塑性成形工藝基礎(chǔ)

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1、材料成形工藝基礎(chǔ)第三篇金屬塑性成型概述5．模型鍛造一、金屬塑性成形（壓力加工）金屬材料在外力作用下產(chǎn)生塑性變形，獲得具有一定形狀、尺寸和力學(xué)性能的毛坯或零件的生產(chǎn)方法。二、塑性成形的基本生產(chǎn)方式1．軋制2．?dāng)D壓3．拉拔4．自由鍛造6．板料沖壓上砥鐵下砥鐵坯料5．模型鍛造二、塑性成形的基本生產(chǎn)方式1．軋制2．?dāng)D壓3．拉拔4．自由鍛造6．板料沖壓7．其他1）零件大小不受限制；2）生產(chǎn)批量不受限制。三、塑性成形（壓力加工）的特點(diǎn)1．力學(xué)性能高1）組織致密；2）晶粒細(xì)化；3）壓合鑄造缺陷；4）使纖維組織合理分布。2．節(jié)約材料1）力學(xué)性能高，承載能力提高；2

2、）減少零件制造中的金屬消耗（與切削加工相比）。3．生產(chǎn)率高4．適用范圍廣§1金屬的塑性成形原理各種壓力加工方法，都是通過(guò)對(duì)金屬材料施加外力，使之產(chǎn)生塑性變形來(lái)實(shí)現(xiàn)的。單晶體的塑性變形形式主要有滑移和孿晶兩種。第一章金屬塑性成形工藝基礎(chǔ)一、金屬塑性變形的實(shí)質(zhì)1.單晶體的塑性變形1）滑移：晶體的一部分相對(duì)一部分沿一定的晶面發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)。ττττ但實(shí)際金屬的滑移是靠位錯(cuò)的移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。2）孿晶：晶體的一部分相對(duì)一部分沿一定的晶面發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。2.多晶體的塑性變形晶內(nèi)變形晶間變形滑移孿晶滑動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)多晶體塑性變形的實(shí)質(zhì)：晶粒內(nèi)部發(fā)生滑移和孿晶（為主）；同時(shí)晶粒

3、之間發(fā)生滑移和轉(zhuǎn)動(dòng)（少量）。二、塑性變形后金屬的組織和性能1.冷變形及其影響1）組織變化的特征：①晶粒沿變形最大方向伸長(zhǎng)；②晶格與晶粒均發(fā)生畸變；③晶粒間產(chǎn)生碎晶。2）性能變化的特征：加工硬化：隨著變形程度的增加，其強(qiáng)度和硬度不斷提高，塑性和韌性不斷下降。有利：強(qiáng)化金屬材料不利：進(jìn)一步的塑性變形帶來(lái)困難2.回復(fù)T回=（0.25~0.3）T熔3.再結(jié)晶T再=（0.35~0.4）T熔T再冷變形熱變形以上以下(K)(K)4.熱變形及其影響1）不產(chǎn)生加工硬化2）使組織得到改善，提高了力學(xué)性能①細(xì)化晶粒；②壓合了鑄造缺陷；3）形成纖維組織③組織致密。5.纖維

4、組織（1）在平行于纖維組織的方向上：材料的抗拉強(qiáng)度提高（2）在垂直于纖維組織的方向上：材料的抗剪強(qiáng)度提高§2金屬塑性成形工藝基礎(chǔ)一、金屬的可鍛性是金屬材料在壓力加工時(shí)成形的難易程度。1.可鍛性的衡量指標(biāo)1）塑性：2）變形抗力：材料的塑性越好，其可鍛性越好。材料的變形抗力越小，其可鍛性越好。2.影響可鍛性的因素1）金屬的本質(zhì)①化學(xué)成分：Me越低，材料的可鍛性越好。②組織狀態(tài)：純金屬和單相固溶體具有良好的可鍛性。2）變形條件①變形溫度：③應(yīng)力狀態(tài)：②變形速度：塑性、變形抗力塑性變形抗力T溫越高，材料的可鍛性越好。（鍛造溫度范圍）V變?cè)叫?，材料的可鍛性?/p>

