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锻压530讲解

第八章锻压成形

锻压是对坯料施加外力,使其产生塑性变形、改变尺寸、形状及改善性能,用以制造机械零件、工件或毛坯的成形加工方法,它是锻造与冲压的总称。

锻压能改善金属组织,提高力学性能,重要零件应采用锻件毛坯。

锻压不足之处是不能加工脆性材料(如铸铁)和形状毛坯。

第一节锻压成形工艺基础

一、金属塑性变形的实质

金属在外力作用下首先要产生弹性变形,当外力增大到内应力超过材料的屈服点时,就会产生塑性变形。

锻压成形加工需要利用塑性变形。

金属塑性变形是金属晶体每个晶粒内部的变形和晶粒间的相对移动、晶粒的转动的综合结果。

单晶体的塑性变形主要是通过滑移和孪生的形式实现。

即在切应力的作用下,晶体的一部分相对于另一部分沿着一定的晶面产生滑移,如图8-1所示。

单晶体的滑移是通过晶体内的位错运动来实现的,而不是沿滑移而所有的原子同时作刚性移动的结果,所以滑移所需要的切应力比理论值低得多。

位错运动滑移机制的示意图见图8-2所示。

二、塑性变形对金属组织和性能的影响

1、冷塑性变形后的组织变化金属在常温下经塑性变形,其显微组织出现晶粒伸长、破碎、晶粒扭曲等特征,并伴随着内应力的产生。

2、冷变形强化金属在塑性变形过程中,随着变形程度的增加,强度和硬度提高而塑性和韧性下降的现象称为冷变形强化(也称加工硬化)。

冷变形强化在生产中具有重要的意义,它是提高金属材料强度、硬度和耐磨性的重要手段之一。

但冷变形硬化后由于塑性和韧性进一步降低,给进一步变形带来困难,甚至导致开裂和断裂,冷变形的材料各向异性,还会引起材料的不均匀变形。

3、回复与再结晶冷变形强化是一种不稳定状态,具有恢复到稳定状态的趋势。

当金属温度提高到一定程度,原子热运动加剧,使不规则原子排列变为规则排列,消除晶格扭曲,内应力大为下降,但晶粒的形状、大小和金属的强度、塑性变形不大,这种现象称为回复。

当温度继续升高,金属原子活动具有足够热运动力时,则开始以碎晶或杂质为核心结晶出新的晶粒,从而消除了冷变形强化现象,这个过程称为再结晶。

金属开始再结晶的温度称为再结晶温度,一般为该金属熔点的0.4倍,即

图8-3为冷变形后的金属在加热过程中发生回复与再结晶的组织变化示意图。

通过再结晶后,金属的性能恢复到变形前的水平。

金属在常温下进行压力加工,常安排中间再结晶退火工序。

在实际生产中为缩短生产周期,通常再结晶退火温度比再结晶温度高100~200℃。

再结晶过程完成后,如再延长加热时间或提高温度,则晶粒会产生明显长大,成为粗晶组织,导致材料力学性能下降,使锻造性能恶化。

三、金属的冷变形和热变形

金属在再结晶温度以下进行的塑性变形称为冷变形。

如钢在常温下进行的冷冲压、冷轧、冷挤压等。

在变形过程中,有冷变形强化现象而无再结晶组织。

冷变形工件没有氧化皮,可获得较高的公差等级,较小的表面粗糙度,强度和硬度较高。

由于冷变性金属存在残余应力和塑性差等缺点,因此常常需要中间退火,才能继续变形。

热变形是在再结晶温度以上进行的,变形后只有再结晶组织而无冷变形强化现象。

如热锻、热轧、热挤压等。

热变形与冷变形相比,其优点是塑性良好,变形抗力低,容易加工变形,但高温下金属容易产生氧化皮,所以制件的尺寸精度低,表面粗糙。

金属经塑性变形及再结晶,可使原来存在的不均匀、晶粒粗大的组织得以改善,或将铸锭组织中的气孔、缩松等压合,得到更致密的再结晶组织,提高金属的力学性能。

四、锻造流线及锻造比

热变形使铸锭中的脆性杂质粉碎,并沿着金属主要伸长方向呈碎粒状分布,而塑性杂质则随金属变形,并沿着主要伸长方向呈带状分布,金属中的这种杂质的定向分布通常称为铸造流线。

