1、第十一章第十一章 鍛壓鍛壓第一節(jié)第一節(jié) 鍛壓概述鍛壓概述第二節(jié)第二節(jié) 鍛壓加工的基本知識鍛壓加工的基本知識第三節(jié)第三節(jié) 金屬鍛造工藝金屬鍛造工藝第四節(jié)第四節(jié) 自由鍛工藝過程設(shè)計自由鍛工藝過程設(shè)計第五節(jié)第五節(jié) 鍛件的結(jié)構(gòu)工藝性鍛件的結(jié)構(gòu)工藝性第六節(jié)第六節(jié) 沖壓沖壓第七節(jié)第七節(jié) 鍛壓新技術(shù)簡介鍛壓新技術(shù)簡介 鍛壓鍛壓是對坯料施加外力，使金屬產(chǎn)生塑性變形、改變尺寸、形狀及改善性能，是對坯料施加外力，使金屬產(chǎn)生塑性變形、改變尺寸、形狀及改善性能，用以制造機(jī)械零件、工件或毛坯的成形加工方法。用以制造機(jī)械零件、工件或毛坯的成形加工方法。 金屬鍛壓成形加工金屬鍛壓成形加工包括：鍛造（自由鍛、模鍛、胎模鍛等）

2、、沖壓、擠壓、軋包括：鍛造（自由鍛、模鍛、胎模鍛等）、沖壓、擠壓、軋制、拉拔等。制、拉拔等。第一節(jié)第一節(jié) 鍛壓概述鍛壓概述【鍛造】【鍛造】是指在加壓設(shè)備及工（模）具的作用下，使坯料、鑄錠產(chǎn)生局部或全部是指在加壓設(shè)備及工（模）具的作用下，使坯料、鑄錠產(chǎn)生局部或全部的塑性變形，以獲得一定幾何尺寸、形狀和質(zhì)量的鍛件的加工方法。的塑性變形，以獲得一定幾何尺寸、形狀和質(zhì)量的鍛件的加工方法?！緵_壓】【沖壓】是指使坯料經(jīng)分離或成形而得到制件的工藝統(tǒng)稱。是指使坯料經(jīng)分離或成形而得到制件的工藝統(tǒng)稱。【擠壓】【擠壓】是指坯料在封閉模腔內(nèi)受三向不均勻壓應(yīng)力作用下，從模具的孔口或縫是指坯料在封閉模腔內(nèi)受三向不均勻壓應(yīng)

3、力作用下，從模具的孔口或縫隙擠出，使之橫截面積減少，成為所需制品的加工方法。隙擠出，使之橫截面積減少，成為所需制品的加工方法?！拒堉啤俊拒堉啤渴侵附饘俨牧鲜侵附饘俨牧?或非金屬材料或非金屬材料)在旋轉(zhuǎn)軋輥的壓力作用下，產(chǎn)生連續(xù)塑性變在旋轉(zhuǎn)軋輥的壓力作用下，產(chǎn)生連續(xù)塑性變形，獲得所要求的截面形狀并改變其性能的方法，按軋輥軸線與軋制線間和軋輥形，獲得所要求的截面形狀并改變其性能的方法，按軋輥軸線與軋制線間和軋輥轉(zhuǎn)向的關(guān)系不同可分為縱軋、斜軋和橫軋三種。轉(zhuǎn)向的關(guān)系不同可分為縱軋、斜軋和橫軋三種?！纠巍俊纠巍渴侵概髁显跔恳ψ饔孟峦ㄟ^?？桌鍪怪a(chǎn)生塑性變形而得到截面小、是指坯料在牽引力作用下通過

4、?？桌鍪怪a(chǎn)生塑性變形而得到截面小、長度增加的工藝。長度增加的工藝。n 金屬鍛壓成形加工具有的優(yōu)點：金屬鍛壓成形加工具有的優(yōu)點：（1 1）改善了金屬內(nèi)部組織，提高金屬的力學(xué)性能。）改善了金屬內(nèi)部組織，提高金屬的力學(xué)性能。（2 2）節(jié)省金屬材料。）節(jié)省金屬材料。（3 3）具有較高的生產(chǎn)率。）具有較高的生產(chǎn)率。（4 4）生產(chǎn)范圍廣。）生產(chǎn)范圍廣。n 金屬鍛壓成形加工存在的缺點：金屬鍛壓成形加工存在的缺點：（1 1）不能獲得形狀很復(fù)雜的制件；）不能獲得形狀很復(fù)雜的制件；（2 2）一般制件的尺寸精度、形狀精度和表面質(zhì)量還不夠高；）一般制件的尺寸精度、形狀精度和表面質(zhì)量還不夠高；（3 3）加工設(shè)備比較

5、昂貴，制件的加工成本比鑄件高。）加工設(shè)備比較昂貴，制件的加工成本比鑄件高。第二節(jié)第二節(jié) 鍛壓加工的基本知識鍛壓加工的基本知識 金屬的可鍛性金屬的可鍛性是指金屬材料在鍛壓加工過程中經(jīng)受塑性變形而不開裂的能是指金屬材料在鍛壓加工過程中經(jīng)受塑性變形而不開裂的能力。它與金屬的塑性和變形抗力有關(guān)，塑性愈好，變形抗力愈小，則可鍛性愈力。它與金屬的塑性和變形抗力有關(guān)，塑性愈好，變形抗力愈小，則可鍛性愈好，反之，則可鍛性愈差。好，反之，則可鍛性愈差。一、金屬的塑性變形一、金屬的塑性變形 金屬在外力作用下將產(chǎn)生塑性變形，其變形過程包括金屬在外力作用下將產(chǎn)生塑性變形，其變形過程包括彈性變形彈性變形和和塑性變形塑性

