《材料成型技术基础》课程教学课件（PPT讲稿）塑性加工成形（三）塑性成形工艺

内容回顾塑性成形的基本原理塑性和变形抗力材料塑性的评价指标？影响材料塑性的因素？合金成分、组织状态、变形温度、应变速率、应力状态塑性成形的分类？冷变形和热变形锻造比和锻造流线自由锻造基本工序？错移下料镦粗拔长冲孔弯曲切割扭转

材料塑性的评价指标？ 自由锻造基本工序？ 影响材料塑性的因素？ 塑性和变形抗力 合金成分、组织状态、变形温 度、应变速率、应力状态 下料 镦粗 拔长 冲孔 弯曲 切割 扭转 错移 塑性成形的基本原理 塑性成形的分类？ 冷变形和热变形 锻造比和锻造流线

思考题1、金属加工硬化是指经冷变性后，其材料的强度升高、塑性也升高的现象。( x)( x)2、锻件经过热处理后可以使锻造流线得以消除。3、对于塑性变形能力较差的合金，为了提高其塑性变形能力，可采用降低变形速度或在三向压应力下变形等措施。(0)4、自由锻控制其高径比（H/D）为1.5~2.5的工序是(C)A拔长；B.冲孔；C.镦粗；D.弯曲;5、纤维组织的出现会使材料的机械性能发生各向异性，因此垂直，所受在设计零件时，应使零件所收剪应力与纤维方向平行拉应力与纤维方向

1、金属加工硬化是指经冷变性后，其材料的强度升高、塑性也 升高的现象。 5、纤维组织的出现会使材料的机械性能发生 ，因此 在设计零件时，应使零件所收剪应力与纤维方向 ，所受 拉应力与纤维方向 。 3、对于塑性变形能力较差的合金，为了提高其塑性变形能力， 可采用降低变形速度或在三向压应力下变形等措施。 4、自由锻控制其高径比（H/D）为1.5~2.5的工序是（ ） A．拔长； B．冲孔； C．镦粗； D．弯曲； 2、锻件经过热处理后可以使锻造流线得以消除。 （ X） （ O） （ X） C 各向异性 垂直 平行

第三节塑性成形工艺 3.1自由锻 自由锻工艺规程 ①绘制锻件图； ②确定变形工序； ③计算坯料的重量和尺寸； ④确定加热温度及冷却方式； ⑤选定锻造设备等

3.1 自由锻 ◆自由锻工艺规程 ① 绘制锻件图； ② 确定变形工序； ③ 计算坯料的重量和尺寸； ④ 确定加热温度及冷却方式； ⑤ 选定锻造设备等

第三节塑性成形工艺3.1自由锻①绘制锻件图加工余量+锻造公差锻件图一零件图+余块+100(o1lp)2绘制方法：45#钢轴（1）用实线画出锻件最终轮廓FTO0toop)(os10)t0（2）用双点划线画出零6件的主要轮廓形状。280±2（3）尺寸线上方或左面350±12(240)(310)5标注锻件尺寸与公差；760±12(680)（4）尺寸线下方或右面自由锻件图示例用圆括号标出零件尺寸。1、3一余块2一台阶 4-机械加1.余量5一凹档

锻件图＝零件图 + 余块+ 加工余量 + 锻造公差 3.1 自由锻 ①绘制锻件图 绘制方法： （1）用实线画出锻件最 终轮廓 （2）用双点划线画出零 件的主要轮廓形状。 （3）尺寸线上方或左面 标注锻件尺寸与公差； （4）尺寸线下方或右面 用圆括号标出零件尺寸。 45#钢 轴

第三节塑性成形工艺3.1自由锻器②确定变形工序锻造变形工序应依据锻件的形状、尺寸、技术要求、生产批量和生产条件等综合考虑。一般来说，盘类锻件以粗为主，轴杆类锻件以拔长为主，空心件肯定要冲孔（大孔还需要进一步扩孔），弯杆少不了弯曲

3.1 自由锻 ②确定变形工序 锻造变形工序应依据锻件的形状、尺寸、技术要求、生 产批量和生产条件等综合考虑。 一般来说，盘类锻件以镦粗为主，轴杆类锻件以拔长为 主，空心件肯定要冲孔(大孔还需要进一步扩孔)，弯杆少 不了弯曲

第三节塑性成形工艺3.1自由锻服各类自由锻件的基本变形工序方案见表2-5图例实例锻件类型锻造工序盘类圆环类锻镦粗、冲孔、齿轮、法兰，中件扩孔、定径套简、圆环锻粗、冲孔、芯简类零件圆简、套筒等棒拔长、滚圆主轴、转动轴七拔拨长、压肩、轴类零件等滚圆拨长、压肩、E连杆等杆类零件D修整、冲孔CEO曲轴、偏心轴拔长、错移、压曲轴类零件等000肩、扭转、滚圆吊钩、轴瓦u弯曲类零件拔长、弯曲该、弯杆等

