第五节-其它压力加工及先进工艺简介

第五节压力加工先进工艺简介先进工艺特点：1尽量使锻压件的形状接近零件形状，以便达到少、无切削加工的目的，节省材料，合理纤维组织，提高零件机械性能，2具有更高的生产率。3减少变形力，可以小设备干大件。4广泛用电加热，少氧化加热，提高表面质量，改善劳动条件。§1轧锻一纵轧：(看图)轧辊轴线与坯料轴线互相垂直的轧制方法。1辊锻轧制：轧辊上装上圆弧形模块。2辗环轧制：对称扩孔，自动控制尺寸，可轧截面不同件，如火车轮箍二横轧：(看图)轧辊线与坯料轴线平行齿轮轧制：对辗三斜轧：(看图)轧辊线与坯料轴线成一定角度。如：轧钢球，周期性截面变化杆件，冷轧丝杠。四楔横轧：(看图)利用两个外表面镶有楔块，并作同向旋转的平行轧辊轴向送进的坯料进行轧制的方法，称为楔横轧。主要靠两楔块压缩坯料，使坯料径向尺寸减小，长度增加。楔块分三部分组成：楔入部分、展宽部分、精整部分。特点：1）生产率高，每小时可生产千件。2）品精度高，径向公差0.2mm内，长度0.1～1内。3）产品质量好，内部纤维连续，晶粒细化。4）节省原材料。5）设备投资少，模具寿命高，可达10～20万件。6）无冲击，噪音小，易自动化。图5.47辊锻示意图图5.48辗环轧制示意图图5.49横轧示意图图5.50螺旋斜轧示意图§2挤压挤压是坯料在挤压筒中受强大的压力作用而变形的加工方法。一分类：1按金属流动方向分：正挤压：金属流动方向与凸模运动方向相同。反挤压：金属流动方向与凸模运动方向相反。复合挤压：正反挤压同时发生。径向挤压：金属流动方向与凸模运动方向成90°。2按变形温度：热挤压：T＞T再变形抗力小，表面粗糙。冷挤压：T＜T再变形抗力大，表面光洁，组织硬化，强度高。温挤压：介冷热之间，低于T再下某一温度，氧化脱碳少（与热比），变形抗力小（与冷比），中碳钢、合金钢均可挤。3静液挤压：凸模与坯料之间充满液体，凸模通过液体挤坯料，减少摩擦。应用：低塑性材料，如铬、钨等，麻花钻。二特点：1三向压应力，塑↑2零件精度高，粗糙度低，IT6-IT7Ra3.2-0.83形状复杂件，深孔、薄壁、异形断面件。4机械性能高，纤维合理。5节省原材料，生产率高，材料利用可达70%，易自动化。§3拉拔拉拔(看图)：将金属坯料从拉模的模孔中拉出使坯料变形的加工方法。一般常温，故“冷拉”特点：1拉拔产生加工硬化，强度↑硬度↑2受工压---拉应力，变形量大易裂，∴拉前去应力，拉后退火（多道拉拔）3拉拔前清理表面，减少与模具摩擦，提高工件表面质量。4产品精度高，广泛应用各类型材、线材、精铰加工。图5.51拉拔示意图§4精密模锻在模锻设备上锻造出形状复杂、锻件精度高的模锻工艺，精度达IT7，粗糙度Ra3.2～1.6▽5～▽6特点：1精确计算原始坯料的尺寸，严格按坯料质量下料。2精细清理表面，去氧化皮，脱碳层。3无氧化加热，少氧化加热，减少氧化皮。4锻模精度高，导柱、导套、凹模开排气孔。5锻模润滑，冷却（热胀冷缩）。6设备刚度大，精度高。（压力机、高速钻等）7保护冷却，（坑、介质、无焰淬火）少氧化。§5高速锤锻造利用高压气体在极短时间内突然膨胀，推动锤头对击。特点：1打击速度高（12～25m/s，普5～9m/s），变形时间短，充填性好，有热效应，一次形成复杂件。2少、无氧化加热，润滑剂，顶出装置，可锻无斜度、小斜度、无飞边件，Ra3.2—0.8。3流线合理，机械性能↑4适合结构对称件，模具磨损快，寿命↓，单模膛。5对厂房无抗震性要求，设备体积小。§6超塑性成形超塑性(看图)：金属材料在特定条件下可得到极大塑性。1动态超塑性：在材料相变温度或同素异构转变温度附近经过多次温度循环或应力循环，获得超塑性。（应用少）2静态超塑性：低形变速率：ε/=10-2～10-5θ/sε/=Σ/s变形温度：0.5～0.7Tm，细晶：0.5～5μm，拉伸无缩颈应用：1板料冲压，可拉深很深筒。2板料气压成形。3挤压、模锻，如钛合金。特点：1扩大了可锻金属种类。2充模性能好，精度高，余量小～03机械性能均匀一致。（晶粒细）4变形抗力小，充分发挥中小型设备作用。图5.54超塑性板料拉深§7摆动辗压利用一个绕中心轴摆动的圆锥形模具对坯料局部加压的工艺方法。若上模是锥体，可辗成一平面工件。若上模母线是曲线，可辗成表面形状复杂件。特点：1）省力，局部受力变形，小设备干大件。2）可加工薄件，如1mm厚件。3）产品质量高，省材料。4）噪音小，震动小，易自动化。§8多向模锻将加热的金属坯料置于多分模面的组合锻模中，在多向锻压机上一次行程作用下，获得飞边，无斜度或小斜度多向孔穴锻件。实质：挤压为主，加闭式模锻。无飞边，生产率高。§9液态模锻锻铸结合，液态金属浇入下模，用上模加压，使液态金属充满模膛，并在压力下结晶凝固并产生塑性变形，以获得组织致密，性能良好的锻件。特点：1组织致密，性能好。2省去铸件的浇口、冒口。3省力，能加工脆性材料。应用：大批，性能好，中小型件。图5.65爆炸成形