热变形对金属组织和性能的影响主要取决于热变形的程度,而热变形的大小可用锻造比Y来表示。

锻造比是金属变形程度的一种表示方法,通常用变形前后的截面比、长度比或高度比来计算。

拔长锻造比

镦粗锻造比

式中

——变形前坯料的截面积、长度和高度;

——变形后坯料的截面积、长度和高度。

锻造比愈大,热变形程度愈大,则金属的组织、性能改善愈明显,锻造流线也愈明显。

锻造流线使金属的性能呈各向异性。

当分别沿着流线方向和垂直流线方向拉伸时,前者有较高的抗拉强度。

当分别沿着流线方向和垂直方向剪切时,后者有较高的抗剪强度。

在设计和制造机器零件时,必须考虑锻造流线的合理分布,使零件工作时的正应力与流线方向垂直,并尽量使锻造流线与零件的轮廓相符而不被切断。

图8-4a所示为采用棒料直接切削加工制造的螺栓,受横向切应力时使用性能好,受纵向切应力是埸损坏;若采用图8-4b所示局部镦粗方法制造的螺栓,则其受横向、纵向切应力时使用性能均好。

五、合金的锻造性能

合金的锻造性能是指材料在锻压加工时的难易程度。

若金属及合金材料在锻压加工时塑性好,变形抗力小,则锻造性能好;反之,则锻造性能差。

因此,金属及合金的锻造性能常用其塑性及变形抗力来衡量。

合金的锻造性能主要取决于材料的本质及其变形条件。

1、材料的本质

(1)化学成分不同化学成分的合金材料具有不同的锻造性能。

纯金属比合金的塑性好,变形抗力小,因此纯金属比合金的锻造性能好;合金元素的含量越高,锻造性能越差,因此低碳钢比高碳钢的锻造性能好;相同碳含量的碳钢比合金钢的锻造性能好,低合金钢比高合金钢的锻造性能好。

