第十章 锻压课件.ppt
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1、第十章第十章锻锻 压压 压力加工 在外力作用下使金属产生塑性变形,从而获得具有一定形状、尺寸和力学性能毛坯或零件的加工方法。锻压 锻造和冲压的总称 第一节 金属的塑性变形 一、金属塑性变形的实质()单晶体的塑性变形 1.滑移 2.孪生 (二)多晶体的塑性变形 多晶体的塑性变形分为晶内变形和晶间变形两种。晶内变形是指金属中每个晶粒内部的塑性变形;晶间变形是指晶粒之间的相互错动或转动。二、冷塑性变形对金属组织及性能的影响 (一)加工硬化 在冷变形过程中,随着变形程度的增加,金属材料的强度、硬度升高,塑性、韧性有所下降的现象。 (二)纤维组织 当变形程度很大时,各晶粒将显著地沿同一方向被拉长而呈细条
2、状或纤维状,晶界变得模糊不清的晶粒组织 。三、回复与再结晶 冷塑性变形后的金属随加热温度的升高,将依次产生回复、再结晶和晶粒长大三个阶段。 (一)回复 将冷塑性变形后的金属加热至较低温度时,金属的显微组织变化不大,但内应力显著降低,金属的物理、化学性能逐渐恢复,强度、硬度略有降低,塑性有所回复。 (二)再结晶 当加热温度较高时,塑性变形后被拉长的晶粒将重新形核、结晶为等轴状晶粒,加工硬化现象完全消除,金属的组织和性能恢复到冷变形前的状态的过程。 纯金属的再结晶温度为:T再0.4T熔(三)晶粒长大 四、金属的热加工 (一)金属冷、热加工的区别 冷加工与热加工的界限在理论上是以再结晶温度来区别的
3、。(二)热加工对金属组织和性能的影响锻造流线 锻造比 y拔长=A0/A=l/l0,y镦粗=h0/h 锻压性能优劣的衡量指标 塑性和变形抗力第二节 金属的锻压性能 衡量材料在进行塑性成形过程中获得合格制件的难易程度。 金属的锻压性能主要取决于金属的本质和变形条件。 一、金属的本质(一)化学成分的影响 纯金属比合金的强度低、塑性好,锻压性能较好。 (二)金属组织的影响纯金属和单相固溶体的锻压性能好 二、变形条件(一)变形温度的影响 温度的升高,金属的塑性提高,变形抗力减小。 温度过高,组织中会出现过热、过烧,表面氧化现象严重。 (二)变形速度的影响 (三)应力状态的影响 三个方向的应力中,压应力的
4、数目越多,金属的塑性越好;拉应力的数目越多,金属的塑性越差。同号应力状态下引起的变形抗力大于异号应力状态下的变形抗力。 第三节 自 由 锻 一、自由锻的特点自由锻分为手工锻和机器锻两种。 手工锻的生产效率低,锤击力小,劳动强度大,只适用于小型锻件,自由锻工艺灵活,所用工具、设备简单、通用性大、成本低, 对于大型锻件,自由锻是目前唯一可行的加工方法。 二、自由锻的基本工序 基本工序、辅助工序和精整工序 (一)镦粗 使毛坯高度减小、截面积增大的锻造工序。 (二)拔长 使毛坯截面积减小、长度增加的锻造工序。 (三)冲孔 在坯料上冲出通孔或不通孔的锻造工序。 (四)错移 将坯料的一部分相对另一部分错开
5、一段距离,但仍保持这两部分轴线平行的锻造工序。 (五)扭转 将坯料的一部分相对于另一部分绕其轴线旋转一定角度的锻造工序。 (六)弯曲 采用一定的工模具将毛坯弯成所要求的曲率或角度的锻造工序。(七)切割将坯料分成两部分或部分割开的锻造工序 。 三、自由锻工艺规程的制定 (一)绘制锻件图 计算坯料的相关参数、确定锻造工艺、设计工具和检验锻件的主要依据。 1.余块 为简化锻件形状,便于锻造,在锻件上某些难以直接锻出的部位添加的一部分金属。 2.机械加工余量 锻件上凡是需要进行切削加工的表面均应留机械加工余量。 3.锻件公差 锻件实际尺寸与其基本尺寸之间允许有一定的偏差范围即锻件公差 (二)计算坯料质
6、量和尺寸 1.锻件坯料质量的计算m坯料=m锻件+m烧损+m料头 2.坯料尺寸的计算 (三)确定锻造工序 主要内容 确定锻件成形所必需的工序、选择所用的工具、确定工序顺序和工序尺寸等。 (四)选择锻造设备1.自由锻锤 2.水压机 (五)坯料的加热及锻件冷却 1.坯料的加热 目的是提高坯料的塑性和降低变形抗力,提高金属的锻压性能, 2.锻件冷却 (1)空冷 将锻造后的锻件在空气中冷却的方法。 (2)坑冷 将锻造后的锻件放在地坑或铁箱中进行缓慢冷却的方法。 (3)炉冷 将锻造后的锻件放在一定温度的加热炉中随炉进行缓慢冷却的方法。 四、自由锻锻件的结构工艺性(一)锻件上应尽量避免锥面或斜面(二)避免曲
7、面相交及椭圆形结构 (三)避免肋板和凸台结构 (四)合理采用组合结构 第四节 模 锻 把加热后的金属坯料放在具有一定形状的锻模模膛内,通过施加压力或冲击力,使坯料变形并充满锻模模膛,从而获得一定尺寸及形状锻件的工艺方法。 模锻的优点: 能锻出形状复杂的锻件,模锻件尺寸精度高、表面粗糙度值小; 模锻件机械加工余量小,材料利用率高,因而可节省材料和切削加工工时; 模锻件的锻造流线组织分布更为合理,力学性能较好; 生产操作简单,易于实现机械化和自动化,生产效率高,锻件生产成本低。 一、锤上模锻 1-锤头 2-上模 3-飞边槽 4-下模 5-模垫 6、7、10-楔铁 8-分模面 9-模膛(一)锻模结构
8、(二)锻模模膛 1.制坯模膛 拔长模膛 用来减小坯料某部分的横截面积,以增加该部分的长度。 滚压模膛 用来减小坯料某部分的横截面积,以增大另一部分的横截面积。 弯曲模膛 对于弯曲的杆类模锻件,需用弯曲模膛来弯曲坯料。 切断模膛由上模与下模的角部组成的一对刃口,用来切断金属。 2.模锻模膛 预锻模膛 其作用是使坯料变形到接近于锻件的形状和尺寸,以保证终锻时坯料容易充满模膛而成形,减少终锻模膛磨损,提高锻模的使用寿命。 终锻模膛 其作用是使坯料达到锻件的形状和尺寸要求。 (三)模锻工艺规程的制定 1.绘制模锻件图 (1)选定分模面 确定分模面的主要原则 分模面通常选在模锻件最大尺寸的截面上,以方便
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