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1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,5-3,鍛壓件結(jié)構(gòu)工藝性,一、自由鍛件的結(jié)構(gòu)工藝性,1.,鍛件上不應(yīng)有錐體或斜面；,2.,幾何體的交接處不應(yīng)形成空間曲線；,3.,鍛件不應(yīng)有加強(qiáng)筋、凸臺(tái)等；,4.,復(fù)雜件應(yīng)設(shè)計(jì)成組合體。,避免錐面或斜面,避免相貫線,a,）,錯(cuò)誤的,b,）,正確的,自由鍛零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),避免叉形件內(nèi)部的臺(tái)階,避免凸臺(tái)、加強(qiáng)筋,做成組合件，先鍛后連接,二、,模鍛成形件的結(jié)構(gòu)工藝性,模鍛零件必須具有一個(gè)合理的分模面，以保證模鍛件易于從鍛模中取出、敷料最少、鍛模容易制造。,零件上與錘擊方向平行的非加工表面，應(yīng)設(shè)計(jì)出模鍛斜度。非加工
2、表面所形成的角都應(yīng)按模鍛圓角設(shè)計(jì)。,為了使金屬容易充滿模膛和減少工序，零件外形力求簡單、平直和對(duì)稱，盡量避免零件截面間差別過大，或具有,薄壁、高筋、凸起,等結(jié)構(gòu)。,在零件結(jié)構(gòu)允許的條件下，設(shè)計(jì)時(shí)盡量避免有,深孔或多孔結(jié)構(gòu),。,在可能條件下，應(yīng)采用鍛,-,焊組合工藝，以減少敷料，簡化模鍛工藝。,合理選擇分模面,分型面加設(shè)凸邊防止錯(cuò)移,直線分模面,對(duì)稱的截面,a) 80,與,160,兩截面尺寸相差過大,b),尺寸,8,壁太薄,c),凸起結(jié)構(gòu)不宜模鍛,為了使金屬容易充滿模膛和減少工序，零件外形力求簡單、平直和對(duì)稱。盡量避免零件截面間差別過大，或具有薄壁、高筋、凸起等結(jié)構(gòu)。下圖所示為不宜采用模鍛方法制
3、造的幾種零件示例。,應(yīng)盡量避免有深孔或多孔結(jié)構(gòu),模鍛件,可采用鍛,-,焊組合工藝，以減少敷料,三、沖壓件的結(jié)構(gòu)工藝性,影響因素主要有：沖壓件的形狀、尺寸、精度、材料等。,1,、沖裁件要求：,外形力求簡單、對(duì)稱；盡可能采用圓形和矩形，避免細(xì)長懸臂和窄槽結(jié)構(gòu)，否則制造模具困難，降低模具壽命 。,落料件形狀應(yīng)使排樣時(shí)廢料較少，有利于材料的合理利用，如圖中的,b,較,a,更為合理，材料利用率可達(dá),79,。,沖裁件的直線與直線、曲線與直線的交接處，均應(yīng)以圓弧連接，盡量避免尖角，以防止模具相應(yīng)部位易于磨損或尖角處產(chǎn)生應(yīng)力集中而沖裂。最小圓角半徑數(shù)值如下表：,沖裁件的孔及其有關(guān)尺寸必須考慮材料的厚度，孔徑、
4、孔間距和孔邊距不得過小，以防止凸模剛性不足或孔邊沖裂。,2,、對(duì)彎曲件要求：,形狀應(yīng)力求簡單、對(duì)稱，盡量采用,V,形、,Z,形等簡單、對(duì)稱的形狀，以利于制模和減少彎曲次數(shù)。,彎曲半徑,r,不能小于材料允許的最小彎曲半徑，以防彎曲過程中彎裂；但也不宜過大，以免因回彈量過大而使制件精度降低。,彎曲邊高度,h,過小不易彎曲成形，一般應(yīng)使彎曲邊高度,h2,；若不允許增加彎曲邊高度,h,時(shí)，則必須預(yù)壓工藝槽或先留出適當(dāng)?shù)挠嗔看龔澢笤偾腥ァ?防止孔變形：,彎曲帶孔件時(shí)，孔的位置應(yīng)避開變形區(qū)，或在孔附近預(yù)沖工藝孔。,3,、對(duì)拉深件要求,拉深件外形應(yīng)簡單、對(duì)稱，且不宜太高。以便使拉深次數(shù)盡量少，并容易成型。
