金属塑性加工课件.ppt

1、第三篇第三篇 金属塑性加工金属塑性加工 塑性加工塑性加工（Plastic processing ） 在外力作用下，金属发生在外力作用下，金属发生塑性变形塑性变形，从而获，从而获得具有一定得具有一定形状、尺寸、组织形状、尺寸、组织和和力学性能力学性能的的工件工件的生的生产方法。又叫产方法。又叫塑性成形塑性成形或或压力加工压力加工。常见的塑性成形方法常见的塑性成形方法：锻造、冲压、挤压、轧制、拉拔等。锻造、冲压、挤压、轧制、拉拔等。上砧铁上砧铁 下砧铁下砧铁 坯料坯料 自由锻自由锻模锻模锻冲压冲压轧制轧制拉拔拉拔优点：优点： 组织细化致密、力学性能提高；组织细化致密、力学性能提高； 体积不变的材料

2、转移成形，材料利用率高体积不变的材料转移成形，材料利用率高; 生产率高，易机械化、自动化等。生产率高，易机械化、自动化等。 可获得精度较高的零件或毛坯，可实现少、无切削加工。可获得精度较高的零件或毛坯，可实现少、无切削加工。缺点：缺点： 不能加工脆性材料；不能加工脆性材料； 难以加工形状特别复杂（特别是内腔）的制品；难以加工形状特别复杂（特别是内腔）的制品； 设备、模具投资费用大。设备、模具投资费用大。金属塑性成形优缺点金属塑性成形优缺点 塑性成形广泛应用于机械制造、汽拖、容器、造塑性成形广泛应用于机械制造、汽拖、容器、造船、建筑、包装、航空航天工业部门。船、建筑、包装、航空航天工业部门。第一

3、章第一章 金属塑性变形金属塑性变形第二章第二章 锻造锻造第三章第三章 冲压冲压第四章第四章 特种塑性加工方法简介特种塑性加工方法简介主要内容主要内容金属的塑性变形是进行金属压力加工的理论依据。金属的塑性变形是进行金属压力加工的理论依据。第一节第一节 金属塑性变形的实质金属塑性变形的实质-外力迫使原子外力迫使原子离开离开原来的平衡位置，从而原来的平衡位置，从而改变改变了了原来原子间的相互距离。原来原子间的相互距离。单晶体的塑性变形方式：单晶体的塑性变形方式： 1.滑移滑移 2.孪生孪生 第一章第一章 金属的塑性变形金属的塑性变形a)未变形未变形d)塑性变形塑性变形单晶体滑移变形示意图单晶体滑移变

4、形示意图b)弹性变形弹性变形c)弹塑性变形弹塑性变形滑移滑移：在切应力作用下，晶体的一部分相对于另一部分沿着一：在切应力作用下，晶体的一部分相对于另一部分沿着一 定的晶面（滑移面）和晶向（滑移方向）产生相对位移，定的晶面（滑移面）和晶向（滑移方向）产生相对位移，且不破坏晶体内部原子排列规律性的塑变方式。且不破坏晶体内部原子排列规律性的塑变方式。滑移滑移晶体的孪生示意图晶体的孪生示意图孪生：孪生：晶体内的一部分原子（红色）相对另一部分原子沿某个晶体内的一部分原子（红色）相对另一部分原子沿某个晶面转动，使未转动部分与转动部分的原子排列成镜面对称关系。晶面转动，使未转动部分与转动部分的原子排列成镜面

5、对称关系。孪生孪生在切应力作用下，晶体发生在切应力作用下，晶体发生孪生变形孪生变形孪生孪生 滑移与孪生比较滑移与孪生比较多晶体的变形是不均匀的。多晶体的变形是不均匀的。多晶体的塑性变形方式多晶体的塑性变形方式：晶内变形晶内变形+ +晶间变形晶间变形 晶内变形：滑移和孪生晶内变形：滑移和孪生（晶粒本身变形）（晶粒本身变形） 晶间变形：晶粒间的相对滑动和转动晶间变形：晶粒间的相对滑动和转动（相互位置变化）（相互位置变化）多晶体塑性变形示意图多晶体塑性变形示意图多晶体多晶体 组织结构变化： 1.晶粒拉长（压扁） 2.晶格与晶粒扭曲、变形 3.晶粒碎化第二节第二节 塑性变形对金属组织和性能的影响塑性变

