工程材料和机械制造基础(锻压).ppt

第十一章 锻压 本章重点：锻压的理论基础-金属的塑性变形。自由锻，锤上模锻、冲压的特点及应用。锻压件的结构工艺性。 §11-1概述： 一、锻压的概念 锻压是借助外力的作用，使金属坯料产生塑性变形，从而获得一定形状、尺寸和性能的原材料、毛坯或零件的方法。 二、锻压的特点和应用范围 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。缺点是锻压件的结构不易太复杂，成本也高。主要用于受力较大而复杂，形状较简单的零件或毛坯。 §11-2 锻造基础 一、合金的锻造性及影响因素 1、合金的锻造性 是衡量合金材料在利用锻造成型时的难易程度。它是由合金材料的塑性和变形抗力两个因素决定。塑性好，变形抗力小的材料，锻造性能就好。 2、影响合金锻造性的因素 1）合金材料的本质（化学成分、组织结构） 2）加工条件（变形温度、变形速度、变形方式、润滑条件和环境） 二、锻件的加热与冷却 1、加热缺陷与锻造温度范围 常见的加热缺陷有：氧化、脱碳、过热、过烧和开裂。 开始锻造温度与终止锻造温度由铁碳相图决定。锻造温度范围越宽锻造性能越好。 2、冷却方式 空冷：适合于低中碳钢小型锻件与铝合金锻件。 坑冷：适合于低合金钢及大截面锻件。 炉冷：适合于高合金钢及大锻件。 三、常用合金的锻造性 一般规律是：具有细小的晶粒、单相组织、面心立方结构的合金具有好的锻造性。 低碳钢、低合金钢及铝合金锻造性好，高合金钢的锻造性差，铸铁不能锻造。 § 11-3自由锻造 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，以落下部分质量为设备的吨位，只适合于小件的锻造。65~1000Kg。 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。 三、自由锻的基本工序 镦粗、拔长、 冲孔、扭转、 切割等。 四、自由锻件的结构工艺性 1、避免长轴锥体结构 2、避免圆柱与圆柱面相交的相贯线结构 3、避免筋板与凸台结构 4、形状复杂的零件可用锻焊结合方法 五、自由锻工艺规程 1、绘制锻件图（加工余量、锻件公差、余块） 2、计算坯料质量和尺寸 3、选择自由锻工序 4、选择锻造设备 5、确定锻造温度范围 § 11-4模型锻造 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、摩擦压力机、平锻机等） 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。 二、 锤上模锻 1、模锻设备 蒸汽-空气锤（与自由锻的蒸汽-空气锤结构上有三点不同） 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。缺点是：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 1）单槽锻模 2）多槽锻模 3、模锻工艺规程的制订 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 4、模锻件的结构工艺性 1）模锻件应有一个合理的分模面。 2）形状力求简单、对称，避免薄壁、高筋和局部凸起结构。 3）应尽量避免窄沟、深槽、深孔和多孔结构。 三、曲柄压力机上模锻 1、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。 4）对坯料产生的是静压力，这对变形速度敏感的低塑性材料的成型更有利。 5）生产率高，无冲击和震动，故劳动条件好。但设备复杂，造价高，需要其它辅助设备。因此主要用于具有现代化辅助设备的大厂模锻件的大批量生产。 四、胎模锻 是介于自由锻与锤上模锻之间的一种锻造方法，兼有两者的特点，一般先用自由锻方法