金属塑性成形方法课件

主要有锻造、冲压、挤压、轧制、拉拔等。主要有锻造、冲压、挤压、轧制、拉拔等。 1 1）金属坯料在水平方向可自由流动；）金属坯料在水平方向可自由流动； 2 2）可使用多种锻压设备；）可使用多种锻压设备； 3 3）锻件力学性能好；）锻件力学性能好； 4 4）节约金属，减少切削加工工时；）节约金属，减少切削加工工时； 5 5）锻件形状简单，精度低；）锻件形状简单，精度低； 6 6）生产率较低，劳动强度较大。）生产率较低，劳动强度较大。主要用于形状简单的单件小批生产，主要用于形状简单的单件小批生产， 特别适于重型、大型锻件生产。特别适于重型、大型锻件生产。为方便基本工序的操作而预先进行局部为方便基本工序的操作而预先进行局部小小变形变形的工序。的工序。 如倒棱、压肩等如倒棱、压肩等。修整锻件最终形状和尺寸、消除表面不平和歪修整锻件最终形状和尺寸、消除表面不平和歪斜的工序。如修整鼓形、校平、校直等。斜的工序。如修整鼓形、校平、校直等。锻造过程中直接改变坯料形状和尺寸的工序。锻造过程中直接改变坯料形状和尺寸的工序。如如镦粗、拔长、冲孔、扩孔、弯曲、锻接等。镦粗、拔长、冲孔、扩孔、弯曲、锻接等。1 1）坯料整体塑性变形，三向受压；）坯料整体塑性变形，三向受压；2 2）锻件尺寸精确，加工余量小；）锻件尺寸精确，加工余量小；3 3）锻件形状可较复杂；）锻件形状可较复杂；4 4）生产率较高；）生产率较高；5 5）锻模造价高，制造周期长；）锻模造价高，制造周期长；适于适于小型锻件的成批大量生产。小型锻件的成批大量生产。如飞机、机车、军工、轴承等制造业中的如飞机、机车、军工、轴承等制造业中的齿轮、轴、连杆等零件。齿轮、轴、连杆等零件。（3 3）模锻方法）模锻方法 锤锻模具由带有燕尾的上模、锤锻模具由带有燕尾的上模、下模组成。下模固定在模座上，下模组成。下模固定在模座上，上模固定在锤头上，并随锤头作上模固定在锤头上，并随锤头作上下往复锤击运动使锻坯在模膛上下往复锤击运动使锻坯在模膛中成形。中成形。 模膛模膛种类种类制坯模膛（制坯模膛（体积分配体积分配） 模锻模膛（模锻模膛（锻件成形锻件成形）切断模膛（切断模膛（锻件与坯料切离锻件与坯料切离）预锻预锻初步成形初步成形终锻终锻最终成形最终成形设飞边槽设飞边槽 放收缩率放收缩率镦粗镦粗拔长拔长滚挤滚挤弯曲弯曲 实际锻造时应根据锻件的复杂程度相应实际锻造时应根据锻件的复杂程度相应选用单模膛锻模或多模膛锻模。选用单模膛锻模或多模膛锻模。一般一般形状简单的锻件形状简单的锻件采用仅有终锻模膛的采用仅有终锻模膛的单模膛锻模，单模膛锻模，而而形状复杂的锻件形状复杂的锻件（如截面不均匀、轴线弯（如截面不均匀、轴线弯曲、不对称等）则需采用具有制坯、预锻、曲、不对称等）则需采用具有制坯、预锻、终锻等终锻等多个模膛多个模膛的锻模逐步成形。的锻模逐步成形。 下面让我们来看一下弯曲连杆在锤上模下面让我们来看一下弯曲连杆在锤上模锻时所用的多模膛锻模及其成形过程。锻时所用的多模膛锻模及其成形过程。弯曲弯曲滚挤滚挤拔长拔长锻模锻模切边模切边模制坯工步制坯工步预锻预锻终锻终锻切边切边模锻工步模锻工步切断工步切断工步成品成品尺寸精度高尺寸精度高表面质表面质量好、量好、应用：应用：汽车、拖拉机、电机、电器、仪表仪器、汽车、拖拉机、电机、电器、仪表仪器、轻工和日用品及国防工业生产等领域。轻工和日用品及国防工业生产等领域。常用的冲压材料常用的冲压材料有低碳钢、高塑性合金钢、铝有低碳钢、高塑性合金钢、铝和铝合金、铜和铜合金等金属板料、带料与卷和铝合金、铜和铜合金等金属板料、带料与卷料，还可加工纸板、塑料板、胶木板、纤维板料，还可加工纸板、塑料板、胶木板、纤维板等非金属板料。