第3章-锻压工艺基础知识.
模锻件的形状
按使用设备不同,模锻可分为锤上模锻、胎模锻、 热模锻,曲柄压力机上模锻、摩擦压力机上模锻、 平锻机上模锻以及其他专用设备上模锻等。
下面主要介绍目前常用的锤上模锻,其它模锻方 法对锻件和锻模的要求于锤上模锻类似。
1.锤上模锻
在模锻锤上进行的模锻即锤上模锻
锤上模锻通用性强、设备费用较低并能独立完成各种类 型锻件的锻造。
冲裁
典型的冲裁件及其排样方法示意
弯曲及典型的弯曲件
拉深
翻边
扭转
收口
成型
胀形
其它常用的冲压变形工艺
旋压
二、冲压件的结构工艺性
进行冲压件的结构设计时,不仅要保证其使用要求, 还要尽量满足冲压工艺性的要求。 1.冲裁件的结构工艺性
1) 冲裁件的外形和内孔形状应尽量简单、对称,最好是 规则的几何形状或由规则几何形状组成。避免狭槽、长的悬 臂,且其宽度b应大于料厚S的2倍,即b>2S。 2) 冲裁件直线相接处均要以圆角过渡,一般圆角半径R> 0.5S,否则会显著降低模具寿命。
第三章 锻压工艺基础知识 3.1 概 述
锻压也是获得零件或零件毛坯的重要工艺方法之一
锻压的优缺点
坯料或零件具有力学性能好、表面光洁、精度高、 刚度大等特点,可做到少切削或无切削; 除自由锻外,其他锻压加工容易实现机械化、自 动化,具有较高的生产率; 工件的形状不能太复杂;而且锻压设备和模具等 投资较大
一、纤维组织与锻造比
纤维组织是指金属内的非金属杂物的分布如同纤维 纤维组织的存在使金属的力学性能呈现各向异性, 顺纤维方向较垂直纤维方向具有较高的力学性能, 特别是塑性和韧性。 在零件设计时,应使零件所受的最大正应力方向与 纤维组织方向重合、最大切应力方向与纤维组织方 向垂直,并使纤维分布与零件轮廓相符合
3) 冲孔尺寸不能过小。
2.弯曲件的结构工艺性
冲模精度要求较高、制造复杂、成本高, 只适合于大批量生产。
冲压常用金属材料有:低碳钢、高塑性的合金钢、 铜和铝等非铁合金的板材、条材等。 冷冲压一般板材厚度小于6mm。 一、冲压基本工序 冲压的基本工序有分离工序和变形工序两大类。 使坯料的一部分与另一部分分离的工序称为基本 工序,包括落料、冲孔、切断、修整等。 使坯料的一部分相对另一部分产生位移而不断裂 的工序称为变形工序,包括弯曲、拉深、翻边等。
锤上模锻常用设备为蒸汽-空气模锻锤
模锻锤
典型锻件
锤头 上模 有飞边槽
闭式锻模
模膛 下模
开式锻模
模垫
没有飞边槽
模膛可理解为锻件的实物镜像
模锻的模膛有预锻模膛和终锻模膛两种
根据锻件形状复杂程度和生产条件,锻模可分:
单膛锻模和多膛锻模
单膛锻模——一副锻模上只有一个模膛(终锻模膛 ),
坯料可直接成形。 多膛锻模 ——一副锻模上二个以上模膛,坯料需依次
3. 胎模锻、热模锻,曲柄压力机上模锻、摩擦压力 机上模锻和平锻机上模锻
3.4 冲 压
冲压是塑性成形的基本方法之一。它是利用冲压设备和模具 对板料加压,使板料产生分离或变形,用以制造薄壁零件或毛 坯的加工万法。应用十分广泛。
冲压的主要优点
1) 能生产形状复杂的零件,废料较少。 2) 冲压件尺寸精度高、表面粗糙度值小,一般不经机械加工 即可使用。 3) 在材料消耗少的情况下,可获得质量轻、刚度和强度较高 的零件。 4) 操作简便、生产率高,便于实现机械化、自动化。
锻压可分为:轧制、拉拔、挤压、锻造和冲压
一、锻压的生产方式
锻压可分为轧制、拉拔、挤压、锻造和冲压
锻造分自由锻和模锻工件需加热
板料冲压-
工件不需加热
3.2 锻压基础
一、可锻性及其影响因素 可锻性:指金属经受锻压成形的难易程度 可锻性是金属的一种工艺性能 可锻性以金属的塑性和变形抗力来综合衡量 塑性一般用伸长率来表示; 变形抗力是指变形时金属抵抗工具作用的力。 变形抗力用金属的屈服强度或抗拉强度来表示 影响金属可锻性的因素: 化学成分、组织结构、变形温度 、 变形速度、应力状态
操作方便,容易实现机械化,锻件成本低,生产效率高; 可锻出形状较复杂的锻件; 锻件尺寸精确、加工余量小,节省材料; 锻件内部纤维组织合理,故强度较高,使用寿命长; 锻件不能太大(一般都小于150kg); 锻模需用价格昂贵的材料,制造周期长,费用高。
模锻适用于批量生产形状较复杂的中、小型锻件
纤维组织形成的纤维化程度取决于钢锭在锻造时 的变形程度,变形程度大,纤维组织越明显。 常用锻造比YD表示变形程度
YDB
F0 L F L0
、
YDD
F H0 F0 H
YDB , YDD分别为拔长和镦粗时的锻造比。
以钢锭为坯料进行锻造时,锻造比可取2~6; 以型钢作为坯料进行锻造时,锻造比取1.3~1.5。
经过多次锻压才能成形。
对于多膛锻模,最后使锻ห้องสมุดไป่ตู้成型的是终锻模膛; 此前的是制坯模膛和预制模膛
锻件—弯曲连杆
拔长模膛 滚压模膛
终锻模膛
预锻模膛 弯曲模膛
多膛锻模
锻造成型过程
2.模锻件结构工艺性要求
1) 2) 3) 4) 5) 6) 锻件应有一个合理的分模面; 锻件外形力求简单、对称、平直; 尽量避免多孔、深孔、窄沟、深槽等结构; 与分模面垂直的表面上应尽可能避免有凹槽和孔; 锻件上的孔不可过深; 对复杂形状零件用模锻制坯较困难时,可采用锻-焊 或锻造-螺钉联接等组合结构。
3.3 锻造方法
常用的锻造方法有自由锻和模锻两种 一、自由锻 自由锻是利用冲击力或压力使金属坯料在上、下砥 铁(或砧铁)之间产生变形,以获得所需形状及尺寸锻 件的方法。金属坯料在上、下砥铁平面间变形是自由 流动的,故称为自由锻。
自由锻工艺灵活、设备通用性好、工具简单、适应性强; 自由锻是生产大型锻件唯一的锻造方法; 自由锻生产率较低、工人劳动强度大; 锻件精度低、加工量较大。
自由锻分手工锻造和机器锻造两种
自由锻锻件的结构工艺性
锻件形状不宜过分复杂 对自由锻件的结构工艺性的要求是: 在满足使用要求的前提下,其形状应尽量简单、对称。
具体要求列于表3-5
自由锻锻件
二、模锻
模锻是将加热后的坯料,放置在锻模模膛内,在冲击 力或压力作用下,使坯料在模膛内产生塑性变形,以 获得锻件的方法。 模锻与自由锻相比具有以下优缺点: