塑性成形结构.ppt

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1、第四节第四节 塑性成形件结构设计塑性成形件结构设计 基本要求：简单、对称，平直、顺畅一、锻造 1、自由锻 A A、简单对称简单对称简单对称简单对称 B B、避免锥面和斜面锻造具有锥体或斜面结构的锻件，需避免锥面和斜面锻造具有锥体或斜面结构的锻件，需避免锥面和斜面锻造具有锥体或斜面结构的锻件，需避免锥面和斜面锻造具有锥体或斜面结构的锻件，需制造专用工具，锻件成形也比较困难，从而使工艺过程复杂，制造专用工具，锻件成形也比较困难，从而使工艺过程复杂，制造专用工具，锻件成形也比较困难，从而使工艺过程复杂，制造专用工具，锻件成形也比较困难，从而使工艺过程复杂，不便于操作，影响设备使用效率，应尽量避免不便

2、于操作，影响设备使用效率，应尽量避免不便于操作，影响设备使用效率，应尽量避免不便于操作，影响设备使用效率，应尽量避免，C、避免几何体的交接处形成空间曲线（相贯线）避免几何体的交接处形成空间曲线（相贯线）D、避免加强筋、凸台、工字形或其它非规则截面及外形E、合理采用组合结构：锻件的横截面积有急剧变化、合理采用组合结构：锻件的横截面积有急剧变化或形状较复杂时或形状较复杂时,可设计成数个简单件构成的组合可设计成数个简单件构成的组合体体 2、模锻 A A、合理选择分模面，以使金属易于充满模膛，模合理选择分模面，以使金属易于充满模膛，模合理选择分模面，以使金属易于充满模膛，模合理选择分模面，以使金属易于

3、充满模膛，模锻件易于从锻模中取出，且敷料最少，锻模容易制造。锻件易于从锻模中取出，且敷料最少，锻模容易制造。锻件易于从锻模中取出，且敷料最少，锻模容易制造。锻件易于从锻模中取出，且敷料最少，锻模容易制造。B B、非加工表面之间形成的角应设计成模锻圆角，非加工表面之间形成的角应设计成模锻圆角，非加工表面之间形成的角应设计成模锻圆角，非加工表面之间形成的角应设计成模锻圆角，与分模面垂直的非加工表面应设计出模锻斜度。与分模面垂直的非加工表面应设计出模锻斜度。与分模面垂直的非加工表面应设计出模锻斜度。与分模面垂直的非加工表面应设计出模锻斜度。C C、为了易于成形，零件外形应力求简单、平直和为了易于成形

4、，零件外形应力求简单、平直和为了易于成形，零件外形应力求简单、平直和为了易于成形，零件外形应力求简单、平直和对称，避免零件截面件差别对称，避免零件截面件差别对称，避免零件截面件差别对称，避免零件截面件差别过大过大过大过大。一般说来，零件的。一般说来，零件的。一般说来，零件的。一般说来，零件的最小截面与最大截面之比不要小于最小截面与最大截面之比不要小于最小截面与最大截面之比不要小于最小截面与最大截面之比不要小于0.50.5 C C、在零件结构允许的条件下，应尽量避免有深孔或多孔结构。在零件结构允许的条件下，应尽量避免有深孔或多孔结构。在零件结构允许的条件下，应尽量避免有深孔或多孔结构。在零件结构

5、允许的条件下，应尽量避免有深孔或多孔结构。孔径小于孔径小于孔径小于孔径小于30mm30mm或孔深大于直径两倍时，锻造困难或孔深大于直径两倍时，锻造困难或孔深大于直径两倍时，锻造困难或孔深大于直径两倍时，锻造困难 DD、对复杂锻件，为减少敷料，简化模锻工艺，在可能条件下，对复杂锻件，为减少敷料，简化模锻工艺，在可能条件下，对复杂锻件，为减少敷料，简化模锻工艺，在可能条件下，对复杂锻件，为减少敷料，简化模锻工艺，在可能条件下，应采用锻造应采用锻造应采用锻造应采用锻造焊接或锻造焊接或锻造焊接或锻造焊接或锻造机械联接组合工艺机械联接组合工艺机械联接组合工艺机械联接组合工艺 压力机上模锻方法的工艺特点比