5、,拉深件的圓角半徑（如,圖,示）應(yīng)滿足：,r,d,S,，,R2S,，,r,（,3-5,）,S,。否則，應(yīng)增加整形工序。,拉深件的壁厚變薄量一般要求不應(yīng)超出拉伸工藝壁厚變化的規(guī)律（最大變薄率約在,10%,18%,左右）。,4,、改進(jìn)結(jié)構(gòu)以簡化工藝節(jié)省材料：,采用沖焊結(jié)構(gòu)，對(duì)于形狀復(fù)雜的沖壓件，可先分別沖制若干個(gè)簡單件，然后再焊成整體件,采用沖口工藝，以減少組合件數(shù)量，節(jié)省材料，簡化工藝過程,盡量簡化拉深件結(jié)構(gòu)，以達(dá)到減少工序、節(jié)省材料、降低成本的目的。,如消音器后蓋零件結(jié)構(gòu)經(jīng)改進(jìn)后，沖壓加工由八道工序降為兩道工序，材料消耗減少,50,。,5,、沖壓件厚度,盡可能采用薄材料,+,加強(qiáng)筋。,6,、沖
6、壓件的精度和表面質(zhì)量,精度,不高于沖壓工藝達(dá)到的一般精度（,ITl0,IT8,）；,表面質(zhì)量,不高于原材料的表面質(zhì)量。,7,、沖壓件材料,盡量用價(jià)低的材料，如能用鋼不用有色金屬，能用薄板不用厚板等。,5-4,先進(jìn)塑性成形方法,特點(diǎn)：,1,）少屑或無屑加工，提高材料性能；,2,）生產(chǎn)率高；,3,）減小變形率；,4,）無氧化加熱，提高鍛件表面質(zhì)量。,包括：,精密模鍛、擺動(dòng)碾壓、液態(tài)模鍛、徑向鍛造、粉末鍛造、超塑性成形、高能高速成形等。,一、精密模鍛,工藝過程：,第一步 將原始坯料經(jīng)普通模鍛成中間坯料,第二步 對(duì)中間坯料進(jìn)行嚴(yán)格清理，除去氧化皮或缺陷,第三步 采用無氧化或少氧化加熱后精鍛,工藝特點(diǎn),
7、1.,精確計(jì)算原始坯料的尺寸；,2.,仔細(xì)清理坯料表面；,3.,采用無氧加熱法；,4.,模膛精度比鍛件高兩級(jí)；,5.,冷卻及潤滑。,6.,在剛度大、精度高的設(shè)備上進(jìn)行，如曲柄壓力機(jī)、摩擦壓力機(jī)、高速錘等。,二、擺動(dòng)碾壓,即上模的軸線與被碾壓工件,(,放在下模,),的軸線傾斜一個(gè)角度，模具一面繞軸心旋轉(zhuǎn)，一面對(duì)坯料進(jìn)行壓縮的加工方法。,每一瞬時(shí)僅壓縮坯料橫截面的一部分,擺動(dòng)輾壓的種類：,鐓粗、鉚接、縮口、擠壓等。,應(yīng)用：,擺動(dòng)輾壓適于大批量加工回轉(zhuǎn)體餅盤類或帶法蘭的半軸類鍛件，如汽車后半軸、齒輪和銑刀毛坯等。,三、液態(tài)模鍛,液態(tài)模鍛實(shí)際上是鑄造和鍛造工藝的組合，是把液態(tài)金屬直接澆入金屬模內(nèi)，然后
