金属塑性成形技术及应用

第10章 锻造成形工艺学

第11章 冲压成形工艺学

金属塑性成形是指：在外力作用下金属材料通过塑性变形，获得具有一定形状、尺寸和力学性能的零件或毛坯的加工方法。金属塑性成形在工业生产中又称为压力加工。各国习惯上将塑性加工分为两大类：一类是以生产原材料（如管、板、型、棒）为主的加工，称为一次塑性加工；另一类是以生产零件及其毛坯（包括锻件、冲压件等）为主的加工，称为二次塑性加工，因为在大多数情况下，二次加工都是用经过一次加工所提供的原材料进行再次加工，只是大型锻件例外，它多用铸锭为原材料直接锻成锻件。二次塑性加工根据所用原材料的不同，又可分为体积成形及板料成形，前者所用原材料为棒料或块料，变形对于三向应力状态；后者多用板材为原材料，变形过程习惯上多按平面应力状态来分析。塑性加工方法可分为：自由锻、模锻、板料冲压、挤压、轧制、拉拔等。它们的成形方式如下图所示。

常用的压力加工方法

a）自由锻 b）模锻 c）板料冲压 d）挤压 e）轧制 f）拉拔

金属塑性加工的特点：

（1）改善金属的组织、提高力学性能 金属材料经压力加工后，其组织、性能都得到改善和提高，塑性加工能消除金属铸锭内部的气孔、缩孔和树枝状晶等缺陷，并由于金属的塑性变形和再结晶，可使粗大晶粒细化，得到致密的金属组织，从而提高金属的力学性能。在零件设计时，若正确选用零件的受力方向与纤维组织方向，可以提高零件的抗冲击性能。

（2）材料的利用率高 金属塑性成形主要是靠金属的体积重新分配，而不需要切除金属，因而材料利用率高。

（3）较高的生产率 塑性成形加工一般是利用压力机和模具进行成形加工的，生产效率高。例如，利用多工位冷镦工艺加工内六角螺钉，比用棒料切削加工工效提高约400倍以上。(www.xing528.com)

（4）毛坯或零件的精度较高 应用先进的技术和设备，可实现少切削或无切削加工。例如，精密锻造的锥齿轮齿形部分可不经切削加工直接使用，复杂曲面形状的叶片精密锻造后只需磨削便可达到所需精度。

常用的压力加工方法

a）自由锻 b）模锻 c）板料冲压 d）挤压 e）轧制 f）拉拔

金属塑性加工的特点：

（1）改善金属的组织、提高力学性能 金属材料经压力加工后，其组织、性能都得到改善和提高，塑性加工能消除金属铸锭内部的气孔、缩孔和树枝状晶等缺陷，并由于金属的塑性变形和再结晶，可使粗大晶粒细化，得到致密的金属组织，从而提高金属的力学性能。在零件设计时，若正确选用零件的受力方向与纤维组织方向，可以提高零件的抗冲击性能。

（2）材料的利用率高 金属塑性成形主要是靠金属的体积重新分配，而不需要切除金属，因而材料利用率高。

（3）较高的生产率 塑性成形加工一般是利用压力机和模具进行成形加工的，生产效率高。例如，利用多工位冷镦工艺加工内六角螺钉，比用棒料切削加工工效提高约400倍以上。

（4）毛坯或零件的精度较高 应用先进的技术和设备，可实现少切削或无切削加工。例如，精密锻造的锥齿轮齿形部分可不经切削加工直接使用，复杂曲面形状的叶片精密锻造后只需磨削便可达到所需精度。