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1、精选优质文档-倾情为你奉上第六章 锻压与冲压加工技术第一节 锻压加工工艺基础 锻压是使金属材料在外力的作用下产生塑性变形，从而获得具有一定形状和尺寸的毛坯或零件的一种加工法。 锻压包括锻造和冲压。 根据成形方法的不同，锻造又分为自由锻造和模型锻造两类。自由锻造按工作时所受作用力来源的不同，又可分为手工自由锻造和机器自由锻造两类。 冲压是使板料分离或成形而得到制件的加工方法。冲压由于是一种高效率的生产方法，所以它在汽车、拖拉机、航空、仪表及国防等工业部门中占有极其重要的地位。 锻造和冲压应用非常广泛，是目前机制制造中毛坯生产的主要方法之一。图6-1所示为锻压方法示意图。 图6-1 锻压方法示意图
2、 （a）自由锻造 （b）模型锻造 （c）板料冲压锻造的材料应具有良好的塑性，以便在锻造加工时能产生较大的塑性变形而不破坏。钢和有色金属具有一定的塑性，都可以进行压力加工，而铸铁的塑性极差，不能锻压加工。锻造生产与其他加工方法相比，具有以下特点。可以改善金属的内部组件，提高金属的机械性能。通过锻造能使锻件金属中的气孔及疏松压实，细化晶粒，并形成纤维组织。当纤维组织沿着零件轮廓合理分布时，能提高零件的塑性和韧性。具有较高的劳动生产率。以制造六角螺母为例，用模锻成形后再加工螺纹，生产效率可比全部用切削加工提高约50倍。如果采用多工位冷鐓，则生产效率可提高400倍以上。节约金属材料。一些精密模锻件的尺
3、寸精度和表面粗糙度能接近成品零件的要求，需要少量甚至不需要切削加工即可得到成品零件，从而减少了金属的损耗。适用范围广。锻造质量小的可不到1kg，大的重达数百吨。锻造既可进行单件小批量生产，又可以进行大批量生产。锻造工艺的不足之处是不能锻造外形和内腔复杂的工件。一、锻件图和锻造比1锻件图自由锻件的锻件图是在零件图的基础上考虑了加工余量、锻造公差、工艺余块等之后绘制而成的图样。模锻件的锻件图还应考虑分模面的选择、模锻斜度和圆角半径等。在锻件图中，锻件的外形用粗实线表示，零件（精、粗加工）的外形用双点画线表示。锻件的基本尺寸与公差注在尺寸线上面，零件的尺寸则注在尺寸线下面的括号内，如图6-2所示。图
4、6-2 锻件图锻件基本尺寸：在零件尺寸基础上加放余量所得到的尺寸称为锻件的基本尺寸。机械加工余量：成形时为了保证机械加工最终能获得所需要的尺寸而允许保留的多余金属部分称为机械加工余量，如图6-3（a）所示。锻件公差：锤锻制成的锻件，其尺寸不可能正好达到锻件基本要求，允许有一定限度的偏差，超过基本尺寸的称为上偏差，小于基本尺寸的称为下偏差。上、下偏差的代数差的绝对值称为锻件公差。余块；在锻件的某些难以锻出的部位添加的一些大于机械加工余量的金属体积称为余块，如图6-3（a）所示。台阶：轴类锻件的某一段直径大于邻接的一段或两段直径时，则大径部分的尺寸称为台阶，如图6-3（b）所示。法兰：在锻件上的台
5、阶部分长度为直径的0.250.5倍，而直径至少为其邻接部分最大直径的1.5倍的部分，称为法兰，如图6-3（b）所示。凹挡：锻件某一部分的直径（或非圆形锻件的截面尺寸）小于其邻接两部分的直径的（或尺寸）部分，称为凹挡，如图6-3（b）所示。图6-3 机械加工余量示意图2锻造比锻造比：坯料锻造前后的横截面积之比称为锻造比。锻造比在不同的工序中有不同的计算方法。 鐓粗时： YSS前/S后式中：YS鐓粗时的锻造比； S前、S后 鐓粗前、后的横截面积。 拔长时： Y=前/后式中：Y拔长时的锻造比； 前、后拔长前、后的横截面积。最小阻力定律：金属受到外力作用发生塑性变形时，会沿着阻力最小的方向移动，该现象
