第二章 鍛壓課件

1、第二章 鍛壓v章節(jié)重點章節(jié)重點v本章重點介紹了鍛壓的分類、特點、應用，塑性變形對金屬組織和性能的影響，鍛造成形方法及其各自的工藝流程，鍛件結(jié)構(gòu)工藝性。v學習目標學習目標v1）了解鍛壓的分類、特點、應用。 v2）理解塑性變形對金屬組織和性能的影響，常用金屬的鍛壓性能。 v3）了解自由鍛、模鍛的主要工序及工藝要點。 v4）了解其他常用鍛壓方法的特點及應用、鍛壓技術發(fā)展趨勢。 v5）初步具備合理選擇典型零件的鍛壓方法、分析鍛件結(jié)構(gòu)工藝性，具有鍛件質(zhì)量與成本分析的初步能力。 金屬塑性加工的概念v定義：金屬塑性加工是利用金屬的塑性，在外力的作用下，通過模具（或）工具使簡單形狀的坯料成形為所需形狀和尺寸的

2、工件（或毛坯）的技術。它也被稱之為鍛壓、塑性成形或壓力加工。v壓力加工-軋制擠壓拉拔靜壓力自由鍛模鍛沖壓沖擊力壓力 加 工 分類利用金屬在外力下所產(chǎn)生的塑性變形，來獲得利用金屬在外力下所產(chǎn)生的塑性變形，來獲得具有一定形狀、尺寸和機械性能的原材料、毛坯具有一定形狀、尺寸和機械性能的原材料、毛坯或零件的生產(chǎn)方法?；蛄慵纳a(chǎn)方法。金屬塑性加工方法分類、特點及應用v金屬塑性加工方法包括鍛造、沖壓、軋制、拉拔、擠壓等幾種類型。一一 鍛壓的概述鍛壓的概述 v【鍛壓】是指對坯料施加壓力，使其產(chǎn)生塑性變形，改變尺寸、形狀及改善性能，用以制造機械零件、工件或毛坯的成形加工方法。它是鍛造和沖壓的總稱。 v鍛壓包

3、括軋制、擠壓、拉撥、自由鍛造、模型鍛造、沖壓等加工方法，其典型工序?qū)嵗鐖D所示。 軋制軋制v使金屬坯料在回轉(zhuǎn)軋輥的孔隙中，靠摩擦力的作用，使金屬坯料在回轉(zhuǎn)軋輥的孔隙中，靠摩擦力的作用，得以連續(xù)進入軋輥而變形的加工方法。得以連續(xù)進入軋輥而變形的加工方法。 軋制生產(chǎn)所用的坯料主要是鋼錠。在軋制過程中，軋制生產(chǎn)所用的坯料主要是鋼錠。在軋制過程中，金屬坯料截面減小、長度增加從而獲得各種形狀的金屬坯料截面減小、長度增加從而獲得各種形狀的原材料。如鋼板、無縫鋼管及各種型鋼等。原材料。如鋼板、無縫鋼管及各種型鋼等。v擠壓擠壓 v將金屬坯料放在擠壓筒內(nèi)，用強大的壓力從一端的?？字袛D將金屬坯料放在擠壓筒內(nèi)，用強

4、大的壓力從一端的?？字袛D出而變形的加工方法。擠壓方法主要分兩類：金屬流動方向出而變形的加工方法。擠壓方法主要分兩類：金屬流動方向與凸模運動方向一致的叫做正擠壓；金屬流動方向與凸模運與凸模運動方向一致的叫做正擠壓；金屬流動方向與凸模運動方向相反的叫做反擠壓。反擠壓可以節(jié)省擠壓力。動方向相反的叫做反擠壓。反擠壓可以節(jié)省擠壓力。適合于適合于加工低碳鋼、有色鋼及其合金。加工低碳鋼、有色鋼及其合金。 拉拔拉拔 將金屬坯料拉過拉拔模的?？酌娑冃蔚募庸し椒?。拉拔生將金屬坯料拉過拉拔模的?？酌娑冃蔚募庸し椒?。拉拔生產(chǎn)主要用來制造各種產(chǎn)主要用來制造各種細線材、薄壁管和各種特殊幾何形狀的細線材、薄壁管和各種特

5、殊幾何形狀的型材型材。所獲得的產(chǎn)品具有較高的精度與表面光潔度，故亦常。所獲得的產(chǎn)品具有較高的精度與表面光潔度，故亦常用于對軋制件用于對軋制件(棒料，管材棒料，管材)的再加工以提高產(chǎn)品質(zhì)量。的再加工以提高產(chǎn)品質(zhì)量。低碳鋼低碳鋼和大多數(shù)有色金屬及其合金和大多數(shù)有色金屬及其合金部可以經(jīng)拉拔成形。部可以經(jīng)拉拔成形。 v鍛壓加工是以金屬的塑性變形為基礎的 , 各種鋼和大多數(shù)非鐵金屬及其合金都具有不同程度的塑性，因此它們可在冷態(tài)或熱態(tài)下進行鍛壓加工，而脆性材料 (如灰鑄鐵、鑄造銅合金、鑄造鋁合金等)則不能進行鍛壓加工。 金屬鍛壓加工的主要特點 :v優(yōu)點： 1、能改善金屬組織，提高力學性能 這是因為鍛壓可以

6、將坯料中的疏松處壓合，提高金屬的致密度；可以使粗大的晶粒細化；可以使高合金工具鋼中的碳化物被擊碎，并且均勻地分布。 2、鍛壓件的形狀和尺寸接近于零件 與直接切削鋼材的成形方法相比較，不但可以節(jié)省金屬材料的消耗，而且也節(jié)省切削加工工時。 3、生產(chǎn)率高 鍛壓成形，特別是模鍛成形的生產(chǎn)效率。比切削加工成形高得多。例如，生產(chǎn)內(nèi)六角螺釘，用模鍛成形的生產(chǎn)率是切削加工的50倍。若采用冷鐓工藝制造時，其生產(chǎn)效率是切削加工成形的400倍以上。v 4、鍛壓加工在生產(chǎn)中有較強的適應性 鍛壓加工既可以制造形狀簡單的鍛件（如圓軸），也可以制造形狀比較復雜，不需要或只需要進行少量切削加工的鍛件（如精鍛齒輪）。鍛件的重量

7、可以小到不足一克，大到幾百噸。鍛件既可以單件小批生產(chǎn)，也可以大批大量生產(chǎn)。 v 缺點：v常用的自由鍛件精度比較低；胎模鍛和模鍛的模具費用較高；與鑄造生產(chǎn)相比，難以生產(chǎn)既有復雜外形又有復雜內(nèi)腔的毛坯。 機床制造業(yè)中，主軸、傳動軸、齒輪等重要零件以及切削刃具等，都是用鍛壓方法成形的。二、金屬的塑性變形二、金屬的塑性變形 v金屬在外力作用下將產(chǎn)生變形 , 其變形過程包括彈性變形和塑性變形兩個階段。 v【彈性變形】是指除去外力后，物體完全恢復原狀的變形。 v【塑性變形】是指作用在物體上的外力取消后，物體的變形不完全恢復而產(chǎn)生的永久變形 。 塑性變形不僅能用于成形加工，還會對金屬的組織和性能產(chǎn)生很大影響

