先進(jìn)鍛壓技術(shù)第一頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期五第一節(jié)精密模鍛精密模鍛是在普通模鍛設(shè)備上直接鍛造出形狀復(fù)雜、精度可達(dá)IT10~IT12、表面粗糙度Ra3.2~0.8μm的鍛件的模鍛工藝。精密模鍛鍛件無需或少量進(jìn)行切削加工即可使用，在加工過程中必須采取一系列相應(yīng)的工藝措施。第二頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期五1．工藝流程精密模鍛必須先將原始坯料經(jīng)普通模鍛成為中間坯料，再對(duì)中間坯料進(jìn)行嚴(yán)格的清理，除去氧化皮和缺陷，最后采用無氧化或少氧化加熱后精鍛。錐齒輪精密模鍛的工藝流程為：落料→少、無氧化加熱到1000~1150℃→預(yù)鍛→終鍛→空冷→切邊、清理氧化皮→少、無氧化加熱至700~850℃→精壓→保護(hù)介質(zhì)中冷卻→切邊、檢驗(yàn)→以齒形定位加工軸孔。第三頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期五2．工藝特點(diǎn)（1）需精確計(jì)算原始坯料的尺寸，精確落料。（2）需采用噴砂、酸洗等方法清除坯料表面的氧化皮、脫碳層。（3）需采用少、無氧化方式加熱，以減少坯料表面的氧化和脫碳現(xiàn)象。（4）需采用精度高、剛度好的摩擦壓力機(jī)、曲柄壓力機(jī)或高速模鍛錘等鍛造設(shè)備進(jìn)行鍛造。（5）鍛模精度高，凹模開排氣孔；鍛模上、下模之間需采用導(dǎo)柱、導(dǎo)套，以保證上、下模精確合模。（6）鍛件采用保護(hù)冷卻（如坑冷、介質(zhì)中冷卻等），減少氧化。第四頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期五3．應(yīng)用精密模鍛近年來發(fā)展較快，汽車、拖拉機(jī)中的直齒錐齒輪、飛機(jī)操縱桿、渦輪機(jī)葉片、發(fā)動(dòng)機(jī)連桿及醫(yī)療器械等復(fù)雜零件均采用了精密模鍛技術(shù)。精密模鍛在中、小型復(fù)雜零件的大批量生產(chǎn)中得到了較廣的應(yīng)用。第五頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期五第二節(jié)精密沖載用普通沖裁所得到的工件，剪切斷面比較粗糙，而且還會(huì)產(chǎn)生塌角、毛刺等缺陷，并帶有斜度，工件的尺寸精度較低。精密沖裁是在專用精沖壓力機(jī)或普通壓力機(jī)上使用帶V形齒圈壓板的精密沖裁法，它是在普通沖裁基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種沖裁工藝。精沖件斷面平直、光亮、外形平整，尺寸精度可達(dá)IT5~IT6級(jí)，表面粗糙度Ra值可達(dá)0.8~0.4μm，因此不需進(jìn)行任何加工即可直接使用。第六頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期五精沖時(shí)，齒圈壓板2將板料3壓緊在凹模5表面，V形齒壓人材料，使坯料徑向受到壓縮，當(dāng)凸模下壓時(shí)，板料處于凸模1的下壓力、齒圈壓板2的壓邊力及頂板4的反壓力的共同作用下，此外由于凸、凹模的間隙很小，坯料處于強(qiáng)烈的三向壓應(yīng)力狀態(tài)，提高了材料的塑性，抑制了剪切過程中裂紋的產(chǎn)生，使沖裁過程以接近于純剪切的變形方式進(jìn)行。1——凸模2——齒圈壓板3——板料4——頂板5——凹模第七頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期五第三節(jié)軋制一、縱軋軋輥軸線與坯料軸線互相垂直的軋制方法。有型材軋制、輥鍛軋制等方法。輥鍛軋制將坯料在裝有扇形模塊的一對(duì)相對(duì)旋轉(zhuǎn)的軋輥中間通過，使坯料受壓發(fā)生塑性變形，從而獲得鍛件或鍛坯的鍛壓方法。輥鍛的實(shí)質(zhì)是縱向軋制，根據(jù)工件形狀的復(fù)雜程度，可以一次輥鍛成形，也可以分別在軋輥上的幾個(gè)模槽中輥鍛多次。第八頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期五與模鍛件相比，輥鍛件力學(xué)性能較好，尺寸穩(wěn)定，可節(jié)省材料，但尺寸和形狀精度不高并且只能使截面變小，不能使截面變大，故主要適用于生產(chǎn)長(zhǎng)軸類、長(zhǎng)桿類鍛件或鍛坯。目前，輥鍛工藝已用于制造汽車、拖拉機(jī)的前梁、連桿、傳動(dòng)軸、轉(zhuǎn)向節(jié)以及渦輪機(jī)葉片等零件。