8、在一定時(shí)間內(nèi)以一定的壓力作用于液態(tài),(,或半液態(tài),),金屬上，最后使之成形的制造方法。,液態(tài)模鍛,原材料配制,熔煉,澆注,加壓成型,脫模,冷卻,熱處理,檢驗(yàn),入庫。,液態(tài)模鍛,的工藝流程：,液態(tài)模鍛,工藝的主要特點(diǎn)：,在成型過程中，液態(tài)金屬在壓力下完成結(jié)晶凝固。,已凝固的金屬在壓力作用下，產(chǎn)生塑性變形，使制件外側(cè)壁緊貼模壁，液態(tài)金屬自始至終獲得等靜壓。,液態(tài)模鍛對(duì)材料的選擇范圍很寬，不僅適用于鑄造合金，而且還適用于變形合金。,四、徑向鍛造,徑向鍛造又稱旋轉(zhuǎn)鍛造，是對(duì)軸向旋轉(zhuǎn)送進(jìn)的棒料或管料施加徑向脈沖打擊力，鍛成沿軸向具有不同橫截面制件的工藝方法 。,工件運(yùn)動(dòng)方式,特點(diǎn)與應(yīng)用,徑向鍛造使金屬處
9、于壓應(yīng)力狀態(tài)，且為高速成形，可鍛造低塑性的高合金鋼；,工具簡單、成本低，可用于各種批量生產(chǎn)；,可鍛多種截面形狀，鍛件直徑可達(dá),400,600mm,；制件精度高，表面光潔。,廣泛應(yīng)用于帶臺(tái)階的實(shí)心和空心軸、多種截面形狀的棒材以及氣瓶、炮彈殼的收口等。,五、粉末鍛造,粉末冶金與鍛造工藝組合,粉末鍛造的原理：,將粉末預(yù)壓成型后，在充滿保護(hù)氣體的爐子中燒結(jié)制坯，將坯料加熱至鍛造溫度后模鍛而成。,粉末鍛造的優(yōu)點(diǎn)（與模鍛相比）,材料利用率高，可達(dá),90%,以上。而模鍛的材料利用率只有,50%,左右。,機(jī)械性能高。材質(zhì)均勻無各向異性，強(qiáng)度、塑性和沖擊韌性都較高,。,鍛件精度高，表面光潔，可實(shí)現(xiàn)少、無切削加工
10、。,生產(chǎn)率高。每小時(shí)產(chǎn)量可達(dá),500,1000,件。,鍛造壓力小。如,130,汽車差速器行星齒輪，鋼坯鍛造需用,2500,3000kN,壓力機(jī)，粉末鍛造只需,800kN,壓力機(jī)。,可以加工熱塑性差的材料。如難于變形的高溫鑄造合金可用粉末鍛造方法鍛出形狀復(fù)雜的零件。采用粉末鍛造出的零件有差速器齒輪、柴油機(jī)連桿、鏈輪、襯套等。,六、超塑性成形,超塑性,是指金屬或合金在特定條件下，即低的,變形速率,(=10,-2,10,-4,s),、一定的,變形溫度,(,約為熔點(diǎn)一半,),和均勻的細(xì),晶粒度,(,晶粒平均直徑為,0.2,5m),，其相對(duì),伸長率,超過,100,以上的特性。,如鋼超過,500,、純鈦超
11、過,300,、鋅鋁合金超過,1 000,。,處于超塑性狀態(tài)下的金屬，其變形應(yīng)力只有常態(tài)下的金屬變形應(yīng)力的幾分之一至幾十分之一，在拉深變形過程中不產(chǎn)生縮頸現(xiàn)象，因此極易成形，可采用,板料沖壓、擠壓、模鍛,等多種工藝方法制出復(fù)雜零件。,板料氣壓成形,高能成型是一種在極短時(shí)間內(nèi)釋放高能量而使金屬變形的成型方法。,高能成型的特點(diǎn),:,模具簡單,零件精度高，表面質(zhì)量好,可提高材料的塑性變形能力,利于采用復(fù)合工藝,七、高能成型,按使用的能源不同，高能成形可分為,爆炸成形、電液成形、電磁成形,等類型。,1,爆炸成形,利用爆炸物質(zhì)在爆炸瞬間釋放出巨大的化學(xué)能對(duì)金屬毛坯進(jìn)行加工的高能高速成型方法。,2,電液成形,利用液體中強(qiáng)電流脈沖放電所產(chǎn)生的強(qiáng)大沖擊波使坯料產(chǎn)生塑性變形的一種高能高速成型方法。,3,電磁成形,利用脈沖磁場的磁力作用于坯料，使坯料產(chǎn)生塑性變形的方法。,謝 謝 ！,
第5章材料的塑性成形工藝-2