6、形对金属组织和性能的影响多晶体塑性变形示意图多晶体塑性变形示意图一、塑性变形后金属组织结构的变化一、塑性变形后金属组织结构的变化晶粒和沿晶界分布的杂质被拉长晶粒和沿晶界分布的杂质被拉长显微镜下的照片显微镜下的照片(a)(a)正火态正火态 (b)(b)变形变形40% (c)40% (c)变形变形80%80%图图 工业纯铁在塑性变形前后的组织变化工业纯铁在塑性变形前后的组织变化 400400 金属发生塑性变形时，不仅外形发生变化，而且其内部的金属发生塑性变形时，不仅外形发生变化，而且其内部的晶粒也相应地被拉长或压扁。当变形量很大时，晶粒将被拉长晶粒也相应地被拉长或压扁。当变形量很大时，晶粒将被拉长

7、为纤维状，晶界变得模糊不清。为纤维状，晶界变得模糊不清。 滑移面上的晶格畸变和碎晶现象滑移面上的晶格畸变和碎晶现象二、塑性变形后金属性能的变化二、塑性变形后金属性能的变化金属的变形强化（加工硬化、冷作硬化金属的变形强化（加工硬化、冷作硬化)？ 金属随其变形程度增大，金属随其变形程度增大，强度和硬度强度和硬度上升而上升而塑性和韧性塑性和韧性下降的现象称为变形强化，又称加工硬化下降的现象称为变形强化，又称加工硬化。原因：原因：由于变形时滑移面上的由于变形时滑移面上的碎晶块碎晶块和附近和附近晶格晶格的的强烈扭曲强烈扭曲，增大，增大了变形了变形滑移阻力滑移阻力，使继续滑移难于进行。，使继续滑移难于进行

8、。 实际上，金属的性能是随其内部组织的改变而发生变化的。实际上，金属的性能是随其内部组织的改变而发生变化的。利：利：1.1.提高金属强度、硬度提高金属强度、硬度 含碳量0.9%-1.0%的碳素钢线材于铅域中淬火后，进行冷态拉拔可使钢丝强度高达2940MPa；以前讲的各类钢中，抗拉强度最高的钢（调制钢）的抗拉强度值为1000MPa左右。 2.2.对纯金属和不能热处理的合金是强化的对纯金属和不能热处理的合金是强化的主要手段。主要手段。 3. 3.提高材料使用安全性。提高材料使用安全性。弊：弊：1.1.再变形阻力提高，给金属的进一步塑性再变形阻力提高，给金属的进一步塑性变形带来困难变形带来困难, ,

9、动力消耗增大动力消耗增大 。 2. 2.脆断危险性提高脆断危险性提高。 3.3.出现了残余应力，易引起变形、开裂。出现了残余应力，易引起变形、开裂。如黄铜弹壳的腐蚀开裂。u 残余应力主要由残余应力主要由晶格畸变（位错、空位）和晶粒变形不均匀等引起。等引起。对机械性能的影响：对机械性能的影响：对物理、化学性能的影响对物理、化学性能的影响 导电率、导磁率下降，热导率下降；导电率、导磁率下降，热导率下降； 结构缺陷增多；结构缺陷增多； 化学活性提高，腐蚀加快。化学活性提高，腐蚀加快。残余应力残余应力三、塑性三、塑性变形后的金属变形后的金属加热时加热时组织性能的变化组织性能的变化 加工硬化是一种不稳定

10、现象，将硬化金属加工硬化是一种不稳定现象，将硬化金属加热加热后，会相后，会相继发生继发生回复、再结晶回复、再结晶和和晶粒长大晶粒长大现象，金属的现象，金属的组织和性能组织和性能也也随之变化。随之变化。 将冷变形后的金属加热至一定温度后，使原子回复到将冷变形后的金属加热至一定温度后，使原子回复到平衡位置，晶内残余应力大大减小的现象，称为平衡位置，晶内残余应力大大减小的现象，称为回复回复。 移至晶界、位错处移至晶界、位错处点缺陷运动 空位间隙原子空位间隙原子 消失消失 空位聚集（空位群、对）空位聚集（空位群、对）缺陷密度降低缺陷密度降低回复机理：回复机理：1 1、回复、回复 什么是点缺陷什么是点缺