(2)组织结构金属的晶粒越细,塑性越好,但变形抗力越大。

金属的组织越均匀,塑性也越好。

相同成分的合金,单相固溶体比多相固溶体塑性好,变形抗力小,锻造性能好。

2、变形条件

(1)变形温度随变形温度的提高,金属原子的动能增大,削弱了原子间的引力,滑移所需的应力下降,金属及合金的塑性增加,变形抗力降低,锻造性好。

但变形温度过高,晶粒将迅速长大,从而降低了金属及合金材料的力学性能,这种现象称为“过热”。

若变形温度进一步提高,接近金属材料的熔点时,金属晶界产生氧化,锻造时金属及合金易沿晶界产生裂纹,这种现象成为“过烧”。

过热可通过重新加热锻造和再结晶使金属或合金恢复原来的力学性能,但过热使锻造火次增加,而过烧则使金属或合金报废。

因此,金属及合金的锻造温度必须控制在一定的温度范围内,其中碳钢的锻造温度范围可根据铁-碳平衡相图确定。

(2)变形速度变形速度是指单位时间内的变形量。

金属在再结晶以上温度进行变形时,加工硬化与回复、再结晶同时发生。

采用普通锻压方法(低速)时,回复、再结晶不足以消除由塑性变形所产生的加工硬化,随变形速度的增加,金属的塑性下降,变形抗力增加,锻造性降低。

因此塑性较差的材料(如铜和高合金钢)宜采用较低的变形速度(即用液压机而不用锻锤)成形。

当变形速度高于临界速度时,产生大量的变形热,加快了再结晶速度,金属的塑性增加,变形抗力下降,锻造性提高。

因此生产上常用高速锤锻造高强度、低塑性等难以锻造的合金。

(3)变形方式(应力状态)变形方式不同,变形金属的内应力状态也不同。

拉拔时,坯料沿轴向受到拉应力,其他方向为压应力,这种应力状态的金属塑性较差。

镦粗时,坯料中心部分受到三向压应力,周边部分上下和径向受到压应力,而切向为拉应力,周边受拉部分塑性较差,易镦裂。

挤压时,坯料处于三向压应力状态,金属呈现良好的塑性状态。

实践证明,拉应力的存在会使金属的塑性降低,三向受拉金属的塑性最差。

三个方向上压应力的数目越多,则金属的塑性越好。

第二节自由锻

利用自由锻设备的上、下砧或一些简单的通用性工具,直接使坯料变形而获得所需的几何形状及内部质量的锻件,这种方法称为自由锻。

由于自由锻所用的工具简单,并具有较大的通用性,因而自由锻应用较为广泛。

生产的自由锻件质量可以从1克的小件到300吨的大件。

对于特大型锻件,自由锻是唯一可行的加工方法,所以自由锻在重型工业中具有重要意义。

自由锻不足之处是锻件精度低,生产率低,生产条件差。

自由锻适用于单件小批量生产。

一、自由锻的基本工序

自由锻工序分为基本工序、辅助工序、精整(或修整)工序三大类。

自由锻的基本工序是指锻造过程中使金属产生塑性变形,从而达到锻件所需形状和尺寸的工艺过程。

1、基本工序是使金属材料产生一定程度的塑性变形,以达到所需形状和所需尺寸的工艺过程,如镦粗、拔长、冲孔、切割、弯曲和扭转等,见表8-1。

2、辅助工序是为基本工序操作方便而进行的预先变形工序,如压钳口、压肩、钢锭倒棱等。

3、精整工序是用以减少锻件表面缺陷而进行的工序,如校正、滚圆、平整等。

实际生产中最常用的是镦粗、拔长和冲孔三个基本工序。

二、自由锻工艺规程的制订

制订工艺规程、编写工艺卡片是进行自由锻生产必不可少的技术准备工作,是组织生产过程、规定操作规程、控制和检查产品质量的依据。

其主要内容包括:

1、绘制锻件图锻件图是制定锻造工艺过程和检验的依据,绘制时主要考虑余块、余量和锻件公差。

2、计算坯料质量与尺寸

3、选择锻造工序

自由锻锻造工序的选取应根据工序特点和锻件形状来确定。

一般而言,盘类零件多采用镦粗(或拔长-镦粗)和冲孔等工序;轴类零件多采用拔长,切肩和锻台阶等工序。

一般锻件的分类及采用的工序见表8-1。

表8-1锻件分类及所需锻造工序

锻件类别

图例

锻造工序

盘类零件

镦粗(或拔长-镦粗),冲孔等

轴类零件

拔长(或镦粗-拔长),切肩,锻台阶等

筒类零件

镦粗(或拔长-镦粗),冲孔,在芯轴上拔长等

环类零件

镦粗(或拔长-镦粗),冲孔,在芯轴上扩孔等

弯曲类零件

拔长,弯曲等

三、自由锻锻件的结构设计

自由锻件的设计原则是:

在满足使用性能的前提下,锻件的形状应尽量简单,易于锻造。

1、尽量避免锥体或斜面结构锻造具有锥体或斜面结构的锻件,需制造专用工具,锻件成形也比较困难,从而使工艺过程复杂,不便于操作,影响设备使用效率,应尽量避免,如图8-7所示。

2、避免几何体的交接处形成空间曲线如图8-8a所示的圆柱面与圆柱面相交,锻件成形十分困难。

改成如图8-8b所示的平面相交,消除了空间曲线,使锻造成形容易。

3、合理采用组合结构锻件的横截面积有急剧变化或形状较复杂时,可设计成由数个简单件构成的组合体,如图8-9所示。

每个简单件锻造成形后,再用焊接或机械联接方式构成整体零件。

4、避免加强肋、凸台,工字形、椭圆形或其它非规则截面及外形如图8-10a所示的锻件结构,难以用自由锻方法获得,若采用特殊工具或特殊工艺来生产,会降低生产率,增加产品成本。