6、称为最小阻力定律。二、锻造加热炉锻造前必须对金属坯料进行加热，其目的是提高金属的塑性和降低其变形阻力。加热锻件坯料在锻造加热炉中进行。1.手锻炉手工锻造加热炉简称手锻炉。其基本结构由炉膛、烟囱、送风装置等组成，如图6-4所示。燃烧所需要的空气由鼓风机经送风管从炉管下方进入煤层。燃料从前炉门添入，后炉门一般和前炉门相对，以便出渣和加热长杆类或长轴类锻件时外伸之用。烟囱和炉膛连成一体，且不均匀。图6-4 手锻炉的结构示意图1-灰坑；2-火沟糟；3-鼓风机；4-炉膛；5-后炉门；6-烟囱2.反射炉反射炉是以煤为燃料的火焰加热炉。它主要由燃烧室、加热室、鼓风装置、换热器、烟道和烟囱等部分组成，如图6-
7、5所示。 图6-5 反射炉的结构示意图l-一次送风管；2-水平炉膛；3-燃烧室；4-M次送风管；5-火墙；6-加热室；7-装出料炉门；8-鼓风机；9-烟囱；10-烟道；11-换热器加热过程为：将煤块从添煤口加入燃烧室，空气由鼓风机送入换热器预热后（温度可达 300以上），经一次送风管从炉底下进入燃烧室，与煤进行燃烧，生成富有一氧化碳的气体火焰。火焰通过火墙从炉子拱顶得到完全燃烧，使加热室形成高温（可达 1350左右），对坯料加热。3重油加热炉和煤气加热炉这两种炉子的基本结构相同，它是由喷嘴或烧嘴将重油或煤气与空气混合后直接喷射到加热室内燃烧的。其基本形式有室式、推杆式和转台式，图6-6所示为室
8、式重油加热炉的结构示意图。工作时，重油或气体燃料和空气从安装在炉壁或炉顶上的烧嘴喷入加热室燃烧，废气经烟道排出，炉口用来装料和出料，其外面设有炉门。室式炉适合加热单件或小批量生产的中、小型坯料，并常与自由锻造配合作用。4电阻加热炉电阻加热炉利用电热通过电流元件产生热量，间接加热金属。炉子通常做成箱形。其特点是结构简单，炉内气温容易控制，温度控制准确，但升温慢。箱式电阻炉可分为低温、中温和高温3种，其结构如图6-7所示。中温箱式电阻炉的工作温度范围为450950。常用于加热有色金属及其合金；而高温箱式电阻炉的加热温度为 12501350，通常用来加热高温合金、高合金钢坯料。图6-6 室式重油加热
9、炉的结构示意图1-加热室（炉膛）；2-喷嘴；3-烟道；4-炉口图6-7 箱式电阻炉的结构示意图l-炉门；2-电热体；3-炉膛；4-踏杆三、锻件坯料的加热及冷却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。它是整个锻造生产过程中的一个重要环节，直接影响产品的质量及生产率。锻件冷却的方法对锻件的质量也有很大的影响，应予以充分的重视。1.锻造温度范围锻造温度范围是指合理的始锻温度和合理的终锻温度之间的一段温度间隔。1）始锻温度始锻温度就是指开始锻造的温度。一般始锻温度要求高一些，这样能使金属的塑性提高，可延长锻造时间。但是，加热温度超过一定限度时，将会使金属产生过热和过烧的缺陷，从
10、而影响锻件的质量或造成废品。通常，始锻温度应比金属材料的熔点低100200。图6-8所示为碳素钢的锻造温度范围。从图中可以看出，含碳量愈高，始锻温度愈低。合金钢的始锻温度一般要比相同含碳量的碳钢低些。图6-8 碳素钢的锻造温度范围2）终锻温度终锻温度就是指停止锻造的温度。一般来说，终锻温度要求低一些，这样可以延长锻造时间，减少加热次数。但温度过低，金属就要产生加工硬化，甚至发生开裂。若终锻温度过高，会使锻件的晶粒比较粗大，从而降低了锻件的机械性能。从图6-8中可以看出，碳素钢的合理终锻温度约为800，而合金钢一般为800900。钢材的具体锻造温度范围与钢有关。普通碳素钢的始锻温度与终锻温度范围
