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4-1 塑性加工概述
4-2 金屬之熱作
4-3 金屬之冷作
4-4 衝壓工作
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4-1 塑性加工概述
2
圖4-1 塑性加工圖例
4-1
4-2
4-3
4-4
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4-1 塑性加工概述
3
塑性加工的施力,大於降伏應力,而小
於極限應力。
圖4-2
應力-應變圖
4-1
4-2
4-3
4-4
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4-1 塑性加工概述
4
表4-1 常見金屬的再結晶溫度
4-1
4-2
4-3
4-4
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4-1 塑性加工概述
5
表4-2 冷作與熱作之比較
4-1
4-2
4-3
4-4
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4-2 金屬之熱作
6
圖4-3 鍛造與切削對晶粒流向的影響
4-1
4-2
4-3
4-4
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4-2 金屬之熱作
7
表4-3 各種材料之鍛造溫度
4-1
4-2
4-3
4-4
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4-2 金屬之熱作
8
利用手工具在鐵砧上鍛打鍛件。
圖4-4 手工鍛造操作例
4-1
4-2
4-3
4-4
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4-2 金屬之熱作
9
圖4-5 開模鍛造之模具
4-1
4-2
4-3
4-4
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4-2 金屬之熱作
圖4-6
10
開槽與定位之形狀
4-1
4-2
4-3
4-4
Slide 11
4-2 金屬之熱作
11
將全部鍛造過程分成若干級,每級的變
化為漸進式,以利控制其流向。
圖4-7 基本開模鍛造操作及例子
4-1
4-2
4-3
4-4
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4-2 金屬之熱作
12
將金屬放在兩個成形模具之間,藉鍛機
施加壓力。
圖4-8 閉模鍛造
4-1
4-2
4-3
4-4
Slide 13
4-2 金屬之熱作
13
伸出於夾持模以外的桿料長度,不得超
過直徑的2~3倍。
圖4-9 端壓鍛造
4-1
4-2
4-3
4-4
Slide 14
4-2 金屬之熱作
14
將實體的桿件鍛成中空的鍛件。
圖4-10 星形汽缸的鍛粗
4-1
4-2
4-3
4-4
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4-2 金屬之熱作
15
鍛造兩個滾子,依需要切除若干部分。
圖4-11 直式滾軋
4-1
4-2
4-3
4-4
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4-2 金屬之熱作
16
輪狀毛胚在數個滾子的滾軋下,一面旋
轉,直徑一面加大。
圖4-12 鋼製車輪的滾鍛
4-1
4-2
4-3
4-4
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4-2 金屬之熱作
17
兩半模子因離心力的作用而張開,因滾
子的擠壓而閉合。
圖4-13 旋轉型鍛
4-1
4-2
4-3
4-4
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4-2 金屬之熱作
18
將空心的胚料套在心軸狀的模子上,送
入型鍛機上施壓鍛造。
圖4-14 內孔造形
4-1
4-2
4-3
4-4
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4-2 金屬之熱作
19
鍛造力的大小由蒸汽之量控制。
圖4-15 蒸汽落錘
4-1
4-2
4-3
4-4
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4-2 金屬之熱作
20
錘體以飛輪或摩擦輪驅動至某一高度,
自由落下時衝擊下方的鍛模。
圖4-16 重力落錘
4-1
4-2
4-3
4-4
Slide 21
4-2 金屬之熱作
21
利用兩個對置的水平式汽缸,由兩側向
中間衝擊鍛件。
圖4-17 水平衝擊鍛造機
4-1
4-2
4-3
4-4
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4-2 金屬之熱作
22
將金屬材料置於上下兩個反向轉動的滾
輪之間,以連續塑性變形的方式通過。
圖4-18 滾軋加工
4-1
4-2
4-3
4-4
Slide 23
4-2 金屬之熱作
23
板、桿、結構型材、管、鋼筋及薄片。
圖4-19 滾軋製品實例
4-1
4-2
4-3
4-4
Slide 24
4-2 金屬之熱作
24
(a)二重往復式
(b)三重往復式
(c)四重式
圖4-20 滾軋機滾輪的組合形式
4-1
4-2
4-3
4-4
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4-2 金屬之熱作
25
(d)、(e)、(f)叢集式
(g)行星式
圖4-20 滾軋機滾輪的組合形式 (續)