5、好。三向壓應(yīng)力—塑性最好、變形抗力最大。三向拉應(yīng)力—塑性最差、變形抗力最小。三、金屬的變形規(guī)律1.體積不變定律2.最小阻力定律二、鍛造溫度范圍始鍛溫度：終鍛溫度：過(guò)熱、過(guò)燒缺陷加工硬化45:1200℃~800℃第二章金屬的塑性成形方法§2-1自由鍛造一、自由鍛設(shè)備鍛錘壓力機(jī)空氣錘蒸汽—空氣錘水壓機(jī)油壓機(jī)65~750Kg630Kg~5T落下部分總重量=活塞+錘頭+錘桿滑塊運(yùn)動(dòng)到下始點(diǎn)時(shí)所產(chǎn)生的最大壓力鍛錘噸位=壓力機(jī)噸位=二、自由鍛基本工序基本工序—完成鍛件基本變形和成形的工序。H完全礅粗局部礅粗，S1.25≤H0/D0≤2.53.沖孔：4.彎曲：5

6、.扭轉(zhuǎn)：6.錯(cuò)移：1.礅粗：2.拔長(zhǎng)：，SL三、自由鍛工藝規(guī)程的制定1.鍛件圖的繪制1）機(jī)械加工余量2）公差3）敷料2.坯料重量和尺寸的計(jì)算G坯=（1+k）G鍛G坯=G鍛+G料頭+G芯料+G燒K—消耗系數(shù)（1/3~1/4）余量Y=F坯/F鍛Y=H坯/H鍛拔長(zhǎng)：鐓粗：1.25≤H0/D0≤2.5圓截面坯料：所以：長(zhǎng)軸類(lèi)鍛件：3.鍛造工序的選擇軸、桿類(lèi)零件：鐓粗、拔長(zhǎng)盤(pán)類(lèi)、環(huán)類(lèi)零件：鐓粗（拔長(zhǎng)及鐓粗）、沖孔（芯軸上擴(kuò)孔）筒類(lèi)零件：鐓粗、沖孔、在芯軸上拔長(zhǎng)4.鍛造溫度范圍及加熱火次的確定5.鍛造設(shè)備的選擇6.確定工時(shí)7.填寫(xiě)工藝卡四、自由鍛件結(jié)構(gòu)工藝性1

7、.避免斜面和錐度2.避免曲面相交3.避免加強(qiáng)筋和凸臺(tái)4.采用組合工藝§2-2模型鍛造模型鍛造—將金屬坯料放在具有一定形狀的模鍛模膛內(nèi)受壓、變形，獲得鍛件的方法。特點(diǎn)：1）生產(chǎn)率高；2）鍛件的尺寸精度和表面質(zhì)量高；3）材料利用率高；4）可鍛造形狀較復(fù)雜的零件；5）模具成本高、設(shè)備昂貴；6）鍛件不能任意大。一般不得超過(guò)150kg。一、錘上模鍛（一）錘上模鍛設(shè)備蒸汽—空氣模鍛捶（二）鍛模結(jié)構(gòu)鍛模模膛飛邊槽橋部倉(cāng)部—形成鍛件基本形狀和尺寸的空腔?！菁{多余的金屬?！黾咏饘倭鲃?dòng)的阻力，促使金屬充滿模膛。（三）模膛的分類(lèi)模膛模鍛模膛制坯模膛終鍛模膛預(yù)鍛模膛延

8、伸模膛滾壓模膛彎曲模膛切斷模膛（四）鍛模工藝規(guī)程的制定模鍛工藝規(guī)程：指導(dǎo)模鍛件生產(chǎn)、規(guī)定操作規(guī)范、控制和檢測(cè)產(chǎn)品質(zhì)量的依據(jù)