第6章 塑性成形技术.ppt

（3）压力机上模锻的变形特点a. 压力机上模锻时，金属沿水平方向的流动强烈（图）；锤上模锻时，金属流动速度快，摩擦系数降低、金属流动的惯性和变形的热效应作用突出，对靠挤入方式成形的锻件成形有利。压力机上模锻时，金属流动速度慢、惯性作用不明显，对主要靠挤入方式成形的锻件，应采用多模膛模锻使坯料逐步成形。 §6-2 体积成形方法及其模具 热模锻压机及模锻锤上的变形情况 a)镦挤阶段 b)充填阶段 c)打靠阶段 b.压力机上模锻具有静压力特征 金属在模膛内流动缓慢，这对变形速度敏感的低塑性合金材料的成形有利。金属变形在滑块一次行程中完成，坯料内外层几乎同时变形，变形深透均匀、流线分布连续、锻件各处力学性能一致性较好。这有利于提高锻件的内部质量，锻件的尺寸精度也高。 §6-2 体积成形方法及其模具 4.典型锻模结构 模锻可分为锤上模锻和压力机模锻，相应的模具也可简单分为锤上锻模和压力机锻模。 (1)锤上锻模结构 锤上锻模结构如图所示，它由上、下模组成;上、下模分别通过楔铁和键块固定在锤头下端和模座的燕尾槽内。模锻成形时，上、下模合在一起，金属在模膛内成形。按照模膛的作用不同，分为制坯模膛、模锻模膛和切断模膛。 §6-2 体积成形方法及其模具 1－坯料 2－锻造中的坯料 3－带飞边和连皮的锻件 4－飞边和连皮 5－锻件 锻模结构及工作过程示意图 §6-2 体积成形方法及其模具 二、挤压 坯料在封闭模腔内受三向不均匀压应力作用，从模具的孔口或缝隙挤出，使之横截面积减小，形成所需制品的加工方法称为挤压。 1.挤压成形方法及其分类 按成形温度，挤压分为热挤压、温挤压和冷挤压三类。其中，热挤压主要用于大型钢锭，以获得具有相当长度的棒材或各种型材的半成品；温挤压和冷挤压则主要采用小型坯料，可获得成品零件或只需进行少量机加工的半成品。 根据金属流动方向与凸模运动方向的关系，挤压成形又可分为正挤压、反挤压和复合挤压。 §6-2 体积成形方法及其模具 基本挤压方式 1.凸模; 2.凹模; 3毛坯; 4)挤压件;5)顶料杆 §6-2 体积成形方法及其模具 正挤压:金属流动方向与凸模运动方向相同；反挤压:金属流动方向与凸模运动方向相反；复合挤压:一部分金属流动方向与凸模运动方向相同，另一部分金属流动方向与凸模运动方向相反。 §6-2 体积成形方法及其模具 2.挤压成形的特点（1）变形过程及挤压力—行程曲线 图是正挤压变形过程示意。图显示了与其对应的挤压力—行程曲线。由图中可见，挤压变形过程是坯料被镦粗充满模腔，稳定挤压和不稳定挤压的变形过程，变形具有明显阶段性特征。 a）初始阶段 b)充满阶段 c) 稳定挤压阶段 d)非稳定挤压阶段 基本挤压方式 挤压力-行程曲线 §6-2 体积成形方法及其模具 （2）区域划分及变形区应力、应变状态  图显示了正挤压坯料区域划分及主要变形区应力、应变状态。图中扇形点划线，按变形情况将坯料分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个区域。 §6-2 体积成形方法及其模具 区域划分及变形区应力、应变状态 Ⅰ区为弹性变形区，凸模下降时，金属将逐渐进入塑性变形；Ⅱ区为正挤压的主要变形区；Ⅲ区被称作“死区”，不参与塑性变形，与Ⅱ区交界处产生速度间断和很大的切应力。坯料高度小、摩擦阻力小时，该区可进行少量变形；Ⅳ区为已变形区，由于与凹模有摩擦作用，该区对Ⅱ区的变形会有影响。 §6-2 体积成形方法及其模具 按受力情况，图中虚线将坯料分为A和B两个区。A区是直接受力区；B区为间接受力区，其受力主要是由A区变形引起的。可见，挤压变形也是极不均匀的，这种变形不均匀性会在变形体内产生附加应力。 由图还可看出，挤压成形时，坯料在三向压应力作用下产生一向伸长双向压缩变形。压应力状态提高了材料的塑性，但也增大了变形抗力。挤压成形与其它成形方法本质上的区别就在于挤压成形是在很高的静水压力下进行的，单位挤压力很高。 （3）正、反挤压金属的流动特点 图6-44和图6-45显示了的正、反挤压成形时金属的流动特点。由图可见，正挤压时，金属的流动可分为三种情况： §6-2 体积成形方法及其模具 （3）正、反挤压金属的流动特点 下面两图显示了的正、反挤压成形时金属的流动特点。由图可见，正挤压时，金属的流动可分为三种情况： §6-2 体积成形方法及其模具 a）高坯料、小摩檫系数 b）高坯料、大摩檫系数 c）很高坯料、很大摩檫系数 d）反挤压 正、反挤压金属的流动情况 a）孔口集中变形 b）整个坯料变形 c）花瓶状流线 正挤压件纵向剖面网格变化情况 如图左a和图右a，当坯料高摩擦系数小或挤压比小时，变形