1、1. 了解锻造的种类；了解锻造的种类； 2. 掌握掌握锻造成型方法及工艺锻造成型方法及工艺； 3. 掌握掌握薄板冲压成形工艺 ， 包括各种成形薄板冲压成形工艺 ， 包括各种成形 模具结构、基本工序和典形零件的工艺模具结构、基本工序和典形零件的工艺 制定制定 。
本章重点：本章重点： 塑性成形塑性成形（plasticity forming） 在外力作用下 ， 金属发生在外力作用下 ， 金属发生塑性变形塑性变形 ，从而获得具有一定从而获得具有一定形状形状、尺寸尺寸、组织组织和和力学性力学性 能能的的工件工件的生产方法 ， 又叫的生产方法 ， 又叫塑性加工塑性加工或或压力加压力加 工工 。
常见的塑性成形方法常见的塑性成形方法 。

2、： 锻造、冲压、挤压、轧制、拉拔等 。
锻造、冲压、挤压、轧制、拉拔等 。
上砧铁上砧铁 下砧铁下砧铁 坯料坯料 自由锻模锻 冲压 轧制 拉拔 1.可实现无屑加工；可实现无屑加工； 2.产品力学性能好 ， 尺寸精度高；产品力学性能好 ， 尺寸精度高； 3.自动化程度高 ， 生产率高自动化程度高 ， 生产率高;
4.材料利用率高 ， 产品范围广泛 。
材料利用率高 ， 产品范围广泛 。
塑性加工特点塑性加工特点: : 塑性成形广泛应用于机械制造、汽拖、容器、塑性成形广泛应用于机械制造、汽拖、容器、 造船、建筑、包装、航空航天工业部门 。
造船、建筑、包装、航空航天工业部门 。
大多数金属和合金均有一定的塑性 ， 可进行各大多数金属和合金均有 。

3、一定的塑性 ， 可进行各 种塑性加工 。
种塑性加工 。
2.2.1 锻造流线与锻造比锻造流线与锻造比 1.锻造流线锻造流线 热锻后金属组织具有一定的方向性 ， 通常称为锻造流热锻后金属组织具有一定的方向性 ， 通常称为锻造流 线 。
线 。
在设计和制造机械在设计和制造机械 零件时 ， 为得到较高的力学性能 ， 零件时 ， 为得到较高的力学性能 ，必须考虑锻造流线的合理分布 。
必须考虑锻造流线的合理分布 。
2.锻造比锻造比 锻造比是指被锻造的工件在变形前后的截面面积比、锻造比是指被锻造的工件在变形前后的截面面积比、 长度比或高度比 。
长度比或高度比 。
在进行锻造时 ， 应按零件的力学性能要求选择锻造比 。
在进行锻造时 ， 应按零件的力学性能 。

4、要求选择锻造比 。
一、金属的可锻性（塑性加工性能）一、金属的可锻性（塑性加工性能） 定义：定义：金属断崖难易程度的工艺性能 。
金属断崖难易程度的工艺性能 。
衡量指标：衡量指标：金属的塑性和变形抗力 。
塑性金属的塑性和变形抗力 。
塑性 ， 变形抗力变形抗力 ， 可锻性 ， 可锻性 。
1.加热目的 加热目的是指提高金属的塑性 ， 降低变形能力 ， 以改善 其可锻性 ， 获得良好的锻后组织 。
2.锻造温度范围 大谤范围是指锻件由始锻温度到终锻温度之间的温度间 隔 。
3.烧损与脱碳 烧损是指钢件在加热过程中因氧化铁皮脱落而造成的损 失 。
脱碳是指钢件在加热过程中其表层的碳因氧化而损失 。
4.过烧与过热 过热是指将金属加热到过高温度 。

5、或高温下保温时间过长 而引起晶粒粗大现象 过烧是指加热温度超过始锻温度过多 ， 使晶粒边界出现 氧化及熔化现象 。
定义：利用冲击力或压力使金属在上、下两个抵铁之间产生塑性变形 ， 从而得到 所需锻件的锻造方法 。
a) a) 自由锻 b) b) 胎模锻 c) c) 模锻 d) d) 锻件实例 一一. .自由锻自由锻 1、回顾自由锻的特点、回顾自由锻的特点 （1）坯料变形时 ， 只有部分表面受到限）坯料变形时 ， 只有部分表面受到限 制 ， 其余可自由流动；制 ， 其余可自由流动； （2）所用设备及工具简单 ， 适应性强 ， 锻）所用设备及工具简单 ， 适应性强 ， 锻 件重量不受限制；件重量不受限制； （3）由人工控制锻件的形状和尺寸 。

