金屬屬性成型工藝.ppt

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1、第三章自由鍛成形第一節(jié)自由鍛的分類第二節(jié)自由鍛工藝方法第三節(jié)自由鍛件變形方案的確定第四節(jié)自由鍛工藝過程的制訂自由鍛成形：利用簡單的工具如平砧、型砧等，在自由鍛設(shè)備的沖擊或壓力作用下，使加熱好的坯料變形獲得所需幾何形狀及性能的鍛件的方法，稱為自由鍛成形。適用場合：單件、小批量生產(chǎn)；大型鍛件生產(chǎn)。優(yōu)點：工藝靈活，適用范圍廣，設(shè)備簡單。缺點：加工余量大，勞動強度高，工作環(huán)境差。自由鍛件的分類自由鍛是通用性很強的工藝方法，它可以鍛造出多種多樣的鍛件，鍛件復(fù)雜程度差別很大，為便于安排生產(chǎn)和制定工藝規(guī)程，應(yīng)按鍛造工藝特點將鍛件分類

2、，即把形狀特征相同，變形過程類似的鍛件歸為一類，按此，自由鍛按工藝特點分為七類：第一節(jié)自由鍛件的分類第Ⅰ類：包括光滑的實心圓柱體和有臺階的實心圓柱體鍛件。這類鍛件包括各種傳動軸、推力軸、機車軸、偏心軸、立柱，其它如螺栓、鉚釘?shù)纫矊儆谶@一類。如圖3-1a。圖3-1a自由鍛件分類圖第Ⅱ類：包括各種實心的矩形斷面鍛件，例如方桿、砧塊、錘頭、模塊、方鐵，各類連桿、搖桿、杠桿等，如圖3-1b。圖3-1b自由鍛件分類圖圖3-1c自由鍛件分類圖第Ⅲ類：包括各種曲軸和曲柄軸如圖3-1c。圖3-1d自由鍛件分類圖第Ⅳ類：包括各種帶孔和不

3、帶孔的盤形鍛件，如圓盤、凸緣盤、汽輪機葉輪、齒輪等3-1d。圖3-1e自由鍛件分類圖第Ⅴ類：包括各種空心鍛件，例如圓環(huán)、空心容器、圓筒、炮筒、汽缸、空心軸等。如圖3-1e。圖3-6自由鍛件分類圖第Ⅵ類：包括各種彎曲的鍛件如各種吊鉤、彎桿、鐵錨、船尾架、船架等如圖3-1f。圖3-7自由鍛件分類圖第Ⅶ類：包括其它各種復(fù)雜形狀的鍛件，例如高壓容器的封頭、十字頭、半角、吊環(huán)螺釘?shù)热鐖D3-1g。第二節(jié)自由鍛工藝方法自由鍛造的工藝方法包括基本工序、輔助工序和修整工序?；竟ば蛴戌叴帧伍L、沖孔、擴孔、彎曲、扭轉(zhuǎn)、錯衣、切割及鍛焊等

4、。輔助工序是配合基本工序使坯料預(yù)先變形的工序，如鋼錠倒棱、分段壓痕、預(yù)壓鉗把等。修整工序安排在基本工序之后，用于修整鍛件的形狀。因此，自由鍛造的工藝順序為：輔助工序-基本工序-修整工序。一、鐓粗鐓粗：使坯料高度減小，橫截面積增大的鍛造工序。局部鐓粗：在坯料局部進行的鐓粗，稱為局部鐓粗。鐓粗的過程：1.坯料高度減小的同時，側(cè)面變成鼓形，如圖3-2所示。2.坯料在鐓粗過程中，分為三個變性區(qū)，如圖3-3所示。第Ⅰ變形區(qū)：受三個方向的壓應(yīng)力。第Ⅱ變形區(qū)：受三個方向的壓應(yīng)力。第Ⅲ變形區(qū)：受兩個方向壓應(yīng)力及一個方向拉應(yīng)力。原因：坯

5、料與上、下砧子接觸的部分降溫快，變形抗力大；坯料上、下端面在徑向方向變形時與砧面存在摩擦。以上原因?qū)е屡髁仙?、下端面變形緩慢?.第Ⅲ變形區(qū)拉應(yīng)力的負面影響：材料塑性差時，側(cè)面容易出現(xiàn)裂紋。4.高徑比：坯料高度H與直徑D之比。（1）H/D≈3時，坯料鐓粗后容易出現(xiàn)雙鼓形。其原因在于，打擊能量首先被坯料上、下兩端金屬吸收，上、下兩端變形大，中間變形小。（2）H/D＞3時，坯料容易產(chǎn)生縱向彎曲。（3）通常，H/D=0.8~2.0。5.適用場合：鍛造盤餅類鍛件；沖孔前增加截面積；平整鍛件；提高鍛造比；提高力學(xué)性能，減小力學(xué)性

6、能的方向性。6.鍛造比：拔長或墩村前后鍛件的截面比或高度比。若經(jīng)過多次鍛造，則總鍛造比為多次鍛造比之和。0-代表鍛造前參數(shù)，1-代表鍛造后參數(shù)。二、拔長拔長：使坯料橫截面積減小而使長度增減的鍛造工序，稱為拔長。拔長按照坯料截面形狀不同分為矩形斷面拔長、圓形斷面拔長和心軸拔長三種。拔長工藝參數(shù)：送進量和壓下量。拔長主要問題：生產(chǎn)率和質(zhì)量。1.矩形截面拔長（1）相對進送量：送進長度l與坯料寬度a之比。（2）絕對進送量：送進長度l與型砧寬度b之比。相對進送量小，金屬沿著軸向流動多；但是過小時，會增加送進次數(shù)。絕對進送量過小時

7、，坯料上部和下部變形大，中間變形小，中間部分受軸向拉應(yīng)力，在拔長錠料或低塑性毛坯時，容易產(chǎn)生橫向裂紋，如圖3~6、3~8所示。絕對送進量較大時，拔長高合金鋼材料并在同一部位反復(fù)重擊，經(jīng)常由于金屬沿著對角線的激烈相對流動，從而產(chǎn)生對角線裂紋。如圖3~9、3~7所示。經(jīng)驗表明，l/h=0.5~0.8較為合適。（3）拔長翻料方法：大坯料，先沿著一面壓一遍；小坯料，可以采用左右90°C來回翻料方法即可。2.圓端面坯料拔長（1）平砧拔長。容易產(chǎn)生裂紋，如圖3~11、3~12、3~13所示。（2）型砧拔長，如圖3~14所示。（3）

8、芯軸拔長，如圖3~15所示。三、沖孔沖孔：將坯料沖出透孔或不通孔的鍛造工序稱為沖孔。（1）走樣：沖孔時毛坯高度減小，外徑上小下大，而且上端凹進，下端凸出的現(xiàn)象，稱為走樣。走樣與D/d有關(guān)，比值越小，走樣越明顯，一般取D/d≈0.3。（2）裂紋。低塑性材料的內(nèi)孔圓角處和外側(cè)表面容易產(chǎn)生裂紋，如圖3-18所示。該種現(xiàn)象與D/d有關(guān)。一