改进后的结构如图8-10b所示。

第三节模锻

模锻:

在模锻设备上,利用高强度锻模,使金属坯料在模膛内受压产生塑性变形,而获得所需形状、尺寸以及内部质量锻件的加工方法称为模锻。

在变形过程中由于模膛对金属坯料流动的限制,因而锻造终了时可获得与模膛形状相符的模锻件。

与自由锻相比,模锻具有如下优点:

(1)生产效率较高。

模锻时,金属的变形在模膛内进行,故能较快获得所需形状。

(2)能锻造形状复杂的锻件,并可使金属流线分布更为合理,提高零件的使用寿命。

(3)模锻件的尺寸较精确,表面质量较好,加工余量较小。

(4)节省金属材料,减少切削加工工作量。

在批量足够的条件下,能降低零件成本。

(5)模锻操作简单,劳动强度低。

但模锻生产受模锻设备吨位限制,模锻件的质量一般在150kg以下。

模锻设备投资较大,模具费用较昂贵,工艺灵活性较差,生产准备周期较长。

因此,模锻适合于小型锻件的大批大量生产,不适合单件小批量生产以及中、大型锻件的生产。

模锻按使用的设备不同,可分为:

锤上模锻、压力机上模锻、胎模锻。

一、锤上模锻

上模锻是将上模固定在锤头上,下模紧固在模垫上,通过随锤头作上下往复运动的上模,对置于下模中的金属坯料施以直接锻击,来获取锻件的锻造方法。

模锻工作示意图如图8-11所示。

锤上模锻的工艺特点是:

(1)金属在模膛中是在一定速度下,经过多次连续锤击而逐步成形的。

(2)锤头的行程、打击速度均可调节,能实现轻重缓急不同的打击,因而可进行制坯工作。

(3)由于惯性作用,金属在上模模膛中具有更好的充填效果。

(4)锤上模锻的适应性广,可生产多种类型的锻件,可以单膛模锻,也可以多膛模锻。

由于锤上模锻打击速度较快,对变形速度较敏感的低塑性材料(如镁合金等),进行锤上模锻不如在压力机上模锻的效果好。

二、胎模锻

胎模是一种不固定在锻造设备上的模具,结构较简单,制造容易,如图2-39所示。

胎模锻是在自由锻设备上用胎模生产模锻件的工艺方法,因此胎模锻兼有自由锻和模锻的特点。

胎模锻适合于中、小批量生产小型多品种的锻件,特别适合于没有模锻设备的工厂。

胎模锻工艺过程包括制订工艺规程、制造胎模、备料、加热、胎模锻及后续加工工序等。

在工艺规程制订中,分模面的选取可灵活一些,分模面的数量不限于一个,而且在不同工序中可选取不同的分模面,以便于制造胎模和使锻件成形。

三、压力机上模锻

用于模锻生产的压力机有摩擦压力机、平锻机、水压机、曲柄压力机等,其工艺特点的比较见表8-3。

第四节板料冲压

板料冲压:

利用冲模在压力机上使板料分离或变形,从而获得冲压件的加工方法称为板料冲压。

板料冲压的坯料厚度一般小于4mm,通常在常温下冲压,故又称为冷冲压,简称冲压。

板料厚度超过8~10mm时,才用热冲压。

原材料:

具有塑性的金属材料,如低碳钢、奥氏体不锈钢、铜或铝及其合金等,也可以是非金属材料,如胶木、云母、纤维板、皮革等。

板料冲压的特点:

(1)冲压生产操作简单,生产率高,易于实现机械化和自动化。

(2)冲压件的尺寸精确,表面光洁,质量稳定,互换性好,一般不再进行机械加工,即可作为零件使用。

(3)金属薄板经过冲压塑性变形获得一定几何形状,并产生冷变形强化,使冲压件具有质量轻、强度高和刚性好的优点。

(4)冲模是冲压生产的主要工艺装备,其结构复杂,精度要求高,制造费用相对较高,故冲压适合在大批量生产条件下采用。

一、冲压设备

二、冲压工序

冲压基本工序可分为落料、冲孔、切断等分离工序,和拉深、弯曲等变形工序两大类。

1、分离工序它是使板料的一部分与另一部分分离的加工工序。

(1)切断:

使板料按不封闭轮廓线分离的工序叫切断;

(2)落料:

是从板料上冲出一定外形的零件或坯料,冲下部分是成品。

(3)冲孔:

是在板料上冲出孔,冲下部分是废料。

冲孔和落料又统称为冲裁。

冲裁可分为普通冲裁和精密冲裁。

普通冲裁的刃口必须锋利,凸模和凹模之间留有间隙,板料的冲裁过程可分为三个阶段,如图8-27所示:

板料冲裁时的应力应变十分复杂,除剪切应力应变外,还有拉伸、弯曲和挤压等应力应变,如图8-28所示。

当模具间隙正常时,冲裁件的断面有圆角带、光亮带、剪裂带和毛刺四部分组成。

如果间隙过大,会使得圆角带和毛刺加大,板料的翘曲也会加大;如果冲裁间隙过小,会使冲裁力加大,不仅会降低模具寿命,还会使冲裁件的断面形成二次光亮带,在两个光面间夹有裂纹,这些都会影响冲裁件的断面质量。

因此,选择合理的冲裁间隙对保证冲裁件质量,提高模具寿命,降低冲裁力都是十分重要的。

(4)整修与精密冲裁整修是在模具上利用切削的方法,将冲裁件的边缘或内孔切去一小层金属,从而提高冲裁件断面质量与精度的加工方法,如图8-29所示。

整修可去除普通冲裁时在断面上留下的圆角、毛刺与剪裂带等。

整修余量约为0.1~0.4mm,工件尺寸精度可达IT7~IT6。

2、变形工序变形工序是使坯料的一部分相对于另一部分产生塑性变形而不被破坏的工序,如弯曲、拉深、翻边等。

(1)弯曲工序将金属材料弯曲成一定角度和形状的工艺方法称为弯曲,弯曲方法可分为:

压弯、拉弯、折弯、滚弯等。

最常见的是在压力机上压弯。

(2)拉深拉深是使平面板料成形为中空形状零件的冲压工序。

如图8-30所示。

拉深工艺可分为不变薄拉深和变薄拉深两种,不变薄拉深件的壁厚与毛坯厚度基本相同,工业上应用较多,变薄拉深件的壁厚则明显小于毛坯厚度。

(3)翻边:

将工件上的孔或边缘翻出竖立或有一定角度的直边,如图8-31所示。

(4)胀形:

利用模具使空心件或管状件由内向外扩张的成形方法,如图8-31所示。

(5)缩口:

利用模具使空心件或管状件的口部直径缩小的局部成形工艺,如图8-31所示。

三、冲模

冲模按组合方式可分为单工序模(简单冲模)、级进模(连续冲模)、组合模(复合冲模)三种。

1、简单冲模在一个冲压行程只完成一道工序的冲模,如图8-32所示。

此种模具结构简单,容易制造,适用于小批量生产。

2、连续冲模在一付模具上有多个工位,在一个冲压行程同时完成多道工序的冲模,如图8-33所示。

级进模生产率高,加工零件精度高,适于大批量生产。

3、复合冲模在一付模具上只有一个工位,在一个冲压行程上同时完成多道冲压工序的冲模,如图8-34所示。

复合冲模生产效率高,加工零件精度高,适于大批量生产。

冲压模具的组成:

(1)工作零件使板料成形的零件,有凸模、凹模、凸凹模等。

(2)定位、送料零件使条料或半成品在模具上定位、沿工作方向送进的零部件。

主要有挡料销、导正销、导料销、导料板等。

(3)卸料及压料零件防止工件变形,压住模具上的板料及将工件或废料从模具上卸下或推出的零件。

主要有卸料板、顶件器、压边圈、推板、推杆等。

(4)结构零件在模具的制造和使用中起装配、固定作用的零件,以及在使用中起导向作用的零件。

主要有上、下模座,模柄,凸、凹模固定板,垫板,导柱、导套、导筒、导板螺钉、销钉等。

第五节锻压新工艺简介

随着工业的不断发展,人们对金属塑性成形加工生产提出了越来越高的要求,不仅要求生产各种毛坯,而且要求能直接生产出更多的具有较高精度与质量的成品零件。

其它塑性成形方法在生产实践中也得到了迅速发展和广泛的应用,例如挤压、拉拔、辊轧、精密模锻、精密冲裁等。

一、挤压

挤压是对挤压模具中的金属锭坯施加强大的压力作用,使其发生塑性变形从挤压模具的模口中流出,或充满凸、凹模型腔,而获得所需形状与尺寸制品的塑性成形方法。

1、挤压法的特点:

(1)三向压应力状态,能充分提高金属坯料的塑性,不仅有铜、铝等塑性好的非铁金属,而且碳钢、合金结构钢、不锈钢及工业纯铁等也可以采用挤压工艺成形。

在一定变形量下,某些高碳钢、轴承钢、甚至高速钢等也可以进行挤压成形。

对于要进行轧制或锻造的塑性较差的材料,如钨和钼等,为了改善其组织和性能,也可采用挤压法对锭坯进行开坯。

(2)挤压法可以生产出断面极其复杂的或具有深孔、薄壁以及变断面的零件。

(3)可以实现少、无屑加工,一般尺寸精度为IT8~IT9,表面粗糙度为Ra3.2~0.4。

(4)挤压变形后零件内部的纤维组织连续,基本沿零件外形分布而不被切断,从而提高了金属的力学性能。

(5)材料利用率、生产率高;生产方便灵活,易于实现生产过程的自动化。

2、挤压方法的分类

(1)根据金属流动方向和凸模运动方向的不同可分为以下四种方式:

正挤压金属流动方向与凸模运动方向相同,如图8-35a所示。

反挤压金属流动方向与凸模运动方向相反,如图8-35b所示。

复合挤压金属坯料的一部分流动方向与凸模运动方向相同,另一部分流动方向与凸模运动方向相反,如图8-36a所示。

径向挤压金属流动方向与凸模运动方向成90°角,如图8-36b所示。

(2)按照挤压时金属坯料所处的温度不同,可分为热挤压、温挤压和冷挤压三种方式。

热挤压变形温度高于金属材料的再结晶温度。

热挤压时,金属变形抗力较小,塑性较好,允许每次变形程度较大,但产品的尺寸精度较低,表面较粗糙。

应用于生产铜、铝、镁及其合金的型材和管材等,也可挤压强度较高、尺寸较大的中、高碳钢、合金结构钢、不锈钢等零件。

目前,热挤压越来越多地用于机器零件和毛坯的生产。

冷挤压变形温度低于材料再结晶温度(通常是室温)的挤压工艺。

冷挤压时金属的变形抗力比热挤压大得多,但产品尺寸精度较高,可达IT8~IT9,表面粗糙度为Ra3.2~0.4μm,而且产品内部组织为加工硬化组织,提高了产品的强度。