6、變形兩兩個階段。個階段。 1金屬塑性變形的實質(zhì)金屬塑性變形的實質(zhì) 實驗證明：晶體受到切應(yīng)力時會產(chǎn)生塑性變形，實驗證明：晶體受到切應(yīng)力時會產(chǎn)生塑性變形，單晶體的塑性變形主要是由單晶體的塑性變形主要是由于切應(yīng)力引起晶體內(nèi)部位錯運動產(chǎn)生的，即滑移變形。于切應(yīng)力引起晶體內(nèi)部位錯運動產(chǎn)生的，即滑移變形。 單晶體的變形方式有：滑移和孿晶兩種。單晶體的變形方式有：滑移和孿晶兩種。 多晶體的塑性變形過程可以看成是許多單個多晶體的塑性變形過程可以看成是許多單個晶粒塑性變形的總和。另外，多晶體塑性變形還晶粒塑性變形的總和。另外，多晶體塑性變形還存在著晶粒與晶粒之間的滑移和轉(zhuǎn)動，即晶間變存在著晶粒與晶粒之間的滑移和

7、轉(zhuǎn)動，即晶間變形。形。 但多晶體的塑性變形以晶內(nèi)變形為主，晶間變但多晶體的塑性變形以晶內(nèi)變形為主，晶間變形很小。形很小。 金屬的塑性變形過程實質(zhì)金屬的塑性變形過程實質(zhì)上是位錯沿著滑移面的運動過程。在滑移過程中，上是位錯沿著滑移面的運動過程。在滑移過程中，一部分舊的位錯消失，又大量產(chǎn)生新的位錯，總的位錯數(shù)量是增加的，大量位錯運一部分舊的位錯消失，又大量產(chǎn)生新的位錯，總的位錯數(shù)量是增加的，大量位錯運動的宏觀表現(xiàn)就是金屬的塑性變形。動的宏觀表現(xiàn)就是金屬的塑性變形。2金屬的冷變形強(qiáng)化金屬的冷變形強(qiáng)化 隨著金屬冷變形程度的增加，金屬材料的所隨著金屬冷變形程度的增加，金屬材料的所有強(qiáng)度指標(biāo)和硬度都有所提高

8、，但塑性有所下降，有強(qiáng)度指標(biāo)和硬度都有所提高，但塑性有所下降，這種現(xiàn)象稱為這種現(xiàn)象稱為冷變形強(qiáng)化冷變形強(qiáng)化（或（或加工硬化加工硬化）。）。 變形后金屬的晶格結(jié)構(gòu)嚴(yán)重畸變，變形金屬變形后金屬的晶格結(jié)構(gòu)嚴(yán)重畸變，變形金屬的晶粒被壓扁或拉長，甚至一個晶粒破碎成許多的晶粒被壓扁或拉長，甚至一個晶粒破碎成許多小晶塊，這種組織稱為小晶塊，這種組織稱為纖維組織纖維組織。 低碳鋼塑性變形時其強(qiáng)度與硬度隨變形程度的增大而提高，塑性與韌性則明顯下低碳鋼塑性變形時其強(qiáng)度與硬度隨變形程度的增大而提高，塑性與韌性則明顯下降。降。 冷變形強(qiáng)化使金屬的可鍛性冷變形強(qiáng)化使金屬的可鍛性能惡化。能惡化。二、回復(fù)與再結(jié)晶二、回復(fù)與

9、再結(jié)晶 冷變形強(qiáng)化的金屬組織結(jié)構(gòu)冷變形強(qiáng)化的金屬組織結(jié)構(gòu)處于不穩(wěn)定狀態(tài)，它具有自發(fā)處于不穩(wěn)定狀態(tài)，它具有自發(fā)地恢復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài)的傾向。地恢復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài)的傾向。 冷變形金屬加熱時發(fā)生的變化冷變形金屬加熱時發(fā)生的變化過程包括：回復(fù)、再結(jié)晶和晶粒過程包括：回復(fù)、再結(jié)晶和晶粒長大三個階段。長大三個階段。（一）回復(fù)（一）回復(fù) 將冷變形后的金屬加熱至一定將冷變形后的金屬加熱至一定溫度后，使原子回復(fù)到平衡位置，溫度后，使原子回復(fù)到平衡位置，晶粒內(nèi)殘余應(yīng)力大大減少的現(xiàn)象稱晶粒內(nèi)殘余應(yīng)力大大減少的現(xiàn)象稱為為回復(fù)回復(fù)。 （二）再結(jié)晶（二）再結(jié)晶 當(dāng)加熱溫度較高時，塑性變形后的晶粒及被拉長了的晶粒會重新生核，轉(zhuǎn)變當(dāng)加

10、熱溫度較高時，塑性變形后的晶粒及被拉長了的晶粒會重新生核，轉(zhuǎn)變?yōu)榫鶆虻牡容S晶粒，并且金屬的鍛造性能得到恢復(fù)，這個過程稱為為均勻的等軸晶粒，并且金屬的鍛造性能得到恢復(fù)，這個過程稱為再結(jié)晶再結(jié)晶。T再再0.4T熔熔(K) 在常溫下經(jīng)過塑性變形的金屬，加熱到再結(jié)晶溫度以上，使其發(fā)生再結(jié)晶的在常溫下經(jīng)過塑性變形的金屬，加熱到再結(jié)晶溫度以上，使其發(fā)生再結(jié)晶的處理過程稱為處理過程稱為再結(jié)晶退火再結(jié)晶退火。 再結(jié)晶退火可以消除冷變形強(qiáng)化現(xiàn)象，提高金屬的塑性，便于金屬繼續(xù)進(jìn)行再結(jié)晶退火可以消除冷變形強(qiáng)化現(xiàn)象，提高金屬的塑性，便于金屬繼續(xù)進(jìn)行鍛壓加工。鍛壓加工。 有些金屬如鉛和錫其再結(jié)晶溫度均低于室溫，約為零度