3.1 自由锻 锻件类型 图例 锻造工序 实例 盘类圆环类锻 件 镦粗、冲孔、 扩孔、定径 齿轮、法兰、 套筒、圆环 筒类零件 镦粗、冲孔、芯 棒拔长、滚圆 圆筒、套筒等 轴类零件 拔长、压肩、 滚圆 主轴、转动轴 等 杆类零件 拔长、压肩、 修整、冲孔 连杆等 曲轴类零件 拔长、错移、压 肩、扭转、滚圆 曲轴、偏心轴 等 弯曲类零件 拔长、弯曲 吊钩、轴瓦 该、弯杆等 锻件类型 图例 锻造工序 实例 盘类圆环类锻 件 镦粗、冲孔、 扩孔、定径 齿轮、法兰、 套筒、圆环 筒类零件 镦粗、冲孔、芯 棒拔长、滚圆 圆筒、套筒等 轴类零件 拔长、压肩、 滚圆 主轴、转动轴 等 杆类零件 拔长、压肩、 修整、冲孔 连杆等 曲轴类零件 拔长、错移、压 肩、扭转、滚圆 曲轴、偏心轴 等 弯曲类零件 拔长、弯曲 吊钩、轴瓦 该、弯杆等 锻件类型 图例 锻造工序 实例 盘类圆环类锻 件 镦粗、冲孔、 扩孔、定径 齿轮、法兰、 套筒、圆环 筒类零件 镦粗、冲孔、芯 棒拔长、滚圆 圆筒、套筒等 轴类零件 拔长、压肩、 滚圆 主轴、转动轴 等 杆类零件 拔长、压肩、 修整、冲孔 连杆等 曲轴类零件 拔长、错移、压 肩、扭转、滚圆 曲轴、偏心轴 等 弯曲类零件 拔长、弯曲 吊钩、轴瓦 该、弯杆等 各类自由锻件的基本变形工序方案见表2-5

第三节塑性成形工艺3.1自由锻器③计算坏料的重量和尺寸(1+8)mo=(md+m.+mg）式中mo-毛坏重量（kg）md-锻件重量（kg）mc-冲孔芯料重量量(kg)mg-切除料头重量（kg）8-烧损率，燃料加热一般取2%~3%，电加热取0.5%~1%

3.1 自由锻 m0=（md+mc+mq）（1+δ） 式中 m0 -毛坯重量（kg） md -锻件重量（kg） mc -冲孔芯料重量（kg） mq -切除料头重量（kg） δ-烧损率，燃料加热一般取2％~3％，电加热取 0.5%~1%。 ③计算坯料的重量 和尺寸

第三节塑性成形工艺3.1自由锻日尺寸③计算坏料的重量和根据算出的坏料重量可算出坏料的体积，坏料的尺寸则取决于第一工序的性质。若是粗，则坏料的高径比不应超过2.5（以免弯），但要大于1.25（使下料方便）；若是拔长，则按锻件的最大截面（最小变形）处满足锻造比要求来选择坏料尺寸。最后所确定的坏料直径或边长应为标准值（市场可买到）再按体积计算坏料的长度，即：Lo=Vo/F。= 4 Vo/πD2采用钢锭为坏料的大型锻件，则根据算出的坏料重量选取标准钢锭

3.1 自由锻 ⚫ 根据算出的坯料重量可算出坯料的体积，坯料的尺寸则 取决于第一工序的性质。 ⚫ 若是镦粗，则坯料的高径比不应超过2.5（以免镦弯）， 但要大于1.25（使下料方便）； ⚫ 若是拔长，则按锻件的最大截面（最小变形）处满足锻 造比要求来选择坯料尺寸。 ⚫ 最后所确定的坯料直径或边长应为标准值(市场可买到）， 再按体积计算坯料的长度，即： L0＝V0/F0 ＝ 4 V0/D0 2 采用钢锭为坯料的大型锻件，则根据算出的坯料重量选 取标准钢锭。 ③计算坯料的重量和 尺寸

第三节塑性成形工艺3.1自由锻④确定加热温度及冷却方式：（1）锻造温度范围：对于45号钢始锻温度：1200℃，终锻温度：800℃2）加热：箱式加热炉（煤、油或电能）可将冷的坏料直接送入高温的加热炉中，提高生产率。（3）冷却：空冷：Wc≤0.5%的碳钢及W.≤0.3%的低合金钢中、小锻件一般采用空冷

3.1 自由锻 ④确定加热温度及冷却方式； （1）锻造温度范围：对于45号钢 始锻温度：1200℃，终锻温度：800℃ （2）加热：箱式加热炉（煤、油或电能） 可将冷的坯料直接送入高温的加热炉中，提高生产率。 （3）冷却：空冷： WC≤0.5%的碳钢及WC≤0.3%的低合金钢中、小锻件一般 采用空冷

第三节塑性成形工艺3.1自由锻T5选定锻造设备（1）选择依据：锻件重量、类型和尺寸。设备吨位大小要适当，既不能造成能量的过分浪费，又要保证锻件能充分锻透。（2）确定方法：理论计算法和查表法。目前生产中比较实用的是查表法，可根据锻件大小和形状查表选择锻锤的吨位。工艺设计还包括选用工夹具、确定加热设备、制定加热及冷却规范、热处理工艺等内容，最终需将设计结果填写在工艺卡片上

3.1 自由锻 （1）选择依据：锻件重量、类型和尺寸。 设备吨位大小要适当，既不能造成能量的过分浪费，又 要保证锻件能充分锻透。 （2）确定方法：理论计算法和查表法。 目前生产中比较实用的是查表法，可根据锻件大小和形 状查表选择锻锤的吨位。 工艺设计还包括选用工夹具、确定加热设备、制定加热 及冷却规范、热处理工艺等内容，最终需将设计结果填写 在工艺卡片上。 ⑤选定锻造设备