工程材料及成形工艺

姜敏凤宋佳娜等

目录

  • 1 第一部分 绪论
    • 1.1 课程简介
    • 1.2 学习指南
  • 2 第二部分  工程材料
    • 2.1 工程材料基本知识
    • 2.2 铁碳合金
    • 2.3 钢的热处理
    • 2.4 合金钢
    • 2.5 铸铁
    • 2.6 有色金属与粉末冶金材料
    • 2.7 非金属材料
  • 3 第三部分 毛坯成形
    • 3.1 铸造
    • 3.2 锻压
    • 3.3 焊接
  • 4 第四部分 零件材料与毛坯选择
    • 4.1 材料与毛坯选择原则
    • 4.2 典型零件的材料与毛坯选择与工艺路线
锻压
  • 1 教学内容
  • 2 PPT课件(锻压)
  • 3 资源
  • 4 单元练习
第十章  锻压成形

第一节 锻压概述

一、锻压成型的实质

塑性变形、成形、性能改变

二、锻压成形特点及应用

性能好,用于重要零件的毛坯生产

成形困难,适应性差

第二节 金属的锻造性能

一、金属塑性变形原理

位错移动  滑移  塑性变形

二、冷塑性变形

加工硬化  内应力  

三、回复与再结晶

再结晶温度:T=0.4T熔   (K)

回复:去除内应力,保留加工硬化

再结晶:消除加工硬化

四、热塑性变形

流线组织 

性能各向异性、性能改善  

零件中流线的合理分布

例:吊钩中的流线

    曲轴中的流线

    齿轮坯中的流线(型材直接加工、镦粗毛坯、热轧齿轮)

五、冷塑性变形和热塑性变形的差异

组织差异、力学性能差异、表面质量差异

设备、成本差异

六、金属的锻造性能及其影响因素

1.锻造性能的概念:塑性和变形抗力 

2.影响锻造性能的因素:成分、组织、工艺条件

小结:1)冷变形(加工硬化、去应力、再结晶)、热变形(热加工流线性能各向异性)2)锻造性能:变形抗力、塑性

第三节  锻造工艺过程

一、加热 

1.锻造温度范围

始锻温度  终锻温度                 

加热时易出现的缺陷:氧化 脱碳 过热 过烧

二、成形

锻造设备:空气锤、蒸气功-空气锤、压力机

成形方法:自由锻、模锻、胎模锻

1.自由锻

基本工序:镦粗、拔长、冲孔 、切割、错移、弯曲、锻接

举例:轴类零件

      盘类零件

      环类零件                                        

自由锻特点及应用: 机动灵活、不用模具、效率低、精度低。 用于单件、小批生产

2.模锻

热锻模

材料:5CrNiMo、5CrMnMo等

种类:单模膛、多模膛等           

模锻方法:锤上模锻、曲柄压力机模锻、摩擦压力机模锻……                     

特点:效率高、精度高,主要用于大批量生产。

3.胎模锻

胎模种类:合模、摔模、套筒模、扣模

胎模锻特点:精度和生产率介于上两种方法之间       

三、冷却、检验与热处理

空冷  坑冷  堆冷  炉冷

小结:自由锻、模锻、胎模锻工艺的特点及应用

第四节 自由锻工艺设计简介

一、绘制锻件图

锻件图的画法:用粗实线表示锻件外形、用假想线表示零件

锻件图上的尺寸标注:锻件尺寸在线的上方;零件尺寸在线的下方,并用圆括号表示

1.锻件加工余量和公差

2.余块

二、计算坯料的质量和尺寸

1.坯料质量

坯料质量=锻件质量+氧化损失+截料损失

2.坯料尺寸  

镦粗: 园坯料   D0=(0.8~1.0)3 V坯

       方坯料   L0=(0.74~0.93)3 V坯

拔长:圆坯料:  D0= 4S坯/π

      方坯料:  L0= S坯

三、确定变形工序

四、确定锻造温度范围、冷却和热处理规范

五、举例:台阶轴

第五节 锻件的结构工艺性分析

一、对材料的要求

wc<0.65%的碳素钢塑性好、变形抗力低、锻造温度范围宽,能够锻出形状复杂、肋较高、腹板较薄、圆角较小的锻件

二、自由锻件的结构

避免出现倾斜结构

避免曲面相交避免锻肋,避免凸台

3.模锻件的结构

便于充满模膛、便于起模、便于模具制造及延长模具寿命、合理的分模面

4.举例

小结:读锻件图

锻件结构分析