11、，它們在室溫下不會有些金屬如鉛和錫其再結(jié)晶溫度均低于室溫，約為零度，它們在室溫下不會產(chǎn)生冷形變強(qiáng)化現(xiàn)象。產(chǎn)生冷形變強(qiáng)化現(xiàn)象。 再結(jié)晶是在一定的溫度范圍進(jìn)行的，開始產(chǎn)生再結(jié)晶現(xiàn)象的最低溫度稱為再結(jié)晶是在一定的溫度范圍進(jìn)行的，開始產(chǎn)生再結(jié)晶現(xiàn)象的最低溫度稱為再再結(jié)晶溫度結(jié)晶溫度。純金屬的再結(jié)晶溫度為：。純金屬的再結(jié)晶溫度為：（三）晶粒長大（三）晶粒長大 產(chǎn)生纖維化組織的金屬，通過再結(jié)晶，一般都能得到細(xì)小而均勻的等軸晶產(chǎn)生纖維化組織的金屬，通過再結(jié)晶，一般都能得到細(xì)小而均勻的等軸晶粒。但是如果加熱溫度過高或加熱時間過長，則晶粒會明顯長大，成為粗晶組粒。但是如果加熱溫度過高或加熱時間過長，則晶粒會明顯

12、長大，成為粗晶組織，從而使金屬的力學(xué)性能下降，可鍛性惡化?？?，從而使金屬的力學(xué)性能下降，可鍛性惡化。w 冷、熱加工的界限是再結(jié)晶溫度。冷、熱加工的界限是再結(jié)晶溫度。w 在再結(jié)晶溫度以上的塑性變形屬于熱加工；在再結(jié)晶溫度以上的塑性變形屬于熱加工；w 在再結(jié)晶溫度以下的塑性變形稱為冷加工。在再結(jié)晶溫度以下的塑性變形稱為冷加工。 冷加工與熱加工并不是以具體的加工溫度的高低來區(qū)分的。冷加工與熱加工并不是以具體的加工溫度的高低來區(qū)分的。三、冷加工與熱加工的界限三、冷加工與熱加工的界限1、鍛造流線、鍛造流線 在鍛造時，金屬的脆性雜質(zhì)被打碎，順著金屬主要伸長方向呈帶狀分布；塑在鍛造時，金屬的脆性雜質(zhì)被打碎，

13、順著金屬主要伸長方向呈帶狀分布；塑性雜質(zhì)隨著金屬變形沿主要伸長方向呈帶狀分布，且在再結(jié)晶過程中不會消除，性雜質(zhì)隨著金屬變形沿主要伸長方向呈帶狀分布，且在再結(jié)晶過程中不會消除，這種熱鍛后的金屬組織具有一定的方向性，通常將這種組織稱為這種熱鍛后的金屬組織具有一定的方向性，通常將這種組織稱為鍛造流線鍛造流線。四、鍛造流線與鍛造比四、鍛造流線與鍛造比 鍛造流線使金屬的性能呈各向異性。鍛造流線使金屬的性能呈各向異性。沿著流線方向（縱向）的抗拉強(qiáng)度較沿著流線方向（縱向）的抗拉強(qiáng)度較高，而垂直于沿著流線方向（橫向）高，而垂直于沿著流線方向（橫向）的抗拉強(qiáng)度較低。的抗拉強(qiáng)度較低。 在設(shè)計和制造機(jī)械零件時，必須

14、考在設(shè)計和制造機(jī)械零件時，必須考慮鍛造流線的合理分布。使鍛造流線慮鍛造流線的合理分布。使鍛造流線與零件的輪廓相符合而不被切斷，是與零件的輪廓相符合而不被切斷，是鍛件成形工藝設(shè)計的一條原則。鍛件成形工藝設(shè)計的一條原則。2鍛造比鍛造比 鍛造比（鍛造比（Y）是以變形前后的截面比、長度比或高度比表示。是以變形前后的截面比、長度比或高度比表示。 對沿流線方向有較高力學(xué)性能要求的鍛件（如拉桿），應(yīng)選擇較大的鍛造比；對沿流線方向有較高力學(xué)性能要求的鍛件（如拉桿），應(yīng)選擇較大的鍛造比； 對垂直于流線方向有較高力學(xué)性能要求的鍛件對垂直于流線方向有較高力學(xué)性能要求的鍛件(如吊鉤如吊鉤)，鍛造比取，鍛造比取22.5

15、即可。即可。五、影響金屬可鍛性的因素五、影響金屬可鍛性的因素【化學(xué)成分】【化學(xué)成分】純金屬的可鍛性優(yōu)于合金的可鍛性；合金中合金元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)愈高，純金屬的可鍛性優(yōu)于合金的可鍛性；合金中合金元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)愈高，化學(xué)成分愈復(fù)雜，其可鍛性愈差；非合金鋼中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)愈高，其可鍛性愈差?；瘜W(xué)成分愈復(fù)雜，其可鍛性愈差；非合金鋼中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)愈高，其可鍛性愈差。【組織結(jié)構(gòu)】【組織結(jié)構(gòu)】純金屬組織和未飽和的單相固溶體組織具有良好的可鍛性；合金組織純金屬組織和未飽和的單相固溶體組織具有良好的可鍛性；合金組織中的金屬化合物會使金屬的可鍛性惡化；細(xì)晶組織的可鍛性優(yōu)于粗晶組織。中的金屬化合物會使金屬的可鍛性惡化；細(xì)

