第三章-锻压

第3章锻压锻压锻造冲压应用范围冲压件：电子元器件、轻工产品零件锻件：承受重载或冲击载荷的重要零件第3章锻造概述锻压加工对象钢、有色金属、合金、非金属材料第3章锻造锻造将加热后金属坯料放在锻造设备的上下砧或模具之间，施加锻压力，以获得毛坯或零件的方法自由锻模锻锻造第3章锻造3.1自由锻1、定义：将坯料直接放在上下砧铁之间施以外力，或使用简单的通用工具，使之产生塑性变形的加工方法。2、锻造材料的准备•坯料准备：中小型锻件—型材；大型锻件—钢锭；•坯料加热–目的：提高塑性，降低变形抗力；–锻造温度：始锻温度，终锻温度–加热方法：火焰加热、电加热3自由锻造设备与工具（1）自由锻设备空气锤蒸汽—空气锤机械锤液压锤（节能、环保）（2）自由锻工具大锤、手锤、夹钳、冲子等自由锻工序基本工序辅助工序精整工序4自由锻造工序基本工序：使金属产生一定程度的塑性变形，以达到所需形状及尺寸的工艺过程，完成锻件的基本工艺过程。辅助工序：为基本工序操作方便而进行的预先变形工序。精整工序：为减少锻件表面缺陷而进行的工序。自由锻基本工序墩粗、拔长、冲孔、弯曲、切割、扭转、错移和锻接辅助工序压钳口、压钢锭棱边、切肩精整工序整形第3章锻造•自由锻造基本工序（1）镦粗：–H0/d0=2.5~3;–端面平整且垂直与轴线；–加热温度均匀，终锻温度不能太低，打击力度不能太轻，避免产生不均匀变形。图1镦粗简图•（2）拔长–送进量合理–经常翻转•（3）冲孔图3实心冲头双面冲孔图2拔长简图•(4)弯曲图4弯曲简图5自由锻结构工艺性1.避免有窄槽出现2.避免有圆锥面出现5自由锻结构工艺性3.避免有肋出现4.避免有小凸台出现加大壁厚改为沉头孔5.不允许有特形相贯线改为截平面5自由锻结构工艺性3.2模型锻造1、定义：在高强度金属锻模上预先制出与锻件形状一致的模膛，使坯料在模膛内受压变形的锻造方法。胎模锻固定模锻按锻模分锤上模锻热模锻压力机上模锻平锻机上模锻螺旋压力机上模锻固定模锻2、分类胎模锻：使用自由锻设备按设备分3.2模型锻3、模锻与自由锻比较有以下特点（1）生产率较高（2）锻件尺寸精确（3）可锻出形状复杂锻件（4）操作简便，质量易于控制（5）易实现机械化、自动化生产（6）设备投资大，锻模制造成本高典型模锻件3.2模型锻造4胎模锻造定义：胎模锻造是在自由锻造设备上使用可以移动的模具生产锻件的一种方法。工艺灵活、可制坯、成型，或局部变形、锻造简单的锻件、也可以形成复杂形状锻件。胎膜锻特点：(1)胎模不固定。(2)无需专门模锻设备，锻模简单，加工成本低。(3)工艺灵活，适应性强。(4)劳动强度大，效率低。(5)适用于小型锻件中小批量的生产。•胎膜用途分类制坯整形模：结构简单、形式多样、通用性强;(扣模)成形模：锻件的终锻成形；(合模)切边冲孔模：切除锻件飞边和连边；•胎模分类：1）制坯整形模2）成形模3）切边冲孔模5固定模锻•定义：上、下锻模分别固定在锻压设备的锤头及下砧上的锻造方法•特点1、设备刚度好，导向精度高，还有防止上、下模错移的装置；2、锻件精度高，生产效率高；3、可锻形状复杂的锻件；4、锻造设备、锻模昂贵。5、用于成批大量生产中、小型锻件固定模锻基本结构5固定模锻1—锤头；2—上模；3—上模；4—下模；5—下砧；6—楔；7—键块；8—分模面；9—锻件；10—锤头。6、模锻工艺设计要点1.