11、为7001250；优质碳素钢为 8001200；合金结构钢（如 18Cr3MoWV、40CrNi等）为8001200；碳素工具钢（T9、T10）为7701100。金属在加热和锻造时的温度，可用热电高温计或光学高温计测量，也常用观察火色的方法进行判断。钢材的温度与火色的关系见表6-1。表6-1 钢材的温度与火色的关系温度/130012001100900800700火色白色亮色黄色樱红赤红暗红3）加热速度钢材加热时，其热量自外表逐渐到内层，同时外表升温快，内层较慢。所谓加热速度是指在单位时间内钢材表面温度上升的度数（h），也可以用单位时间内钢材热透的厚度（mmmin）来表示。由此可知，提高钢材的加
12、热速度可以提高生产效率，同时可以降低钢材的烧伤和脱碳以及减少燃料的消耗。但过高的加热速度，会使钢材外表面热量来不及传给内层，结果因受热不均而产生很大的热应力，增大了生产裂纹的可能性。因此，确定钢材加热时间（或加热速度）的原则是在避免因热应力而产生裂纹的前提下，能在最短的时间内达到合理的始锻温度。对于一些导热性较差的高碳钢、高合金钢或断面尺寸较大的钢材，应首先进行低温预热，然后再进行快速加热。而对一些导热性较好的低碳钢、低合金钢或断面尺寸较小的钢材，则可不经预热而直接加热。2.锻件的冷却方法正确的加热和合理的锻造，能获得高质量的锻件。但如果锻件冷却不当，也将影响锻件的质量，如产生翘曲、裂纹及表面
13、过硬等，严重的还会使锻件报废。因此，选择和严格遵守冷却规范，也是锻造生产中的重要环节。按照冷却速度的快慢，常用的冷却方法有如下3种。空冷：将铸件单独或成堆放置，在空气中自然冷却。这种方法冷却速度快，适用低碳钢、中碳钢的小型锻件。坑冷：将锻件置于坑内，上面覆盖箱盖或将其埋人黄沙、石灰或煤渣中，使锻件缓慢冷却。这种方法冷却速度较慢，适用低合金钢及截面尺寸较大的锻件。炉冷：将锻件放人温度为500700的炉内，停留一定的时间，然后和炉子一起冷却。这种方法冷却速度最为缓慢，适用于高合金钢及大型锻件。第二节 自由锻造 自由锻造是利用锻压设备的冲击力或静压力，使加热到一定温度的金属坯料在上下砧面之间产生变形
14、，从而获得所需要的锻件的一种锻造方法。锻件的形状和尺寸主要是依靠技术工人使用通用工具来保证的。它是在工厂中广泛采用的锻造方法。主要用于单件小批量生产，也是大型特大型锻件的唯一生产方式。一、自由锻造方法 自由锻造的基本工序有鐓粗、拔长、冲孔、切割和弯曲等。 1鐓粗鐓粗是减低坯料高度，增大坯料截面积的锻造工序。例如齿轮、叶轮、圆盘类零件都是用截面积较小的坯料锻造成截面积较大、高度较小的锻件。鐓粗可分为整体鐓粗和局部鐓粗，如图6-9所示。 鐓粗时，为防止坯料产生纵向弯曲，坯料鐓粗部分的高度不应大于坯料直径的2.53倍。局部鐓粗时，可只对鐓粗部分加热，然后放在漏盘（垫环）上进行，以限制变形范围。 2拔
15、长拔长是缩小坯料横截面积，增加坯料长度的锻造工序，如图6-10（b）所示。拔长主要适用于锻造光轴、台阶轴、连杆、拉杆等较长的锻件。拔长时，需用手钳将坯料钳牢，锤击时应绕其轴心线不断地翻转坯料，翻转方法如图6-10（b）和图6-10（C）所示。当采用反复90翻转时，操作比较方便，但复形不均匀。采用沿轴旋线翻转时，坯料变形和温度变化较均匀，但操作不方便。为防止坯料产生弯曲和折叠，每次拔长时，应注意坯料宽度和厚度的比例，并掌握好坯料的送进量。图6-9鐓粗（a）整体鐓粗；（b）局部鐓粗图6-10拔长（a）拔长示意图；（b）反复90翻转；（c）沿螺旋线翻转 3冲孔 冲孔是用冲子在坯料上冲击通孔或不通孔的