16、晶組織的可鍛性優(yōu)于粗晶組織?！咀冃螠囟取俊咀冃螠囟取吭谝欢囟确秶鷥?nèi)，隨著變形溫度的升高，再結(jié)晶過程逐漸進(jìn)行，金在一定溫度范圍內(nèi)，隨著變形溫度的升高，再結(jié)晶過程逐漸進(jìn)行，金屬的變形能力增加，變形抗力減少，從而改善了金屬的可鍛性。屬的變形能力增加，變形抗力減少，從而改善了金屬的可鍛性?！咀冃嗡俣群蛻?yīng)力狀態(tài)】【變形速度和應(yīng)力狀態(tài)】變形速度提高，金屬的可鍛性變差。變形速度提高，金屬的可鍛性變差。 第三節(jié)第三節(jié) 金屬鍛造工藝金屬鍛造工藝 一、坯料加熱一、坯料加熱1加熱目的加熱目的 金屬加熱的目的是提高金屬的塑性和降低變形抗力，以改善金屬的可鍛性和金屬加熱的目的是提高金屬的塑性和降低變形抗力，以改善金屬

17、的可鍛性和獲得良好的鍛后組織。金屬加熱后進(jìn)行鍛造，可以用較小的鍛打力量使坯料產(chǎn)生獲得良好的鍛后組織。金屬加熱后進(jìn)行鍛造，可以用較小的鍛打力量使坯料產(chǎn)生較大的變形而不破裂。較大的變形而不破裂。2鍛造溫度范圍鍛造溫度范圍 是指由始鍛溫度到終鍛溫度之間的溫度間隔。是指由始鍛溫度到終鍛溫度之間的溫度間隔。（1）始鍛溫度）始鍛溫度開始鍛造時坯料的溫度，也是允許的最高加熱溫度。開始鍛造時坯料的溫度，也是允許的最高加熱溫度。 非合金鋼的始鍛溫度應(yīng)比固相線低非合金鋼的始鍛溫度應(yīng)比固相線低200200左右。左右。（2）終鍛溫度）終鍛溫度金屬坯料經(jīng)過鍛造成形，在停止鍛造時鍛件的瞬時溫度。金屬坯料經(jīng)過鍛造成形，在停

18、止鍛造時鍛件的瞬時溫度。 非合金鋼的終鍛溫度，常取非合金鋼的終鍛溫度，常取800800左右。左右。二、鍛造成形二、鍛造成形1自由鍛自由鍛 只用簡單的通用性工具，或在鍛造設(shè)備的上、下砧鐵之間直接對坯料施只用簡單的通用性工具，或在鍛造設(shè)備的上、下砧鐵之間直接對坯料施加外力，使坯料產(chǎn)生變形而獲得所需的幾何形狀及內(nèi)部質(zhì)量的鍛件的加工方法。加外力，使坯料產(chǎn)生變形而獲得所需的幾何形狀及內(nèi)部質(zhì)量的鍛件的加工方法。 自由鍛的基本工序包括：自由鍛的基本工序包括：鐓粗、拔長、沖孔、切割、彎曲、扭轉(zhuǎn)、錯移鐓粗、拔長、沖孔、切割、彎曲、扭轉(zhuǎn)、錯移及鍛接等。及鍛接等。（1）鐓粗）鐓粗使毛坯高度減小，橫截面積增大的鍛造工

19、序。使毛坯高度減小，橫截面積增大的鍛造工序。 對坯料上某一部分進(jìn)行的鐓粗，稱為對坯料上某一部分進(jìn)行的鐓粗，稱為局部鐓粗局部鐓粗。 常用于鍛造齒輪坯、圓盤、凸緣等鍛件。常用于鍛造齒輪坯、圓盤、凸緣等鍛件。（2）拔長）拔長使毛坯橫斷面積減小，長度增加的鍛造工序。使毛坯橫斷面積減小，長度增加的鍛造工序。 常用于鍛造拉桿類、軸類、曲軸等鍛件。常用于鍛造拉桿類、軸類、曲軸等鍛件。（3）沖孔）沖孔在坯料上沖出透孔或不透孔的鍛造工序在坯料上沖出透孔或不透孔的鍛造工序 常用于鍛造齒輪坯、套筒、圓環(huán)類等空心鍛件。常用于鍛造齒輪坯、套筒、圓環(huán)類等空心鍛件。（4）切割）切割 將坯料分成幾部分或部分地割開或從坯料的外

20、部割掉一部分或?qū)⑴髁戏殖蓭撞糠只虿糠值馗铋_或從坯料的外部割掉一部分或從內(nèi)部割掉一部分的鍛造工序。從內(nèi)部割掉一部分的鍛造工序。 常用于下料、切除鍛件的料頭、鋼錠的冒口等。常用于下料、切除鍛件的料頭、鋼錠的冒口等。（5）彎曲）彎曲采用一定的工模具將毛坯彎成所規(guī)定的外形的鍛造工序。采用一定的工模具將毛坯彎成所規(guī)定的外形的鍛造工序。 常用于鍛造角尺、彎板、吊鉤、鏈環(huán)等一類軸線彎曲的零件。常用于鍛造角尺、彎板、吊鉤、鏈環(huán)等一類軸線彎曲的零件。（6）鍛接）鍛接將兩件坯料在爐內(nèi)加熱至高溫后用錘快擊，是兩者在固態(tài)結(jié)合的鍛將兩件坯料在爐內(nèi)加熱至高溫后用錘快擊，是兩者在固態(tài)結(jié)合的鍛造工序。造工序。 鍛接的方法有鍛

21、接的方法有搭接、對接、咬接等。鍛接后的接縫強(qiáng)度可達(dá)被接材料強(qiáng)度的搭接、對接、咬接等。鍛接后的接縫強(qiáng)度可達(dá)被接材料強(qiáng)度的7080。（7）錯移）錯移將坯料的一部分相對另一部分錯開一段距離，但仍保持這兩部分將坯料的一部分相對另一部分錯開一段距離，但仍保持這兩部分軸線平行的鍛造工序。軸線平行的鍛造工序。 常用于鍛造曲軸類零件。常用于鍛造曲軸類零件。（8）扭轉(zhuǎn)）扭轉(zhuǎn)將坯料的一部分將坯料的一部分相對于另一部分繞其軸線旋轉(zhuǎn)相對于另一部分繞其軸線旋轉(zhuǎn)一定角度的鍛造工序。一定角度的鍛造工序。 常用于用于鍛造多拐曲軸、常用于用于鍛造多拐曲軸、麻花鉆和校正某些鍛件。麻花鉆和校正某些鍛件。n 自由鍛的優(yōu)點：自由鍛的優(yōu)