8、 。 （ 一一 ） 塑性變形的實質(zhì)塑性變形的實質(zhì) v1 1 理想的單晶體的塑性變形理想的單晶體的塑性變形 v對于理想的單晶體可以用晶粒內(nèi)部的滑移變形來解釋。v【滑移】看作是晶體的一部分相對于另一部分產(chǎn)生錯動的結(jié)果。滑移面整體剛性滑移2 存在缺陷的晶體v對于存在缺陷的晶體可用位錯運動理論來解釋。3 多晶體v多晶體塑性變形是各個晶粒塑性變形的綜合結(jié)果。此外,在多晶體晶粒之間還有少量的相互移動和轉(zhuǎn)動 , 這部分塑性變形為晶間變形,如圖所示。由于每個晶粒在塑性變形時都要受到周圍晶粒及晶界的影響和阻礙,故多晶體塑性變形時的抗力要比單晶體高得多。 二 塑性變形對金屬性能的影響v金屬在常溫下經(jīng)過塑性變形后，

9、內(nèi)部組織將發(fā)生的變化：a 晶粒沿變形最大的方向伸長；b 晶格與晶粒均發(fā)生扭曲，產(chǎn)生內(nèi)應力；C 晶粒間產(chǎn)生碎晶。金屬組織的改變對金屬性能的影響很大。( 1) ( 1) 加工硬化加工硬化（冷變形強化）（冷變形強化）v冷變形：金屬在再結(jié)晶溫度以下的變形叫冷變形。變形過程中無再結(jié)晶現(xiàn)象，變形后的金屬具有加工硬化現(xiàn)象。 v熱變形：金屬在再結(jié)晶溫度以上的變形叫熱變形變形后，金屬具有再結(jié)晶組織，而無加工硬化痕跡。v【加工硬化加工硬化】在冷變形時，隨著變形程度的增加，金屬材料的所有強度指標和硬度都有所提高 ,但塑性有所下降的現(xiàn)象，又稱冷變形強化冷變形強化。變形后,金屬的晶格嚴重畸變,變形金屬的晶粒被壓扁或拉長

10、,形成纖維組織。 v冷變形強化使金屬的可鍛性降低，沖壓時產(chǎn)生“織耳”，制件厚度不均等缺陷。冷變形強化在生產(chǎn)中很有實用意義，一些熱處理難以強化的金屬和合金，如銅、鋁、低碳鋼和耐磨鋼，就是通過冷變形來提高其強度、硬度和耐磨性的。 冷軋前后晶粒變形情況冷軋前后晶粒變形情況a a 回復與回復溫度回復與回復溫度 v加工硬化是一種不穩(wěn)定現(xiàn)象，具有自發(fā)地回復到穩(wěn)定狀態(tài)的傾向，但是在室溫下不易實現(xiàn)。提高溫度，原子獲得熱能，熱運動加劇，使原子回復到平衡位置，消除了晶格扭曲，晶內(nèi)殘余應力大大減小， 使加工硬化得到部分消除。這一過程稱為“回復”，這時的溫度稱為回復溫度。vT回=（0.25-0.3）T熔（T絕對溫度）

11、v 回復時不改變晶粒形狀，金屬的強度、硬度略有下降；塑性、韌性有所回升；內(nèi)應力有較明顯下降。某些物理、化學性能則顯著減小。 冷拔彈簧鋼絲繞制彈簧后常進行低溫退火 ( 也稱定形處理 ), 其實質(zhì)就是利用回復保持冷拔鋼絲的高強度 , 消除冷卷彈簧時產(chǎn)生的內(nèi)應力 。B 再結(jié)晶及再結(jié)晶溫度v【再結(jié)晶】當溫度繼續(xù)升高到該金屬熔點絕對溫度的當溫度繼續(xù)升高到該金屬熔點絕對溫度的0.40.4倍時，金屬原倍時，金屬原子獲得更多的熱能，開始以某些碎晶或雜質(zhì)為核心，按變形前的晶格結(jié)子獲得更多的熱能，開始以某些碎晶或雜質(zhì)為核心，按變形前的晶格結(jié)構(gòu)結(jié)晶成新的晶粒，從而消除了全部冷變形強化現(xiàn)象，構(gòu)結(jié)晶成新的晶粒，從而消除

12、了全部冷變形強化現(xiàn)象，恢復了變形金屬的可鍛性，這個過程稱為這個過程稱為再結(jié)晶再結(jié)晶( (圖圖c)c)。v【再結(jié)晶溫度】再結(jié)晶是在一定的溫度范圍內(nèi)進行的 , 開始產(chǎn)生再結(jié)晶現(xiàn)象的最低溫度稱為再結(jié)晶溫度。v純金屬的再結(jié)晶溫度 為 : v T 再 0.4 T 熔 v式中：式中：T 熔 純金屬 開氏溫度 的熔點 ,K。 v金屬的再結(jié)晶溫度與變形程度、雜質(zhì)（或合金元素）的含量及加熱速度、加熱時間等有關。如變形程度愈大，再結(jié)晶溫度便愈低。v【再結(jié)晶退火】采用加熱的方法使得經(jīng)過塑性變形的金屬發(fā)生再次結(jié)晶，從而再次獲得良好塑性，這種工藝操作叫再結(jié)晶退火。 v再結(jié)晶退火可以消除金屬材料的冷變形強化 , 提高其塑

13、性 , 便于其繼續(xù)鍛壓加工。 如冷軋、冷拉、冷沖壓過程中 , 需在各工序中穿插再結(jié)晶退火。v vc 晶粒長大 v冷變形的金屬 , 通過再結(jié)晶一般都能得到細小而均勻的等軸晶粒。但是如果加熱溫度過高或加熱時間過長 , 則晶粒會明顯長大 , 成為粗晶粒組織 。 （四） 熱變形對金屬組織和性能的影響 大多數(shù)鍛件的鍛壓加工是在再結(jié)晶溫度以上進行的,這樣,由變形引起的強化現(xiàn)象,會因隨后的再結(jié)晶過程而消失 , 所以鍛造毛坯可以連續(xù)地鍛壓變形。只要終鍛溫度控制好,鍛件的晶粒是細小的。再加之鍛坯中孔洞的被壓合,所以熱變形可提高金屬材料的力學性能。下圖是經(jīng)過熱軋后得到細小再結(jié)晶晶粒的示意圖。 熱軋時組織變化熱軋時

