塑性成形技术重点内容

第一部分绪论 一、 塑性成形工艺分类 1一次塑性加工：

轧制、挤压、拉拔等工艺，是生产型材、板材、线材、管材的加工方法。 2二次塑性加工：

以一次塑性加工获得的型材、板材、线材、管材、棒材为原材料进行再次塑性成形——冲压、锻造。

第二部分冲压工艺 一、冲压加工三要素： 1冲压设备 2模具 3原材料

二、冲压工艺分类： 1按变形性质分：

⑴分离工序——被加工材料在外力作用下产生变形，当作用在变形部分的应力达到了材料的抗剪强度，材料便产生剪裂而分离，从而形成一定形状和尺寸的零件。

⑵成形工序——被加工材料在外力作用下仅仅产生塑性变形，得到一定形状和尺寸的零件，这些冲压工序统称成形工序。 2按变形方式分：冲裁、弯曲、拉深、成形。 3按工序组合形式分： ⑴复合冲压 ⑵连续冲压

⑶连续-复合冲压

三、板料力学性能与冲压成形性能的关系 1两种失稳状态：

⑴拉伸失稳——板料在拉应力作用下局部出现缩颈或断裂。 ⑵压缩失稳——板料在压应力作用下出现起皱。

2衡量冲压成形性能的标准——破裂性、贴模性、定形性。 ⑴冲压成形性能——板料对冲压成形工艺的适应能力。

⑵贴模性——板料在冲压过程中取得与模具形状一致性的能力。 影响贴模性的因素是起皱、塌陷。

⑶定形性——零件脱模后保持其在模内既得形状的能力。 影响定形性的主要因素是回弹。 3板平面各向异性指数△γ

△γ↑，表示板平面内各向异性↑，拉深时在零件端部出现不平整的凸耳现象，必须进行修边处理。

第三部分 锻造工艺 第一章 热锻（P239）

一、锻造分类

1按变形温度：热锻、温锻、冷锻 2按作用力来源： ① 手工锻造

② 机械锻造：自由锻 模锻 胎膜锻 特种锻造

胎膜锻——在自由锻设备上采用活动模具成形锻件的方法。

二、锻前加热(P242)

1目的：↑塑性，↓变形抗力，使之易于流动成形并获得良好的锻后组织。 2加热方法： ⑴火焰加热

⑵电加热：①感应电加热②接触电加热③电阻炉加热 ⑶少无氧化加热：

精锻生产中，实现少无氧化加热的加热方法：

① 快速加热 ②介质保护加热 ③少无氧化火焰加热 三、锻造温度范围选择原则（P245~246）

1始锻温度T始：AE线以下150~250℃，尽可能高，但不能过高 2终锻温度T终： ① 碳钢：T终≧A1线

② 亚共析钢：T终=A3+15~50℃（800℃左右），尽可能低，但不能过低 ③ 共析钢和过共析钢： A1+50~70℃≤T终≤Acm线

参见P246图9-9

四、加热缺陷（P247）

1氧化：生成氧化铁（氧化皮） 2脱碳：表面含碳量↓，变软 3过热：强度和韧性↓

定义：当毛坯加热温度超过始锻温度或毛坯在高温下停留时间过长，都会

引起奥氏体晶粒迅速长大，即过热。

4过烧：晶界脆化（不允许出现）

定义：当毛坯加热温度接近熔点，晶间低熔点物质开始熔化，氧化性气体

浸入晶界，破坏了晶体间的联系，即过烧。

5内部裂纹：受力不均，应力作用引起（不允许出现） 五、加热规范(P248)

1 对尺寸小、塑性好、导热性高、热膨胀系数小的材料可以高温装炉；否则为避免出现温度应力而产生裂纹，低温装炉。

2 对导热性很差的高碳钢，高合金钢或断面尺寸较大的钢锭：产生裂纹的可能性较大，需要低温预热，提高塑性和消除产生裂纹的危险性，方可用最大的，技术上所能达到的加热速度来加热。（采用炉冷进行冷却） 3 对导热性较好的低碳钢，低合金钢或断面尺寸较小的钢锭：可不经

