(4.1.6)--2.1.2 塑性成形加工工艺.ppt

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1、2.1 常见的毛坯种类常见的毛坯种类常用机械零件毛坯种类有几种：常用机械零件毛坯种类有几种：2.1.1 2.1.1 铸造加工工艺铸造加工工艺2.1.2 2.1.2 塑性成形加工工艺塑性成形加工工艺2.1.3 2.1.3 焊接成形加工工艺焊接成形加工工艺一、塑性成形概念一、塑性成形概念 塑性成形是指对金属材料施加外力作用，利用金属的塑性使其产塑性成形是指对金属材料施加外力作用，利用金属的塑性使其产生塑性变形，从而获得具有一定的形状、尺寸、组织和性能的工件或生塑性变形，从而获得具有一定的形状、尺寸、组织和性能的工件或毛坯的加工方法，也称为塑性加工或压力加工。毛坯的加工方法，也称为塑性加工或压力加工

2、。加工对象：具有较好塑性的材料。如钢和有色金属及其合金均可加工对象：具有较好塑性的材料。如钢和有色金属及其合金均可在冷态或热态下进行塑性成形加工。在冷态或热态下进行塑性成形加工。常见的塑性成形方法有：锻造、冲压、挤压、轧制、拉拔等。常见的塑性成形方法有：锻造、冲压、挤压、轧制、拉拔等。2.1.2 塑性成形工艺塑性成形工艺二、塑性成形加工的特点二、塑性成形加工的特点1 1、改善金属的组织，提高金属的力学性能。、改善金属的组织，提高金属的力学性能。金属坯料经过锻压加工后，可消除金属铸锭内部的气孔、缩金属坯料经过锻压加工后，可消除金属铸锭内部的气孔、缩孔和粗大的树枝状结晶等缺陷，并由于金属的塑性变形

3、和再结晶，孔和粗大的树枝状结晶等缺陷，并由于金属的塑性变形和再结晶，可使粗大的晶粒细化，得到致密的金属组织，从而提高金属材料可使粗大的晶粒细化，得到致密的金属组织，从而提高金属材料的力学性能。的力学性能。2.1.2 塑性成形工艺塑性成形工艺 举例：美国用举例：美国用315MN模锻水压机，模锻模锻水压机，模锻F-102歼击机上的整体大梁，取代了用歼击机上的整体大梁，取代了用272个零件和个零件和3200个铆钉组装成的骨架，强度、刚性都较好，节省了高强度合金个铆钉组装成的骨架，强度、刚性都较好，节省了高强度合金钢，使飞机重量减轻了钢，使飞机重量减轻了45-54Kg。2.1.2 塑性成形工艺塑性成形

4、工艺美国美国F-102歼击机歼击机二、塑性成形加工的特点二、塑性成形加工的特点2、节约金属材料和切削加工工时，提高金属材料的利用率和经济效益。、节约金属材料和切削加工工时，提高金属材料的利用率和经济效益。塑性成形加工方法是金属材料在外力的作用下，使其体积重新再分配，塑性成形加工方法是金属材料在外力的作用下，使其体积重新再分配，从而获得毛坯的形状和尺寸。切削加工是依靠切除多余的金属而获得零件的从而获得毛坯的形状和尺寸。切削加工是依靠切除多余的金属而获得零件的形状和尺寸。形状和尺寸。如果采用塑性成形制坯，再切削加工，则可节省大量金属和切削加工工如果采用塑性成形制坯，再切削加工，则可节省大量金属和切

5、削加工工时。时。2.1.2 塑性成形工艺塑性成形工艺二、塑性成形加工的特点二、塑性成形加工的特点3、具具有有较较高高劳劳动动生生产产率率，对对于于金金属属材材料料轧轧制制、拉拉丝丝、挤挤压压等等工工艺艺尤尤其其明明显。显。4、适适应应性性广广，用用塑塑性性成成形形方方法法得得到到的的工工件件可可以以达达到到较较高高的的精精度度。近近年年来来，应用先进的技术和设备，不少零件已达到少、无切削的要求。应用先进的技术和设备，不少零件已达到少、无切削的要求。2.1.2 塑性成形工艺塑性成形工艺三、塑性成形加工的适用范围三、塑性成形加工的适用范围 在在汽汽车车、拖拖拉拉机机、宇宇航航、船船舶舶、军军工工、

6、电电器器和和日日用用品品等等工工业业部部门门中中，塑塑性性成成形形更更是是主主要要的的加加工工方方法法。主主要要用用于于主主轴轴、曲曲轴轴、连连杆杆、齿齿轮轮、叶叶轮轮、炮炮筒筒、枪管、吊钩、飞机和汽车零件等力学性能要求高重要零部件。枪管、吊钩、飞机和汽车零件等力学性能要求高重要零部件。2.1.2 塑性成形工艺塑性成形工艺重型水压机在飞机制造中的作用重型水压机在飞机制造中的作用知识拓展实例知识拓展实例 当年美国在朝鲜战场上逞凶一时的当年美国在朝鲜战场上逞凶一时的F-80是美国第一代喷气战斗机，但是该机在定是美国第一代喷气战斗机，但是该机在定型前因为某个原因导致试飞时摔坏了型前因为某个原因导致试