14、組織變化【鍛造流線】v【鍛造流線】也稱流紋，在鍛造時,金屬的脆性雜質(zhì)被打碎 ,順著金屬主要伸長方向呈碎粒狀或鏈狀分布；鑄錠成形后，內(nèi)部難免存在不溶于基體的非金屬夾雜物，這些夾雜物將隨著金屬變形沿主要伸長方向被拉長或壓扁呈纖維狀分布，并且在再結(jié)晶過程中不容易消除，形成了熱變形中常見的纖維組織。這樣熱鍛后的金屬組織就具有一定的方向性。 v鍛造流線使金屬性能呈各向異性：平行流線方向的金屬強度、塑性和韌性均比垂直于纖維組織方向的性能高。 生產(chǎn)中若能利用流線組織縱向強度高的特點 , 使鍛件中的流線組織連續(xù)分布并與其受拉方向一致 , 則會顯著提高零件的承載能力。v例如，吊鉤采用彎曲工序成形時，就能使流線方

15、向與吊鉤受力方向一致(下圖a), 從而可提高吊鉤承受拉伸載荷的能力。圖b所示彎曲鍛壓成形的曲軸中,其纖維組織沿曲軸輪廓分布，曲軸工作時候最大拉應力與纖維組織方向平行，而沖擊力與纖維組織方向垂直，這樣曲軸不易發(fā)生斷裂。圖c 是切削成形的曲軸 , 由于流線不連續(xù) , 曲軸工作時極易沿軸肩處發(fā)生斷裂。 三三 、可鍛性、可鍛性 v【可鍛性】材料在鍛造過程中經(jīng)受塑性變形而不開裂的能力 。 v金屬的可鍛性可用塑性和塑性變形抗力來綜合衡量。塑性越高，變形抗力越小，金屬的可鍛性就越好； 低的塑性變形抗力使設備耗能少；優(yōu)良的塑性使產(chǎn)品獲得準確的外形而不遭破裂 。 v金屬的內(nèi)在因素和外部加工條件影響金屬的可鍛性。

16、 ( ( 一一 ) ) 內(nèi)在因素內(nèi)在因素 v1、化學成分的影響 v不同材料具有不同的塑性和變形抗力。純金屬比合金的塑性高，而且變形抗力較小，所以純金屬的可鍛性優(yōu)于合金。對鋼來講 , 含碳量愈低,可鍛性愈好;含合金元素愈多,可鍛性愈差。 v2 金屬組織的影響 v純金屬與固溶體具有良好的可鍛性。而合金中合金元素的質(zhì)量分數(shù)越高，化學成分越復雜，可段性越差；金屬化合物,因其高硬度和低塑性,故不具備好的可鍛性,致使大量含有它的金屬可鍛性變壞。另外 ,金屬中晶粒越細小，越均勻，其塑性越高，可鍛性越好。v v具有面心立方晶格的奧氏體 , 其塑性比具有體心立方晶格的鐵素體高 ,比機械混合物的珠光體更高。所以鋼

17、材大多加熱至奧氏體狀態(tài)進行鍛壓加工。 ( ( 二二 ) ) 外部加工條件外部加工條件 vl 變形溫度的影響 v一般來講 , 金屬的變形溫度升高 , 可鍛性變好。 v對于鋼而言,加熱還另具意義。當溫度升至一定高度時, 高硬度低塑性的 Fe3C 將全部溶入奧氏體中，形成單一固溶體組織，因而大大提高鋼的可鍛性。 v2 變形速度的影響 v【變形速度】是指金屬在單位時間的相對變形量 。 v它對金屬的可鍛性施加兩個相反方向的影響： v一是由于變形速度增大，使再結(jié)晶滯后，從而冷變形強化不能及時消除，因此變形抗力增加，塑性下降，可鍛性變壞； v二是變形速度增加時，變形熱效應也增加，導致溫度升高 , 變形抗力降

18、低和塑性增加，又能改善其可鍛性。根據(jù)這個原理，利用高速錘鍛造、爆炸成形等工藝來加工低塑性材料 , 可顯著提高其可鍛性。 3 應力狀態(tài)的影響v金屬在不同的塑性加工方式下變形時，產(chǎn)生應力的大小和性質(zhì)（壓應力或拉應力）是不同的。三個方向上受壓應力數(shù)目越多，金屬的塑性越好，而拉應力數(shù)目越多，金屬的塑性越差。因此 , 許多用普通鍛造效果不好的材料改用擠壓后可達到加工的目的 。金屬在擠壓變形時，如圖所示呈三向受壓狀態(tài) , 表現(xiàn)出良好的可鍛性。v可當它在拉拔時，如圖所示則呈二向受壓一向受拉的狀態(tài) , 可鍛性下降。p 拉應力拉應力使金屬原子間距增大，尤其當金屬的內(nèi)部存在氣孔、微裂紋等缺陷時，在拉應力作用下，缺

19、陷處易產(chǎn)生應力集中，使裂紋擴展，甚至達到破壞報廢的程度。p 壓應力壓應力使金屬內(nèi)部原子間距離減小，不易使缺陷擴展，故金屬的塑性會增高。但壓應力使金屬內(nèi)部摩擦阻力增大，變形抗力亦隨之增大。 p 綜上所述，金屬的可鍛性既取決于金屬的本質(zhì)，又取決于變形條件。在壓力加工過程中，應力求創(chuàng)造最有利的變形條件，充分發(fā)揮金屬的塑性，降低變形抗力，使功耗最少，變形進行得充分，達到加工目的。三、三、 鍛造成形方法鍛造成形方法 v鍛造成型形方法主要有：自由鍛、模鍛、胎模鍛。v（一）自由鍛（一）自由鍛 v【自由鍛】指用簡單的通用性工具 ,或在鍛造設備的上、下砧鐵之間直接對坯料施加外力,使坯料產(chǎn)生變形而獲得所需的幾何形

20、狀及內(nèi)部質(zhì)量的鍛件的加工方法。 采用自由鍛方法生產(chǎn)的鍛件稱為自由鍛件。 v自由鍛的基本工序包括鐓粗、拔長、沖孔、切割、彎曲、扭轉(zhuǎn)、錯移及鍛接等。 v自由鍛自由鍛 利用沖擊力或壓力，使放在上下砧之間的金屬坯料產(chǎn)生塑性變形，從而得到所需鍛件的壓力加工方法。v自由鍛分手工鍛造和機器鍛造兩種自由鍛分手工鍛造和機器鍛造兩種，目前都采用機器鍛造。v自由鍛通常采用熱變形，常以逐段變形的方式來達自由鍛通常采用熱變形，常以逐段變形的方式來達到成形的目的到成形的目的，v自由鍛只能鍛造形狀簡單的鍛件，生產(chǎn)率低，勞動只能鍛造形狀簡單的鍛件，生產(chǎn)率低，勞動強度大，鍛件精度差、表面粗糙、加工余量大。強度大，鍛件精度差、表