4-1
4-2
4-3
4-4
Slide 26
4-2 金屬之熱作
26
方→扁→方→扁不斷重複,斷面逐漸縮
小,直到最後一步才軋成圓棒。
圖4-21 棒材滾軋
4-1
4-2
4-3
4-4
Slide 27
4-2 金屬之熱作
圖4-22
27
平板模滾軋法
4-1
4-2
4-3
4-4
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4-2 金屬之熱作
28
圖4-23 圓滾模滾軋法
4-1
4-2
4-3
4-4
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4-2 金屬之熱作
29
滾輪轉動時,帶動圓桿一面迴轉,一面
前進。
圖4-24 無縫管之製作
4-1
4-2
4-3
4-4
Slide 30
4-2 金屬之熱作
30
利用滾軋力將斷面軋薄,擴張成直徑較
大的環。
圖4-25 環滾軋
4-1
4-2
4-3
4-4
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4-2 金屬之熱作
31
圖4-26 各種擠製品的截面形狀
4-1
4-2
4-3
4-4
Slide 32
4-2 金屬之熱作
32
衝桿前進方向與製品擠出之方向一致。
圖4-27 直接擠製
4-1
4-2
4-3
4-4
Slide 33
4-2 金屬之熱作
33
衝柱與製品的移動方向相反。
圖4-28 間接擠製
4-1
4-2
4-3
4-4
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4-2 金屬之熱作
34
用在電纜或鋼索的覆層處理。
圖4-29 覆層擠製
4-1
4-2
4-3
4-4
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4-2 金屬之熱作
35
厚圓盤為原料,在高速旋轉的模子上,
用壓力使其隨模子的形狀而造形。
圖4-30 旋壓
4-1
4-2
4-3
4-4
Slide 36
4-2 金屬之熱作
36
板條一方彎成圓管,同時對頭部位受擠
壓而自動熔接起來。
圖4-31 間斷式對頭熔接法
4-1
4-2
4-3
4-4
Slide 37
4-2 金屬之熱作
37
板條通過加熱爐時,火焰直接噴在邊緣
上,使其達到熔接溫度,並自動完成熔
接。
圖4-32 連續式對頭熔接法
4-1
4-2
4-3
4-4
Slide 38
4-2 金屬之熱作
38
由中間的心軸,形成中空的管件。
圖4-33
管子擠製法
4-1
4-2
4-3
4-4
Slide 39
4-2 金屬之熱作
39
圖4-34 氧氣筒的引伸加工
4-1
4-2
4-3
4-4
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4-3 金屬之冷作
40
金屬線是以抽線模將熱軋的桿料抽製而
成。
圖4-35
單模抽線模
4-1
4-2
4-3
4-4
Slide 41
4-3 金屬之冷作
41
模子依直徑尺寸由大而小,作串聯安排。
圖4-36 多級連續抽線模
4-1
4-2
4-3
4-4
Slide 42
4-3 金屬之冷作
42
管子內、外徑均要求精確者,必須由固
定心軸加以控制。
圖4-37 管子的抽拉(有心軸)
4-1
4-2
4-3
4-4
Slide 43
4-3 金屬之冷作
43
製品斷面厚度不一。
圖4-38 壓模印
4-1
4-2
4-3
4-4
Slide 44
4-3 金屬之冷作
44
圖4-39 壓浮紋
4-1
4-2
4-3
4-4
Slide 45
4-3 金屬之冷作
45
以硬鋼的凸出轂直接壓入軟鋼中形成模
穴。
圖4-40 凹穴壓印
4-1
4-2
4-3
4-4
Slide 46
4-3 金屬之冷作
46
炸藥在爆炸的瞬間,所釋放出的能量,
藉氣體、液體或固體等介質傳達至工件,
使胚料快速成形的加工。
圖4-41 氣壓造形法
4-1
4-2
4-3
4-4
Slide 47
4-3 金屬之冷作
47
以火花間隙放電造成液體瞬間膨脹
圖4-42 電液壓成形法
4-1
4-2
4-3
4-4
Slide 48
4-3 金屬之冷作
48
利用線圈建立強大的磁場,以此磁力作
用在工件上,而使工件成形。
圖4-43 磁力成形線路之簡圖
4-1
4-2
4-3
4-4
Slide 49
4-3 金屬之冷作
49
鍛製釘子、鉚釘,及各種小螺栓的頭部。
圖4-44 冷鍛
4-1
4-2
4-3
4-4
Slide 50
4-3 金屬之冷作
50
圖4-45 彎板機
4-1
4-2
4-3
4-4
Slide 51
4-3 金屬之冷作
51
板金以頂葉板夾緊後,將摺板手桿提高
到適當位置而完成。
圖4-46
彎板實例
4-1
4-2
4-3
4-4
Slide 52
4-3 金屬之冷作
52
將金屬板放在三個滾棒之間,位於後方
的第三個滾棒可以上下調整。
圖4-47 滾圓機
4-1
4-2
4-3
4-4
Slide 53
4-3 金屬之冷作
53
後方的滾棒向上調整時圓筒的直徑會變
小。
圖4-48
滾圓機原理
4-1
4-2
4-3
4-4
Slide 54
4-3 金屬之冷作
54
旋轉模塊靠著壓力模旋轉而產生彎曲。
圖4-49 彎管
4-1
4-2
4-3
4-4
Slide 55
4-3 金屬之冷作
55
小塊胚料置放在模內,衝頭以適當之力
作一次的衝擊。
圖4-50 衝擊擠製法
4-1
4-2
4-3
4-4
Slide 56
4-4 衝壓工具
56
圖4-51 衝壓床的構造
4-1
4-2
4-3
4-4
Slide 57
4-4 衝壓工具
圖4-52 衝壓床的驅動機構
57
4-1
4-2
4-3
4-4
Slide 58
4-4 衝壓工具
58
下行時速度由零開始逐漸加速,至行程