11、陷 点缺陷将导致晶格畸变。点缺陷将导致晶格畸变。 在三维空间各个方向上尺寸都很小的缺陷，包括在三维空间各个方向上尺寸都很小的缺陷，包括空位空位、置换原子置换原子和和间隙原子间隙原子。 点缺陷的形成多是热运动或塑性变形产生的结果。空位和间隙原子的点缺陷的形成多是热运动或塑性变形产生的结果。空位和间隙原子的运动是金属中原子扩散（如钢表面渗碳）的主要方式。运动是金属中原子扩散（如钢表面渗碳）的主要方式。 1 1、使晶格畸变减轻或消除，但晶粒的大小和形状并无改变。、使晶格畸变减轻或消除，但晶粒的大小和形状并无改变。 2 2、消除了晶格扭曲及大部分内应力，内应力大大降低；但力、消除了晶格扭曲及大部分内应

12、力，内应力大大降低；但力学性能变化不大（强度、硬度、塑性变化很小）。学性能变化不大（强度、硬度、塑性变化很小）。回复处理回复处理: : 低温退火或去应力退火。低温退火或去应力退火。 T T回回=(0.25-0.3)=(0.25-0.3)T T熔熔（K K）回复特点：回复特点：2 2、再结晶、再结晶(re-crystallization)(re-crystallization)（不发生相变）（不发生相变） 塑性变形后金属被拉长了的晶粒出现塑性变形后金属被拉长了的晶粒出现重新生核、结晶重新生核、结晶，变为，变为等轴晶粒等轴晶粒的现象，称为再结晶。的现象，称为再结晶。再结晶再结晶: : 再结晶退火。

13、再结晶退火。 T再再=0.4T熔熔（K K）再结晶示意图再结晶示意图 当冷塑性变形金属被加热到较高温度时，由于原子活动能力增大，晶粒的当冷塑性变形金属被加热到较高温度时，由于原子活动能力增大，晶粒的形状开始发生变化，由破碎拉长的晶粒变为完整的等轴晶粒。形状开始发生变化，由破碎拉长的晶粒变为完整的等轴晶粒。 再结晶也是一个晶核形成和长大的过程，但不是相变过程，再结晶前后新再结晶也是一个晶核形成和长大的过程，但不是相变过程，再结晶前后新旧晶粒的晶格类型和成分完全相同。旧晶粒的晶格类型和成分完全相同。 由于再结晶后组织的复原，使金属的强度、硬度下降，塑性、韧性提高，由于再结晶后组织的复原，使金属的强

14、度、硬度下降，塑性、韧性提高，残余应力消除、加工硬化消失。残余应力消除、加工硬化消失。再结晶特点：再结晶特点：图图 经经70%70%塑性变形工业纯铁加热时的组织变化塑性变形工业纯铁加热时的组织变化 400400 (a) (a)加热前加热前 (b) 625(b) 625加热（不完全再结晶）加热（不完全再结晶） (c) 670(c) 670加热（完全再结晶）加热（完全再结晶） 图图 经经70%70%塑性变形工业纯铁加热时的组织变化塑性变形工业纯铁加热时的组织变化 400400 (a)(a)加热前加热前 (b) 625(b) 625加热（不完全再结晶）加热（不完全再结晶） (c) 670(c) 67

15、0加热（完全再结晶）加热（完全再结晶） (d) 750(d) 750加热（晶粒长大）加热（晶粒长大） a)c)b)晶粒长大示意图晶粒长大示意图3 3、晶粒长大、晶粒长大 如温度继续升高或保温时间延长，晶粒会长大，使塑性、如温度继续升高或保温时间延长，晶粒会长大，使塑性、韧性明显下降。韧性明显下降。u组织变化组织变化变形后金属加热之性能变化示意图变形后金属加热之性能变化示意图u性能变化性能变化按金属固态成形时的温度分为两大类：按金属固态成形时的温度分为两大类：冷变形冷变形冷变形是指金属在进行塑性变形时的温度冷变形是指金属在进行塑性变形时的温度低于低于该金属的该金属的再结再结晶温度晶温度。热变形热