6、较压力机上模锻方法的工艺特点比较 锻造方法 设备类型 工艺特点 应 用 结构 构造特点 摩擦压力机上模锻 摩擦压力机 滑块行程可控，速度为（0.51.0）m/s，带有顶料装置，机架受力，形成封闭力系，每分钟行程次数少，传动效率低 特别适合于锻造低塑性合金钢和非铁金低塑性合金钢和非铁金属属；简化了模具设计与制造，同时可锻造更复杂的锻件；承受偏心载荷能力差；可实现轻、重打，能进行多次锻打，还可进行弯曲、精压、切飞边、冲连皮、校正等工序 中、小型锻件的小批和中批生产 曲柄压力机上模锻 曲柄压力机 工作时，滑块行程固定，无震动，噪音小，合模准确，有顶杆装置，设备刚度好 金属在模膛中一次成形一次成形，氧

7、化皮不易除掉，终锻前常采用预成形及预锻工步，不宜拔长、滚不宜拔长、滚挤，可进行局部镦粗挤，可进行局部镦粗，锻件精度较高，模锻斜度小，生产率高，适合短轴类锻件 大批大量生产 平锻机上模锻 平 锻 机 滑块水平运动，行程固定，具有互相垂直的两组分模面，无顶出装置，合模准确，设备刚度好 扩大了模锻适用范围，金属在模膛中一次成形，锻件精度较高，生产率高，材料利用率高，适适合锻造带头的杆类和有孔的各种合金锻件，合锻造带头的杆类和有孔的各种合金锻件，对对非回转体及中心不对称的锻件较难锻造非回转体及中心不对称的锻件较难锻造 大批大量生产 水压机上模锻 水 压机 行程不固定，工作速度为（0.10.3）m/s，

8、无震动，有顶杆装置 模锻时一次压成，不宜多膛模锻，适合于锻适合于锻造镁铝合金大锻件，深孔锻件，造镁铝合金大锻件，深孔锻件，不太适合于锻造小尺寸锻件 大批大量生产 二、冲压 1、冲裁 外形简单、对称，合理利用材料 冲裁件的转角处应尽量避免尖角，以圆角过渡。应避免长槽和细长悬臂结构，对孔的最小尺寸及孔距间的最小距离等，也有一定的限制。2、弯曲 最小弯曲半径最小弯曲半径 防止外层拉裂，与板厚相关。最小弯曲直边高度最小弯曲直边高度 防止支撑不足，无法正常弯曲 最小孔边距最小孔边距 防止孔进入弯曲变形区 弯曲壁厚 利用加强筋加强筋 减少材料 止裂孔止裂孔 防止尖角转折 冲口工艺：冲孔弯曲 简化简化工艺

9、n n弯曲件应尽量对称，以防止弯曲时发生工件偏移。n n应可能沿材料的纤维方向弯曲，为了防止装配孔在弯曲时变形，亦可在弯曲变形区冲工艺孔来转移变形区，以保证装配孔形状的正确 3、拉深 外形：简单对称（回转）、深度小。圆角半径：凸缘合理：考虑变形与起皱 d+12d凸d+25 凸缘孔边距图812 零件图材料厚度t=3mm，生产量30000件/年，要求表面无划痕，孔不允许严重变形。一、冲压件综合分析一、冲压件综合分析（1 1）零件图分析）零件图分析 该件为带孔的四直角相反弯曲对称件，尺寸该件为带孔的四直角相反弯曲对称件，尺寸精度要求不高，由冲裁和弯曲即可成形。冲压精度要求不高，由冲裁和弯曲即可成形。

10、冲压难点在于四角弯曲回弹较大，使制件变形，但难点在于四角弯曲回弹较大，使制件变形，但通过模具措施可予以控制。通过模具措施可予以控制。（2 2）冲压工艺性审查）冲压工艺性审查 在分析冲压工艺性的基础上，其审查内容见在分析冲压工艺性的基础上，其审查内容见表表8 81 1。（3 3）冲压经济性和先进性分析）冲压经济性和先进性分析 冲压是该件最好的加工方法，但由于批量冲压是该件最好的加工方法，但由于批量不是很大，模具应力求结构简单易制，故不采不是很大，模具应力求结构简单易制，故不采用复杂的组合工序。用复杂的组合工序。工艺性工艺性项目项目冲压件工艺性冲压件工艺性状状工艺性允工艺性允许值许值工艺工艺性评性评价价冲裁工艺性冲裁工艺性1 1、形状、形状落料长方形落料长方形3 361026102冲圆孔冲圆孔 2 2、落料、落料圆角圆角R3R30.25t=0.750.25t=0.753 3、孔边、孔边距距6 6，8 81.5t=4.51.5t=4.5最小孔边距最小孔边距8 8t=3t=3二、工艺方案的确定 冲孔落料弯曲 模锻齿轮零件