22、點：具有工藝靈活，所用設(shè)備及工具通用性大，成本低。具有工藝靈活，所用設(shè)備及工具通用性大，成本低。n 自由鍛的缺點：自由鍛的缺點：生產(chǎn)率較低，鍛件精度低，勞動強(qiáng)度大生產(chǎn)率較低，鍛件精度低，勞動強(qiáng)度大n 自由鍛的應(yīng)用：自由鍛的應(yīng)用：用于單件、小批生產(chǎn)形狀較簡單、精度要求不高的鍛件。用于單件、小批生產(chǎn)形狀較簡單、精度要求不高的鍛件。2模鍛模鍛 利用模具使毛坯變形而獲得鍛件的鍛造方法。利用模具使毛坯變形而獲得鍛件的鍛造方法。 按所用設(shè)備不同，模鍛可分為按所用設(shè)備不同，模鍛可分為錘上模鍛、曲柄壓力機(jī)上模鍛、錘上模鍛、曲柄壓力機(jī)上模鍛、摩擦壓力機(jī)上模鍛等。摩擦壓力機(jī)上模鍛等。 鍛模由上鍛模和下鍛模兩部鍛模

23、由上鍛模和下鍛模兩部分組成，分別安裝在錘頭和模墊分組成，分別安裝在錘頭和模墊上，工作時上鍛模隨錘頭一起上上，工作時上鍛模隨錘頭一起上下運動，上模向下扣合時，對模下運動，上模向下扣合時，對模膛中的坯料進(jìn)行沖擊，使之充滿膛中的坯料進(jìn)行沖擊，使之充滿整個模膛，從而得到所需的鍛件。整個模膛，從而得到所需的鍛件。n 模鍛的優(yōu)點：模鍛的優(yōu)點：生產(chǎn)率高；鍛件尺寸比較精確；模鍛件切削加工余量少，可節(jié)省生產(chǎn)率高；鍛件尺寸比較精確；模鍛件切削加工余量少，可節(jié)省金屬材料，減少切削加工工時；能夠鍛制形狀比較復(fù)雜的鍛件。金屬材料，減少切削加工工時；能夠鍛制形狀比較復(fù)雜的鍛件。n 模鍛的缺點：模鍛的缺點：受到設(shè)備噸位的限

24、制，模鍛件質(zhì)量一般在受到設(shè)備噸位的限制，模鍛件質(zhì)量一般在150kg以下，制造鍛模以下，制造鍛模的成本較高。的成本較高。n 模鍛的應(yīng)用：模鍛的應(yīng)用：主要用于大批量生產(chǎn)形狀比較復(fù)雜，精度要求較高的中小型鍛件。主要用于大批量生產(chǎn)形狀比較復(fù)雜，精度要求較高的中小型鍛件。 根據(jù)功用的不同，模膛可分為根據(jù)功用的不同，模膛可分為模鍛模膛模鍛模膛和和制坯模膛制坯模膛兩大類。兩大類。 模鍛模膛模鍛模膛分為終鍛模膛和預(yù)鍛模膛。分為終鍛模膛和預(yù)鍛模膛。 制坯模膛制坯模膛分為拔長模膛、滾壓模膛、彎曲模膛、切斷磨膛等。分為拔長模膛、滾壓模膛、彎曲模膛、切斷磨膛等。3胎模鍛胎模鍛 胎模鍛是在自由鍛設(shè)備上使用可移動模具生產(chǎn)

25、模鍛件的一種鍛造方法。胎模鍛是在自由鍛設(shè)備上使用可移動模具生產(chǎn)模鍛件的一種鍛造方法。 胎模鍛是介于自由鍛和模鍛之間的一種鍛造方法。胎模鍛是介于自由鍛和模鍛之間的一種鍛造方法。 常用的胎模有：扣模、套模、摔模、彎曲模、合模和沖切模等。常用的胎模有：扣模、套模、摔模、彎曲模、合模和沖切模等。 胎模鍛的優(yōu)點：胎模鍛的優(yōu)點：生產(chǎn)率高，鍛件精度較高，節(jié)約金屬材料，鍛件成本低；與生產(chǎn)率高，鍛件精度較高，節(jié)約金屬材料，鍛件成本低；與模鍛相比，不需噸位較大的設(shè)備，工藝靈活。模鍛相比，不需噸位較大的設(shè)備，工藝靈活。 胎模鍛的缺點：胎模鍛的缺點：比模鍛的勞動強(qiáng)度大，模具壽命短，生產(chǎn)率低。比模鍛的勞動強(qiáng)度大，模具壽

26、命短，生產(chǎn)率低。 胎模鍛的應(yīng)用：胎模鍛的應(yīng)用：一般在中小批量生產(chǎn)，無模鍛設(shè)備的中小型工廠中應(yīng)用廣泛。一般在中小批量生產(chǎn)，無模鍛設(shè)備的中小型工廠中應(yīng)用廣泛。4其它鍛造成形方法其它鍛造成形方法（1）精密鍛造）精密鍛造在一般模鍛設(shè)備上鍛造高精度鍛件的鍛造方法。在一般模鍛設(shè)備上鍛造高精度鍛件的鍛造方法。 【主要特點】【主要特點】 使用兩套不同精度的鍛模。鍛造時，先使用粗鍛模鍛造，留有使用兩套不同精度的鍛模。鍛造時，先使用粗鍛模鍛造，留有0.1mm1.2mm的精鍛余量；然后，切下飛邊并酸洗，重新加熱到的精鍛余量；然后，切下飛邊并酸洗，重新加熱到700900，再使用精鍛模鍛造。再使用精鍛模鍛造。 其鍛件精