21、面粗糙、加工余量大。v自由鍛只適用于單件、小批量生產(chǎn)。自由鍛只適用于單件、小批量生產(chǎn)。v自由鍛是自由鍛是大型鍛件唯一可能的鍛造方法大型鍛件唯一可能的鍛造方法。 自由鍛的基本工序v(1) 拔長 v【拔長】也稱延伸 ,它是使坯料橫斷面積減小、長度增加的鍛造工序。拔長常用于鍛造桿、軸類零件 。v拔長的方法主要有兩種 : v1) 在平砧上拔長。 在鍛錘上下 砧 間拔長 v2) 在芯棒上拔長。自由鍛的基本工序包括拔長、鐓粗、沖孔、切割、彎曲、扭轉(zhuǎn)、錯移及鍛接等(2) 鐓粗 v【鐓粗】是使毛坯高度減小 , 橫斷面積增大的鍛造工序。 鐓 粗工序主要用于鍛造齒輪坯、圓餅類鍛件。 鐓 粗工序可以有效地改善坯料組

22、織 , 減小力學性能的異向性。 鐓粗與拔長的反復進行 , 可以改善高合金工具鋼中碳化物的形態(tài)和分布狀態(tài)。v鐓粗主要有以下三種形式 : v1) 完全鐓粗。完全鐓粗是將坯料豎直放在砧面上, 在上砧的錘擊下, 使坯料產(chǎn)生高度減小 , 橫截面積增大的塑性變形。 v2) 端部鐓粗。 將坯料加熱后 , 一端放在漏盤或胎模內(nèi) , 限制這一部分的塑性變形，然后錘擊坯料的另一端 , 使之鐓粗成形。圖b是用漏盤的鐓粗方法 , 多用于小批量生產(chǎn)；胎模 鐓粗 的方法 , 多用于大批量生產(chǎn)。 在單件生產(chǎn)條件下 , 可將需要 鐓粗 的部分局部加熱 , 或者全部加熱后將不需要 鐓粗 的部分在水中激冷，然后進行鐓粗。v3)

23、中間鐓粗。這種方法用于鍛造中間斷面大 , 兩端斷面小的鍛件 , 例如雙面都有凸臺的齒輪坯就采用此法鍛造。坯料鐓粗前 , 需先將坯料兩端拔細 , 然后使坯料直立在兩個漏盤中間進行錘擊 , 使坯料中間部分鐓粗。鐓粗（22.20） 視頻機械制造29-鍛壓拔長.flv(3) 沖孔 v【沖孔】是在坯料上沖出透孔或不透孔的鍛造工序。 v沖孔的方法主要有以下兩種 : v1） 雙面沖孔法。 用沖頭在坯料上沖至 2/33/4 深度時 , 取出沖頭 , 翻轉(zhuǎn)坯料 , 再用沖頭從反面對準位置 , 沖出孔來。v2） 單面沖孔法。 厚度小的坯料可采用單面沖孔法。沖孔時 , 坯料置于墊環(huán)上 , 將一略帶錐度的沖頭大端對準

24、沖孔位置 , 用錘擊方法打入坯料 , 直至孔穿透為止 。沖孔（4.24）(4) 彎曲 v【彎曲】采用一定的工模具將坯料彎成所規(guī)定的外形的鍛造工序 ,稱為彎曲。 v常用的彎曲方法有以下兩種 : v1) 鍛錘壓緊彎曲法。 坯料的一端被上、下砧壓緊, 用大錘打擊或用吊車拉另一端 , 使其彎曲成形, 如圖所示。 v2）模彎曲法。 在墊模中彎曲能得到形狀和尺寸較準確的小型鍛件 。（工廠彎曲加工）切割 v【切割】是指將坯料分成幾部分或部分地割開 ,或從坯料的外部割掉一部分,或從內(nèi)部割出一部分的鍛造工序 ( 如圖)。 錯移v【錯移】是指將坯料的一部分相對另一部分平行錯開一段距離，但仍保持軸心平行的的鍛造工序

25、 (下圖),常用于鍛造曲軸零件。錯移時，先對坯料進局部切割，然后在切口兩側(cè)分別施加大小相等、方法相反且垂直于軸線的沖擊力或壓力，使坯料實現(xiàn)錯移。 鍛接 v【鍛接】是將坯料在爐內(nèi)加熱至高溫后，用錘快擊 , 使兩者在固態(tài)結(jié)合的鍛造工序。 鍛接的方法有搭接、對接、咬接等 , 如圖所示。鍛接后的接縫強度可達被連接材料強度的 70%80%。 扭轉(zhuǎn) v【扭轉(zhuǎn)】是將毛料的一部分相對于另一部分繞其軸線旋轉(zhuǎn)一定角度的鍛造工序。 該工序多用于鍛造多拐曲軸和校正某些鍛件。小型坯料扭轉(zhuǎn)角度不大時 , 可用錘擊方法 , 如圖所示。 2. 自由鍛的生產(chǎn)特點和應用 v自由鍛所用工具和設備簡單 , 通用性好 , 成本低 。

26、同鑄造毛坯相比 , 自由鍛消除了縮孔、 縮松、氣孔等缺陷, 使毛坯具有更高的力學性能。因此,它在重型機器及重要零件的制造上有特別重要的意義。 v自由鍛是靠人工操作來控制鍛件的形狀和尺寸的 ,所以鍛件精度低 ,加工余量大 , 勞動強度大,生產(chǎn)率也不高 , 因此它主要應用于單件、小批量生產(chǎn) 。 v 自由鍛設備自由鍛設備v自由鍛錘自由鍛錘 產(chǎn)生沖擊力使金屬變形的，生產(chǎn)中使用的自由鍛錘是空氣錘和蒸汽-空氣自由鍛錘。v自由鍛錘的噸位是用落下部分（包括上砧、錘頭和工作缸活塞）質(zhì)量來表示，空氣錘的噸位用一般為501000公斤。蒸汽-空氣自由鍛錘的噸位，一般為15噸。v水壓機水壓機 水壓機是以靜壓力使金屬變形

27、的。水壓機的噸位用所能產(chǎn)生的最大壓力來表示，一般為5150MN。v 水壓機靠靜壓力工作，無振動，變形速度低（水壓機上砧速度約為0.10.3m/s；鍛錘錘頭速度可達78m/s)，有利于改善材料的可鍛性，并容易達到較大的鍛透深度。常用于大型鍛件的生產(chǎn)，所鍛鋼錠質(zhì)量可達300噸。 二二 模鍛模鍛v模鍛模鍛是在高強度金屬鍛模上預先制出與鍛件形狀一是在高強度金屬鍛模上預先制出與鍛件形狀一致的模膛，使坯料在模膛內(nèi)受壓變形。在變形過程致的模膛，使坯料在模膛內(nèi)受壓變形。在變形過程中由于模膛對金屬坯料流動的限制，因此鍛造終了中由于模膛對金屬坯料流動的限制，因此鍛造終了時能得到和模膛形狀相符的零件。時能得到和模膛

28、形狀相符的零件。模鍛按使用的設備不同分為模鍛按使用的設備不同分為：錘上模鍛、曲柄壓力機：錘上模鍛、曲柄壓力機上模鍛、摩擦壓力機上模鍛、胎模鍛等。上模鍛、摩擦壓力機上模鍛、胎模鍛等。v錘上模鍛錘上模鍛其工作原理與自由鍛相似，區(qū)別在于上模是固定在鍛錘上的。模鍛與自由鍛比較有如下優(yōu)點：v1 1）生產(chǎn)效率高。自由鍛時，金屬變形在上、下兩）生產(chǎn)效率高。自由鍛時，金屬變形在上、下兩個抵鐵之間進行的，而模鍛時金屬的變形是在模膛個抵鐵之間進行的，而模鍛時金屬的變形是在模膛內(nèi)進行，故能較快獲得所需形狀。內(nèi)進行，故能較快獲得所需形狀。v2)2)鍛件尺寸精確，加工余量小。鍛件尺寸精確，加工余量小。v3)3)可以鍛出

