金屬工藝學—3金屬塑性加工(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 模膛 飛邊槽 橋部 倉部 — 形成鍛件基本形狀和尺寸的空腔。 — 容納多余的金屬。 — 增加金屬流動的阻力，促使金屬充滿模膛。 錘上模鍛所用的鍛模 飛邊槽 金屬工藝學 第三篇 金屬塑性加工 2023/3/29 56 單模膛鍛模及其固定 1— 下模 2— 上模 3— 錘頭 4— 模座 5— 上模用楔 6— 上模用鍵 7— 下模用楔 8— 下模用鍵 9— 模座楔 10— 砧座 A— 坯料 B— 變形 C— 帶飛邊的鍛件 D— 切下的飛邊 E— 鍛件 金屬工藝學 第三篇 金屬塑性加工 2023/3/29 57 （ 2）模膛的分類 模膛 模鍛模膛 制坯模膛 預鍛模膛 終鍛模膛 拔長模膛 滾壓模膛 彎曲模膛 切斷模膛 1)預鍛模膛 a、 預鍛模膛的功用 使坯料變形到 接近 于鍛件的形狀和尺寸 , 減少 終鍛變形量 , 以保證終鍛時獲得成形飽滿、無折疊、裂紋或其它缺陷的優質鍛件。 對于形狀簡單或批量不大的模鍛件可不設置預鍛模膛。 金屬工藝學 第三篇 金屬塑性加工 2023/3/29 58 b、預鍛模膛的 特征 預鍛模膛 沒有毛 ( 飛 )邊槽 , 模鍛斜度和圓角半徑較 大 。 c、飛邊槽的 作用 容納多余的金屬 增加充型力 金屬工藝學 第三篇 金屬塑性加工 2023/3/29 59 a、 終鍛模膛的 功用 用來完成鍛件的 最終成形 。 b、終鍛模膛的 特征 終鍛模膛 有毛 (飛 )邊槽 ,模鍛斜度和圓角半徑較 小 。 2)終鍛模膛 終鍛后在孔內留下一薄層金屬，稱為 沖孔連皮 。 金屬工藝學 第三篇 金屬塑性加工 2023/3/29 60 彎曲連桿鍛造過程 彎曲連桿鍛造過程 彎曲連桿模鍛模膛 金屬工藝學 第三篇 金屬塑性加工 2023/3/29 61 胎模鍛 在 自由鍛 設備上，采用不與上、下砧相連接的活動模具生產模鍛件的方法。 胎模鍛 一般采用 自由鍛方法制坯 ，然后 在胎模中成型 。 1）胎模鍛與自由鍛相比 , 胎模鍛件具有 : ? 形狀和尺寸靠模具來保證。 ? 尺寸精度和表面質量高 , 加工余量小。 ? 纖維分布合理 , 內部組織致密 , 鍛件質量較高。 ? 操作簡便 , 生產率較高。 , 胎模鍛具有 : ? 生產工藝適應性較好 , 操作靈活。 ? 胎模結構較簡單 , 制造容易 , 制造周期短 , 成本較低。 ? 不需要昂貴的設備 , 能用小設備鍛制大鍛件 , 適合中小批量生產。 金屬工藝學 第三篇 金屬塑性加工 2023/3/29 62 1. 扣模 胎膜按其結構大致可分為 扣模 、 套模 及 合模 三種類型。 （ 1）用來對坯料進行全部或局部扣形，以生產 長桿類非回轉體鍛件 ； （ 2）為合模鍛造進行制坯； （ 3）用扣模鍛造時坯料不轉動。 金屬工藝學 第三篇 金屬塑性加工 2023/3/29 63 2. 筒模 筒模主要用于鍛造齒輪、法蘭盤等 盤類鍛件 。 金屬工藝學 第三篇 金屬塑性加工 2023/3/29 64 3. 合模 合模由上模和下模組成，并有導向結構，可生產形狀復雜精度較高的 非回轉體鍛件 。 金屬工藝學 第三篇 金屬塑性加工 2023/3/29 65 模 鍛件的結構工藝性 1）必須有一個合理的分模面。 ① 分模面 應保證模鍛件能從模腔中取出來 ； ② 分模面的選擇應使 模膛淺而對稱 ； ③ 分模面的選擇應使鍛件上所加 敷料最少 ； ④ 分模面應最好是 平直面 。 分模面的定義： 上下模鍛在模鍛件上的分界面。 分模面的選擇原則： 金屬工藝學 第三篇 金屬塑性加工 2023/3/29 66 必須有一個合理的分模面 金屬工藝學 第三篇 金屬塑性加工 2023/3/29 67 2） 只對機件配合面進行機加工。 3） 一定要有模鍛斜度和圓角。 金屬工藝學 第三篇 金屬塑性加工 2023/3/29 68 4）外形力求簡單 , 平直和對稱 ,避免零件截面間差別過大 ,例如：薄壁、高筋、凸起等。 金屬工藝學 第三篇 金屬塑性加工 2023/3/29 69 5）在結構設計時應避免有深孔或多孔結構，只能設計余塊，鍛后機械加工成形。 金屬工藝學 第三篇 金屬塑性加工 2023/3/29 70 6）簡化模鍛工藝 , 采用鍛 – 焊組合工藝。 