27、度高，不需和只需少量切削加工。其鍛件精度高，不需和只需少量切削加工。（2 2）輥鍛）輥鍛 用一對相向旋轉(zhuǎn)的扇形模具使坯料產(chǎn)生塑性變形，獲得所需鍛件或鍛坯的鍛用一對相向旋轉(zhuǎn)的扇形模具使坯料產(chǎn)生塑性變形，獲得所需鍛件或鍛坯的鍛造工藝。造工藝。 例如例如，火車輪箍、齒圈、，火車輪箍、齒圈、法蘭和滾動軸承內(nèi)、外圈等，法蘭和滾動軸承內(nèi)、外圈等，就是采用輥鍛鍛成形的。就是采用輥鍛鍛成形的。（3 3）擠壓）擠壓 擠壓按溫度不同可分為：冷擠壓、溫擠壓和熱擠壓三種；擠壓按溫度不同可分為：冷擠壓、溫擠壓和熱擠壓三種； 按被擠壓金屬的流動方向與凸模運動關(guān)系可分為正擠壓、反擠壓和復(fù)合擠壓。按被擠壓金屬的流動方向與凸模

28、運動關(guān)系可分為正擠壓、反擠壓和復(fù)合擠壓。 擠壓工藝常用于生產(chǎn)中空零件，如排氣閥、油杯等。擠壓工藝常用于生產(chǎn)中空零件，如排氣閥、油杯等。 鍛造成形的鍛件，通常要根據(jù)其化學(xué)成分、尺寸、形狀復(fù)雜程度等來確鍛造成形的鍛件，通常要根據(jù)其化學(xué)成分、尺寸、形狀復(fù)雜程度等來確定其相應(yīng)的冷卻方法。如果冷卻方式不當(dāng)，會使鍛件產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力、變形，甚定其相應(yīng)的冷卻方法。如果冷卻方式不當(dāng)，會使鍛件產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力、變形，甚至裂紋。冷卻速度過快還會使鍛件表面產(chǎn)生硬皮，難以進(jìn)行切削加工。至裂紋。冷卻速度過快還會使鍛件表面產(chǎn)生硬皮，難以進(jìn)行切削加工。 鍛件冷卻后應(yīng)仔細(xì)進(jìn)行質(zhì)量檢驗，合格的鍛件應(yīng)進(jìn)行去應(yīng)力退火或正火鍛件冷卻后應(yīng)仔細(xì)進(jìn)行

29、質(zhì)量檢驗，合格的鍛件應(yīng)進(jìn)行去應(yīng)力退火或正火或球化退火，準(zhǔn)備切削加工?；蚯蚧嘶?，準(zhǔn)備切削加工。 變形較大的鍛件應(yīng)矯正。變形較大的鍛件應(yīng)矯正。三、冷卻、檢驗與熱處理三、冷卻、檢驗與熱處理第四節(jié)第四節(jié) 自由鍛工藝過程設(shè)計自由鍛工藝過程設(shè)計 自由鍛的工藝規(guī)程包括：自由鍛的工藝規(guī)程包括：繪制鍛件圖，計算坯料的重量和尺寸，確定變形繪制鍛件圖，計算坯料的重量和尺寸，確定變形工步，選定設(shè)備和工具，確定鍛造溫度范圍和加熱、冷卻及熱處理的方法和規(guī)工步，選定設(shè)備和工具，確定鍛造溫度范圍和加熱、冷卻及熱處理的方法和規(guī)范等。范等。 一、繪制鍛件圖一、繪制鍛件圖 鍛件圖鍛件圖是根據(jù)零件圖，并考慮加工余量，鍛造公差和工藝

30、余塊等繪制而成。是根據(jù)零件圖，并考慮加工余量，鍛造公差和工藝余塊等繪制而成。它是計算坯料、確定變形工藝、設(shè)計工具和檢驗鍛件的依據(jù)。它是計算坯料、確定變形工藝、設(shè)計工具和檢驗鍛件的依據(jù)。1 1、鍛件加工余量及公差、鍛件加工余量及公差 鍛件加工余量鍛件加工余量是指鍛件成形時為保證機(jī)械加工后獲得所需尺寸而允許保留的是指鍛件成形時為保證機(jī)械加工后獲得所需尺寸而允許保留的多余金屬。多余金屬。 鍛件公差鍛件公差是指規(guī)定的鍛件尺寸的允許變動量。是指規(guī)定的鍛件尺寸的允許變動量。2、余塊、余塊 余塊是指在鍛件的某些部位添加一部分金屬，以簡化鍛件的外形。余塊是指在鍛件的某些部位添加一部分金屬，以簡化鍛件的外形。3

31、、繪圖、繪圖 鍛件圖中用粗實線表示鍛件外形，用雙點畫線表示零件外形。鍛件圖中用粗實線表示鍛件外形，用雙點畫線表示零件外形。 鍛件的基本尺寸和公差都標(biāo)注在尺寸線上面，而零件的尺寸標(biāo)注在尺寸線下面鍛件的基本尺寸和公差都標(biāo)注在尺寸線上面，而零件的尺寸標(biāo)注在尺寸線下面的括號內(nèi)。的括號內(nèi)。二、計算坯料的質(zhì)量和尺寸二、計算坯料的質(zhì)量和尺寸 鍛件質(zhì)量可按鍛件圖的尺寸計算；鍛件質(zhì)量可按鍛件圖的尺寸計算； 金屬氧化損失的大小與加熱爐的種類有關(guān)；金屬氧化損失的大小與加熱爐的種類有關(guān)； 一般鋼材坯料的截料損失均可取鍛件質(zhì)量的一般鋼材坯料的截料損失均可取鍛件質(zhì)量的2%4%； 鍛造中被切掉部分的金屬也應(yīng)計入截料損失。鍛