16、变形是指金属材料在其是指金属材料在其再结晶温度以上再结晶温度以上进行的塑性变形。进行的塑性变形。 再结晶温度再结晶温度 T再再=0.4T熔熔四、冷变形与热变形四、冷变形与热变形冷变形过程的特征冷变形过程的特征： 变形后具有加工硬化现象，强度、硬度升高，塑性和韧度变形后具有加工硬化现象，强度、硬度升高，塑性和韧度下降。可提高产品性能，但变形程度不宜过大。下降。可提高产品性能，但变形程度不宜过大。热变形过程的特征：热变形过程的特征： 加工硬化和再结晶过程同时存在，没有加工硬化痕迹，加工硬化和再结晶过程同时存在，没有加工硬化痕迹，故故变形抗力低，易于变形变形抗力低，易于变形，能以较小的功完成较大的变

17、形。，能以较小的功完成较大的变形。 热变形使内部组织结构致密细小，力学性能特别是热变形使内部组织结构致密细小，力学性能特别是韧度韧度明显改善和提高明显改善和提高。因为金属材料内部的缩松、气孔或空隙被压因为金属材料内部的缩松、气孔或空隙被压实，实，粗大（树枝状）的晶粒组织结构被再结晶细化。粗大（树枝状）的晶粒组织结构被再结晶细化。 形成形成纤维组织纤维组织，力学性能，力学性能具有方向性。具有方向性。四、冷变形与热变形四、冷变形与热变形冷变形过程优点：冷变形过程优点：冷变形过程缺点：冷变形过程缺点：冷变形过程的加工硬化使金属的冷变形过程的加工硬化使金属的塑性变差塑性变差，给进一步塑性变给进一步塑性

18、变形带来困难。形带来困难。对加工坯料对加工坯料要求其表面干净、无氧化皮、平整要求其表面干净、无氧化皮、平整。加工硬化使金属变形处加工硬化使金属变形处电阻升高，耐蚀性降低电阻升高，耐蚀性降低。冷变形制成的产品冷变形制成的产品尺寸精度高、表面质量好尺寸精度高、表面质量好。对于不能用热处理方法对于不能用热处理方法提高强度、硬度提高强度、硬度的金属构件（特别的金属构件（特别是薄壁细长件）。可利用加工硬化来提高构件的是薄壁细长件）。可利用加工硬化来提高构件的强度、硬度强度、硬度不但有效而且经济不但有效而且经济。四、冷变形与热变形四、冷变形与热变形五、纤维组织及其利用五、纤维组织及其利用纤维组织（热加工流

19、线）：纤维组织（热加工流线）： 塑性加工中，金属的晶粒形状和晶界分布的杂质沿变形方塑性加工中，金属的晶粒形状和晶界分布的杂质沿变形方向被拉长，呈纤维状。纤维组织不能热处理消除，只能通过锻向被拉长，呈纤维状。纤维组织不能热处理消除，只能通过锻压改变其形状和方向。压改变其形状和方向。应用应用 纤维组织使金属在纵向上的强度，特别是塑性和韧性比横纤维组织使金属在纵向上的强度，特别是塑性和韧性比横向高。因此，在设计零件时，应使向高。因此，在设计零件时，应使最大正应力方向与纤维方向最大正应力方向与纤维方向一致，最大切应力方向与纤维方向垂直一致，最大切应力方向与纤维方向垂直。 工业生产中广泛采用模锻方法制造

20、齿轮及中小型曲轴，用局部镦粗法制造螺栓。纤维组织沿工件外形轮廓连续分布，有利于工件受力纤维组织沿工件外形轮廓连续分布，有利于工件受力定义：定义：在锻造过程中，金属通过塑性加工而不开裂，在锻造过程中，金属通过塑性加工而不开裂，并获得合格零件的能力。并获得合格零件的能力。衡量指标：衡量指标：金属的塑性和变形抗力金属的塑性和变形抗力 u塑性越高、变形抗力越低，可锻性越好塑性越高、变形抗力越低，可锻性越好。 第三节第三节 金属的可锻性金属的可锻性（塑性成形性能）（塑性成形性能）一、金属的可锻性（塑性加工性能）一、金属的可锻性（塑性加工性能） 三个主要因素：三个主要因素：金属的本质、金属的本质、加工条件