6、 ， 锻）由人工控制锻件的形状和尺寸 ， 锻 件的精度低 ， 生产率低；件的精度低 ， 生产率低； （4）适用于单件小批生产 ， 也是大型锻）适用于单件小批生产 ， 也是大型锻 件的唯一锻造方法 。
件的唯一锻造方法 。
2、自由锻的方法、自由锻的方法 （1）手工锻造）手工锻造 （2）机器锻造）机器锻造 a）锻锤自由锻）锻锤自由锻 利用冲击力使坯料产生塑性变形利用冲击力使坯料产生塑性变形 常用设备有：常用设备有： 空气锤 ， 锻件重量范围是空气锤 ， 锻件重量范围是50-1000公斤；公斤； 蒸汽蒸汽-空气锤 ， 锻件重量范围是空气锤 ， 锻件重量范围是20-1500公斤 。
公斤 。
b）液压机自由锻）液压机自由锻 利用静压力使坯料变形利用静 。

7、压力使坯料变形 常用设备是水压机（能加工常用设备是水压机（能加工300t质量的锻件 ， 质量的锻件 ，是重型机械厂锻造生产的主要设备） 。
是重型机械厂锻造生产的主要设备） 。
空气锤 双柱拱式蒸汽-空气锤 水压机 3、自由锻的工序、自由锻的工序 （1）基本工序）基本工序 用来改变坯料的形状和尺寸的主要工序 ， 主要包括：用来改变坯料的形状和尺寸的主要工序 ， 主要包括： 镦粗、拔长、冲孔、弯曲、锻接、扭转、错移、切割 。
镦粗、拔长、冲孔、弯曲、锻接、扭转、错移、切割 。
（2）辅助工序）辅助工序 为了完成基本工序而进行的预先变形工序（基本工为了完成基本工序而进行的预先变形工序（基本工 序前） ， 主要包括：压钳口、倒 。

8、棱、压肩等 。
序前） ， 主要包括：压钳口、倒棱、压肩等 。
（3）修整工序）修整工序 用来提高锻件尺寸及位置精度的工序（基本工序用来提高锻件尺寸及位置精度的工序（基本工序 后） ， 主要包括：校正、滚圆、平整等 。
后） ， 主要包括：校正、滚圆、平整等 。
a) 平砧间镦粗 b) 局部锻粗 拔长拔长 单面冲孔单面冲孔 成形弯曲成形弯曲 扭转扭转 圆料的压肩 滚圆 a) 方形、矩形锻件的修整方形、矩形锻件的修整 b) 圆形锻件的修整圆形锻件的修整 拔长后的修整拔长后的修整 二、模锻二、模锻 模锻模锻：坯料在模膛内受冲击力或压力产生变形 ， 得到所需：坯料在模膛内受冲击力或压力产生变形 ， 得到所需 形状的锻造方法 。
形状的 。

9、锻造方法 。
按使用设备的不同 ， 分为锤上模锻、曲柄压力机上模锻、按使用设备的不同 ， 分为锤上模锻、曲柄压力机上模锻、 摩擦压力机上模锻、胎模锻等 。
摩擦压力机上模锻、胎模锻等 。
与自由锻相比 ， 与自由锻相比 ， 模锻的特点模锻的特点： 生产率较高生产率较高 锻件尺寸精确 ， 加工余量小锻件尺寸精确 ， 加工余量小 可锻出形状复杂锻件可锻出形状复杂锻件 材料利用率高材料利用率高 利用冲模使板料产生分离或变形的加工方法利用冲模使板料产生分离或变形的加工方法 。
板料冲压常用的设备是板料冲压常用的设备是剪床和冲床剪床和冲床 。
其中剪床用于下料 ， 其中剪床用于下料 ， 将板料剪成一定宽度的条 料 ， 以供冲压之用 。
因多数冲压件不需加 。

10、热 ， 故又称为薄板冲压或因多数冲压件不需加热 ， 故又称为薄板冲压或冷冲压冷冲压 。
当板料 。
当板料 大于大于810mm时 ， 应采用热冲压 。
时 ， 应采用热冲压 。
（1 1）零件形状复杂 ， 废料少 。
）零件形状复杂 ， 废料少 。
（2 2）产品精度高 ， 互换性好 。
）产品精度高 ， 互换性好 。
（3 3）产品质量小 ， 材料消耗少 ， 强度、刚度）产品质量小 ， 材料消耗少 ， 强度、刚度 高 。
高 。
（4 4）操作简单 ， 生产率高 ， 成本低 。
）操作简单 ， 生产率高 ， 成本低 。
l冲压生产的基本工序：冲压生产的基本工序： 分离工序分离工序（落料、冲孔、切断、修整）（落料、冲孔、切断、修整） 变形工序变形工序（拉深、弯曲、翻边、成形）（拉深、弯曲、翻边 。