29、形狀比較復雜的鍛件?？梢藻懗鲂螤畋容^復雜的鍛件。v4)4)模鍛生產(chǎn)可比自由鍛生產(chǎn)節(jié)省金屬材料，減少切模鍛生產(chǎn)可比自由鍛生產(chǎn)節(jié)省金屬材料，減少切削加工工作量，降低零件成本。削加工工作量，降低零件成本。v 但是，模鍛生產(chǎn)由于受模鍛設備噸位的限制，但是，模鍛生產(chǎn)由于受模鍛設備噸位的限制，零件件質(zhì)量不能太大，零件件質(zhì)量不能太大，一般在一般在150150公斤以下公斤以下。又由。又由于制造鍛模成本很高，于制造鍛模成本很高，所以它不適合于小批和單件所以它不適合于小批和單件生產(chǎn)生產(chǎn)。因此模鍛生產(chǎn)。因此模鍛生產(chǎn)適合于小型鍛件的大批量生產(chǎn)適合于小型鍛件的大批量生產(chǎn)。 v模鍛生產(chǎn)根據(jù)使用設備的不同分為：模鍛生產(chǎn)根據(jù)

30、使用設備的不同分為：錘上模錘上模鍛，壓力機上模鍛鍛，壓力機上模鍛等。等。v鍛造范圍：可鍛最大鍛件的質(zhì)量取決于模鍛 錘的噸位。一般為116噸，可用于模鍛質(zhì)量為0.5150公斤的鍛件。蒸 汽 -空 氣 錘無 砧 座 錘高 速 錘設 備 一 .錘上模鍛錘上模鍛鍛模結(jié)構(gòu) ：如圖所示 鍛造過程典型模鍛件v模膛-按功用分為模鍛模膛和制坯模膛。 終鍛模膛預鍛模膛模鍛模膛彎曲模膛拔長模膛切斷模膛滾壓模膛制坯模膛模膛v預鍛模膛：使毛坯變形到接近于鍛件的形狀和尺寸，這樣在進行終鍛時，金屬容易填滿模膛而獲得鍛件所需要的尺寸,并減少終鍛模膛磨損，延長鍛模的使用壽命。對于形狀簡單的鍛件或批量不大時可不設預鍛模膛。v終鍛

31、模膛：使坯料最后變形到鍛件所要求的形狀和尺寸,因此它的形狀應和鍛件的形狀相同；但因鍛件冷卻時要收縮，故終鍛模膛的尺寸應比鍛件尺寸放大一個收縮量。沿模膛四周有飛邊槽,橋部起阻力圈作用，用以增加金屬從模膛中流出的阻力,促使金屬充滿模膛；倉部用以容納多余金屬。流入飛邊槽的金屬在上下模打靠前流入飛邊槽的金屬在上下模打靠前還能起一定的緩沖作用。還能起一定的緩沖作用。v預鍛模膛和終鍛模膛的區(qū)別是前者的圓角和斜度較大,沒有飛邊槽。鍛造過程v飛邊槽的作用，即：v 增加金屬流出模膛的阻力，迫使金屬充滿模膛； v容納多余金屬；v鍛造時飛邊起緩沖作用，減弱上下模的打擊，防止模具的壓塌和開裂。v制坯模膛：對于形狀復雜

32、的鍛件，為了使毛坯形狀基本符合鍛件形狀，以便使金屬能合理分布和很好地充滿模膛，就必須預先在制坯模膛內(nèi)制坯。（1）拔長模膛用來減小坯料某部分的橫截面積,以增加該部分的長度。拔長模膛分為開式和閉式兩種。當模鍛件沿當模鍛件沿軸向橫截面軸向橫截面積相差較大積相差較大時，常采用時，常采用這種模膛進這種模膛進行拔長。行拔長。滾壓模膛用來減小坯料某部分的橫截面積,以增大另一部分的橫截面積，從而使金屬按模鍛件形狀來分布。當模鍛件沿軸線的橫截當模鍛件沿軸線的橫截面積相差不很大或?qū)Π蚊娣e相差不很大或?qū)Π伍L后的毛坯作修整時，長后的毛坯作修整時，采用開式滾壓模膛。采用開式滾壓模膛。 當模鍛件的截面相差當模鍛件的截面相

33、差較大時，則應采用閉式較大時，則應采用閉式滾壓模膛。滾壓模膛。只翻轉(zhuǎn)，不送進。只翻轉(zhuǎn)，不送進。v彎曲模膛對于彎曲的桿類模鍛件,需用彎曲模膛來彎曲坯料。v切斷模膛上模與下模的角部組成的一對刀口,用來切斷金屬。單件鍛造時，用它從坯單件鍛造時，用它從坯料上切下鍛件或從鍛件料上切下鍛件或從鍛件上切下鉗口；多件鍛造上切下鉗口；多件鍛造時，用它來分離成單個時，用它來分離成單個鍛件。鍛件。v根據(jù)模鍛件的復雜程度不同，所需變形的模膛數(shù)量不等，可將鍛模設計成單膛鍛模或多膛鍛模。v單膛鍛模是在一副鍛模上只有終鍛模膛一個模膛。如齒輪坯模鍛件就可將截下的圓柱形坯料，直接放人單膛鍛模中一次終鍛成形。v多膛鍛模是在一副鍛

34、模上具有兩個以上模膛的鍛模。如彎曲連桿模鍛件的鍛模即為多膛鍛模。平鍛機模鍛視頻.WMVv彎曲連桿鍛造過程n.WMV多膛鍛模v鍛件上直徑小于25mm的孔一般不鍛出或只壓出球形凹穴，大于25mm的通孔不可能靠上、下模模膛的突起部分將沖孔處的金屬全部擠掉，而必須在孔內(nèi)保留一層連皮（如下圖所示），稱沖孔連皮。把飛邊和沖孔連皮沖掉后，才能得到有通孔的模鍛件。沖孔連皮的厚度S與孔徑d有關。 圖 帶有沖孔連皮及飛邊的模鍛件 v錘上模鍛錘上模鍛 優(yōu)點：優(yōu)點： 錘上模鍛雖具有設備投資較少錘上模鍛雖具有設備投資較少; ; 鍛件質(zhì)量較好鍛件質(zhì)量較好; ; 適應性強適應性強; ; 可以實現(xiàn)多種變形工步可以實現(xiàn)多種變形