21、、应力状态加工条件、应力状态1、金属的本质（内在因素）：、金属的本质（内在因素）：化学成分化学成分碳钢：碳钢：钢的含碳量越低，可锻性越好钢的含碳量越低，可锻性越好;合金钢：合金钢：合金元素含量越高，可锻性越差；合金元素含量越高，可锻性越差；纯金属纯金属的可锻性优于合金。的可锻性优于合金。金属组织金属组织纯金属或单相固溶体（奥氏体）的可锻性优于多相组织；纯金属或单相固溶体（奥氏体）的可锻性优于多相组织；均匀细晶的可锻性优于粗晶组织和铸态柱状晶；均匀细晶的可锻性优于粗晶组织和铸态柱状晶；钢中存在网状二次渗碳体时可锻性下降。钢中存在网状二次渗碳体时可锻性下降。二、影响金属可锻性的因素：二、影响金属可

22、锻性的因素：2 2、加工条件：、加工条件：变形温度变形温度 温度越高，金属塑性提高，温度越高，金属塑性提高，变形抗力降低，可锻性提高。变形抗力降低，可锻性提高。影响金属可锻性的因素：影响金属可锻性的因素：锻造温度：锻造温度：始锻温度（始锻温度（AEAE线低线低200200）终锻温度（终锻温度（800 800 ）加热温度过高，产生缺陷：加热温度过高，产生缺陷：过热：过热：晶粒长大，使综合机械性能下降晶粒长大，使综合机械性能下降；过烧过烧：晶粒边界氧化或熔化晶粒边界氧化或熔化 ，一击即碎，一击即碎；脱碳脱碳：碳碳与环境与环境气体反应，气体反应，使表层含碳量减少；使表层含碳量减少；严重氧化严重氧化：

23、表层表层与与 氧反应，生成氧化物氧反应，生成氧化物。变形速度变形速度 速度增加，速度增加，一方面，回一方面，回复和再结晶来不及进行，塑复和再结晶来不及进行，塑性下降，变形抗力增加；性下降，变形抗力增加；另另一方面，热效应明显，塑性一方面，热效应明显，塑性提高，变形抗力下降，且速提高，变形抗力下降，且速度越快热效应越明显。度越快热效应越明显。 变形速度较小时，以变形速度较小时，以强化为主；较大时以热效应强化为主；较大时以热效应为主。（以为主。（以 a为界）为界）影响金属可锻性的因素：影响金属可锻性的因素：变形速度变形速度变形抗力变形抗力塑性塑性塑性、抗力塑性、抗力0a变形速度对塑性和变形抗力的影

24、响变形速度对塑性和变形抗力的影响影响金属可锻性的因素：影响金属可锻性的因素：应力状态：应力状态： 三个方向中的三个方向中的压应力数目压应力数目越多，金属的塑性越好；越多，金属的塑性越好； 拉应力数拉应力数目多，则金属的塑性就差目多，则金属的塑性就差。（易产生裂纹）。（易产生裂纹）第二章第二章 锻锻 造造 将金属坯料置于上下抵铁（自由锻）或锻模（模锻）将金属坯料置于上下抵铁（自由锻）或锻模（模锻）内，用冲击力或压力使金属成形为各种锻件和型材的工艺内，用冲击力或压力使金属成形为各种锻件和型材的工艺方法。方法。 锻造可以改善金属的力学性能。锻造可以改善金属的力学性能。a) a) 自由锻自由锻 b)