16、锻造工序。冲孔常用于齿轮、套筒和圆环等锻件。冲孔前，通常先将坯料鐓粗，以减小冲孔的深度并保持端面平整。冲孔后，大部分锻件还需要拔长、扩孔或修理。冲孔的方法有双面冲孔和单面冲孔两种。双面冲孔的过程如图6-11所示。先试冲一凹痕，以保证孔位正确，当凹痕无偏差后，向凹痕内撤少许煤粉（以利于取出冲子），用于冲子深至坯料厚度的2/33/4，然后翻转坯料再将孔冲穿。较薄的坯料可采用单面冲孔，其方法如图6-12所示，料置于漏盘上，将冲子的大头向下，直接将孔冲穿。图6-11 双面冲孔过程图6-12 单面冲孔4切割切割是用剁刀将坯料切断或部分割开的锻造工序。切割的方法有以下几种。单面切割：将剁刀垂直于坯料，锤击
17、剁刀使其切入坯料至底部附近。翻转坯料后，用剁刀或克棍对准切口将坯料剁断，如图6-13所示。这种方法适用于切断坯料和切除料头。图6-13 单面切割双面和四面切割：在坯料的两个相对面上先后切割，称为双面切割。若先切割两相对面，再切割相邻相对面，则称为四面切割。这种方法适用于切割截面积较大的坯料。圆料切割：将坯料放置于剁料槽内，第一刀切入坯料截面1/32/3处；旋转坯料120150，切入坯料第二刀；再旋转坯料，圆料的剩余部分被第三刀切断，如图6-14所示。 图6-14圆料的切割5弯曲弯曲是将坯料弯曲成一定角度或形状的锻造工序，如图6-15所示。弯曲变形时，金属的纤维组织未被切断，并沿锻件的外形连续分
18、布，抗械性能没有受到削弱。因此，适用于质量要求较高并且有弯曲轴线的锻件，如角尺、钩等都是利用弯曲工序来锻制的。图6-15 弯曲（a）角度弯曲；（b）成形弯曲二、自由锻造常用设备自由锻造常用的设备有空气锤和水压机等。1空气锤空气锤的外形和动作原理如图6-16所示。 （a）外形 （b）动作原理图图6-16 空气锤（a）外形；（b）动作原理图1-砧座；2-砧垫；3-下砧铁；4-上砧铁；5-锤头；6-工作缸；7-控制阀；8-压缩缸；9-手柄；10-减速机构；11-电动机s 12-踏杆；13-锤杆；14-活塞；15-工作缸；16-上下旋阀；17-压缩缸；18-活塞；19-连杆；20-曲柄空气锤由电动机1
19、1驱动，通过减速机构10，带动曲柄20做旋转运动，通过连杆19在压缩缸内做上下往复运动。当活塞14带动锤杆13上的上砧头4下落时，放置在下砧头3上的坯料就受到锤击。锻造时，操纵空气锤的方法是通过控制阀手柄9或脚踏杠杆12控制旋阀16的旋转角度，使锤头完成空行程、悬空、压紧锻件、单次打击、连续打击等不同动作并能使锤头产生不同的锤击力。空气锤的规格以锤头落下重量来表示，常用空气锤的规格为40750kg，适用于中小型锻件的生产。2水压机水压机工作时是以静压力作用在锻件上，使锻件发生变形，图6-17所示为典型水压机的本体结构示意图。它由固定系统和活动系统两部分组成。固定系统部分由工作缸6、上横梁4、下
20、横梁1、立柱2、回程缸10所构成。下砧铁12装在下横梁上。活动系统部分由工作柱塞5、活动横梁3、回程塞9回程横梁13和拉杆14构成。上砧铁11装在活动横梁的下面。图6-17 水压机1-下横梁；2-立柱；3-活动横梁；4-上横梁；5-工作柱塞；6-工作缸；7、8-管道；9-回程柱塞；10-回程缸； 11-上砧铁；12-下砧铁；13-回程横梁；14-拉杆当高压水沿管道7进入工作缸时，工作柱塞5就带动活动横梁3沿立柱2下落。上砧铁11对锻件进行锻压。高压水从管道8进人回柱缸10下部时，就推动回程柱塞9向上运动，回程柱塞通过回程横梁13和拉杆14带着活动横梁及装在其上的上砧铁离开锻件工作。与此同时，工
