3.2锻压工艺(课件）-高一《汽车机械基础》同步教学（北京理工大学出版社）

３.２　锻压工艺 ３.２.１　锻压的工艺基础 锻压是对坯料施加外力。 使其产生塑性变形、改变尺寸、形状及改善性能。 用以制造机械零件或毛坯的成形加工方法。 它是锻造与冲压的总称。 １.金属的可锻性 金属的可锻性是衡量金属材料经受压力加工时难易程度的一项工艺性能。 通常用塑性和变形抗力来综合衡量。 塑性好。 变形抗力小。 则可锻性好。 反之可锻性差。 金属可锻性的好坏与下列因素有关。 １) 化学成分。 一般纯金属的可锻性比合金的好。 合金含量愈高。 可锻性愈差。 下一页 返回 ３.２　锻压工艺 ２) 金属组织结构。 纯金属及其固溶体的可锻性好。 而碳化物(如渗碳体) 可锻性差。金属的晶粒越小。 其塑性越高。 虽然变形抗力略有上升。 但可锻性仍较好。 金属的组织越均匀。 其塑性也越好。 ３) 变形温度。 提高金属变形时的温度。 使原子的动能增加。 原子间的结合力减弱。 使产生滑移变形所需要的应力减小。 因此塑性增加。 变形抗力下降。 改善了金属的可锻性。 ４) 变形速度。 是指单位时间内的变形量。 ２.锻压的特点 １) 锻压能消除金属内部缺陷。 改善金属组织。 提高力学性能。 金属经压力加工后。 可以将铸锭中气孔、缩孔、粗晶等缺陷压合和细化。 从而提高金属组织致密度。 还可以控制金属热加工流线。 提高零件的冲击韧度。 下一页 返回 上一页 ３.２　锻压工艺 如图３-３ (ａ)、(ｂ)、(ｃ) 所示的三种情况分别为: 用轧制圆钢切削出的齿轮。 镦粗毛坯切削出的齿轮。 精锻成形的齿轮。 三者齿轮受力方向及大小均相同。 由于三者纤维组织的分布不同。 所以齿轮的寿命以精锻成形的最长。镦粗毛坯切出者次之。 圆钢切出者最短。 ３.２.２　自由锻造 自由锻造是只用简单的通用性工具或在锻造设备的上、下砧之间直接使坯料变形。 从而获得所需几何形状及内部质量的锻件的一种成形加工方法。 金属坯料在变形时。 除与工具接触的部分外均作自由流动。 故称自由锻。 下一页 返回 上一页 ３.２　锻压工艺 １) 拔长。 使坯料长度增加、横截面积减小的工序称拔长。 如图３-４ (ａ) 所示。 ２) 镦粗。 使坯料的横截面积增加、高度减小的工序称镦粗。 如图３-４ (ｂ)、(ｃ)所示。 ３) 冲孔。 在工件上冲出通孔或不通孔的工序称为冲孔。 如图３-４ (ｄ) 所示。 ３.２.３　模型锻造 利用模具使毛坯变形而获得锻件的锻造方法称为模型锻造。 简称模锻。 因金属坯料是在模膛内产生变形的。 因此获得的锻件与模膛的形状相同。 下一页 返回 上一页 ３.２　锻压工艺 固定模锻可以在模锻锤上进行(称为模锻锤上模锻)。 也可以在热模锻压力机、平锻机或摩擦压力机上进行。 如图３-５ 所示为模锻锤上模锻。 锻造时。 是把模具的上模２、下模１ 分别固定在锻锤的锤头４ 和砧座６ 的模座５ 上。 坯料Ａ 放入模具的模镗内锤击。 Ｂ 为变形中某个瞬时的状态。 Ｃ 为带有飞边的锻件。 切下飞边Ｄ 后。 即得到锻件Ｅ。 ３.２.４　板料冲压 板料冲压是利用装在压力机上的模具对金属板料加压。 使其产生分离或变形。 从而获得毛坯或零件的一种加工方法。 板料冲压的坯料通常都是厚度为１ ~２ ｍｍ 的金属板料。 而且冲压时一般不需加热。 故又称为薄板冲压或冷冲压。 简称冷冲或冲压。 只有在板料厚度超过８ ｍｍ 时。 才采用热冲压。 下一页 返回 上一页 ３.２　锻压工艺 １.板料冲压的特点 １) 能压制其他加工工艺难以加工或不能加工的形状复杂的零件。 ２) 冲压件的尺寸精度高。 可满足互换性的要求。 表面很光洁。 ３) 冲压件的强度高。 刚度好。 重量轻。 材料的利用率高。 一般为７０％ ~８５％。 ４) 板料冲压操作简便。 易于实现机械化、自动化。 生产效率高。 ５) 冲压模具制造周期长。 并需要较高制模技术。 成本高。 因此板料冲压适用于大批量生产。 在汽车、拖拉机、电机电器、仪表、国防工业及日常生产中都得到广泛应用。 下一页 返回 上一页 ３.２　锻压工艺 ２.板料冲压的基本工序 按板料的变形方式。 可将冲压基本工序分为分离工序和变形工序两类。 １) 分离工序。 分离工序是使坯料的一部分相对另一部分产生分离。 如图３-６ 所示。 主要包括剪切[图３-６ (ａ)]、落料和冲孔[图３-６ (ｂ)]、切边[图３-６ (ｃ)] 等。 ２) 变形工序。 变形工序是使坯料的一部分相对另一部分产生位移而不破坏。 如图３-７所示。 包括弯曲[图３-７ (ａ)]、拉深[图３-７ (ｂ)]、翻边[图３-７ (ｃ)] 等。 ３.冲压模具 下一页 返回 上一页 ３.２　锻压工艺 冲压用的模具称为冲模。 冲压工作开始前。 冲模的设计与制造是一项很重要的任务。它对冲压件的加工质量和生产率起着关键的作用。 冲模是一种比较复