金属塑性成形工艺.ppt

第二节金属塑性成形工艺汽车锻件典型的冲压件塑性成形工艺金属塑性成形是在外力作用下通过塑性变形获得具有一定形状、尺寸和力学性能的零件或毛坯的加工方法。金属塑性成形可分为：自由锻、模锻、板料冲压、挤压、拉拔、轧制成形方式如图所示。压力加工与其它成形方法比较具有以下特点：金属的塑性成形基础一、金属塑性变形的基本概念二、金属塑性变形对组织和性能的影响1.变形程度的影响压力加工时塑性变形程度的大小常用锻造比Y锻来表示拔长时的锻造比Y锻=S0/S（S0、S分别表示拔长前后金属坯料的横截面积）；镦粗时的锻造比Y锻=H0/H（H0、H分别表示镦粗前后金属坯料的高度）。锻造比越大毛坯的变形程度也越大。生产中以铸锭为坯料锻造时碳素结构钢的锻造比在2~3范围选取合金结构钢的锻造比在3~4范围选取。以钢材为坯料锻造时因材料轧制时组织和力学性能已经得到改善锻造比一般取1.1~1.3即可。2.冷变形与热变形在再结晶温度（T再＝0.4Tm）以下的塑性变形称为冷变形因冷变形有加工硬化现象产生故每次的冷变形程度不宜过大否则会使金属产生裂纹。冷变形加工的产品具有表面质量好、尺寸精度高、力学性能好等优点。常温下的冷镦、冷挤压、冷拔及冷冲压都属于冷变形加工。热变形是在再结晶温度以上的塑性变形热变形时加工硬化与再结晶过程同时存在而加工硬化又几乎同时被再结晶消除。热变形可使金属保持较低的变形抗力和良好的塑性可以用较小的力和能量产生较大的塑性变形而不会产生裂纹同时还可获得具有较高力学性能的再结晶组织。但是热变形是在高温下进行的金属在加热过程中表面易产生氧化皮精度和表面质量较低。自由锻、热模锻、热轧、热挤压等工艺都属于热变形加工。常用塑性加工方法1、自由锻设备2、自由锻工序２．拔长拔长是沿垂直于工件的轴向进行锻打以使其截面积减小而长度增加的操作过程常用于锻造轴类和杆类等零件。拔长时工件要放平锻打要准力的方向要垂直并且拔长过程中要不断翻转和送进工件。３．冲孔利用冲头在工件上冲出通孔或盲孔的操作过程。常用于锻造齿轮、套筒和圆环等空心锻件对于直径小于25mm的孔一般不锻出而是采用钻削的方法进行加工。（二）辅助工序为使基本工序操作方便而进行的预变形工序称为辅助工序例如为方便挟持工件而进行的压钳口、局部拔长时先进行的切肩等工序都属于辅助工序。（三）修整工序用以减少锻件表面缺陷而进行的工序如校正、滚圆、平整等。修整工序的变形量一般很小而且为了不影响锻件的内部质量一般多在终锻温度或接近终锻温度下进行。二、模锻模锻具有如下优点：(1)生产效率较高。模锻时金属的变形在模膛内进行故能较快获得所需形状。(2)能锻造形状复杂的锻件并可使金属流线分布更为合理从而进一步提高零件的使用寿命。(3)模锻件的尺寸较精确表面质量较好加工余量较小。(4)模锻件减少切削加工工作量。在批量足够的条件下能降低零件成本。(5)模锻操作简单劳动强度低。但模锻生产受模锻设备吨位限制模锻件的质量一般在150kg以下。模锻设备投资较大模具费用较昂贵工艺灵活性较差生产准备周期较长。因此模锻适合于小型锻件的大批大量生产不适合单件小批量生产以及中、大型锻件的生产。模锻按所使用的设备不同分为锤上模锻、压力机上模锻、胎模锻等。（一）锤上模锻的工艺特点锤上模锻是将上模固定在锤头上下模紧固在模垫上通过随锤头作上下往复运动的上模对置于下模中的金属坯料施以直接锻击来获取锻件的锻造方法。锤上模锻的工艺特点是：（1）金属在模膛中是在一定速度下经过多次连续锤击而逐步成形的。（2）锤头的行程、打击速度均可调节能实现轻重缓急不同的打击因而可进行制坯工作。（3）由于惯性作用金属在上模模膛中具有更好的充填效果。（4）锤上模锻的适应性广可生产多种类型的锻件可以单膛模锻也可以多膛模锻。二）锤上模锻工艺规程的制定锤上模锻工艺规程的制定主要包括绘制模锻件图、计算坯料尺寸、确定模锻工步、选择锻造设备、确定锻造温度范围等。1.绘制模锻件图模锻件图是设计和制造锻模、计算坯料以及检验模锻件的依据。根据零件图绘制模锻件图时应考虑以下几个问题。（1）恰当的分模面、预留加工余量和锻件公差。模锻时金属坯料是在模锻模膛中成形的因此模锻件尺寸较为精确其公差和余量比自由锻件小的多。（2）模锻斜度。为便于从模膛中取出锻件模锻件上平行于锤击方向的表面必须具有斜度称为模锻斜度。对于锤上模锻模锻斜度一般为5°～15°之间。模锻斜度还分为外壁斜度α与内壁斜度β如图所示。内壁斜度值一般比外壁斜度大2°～5°。生产中常用金属材料的模锻斜度范围见表。（3）模锻圆角半径。模锻件上所有两平面转接处均需圆弧过渡此过渡处称为锻件的圆角如图所示。圆弧过渡有利