25、b) 胎模锻胎模锻 c) c) 模锻模锻 d) d) 锻件实例锻件实例1 1、定义：、定义：自由锻是利用自由锻是利用冲击力或压力使金属材料冲击力或压力使金属材料在在上下两个砧铁之间或锤上下两个砧铁之间或锤头与砧铁之间头与砧铁之间产生变形，产生变形，从而获得所需形状、尺寸从而获得所需形状、尺寸和力学性能的锻件的成形和力学性能的锻件的成形过程。过程。一、自由锻一、自由锻第一节第一节 锻造方法锻造方法自自由由锻锻优优点点自由锻自由锻自自由由锻锻缺缺点点自由锻自由锻自由锻的方法自由锻的方法手工锻造、机器锻造手工锻造、机器锻造2 2、自由锻的方法、自由锻的方法 （1 1）手工锻造）手工锻造普京打铁普京打

26、铁民间打铁艺人民间打铁艺人夫妻店夫妻店手工锻造手工锻造（2 2）机器锻造）机器锻造 a a）锻锤自由锻）锻锤自由锻 利用利用冲击力冲击力使坯料产生塑性变形，常用使坯料产生塑性变形，常用设备有：设备有：空气锤空气锤-锻件重量范围是锻件重量范围是1-10001-1000公斤；公斤；蒸汽蒸汽- -空气锤空气锤-锻件重量范围是锻件重量范围是20-150020-1500公斤。公斤。机器锻造机器锻造b b）液压机自由锻）液压机自由锻 利用静压力使坯料变利用静压力使坯料变形，常用设备是：形，常用设备是： 水压机水压机-锻件重量可锻件重量可达达300t300t，是重型机械厂锻，是重型机械厂锻造生产的主要设备。

27、造生产的主要设备。机器锻造机器锻造自由锻的工序自由锻的工序 （1 1）基本工序）基本工序 用来改变坯料的形状和尺寸的主要工序，主要包括：镦粗、拔长、冲孔、弯曲、扭转、错移、切割。（2 2）辅助工序）辅助工序 为了完成基本工序而进行的预先变形工序，主要包括：压钳口、倒棱、压肩等。（3 3）精整工序）精整工序 用来提高锻件尺寸及位置精度的工序，主要包括：校正、滚圆、平整等。3 3、自由锻的工序、自由锻的工序 （1）基本工序）基本工序自由锻的工序自由锻的工序 a) 平砧间镦粗 b) 局部锻粗礅粗礅粗使坯料高度减小而横截面积增大的锻造工序 。适合于齿轮适合于齿轮坯、凸轮和圆盘类锻件。坯、凸轮和圆盘类锻

28、件。 礅粗时，礅粗时，H HO O /D /DO O2.5-3mn-1，工序间安排退火。工序间安排退火。 多次拉深多次拉深金属工艺学（上）金属工艺学（上） 第三篇第三篇 第三章第三章 冲压冲压拉深示意图拉深示意图 金属工艺学（上）金属工艺学（上） 第三篇第三篇 第三章第三章 冲压冲压2. 拉深质量问题拉深质量问题 拉穿（破裂）和起皱拉穿（破裂）和起皱拉穿原因：拉穿原因： 1）凹凸模圆角半径不合理；）凹凸模圆角半径不合理； 2）凹凸模间隙不合理；）凹凸模间隙不合理； 3）m过小；过小； 4）模具表面精度和润滑差。）模具表面精度和润滑差。 金属工艺学（上）金属工艺学（上） 第三篇第三篇 第三章第三

29、章 冲压冲压1）板料相对厚度过小；）板料相对厚度过小；2）拉深系数过小；）拉深系数过小；3）压边力过小等。）压边力过小等。 起皱原因：起皱原因：有压边圈的拉深有压边圈的拉深金属工艺学（上）金属工艺学（上） 第三篇第三篇 第三章第三章 冲压冲压冲裁模与拉深模的结构区别：冲裁模与拉深模的结构区别： 金属工艺学（上）金属工艺学（上） 第三篇第三篇 第三章第三章 冲压冲压 3. 旋压旋压旋压机，模具简单，变形力小，但效率低。旋压机，模具简单，变形力小，但效率低。用于空心回转体的中小批量生产或大型封头。用于空心回转体的中小批量生产或大型封头。金属工艺学（上）金属工艺学（上） 第三篇第三篇 第三章第三章