21、作缸6内的水由管道7排向低压水源。水压机工作时，活动横梁的悬空、空程向下、工作行程及回程都是通过操纵机构分配器实现的。分配器是装有很多阀的箱体，阀的开启和关闭由操纵手柄控制。水压机的吨位是以上砧铁的最大工作总压力表示的，常用水压机的吨位为50012000t，适用于大型锻件的生产。三、自由锻造实例一般锻件在锻造前，先根据零件图加放余量绘制锻件图。然后确定锻件所用的坯料的重量规格，再制订锻造工艺。压盖如图6-18所示，压盖自由锻造工艺如表6-2所示。图6-18 压盖表6-1 压盖自由锻造工艺工序号操作方法工序见图工序号操作方法工序见图05印槽25冲孔10拔小一端30锻出凸台15端部鐓粗35两漏盘中
22、修正20滚圆40滚国外圆修整自由锻造过程中，常见的锻件缺陷有裂纹、末端凹陷、轴心裂纹和夹层等。裂纹是由坯料质量不好，加热不充分，锻造温度过低，锻件冷却不当或锻造方法有错误等原因而产生的。在锻造过程中发现细小裂纹，可立即凿掉，或用气割、砂轮涂去，如发现裂纹处于深部而无法焊补时，该锻件只能报废。末端凹陷和轴心裂纹是由坯料内部未热透或坯料整个截面未锻透，变形只产生在表面造成的缺陷，如图6-19所示。图形坯料延伸时，如不先锻成方形而直接从圆形延伸，也会造成这样的缺陷。夹层是在拔长时，由于送进量小于压下量而产生的缺陷，如图6-20所示。图6-19 末端凹陷和轴心裂纹图6-20 夹层第三节 模锻模锻可分为
23、胎模锻造和模型锻造两大类。一、胎换锻造胎模锻造是在自由锻造设备上运用胎模锻制锻件的一种方法。胎模不固定在自由锻锤上，使用时随时放在下砧上进行锻造。胎模锻造时，通常先用自由锻造方法制坯，然后再用胎模成形。其生产方式灵活多样，设备工具比较简单，在小批量生产锻件时广泛采用。胎模锻造与自由锻造比较，主要优点是锻件质量较好，生产效率较高，金属材料较省。常用的胎模种类如图6-21所示。摔模是最常用的胎模，如图6-21（a）所示。它由上摔模和下摔模组成，用于锻件成形前的整形、掉光、校正等场合。用摔模锻造时，需不断旋转锻件，因此适用于锻制回转体锻件，如光轴、台阶轴等。扣模如图6-21（b）所示，它由上扣和下扣
24、组成，或只有下扣，以上砧铁代替上扣。扣模既能制坯也可成形。具有平直侧面、非旋转体的锻件，多数用这种胎模锻造。套筒模有开式和闭式两种，如图6-21（c）所示。开式套筒模只有下模，上模由上砧铁代替。锻制时常产生小飞边。这种胎模主要用于端面平整的回转体锻件。闭式套筒模一般由上模、套筒、垫块等组成。坯料在封闭的模膛中变形，并产生纵向毛刺。这种胎模主要用于端面有凸台或凹坑的回转体锻件的制坯与最后成形。合模一般由上、下模及导向装置（定位销）组成，如图6-21（d）所示，用于锻造形状复杂的锻件。图6-21 胎膜类型(a)摔模；(b)扣模；(c)套筒模；(d)合模二、模型锻造模型锻造简称模锻。它是把加热好的金
25、属坯料放在锻模模槽内，施加压力使其变形的一种锻造方法。模锻是指在专用的模锻设备上进行锻造。所用的锻模紧固在锤头（或滑块）与砧座（或工作上台）。砧座通常与模锻设备的机架连接成整体，而锤头在导向性好的导轨中运动。因此，模锻锻件具有尺寸精度高，表面光洁，加工余量少，形状较复杂和生产率高等特点。但是，模锻所需的设备吨位较大，所以锻件的重量通常受到设备吨位的限制，一般只能生产150kg以下的中小型锻件，又因锻件成本昂贵，所以只适用于大批量生产。锻造所用的锻模由上模和下模组成。由于锻件从坯料到成形要经过多次变形，才能得到符合要求的形状和尺寸，所以锻模往往有好几个模膛。图6-22所示为锤锻模的示意图。根据作
