机械制造基础项目8零件的锻压成型教材课程.pptxVIP

机械制造基础 主讲人： 目 录 目 录 08 零件的锻压成型 知识目标 能力目标 掌握自由锻、模锻的工作原理、基本工序和锻件的结构工艺分析、特点和应用。 掌握冲压方法选用、冲压件结构工艺特征以及冲压特点、应用。 正确理解金属塑形变形原理、金属锻造性能等基本知识。 根据零件加工条件能合理选择锻压毛坯的制造方法，能合理制定自由锻造工艺规程，画出毛坯图。 通过实训掌握自由锻造的操作要领，会锻造形状简单的零件毛坯。 任务浏览 任务8.3零件冲压成型 任务8.1金属锻压性能分析 金属在外力作用下首先要产生弹性变形，当外力增大到切应力超过材料的屈服点时，就产生塑性变形。 1.单晶体的塑性变形 单晶体的塑性变形主要是以滑移的方式进行的。产生滑移的晶面称为滑移面，当应力消除后，原子到达一个新的平衡位置，变形被保留下来，形成塑性变形（如图8-1所示）。 2.多晶体的塑性变形 多晶体的变形首先从晶格位向有利于变形的晶粒内的那些取向因子最大的滑移系开始。由于多晶体内各晶粒位向不同，若某一晶粒要发生滑移，会受到周围位向不同的其他晶粒的约束，使滑移的阻力增加，必须在克服相邻晶粒的阻力之后才能滑移。这就说明，晶粒越细，单位体积所包含的晶界越多，不同位向的晶粒也越多，因而塑性变形抗力就越大，强度和硬度越高。 8.1.1金属的塑性变形 任务8.1金属锻压性能分析 3.回复与再结晶 常温下原子活动能力弱，恢复过程很难进行。加热会提高原子的活动能力，促进由不稳定状态恢复到稳定状态过程的进行，加热温度由低到高，变形金属将相继发生回复、再结晶和晶粒长大三个阶段的变化，当然这三个阶段并非是截然分开的（如图8-5所示）。 （1）回复 当加热温度较低时，原子活动能力有所增加，已能作短距离运动，故晶格扭曲畸变程度减轻，内应力大为降低，这种现象称为回复。 （2）再结晶 当温度继续升高，由于原子扩散能力增大，则开始以被拉长（或压扁）、破碎的晶粒为核心结晶出新的均匀、细小的等轴晶粒，这个过程称为再结晶。 （3）晶粒长大 再结晶过程完成后，如再延长加热时间或提高加热温度，则晶粒会产生明显长大，成为粗晶粒组织，导致材料力学性能下降，使锻造性能恶化。一般情况下晶粒长大是应当避免发生的现象。 8.1.2变形后金属的组织和性能 任务8.1金属锻压性能分析 4.金属的冷变形和热变形 金属在再结晶温度以下进行的塑性变形称为冷变形。 在变形过程中，有冷变形强化现象而无再结晶组织。 冷变形工件没有氧化皮，可获得较高的精度、较小的表面粗糙度，强度和硬度较高。 由于冷变形金属存在残余应力和塑性差等缺点，因此常常需要中间退火，才能继续变形。 热变形是在再结晶温度以上进行的。 变形后只有再结晶组织而无冷变形强化的现象。 热变形与冷变形相比，其优点是塑性良好，变形抗力低，容易加工变形，但高温下，金属容易产生氧化皮，所以制件的尺寸精度低，表面粗糙。 金属经塑性变形及再结晶，可使原来存在的不均匀、晶粒粗大的组织得以改善，或者将铸锭组织中的气孔、缩松等压合，得到更致密的再结晶组织，提高金属的力学性能。 8.1.2变形后金属的组织和性能 任务8.2金属锻压性能分析 8.1.3金属的锻造性 金属的锻造性能是指金属经受锻压加工时成形的难易程度的工艺性能。 1.金属的本质 （1）化学成分 不同化学成分的金属，具有不同的塑性和变形抗力，锻造性能也不同。 （2）金属组织 金属内部组织结构的不同，其可锻性有较大差别。 2.金属的变形条件 （1）变形温度（2）变形速度（3）应力状态（4）坯料表面质量 3.金属的加热和锻件的冷却 （1）金属的加热 锻造温度范围是指锻件由始锻温度到终锻温度的间隔。 始锻温度是指开始锻造时金属表面的温度。 终锻温度是指停止锻造时金属表面的温度。 （2）锻件的冷却 锻造后锻件的冷却速度的快慢直接影响锻件的质量，冷却速度快会导致锻件的硬度偏高，且容易开裂。要严格控制冷却速度。常用的冷却方法有以下三种： ①空冷。②坑冷。③炉冷。 一般，锻件的碳及合金元素的含量越高，形状越复杂，体积越大，冷却速度就越慢。 任务8.2零件锻造成型 8.2.1自由锻造毛坯选用 利用冲击力或压力使金属材料在上下两个砧铁之间或锤头与砧铁之间产生变形，从而获得所需形状、尺寸和力学性能的锻件的成形过程，称为自由锻造（又称自由锻）。 1.自由锻造的设备 自由锻所用的设备有空气锤、蒸汽-空气 锤和水压机。工作原理如图8-6所示。 任务8.2零件锻造成型 8.2.1自由锻造毛坯选用 2.自由锻造的基本工序 基本工序是使金属坯料产生一定程度的塑性变形，以达到所需形状和尺寸的工艺过程，实际生产中常用的有拔长、镦粗、冲孔、弯曲、错移、切割和扭转等。 任务8.2零件锻造成型 8.2.1自由锻造毛坯选用 3.自由锻工艺规程的制定 自由锻工艺规程的