自由锻模锻工艺ppt课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第二章 锻压生产,概述,一 压力加工的实质,对金属施加外力，使金属产生,塑性变形，,从而获得所需的形状、尺寸和力学性能的原材料、零件和毛坯的加工方法。,二 压力加工的分类,轧制、挤压、拉拔、自由锻、模锻、冲压,1,轧制：,坯料大多是钢锭，产品则是各种型钢、钢板等。,使金属坯料通过一对回转轧辊之间的空隙而受到压延的加工方法。,第二章 锻压生产概述一 压力加工的实质 对,2,挤压：,产品主要是有色金属型材及管件。,把放在挤压筒内的金属料从模孔内挤出而变形的过程。,3,拉拔：,（拉丝）,拉拔是生产金属丝的唯一方法。,可以拉制薄壁管和特殊几何形状的型材。,将金属料拉过拉丝模的模孔而变形的加工过程。,2 挤压：产品主要是有色金属型材及管件。把放在挤压筒内的金属,4,自由锻：,将金属坯料放在上下砧子之间受冲击力或压力而变形的加工方法。,自由：即金属料受到力的作用可在水平面自由流动。,5,模锻：,将金属料放在具有一定形状的,锻模,模膛内，受冲击力或压力而变形的加工方法。,6,冲压：,使薄板材料在冲模间受到冲压而分离或变形的过程。,4 自由锻：将金属坯料放在上下砧子之间受冲击力或压力而变形的,三 锻压加工的特点和应用,1,机械性能好；,应用：,用于载荷大，转速高，受力复杂件的重要件。,如机床主轴、重要齿轮、炮筒、枪管等。,2,难于生产形状复杂件；,3,设备昂贵，成本高。,轧制、挤压、拉拔,主要是冶金行业生产金属原材料,自由锻、模锻、冲压,统称为锻压,主要是机械制造工业生产毛坯、零件,三 锻压加工的特点和应用1 机械性能好；应用：用于载荷大，转,金属的锻造性能是材料,塑性,和,变形抗力,的综合体现。,塑性 变形抗力 则锻造性能,二 锻造性能的影响因素,1,金属的本质：,a,化学成份：,b,金属组织：,2,变形条件：,纯金属的锻造性能好，钢中,C,合金元素 锻造性能,纯金属、固溶体锻造性能好，而碳化物的可锻性差；,机械混合物可锻性不好,，,细晶粒的锻造性能好于粗晶粒。,1,金属的锻造性能,（可锻性）,一 概念,金属的锻造性能是指金属经受锻压时，发生塑性变形,得到所需形状的难易程度。,金属的锻造性能是材料塑性和变形抗力的综合体现。塑性,2,变形条件：,a,变形温度：,b,变形速度：,c,应力状态：,温度,塑性,、,变形抗力,可锻性,碳钢的锻造温度范围：,T,始,=AE,200,，,T,终,=800,压应力数目,塑性,拉应力数目,塑性,变形速度,加工硬化,变形抗力,塑性,变形速度,热效应,变形抗力,塑性,同号应力下的变形抗力大于异号应力下的变形抗力。,2 变形条件：a 变形温度：温度 塑性、变形抗力,2,常用的锻造方法,一自由锻的实质和分类,1,实质：,在冲击力或压力的作用下，通过上下抵铁等通用工具，使金属发生塑性变形而成型的过程。,自由,：金属在水平面的各个方向变形不受限制。,2,分类：,手工自由锻：,机械自由锻：,生产率低，劳动强度大，锤击力小。,应用于生产小型锻件。,落下部分的重量,40,750,公斤，只能锻造,100,公斤以下的小型锻件。,落下部分的重量,0.5,5,吨，可以锻造小于,1500,公斤的中小件。,产生几千吨的压力（最大,12000,吨），用于大型锻件，可达,300,吨。,空气锤：,空气,蒸气锤：,锤上自由锻：,水压机上锻造：,自由锻、模锻、胎模锻,2 常用的锻造方法一自由锻的实质和分类1 实质：在冲击力,3,自由锻的特点和应用：,特点：,工具简单，费用少；,各种重量的锻件都能适应,，,尤其它是锻造大型锻件的唯一方法,；,生产率低，劳动条件差；,只能锻形状简单件，精度低加工余量大。,应用：,单件、小批最经济；,锻造大型锻件的唯一的方法。,3 自由锻的特点和应用：特点：工具简单，费用少；应用：单件、,二 模型锻造（,固定模锻,）,1,实质：,在压力或冲击力的作用下迫使坯料沿,锻模,模膛变形而获得锻件的方法。