35、工步; ; 鍛制不同形狀的鍛件鍛制不同形狀的鍛件. .v錘上模鍛錘上模鍛 缺點：缺點： 錘上模鍛震動大、噪聲大錘上模鍛震動大、噪聲大; ; 完成一個變形工步往往需要經(jīng)過多次錘擊完成一個變形工步往往需要經(jīng)過多次錘擊; ; 難以實現(xiàn)機械化和自動化難以實現(xiàn)機械化和自動化; ; 生產(chǎn)率在模鍛中相對較低。生產(chǎn)率在模鍛中相對較低。2. 曲柄壓力機上模鍛曲柄壓力機上模鍛v特點：特點：(1)曲柄壓力機作用于金屬上的變形力是靜壓力，且曲柄壓力機作用于金屬上的變形力是靜壓力，且變形抗力由機架本身承受，不傳給地基。因此曲變形抗力由機架本身承受，不傳給地基。因此曲柄壓力機工作時無震動，噪聲小。柄壓力機工作時無震動，噪

36、聲小。(2)滑塊行程固定，每個變形工步在滑塊的一次行程滑塊行程固定，每個變形工步在滑塊的一次行程中即可完成。中即可完成。(3)曲柄壓力機具有良好的導向裝置和自動頂件機構(gòu)，曲柄壓力機具有良好的導向裝置和自動頂件機構(gòu)，因此鍛件的余量、公差和模鍛斜度都比錘上模鍛因此鍛件的余量、公差和模鍛斜度都比錘上模鍛的小。的小。(4)曲柄壓力機上模鍛所用鍛模都設計成鑲塊式模具。曲柄壓力機上模鍛所用鍛模都設計成鑲塊式模具。v（5）坯料表面上的氧化皮不易被清除掉，影響）坯料表面上的氧化皮不易被清除掉，影響鍛件質(zhì)量。曲柄壓力機上也不宜進行拔長和滾壓鍛件質(zhì)量。曲柄壓力機上也不宜進行拔長和滾壓工步。如果是橫截面變化較大的長

37、軸類鍛件，可工步。如果是橫截面變化較大的長軸類鍛件，可采用周期軋制坯料或用輥鍛機制坯來代替這兩個采用周期軋制坯料或用輥鍛機制坯來代替這兩個工步。工步。 v適用范圍：適用范圍：大批量生產(chǎn)中鍛制中小型鍛件。大批量生產(chǎn)中鍛制中小型鍛件。v優(yōu)點優(yōu)點：鍛件精度高、生產(chǎn)率高、勞動條件好、節(jié)鍛件精度高、生產(chǎn)率高、勞動條件好、節(jié)省金屬等。省金屬等。v缺點：缺點：曲柄壓力機造價高，其應用受到限制，我曲柄壓力機造價高，其應用受到限制，我國僅有大型工廠使用。國僅有大型工廠使用。 3. 摩擦螺旋壓力機上模鍛摩擦螺旋壓力機上模鍛v特點：特點： (1) (1) 摩擦壓力機的滑塊行程不固定，并具有一定的沖擊作用，摩擦壓力機

38、的滑塊行程不固定，并具有一定的沖擊作用，因而可實現(xiàn)輕打、重打，可在一個模膛內(nèi)對金屬進行多次鍛因而可實現(xiàn)輕打、重打，可在一個模膛內(nèi)對金屬進行多次鍛擊。這不僅能滿足實現(xiàn)各種主要成形工序的要求，還可以進擊。這不僅能滿足實現(xiàn)各種主要成形工序的要求，還可以進行彎曲、壓印、熱壓、精壓、切飛邊、沖連皮及校正等工序。行彎曲、壓印、熱壓、精壓、切飛邊、沖連皮及校正等工序。 (2) (2) 由于滑塊運動速度低，金屬變形過程中的再結(jié)晶可以充由于滑塊運動速度低，金屬變形過程中的再結(jié)晶可以充分進行。因而特別適合于鍛造低塑性合金鋼和非鐵金屬分進行。因而特別適合于鍛造低塑性合金鋼和非鐵金屬( (如銅如銅合金合金) )等。但

39、也因此其生產(chǎn)率較低。等。但也因此其生產(chǎn)率較低。v(3)(3)由于滑塊打擊速度不高，設備本身具有頂料裝由于滑塊打擊速度不高，設備本身具有頂料裝置，故可以采用整體式鍛模，也可以采用特殊結(jié)置，故可以采用整體式鍛模，也可以采用特殊結(jié)構(gòu)的組合式模具，使模具設計和制造簡化、節(jié)約構(gòu)的組合式模具，使模具設計和制造簡化、節(jié)約材料、降低成本。同時，可以鍛制出形狀更為復材料、降低成本。同時，可以鍛制出形狀更為復雜、敷料和模鍛斜度都較小的鍛件。此外，還可雜、敷料和模鍛斜度都較小的鍛件。此外，還可將軸類鍛件直立起來進行局部鐓粗。將軸類鍛件直立起來進行局部鐓粗。v(4)(4)摩擦壓力機承受偏心載荷的能力差，通常只適摩擦壓

40、力機承受偏心載荷的能力差，通常只適用于單膛鍛模進行模鍛。對于形狀復雜的鍛件，用于單膛鍛模進行模鍛。對于形狀復雜的鍛件，需要在自由鍛設備或其它設備上制坯。需要在自由鍛設備或其它設備上制坯。4 4 平鍛機上模鍛平鍛機上模鍛v平鍛機上模鍛的特點：v1平鍛機上模鍛時，可鍛出帶實心或空心頭部的長桿類鍛件和帶頭部的長管類鍛件，也可用長棒料逐件連續(xù)模鍛帶通孔或不通孔的鍛件。v2平鍛機的鍛模是由三部分組成的，具有兩個互相垂直的分模面，因而可鍛出在兩個方向上帶有凹擋或內(nèi)孔的鍛件。v3平鍛機上模鍛的鍛件敷料少、模鍛斜度小（因有兩個分模面，有利于鍛件出模）、飛邊也小，而且經(jīng)常是沒有飛邊。電機 帶 傳動軸 離合器 帶

41、輪 凸輪 齒輪 曲軸 滑快凸模擋料板 固定凹模 副滑快和活動凹模 杠桿 坯料 平鍛機傳動圖平鍛機上模鍛的典型工藝過程平鍛機上模鍛的典型工藝過程v平鍛機的鍛模是由平鍛機的鍛模是由三部分組成的，具三部分組成的，具有兩個互相垂直的有兩個互相垂直的分模面分模面，因而可鍛出在兩個方向上帶有凹擋或內(nèi)孔的鍛件，如汽車倒車齒倒車齒輪鍛件平鍛工步。輪鍛件平鍛工步。 4. 4. 胎模鍛胎模鍛v定義：定義：在自由鍛設備上使用可移動模具生產(chǎn)模鍛在自由鍛設備上使用可移動模具生產(chǎn)模鍛件的一種鍛造方法。胎模鍛介于自由鍛與模鍛之件的一種鍛造方法。胎模鍛介于自由鍛與模鍛之間，汲取了兩種鍛造方法的優(yōu)點。胎膜鍛通常先間，汲取了兩種

