锻压成形—新工艺-讲稿.doc

材料及成形技术基础
主讲 鞠鲁粤教授

第三章 锻压成形—新工艺
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3.5 其他锻压工艺简介
随着工业生产的发展和科学技术的进步，古老的锻压加工方法也有了突破性的进展，涌现了许多新工艺、新技术，如精密模锻、精密冲裁、回转成形、零件挤压、超塑性成形、粉末锻造、液态模锻、高能率成形等。一方面极大地提高了制件的精度和复杂度，突破了传统锻压只能成形毛坯的局限，而直接锻压成形各种复杂形状的精密零件，实现了少、无切削加工；另一方面，又使过去难以锻压或不能锻压的材料以及新型复合材料的塑性成形加工成为现实，从而为塑性成形提供了更为宽广的应用前景。
以下皆为电视录象：
1. 轧制成形
1) 1)         轧制是使金属坯料在回转轧辊的空隙中，靠摩擦力的作用得以连续进入轧辊而变形的一种加工方法。
2) 方法
① 纵轧 ② 横轧 ③ 斜轧
① 纵轧
它是轧辊轴线与坯料轴线在空间互相垂直的轧制方法。两轧辊轴线平行，旋转方向相反，坯料作垂直于轧辊轴线方向的运动。
纵轧工件不旋转，仅作直线运动，在轧辊的作用下产生连续性的拔长变形和一些增宽变形。
纵轧包括各种型材和板材的轧制，辊锻轧制，辗环轧制等方法。

h辊锻
② 横轧
它是轧辊轴线与坯料轴线互相平行的轧制方法。横轧时工件作旋转运动，在轧辊作用下产生连续变形。

③ 斜轧(螺旋斜轧)
轧辊轴线与坯料轴线在空间交叉成一定角度的轧制方法。

3．特点及应用
1) 特点
① 生产率高。（轧辊生产率为锤上模锻的5～10倍)
② 质量好。(连续变形、变形均匀)
③ 节约金属材料。(比锤上模锻损耗降低6～10个百分点)
④ 劳动条件好,易于实现“两化”。
⑤ 设备结构简单,对厂房地基条件要求低。
2) 应用
① 型材轧制(一次塑性成形)
② 零件的轧制(二次塑性成形)

3. 拉拔成形
1 ) 原理
用拉拔机的钳子把金属料从一定形状和尺寸的拉拔模的模孔中拉出，可生产各种断面的型材、线材和管材。
2 ) 特点
① 应力状态：变形时金属处于一拉两压的应力状态。
② 变形抗力小；
③ 产生拔制应力(作用力在型材头部,脱离变形区后仍有拉应力存在,即拔制应力)，塑性被降低。故变形量受限，中间需退火、润滑处理。
④ 拉拔成形常在冷态下进行。
3 ) 应用
主要用于生产各种断面的型材、线材和管材。如生产圆钢、扁钢、电线、电缆、无缝钢管等，特别适于加工各种规格的线材。
4. 挤压
１）原理
挤压是将金属坯料放在挤压筒内,用强大的压力使坯料从模具中挤出成形的加工方法。

2) 特点
挤压与轧制、拉拔相比,有如下优点：
① 塑性好、变形程度大，可一次挤压断面形状复杂的管材和型材。
② 可加工难于用其它塑性成形方法加工的脆性材料,加工仅在几秒内完成,因此对于变形温度范围窄的材料尤为有利。
③ 变形抗力大,挤压设备需要吨位大,故为了降低抗力型材和管材等常采用热挤压成形。
3) 分类
A 按照挤压时金属流动方向和凸模运动方向的关系,可分为:
① 正挤压 ② 反挤压
③ 复合挤压 ④ 径向挤压
B 按照挤压时坯料的温度状态分为:
① 热挤压:将毛坯加热到热模锻的温度范围内的挤压,挤压力小,但精度低。
② 冷挤压: 回复温度以下（通常是室温下）,精度好,但抗力大。
③ 温挤压:加热温度在回复温度与再结晶温度之间进行的挤压,抗力较热挤压小,氧化程度小,尺寸精度较高。
4）应用
①型材和管材 (一次塑性成形)多采用热挤压。
②各种零件 (二次塑性成形)多采用冷挤压。

5.旋压成形
１）原理
旋压是将平板坯料和半成品零件利用旋压机或供旋压用的车床的旋转以芯模和手工工具(俗称赶棒)使材料逐步变形到所要求的零件形状的一种加工方法。
２）特点
① 模具结构简单、费用低，机床简单。
②加工的范围比较广。即可制造旋转体筒形件,又可进行螺纹加工、还可进行翻孔、缩口、卷边和切边等工序。
③生产率低,操作技术要求高。 零件的通用性及互换性较差。
３）应用
旋压主要适用于单件及小批量生产，并只能加工厚度在３ｍｍ以下的金属板料。

6. 冷镦
7. 粉末冶金
8. 液态模锻
9. 超塑成形
10. 高速高能成形
在极短的时间（几毫秒）内，将化学能、电能、电磁能或机械能传递给被加工的金属材料，使之迅速成形的加工工艺。高速高能成形分为电磁成形、爆炸成形、放电成形和高速锤成形四种形式。
高速高能成形可加工难加工材料，加工精度高，加工时间短，设备费用较低。缺点是：噪声大，单位时间内的产量低。
1) 电磁成形
当开头闭合时，贮存在电容器中的电能形成高速增长和衰减的脉冲电流，并在周围形成一个强大的变化磁场，处于磁场中的坯料内部会产生感应电流，与磁场相互作用的结果是使坯料高速贴模成形。
电磁成形工艺对管子和管接头的连接装配特别适合，已在生产中得到推广应用。

2) 爆炸成形
利用炸药爆炸的化学能使金属材
料变形的加工方法。

3) 放电成形
闭合开头，使贮存在电容器中的电荷经液体中的电极放电，在放电回路中产生强大的冲击波（可达30000A），电极附近的水被迅速气化，产生很高的冲击压力，使坯料成形。

4) 高速锤成形
利用高压气体（140个大气压的空气或氦气）的突然膨胀，推动锤头系统和框架系统作高速相对运动，使金属坯料在高速冲击下成形。