1、第五章锻压【本章要点】锻压成形的基本知识,加工方法、分类、工艺特点和具体应用场合。第一节锻造 锻造按其成形方式不同分为自由锻造和模型锻造两大类。一、自由锻造 自由锻造是利用冲击力或压力使金属坯料在上、下两砧铁之间产生塑性变形,从而获得所需锻件的加工方法。1.自由锻造的基本工序 实际生产中,常用的基本工序有镦粗、拔长、冲孔和弯曲四种。图5-2拔长种类a)平砧拔长b)赶铁拔长c)芯棒拔长2.自由锻件的结构工艺性为了适应品种繁多的单件、小批量生产,自由锻造只限于使用简单、通用的工具,锻件形状主要靠人工操作技术锻出。图5-3冲孔种类a)实心冲头冲孔b)空心冲头冲孔1冲头2漏盘3上垫4空心冲头5芯料图5
2、-4弯曲a)压铁弯曲b)模型弯曲表5-1自由锻件结构工艺性要求表5-1自由锻件结构工艺性要求表5-1自由锻件结构工艺性要求表5-2钉锤手工自由锻造过程表5-2钉锤手工自由锻造过程表5-2钉锤手工自由锻造过程表5-2钉锤手工自由锻造过程表5-3齿轮毛坯的机器自由锻造过程表5-3齿轮毛坯的机器自由锻造过程表5-3齿轮毛坯的机器自由锻造过程表5-3齿轮毛坯的机器自由锻造过程二、模型锻造简介 模型锻造是将金属坯料放在具有一定形状和尺寸的模膛内,施加冲击力或压力,使坯料在模膛内产生塑性变形,从而获得与模膛形状相同的锻件。1.胎模锻造 胎模锻造是在自由锻造的设备上用简单模具(胎模)生产锻件的一种锻造方法。
3、图5-5摔子a)普通摔子b)成形摔子图5-6扣模图5-7套筒模a)开式套模b)闭式套模1上模垫2模套3下模垫2.锤上模锻图5-8合模图5-9工字齿轮胎膜锻工艺图5-10锻模结构1锤头2上模3飞边槽4下模5模垫6、7、10紧固楔铁8分模面9形槽图5-11典型模锻件图5-12弯曲连杆的多膛模锻第二节锻造基本知识一、影响金属锻造性能的因素 金属锻造性能是材料在利用锻压加工方法时的难易程度,常用金属的塑性和变形抗力两个指标综合衡量。1.金属材料的性质(1)化学成分的影响不同化学成分的金属材料具有不同的锻造性能。2.加工条件(1)变形温度的影响随着变形温度的提高,金属的塑性提高,变形抗力减少,提高了金属
4、的锻造性。图5-13锻造流线的合理分布a)螺钉头b)曲轴1.锻造流线工件在锻造变形过程中,其内部一些杂质也随之变形,当锻件沿轴向伸长时,这些杂质也随之伸长呈纤维状,形成所谓锻造流线,使得锻件具有明显的各向异性力学性能。2.锻造比锻造比是指锻造工件变形前后的横截面或长度的比值,通常用符号Y表示,即二、锻造流线与锻造比第三节板料冲压与其他锻压方法一、板料冲压板料冲压是利用冲模使金属板料发生分离或变形的加工成形方法。1.冲压基本工序(1)分离工序使坯料的一部分与另一部分相互分离的工序称为分离工序,包括剪切和冲裁。图5-14落料图5-15冲孔图5-16弯曲图5-17拉深图5-18冲模1定位销2导板3卸
5、料板4冲头5冲头压板6模垫7模柄8上模板9导套10导柱11凹模12凹模压板13下模板2.冲模冲模是使板料分离或变形的工具。用以固定凹模和送料,卸料构件。上、下模板上分别固定有导套和导柱,用以将上、下模对准。2)工作零件。冲头和凹模是冲模的工作部分,冲头通过冲头压板固定在上模板上,凹模通过凹模压板固定于下模板。3)导板与定位零件。导板用以控制坯料送进方向,定位零件用来控制坯料送进的长度。4)卸料板。卸料板是在冲压后使冲头从工件或坯料脱出的零件。1)模架。模架由上、下模板组成。上模板用以固定冲头,下模板锻压除包括一般的锻造和冲压外,还包括辊轧、拉拔、挤压、径向锻造等生产方式。1.辊轧辊轧是坯料靠摩
6、擦力将坯料带入轧辊的,在轧辊的碾压作用(两轧辊旋转方向相反或相同)下,产生连续变形的工艺,如图5-19所示。二、其他锻压方法图5-19辊轧挤压是坯料在三向不均匀压应力作用下,从模具的孔口或缝隙挤出,使之横截面积减小,长度增加,成为所需制品的加工方法。3.拉拔坯料在牵引力作用下通过模孔拉出,使之产生塑性变形而得到截面减小、长度增加的制品工艺称拉拔,如图5-21所示。2.挤压图5-20不同挤压方式a)正挤压b)反挤压c)复合挤压d)径向挤压图5-21拉拔4.径向锻造径向锻造是对轴向旋转送进的棒料或管料施加脉冲打击力,锻成沿轴向具有不同截面制品的工艺方法。图5-22径向锻造三、金属压力加工新技术简介随着工业的不断发展,对锻压加工提出了越来越高的要求,出现了许多先进的锻压工艺方法。1.高速锤成形高速锤成形是利用14MPa的高压气体的短时间突然膨胀,推动锤头和框架系统作高速相对运动而产生悬空打击,使金属坯料在高速冲击下成形。2.精密模锻精密模锻是在普通的模锻设备上锻制形状复杂的高精度锻件的一种模锻工艺。3.液态成形液态成形是一种介于压力铸造和模锻之间的加工方法。超塑性是指金属或合金在特定条件下进行的拉伸实验,其伸长率超过100%的特性,例如,纯钛可超过300%,锌铝合金可超过1000%。4.超塑性成形图5-24轴类锻件图5-25盘类(如齿轮)锻件