目前可以对非铁金属及中、低碳钢的小型零件进行冷挤压成形,为了降低变形抗力,在冷挤压前要对坯料进行退火处理。

冷挤压时,为了降低挤压力,防止模具损坏,提高零件表面质量,必须采取润滑措施。

由于冷挤压时单位压力大,润滑剂易于被挤掉失去润滑效果,所以对钢质零件必须采用磷化处理,使坯料表面呈多孔结构,以存储润滑剂,在高压下起到润滑作用。

常用润滑剂有矿物油、豆油、皂液等。

冷挤压生产率高,材料消耗少,在汽车、拖拉机、仪表、轻工、军工等部门广为应用。

温挤压将坯料加热到再结晶温度以下高于室温的某个合适温度下进行挤压的方法,是介于热挤压和冷挤压之间的挤压方法。

与热挤压相比,坯料氧化脱碳少,表面粗糙度较小,产品尺寸精度较高;与冷挤压相比,降低了变形抗力,增加了每个工序的变形程度,提高了模具的使用寿命。

温挤压材料一般不需要进行预先软化退火、表面处理和工序间退火。

温挤压零件的精度和力学性能略低于冷挤压零件。

表面粗糙度为Ra6.5~3.2μm。

温挤压不仅适用于挤压中碳钢,而且也适用于挤压合金钢零件。

挤压在专用挤压机上进行,也可在油压机及经过适当改进后的通用曲柄压力机或摩擦压力机上进行。

二、拉拔

拉拔是在拉力作用下,迫使金属坯料通过拉拔模孔,以获得相应形状与尺寸制品的塑性加工方法,如图8-37所示。

拉拔是管材、棒材、异型材以及线材的主要生产方法之一。

拉拔方法按制品截面形状可分为实心材拉拔与空心材拉拔。

实心材拉拔主要包括棒材、异型材及线材的拉拔。

空心材拉拔主要包括管材及空心异型材的拉拔。

拉拔的特点:

(1)制品的尺寸精确,表面粗糙度小。

(2)设备简单、维护方便。

(3)受拉应力的影响,金属的塑性不能充分发挥。

拉拔道次变形量和两次退火间的总变形量受到拉拔应力的限制,一般道次伸长率在20%~60%之间,过大的道次伸长率将导致拉拔制品形状、尺寸、质量不合格,过小的道次伸长率将降低生产率。

(4)最适合于连续高速生产断面较小的长制品,例如丝材、线材等。

拉拔一般在冷态下进行,但是对一些在常温下塑性较差的金属材料则可以采用加热后温拔。

采用拉拔技术可以生产直径大于500mm的管材,也可以拉制出直径仅0.002mm的细丝,而且性能符合要求,表面质量好。

拉拔制品被广泛应用在国民经济各个领域。

三、辊轧

金属坯料在旋转轧辊的作用下产生连续塑性变形,从而获得所要求截面形状并改变其性能的加工方法,称为辊轧。

常采用的辊轧工艺有辊轧、横轧及斜轧等。

1、辊轧使坯料通过装有圆弧形模块的一对相对旋转的轧辊,受压产生塑性变形,从而获得所需形状的锻件或锻坯的锻造工艺方法,如图8-38所示。

它既可以作为模锻前的制坯工序也可以直接辊锻锻件。

目前,成形辊锻适用于生产以下三种类型的锻件:

扁断面的长杆件,如扳手、链环等;带有头部,且沿长度方向横截面面积递减的锻件,如叶片等;连杆等。

2、横轧轧辊轴线与轧件轴线互相平行,且轧辊与轧件作相对转动的轧制方法,如齿轮轧制等。

齿轮轧制是一种少、无切屑加工齿轮的新工艺。

直齿轮和斜齿轮均可用横轧方法制造,齿轮的横轧如图8-39所示。

在轧制前,齿轮坯料外缘被高频感应加热,然后将带有齿形的轧辊作径向进给,迫使轧辊与齿轮坯料对辗。

在对辗过程中,毛坯上一部分金属受轧辊齿顶挤压形成齿谷,相邻的部分被轧辊齿部“反挤”而上升,形成齿顶。

3、斜轧斜轧又称螺旋斜轧:

斜轧时,两个带有螺旋槽的轧辊相互倾斜配置,轧辊轴线与坯料轴线相交成一定角度,以相同方向旋转。

坯料在轧辊的作用下绕自身轴线反向旋转,同时还作轴向向前运动,即螺旋运动,坯料受压后产生塑性变形,最终得到所需制品。

例如钢球轧制、周期轧制均采用了斜轧方法,如图8-40所示。

斜轧还可直接热轧出带有螺旋线的高

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