26、用不同，模膛可分为制坯模膛和模锻模膛两类。制坯模膛是经过几次变形将坯料初锻成与锻件截面形状近似的模膛。如图6-22中的拔长、滚挤、弯曲等模膛。拔长模膛是将坯料拔长；滚挤模膛是将坯料截面增大或缩小；弯曲模膛是将坯料弯曲成与锻件轮廓近似的形状。为使锻造操作方便，制坯模膛大多布置在锻模的两侧部位。模锻模膛是锻件最终模膛。如图6-22中的预锻、终锻等模膛。预锻模膛是当锻件形状复杂，坯料一次难以充满模膛时而设置的，它是最终锻成形时的过渡模膛。其作用是得到与锻件近似的形状，减少锻件粘着在终锻模膛中的可能性，同时改善坯料锻造时的流动条件和提高终锻模膛的使用寿命。终锻模膛是使坯料最后成形得到与锻件图一致的锻件
27、的模膛。终锻模膛一般布置在锻模的居中位置，使锤击力比较集中，锻件受力均匀，可防止偏心、错位等缺陷。最终成形后的锻件，周围有飞边存在，飞边可在压力机上用切边模切除。图86-22 锤锻模示意图第四节 板料的冲压 冲压是利用冲模使板料产生分离或者变形的加工方法。由于冲压主要用于加工板料零件，故又称为板料冲压。同时，由于冲压加工通常在室温下进行，不需要加热，故又称为冷冲压。冲压件具有质地轻，刚性好，尺寸准确，表面光洁，一般不需要切削加工就可以装配使用等优点。冲压常用于制造金属材料（最常用的是低碳钢、不锈钢、铝、铜及其他金属或合金）的冲压件。板料冲压生产效率高，容易实现机械化与自动化，被广泛应用于航空、
28、汽车、电器、仪表及日常用品等工业生产。一、冲压设备1.冲床（曲柄压力机）冲床是进行冲压的基本设备。冲床的类型很多，按结构可分为开式冲床和闭式冲床两种。图6-23所示为开式冲床的外观图和传动示意图。这种冲床可在它的前、左、右3个方向装卸模具和进行操作，使用方便，但吨位较小。图6-23开式冲床（a）外观图；（b）传动简图1-工作台；2-导轨；3-床身；4-电动机；5-连杆；6-制动器；7-曲轴；8-离合器；9-飞轮；10-V带；11-滑块；12-踏板；13-拉杆（1）冲床的结构原理其传动原理是：电动机4通过V带10带动大飞轮9传动，大飞轮借助离合器8与曲轴7相连接，离合器8则用踏板12通过拉杆13
29、来控制。当离合器8脱开时，大飞轮9空转；当踩下踏板12使离合器8合上时，大飞轮9便带动曲轴7旋转，并通过连杆5使滑块11沿导轨上下往复运动，进行冲压。当松开踏板12使离合器8脱开时，制动器6可立即制止曲轴7传动，并使沿块停止在最高位置。（2）冲床的主要参数公称压力：冲床工作时，滑块上所允许的最大作用力，常用千牛（kN）表示。闭合高度：滑块在行程到达最下位置时，其下表面到工作台面的距离（mm）。设计冲模时，冲模的闭合高度应与冲床的闭合高度相适应，即冲模闭合高度应小于冲床的最大闭合高度。冲床连杆的长度一般都是可调节的，调节连杆的长度即可调整冲床的闭合高度。滑块行程：曲轴旋转时，滑块从最上位置到最下
30、位置所走过的距离，用毫米（mm）表示。2摩擦压力机摩擦压力机是根据螺杆与螺母相对运动的原理而工作的，其结构如图6-24所示。电动机6带动左右摩擦盘9和10同向旋转。工作时，踏板1下压，通过杠杆11、13、16的作用，操纵带动摩擦盘的传动轴8右移，使传动轴上的摩擦盘9与飞轮12接触，借助于飞轮与摩擦盘间的摩擦作用，使螺杆15顺时针向下转动，带动滑块3下移进行冲压。相反，踏板1上提。通过杠杆作用，使右摩擦盘10与飞轮12接触，飞轮向上旋转，滑块上升。也可以利用固定在滑块3上的制动挡块4操纵杠杆，使滑块连续进行冲压。图6-24 摩擦压力机结构简图1-踏板；2-工作台；3-滑块；4-制动挡块；5、7-