中點附近達最高速,然後逐漸減速至停
止。
圖4-53 滑塊的速度變化
4-1
4-2
4-3
4-4
Slide 59
4-4 衝壓工具
59
(a) 可 自 動 進 料 ,
工作面積大,
但剛性小。
(c) 剛 性 大 , 而
工作面積小。
(e) 通 常 用 於 圓
筒形工件邊緣
的衝壓工作。
圖4-54 衝壓床的機架
4-1
4-2
4-3
4-4
Slide 60
4-4 衝壓工具
60
材料送入加工區後,可一站一站的自動
前進,直到加工完成為止。
圖4-55 傳遞式衝壓床
4-1
4-2
4-3
4-4
Slide 61
4-4 衝壓工具
61
由左、右、前、後多組成形模塊進行成
形加工。
圖4-56 多向滑塊衝壓床加工示意圖
4-1
4-2
4-3
4-4
Slide 62
4-4 衝壓工具
62
材料置於衝頭與衝模之間,材料由於衝
頭刀刃及衝模刀刃的相互作用而剪斷。
圖4-57 剪切
4-1
4-2
4-3
4-4
Slide 63
4-4 衝壓工具
63
從料條上衝下有用的胚料(a),衝下的料
為廢料,餘下的框架為有用的成品(b)
圖4-58 衝孔與下料的區別
4-1
4-2
4-3
4-4
Slide 64
4-4 衝壓工具
64
邊緣有因彈性變形所造成的模滾,衝模
與工件的摩擦光面,拉力破壞而成的撕
斷面,以及毛邊
圖4-59 衝孔與下料的工件邊緣
4-1
4-2
4-3
4-4
Slide 65
4-4 衝壓工具
65
(a)材料剪切三邊而保留一邊。
(b)材料剪開一邊而保留三邊。
圖4-60 衝縫與衝凹孔
4-1
4-2
4-3
4-4
Slide 66
4-4 衝壓工具
66
彎曲部分的外側遭受拉力,內側遭受壓
力,中心部分(中立面)即不受拉力,也
不受壓力。
圖4-61
彎曲加工
4-1
4-2
4-3
4-4
Slide 67
4-4 衝壓工具
67
製品的彎曲角度為90°,則衝模的角度
應略小於90°。
圖4-62 彎曲操作中之彈回作用
4-1
4-2
4-3
4-4
Slide 68
4-4 衝壓工具
68
變形部分為三維曲面。
圖4-63 成形
4-1
4-2
4-3
4-4
Slide 69
4-4 衝壓工具
69
在衝壓時橡皮母模可依模子的形狀而變
形。
圖4-64
橡膠模壓法
4-1
4-2
4-3
4-4
Slide 70
4-4 衝壓工具
70
將平板料片放置在引伸衝模中,使其變
成筒狀製品。
圖4-65 引伸加工
4-1
4-2
4-3
4-4
Slide 71
4-4 衝壓工具
71
在金屬板上加一壓料板防止起皺。
圖4-66 胚料夾持器的作用
4-1
4-2
4-3
4-4
Slide 72
4-4 衝壓工具
72
圖4-67 單獨下料、衝孔衝模
4-1
4-2
4-3
4-4
Slide 73
4-4 衝壓工具
73
在同一位置同時反向衝孔與下料,可減
少製品之彎曲。
圖4-68 下料及衝孔複合衝模
4-1
4-2
4-3
4-4
Slide 74
4-4 衝壓工具
74
四 次 工 程 在 不 同 位 置
依序在同一衝程中完
成製品。
圖4-69 衝孔及剪斷連續衝模
4-1
4-2
4-3
4-4
4-1 塑性加工概述
4-2 金屬之熱作
4-3 金屬之冷作
4-4 衝壓工作
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4-1 塑性加工概述
2
圖4-1 塑性加工圖例
4-1
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4-1 塑性加工概述
3
塑性加工的施力,大於降伏應力,而小
於極限應力。
圖4-2
應力-應變圖
4-1
4-2
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4-1 塑性加工概述
4
表4-1 常見金屬的再結晶溫度
4-1
4-2
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4-1 塑性加工概述
5
表4-2 冷作與熱作之比較
4-1
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4-2 金屬之熱作
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圖4-3 鍛造與切削對晶粒流向的影響
4-1
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4-2 金屬之熱作
7
表4-3 各種材料之鍛造溫度
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4-2 金屬之熱作
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利用手工具在鐵砧上鍛打鍛件。
圖4-4 手工鍛造操作例
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4-2 金屬之熱作
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圖4-5 開模鍛造之模具
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4-2 金屬之熱作
圖4-6
10
開槽與定位之形狀
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4-2 金屬之熱作
11
將全部鍛造過程分成若干級,每級的變
化為漸進式,以利控制其流向。
圖4-7 基本開模鍛造操作及例子
4-1
4-2
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4-2 金屬之熱作