30、冲压冲压二、弯曲二、弯曲 使坯料的一部分相对另一部分弯曲成一使坯料的一部分相对另一部分弯曲成一定曲率和角度的工序。定曲率和角度的工序。 金属工艺学（上）金属工艺学（上） 第三篇第三篇 第三章第三章 冲压冲压 1）最小半径）最小半径rmin=(0.25-1) 2）弯曲线应与坯料纤维方向垂直。弯曲线应与坯料纤维方向垂直。 3）回弹现象）回弹现象二、弯曲二、弯曲金属工艺学（上）金属工艺学（上） 第三篇第三篇 第三章第三章 冲压冲压三、翻边三、翻边 在坯料的平面部分或曲面部分在坯料的平面部分或曲面部分的边缘，沿一定曲线翻起竖立直边的工的边缘，沿一定曲线翻起竖立直边的工序。在汽拖工业应用广泛。序。在汽拖

31、工业应用广泛。 圆孔翻边：圆孔翻边： 翻边系数：翻边系数：K K0 0=d=d0 0/d/d=0.65=0.65 金属工艺学（上）金属工艺学（上） 第三篇第三篇 第三章第三章 冲压冲压 若若K0很小，可先拉深、后冲孔、再翻边。很小，可先拉深、后冲孔、再翻边。金属工艺学（上）金属工艺学（上） 第三篇第三篇 第三章第三章 冲压冲压四、成形四、成形 利用坯料局部塑性变形形成零件的成形工序利用坯料局部塑性变形形成零件的成形工序。 平板坯料胀形：平板坯料胀形：压制突起、凹坑、加强筋、花压制突起、凹坑、加强筋、花纹等；纹等； 管坯胀形管坯胀形：波纹管、高压气瓶等；：波纹管、高压气瓶等； 球体胀形球体胀形：

32、无模胀形，石油化工、冶金等大型：无模胀形，石油化工、冶金等大型容器制造；容器制造； 拉形拉形：板料厚度小而成形曲率半径大的曲面，：板料厚度小而成形曲率半径大的曲面，如飞机蒙皮。如飞机蒙皮。 金属工艺学（上）金属工艺学（上） 第三篇第三篇 第三章第三章 冲压冲压一、冲压件形状与尺寸：一、冲压件形状与尺寸： 1.1.冲裁件：冲裁件： 外形力求简单、对称；孔径不小于厚度；线与线之间应为外形力求简单、对称；孔径不小于厚度；线与线之间应为圆弧连接；冲裁件排样。圆弧连接；冲裁件排样。 2.2.弯曲件：弯曲件： 形状对称；最小弯曲半径；弯曲边不宜过短；带孔件孔的形状对称；最小弯曲半径；弯曲边不宜过短；带孔件

33、孔的位置。位置。 3.3.拉深件：拉深件： 外形简单对称，不宜太高；最小许可圆角半径。外形简单对称，不宜太高；最小许可圆角半径。第三节第三节 冲压件结构工艺性冲压件结构工艺性 金属工艺学（上）金属工艺学（上） 第三篇第三篇 第三章第三章 冲压冲压 金属工艺学（上）金属工艺学（上） 第三篇第三篇 第三章第三章 冲压冲压 二、改进结构以简化工艺节省材料二、改进结构以简化工艺节省材料 1.冲焊结构；冲焊结构；2.冲口工艺冲口工艺金属工艺学（上）金属工艺学（上） 第三篇第三篇 第三章第三章 冲压冲压三、冲压件厚度三、冲压件厚度 尽可能采用薄材料尽可能采用薄材料+加强筋。加强筋。四、冲压件的精度和表面质

34、量四、冲压件的精度和表面质量3.简化拉深件结构简化拉深件结构 金属工艺学（上）金属工艺学（上） 第三篇第三篇 第三章第三章 冲压冲压第四章第四章 特种塑性加工方法简介特种塑性加工方法简介一、精密模锻一、精密模锻1.精确计算原始坯料的尺寸；精确计算原始坯料的尺寸；2.仔细清理坯料表面；仔细清理坯料表面；3.采用无、少氧加热法；采用无、少氧加热法；4.模膛精度比锻件高两级；模膛精度比锻件高两级；5.冷却及润滑。冷却及润滑。 设备：曲柄压力机、摩擦压力机、高速锤等设备：曲柄压力机、摩擦压力机、高速锤等 金属工艺学（上）金属工艺学（上） 第三篇第三篇 第四章第四章 特种塑性加工方法简特种塑性加工方法简