31、V带轮；6-电动机；8-传动轴；9-左摩擦盘；10-右摩擦盘；12-飞轮；11、13、16-杠杆；14-摆块；15-螺杆；17-床身当摩擦压力机超负荷时，飞轮与摩擦盘之间会打滑，起到保护作用。摩擦压力机适用于弯曲大而厚的制件，对校正、挤正、压印等冲压工件尤为适宜。缺点是飞轮轮缘磨损大、生产率低。3油压机油压机是用油压传递能量的液压机。油压机的结构简单、成本低。其压制位置、速度及行程范围均可调整，滑块可以在任意位置回程，不需要调整闭合高度，没有超载危险，更换模具比较方便。其缺点是生产效率低，维修工作量大。适用于弯曲、翻边、成形，尤其适用于深拉件和大型冲压件。（1）油压机的结构 油压机有单柱式、双
32、柱式、四柱式等结构形式。油压机由主机、液压传动系统和电气系统构成。图86-25所示为四柱式油压机主机结构图。图6-25 油压机结构简图1-充液筒；2-充液问；3-活塞；4-活塞杆；5-主缸；6-上横梁；7-滑块；8-立柱；9-工作台；10-顶出缸；11-顶出活塞 工作台：工作台是整个主机安装的基础，台面上有T形槽，用于固定下模。 滑块：滑块用于安装上模。 主缸：主缸紧固于上模梁，活塞杆下端与滑块相连接，缸体上部设置有充液筒和充液阀。 顶出缸：顶出缸位于工作台的中心孔内，顶出缸活塞在拉深过程中产生压边力或顶出力。 （2）油压机的工作原理 油压机由液压泵供油，利用各种阀控制主缸上升、下降、保压及顶
33、出缸的压力、顶出和回程。操作时，按“启动”按钮，电机开动，按“下行”按钮，油泵输出的油液进人主缸上腔，主缸活塞带动滑块下降，主缸下腔的油液流回油箱，油压机开始空行程下行。 主缸活塞下降初始时，滑块因自动迅速下降，液压泵流量小，不能补充上腔空出的体积，而形成负压，吸开充液阀，使充液筒的油液大量被吸入液压缸，下腔的油排回油箱，实现了快速下行动作。当上模接触工件之后，上腔油液开始升压，充液阀关闭，实现了对工件的加压。当压力上升至一定程度后，便开始保压，延续到预定保压时间，主缸油路换向，此时，油泵的高压油进人下腔。由于主缸下腔体积小，迫使活塞带动滑块快速回程，上腔的油经充液阀排人充液筒内，多余的油就流
34、回油箱。活块上升碰到行程开关，断电，活块停止。随后按“顶出”按钮，使高压油进人顶出缸下腔，驱动活塞上行，顶出工件，断电。顶出停止后，取出工件。按“退回”按钮，使高压油进人顶出缸上腔，迫使活塞退回，断电，停止工作。二、冲模 冲模是冲压的工具，一般分为上模（凸模）和下模（凹模）两部分。典型冲模的结构如图6-26所示。上模用模柄固定在冲床的滑块上，随滑块做上下运动；下模用螺栓紧固在工作台上。冲模的主要零件有以下几部分。 凸模与凹模：这是冲模的核心部分。凸模又称冲头。 在凸模和四模的共同作用下，能使板料分离或变形。它们分别通过凸模固定板和凹模固定板固定在上、下模座上。 导料板与挡料销：导料板用来控制坯
35、料的送进方向，挡料销用于控制坯料的送进量。 卸料板：其作用是在冲压后将工件或坯料从凸模上卸下。 模架：包括上、下模座和导柱、导套。上模座用于固定凸模、模柄等零件；下模座用于固定凹模，送料和卸料等零件。导套和导柱分别固定在上、下模座上，使上、下模对准。图6-26 冲模1-模柄；2-上模座；3-导套；4-导柱；5-下模座；6-回模固定板；7一凹模；8-凸模固定板；9-导料板；10-凸模；11-挡料销；12-卸料板三、冲压基本工序 1.剪切 把板料切成一定宽度条料的操作称为剪切，它是冲压的备料工序。剪切所用剪床有如下3种。 平口剪床：其刀口是相互平行的，如图6-27（a）所示。平口剪床所需的剪切力较