等非金属板料。即用即用带带刃口的冲模使板料分离。刃口的冲模使板料分离。沿封闭轮廓分离沿封闭轮廓分离（冲孔、落料冲孔、落料等等）沿非封闭轮廓分离沿非封闭轮廓分离（切断、切口、剖切切断、切口、剖切等）等）冲冲裁裁凸模凸模凹凹模模板坯板坯1 1）冲裁变形过程）冲裁变形过程三个阶段：弹性变形三个阶段：弹性变形塑性变形塑性变形剪裂分离剪裂分离 冲后冲后断面特征：断面特征： 对应各变形阶段，对应各变形阶段，冲裁断面相应地分为冲裁断面相应地分为塌角、光亮带、剪裂带塌角、光亮带、剪裂带和毛刺区和毛刺区。光亮带宽度越大，光亮带宽度越大，塌角越小，塌角越小，剪裂带的宽度和斜度越小，剪裂带的宽度和斜度越小，则剪切面的质量越好则剪切面的质量越好塌角塌角光亮带光亮带剪裂带剪裂带毛刺毛刺塌角塌角光亮带光亮带剪裂带剪裂带毛刺毛刺冲裁件断面组成示意图冲裁件断面组成示意图冲孔件冲孔件落料件落料件2 2）冲裁间隙冲裁间隙 ：指凹模与凸模工作部分的水平：指凹模与凸模工作部分的水平投影尺寸之差。投影尺寸之差。（一般用字母（一般用字母Z Z代表双边间隙）代表双边间隙）冲裁间隙的大小直接影响冲裁件的质量、冲裁间隙的大小直接影响冲裁件的质量、冲裁力的大小和模具寿命。冲裁力的大小和模具寿命。 冲裁间隙的影响：冲裁间隙的影响：对断面质量：对断面质量：Z Z过大，断面质量不好；过大，断面质量不好；对模具寿命：对模具寿命：Z Z加大，提高寿命；加大，提高寿命；对冲裁力：对冲裁力：Z Z加大，可减小冲裁力。加大，可减小冲裁力。当断面质量要求较高时，应选较小的间隙值；当断面质量要求较高时，应选较小的间隙值；当断面质量无严格要求时，应尽可能加大间隙。当断面质量无严格要求时，应尽可能加大间隙。经验公式：经验公式：Z Zm m （mm是系数，是系数， 是料厚）是料厚） 冲裁软钢、铝合金、铜合金等软材料时：冲裁软钢、铝合金、铜合金等软材料时：Z Z（6 68 8） 冲裁硬钢等材料时：冲裁硬钢等材料时：Z Z（8 81212） 冲厚板或精度较低的冲裁件时，间隙还可适冲厚板或精度较低的冲裁件时，间隙还可适当增大。当增大。3 3）回弹回弹-由于外力去除后弹性变形的恢复，由于外力去除后弹性变形的恢复，造成工件的弯曲角度、曲率半径与模具不一致造成工件的弯曲角度、曲率半径与模具不一致的现象。的现象。 故一般在设计弯曲模时，模具角度应比成品故一般在设计弯曲模时，模具角度应比成品角度略小一个回弹角度；或改进工件结构、弯角度略小一个回弹角度；或改进工件结构、弯曲方式及模具结构来减少回弹。曲方式及模具结构来减少回弹。 拉深模与冲裁模的主要区别拉深模与冲裁模的主要区别: : 工作部分不是锋利的刃口而是圆角；工作部分不是锋利的刃口而是圆角； 凸模与凹模的间隙显著增加，一般凸模与凹模的间隙显著增加，一般 单侧间隙应稍大于板厚。单侧间隙应稍大于板厚。弹性变形弹性变形 塑性变形。塑性变形。1 1）拉深拉深变形变形d dd dD D0 0 -筒壁与底部的过渡处破裂。筒壁与底部的过渡处破裂。防止措施防止措施： 采用多次拉深，使用润滑剂；采用多次拉深，使用润滑剂；合理规定间隙及加大模具圆角半径。合理规定间隙及加大模具圆角半径。 起皱起皱-由于切向压应力过大使毛坯失稳而由于切向压应力过大使毛坯失稳而 造成变形区折皱。造成变形区折皱。 防止措施防止措施：采用压边圈压紧坯料；采用压边圈压紧坯料；间隙不能过大，间隙不能过大，mm不能过小。不能过小。