第2章 锻压A.

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1、第二章第二章 锻锻 压压2-1概概 述述 对坯料施加外力，使其产生塑性变形、改变尺寸、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称为锻压。形加工方法称为锻压。 锻压包括锻造和冲压。锻压包括锻造和冲压。一、锻造的特点和分类一、锻造的特点和分类 锻造是在加压设备及工（模）具的作用下，使金属锻造是在加压设备及工（模）具的作用下，使金属坯料或铸锭产生局部或全部的塑性变形，以获得一定几坯料或铸锭产生局部或全部的塑性变形，以获得一定几何形状、尺寸和质量的锻件的加工方法。锻件是指金属何形状、尺寸和质量

2、的锻件的加工方法。锻件是指金属材料经过锻造变形而得到的工件或毛坯材料经过锻造变形而得到的工件或毛坯。锻造具有以下特点：锻造具有以下特点： （1）改善金属的内部组织，提高金属的力学性能。如）改善金属的内部组织，提高金属的力学性能。如能提高零件的强度、塑性和韧性。能提高零件的强度、塑性和韧性。 （2）具有较高的劳动生产率。）具有较高的劳动生产率。 （3）采用精密模锻可使锻件尺寸、形状接近成品零件，）采用精密模锻可使锻件尺寸、形状接近成品零件，因而可大大节约金属材料和减少切削加工工时。因而可大大节约金属材料和减少切削加工工时。 （4）适应范围广。锻件的质量可小至不足一千克，大）适应范围广。锻件的质量

3、可小至不足一千克，大至数百吨；既可进行单件、小批量生产，又可进行大批至数百吨；既可进行单件、小批量生产，又可进行大批量生产。量生产。 （5）不能锻造形状复杂的锻件。）不能锻造形状复杂的锻件。 锻造分为锻造分为自由锻自由锻和和模锻模锻两大类。图两大类。图2-1所示为锻所示为锻造方法示意图。造方法示意图。 自由锻按锻造时工件所受作用力来源不同，又分自由锻按锻造时工件所受作用力来源不同，又分为为手工自由锻手工自由锻与与机器自由锻机器自由锻两种。由于手工自由锻作两种。由于手工自由锻作用力较小且劳动强度大，在现代工业生产中己逐步被用力较小且劳动强度大，在现代工业生产中己逐步被机器自由锻和模锻所替代。机器

4、自由锻和模锻所替代。 图图21 锻造方法示意图锻造方法示意图 a）自由锻）自由锻 b）模锻）模锻二、冲压的特点二、冲压的特点 使板料经分离或成形而得到制件使板料经分离或成形而得到制件的工艺统称为冲压。图的工艺统称为冲压。图22所示为冲所示为冲压方法示意。压方法示意。冲压件是用冲压的方法冲压件是用冲压的方法制成的工件或毛坯。制成的工件或毛坯。冲压具有以下特点：冲压具有以下特点： （1 1）在分离或成形过程中，板料）在分离或成形过程中，板料厚度变化很小，内部组织也不产生变厚度变化很小，内部组织也不产生变 图图22 冲压方法示意图冲压方法示意图化。化。 （2 2）生产效率很高，易实现机械化、自动化生

5、产。）生产效率很高，易实现机械化、自动化生产。 （3 3）冲压制件尺寸精确，表面光洁，一般不再进行加工或按需）冲压制件尺寸精确，表面光洁，一般不再进行加工或按需要补充进行机械加工即可使用。要补充进行机械加工即可使用。 （4 4）适应范围广，从小型的仪表零件到大型的汽车横梁等均能）适应范围广，从小型的仪表零件到大型的汽车横梁等均能生产，并能制出形状较复杂的冲压制件。生产，并能制出形状较复杂的冲压制件。 （5 5）冲压模具精度高，制造复杂，成本高，所以冲压主要适用）冲压模具精度高，制造复杂，成本高，所以冲压主要适用于大批量生产。于大批量生产。 三、压力加工三、压力加工 1、压力加工的概念压力加工的

6、概念 使毛坯材料产生塑性变形或分离且无切屑的加工方法称为压使毛坯材料产生塑性变形或分离且无切屑的加工方法称为压力加工。锻造和冲压都属压力加工范畴。力加工。锻造和冲压都属压力加工范畴。 2 2、压力加工必须具有良好的塑性压力加工必须具有良好的塑性 锻造和冲压所加工的材料应具有良好的塑性，以便在锻压时锻造和冲压所加工的材料应具有良好的塑性，以便在锻压时能产生足够的塑性变形而不被破坏。钢和有色金属都具有一定的能产生足够的塑性变形而不被破坏。钢和有色金属都具有一定的塑性，都可以进行锻压加工，铸铁的塑性一般极差，不能进行锻塑性，都可以进行锻压加工，铸铁的塑性一般极差，不能进行锻压加工。压加工。 2-2