金屬工藝學 第三篇 金屬塑性加工 2023/3/29 71 第二節 錘上模鍛 工藝規程的制定 制訂錘上模鍛工藝規程： （ 1）繪制鍛件圖： （ a）選擇分模面 （ b）確定余量、公差和敷料 （ c）確定模鍛斜度 （ d）確定圓角半徑 （ 2）計算坯料的質量和尺寸 （ 3）模鍛工序的選擇 （ 4）制定修整工序 金屬工藝學 第三篇 金屬塑性加工 2023/3/29 72 第二節 鍛造工藝規程的制定 一、繪制鍛件圖 1）分模面的選擇 ① 分模面 應保證模鍛件能從模腔中取出來 ； ② 分模面的選擇應使 模膛深度小（利于金屬填充和取件） ； ③ 分模面的選擇應使 模膛對稱（易于發現錯模） ； ④ 分模面的選擇應使鍛件上所加 敷料最少 ； 分模面的選擇原則： ⑤ 分模面應最好是 平直面 。 金屬工藝學 第三篇 金屬塑性加工 2023/3/29 73 2）確定加工余量、公差和敷料 加工余量： 1~4mm 公差： ~3mm 1）加工余量 ：在零件加工表面上為機械加工而增加的尺寸。 3）敷料 (余塊 ) :為了簡化零件的形狀和結構、便于鍛造而增加的一部分金屬。 2）公差 ：鍛件的實際尺寸與名義尺寸之間所允許的偏差。 孔徑小于 30mm時，一般不直接鍛出。 金屬工藝學 第三篇 金屬塑性加工 2023/3/29 74 3）設計模鍛斜度 外壁斜度： 5~7 0 內壁斜度： 7~12 0 4）設計模鍛圓角 內圓角： r = ~12mm 外圓角： R=（ 2~3） r 鍛件所有兩平面的交角處都應做成圓角，可以易于充滿模膛，避免尖角處產生裂紋，減緩鍛件外尖角處的磨損。模膛越深，圓角半徑越大。 為方便鍛件脫模，鍛件沿錘擊方向應有一定的斜度。模膛越深，斜度越大。內側斜度比外側稍大些。 金屬工藝學 第三篇 金屬塑性加工 2023/3/29 75 5）確定沖孔連皮 （ 1）孔徑 d大于 25mm的通孔應鍛出，但需留沖孔連皮。 （ 2） 當孔徑 d=30~80mm時，沖出連皮的厚度 s=4~8mm。 （ 3）孔徑 d小于 25mm或孔深大于沖頭直徑 3倍時 ,只壓出凹穴。 模鍛只能鍛出盲孔，不能鍛出通孔。 具有通孔的鍛件，不可能靠上、下模模膛的突起部分將沖孔處的金屬全部擠掉，故終鍛后在鍛件孔內總要留下一層薄金屬，稱 沖孔連皮 。 金屬工藝學 第三篇 金屬塑性加工 2023/3/29 76 上述各參數確定后，便可繪制 鍛件圖 。下圖為齒輪坯的模鍛鍛件圖。雙點劃線為零件輪廓外形，分模面選在鍛件高度的中部。零件輪輻部分不加工，故不留加工余量。圖中內孔中部的兩條水平直線為沖孔連皮切除后的痕跡線。 金屬工藝學 第三篇 金屬塑性加工 2023/3/29 77 ?坯料質量 模鍛件質量 +毛邊質量 +氧化損失 ?坯料截面積 (～ ) 鍛件最大部分截面積 二、計算坯料的質量和尺寸 三、模鍛工序的選擇 1）長軸類鍛件的基本工步 : 拔長 。 滾擠 。 彎曲 。 預鍛 。 終鍛等。 2）餅塊類鍛件的基本工步 : 鐓粗制坯 ( 拔長 。 滾擠 。 打扁 ) 。 終鍛等。 金屬工藝學 第三篇 金屬塑性加工 2023/3/29 78 金屬工藝學 第三篇 金屬塑性加工 2023/3/29 79 切邊 校正 沖孔 四、制訂修整工序 金屬工藝學 第三篇 金屬塑性加工 2023/3/29 80 第十一章 沖壓 板料沖壓： 利用 沖模 對金屬板料施加壓力，使其產生 分離或 變形 獲得所需零件的工藝方法。 板料沖壓一般是在冷態下進行的，所以又叫 冷沖壓 。只有當板厚超過 8～ 10mm時，才采用 熱沖壓 。 板料沖壓具有下列特點： ① 便于實現自動化，生產率很高，操作簡便。 ② 節省原材料，節省能源消耗。 ③ 產品重量輕、強度高、剛性好。 ④ 產品尺寸穩定，互換性好，可以加工形狀復雜的零件 。 金屬工藝學 第三篇 金屬塑性加工 2023/3/29 81 2. 沖床： 板料沖壓生產中的主要設備。 安裝上模具用于沖裁、彎曲、拉深和成形等沖壓工序。 1. 剪床： 把板料剪成一定寬度的條料，以供下一道沖壓工序用的 下料設備。 1）斜刃剪 2）平刃剪 3）圓盤剪 1）開式沖床 2）閉式沖床 板料沖壓的設備主要是 剪床 和 沖床 。 金屬工藝學 第三篇 金屬塑性加工 2023/3/29 82 第一節 分離工序 沖裁： 板料沿封閉輪廓分離的工序 分離工序： 使坯料的一部分相對另一部分產生分離的工序。 板料沖壓的基本工序可分為 分離工序 和 變形工序 兩大類。 一、沖裁 沖裁包括 落料 和 沖孔 兩個具體工序。 成形工序：拉深、彎曲、脹形和翻邊 分離工序：剪切、落料、沖孔和修整 落料 ：被分離的部分為 成品 ，而周邊是 廢料 ； 沖孔 ：被分離的部分為 廢料 ，而周邊是 成品 。 金屬工藝學 第三篇 金屬塑性加工 2023/3/29 83 相同： 模具結構； 坯料變形過程。 問題 ： 沖孔和落料有何異同？ 金屬工