加热，直接装入炉温≥始锻温度的炉内，以最大的加热速度进行加热。（采用空冷进行冷却）

问题：过共析钢为什么要严格控制终锻温度T终？如何控制过热和过

烧？

答：⑴原因：

①如果T终≥Acm线，锻后冷却过程中，会析出二次网状渗碳体，力学性能↓；

②如果A1线≤T终≤Acm线，由于塑性变形的机械破碎作用，可使二次网状渗碳体呈弥散状。

⑵过热：使毛坯加热温度≤T始，而且毛坯在高温下停留时间不能过长。 过烧：T始在始熔线（AE线）以下150~250℃，不能过高。

第二章 自由锻工艺（P250）

一、自由锻工序分类：基本工序，辅助工序，修整工序 二、基本工序分析

1镦粗：横向力学性能指标要求较高

毛坯镦粗前后的高度比—镦粗比（锻比） KH=H。／H

2拔长：纵向力学性能指标要求较高

毛坯拔长前后的截面积之比（锻比） KL=A。/A

3镦粗和拔长同时做：横向和纵向力学性能指标均要求较高 4 ⑴锻比的影响：

锻比过大，形成纤维组织，横向力学性能（塑性、韧性）急剧下降，导致各向异性；

锻比过小，锻件达不到性能要求。 ⑵设计原则：

① 最大拉应力“+”∥纤维方向； ② 最大切应力“-”⊥纤维方向； ③ 轮廓与纤维方向相符不被切断。 三、工艺规程(P260)

绘制锻件图考虑因素：加工余量、锻造公差、锻造余块

1 加工余量：锻件表面留有供机械加工用的金属层。

2锻造公差：在实际锻造生产中，由于各种因素的影响，锻件的实际尺寸不可能达到锻件的公称尺寸，允许有一定限度的误差。锻造公差≈加工余量的1／4～1／3

3锻造余块：为了简化锻件外形或根据锻造工艺需要，在零件的某些地方添加一部分﹥余量的金属。

第三章 锤上模锻工艺（P269）

一、模锻锤分类：

蒸汽空气模锻锤、无砧座锤、高速锤、液压模锻锤 二、模锻件图的制定(P271) 1加工余量与公差：

① 加工余量：（1～4）㎜或（0．4～5）㎜；

② 尺寸公差：±0．3～3㎜

③ 加余块：影响起模时加余块；加余块机械加工精度易保证 2模锻斜度α

模锻斜度α——为了便于将成形后的锻件从型腔中取出，锻模侧壁必须做成一定的斜度。

内斜度比外斜度大一级 3圆角半径

圆角半径——为了便于金属在型腔内流动，避免锻件产生折伤并保持金属流线的连续性，提高锻模使用寿命，必须把锻件上所有尖锐棱角做成圆弧，圆弧的半径叫做圆角半径。 R内=（2～3）r外 4冲孔连皮

⑴定义：具有通孔的零件，在模锻时不能直接锻出通孔，仅能冲出一个盲孔，

即孔内还留有一层具有一定厚度的金属层。

⑵作用：

①使锻件更接近于零件形状，减少金属消耗，缩短机加工工时； ② 可以减轻锻模的刚性接触，起缓冲作用，避免锻模的损坏。 三、终锻型腔的设计(P273)

冷锻件图——用于锻件的检验 热锻件图——用于锻模设计与加工

1热锻件图的绘制

⑴收缩率：一般取1．5％ ⑵设计飞边槽(P275) 作用：

①容纳多余的金属，确保锻件高度尺寸 ②增加金属流入型腔的阻力，更好充型

③起缓冲作用，减轻上下模打击，提高锻模寿命 ④容易切边 ⑶设计冲孔连皮 2钳口(P276) 作用：

①放置钳子夹持毛坯

②浇型检验型腔时，钳口可作浇型的浇口 四、预锻型腔的设计

模锻工步的选择(P279)