11、、成形） 一.一.冲裁冲裁（落料与冲孔）：使坯料按封闭轮廓分离 。
（落料与冲孔）：使坯料按封闭轮廓分离 。
落料落料制坯工序 ， 被分离部分为成品 ， 周边是废料制坯工序 ， 被分离部分为成品 ， 周边是废料。
冲孔冲孔加工工序 ， 被分离部分是废品 ， 周边是成品 。
加工工序 ， 被分离部分是废品 ， 周边是成品 。
1. 冲裁变形过程冲裁变形过程 a)弹性变形弹性变形(弯曲、上翘） b)塑性变形塑性变形 c)断裂分离断裂分离 d)落下部分的放大图落下部分的放大图 落料和冲孔时金属板料的分离过程示意图落料和冲孔时金属板料的分离过程示意图 冲裁时冲裁时 金属板金属板 料的分料的分 离过程离过程 示意图示意图 冲裁件断裂面有明冲裁件 。

12、断裂面有明 显的区域特征显的区域特征 光亮带光亮带：冲头挤压：冲头挤压 切入所形成的光滑切入所形成的光滑 表面 ， 断面质量最表面 ， 断面质量最 佳佳 剪裂带剪裂带：是材料在：是材料在 剪断分离时所形成剪断分离时所形成 的断裂带 ， 表面粗的断裂带 ， 表面粗 糙糙 凹凸模之间间隙凹凸模之间间隙z z不仅严重影响冲裁件的不仅严重影响冲裁件的 断面质量 ， 而且影响模具寿命、卸料力、断面质量 ， 而且影响模具寿命、卸料力、 推件力、冲裁力和冲裁件的尺寸精度 。
因推件力、冲裁力和冲裁件的尺寸精度 。
因 此正确选择间隙值对冲裁生产至关重要 。
此正确选择间隙值对冲裁生产至关重要 。
单边间隙单边间隙c的经验公式的经验公式 （板料厚 。

13、 度） （m相关 系数） mc 间隙小间隙大间隙适中 间隙过大：间隙过大：断面质量差 ， 光亮断面质量差 ， 光亮 带小一些 ， 剪裂带和毛刺均较带小一些 ， 剪裂带和毛刺均较 大大 间隙过小：间隙过小：断面质量好 ， 光亮断面质量好 ， 光亮 带增大 ， 但毛刺也增大 ， 模具带增大 ， 但毛刺也增大 ， 模具 磨损严重 ， 寿命受影响磨损严重 ， 寿命受影响 。
合理选择模具间隙 ， 主要考虑合理选择模具间隙 ， 主要考虑 冲裁件断面质量冲裁件断面质量和和模具寿命模具寿命这这 两个主要的因素 。
一般说来 ， 两个主要的因素 。
一般说来 ，当对冲裁件断面质量要求较高当对冲裁件断面质量要求较高 时 ， 应选取较小的间隙值 ， 而时 ， 应选取较小的间隙值 ， 而 当冲裁件的 。

14、质量要求不高时 ， 当冲裁件的质量要求不高时 ，则应可能地加大间隙值 ， 以利则应可能地加大间隙值 ， 以利 于提高冲模的寿命 。
于提高冲模的寿命 。
设计基准件凸模尺寸凹模尺寸 落料模 凹模刃口尺 寸 凹模尺寸 减去两模 间隙 落料件公 差范围内 的最小尺 寸 冲孔模 凸模刃口尺 寸 公差范围 内孔的最 大尺寸 凸模尺寸 加上两模 间隙 即零件在板料上的合理布置方法 。
排样合理可是废料最少 ， 材料利用率高 。
修整是使落料或冲孔后的成品获得精修整是使落料或冲孔后的成品获得精 确轮廓的工序 。
确轮廓的工序 。
用剪刃或冲模将板料沿不封闭轮廓进行 分离的工序 。
剪刃安装在剪床上 ， 制作一定宽度的条料 ，供下一步冲压工序使 。