12
將金屬放在兩個成形模具之間,藉鍛機
施加壓力。
圖4-8 閉模鍛造
4-1
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4-2 金屬之熱作
13
伸出於夾持模以外的桿料長度,不得超
過直徑的2~3倍。
圖4-9 端壓鍛造
4-1
4-2
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4-2 金屬之熱作
14
將實體的桿件鍛成中空的鍛件。
圖4-10 星形汽缸的鍛粗
4-1
4-2
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4-2 金屬之熱作
15
鍛造兩個滾子,依需要切除若干部分。
圖4-11 直式滾軋
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4-2
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4-2 金屬之熱作
16
輪狀毛胚在數個滾子的滾軋下,一面旋
轉,直徑一面加大。
圖4-12 鋼製車輪的滾鍛
4-1
4-2
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4-2 金屬之熱作
17
兩半模子因離心力的作用而張開,因滾
子的擠壓而閉合。
圖4-13 旋轉型鍛
4-1
4-2
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4-2 金屬之熱作
18
將空心的胚料套在心軸狀的模子上,送
入型鍛機上施壓鍛造。
圖4-14 內孔造形
4-1
4-2
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4-2 金屬之熱作
19
鍛造力的大小由蒸汽之量控制。
圖4-15 蒸汽落錘
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4-2 金屬之熱作
20
錘體以飛輪或摩擦輪驅動至某一高度,
自由落下時衝擊下方的鍛模。
圖4-16 重力落錘
4-1
4-2
4-3
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4-2 金屬之熱作
21
利用兩個對置的水平式汽缸,由兩側向
中間衝擊鍛件。
圖4-17 水平衝擊鍛造機
4-1
4-2
4-3
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4-2 金屬之熱作
22
將金屬材料置於上下兩個反向轉動的滾
輪之間,以連續塑性變形的方式通過。
圖4-18 滾軋加工
4-1
4-2
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4-2 金屬之熱作
23
板、桿、結構型材、管、鋼筋及薄片。
圖4-19 滾軋製品實例
4-1
4-2
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4-2 金屬之熱作
24
(a)二重往復式
(b)三重往復式
(c)四重式
圖4-20 滾軋機滾輪的組合形式
4-1
4-2
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4-2 金屬之熱作
25
(d)、(e)、(f)叢集式
(g)行星式
圖4-20 滾軋機滾輪的組合形式 (續)
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4-2 金屬之熱作
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方→扁→方→扁不斷重複,斷面逐漸縮
小,直到最後一步才軋成圓棒。
圖4-21 棒材滾軋
4-1
4-2
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4-2 金屬之熱作
圖4-22
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平板模滾軋法
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4-2
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4-2 金屬之熱作
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圖4-23 圓滾模滾軋法
4-1
4-2
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4-2 金屬之熱作
29
滾輪轉動時,帶動圓桿一面迴轉,一面
前進。
圖4-24 無縫管之製作
4-1
4-2
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4-2 金屬之熱作
30
利用滾軋力將斷面軋薄,擴張成直徑較
大的環。
圖4-25 環滾軋
4-1
4-2
4-3
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4-2 金屬之熱作
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圖4-26 各種擠製品的截面形狀
4-1
4-2
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4-2 金屬之熱作
32
衝桿前進方向與製品擠出之方向一致。
圖4-27 直接擠製
4-1
4-2