第九頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期五二、橫軋軋輥軸線與坯料軸線互相平行的軋制方法。橫軋生產(chǎn)效率高，節(jié)省金屬材料，常用于生產(chǎn)各種類型的齒輪、螺紋。有齒輪軋制、輾環(huán)軋制等方法。齒輪熱軋輾環(huán)軋制第十頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期五三、楔橫軋楔橫軋是一種特殊的橫軋工藝，利用兩個(gè)圓周面上鑲有楔形凸塊，并作同向旋轉(zhuǎn)的平行軋輥，對(duì)軸向送進(jìn)的坯料進(jìn)行軋制的方法。楔橫軋主要靠?jī)蓚€(gè)楔形凸塊壓縮坯料，使坯料徑向尺寸減小，長(zhǎng)度增加。楔形凸塊由三部分組成：楔入部分、展寬部分、精整部分。楔橫軋工件尺寸精度高、表面粗糙度值低，并且生產(chǎn)率高，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)。但軋輥楔形凸塊制造較為困難，故適用于大批量生產(chǎn)軸類毛坯。第十一頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期五四、斜軋軋輥軸線與坯料軸線成一定空間角度的軋制方法。常見的斜軋方式有螺旋斜軋、穿孔斜軋等。螺旋斜軋有鋼球軋制、周期軋制、絲杠冷軋等。兩軋輥相交成一定角度，作同向旋轉(zhuǎn)，軋輥上有多頭圓弧形螺旋槽，圓柱形坯料在軋輥?zhàn)饔孟吕@自身軸線旋轉(zhuǎn)，并沿軸線方向前進(jìn)，在軋輥擠壓下產(chǎn)生連續(xù)變形。鋼球軋制周期軋制第十二頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期五穿孔斜軋主要用于生產(chǎn)無縫鋼管。斜軋工藝廣泛應(yīng)用于鋼球、熱軋麻花鉆、汽車防滑釘、多聯(lián)齒輪以及管類零件或毛坯的生產(chǎn)中。第十三頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期五第四節(jié)多向模鍛將加熱的金屬坯料置于多分模面的組合鍛模中，在多向鍛壓機(jī)上一次行程中，用幾個(gè)沖頭從不同方向同時(shí)或先后對(duì)坯料施加脈沖力，獲得形狀復(fù)雜的精密鍛件。多向模鍛須采用專用多向模鍛壓力機(jī)，在相互垂直或交錯(cuò)的方向加壓第十四頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期五多向模鍛實(shí)際上是以擠壓為主，加閉式模鍛，金屬分布合理，金屬流線完好、理想，力學(xué)性能好，強(qiáng)度一般能提高30%以上，延伸率也有提高。采用擠壓成形的多向模鍛亦稱三維擠壓。多向模鍛采用封閉式鍛模，沒有飛邊槽，鍛件可設(shè)計(jì)成空心或?qū)嵭牡模慵仔冻觯撃Ｐ倍刃。懠雀撸牧系睦寐瘦^高，達(dá)40%~90%以上。毛坯加熱時(shí)抗氧化要求高，毛坯尺寸要求嚴(yán)格，下料需準(zhǔn)確。第十五頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期五第五節(jié)擺動(dòng)輾壓擺動(dòng)碾壓簡(jiǎn)稱擺碾，是利用一個(gè)繞中心軸擺動(dòng)的圓錐形模具對(duì)坯料局部加壓，使其高度減小、直徑增大的成形方法。錐形凸模的軸線與機(jī)床主軸線相交成一定角度（即擺角），當(dāng)主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，凸模繞主軸產(chǎn)生擺動(dòng)，對(duì)坯料進(jìn)行局部碾壓，使坯料整個(gè)截面逐步產(chǎn)生塑性變形。第十六頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期五擺動(dòng)碾壓可以用較小的設(shè)備碾壓出較大的鍛件，產(chǎn)品質(zhì)量高、節(jié)約材料，可實(shí)現(xiàn)近凈成形、凈終成形加工，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，主要用于生產(chǎn)具有回轉(zhuǎn)體的薄盤類鍛件及帶法蘭的半軸類鍛件，如齒輪坯、銑刀坯等。第十七頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期五第六節(jié)液態(tài)模鍛液態(tài)模鍛是將熔融的金屬直接澆注到鍛模模膛內(nèi)，然后在液態(tài)或半固態(tài)的金屬上施加壓力，使之在壓力下充型和結(jié)晶，并產(chǎn)生一定程度的塑性變形，從而獲得所需鍛件的方法。