,锻模,：用高强度金属制成，其模膛形状与锻件一致,。,2,分类：,锤上模锻：,所用设备主要是蒸气,空气锤，适用于小于,150,公斤的小型锻件。,压力机上模锻：,在压力作用下迫使工件变形，所用的设备主要有：,曲柄压力机：,平锻机：,磨擦压力机,：,二 模型锻造（固定模锻）1 实质：在压力或冲击力的作用下迫,3,特点和应用：,锻件的形状可以复杂些；,尺寸精度高；,生产率高；大批量生产成本低；,设备和锻模费用高；,适用于中小型锻件的大批量生产，,重量,150,公斤，,批量,2500,件。,3 特点和应用：锻件的形状可以复杂些；,1,实质：在自由锻设备上使用,胎模,生产锻件的方法。,胎模,是一种简单的模具。,2,特点：锻模不固定在设备上，可以和自由锻相结合。,锻模结构简单，容易制造，能节省模具钢；,工人劳动强度大，生产率较低。,3,用途：小型锻件的中小批量生产（大于,200,件）。,三 胎模锻,1 实质：在自由锻设备上使用胎模生产锻件的方法。胎模是一种简,一 自由锻工艺规程的制定,（一）绘制锻件图,1,确定余块（敷料）：,为简化锻件形,状而增加的金属。,2,确定加工余量和公差：,锻件图的绘制方法：锻件的形状用粗实线表示，零件的形状用双点划线表示；,工艺规程：规定产品或零部件制造工艺过程和操作方法的工艺文件,。,零件图,锻件,3,自由锻,一 自由锻工艺规程的制定（一）绘制锻件图1 确定余块（敷料,（二）计算坯料,1,确定料的形式：,大型锻件（,2,吨以上）选用钢锭，中小型 锻件则选用型材或钢坯。,2,算料方法,：（以所用的主要工序为拔长,、,圆截面钢材或钢坯为例）,a,算坯料的重量,m,和体积,V,：,m,坯,=,m,锻,+,m,烧,+,m,芯,+,m,切,b,确定坯料的尺寸（即坯料的直径和长度）：,根据锻造比选取坯料的直径,d,拔长：锻造比,Y,指变形前后面积之比；钢材、钢坯：,Y=1.11.3,Y=,坯料面积,/,锻件面积,=,坯料直径平方,/,锻件直径平方,料的长度,=,料的体积,/,料的面积,查表取规格钢材,坯料直径,=,锻件直径,（二）计算坯料1 确定料的形式：大型锻件（2 吨以上）选用钢,（,三）确定变形工序,1,基本工序：,改变坯料的形状和尺寸，以达到锻件基本成型的工序。,特点：变形量大,镦粗、拔长、心轴上拔长、冲孔、弯曲、,扭转、错移、切断、锻接、心轴上扩孔,2,辅助工序：,3,修整工序：,压肩、倒棱、划线、压钳口等。,修正锻件的最后尺寸和形状，使之达到图样的要求。,如精整表面外形、鼓形滚圆、弯曲矫正等。,大变形前的次要变形，方便基本工序的操作,（三）确定变形工序1 基本工序：改变坯料的形状和尺寸，以达到,原则：,根据锻件的形状和工序的特点，,P89,图,2-16,轴杆类：传动轴、轧辊等,a,图,拔长或墩粗、拔长,原则：根据锻件的形状和工序的特点，轴杆类：传动轴、轧辊等,空心类：圆环、圆筒、空心轴等,b,图,墩粗、冲孔、芯轴拔长、马杠扩孔,空心类：圆环、圆筒、空心轴等 b 图墩粗、冲孔、芯轴,饼块类：圆盘、齿轮坯等,c,图,墩粗、冲孔,曲轴类：单拐或多拐曲轴,d,图,拔长、错移、扭转,饼块类：圆盘、齿轮坯等 c 图 墩粗、冲孔曲轴类：单拐或,弯曲类：,e,图,复杂形状锻件：阀体、叉杆、十字轴,f,图,适当工序组合,拔长、弯曲,弯曲类：e 图复杂形状锻件：阀体、叉杆、十字轴 f 图适当,（五）坯料的加热规范和锻造温度范围,1,加热温度的确定：,不能过高，否则过烧，晶界氧化，可锻性下降；,不能很高，否则过热，晶粒粗大，机械性能下降。,适宜的加热温度：,T,加热,=T,熔点,-200,2,加热速度：,钢材可快速加热，而钢锭和合金钢则采用缓慢加热。,3,锻造温度范围：,T,始锻,T,终锻,T,始锻,=T,加热,T,终锻,不能太高（晶粒继续长大），太低（可锻性下降）,。