42、鍛造方法的優(yōu)點。胎膜鍛通常先在自由鍛設備上制坯，然后將鍛件放在胎模中用在自由鍛設備上制坯，然后將鍛件放在胎模中用自由鍛設備終鍛成形，形狀簡單的鍛件也可直接自由鍛設備終鍛成形，形狀簡單的鍛件也可直接在胎模中成形。在胎模中成形。鍛造時胎模置于自由鍛設備的下鍛造時胎模置于自由鍛設備的下砧上砧上，用工具夾持住進行鍛打。，用工具夾持住進行鍛打。 v特點：特點：胎模鍛一般采用自由鍛方法制坯，然后在胎模鍛一般采用自由鍛方法制坯，然后在胎模中成形。胎模中成形。v種類：種類：主要有主要有扣模、筒?？勰！⑼材＜凹昂夏：夏ＨN三種（1）扣模扣模 扣模由上扣和下扣組成，主要用來扣模由上扣和下扣組成，主要用來對毛坯進行

43、局部或全部扣形。鍛造時，毛坯對毛坯進行局部或全部扣形。鍛造時，毛坯不轉(zhuǎn)動。用于制造長桿等非回轉(zhuǎn)體鍛件不轉(zhuǎn)動。用于制造長桿等非回轉(zhuǎn)體鍛件 ，也，也可以為合模鍛造進行制坯。可以為合模鍛造進行制坯。（2 2）筒模）筒模 筒模主要用于鍛造齒輪、法蘭盤等盤類鍛件。組合筒模筒模主要用于鍛造齒輪、法蘭盤等盤類鍛件。組合筒模由于有兩個半模由于有兩個半模( (增加一個分模面增加一個分模面) )的結(jié)構(gòu)，可鍛出形狀更的結(jié)構(gòu)，可鍛出形狀更復雜的胎模鍛件，擴大了胎模鍛的應用范圍。復雜的胎模鍛件，擴大了胎模鍛的應用范圍。 v閉式筒模多用于回轉(zhuǎn)體鍛件的鍛造。如兩端面帶凸臺的齒輪等，有時也用于非回轉(zhuǎn)體鍛件的鍛造。閉式筒模鍛造

44、屬于無飛邊鍛造。v對于形狀復雜的胎模鍛件，則需在筒模內(nèi)再加兩個半模（即增加一個分模面）職稱組合筒模，毛坯在由兩個半模組成的模膛內(nèi)成形。（3 3）合模）合模 合模由上模和下模組成。為了使上下模溫和及不使鍛件合模由上模和下模組成。為了使上下模溫和及不使鍛件產(chǎn)生錯移，經(jīng)常用導柱和導銷定位。產(chǎn)生錯移，經(jīng)常用導柱和導銷定位。合模合?？慑懺煨螤顝碗s、可鍛造形狀復雜、精度較高的非回轉(zhuǎn)體鍛件，入連桿、叉形鍛件等。精度較高的非回轉(zhuǎn)體鍛件，入連桿、叉形鍛件等。 鍛造生產(chǎn)線胎模鍛特點及適用范圍胎模鍛特點及適用范圍v優(yōu)點：優(yōu)點：v1 1） 與自由鍛相比，生產(chǎn)效率高，形狀準確，加與自由鍛相比，生產(chǎn)效率高，形狀準確，加工

45、余量小，尺寸精度高。鍛件在胎模中成形，鍛工余量小，尺寸精度高。鍛件在胎模中成形，鍛件內(nèi)部組織細密，力學性能好。件內(nèi)部組織細密，力學性能好。2 2） 與錘上模鍛相比，不需要昂貴的設備，擴大與錘上模鍛相比，不需要昂貴的設備，擴大了自由鍛生產(chǎn)的范圍。胎模不僅制作簡單、成本了自由鍛生產(chǎn)的范圍。胎模不僅制作簡單、成本低，而且使用方便，能局部成形，可以用小胎模低，而且使用方便，能局部成形，可以用小胎模制造出較大的鍛件。制造出較大的鍛件。v缺點：缺點：但胎模易損壞，較其它模鍛方法生產(chǎn)的鍛但胎模易損壞，較其它模鍛方法生產(chǎn)的鍛件精度低，勞動強度大。件精度低，勞動強度大。v適用企業(yè)：適用企業(yè)：胎模鍛只適用于沒有模

46、鍛設備的中小胎模鍛只適用于沒有模鍛設備的中小型工廠中生產(chǎn)中小批量鍛件。型工廠中生產(chǎn)中小批量鍛件。 常用鍛造方法比較常用鍛造方法比較鍛造方法鍛造方法應用范圍應用范圍生產(chǎn)率生產(chǎn)率質(zhì)量質(zhì)量模具特點模具特點模具壽命模具壽命環(huán)境環(huán)境自由鍛自由鍛小中大件小中大件單件小批單件小批低低低低震動噪聲大震動噪聲大錘上錘上模鍛模鍛中小件中小件大批量大批量高高中中鍛模固定鍛模固定模膛復雜模膛復雜造價高造價高中中震動噪聲大震動噪聲大曲柄曲柄壓力機壓力機中小件中小件大批量大批量高高高高組合模組合模有導柱導套、有導柱導套、頂出裝置頂出裝置較高較高較小較小摩擦摩擦壓力機壓力機小件小件中批量中批量可精密鍛可精密鍛較高較高較高較

47、高單膛鍛模單膛鍛模中中較小較小胎模鍛胎模鍛中小件中小件中小批中小批較高較高中中簡單、不固定簡單、不固定取換方便取換方便較低較低震動噪聲大震動噪聲大四四 鍛造工藝規(guī)程的制訂鍛造工藝規(guī)程的制訂 制訂工藝規(guī)程、編寫工藝卡片是進行鍛造制訂工藝規(guī)程、編寫工藝卡片是進行鍛造生產(chǎn)必不可少的技術準備工作，是組織生生產(chǎn)必不可少的技術準備工作，是組織生產(chǎn)過程、規(guī)定操作規(guī)范、控制和檢查產(chǎn)品產(chǎn)過程、規(guī)定操作規(guī)范、控制和檢查產(chǎn)品質(zhì)量的依據(jù)。質(zhì)量的依據(jù)。鍛造工藝規(guī)程主要內(nèi)容鍛造工藝規(guī)程主要內(nèi)容: : v繪制鍛件圖繪制鍛件圖 v坯料重量和尺寸的確定坯料重量和尺寸的確定 v鍛造工序鍛造工序( (工步工步) )的確定的確定一、

48、繪制鍛件圖一、繪制鍛件圖v鍛件圖根據(jù)零件圖繪制，在零件圖的基礎上考慮鍛件圖根據(jù)零件圖繪制，在零件圖的基礎上考慮了機械加工余量、鍛造公差、余塊等之后繪制的了機械加工余量、鍛造公差、余塊等之后繪制的圖形。圖形。1. 1. 余塊、機械加工余量和鍛造公差余塊、機械加工余量和鍛造公差v余塊：余塊：為了簡化零件的形狀和結(jié)構(gòu)、便于鍛造而為了簡化零件的形狀和結(jié)構(gòu)、便于鍛造而增加的一部分金屬。如消除零件上的鍵槽增加的增加的一部分金屬。如消除零件上的鍵槽增加的金屬。（金屬。（余塊又叫敷料余塊又叫敷料）v機械加工余量：機械加工余量：為了保證機械加工最終獲得所需為了保證機械加工最終獲得所需的尺寸而允許保留的多余金屬。