分模面•要便于模锻件从模膛中取出•上下两模沿分模面的模膛轮廓一致•分模面能使模膛深度最浅x√xx•分模面为平面2模锻斜度6、模锻工艺设计要点3.模锻圆角6、模锻工艺设计要点例分模面aa6、模锻工艺设计要求例模锻斜度6、模锻工艺设计要求例圆角6、模锻工艺设计要求3.3板料冲压（1）定义：利用模具使板料产生分离或成形的加工方法。冷冲压：一般板料厚度4mm,不需加热，热冲压：8～10mm以上时，需加热1、板料冲压（2）三要素：材料、模具、设备3.3板料冲压（3）特点：1）被加工材料有高塑性与高韧性，低的屈强比；2）产品覆盖范围广；3）冲压件刚性好，厚度薄，质量轻，尺寸精度高，表面光洁度高；4）生产率高，成本低，材料利用率高，操作简便，易于实现机械化、自动化生产。3.3板料冲压2、冲压设备：机械压力机和液压机一般常用：剪床：下料用设备，将板料剪成一定宽度的条料，以供冲压之用。冲床：实现冲压工序，制成所需形状和尺寸的产品的设备，最大吨位可达40000kN。冲床规格：以公称压力表示，又称吨位冲压工序成形工序分离工序剪切冲裁拉深胀形弯曲翻边3.3板料冲压3、板料冲压的基本工序(1)分类冲裁：使板料沿封闭轮廓分离(2)分离工序冲裁分为“落料”和“冲孔”两个具体工序落料：利用冲裁取得一定外形地制件或坯料的方法；冲孔：将冲压坯内的材料与封闭的轮廓分离开，得到带孔制件的冲压方法。图8冲裁成形过程①弹性变形阶段②塑性变形阶段③断裂分离阶段冲裁间隙：间隙过大：断面质量差，光亮带小一些，剪裂带和毛刺均较大间隙过小：断面质量好，光亮带增大，但毛刺也增大，模具磨损严重，影响寿命。合理选择模具间隙，主要考虑冲裁件断面质量和模具寿命这两个主要的因素。剪裂带光亮带毛刺冲裁材料示意图1）弯曲：坯料的一部分相对于另一部分弯曲成一定角度的变形工序(3)成形工序弯曲时的纤维方向坯料流线方向：与弯曲线垂直。拉深变形过程在凸模作用下，板料产生塑性变形，被拉入凸模和凹模的间隙中，形成空心零件。2）拉深：利用模具使平板坯料变成开口中空零件的成形工序拉深的质量分析Ⅰ破裂：多发生在直壁与底部的过渡圆角处。Ⅱ起皱：多发生在拉深件的法兰部分，凹模入口区2）拉深：利用模具使平板坯料变成开口中空零件的成形工序过程4、冲压模具一、简单模在压力机的一次行程中，只完成一道工序的模具二、连续模在压力机的一次行程中，在模具的不同部位上同时完成数道冲压工序的模具4、冲压模具三、复合模在压力机的一次行程，在模具的同一位置完成二道以上工序的模具4、冲压模具5、冲压件结构设计要求•冲压件的形状应力求简单、对称，尽可能采用圆形、矩形等规则形状。•冲压件的形状应便于排样，力求做到减少废料，以提高材料利用率5、冲压件结构设计要求•对于形状复杂的冲压件，采用冲-焊结构，先分别冲制若干简单件，然后再焊成整件，以简化冲压工艺，降低成本5、冲压件结构设计要求•冲裁件应避免过长的悬臂和狭槽结构,以防止因凸模过细而在冲裁时折断。5、冲压件结构设计要求设计冲裁件的尺寸时应注意:冲圆孔时,孔径不得小于板料厚度;冲方孔时,孔的边长不得小于0.9s;孔与孔之间或孔与板料边缘的距离不得小于s.5、冲压件结构设计要求•一般对冲压件表面质量的要求不应高于原材料的表面质量，否则要增加切削加工或精饰加工等，使产品成本大为提高。•落料不超过IT10，•冲孔不超过IT9，•弯曲不超过IT9~IT10，•拉深件的高度尺寸精度为IT8~IT10，经整形工序后精度可达IT6~IT7，直径公差为IT9~IT10。