35、介介 使坯料在挤压筒中受强大的压力作用而变形的加工方法。使坯料在挤压筒中受强大的压力作用而变形的加工方法。1.1.特点特点 挤压材料种类广；可挤出复杂、异型件，节约原材料；挤压材料种类广；可挤出复杂、异型件，节约原材料；零件精度高，表面粗糙度低，力学性能好。零件精度高，表面粗糙度低，力学性能好。2.2.种类种类 正挤压：金属流动方向与凸模运动方向相同；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；反挤压：金属流动方向与凸模运动方向相反； 复合挤压：综合了正挤压和反挤压；复合挤压：综合了正挤压和反挤压； 径向挤压：金属流动方向与凸模运动方向垂直；径向挤压：金属

36、流动方向与凸模运动方向垂直； 静液挤压：通过液体给坯料施压，变形均匀，可用于低静液挤压：通过液体给坯料施压，变形均匀，可用于低塑性材料。塑性材料。 热挤压、冷挤压、温挤压热挤压、冷挤压、温挤压3.3.设备：设备：专用挤压机或通用曲柄压力机、摩擦压力机。专用挤压机或通用曲柄压力机、摩擦压力机。二、挤压成形二、挤压成形 金属工艺学（上）金属工艺学（上） 第三篇第三篇 第四章第四章 特种塑性加工方法简特种塑性加工方法简介介正挤压正挤压反挤压反挤压 金属工艺学（上）金属工艺学（上） 第三篇第三篇 第四章第四章 特种塑性加工方法简特种塑性加工方法简介介三、轧制三、轧制 生产型材、板材、管材，各种零件。生

37、产率高，质量生产型材、板材、管材，各种零件。生产率高，质量好，成本低，节约金属。好，成本低，节约金属。 1.1.纵轧纵轧：轧辊轴线与坯料轴线垂直。：轧辊轴线与坯料轴线垂直。 a.a.型材轧制型材轧制 b.b.辊锻轧制：使坯料通过装有圆弧形模块的一对相对旋辊锻轧制：使坯料通过装有圆弧形模块的一对相对旋转的轧辊而受压变形的生产方法。生产扳手、叶片、连杆转的轧辊而受压变形的生产方法。生产扳手、叶片、连杆等。等。 2.2.横轧横轧：轧辊轴线与坯料轴线平行。如齿轮轧制（热轧）：轧辊轴线与坯料轴线平行。如齿轮轧制（热轧）; ; 辗环轧制：用来扩大环形坯料的外径和内径，获得环状辗环轧制：用来扩大环形坯料的外

38、径和内径，获得环状零件。生产火车轮箍、法兰、齿轮等。零件。生产火车轮箍、法兰、齿轮等。 3.3.斜轧斜轧：轧辊轴线与坯料轴线相交一定角度。螺旋轧制：轧辊轴线与坯料轴线相交一定角度。螺旋轧制 如钢球轧制、周期轧制、冷轧丝杠如钢球轧制、周期轧制、冷轧丝杠 4. 4. 楔横轧：楔横轧：带有楔形模具的轧辊，阶梯轴等对称件。带有楔形模具的轧辊，阶梯轴等对称件。 金属工艺学（上）金属工艺学（上） 第三篇第三篇 第四章第四章 特种塑性加工方法简特种塑性加工方法简介介 辗环轧制辗环轧制横轧横轧辊锻辊锻螺旋斜轧螺旋斜轧金属工艺学（上）金属工艺学（上） 第三篇第三篇 第四章第四章 特种塑性加工方法简特种塑性加工方法简介介 超塑性成形超塑性成形 板料冲压、气压成形 挤压和模锻 超塑性板料拉深超塑性板料拉深金属工艺学（上）金属工艺学（上） 第三篇第三篇 第四章第四章 特种塑性加工方法简特种塑性加工方法简介介粉末锻造粉末锻造 金属工艺学（上）金属工艺学（上） 第三篇第三篇 第四章第四章 特种塑性加工方法简特种塑性加工方法简介介