32、造中被切掉部分的金屬也應(yīng)計入截料損失。1、鍛件質(zhì)量、鍛件質(zhì)量坯料質(zhì)量坯料質(zhì)量 = 鍛件質(zhì)量鍛件質(zhì)量 + 氧化損失氧化損失 + 截料損失截料損失2、坯料尺寸、坯料尺寸 坯料尺寸的確定于所采用的鍛造工序有關(guān)。首先根據(jù)坯料質(zhì)量計算出坯料坯料尺寸的確定于所采用的鍛造工序有關(guān)。首先根據(jù)坯料質(zhì)量計算出坯料體積，然后考慮鍛造比和變形方式等因素確定坯料截面尺寸，最后計算出長度體積，然后考慮鍛造比和變形方式等因素確定坯料截面尺寸，最后計算出長度尺寸或鋼錠尺寸。尺寸或鋼錠尺寸。三、確定鍛造變形工序三、確定鍛造變形工序 確定變形工步的依據(jù)是鍛件的形狀特征，尺寸、技術(shù)要求、生產(chǎn)批量和生確定變形工步的依據(jù)是鍛件的形狀特

33、征，尺寸、技術(shù)要求、生產(chǎn)批量和生產(chǎn)條件等。包括確定鍛件成形所必需的基本工序、輔助工序和精整工序，以及產(chǎn)條件等。包括確定鍛件成形所必需的基本工序、輔助工序和精整工序，以及設(shè)備和工具設(shè)備和工具 。 對軸桿類采用拔長為基本工序；對軸桿類采用拔長為基本工序； 對圓盤、齒輪等盤類零件主要鍛造工序是墩粗（或拔長）；對圓盤、齒輪等盤類零件主要鍛造工序是墩粗（或拔長）； 對圓環(huán)、套筒等空心類主要工序是鐓粗加沖孔；對圓環(huán)、套筒等空心類主要工序是鐓粗加沖孔； 對吊鉤等彎曲件的主要工序是彎曲；對吊鉤等彎曲件的主要工序是彎曲； 對曲軸類主要工序是拔長和錯移；對曲軸類主要工序是拔長和錯移； 復(fù)雜鍛件的工序常常是前幾類鍛

34、件鍛造工序的合理組合。復(fù)雜鍛件的工序常常是前幾類鍛件鍛造工序的合理組合。五、確定鍛造溫度范圍、冷卻方式和熱處理規(guī)范五、確定鍛造溫度范圍、冷卻方式和熱處理規(guī)范四、選擇鍛造設(shè)備四、選擇鍛造設(shè)備 自由鍛造的主要設(shè)備有空氣錘、蒸汽自由鍛造的主要設(shè)備有空氣錘、蒸汽空氣錘、水壓機(jī)等，選用時主要根空氣錘、水壓機(jī)等，選用時主要根據(jù)鍛件質(zhì)量和尺寸進(jìn)行選擇。據(jù)鍛件質(zhì)量和尺寸進(jìn)行選擇。 鍛造溫度鍛造溫度主要決定于坯料的材料。主要決定于坯料的材料。 鍛造后的冷卻方式鍛造后的冷卻方式根據(jù)鍛件的材質(zhì)、尺寸、形狀及技術(shù)要求等進(jìn)行綜根據(jù)鍛件的材質(zhì)、尺寸、形狀及技術(shù)要求等進(jìn)行綜合考慮。合考慮。 鍛造后的熱處理鍛造后的熱處理正火

35、和退火。正火和退火。第五節(jié)第五節(jié) 鍛件的結(jié)構(gòu)工藝性鍛件的結(jié)構(gòu)工藝性r 鍛件的結(jié)構(gòu)工藝性鍛件的結(jié)構(gòu)工藝性所設(shè)計的以鍛件為毛坯的零件，在滿足使用性能要求所設(shè)計的以鍛件為毛坯的零件，在滿足使用性能要求的前提下鍛造成形的難易程度。的前提下鍛造成形的難易程度。一、鍛件材料對鍛件結(jié)構(gòu)的要求一、鍛件材料對鍛件結(jié)構(gòu)的要求 【例如】【例如】 c0.65%c0.65%的低中碳鋼，的低中碳鋼，塑性好，變形抗力小，鍛造溫度范圍大，可塑性好，變形抗力小，鍛造溫度范圍大，可以鍛造出形狀較復(fù)雜的鍛件；以鍛造出形狀較復(fù)雜的鍛件；高碳鋼和合金鋼高碳鋼和合金鋼的塑性差，變形抗力大，鍛造溫度的塑性差，變形抗力大，鍛造溫度范圍小，鍛

36、件的形狀應(yīng)簡單，鍛件截面尺寸變化應(yīng)盡量小，以保證鍛件質(zhì)量。范圍小，鍛件的形狀應(yīng)簡單，鍛件截面尺寸變化應(yīng)盡量小，以保證鍛件質(zhì)量。二、鍛造工藝對鍛件結(jié)構(gòu)的要求二、鍛造工藝對鍛件結(jié)構(gòu)的要求1、自由鍛件的設(shè)計要求、自由鍛件的設(shè)計要求 鍛件各部分的結(jié)構(gòu)形狀要能滿足鍛件加工工藝過程，用經(jīng)濟(jì)的方法生產(chǎn)出優(yōu)鍛件各部分的結(jié)構(gòu)形狀要能滿足鍛件加工工藝過程，用經(jīng)濟(jì)的方法生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)合格的鍛件。質(zhì)合格的鍛件。2、模鍛件的設(shè)計要求、模鍛件的設(shè)計要求 模鍛件的形狀應(yīng)使鍛件能容易充滿模膛和從模膛中順利地取出：模鍛件的形狀應(yīng)使鍛件能容易充滿模膛和從模膛中順利地取出： 模鍛件應(yīng)具備合理的分模面、模鍛斜度及圓角等。模鍛件應(yīng)具備合理

