锻压加工教学ppt课件

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1、第2章锻压成形MetalForming第1节概述一、金属锻压成形的概念金属锻压成形金属锻压成形是利用外力的作用使金属产生塑性变形，从而获得具有一定形状、尺寸和力学性能的原材料、毛坯或零件的加工方法。金属锻压成形的方式主要有轧制、挤压、拉拔：主要制造板材、型材、管材、线材等原材料；自由锻、模锻：主要用于制造重要的机器零件毛坯（主轴、重要齿轮）；板料冲压：制造各种钣金零件。2.1概述二、金属锻压成形的主要方式1.轧制使金属坯料通过一对回转轧辊之间的空隙而产生塑性变形的成形方法。主要用于各种金属型材、板材和管材的加工。2.1概述二、金属锻压成形的主要方式2.挤压将金属坯料从挤压模

2、孔或间隙中挤出，从而获得毛坯或零件的加工方法。主要用于挤压成形各种金属型材，如管材、圆钢等。2.1概述二、金属锻压成形的主要方式3.拉拔将金属坯料从拉拔模孔中拉出，从而获得所需毛坯或零件的加工方法。主要用于拉拔各种金属线材，薄壁管材和一些异形截面的型材。2.1概述二、金属锻压成形的主要方式4.自由锻造将金属毛坯置于上下砧之间，施加冲击力或压力使坯料变形的一种加工方法。主要用于单件小批生产的锻件毛坯。2.1概述二、金属锻压成形的主要方式5.模型锻造将金属坯料放在锻模模膛内施加冲击力或压力使坯料充满模膛从而获得所需毛坯或零件的加工方法。主要用于成批生产中小型锻件。2.1概述二、

3、金属锻压成形的主要方式6.板料冲压金属板料放在冲压模中，使板料产生切离或变形的一种加工方法。板料冲压方法有剪切、冲裁、拉深、弯曲等。主要用于成批生产各种钣金件。2.1概述二、金属锻压成形的主要方式2.1概述三、金属锻压成形的特点(1)能改善金属的组织，提高力学性能能细化晶粒，消除缺陷，得到致密均匀组织具有连贯的纤维组织，零件机械性能好。(2)材料利用率高(3)生产率高(4)加工精度高(5)不适合加工脆性材料和形状复杂零件2.1概述第2章锻压成形MetalForming第2节锻压工艺基础一、金属的塑性变形金属塑性变形的基本方式有两种：滑移和孪生，最主要的是滑移。2.2锻压工艺

4、基础（a）未变形（b）弹性变形（c）弹塑性变形（d）塑性变形图1-2-2单晶体的变形过程二、金属的加工硬化与回复、再结晶金属塑性变形后组织和性能变化组织变化：晶粒沿金属流动方向伸长，晶格畸变，位错密度增加，产生内应力，产生碎晶。性能变化：强度和硬度↗，塑性和韧性↘加工硬化（冷作硬化）随着变形程度的增加，金属的强度和硬度增加，而塑性和韧性下降的现象。加工硬化可以用于强化金属材料。提高材料的强度、硬度、耐磨性。（滚压、喷丸等）在压力加工中，加工硬化阻碍进一步塑性变形2.2锻压工艺基础二、金属的加工硬化与回复、再结晶回复加热到一定温度，晶粒大小和形状基本不变的情况下，晶格扭曲消除

5、，内应力明显降低或消除，这个过程称为“回复”。此温度称为回复温度：Th≈0.3Tr回复作用不能改变加工硬化金属的晶粒形状和大小，只能使大部分残余应力得以消除，部分消除加工硬化产生的不良影响。2.2锻压工艺基础二、金属的加工硬化与回复、再结晶再结晶温度升高到金属熔点的0.4倍时，金属原子获得更多的热能，则开始以某些碎晶或杂质为核心结晶成新的晶粒，从而消除了全部的加工硬化现象。这个过程称为再结晶。此时的温度称为再结晶温度：T2≈0.4Tr采用加热方法使金属发生再结晶，从而获得良好塑性的方法称为再结晶退火。2.2锻压工艺基础二、金属的加工硬化与回复、再结晶2.2锻压工艺基础金属的

6、回复和再结晶示意图二、金属的加工硬化与回复、再结晶2.2锻压工艺基础图2-3金属加工硬化、回复和再结晶与力学性能的关系三、金属塑性变形分类1.冷变形定义：金属在其再结晶温度之下的塑性变形。冷变形对金属组织和性能的影响形成纤维组织有明显加工硬化冷变形加工具有精度高、表面质量好、力学性能好的特点，广泛应用于板料冲压、冷挤压、冷镦及冷轧等常温变形加工。冷变形变形抗力大，需要较大能量。变形量受限制，多次变形需穿插再结晶退火。2.2锻压工艺基础三、金属塑性变形分类2.热变形定义：金属在其再结晶温度之上的塑性变形。热变形过程中加工硬化和再结晶过程同时发生，变形后无加工硬化现象。金属变形

7、中可保持良好的塑性，做功少，变形量大，并可减少变形次数。热变形尺寸精度低，表面易产生氧化皮且较粗糙。热变形对金属组织和性能的影响(1)杂质呈流线分布(2)使铸坯缺陷得到改善。铸钢锭热变形后，可压合内部的气孔、缩孔和缩松，消除不均匀铸造组织，提高强度和冲击韧性，而且还可使晶粒细化，改善机械性能。2.2锻压工艺基础四、金属的纤维组织和各向异性纤维组织定义：金属塑性变形过程中，晶粒和材料中的非金属夹杂物和枝晶偏析将沿金属流动的方向被拉长，呈纤维状，形成所谓的纤维组织。纤维组织使金属呈各向异性：在纤维流线方向（纵向）的强度