,（六）填写工艺卡,（,四）选定设备,P90,（六）确定加热火次：加热次数,锻造一个锻件所需时间,P93,图,2-17,确定从始锻温度降到终锻温度所需时间,从始锻温度降到终锻温度所需时间,锻造一个锻件所需时间,只需,加热,一次,经验类比法,（根据经验公式计算）,、查表法,（五）坯料的加热规范和锻造温度范围1 加热温度的确定：不能过,二 自由锻零件结构工艺性,1,尽量避免锥面和斜面以及不规则曲面；,2,两部分连接处不用弧面（采用截柱体）；,二 自由锻零件结构工艺性1 尽量避免锥面和斜面以及不规则,3,锻件上不得有加强筋和小凸台；,4,形状复杂件可分几个部分锻出。,3 锻件上不得有加强筋和小凸台；4 形状复杂件可分几个部分锻,3,自由锻的特点和应用：,特点：,应用：,单件、小批最经济；,锻造大型锻件的唯一的方法。,工具简单，费用少；,各种重量的锻件都能适应,，,尤其它是锻造大型锻件的唯一方法,；,生产率低，劳动条件差；,只能锻形状简单件，精度低加工余量大。,3 自由锻的特点和应用：特点：应用：单件、小批最经济；工具简,2-4,模锻,将金属坯料放在,锻模的模膛,内，在锻压力的作用下，迫使金属料依模膛的形状而变形的一种锻造方法。,一 锻模和模膛,1,锻模：采用高强度金属制成，如,5CrNiMo,等模具钢。,组成：上模和下模。,分类：单模膛锻模、多模膛锻模。,2,模膛：上下模接触时所形成的空腔。,模膛分类：制坯模膛和模锻模膛。,2-4 模锻将金属坯料放在锻模的模膛内，在锻压力的作用,1,预锻模膛,作用：,使坯料变形到,接近于,锻件的形状和尺寸，提高终锻模膛的寿命。,结构特点,：,形状近于锻件；比终锻模膛略高、略窄,不带飞边槽；比终锻模膛的圆角、斜度大。,（一）,制坯模膛：,作用：,使坯料变形到,基本接近于,锻件的形状和尺寸，减轻模锻模膛的负荷。,拔长模膛：,滚挤模膛：,弯曲模膛：,成形模膛,：,减少某部分的横截面积，以增加另一部分的横截面积。,使杆状坯料弯曲。,局部转移金属，,使坯料外形符合锻件水平投影的形状。,用来减少坯料的横截面积，以增加这部分的长度。,（二）模锻模膛,二模膛的作用和结构,1 预锻模膛作用：使坯料变形到接近于锻件的形状和尺寸，提高,2,终锻模膛：,锻件的最终成形（,达到,锻件所要求的形状和尺寸）。,模膛的形状基本同于锻件；,模膛尺寸比锻件大一个收缩量，钢件取,1.5%,；,模膛四周开设飞边槽；,作用：增大金属从模膛中流出阻力,，,金属更好充填模膛,。,容纳多余金属。,结构形式：,飞边槽由飞边桥和飞边仓所组成。,终锻件带有飞边和冲孔连皮。,2 终锻模膛：锻件的最终成形（达到锻件所要求的形状和尺寸,弯曲连杆的模锻过程,弯曲连杆的模锻过程,三 锤上模锻工艺规程（锻件图）的制订,1,绘制锻件图：,设计和制造锻模的依据；计算坯料的依据；检查锻件的依据。,工艺参数的确定：,(1),分模面：,锻模的上模和下模的分界面。,选择分模面的原则：,要保证锻件能从模膛中取出；,a,a,b,b,c,c,d,d,使模膛有最浅的深度，便于充满；,分模面最好是平面；,有利于发现上下模错移，防止出废品；,减少余块，节省金属。,d-d,a-a,b-b,c-c,三 锤上模锻工艺规程（锻件图）的制订1 绘制锻,(3),模锻 斜度：,斜度一般为,5,12,(4),圆角半径：,在锻件上所有两平面交角处都需做成圆角，目的是减少模具的磨损和便于金属的充填。,(2),加工余量和锻造公差：,余量,1,4mm,，公差,0.3,3mm,冲孔连皮,4,8mm,。,r =1,6mm,；,R=,（,3,4,）,r,(3)模锻 斜度：斜度一般为512(4)圆角半径：在,锻件图用粗实线表示，双点化线表示零件的形状。分模面选在高度方向的中部，轮辐不加工，没有加工余量。孔中间两条线表示冲孔连皮冲掉后流下的痕迹。,锻件图用粗实线表示，双点化线表示零件的形状。,2,确定模锻工步,3,算料,：,方法与自由锻相同，但要考虑飞边和冲孔连皮的重量。,4,选择模锻设备,：,经验类比法、查表法,P99,5,模锻的后续工序,：,长轴类：拔长、