36、大，剪切后板料较平，多用于剪切较窄的板料。 斜口剪床：其上刀口是倾斜的，如图 6-27（b）所示，倾斜度 a一般为 68。斜口剪床在剪切过程中和金属逐渐接触，所以剪切力较小，但剪切后板料易弯曲，多用于剪切较宽的板料。 圆盘剪床：利用两片反向传动的圆形刀片将板料剪开的剪床，如图6-27（c）所示。圆盘剪床的特点是能剪切很长的带料，还能剪出曲线的料，剪切后坯料会弯曲。 2.冲压和落料 这是使板料沿着封闭轮廓分离的工序，如图6-28所示。它们的操作方法与板料的分离过程完全一样，但是用途不同。冲压是在工件上冲击所需要的孔，被冲下的部分是废料；落料时，则被冲下的部分是有用的工件，冲剩的部分是废料。冲压和
37、落料统称为冲裁，所用的冲模称为冲裁模。 冲裁模的凹模与凸模刃口都必须锋利，才能进行剪切，使板料分离。凹模与凸模之间应有合适的间隙（单边间隙通常为材料厚度的58），如果间隙不合适，则工件的边缝或孔的边缘会带有较大的毛刺。图6-27 剪床分类l-上刃口；2-板料；3-下刃口3弯曲弯曲属于变形工序，如图6-29所示。弯曲时，板料外层的金属受拉伸，容易出现拉裂；内层则被压缩，容易起皮。所以，弯曲模的工作部分应有一定的圆角，防止工件外表弯裂。圆筒状零件需经过多次弯曲逐步成形，如图6-30所示。图6-28 冲孔与落料示意图（a）落料；（b）冲孔图6-29弯曲图6-30圆筒状零件的弯曲过程 4拉伸 拉伸也称
38、拉延，属于变形工序，如图6-31所示。拉伸用的坯料通常由落料工序获得。板料在拉伸作用下，成为杯形或盆形工件。为了避免拉裂，拉伸凹模与凸模的工作部分应加工成圆角。为了保证拉伸时板料能够顺利通过，凹模与凸模之间应有比板料厚度稍大的间隙。拉伸时，为了减少摩擦阻力，应在板料模具上涂润滑剂。另外，为了阻止板料起皮，常用压板（如图6-31中的2所示）通过模具上的螺钉将板料压住。深度大的拉伸件，需经过多次拉伸才能完成。为此，在拉深工序之间通常要进行退火，以消除拉伸过程中金属产生的加工硬化，恢复其塑性。 图6-31 拉伸l-冲头；2-压板；3-凹模第五节 其他锻压加工方法 一、轧制 金属材料（或非金属材料）在
39、旋转轧辊的压力作用下，产生连续塑性变形，获得所要求的截面形状并改变其性能的方法，称为轧制。 轧制的实质是将金属坯料经加热后或不加热，使之通过旋转轧辊间的孔型而产生塑性变形。它可轧制原材料，生产型材、板材和管材；也可用辊锻、辗压、螺旋斜轧、热轧等方式生产零件，如图6-32所示。 二、拉制坯料在牵引力作用下通过模孔拉出，使之产生塑性变形而得到截面缩小、长度增加的工艺称为拉制，如图6-33所示。图6-32轧制（a）轧制示意图 （b）无缝钢管轧制l-坯料2、4、6-轧辊3-管坯5-芯头 图6-33 拉制a）拉制模；b）拉制产品截面形状l-模套 2-模具 三、挤压坯料在封闭模腔内受三向不均匀压应力作用下
40、，从模具的孔口或缝隙挤出，使之横截面积减，成为所需制品的加工方法称为挤压。按挤压温度不同可分为冷挤压、温挤压、热挤压。在生产实践中，冷挤压应用较为广泛。挤压按金属流动方向和凸模运动方向的关系不同，可分为正挤压、反挤压、复合挤压和径向挤压，如图6-34所示。图6-34 挤压的方式（a）正挤压；（b）反挤压；（c）复合挤压；（d）径向挤压本章小结 思考与练习题1何谓锻压？锻造有何特点？2什么是始锻温度和终锻温度？它们的高低对于锻造有何影响？3何谓加热速度？它们对锻造有何影响？4锻件常用的冷却方法有哪几种？它们各适用于哪种情况的锻件？5何谓自由锻造？自由锻造常用的基本工序有哪些？6自由锻造时，常见的锻件中有哪些缺陷？7何谓胎模锻造？常用的胎模种类有哪些？8何谓模型锻造？它与胎模锻造有何不同？9什么是冷冲压？冷冲压产生有何特点？其基本工序有哪些？专心-专注-专业