金属材料及工艺---第12章 锻压工艺基础

第12章 锻压工艺基础 锻压是利用外力使金属坯料产生塑性变形，获得所需尺寸、形状及性能的毛坯(mop)或零件的加工方法。 (a) 自由锻 (b) 模锻 (c) 板料冲压(chngy) (d) 挤压 (e) 轧制 (f) 拉拔 图12.1 常用的压力加工(ji gng)方法第一页，共十页。12.1 金属(jnsh)的塑性变形规律12.1.1 塑性变形的实质1. 单晶体塑性变形图12.1.1 单晶体在切应力作用下的滑移(hu y)变形2. 孪生(lunshng)图12.1.2 孪生变形第二页，共十页。3. 位错运动(yndng)图12.1.3 位错运动下的滑移(hu y)变形4. 多晶体塑性变形加工硬化 回复(huf) 再结晶 第三页，共十页。 12.1.2 金属塑性变形时遵循的基本规律1. 最小阻力(zl)定律(a) 圆形截面 (b) 方形截面 (c) 长方形截面 图12.1.4 不同截面金属的流动(lidng)情况2. 塑性变形时的体积(tj)不变规律 12.1.3 冷变形与热变形第四页，共十页。12.2 金属的锻造性能(xngnng) 金属的锻造性能(又称可锻性) 塑性 变形抗力 金属的锻造性能取决于材料的性质(内因)和加工条件(外因)12.2.1 材料性质的影响1. 化学成分2. 金属组织第五页，共十页。12.2.2 加工条件的影响 金属的加工条件一般(ybn)指金属的变形温度、变形速度和变形方式等。1. 变形温度 “过热” “过烧” 2. 变形速度 “热效应” 图12.2.1 碳素钢的锻造温度范围图 图12.2.2 变形(bin xng)速度对金属锻造性能的影响 第六页，共十页。3. 应力(yngl)状态 (a) 挤压 (b) 拉拔(l b) (c) 镦粗 图12.2.3 金属变形时的应力状态 实践证明，在三向应力(yngl)状态下，压应力(yngl)的数目越多，则其塑性越好；拉应力(yngl)的数目越多，则其塑性越差。 第七页，共十页。12.3 锻造比与锻造流线12.3.1 锻造流线 流线型纤维组织（锻造流线） 12.3.2 锻造比(Y) 拔长时：Y =A0/A (A0、A分别表示拔长前后金属坯料的横截面积)； 镦粗时：Y =H0/H (H0、H分别表示镦粗前后金属坯料的高度)。12.3.3 锻造流线的合理分布 在设计和制造易受冲击载荷的零件(ln jin)时，一般应遵循两项原则： (1) 零件工作时的正应力方向与流线方向应一致，切应力方向与流线方向垂直。 (2) 流线的分布与零件的外形轮廓应相符合，而不被切断。第八页，共十页。 (a) 螺钉头 (b) 锻造曲轴 (c) 吊钩 图12.3.1 锻造流线的合理(hl)分布(a)棒料切削(qixio)成形 (b) 扁钢切削(qixio)成形 (c) 棒料镦粗后 (d) 热轧成形 切削成形 图12.3.2 不同成形工艺齿轮的流线组织第九页，共十页。内容(nirng)总结第12章 锻压 工艺基础。12.1.3 冷变形与热变 形。金属的锻造性能取决于材料的性质(内因)和加工条件(外因)。金属的加工条件一般指金属的变形温度、变形速度和变形方式(fngsh)等。实践证明，在三向应力状态下，压应 力的数目越多，则其塑性越好。(1) 零件工作时的正应力方向与流线方向应一致，切应力方向与流线方向垂直。(2) 流线的分布与零件的外形轮廓应相符合，而不被切断第十页，共十页。