15、用 。
冲模安装在冲床上 ， 用以制取形状简单、 精度要求不高的平板零件 。
一、拉深一、拉深 原理（圆筒形件的拉深）：原理（圆筒形件的拉深）：利用冲模使毛坯变形制成开口空心利用冲模使毛坯变形制成开口空心 零件的成形工序零件的成形工序 。
1.拉深过程 (1) 筒壁部分筒壁部分 变形区变形区 (2)筒底部分筒底部分 非变形区非变形区 (3)筒底圆角部分筒底圆角部分 危险区危险区 拉深的特点：拉深的特点： 法兰部分向内收缩（毛坯法兰部分向内收缩（毛坯 变化图）变化图） 板厚基本不变 。
板厚基本不变 。
压边力以法兰不起皱为准压边力以法兰不起皱为准 模具间隙模具间隙Z（1.11.2） s 拉深工序拉深工序 一般 。

16、情况下 ， 拉深系一般情况下 ， 拉深系 数数m不小于不小于0.50.8 。
2.拉深系数的影响 (1)拉深系数拉深系数-拉深变形程拉深变形程 度以工件筒形直径与毛坯度以工件筒形直径与毛坯 板料直径之比表示板料直径之比表示. m=d/D (2)材料的极限拉深系数材料的极限拉深系数 多次拉深过程中多次拉深过程中加工硬化现象严重加工硬化现象严重 。
为保证坯 。
为保证坯 料具有足够的塑性 ， 生产中坯料经过一两次拉料具有足够的塑性 ， 生产中坯料经过一两次拉 深后 ， 应安排工序间的深后 ， 应安排工序间的退火处理退火处理 。
其次 ， 在多次拉深中 ， 拉深系数应一次比一次其次 ， 在多次拉深中 ， 拉深系数应一次比一次 略大些 ， 确保拉深件质量 。

17、 ， 使生产顺利进行 。
略大些 ， 确保拉深件质量 ， 使生产顺利进行 。
总拉深系数等于每次拉深系数的乘积 。
总拉深系数等于每次拉深系数的乘积 。
破裂多发生在直壁与 底部的过渡圆角处 。
起皱多发生在拉深件的 法兰部分 拉穿与起皱 防止废品措施防止废品措施: (1)拉深系数拉深系数m0.50.8 (2)/D1001.5 (3)r凹 凹(34) r凸凸2 板材厚度板材厚度 (1)毛坯尺寸计算按拉深前后的面积不 变原则进行 (2) 拉深力 P=3(b+s)(D-d- r凹) 选择设备时,应结合拉深件所需的垃深 力来定.设备能力应比计算的拉深力大 。
弯曲-将毛坯 弯成一定角度各种形状的冲 压变形工序 。
弯曲回弹弯曲回 。

18、弹 一般回弹角为一般回弹角为010 防止弯裂防止弯裂: (1)弯曲的最小半径为弯曲的最小半径为 r min =(0.251)t (2)弯曲时尽可能使弯曲线与坯弯曲时尽可能使弯曲线与坯 料的纤维料的纤维 方向垂直 。
方向垂直 。
若弯曲线与纤维方向一致则容易产生破 裂.此时可用增大最小弯曲半径来避免 。
胀形是利用坯料局部厚度变薄形成零件的 成形工艺 。
主要有平板坯料胀形、管坯胀 形、球体胀形、拉形 使带孔坯料孔口周围获得凸缘的工序称为翻边 。
如图 所示 。
图中d0为坯料上孔的直径 ， 为坯料厚度 ， d为凸 缘平均直径 ， h为凸缘的高度 。
有些空心的回转有些空心的回转 体还可用体还可用旋压方旋压方 法法来制作 。
来制 。

19、作 。
这种方法变形力这种方法变形力 较小 ， 但生产率较小 ， 但生产率 较低 。
较低 。
1）简单冲模 在冲床的一次冲程中只完 成一个工序的模具 。
模具简单 ， 造价低 。
2）连续冲模 在冲床的一次冲程中 ， 在模具 不同部位上同时完成数道冲压工序的模具 3）复合冲模 在冲床的一次冲程中 ， 在模具 同一部位上同时完成数道冲压工序的模具 落料拉伸复合模落料拉伸复合模拉伸件拉伸件 2.3.5 冲压加工零件的结构工艺性冲压加工零件的结构工艺性 1. 冲压件的形状和尺寸冲压件的形状和尺寸: （1）冲裁件）冲裁件 1)简单对称避免长槽悬臂简单对称避免长槽悬臂 2)冲孔时冲孔时,孔径必须孔径必须板料厚度板料厚度;
孔与边缘之间的 。