7、金属的加热和锻件冷却金属的加热和锻件冷却一、锻造温度范围一、锻造温度范围 除高塑性金属外，一般可锻金属材料须经加热才能进行锻造。金除高塑性金属外，一般可锻金属材料须经加热才能进行锻造。金属加热的目的是为了提高其塑性，降低变形抗力，并使内部组织均匀。属加热的目的是为了提高其塑性，降低变形抗力，并使内部组织均匀。金属材料的加热是整个锻造工艺过程中的一个重要环节，直接影响产金属材料的加热是整个锻造工艺过程中的一个重要环节，直接影响产品的质量。品的质量。1、始锻温度、始锻温度 始锻温度是指开始锻造的温度。始锻温度是指开始锻造的温度。 一般来说，始锻温度应尽可能高些，这样一方面使金属的塑性提一般来说，始

8、锻温度应尽可能高些，这样一方面使金属的塑性提高，另一方面又可延长锻造的时间。高，另一方面又可延长锻造的时间。 但加热温度过高，超过一定限度时，金属将产生但加热温度过高，超过一定限度时，金属将产生过热过热或或过烧过烧的缺的缺陷，使金属塑性急剧降低，可锻性变差。通常将变形允许加热达到的陷，使金属塑性急剧降低，可锻性变差。通常将变形允许加热达到的最高温度定为始锻温度。一般金属材料的始锻温度应比其熔点低最高温度定为始锻温度。一般金属材料的始锻温度应比其熔点低1002000C。 2、终锻温度、终锻温度 终锻温度是指终止锻造的温度。终锻温度是指终止锻造的温度。 一般来说，终锻温度应尽可能低一些，这样可以延

9、长锻造时间，一般来说，终锻温度应尽可能低一些，这样可以延长锻造时间，减少加热次数。减少加热次数。 但温度过低，金属塑性降低，变形抗力挡大，可锻性同样变差，但温度过低，金属塑性降低，变形抗力挡大，可锻性同样变差，金属还会产生加工硬化，甚至发生开裂。金属还会产生加工硬化，甚至发生开裂。 若终锻温度过高（即在高温时停锻），锻件会因晶粒比较粗大而降若终锻温度过高（即在高温时停锻），锻件会因晶粒比较粗大而降低力学性能。通常将变形允许的最低温度定为终锻温度。低力学性能。通常将变形允许的最低温度定为终锻温度。 3、锻造温度范围、锻造温度范围 锻造温度范围是指锻件的始锻温度到终锻温度的间锻造温度范围是指锻件的

10、始锻温度到终锻温度的间隔。隔。 不同钢材的锻造温度范围不同，图不同钢材的锻造温度范围不同，图23所示为碳素钢的锻造温度所示为碳素钢的锻造温度范围。曲线图中可以看出，含碳量越高的碳素钢，始锻温度越低。范围。曲线图中可以看出，含碳量越高的碳素钢，始锻温度越低。 常用金属材料的锻造温度范围如表常用金属材料的锻造温度范围如表21所示。有色金属合金的锻所示。有色金属合金的锻造温度范围均比碳素钢的锻造温度范围窄。造温度范围均比碳素钢的锻造温度范围窄。 金属变形必须在锻造温度范围内进行，否则，锻件容易开裂或变金属变形必须在锻造温度范围内进行，否则，锻件容易开裂或变形因难。形因难。 4、加热速度、加热速度 加

11、热时坯料表面温度升高的速加热时坯料表面温度升高的速度称为加热速度。短的加热时间内度称为加热速度。短的加热时间内达到合理的始锻温度。达到合理的始锻温度。 对于一些导热性较差的金属材对于一些导热性较差的金属材料（如高碳钢、高合金钢等）或断料（如高碳钢、高合金钢等）或断面尺寸较大的坯料，加热时应先进面尺寸较大的坯料，加热时应先进行低温预热，然后再快速加热；而行低温预热，然后再快速加热；而对一些导热性较好的金属材料如对一些导热性较好的金属材料如低碳钢、低合金钢、有色金属等低碳钢、低合金钢、有色金属等或断面尺寸较小的坯料，则可直接或断面尺寸较小的坯料，则可直接加热。加热。图2-3碳素钢的锻锻造温度二、镦