冷作模具材料15662.pptx
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1、复习上次课内容1.模具失效的影响因素及其分析模具失效的影响因素及其分析课题六 冷作模具材料与热处理教学目标:教学目标:1.1.了解模具失效的类型和影响模具寿命的因素了解模具失效的类型和影响模具寿命的因素教学重点和难点:教学重点和难点:模具失效的影响因素及其分析模具失效的影响因素及其分析课题六 冷作模具材料与热处理塑性成形塑性成形(plasticityforming)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,从而获得具有一定从而获得具有一定形状、尺寸、组织形状、尺寸、组织和和力学性力学性能能的的工件工件的生产方法,又叫的生产方法,又叫塑性加工塑性加工或或压力加压力加工工。常见
2、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。课题六 冷作模具材料与热处理1.切削量小,可实现无屑加工;切削量小,可实现无屑加工;2.产品力学性能好,尺寸精度高;产品力学性能好,尺寸精度高;3.自动化程度高,生产率高自动化程度高,生产率高;4.材料利用率高,产品范围广泛材料利用率高,产品范围广泛.塑性加工特点塑性加工特点:塑性成形广泛应用于机械制造、汽拖、容器、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。造船、建筑、包装、航空航天工业部门。大多数金属和合金均有一定的塑性,可进行各大多数金属和合金均有一定的塑性,
3、可进行各种塑性加工。种塑性加工。课题六 冷作模具材料与热处理冶金属材料的一般加工过程:金属材料的一般加工过程:课题六 冷作模具材料与热处理1、塑性变形对金属组织结构的影响、塑性变形对金属组织结构的影响1)纤维组织(流线)形成纤维组织(流线)形成金属发生塑性变形后,晶粒发生变形,沿形变方向被拉长或金属发生塑性变形后,晶粒发生变形,沿形变方向被拉长或压扁。当变形量很大时,晶粒变成细条状压扁。当变形量很大时,晶粒变成细条状(拉伸时拉伸时),金属中的,金属中的夹杂物也被拉长,形成纤维组织。夹杂物也被拉长,形成纤维组织。课题六 冷作模具材料与热处理2.塑性变形对金属性能的影响塑性变形对金属性能的影响产生
4、加工硬化产生加工硬化塑塑性性变形形对金金属属性性能能最最重重要要的的影影响响是是造造成成加加工工硬硬化化,即即随随变形形度度的的增增大大,金金属属的的强度度和和硬硬度度显著著提提高高,塑塑性性和和韧性性明明显下下降降。这种种现象象称称为加加工硬化工硬化,也叫形,也叫形变强化。化。在生产中可通过冷轧、冷拔提高钢板或钢丝的强度。在生产中可通过冷轧、冷拔提高钢板或钢丝的强度。课题六 冷作模具材料与热处理加工硬化具有极重要的加工硬化具有极重要的实际意义实际意义首先,它是一种非常重要的强化手段首先,它是一种非常重要的强化手段;其次,加工硬化有利于金属进行均匀变形;其次,加工硬化有利于金属进行均匀变形;第
5、三,它可保证金属零件和构件的工作安全性第三,它可保证金属零件和构件的工作安全性。课题六 冷作模具材料与热处理 产生各向异性产生各向异性原因:纤维组织及形变织构的形成原因:纤维组织及形变织构的形成沿纤维方向的强度和塑性明显高于垂直方向的沿纤维方向的强度和塑性明显高于垂直方向的应使零件在工作中产生的最大正应力方向与纤维方向重合,应使零件在工作中产生的最大正应力方向与纤维方向重合,最大剪应力方向与纤维方向垂直。并使纤维分布与零件的轮最大剪应力方向与纤维方向垂直。并使纤维分布与零件的轮廓相符,尽量使纤维组织不被切断。廓相符,尽量使纤维组织不被切断。课题六 冷作模具材料与热处理影响金属的物理、化学性能。
6、影响金属的物理、化学性能。使电阻增大,耐腐蚀性降低。使电阻增大,耐腐蚀性降低。产生残余内应力产生残余内应力即外力去除后,金属内部会残留下来应力。残余内应力即外力去除后,金属内部会残留下来应力。残余内应力会使金属的耐腐蚀性能降低,严重时可导致零件变形或开裂。会使金属的耐腐蚀性能降低,严重时可导致零件变形或开裂。退火处理。退火处理。残余压应力残余压应力却可以使承受交变载荷的零件提高其疲劳强度。却可以使承受交变载荷的零件提高其疲劳强度。表面滚压、喷丸或热处理的方法提高疲劳强度。表面滚压、喷丸或热处理的方法提高疲劳强度。课题六 冷作模具材料与热处理 金金属属坯坯料料在在上上下下砧砧铁间受受冲冲击力力或