37、的分模面、模鍛斜度及圓角等。 分模面應(yīng)是模膛深度最小，寬度最大，敷料最少，以便于出模和金屬流動。分模面應(yīng)是模膛深度最小，寬度最大，敷料最少，以便于出模和金屬流動。 鍛件外形應(yīng)簡單、平直和對稱，截面相差不宜過于懸殊，避免高肋、薄壁、凸鍛件外形應(yīng)簡單、平直和對稱，截面相差不宜過于懸殊，避免高肋、薄壁、凸起和深凹陷等不利于成形的結(jié)構(gòu)。起和深凹陷等不利于成形的結(jié)構(gòu)。第六節(jié)第六節(jié) 沖沖 壓壓 沖壓沖壓是指使坯料經(jīng)成形或分離而得到制件的工藝統(tǒng)稱。因其通常在冷態(tài)下進(jìn)是指使坯料經(jīng)成形或分離而得到制件的工藝統(tǒng)稱。因其通常在冷態(tài)下進(jìn)行，所加工的金屬多為薄板料，故又稱行，所加工的金屬多為薄板料，故又稱冷沖壓冷沖壓或

38、或板料沖壓板料沖壓。一、沖壓成形概述一、沖壓成形概述【 沖壓】沖壓】主要是對薄板（其厚度一般不超過主要是對薄板（其厚度一般不超過10mm）進(jìn)行冷變形，沖壓件的重量）進(jìn)行冷變形，沖壓件的重量較小。較小。 常用的金屬材料常用的金屬材料低碳鋼，塑性好的合金鋼以及銅、鋁有色金屬等。低碳鋼，塑性好的合金鋼以及銅、鋁有色金屬等。 沖壓設(shè)備沖壓設(shè)備剪床和沖床。剪床和沖床。 沖壓的優(yōu)點：操作過程簡便，易于實現(xiàn)機(jī)械化和自動化，生產(chǎn)效率高，成本低。沖壓的優(yōu)點：操作過程簡便，易于實現(xiàn)機(jī)械化和自動化，生產(chǎn)效率高，成本低。 沖壓的缺點：沖模制造復(fù)雜，質(zhì)量要求高。沖壓的缺點：沖模制造復(fù)雜，質(zhì)量要求高。 沖壓的應(yīng)用：適合大

39、批量生產(chǎn)，在汽車、航空、電器、儀表等工業(yè)中應(yīng)用廣泛。沖壓的應(yīng)用：適合大批量生產(chǎn)，在汽車、航空、電器、儀表等工業(yè)中應(yīng)用廣泛。二、沖壓的基本工序二、沖壓的基本工序1分離工序分離工序 分離工序是指使金屬坯料的一部分與另一部分相互分離的工序，如剪切、沖裁分離工序是指使金屬坯料的一部分與另一部分相互分離的工序，如剪切、沖裁（落料、沖孔等）。（落料、沖孔等）。（1）剪切）剪切以兩個相互平行或交叉的刀片對金屬材料進(jìn)行切斷的過程，稱為剪以兩個相互平行或交叉的刀片對金屬材料進(jìn)行切斷的過程，稱為剪切。通常剪切是在剪板機(jī)上進(jìn)行。切。通常剪切是在剪板機(jī)上進(jìn)行。（2）沖裁）沖裁利用沖模將板料以封閉輪廓與坯料分離的沖壓方

40、法，稱為沖裁。利用沖模將板料以封閉輪廓與坯料分離的沖壓方法，稱為沖裁。 落料和沖孔，都屬于沖裁工序，但二者的生產(chǎn)目的不同。落料和沖孔，都屬于沖裁工序，但二者的生產(chǎn)目的不同?！韭淞稀俊韭淞稀渴侵咐脹_裁取得一定外形的制件或坯料的沖壓方法，被沖下的部分為是指利用沖裁取得一定外形的制件或坯料的沖壓方法，被沖下的部分為成品，周邊是廢料；成品，周邊是廢料； 【沖孔】【沖孔】是將沖壓坯內(nèi)的材料以封閉的輪廓分離開來，得到帶孔制件的一種沖壓是將沖壓坯內(nèi)的材料以封閉的輪廓分離開來，得到帶孔制件的一種沖壓方法，被沖下的部分為廢料，而周邊形成的孔是成品。方法，被沖下的部分為廢料，而周邊形成的孔是成品。l 板料的沖裁

41、過程要經(jīng)過板料的沖裁過程要經(jīng)過彈性變形彈性變形、塑性變形塑性變形和和分離分離三個階段的變化。三個階段的變化。2. 成形工序成形工序 成形工序是使坯料的一部分相對于另一部分產(chǎn)生位移而不破裂的工序，如成形工序是使坯料的一部分相對于另一部分產(chǎn)生位移而不破裂的工序，如彎曲、拉深、翻邊、脹形、縮口及擴(kuò)口等。彎曲、拉深、翻邊、脹形、縮口及擴(kuò)口等。 （1）彎曲）彎曲 是指將板料、型材或管材是指將板料、型材或管材在彎矩作用下彎成具有一定曲率在彎矩作用下彎成具有一定曲率和角度的制件的成形方法。和角度的制件的成形方法。 彎曲結(jié)束后，坯料產(chǎn)生的變形由塑性變形和彈性變形兩部分組成。外力去除后，彎曲結(jié)束后，坯料產(chǎn)生的變形由塑性變形和彈性變形兩部分組成。外力去除后，塑性變形保留下來，彈性變形消失，使坯料的形狀和尺寸會發(fā)生與彎曲時變形方塑性變形保留下來，彈性變形消失，使坯料的形狀和尺寸會發(fā)生與彎曲時變形方向相反的變化，從而消