又稱為擠壓鑄造。液態(tài)模鍛時(shí)，先將熔融的金屬液體注入凹模內(nèi)；凸模下行，對(duì)金屬施加壓力，經(jīng)過短時(shí)間保持壓力后，金屬成形，凸模返回，通過頂件裝置頂出鍛件。第十八頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期五第十九頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期五液態(tài)模鍛的模具在使用前需充分預(yù)熱，并涂抹潤滑劑，以便于脫模和減少模具的磨損。在使用過程中，需及時(shí)對(duì)鍛模進(jìn)行冷卻，以防止模具發(fā)生龜裂及變形。液態(tài)模鍛是一種將鑄造工藝與鍛造工藝相結(jié)合的先進(jìn)的凈終成形方法，既具有壓力鑄造工藝簡(jiǎn)單、可生產(chǎn)形狀復(fù)雜、制造成本較低的特點(diǎn)，又具有模鍛件晶粒細(xì)小、內(nèi)部組織緊密、力學(xué)性能好、成形精度高的優(yōu)點(diǎn)。液態(tài)模鍛所需鍛造壓力較小，僅為模鍛壓力的20%，因此，液態(tài)模鍛主要應(yīng)用于生產(chǎn)形狀復(fù)雜并且要求力學(xué)性能高、尺寸精度好的中、小型零件，如柴油機(jī)活塞、儀器儀表外殼等零件。第二十頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期五第七節(jié)超塑性成形一、超塑性成形的條件金屬及合金在特定的組織條件、溫度條件及變形速度下進(jìn)行變形時(shí)，可呈現(xiàn)出異乎尋常的塑性（延伸率δ可超過100%，甚至1000%以上），而變形抗力則大大降低（常態(tài)的1/5左右，甚至更低），這種現(xiàn)象稱為超塑性。超塑性分為細(xì)晶超塑性（又稱恒溫超塑性）和相變超塑性（又稱動(dòng)態(tài)超塑性）等。實(shí)際生產(chǎn)中主要應(yīng)用的是細(xì)晶超塑性。第二十一頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期五1．細(xì)晶超塑性形成的主要條件（1）采用變形和熱處理方法獲得0.2~5μm的超細(xì)等軸晶粒。（2）超塑性成形的溫度控制在(0.5-0.7)T熔（K）。（3）超塑性成形的變形速度應(yīng)控制在10-2~10-5m/s的低形變速率以下。2．相變超塑性形成的主要條件在金屬及合金的相變點(diǎn)附近經(jīng)過多次溫度循環(huán)或應(yīng)力循環(huán)。第二十二頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期五二、工藝特點(diǎn)1．超塑性金屬材料具有極其優(yōu)異的塑性，成形性好。有些無法進(jìn)行常規(guī)鍛壓制造的金屬及合金材料也可采用超塑性成形，從而擴(kuò)大了鍛壓材料的范圍。2．超塑性金屬材料變形抗力很小，可以在噸位較小設(shè)備上鍛壓出較大的制品，并且減少了模具的磨損，延長(zhǎng)了模具的壽命。3．超塑性金屬材料內(nèi)部晶粒細(xì)小、組織均勻、力學(xué)性能較好，并且具有各向同性的特性。4．超塑性金屬材料加工精度高，可獲得尺寸精密、形狀復(fù)雜的制品，是實(shí)現(xiàn)無切屑加工的新途徑。第二十三頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期五三、應(yīng)用1．模鍛和擠壓超塑性模鍛的工藝過程為：先對(duì)金屬或合金進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)處理，以獲取具有微細(xì)晶粒的超塑性毛坯，然后將毛坯在超塑性變形溫度及變形速度的條件下進(jìn)行等溫模鍛，最后對(duì)鍛件進(jìn)行熱處理。超塑性模鍛目前主要應(yīng)用于航天、儀表、模具等行業(yè)中生產(chǎn)高溫合金以及鈦合金等難以加工成形的高精度零件。如高強(qiáng)度合金的飛機(jī)起落架、渦輪盤、注塑模等。第二十四頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期五2．超塑性板料拉深拉深時(shí)需先將超塑性板料的法蘭部分加熱到一定溫度，并在外圍加油壓，即可一次拉深出薄壁深沖件。超塑性板料拉深件的深沖比可為普通拉深件的15倍，且工件壁厚均勻、無凸耳、無各向異性。第二十五頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期五3．板料成形板料成形方法主要有真空成形法和吹塑成形法。