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4-2 金屬之熱作
33
衝柱與製品的移動方向相反。
圖4-28 間接擠製
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4-2 金屬之熱作
34
用在電纜或鋼索的覆層處理。
圖4-29 覆層擠製
4-1
4-2
4-3
4-4
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4-2 金屬之熱作
35
厚圓盤為原料,在高速旋轉的模子上,
用壓力使其隨模子的形狀而造形。
圖4-30 旋壓
4-1
4-2
4-3
4-4
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4-2 金屬之熱作
36
板條一方彎成圓管,同時對頭部位受擠
壓而自動熔接起來。
圖4-31 間斷式對頭熔接法
4-1
4-2
4-3
4-4
Slide 37
4-2 金屬之熱作
37
板條通過加熱爐時,火焰直接噴在邊緣
上,使其達到熔接溫度,並自動完成熔
接。
圖4-32 連續式對頭熔接法
4-1
4-2
4-3
4-4
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4-2 金屬之熱作
38
由中間的心軸,形成中空的管件。
圖4-33
管子擠製法
4-1
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4-3
4-4
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4-2 金屬之熱作
39
圖4-34 氧氣筒的引伸加工
4-1
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4-3
4-4
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4-3 金屬之冷作
40
金屬線是以抽線模將熱軋的桿料抽製而
成。
圖4-35
單模抽線模
4-1
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4-3
4-4
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4-3 金屬之冷作
41
模子依直徑尺寸由大而小,作串聯安排。
圖4-36 多級連續抽線模
4-1
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4-3
4-4
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4-3 金屬之冷作
42
管子內、外徑均要求精確者,必須由固
定心軸加以控制。
圖4-37 管子的抽拉(有心軸)
4-1
4-2
4-3
4-4
Slide 43
4-3 金屬之冷作
43
製品斷面厚度不一。
圖4-38 壓模印
4-1
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4-4
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4-3 金屬之冷作
44
圖4-39 壓浮紋
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4-3 金屬之冷作
45
以硬鋼的凸出轂直接壓入軟鋼中形成模
穴。
圖4-40 凹穴壓印
4-1
4-2
4-3
4-4
Slide 46
4-3 金屬之冷作
46
炸藥在爆炸的瞬間,所釋放出的能量,
藉氣體、液體或固體等介質傳達至工件,
使胚料快速成形的加工。
圖4-41 氣壓造形法
4-1
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4-3
4-4
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4-3 金屬之冷作
47
以火花間隙放電造成液體瞬間膨脹
圖4-42 電液壓成形法
4-1
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4-3
4-4
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4-3 金屬之冷作
48
利用線圈建立強大的磁場,以此磁力作
用在工件上,而使工件成形。
圖4-43 磁力成形線路之簡圖
4-1
4-2
4-3
4-4
Slide 49
4-3 金屬之冷作
49
鍛製釘子、鉚釘,及各種小螺栓的頭部。
圖4-44 冷鍛
4-1
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4-3
4-4
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4-3 金屬之冷作
50
圖4-45 彎板機
4-1
4-2
4-3
4-4
Slide 51
4-3 金屬之冷作
51
板金以頂葉板夾緊後,將摺板手桿提高
到適當位置而完成。
圖4-46
彎板實例
4-1
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4-3
4-4
Slide 52
4-3 金屬之冷作
52
將金屬板放在三個滾棒之間,位於後方
的第三個滾棒可以上下調整。
圖4-47 滾圓機
4-1
4-2
4-3
4-4
Slide 53
4-3 金屬之冷作
53
後方的滾棒向上調整時圓筒的直徑會變
小。
圖4-48
滾圓機原理