20、距离孔与边缘之间的距离板料厚板料厚 度度 3)尖角处尖角处r0.55 （2）弯曲件）弯曲件 1)弯曲半径弯曲半径 rrmin;
弯曲件形状应尽量对称弯曲件形状应尽量对称 2)弯曲边不能过短弯曲边不能过短 H2 3)弯曲带孔件弯曲带孔件,孔的位置孔的位置L(1.52) （3）拉深件）拉深件 1)外形简单对称不要太高外形简单对称不要太高 2)合适的圆角合适的圆角 最小许可半径最小许可半径 r 凹 凹(34) ;
r凸 凸2 1.可实现无屑加工；可实现无屑加工； 2.产品力学性能好 ， 尺寸精度高；产品力学性能好 ， 尺寸精度高； 3.自动化程度高 ， 生产率高自动化程度高 ， 生产率高;
4.材料利用率高 ， 产品范围 。

21、广泛 。
材料利用率高 ， 产品范围广泛 。
塑性加工特点塑性加工特点: : 塑性成形广泛应用于机械制造、汽拖、容器、塑性成形广泛应用于机械制造、汽拖、容器、 造船、建筑、包装、航空航天工业部门 。
造船、建筑、包装、航空航天工业部门 。
大多数金属和合金均有一定的塑性 ， 可进行各大多数金属和合金均有一定的塑性 ， 可进行各 种塑性加工 。
种塑性加工 。
1.加热目的 加热目的是指提高金属的塑性 ， 降低变形能力 ， 以改善 其可锻性 ， 获得良好的锻后组织 。
2.锻造温度范围 大谤范围是指锻件由始锻温度到终锻温度之间的温度间 隔 。
3.烧损与脱碳 烧损是指钢件在加热过程中因氧化铁皮脱落而造成的损 失 。
脱碳是指钢件在加热过程中其 。

22、表层的碳因氧化而损失 。
4.过烧与过热 过热是指将金属加热到过高温度或高温下保温时间过长 而引起晶粒粗大现象 过烧是指加热温度超过始锻温度过多 ， 使晶粒边界出现 氧化及熔化现象 。
一一. .自由锻自由锻 1、回顾自由锻的特点、回顾自由锻的特点 （1）坯料变形时 ， 只有部分表面受到限）坯料变形时 ， 只有部分表面受到限 制 ， 其余可自由流动；制 ， 其余可自由流动； （2）所用设备及工具简单 ， 适应性强 ， 锻）所用设备及工具简单 ， 适应性强 ， 锻 件重量不受限制；件重量不受限制； （3）由人工控制锻件的形状和尺寸 ， 锻）由人工控制锻件的形状和尺寸 ， 锻 件的精度低 ， 生产率低；件的精度低 ， 生产率低； （4）适用于单件小批生 。

【模块|模块二锻造讲述】23、产 ， 也是大型锻）适用于单件小批生产 ， 也是大型锻 件的唯一锻造方法 。
件的唯一锻造方法 。
2、自由锻的方法、自由锻的方法 （1）手工锻造）手工锻造 （2）机器锻造）机器锻造 a）锻锤自由锻）锻锤自由锻 利用冲击力使坯料产生塑性变形利用冲击力使坯料产生塑性变形 常用设备有：常用设备有： 空气锤 ， 锻件重量范围是空气锤 ， 锻件重量范围是50-1000公斤；公斤； 蒸汽蒸汽-空气锤 ， 锻件重量范围是空气锤 ， 锻件重量范围是20-1500公斤 。
公斤 。
b）液压机自由锻）液压机自由锻 利用静压力使坯料变形利用静压力使坯料变形 常用设备是水压机（能加工常用设备是水压机（能加工300t质量的锻件 ， 质量的锻件 ，是重型机械厂锻造生产的主要设备） 。
是重型机械厂锻造生产的主要设备） 。
破裂多发生在直壁与 底部的过渡圆角处 。
起皱多发生在拉深件的 法兰部分 拉穿与起皱 防止废品措施防止废品措施: (1)拉深系数拉深系数m0.50.8 (2)/D1001.5 (3)r凹 凹(34) r凸凸2 板材厚度板材厚度 弯曲回弹弯曲回弹 一般回弹角为一般回弹角为010 2）连续冲模 在冲床的一次冲程中 ， 在模具 不同部位上同时完成数道冲压工序的模具 。

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