7、飞时摔坏了6架！架！1、原因：就是发动机涡轮盘和主轴轴座的焊缝开裂造成的涡轮盘在空中破碎从而、原因：就是发动机涡轮盘和主轴轴座的焊缝开裂造成的涡轮盘在空中破碎从而引发的飞机解体。引发的飞机解体。2、根源：由于当时的美国还没有足够大的水压机来锻造此类的大型部件，就是当、根源：由于当时的美国还没有足够大的水压机来锻造此类的大型部件，就是当时美国最大的锻压机也不能把这个盘和轴座锻在一起，只能用焊接的手段将如此关时美国最大的锻压机也不能把这个盘和轴座锻在一起，只能用焊接的手段将如此关键的部件焊接在一起，而焊接必然会留下可能断裂的疵点。键的部件焊接在一起，而焊接必然会留下可能断裂的疵点。3、解决的办法：

8、通过改变轴座的设计。将每个焊好的涡轮都在真空中转到超过工、解决的办法：通过改变轴座的设计。将每个焊好的涡轮都在真空中转到超过工作转速，然后用作转速，然后用X光检验的笨方法来解决的。光检验的笨方法来解决的。4、结论：由此可见，飞机上某些部件还是需要重型水压机来锻造。、结论：由此可见，飞机上某些部件还是需要重型水压机来锻造。四、塑性成形加工的缺点四、塑性成形加工的缺点1、锻件的结构工艺性要求较高，与铸造相比难以获得形状较为复杂零件；、锻件的结构工艺性要求较高，与铸造相比难以获得形状较为复杂零件；2、普通的锻造毛坯的尺寸精度不高，一般需切削加工；、普通的锻造毛坯的尺寸精度不高，一般需切削加工；3、需

9、重型机器设备和较复杂模具，设备费用与周期长；、需重型机器设备和较复杂模具，设备费用与周期长；4、生产现场劳动条件较差。、生产现场劳动条件较差。2.1.2 塑性成形工艺塑性成形工艺 五、常用塑性成形加工方法五、常用塑性成形加工方法1、自自由由锻锻：金金属属在在上上下下铁铁锤锤及及铁铁砧砧间间受受到到冲冲击击力力或或压压力力而而产产生生塑塑性性变变形形的的加加工。工。(坊间称坊间称“打铁打铁”)2.1.2 塑性成形工艺塑性成形工艺我国自行研制的万吨级水压机我国自行研制的万吨级水压机我国自行研制的万吨级水压机我国自行研制的万吨级水压机 五、常用塑性成形加工方法五、常用塑性成形加工方法2、模模型型锻锻

10、造造：金金属属在在具具有有一一定定形形状状的的锻锻模模膛膛内内受受冲冲 击击力力或或压压力力而而产产生生塑塑性性变变形形的的加加工工。模模型型锻锻造造有有点点像像面面团团在在模模子子内内被被压压成成饼饼干干形形状状的的过过程程。与与自自由由锻锻相相比比，模模锻锻所所制制造造的的工工件件形形状状更更复复杂杂，尺尺寸寸更更精精确确。汽汽车车的的模模锻锻件件的的典典型型例例子子是是：发发动动机机连连杆杆和曲轴。和曲轴。2.1.2 塑性成形工艺塑性成形工艺万吨级水压机模锻的飞机大梁、火箭捆挷环万吨级水压机模锻的飞机大梁、火箭捆挷环万吨级水压机模锻的飞机大梁、火箭捆挷环万吨级水压机模锻的飞机大梁、火箭捆

11、挷环五、常用塑性成形加工方法五、常用塑性成形加工方法3、挤挤压压：金金属属在在挤挤压压筒筒中中受受推推力力作作用用从从模模孔孔中中流流出出而而制制取取各各种种断断面面金金属材料的加工方法。属材料的加工方法。2.1.2 塑性成形工艺塑性成形工艺举例：管、棒、型；举例：管、棒、型；举例：管、棒、型；举例：管、棒、型；其它：异型截面。其它：异型截面。其它：异型截面。其它：异型截面。五、常用塑性成形加工方法五、常用塑性成形加工方法4、轧轧锻锻：金金属属通通过过旋旋转转的的轧轧辊辊受受到到压压缩缩，横横断断面面积积减减小小，长长度度增增加加的的过程。过程。(可实现连续轧制可实现连续轧制)纵轧、横轧、斜轧

12、。纵轧、横轧、斜轧。2.1.2 塑性成形工艺塑性成形工艺举例：汽车车身板、烟箔等；举例：汽车车身板、烟箔等；其它：多辊轧制其它：多辊轧制(24(24辊辊)、孔型轧制等。、孔型轧制等。五、常用塑性成形加工方法五、常用塑性成形加工方法5、板板料料冲冲压压：金金属属坯坯料料在在冲冲模模之之间间受受压压产产生生分分离离或或变变形形的的加加工工方方法法。板板料料冲冲压压的的坯坯料料厚厚度度一一般般小小于于4mm，通通常常在在常常温温下下冲冲压压，故故又又称称为为冷冷冲冲压压。日日常常生生活活用用品品，如如铝铝锅锅、饭饭盒盒、脸脸盆盆等等就就是是采采用用冷冷冲冲压压的的加加工工方方法制成。法制成。2.1.2 塑性成形工艺塑性成形工艺课堂小结：铸造成形过程与塑性成形过程的区别？课堂小结：铸造成形过程与塑性成形过程的区别？铸造是将原材料融化让其在成型模具中自然成型。铸造是将原材料融化让其在成型模具中自然成型。锻造是将原材料加热到一定温度然后使用工具锻打成型锻造是将原材料加热到一定温度然后使用工具锻打成型 。冲压是将原材料用合适的冲压模具冲压成型。冲压是将原材料用合适的冲压模具冲压成型。课堂小结课堂小结本节内容：2.1 常见的毛坯种类铸造和塑性成形工艺下节内容：2.2 常见的毛坯种类焊接成形工艺期 待 大 家 的 积 极 参 与！