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4-2
4-3
4-4
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4-3 金屬之冷作
54
旋轉模塊靠著壓力模旋轉而產生彎曲。
圖4-49 彎管
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4-3
4-4
Slide 55
4-3 金屬之冷作
55
小塊胚料置放在模內,衝頭以適當之力
作一次的衝擊。
圖4-50 衝擊擠製法
4-1
4-2
4-3
4-4
Slide 56
4-4 衝壓工具
56
圖4-51 衝壓床的構造
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4-3
4-4
Slide 57
4-4 衝壓工具
圖4-52 衝壓床的驅動機構
57
4-1
4-2
4-3
4-4
Slide 58
4-4 衝壓工具
58
下行時速度由零開始逐漸加速,至行程
中點附近達最高速,然後逐漸減速至停
止。
圖4-53 滑塊的速度變化
4-1
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4-3
4-4
Slide 59
4-4 衝壓工具
59
(a) 可 自 動 進 料 ,
工作面積大,
但剛性小。
(c) 剛 性 大 , 而
工作面積小。
(e) 通 常 用 於 圓
筒形工件邊緣
的衝壓工作。
圖4-54 衝壓床的機架
4-1
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4-3
4-4
Slide 60
4-4 衝壓工具
60
材料送入加工區後,可一站一站的自動
前進,直到加工完成為止。
圖4-55 傳遞式衝壓床
4-1
4-2
4-3
4-4
Slide 61
4-4 衝壓工具
61
由左、右、前、後多組成形模塊進行成
形加工。
圖4-56 多向滑塊衝壓床加工示意圖
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Slide 62
4-4 衝壓工具
62
材料置於衝頭與衝模之間,材料由於衝
頭刀刃及衝模刀刃的相互作用而剪斷。
圖4-57 剪切
4-1
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4-3
4-4
Slide 63
4-4 衝壓工具
63
從料條上衝下有用的胚料(a),衝下的料
為廢料,餘下的框架為有用的成品(b)
圖4-58 衝孔與下料的區別
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4-4
Slide 64
4-4 衝壓工具
64
邊緣有因彈性變形所造成的模滾,衝模
與工件的摩擦光面,拉力破壞而成的撕
斷面,以及毛邊
圖4-59 衝孔與下料的工件邊緣
4-1
4-2
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4-4
Slide 65
4-4 衝壓工具
65
(a)材料剪切三邊而保留一邊。
(b)材料剪開一邊而保留三邊。
圖4-60 衝縫與衝凹孔
4-1
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4-3
4-4
Slide 66
4-4 衝壓工具
66
彎曲部分的外側遭受拉力,內側遭受壓
力,中心部分(中立面)即不受拉力,也
不受壓力。
圖4-61
彎曲加工
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Slide 67
4-4 衝壓工具
67
製品的彎曲角度為90°,則衝模的角度
應略小於90°。
圖4-62 彎曲操作中之彈回作用
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Slide 68
4-4 衝壓工具
68
變形部分為三維曲面。
圖4-63 成形
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Slide 69
4-4 衝壓工具
69
在衝壓時橡皮母模可依模子的形狀而變
形。
圖4-64
橡膠模壓法
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Slide 70
4-4 衝壓工具
70
將平板料片放置在引伸衝模中,使其變
成筒狀製品。
圖4-65 引伸加工
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Slide 71
4-4 衝壓工具
71
在金屬板上加一壓料板防止起皺。
圖4-66 胚料夾持器的作用
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Slide 72
4-4 衝壓工具
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圖4-67 單獨下料、衝孔衝模
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Slide 73
4-4 衝壓工具
73
在同一位置同時反向衝孔與下料,可減
少製品之彎曲。
圖4-68 下料及衝孔複合衝模
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Slide 74
4-4 衝壓工具
74
四 次 工 程 在 不 同 位 置
依序在同一衝程中完
成製品。
圖4-69 衝孔及剪斷連續衝模
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