弹性变形阶段 塑性变形阶段 断裂分离阶段 落料和冲孔时金属板料的分离过程示意图 弹性变形阶段：冲头接触板料后，继续向下运动的初始阶段，使板料产生弹性收缩、拉伸、弯曲等变形。应力迅速增大。凸模下材料略有弯曲，凹模上的材料则上翘。间隙↑→弯曲、上翘↑ 冲头继续运动，板料中应力值达到屈服极限→塑性变形，变形达到一定阶段时，位于凹、凸模刃口处的材料硬化加剧→出现微裂纹；塑性变形阶段阶段结束。 （3）断裂分离阶段 冲头继续压入，已形成的上、下微裂纹扩大并向内延伸，上、下裂纹相遇重合时，材料被剪断分离 (2)塑性变形阶段： 冲裁件断裂面有明显的区域特征 光亮带：冲头挤压切入所形成的光滑表面，断面质量最佳 剪裂带：是材料在剪断分离时所形成的断裂带，表面粗糙 冲裁时金属板料的分离过程示意图 冲裁件断面质量及其影响因素 塌角a：它是在冲裁过程中刃口附近的材料被牵连拉入变形（弯 曲和拉伸）的结果。 光面b：它是在塑性变形过程中凸模（或凹模）挤压切入材料， 使其受到剪切应力τ和挤压应力σ的作用而形成的。 毛面（断裂带）c：它是由于刃口处的微裂纹在拉应力σ作用下不断扩展断裂而形成的。 毛刺d：冲裁毛刺是在刃口附近的侧面上材料出现微裂纹时形成 的。 要提高冲裁件的质量，就要增大光面的宽度，缩小塌角和毛刺高 度，并减少冲裁件翘曲。 冲裁件质量取决于： ①模具间隙②凹凸模刃口锋利程度③排样 2） 凸凹模间隙 凹凸模之间间隙z不仅严重影响冲裁件的断面质量，而且影响模具寿命、卸料力、推件力、冲裁力和冲裁件的尺寸精度。因此正确选择间隙值对冲裁生产至关重要。 单边间隙c的经验公式 （δ板料厚度） （m相关系数） 间隙过大：断面质量差，光亮带小一些，剪裂带和毛刺均较大 间隙过小：断面质量好，光亮带增大，但毛刺也增大，模具磨损严重，寿命受影响。 当间隙合适时，这