7、或压力力而而变形形,从从而而获获得得所所需需几几何何形形状状及内部质量的锻件。及内部质量的锻件。一、一、自由自由锻(freeforging)1.特点特点:工具简单,设备通用性好,适应性强工具简单,设备通用性好,适应性强(1kg300t),是生产大型锻件的唯一生产方法;,是生产大型锻件的唯一生产方法;生产率低,锻件精度差,且只能锻形状简单的生产率低,锻件精度差,且只能锻形状简单的锻件,适于单件小批生产。锻件,适于单件小批生产。分类:手工锻和分类:手工锻和机器锻机器锻设备:设备:空气锤,空气锤,蒸汽蒸汽-空气锤,空气锤,液压机等液压机等课题六 冷作模具材料与热处理2.自由锻工序自由锻工序 基本工序
8、基本工序(镦粗、拔长、弯曲、冲孔、切割、扭转、(镦粗、拔长、弯曲、冲孔、切割、扭转、错移);错移);课题六 冷作模具材料与热处理课题六 冷作模具材料与热处理 辅助工序辅助工序(压钳口、压痕);(压钳口、压痕);精整工序精整工序(整形、校正等)。(整形、校正等)。(1)镦粗(饼类锻件)镦粗(饼类锻件)坯料高度减小而横截面积增大。坯料高度减小而横截面积增大。有:平砧镦粗、局部镦粗和垫环镦粗有:平砧镦粗、局部镦粗和垫环镦粗 2.自由锻基本工序自由锻基本工序课题六 冷作模具材料与热处理课题六 冷作模具材料与热处理(2)拔长(轴杆锻件)拔长(轴杆锻件)坯料横截面积减小而长度增加。坯料横截面积减小而长度增
9、加。课题六 冷作模具材料与热处理(3)冲孔)冲孔 将坯料冲出透孔或不透孔。有实心冲子冲孔将坯料冲出透孔或不透孔。有实心冲子冲孔(双面冲孔)(双面冲孔)、空心冲子冲孔、垫环冲孔。、空心冲子冲孔、垫环冲孔。课题六 冷作模具材料与热处理锻造温度范围:锻造温度范围:始锻始锻温度(温度(AE线低线低200)终锻温度终锻温度(800)课题六 冷作模具材料与热处理三、板材冲压成形(三、板材冲压成形(sheet forming)板料冲压板料冲压:利用冲模使板料变形或分离的压力加工方法。一般板利用冲模使板料变形或分离的压力加工方法。一般板料冲压是在再结晶温度以下进行,所以又叫冷冲压。冷冲料冲压是在再结晶温度以下
10、进行,所以又叫冷冲压。冷冲板料通常厚度不大于板料通常厚度不大于4mm4mm。板料冲压特点板料冲压特点:1 1)可生产形状复杂的零件,材料的利用率高;)可生产形状复杂的零件,材料的利用率高;2 2)具有足够的精度和较低的表面粗糙度;互换性好,)具有足够的精度和较低的表面粗糙度;互换性好,强度高,刚度好;强度高,刚度好;3 3)适应性强)适应性强,冲压零件可大可小冲压零件可大可小,小的如仪表零件小的如仪表零件,大的如汽车纵梁和表面覆盖件等;大的如汽车纵梁和表面覆盖件等;4 4)生产率高,每分钟可冲压小件数千,易于实现机)生产率高,每分钟可冲压小件数千,易于实现机械化和自动化。械化和自动化。但冲压工
11、艺所用的模具结构复杂,制造成本较但冲压工艺所用的模具结构复杂,制造成本较高,适合于大批生产。高,适合于大批生产。课题六 冷作模具材料与热处理冲压成形产品示例一日常用品课题六 冷作模具材料与热处理冲压成形产品示例二高科技产品汽车覆盖件飞机蒙皮课题六 冷作模具材料与热处理l冲压用原材料冲压用原材料:塑性好的金属塑性好的金属,如低碳钢如低碳钢,铜合金铜合金,铝合金铝合金,镁合金等镁合金等.l冲压设备冲压设备:剪床和冲床剪床和冲床l冲压基本工序:分离工序和变形工序冲压基本工序:分离工序和变形工序1、分离工序:、分离工序:坯料在外力作用下,使其一部分与另一部分坯料在外力作用下,使其一部分与另一部分互相分
12、离。互相分离。(1)冲裁(落料和冲孔):)冲裁(落料和冲孔):坯料按封闭轮廓分离的工序。坯料按封闭轮廓分离的工序。冲孔:冲孔:被分离的部分为废料,而周边是成品。被分离的部分为废料,而周边是成品。落料:落料:被分离的部分为成品,而周边是废料。被分离的部分为成品,而周边是废料。课题六 冷作模具材料与热处理1 1)冲裁变形过程)冲裁变形过程:普通冲裁时由于间隙比较大,冲裁分普通冲裁时由于间隙比较大,冲裁分离过程不是纯剪切状态,所以整个变形过程有以下三个阶段离过程不是纯剪切状态,所以整个变形过程有以下三个阶段组成,其最后阶段因撕裂而分离。组成,其最后阶段因撕裂而分离。课题六 冷作模具材料与热处理 弹性
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