49、的尺寸而允許保留的多余金屬。v鍛件公差：鍛件公差：是鍛件名義尺寸的允許變動量。是鍛件名義尺寸的允許變動量。2分模面 分模面-是指上下鍛模在模鍛件上的分界面。它在鍛件上的位置是否合適，關系到鍛件成形、鍛件出模、材料利用率及鍛模加工等一系列問題。v選定分模面的原則是：(1)應保證模鍛件能從模膛中取出來。a-a已成形的模鍛件無法取出。一般情況，分模面應選在模鍛件的最大截面處。c-c-不符合這一原則。(2)按選定的分模面制成鍛模后，應使上下兩模沿分模面的模膛輪廓一致，以便在安裝鍛模和生產(chǎn)中容易發(fā)現(xiàn)錯模現(xiàn)象，及時而方便地調(diào)整鍛模位置。(3)分模面應選在能使模膛深度最淺的位置上。這樣有利于金屬充滿模膛，便

50、于取件，并有利于鍛模的制造。模膛太深不適合作分模面！(4)選定的分模面應使零件上所加的敷料最少。b-b選作分模面時，零件中間的孔不能鍛出來，孔部金屬都是敷料，既浪費金屬，又增加了切削加工的工作量。所以該面不宜作分模面。(5)分模面最好是一個平面，以便于鍛模的制造，并防止鍛造過程中上下鍛模錯動。按上述原則綜合分析，圖中的dd面是最合理的分模面。3.模鍛斜度-模鍛件上平行于錘擊方向(垂直于分模面)的表面必須具有斜度，以便于從模膛中取出鍛件。模鍛斜度與模膛模鍛斜度與模膛深度和寬度有關。深度和寬度有關。 錘上模鍛，模鍛斜度一般為錘上模鍛，模鍛斜度一般為 5 51515。 內(nèi)壁斜度比外壁大內(nèi)壁斜度比外壁

51、大2 25 5。4 4模鍛圓角半徑模鍛圓角半徑v模鍛圓角：模鍛圓角：指模鍛件中斷面形狀和平面形狀變指模鍛件中斷面形狀和平面形狀變化部位棱角的圓角和拐角處的圓角?；课焕饨堑膱A角和拐角處的圓角。v作用：作用：圓角結(jié)構(gòu)可使金屬易于充滿模膛，避免鍛圓角結(jié)構(gòu)可使金屬易于充滿模膛，避免鍛模的尖角處產(chǎn)生裂紋，減緩鍛件外尖角處的磨損，模的尖角處產(chǎn)生裂紋，減緩鍛件外尖角處的磨損，從而提高鍛模的使用壽命。同時可增大鍛件的強從而提高鍛模的使用壽命。同時可增大鍛件的強度。度。v大?。捍笮。耗ｅ懠鈭A角半徑模鍛件外圓角半徑(r)(r)取取1.51.512mm12mm，內(nèi)圓，內(nèi)圓角半徑角半徑(R)(R)比外圓角半徑大比

52、外圓角半徑大 2 23 3倍。模膛越深圓倍。模膛越深圓角半徑的取值就越大。角半徑的取值就越大。5. 5. 連皮厚度連皮厚度 當模鍛件的孔徑大于當模鍛件的孔徑大于25mm25mm時，應將該孔形鍛出。由于模時，應將該孔形鍛出。由于模鍛無法鍛出通孔，需在孔中留出沖孔連皮鍛無法鍛出通孔，需在孔中留出沖孔連皮( (圖圖3-14)3-14)，其厚，其厚度依孔徑而定。當孔徑為度依孔徑而定。當孔徑為252580mm80mm時。沖孔連皮的厚度取時。沖孔連皮的厚度取4 48mm8mm。 齒輪坯的模鍛鍛件圖。分模面選在鍛件高度方向的中部。零件的輪輻部分不加工，故不留加工余量。圖中內(nèi)孔中部的兩條水平直線為沖孔連皮切除

53、后的痕跡線。 二、坯料重量和尺寸的確定 坯料重量可按下式計算：坯料尺寸：坯料尺寸的確定與所用工序有關。當采用拔長工序鍛造時： F坯料YF鍛件以碳素鋼錠為坯料, Y2.53；以型材為坯料，Y1.31.5；以合金結(jié)構(gòu)鋼鋼錠為坯料，Y34。當采用鐓粗工序鍛造時， 1.25D0H02.5D0 G G坯料坯料G G鍛件鍛件+G+G燒損燒損+G+G切損切損 鍛造工序(工步)都是根據(jù)工序(工步)特點和鍛件類型來確定的。v采用自由鍛生產(chǎn)鍛件時，其工序參閱下圖。三、鍛造工序(工步)的確定自由鍛自由鍛 鍛件分類及所需鍛造工序鍛件分類及所需鍛造工序鍛件類別 圖 例 鍛造工序盤類零件 鐓粗（或拔長鐓粗），沖孔等軸類零

54、件 拔長（或鐓粗拔長），切肩，鍛臺階等筒類零件 鐓粗（或拔長鐓粗），沖孔，在芯軸上拔長等環(huán)類零件 鐓粗（或拔長鐓粗），沖孔，在芯軸上擴孔等彎曲類零件 拔長，彎曲等v采用模鍛方法生產(chǎn)模鍛件時，其工步根據(jù)模鍛件的形狀和尺寸確定。v模鍛件按形狀和結(jié)構(gòu)可分為兩大類：(1)長軸類模鍛件 鍛件的長度與寬度之比較大，如臺階軸、曲軸、連桿、彎曲搖臂等。常選用拔長、滾壓、彎曲、預鍛和終鍛等工步。(2)短軸類模鍛件 在分模面上的投影為圓形或長度接近于寬度或直徑的鍛件；如齒輪、法蘭盤等。這類鍛件常選用鍛粗、預鍛、終鍛等工步。五、鍛件結(jié)構(gòu)工藝性v零件的結(jié)構(gòu)工藝性零件的結(jié)構(gòu)工藝性，是指零件所具，是指零件所具有的的結(jié)構(gòu)是

55、否便于制造，裝配和有的的結(jié)構(gòu)是否便于制造，裝配和拆卸。它是評價零件結(jié)構(gòu)設計優(yōu)劣拆卸。它是評價零件結(jié)構(gòu)設計優(yōu)劣的重要指標。的重要指標。 v自由鍛件的機構(gòu)工藝性自由鍛件的機構(gòu)工藝性v模鍛件的結(jié)構(gòu)工藝性模鍛件的結(jié)構(gòu)工藝性一、自由鍛件的機構(gòu)工藝性一、自由鍛件的機構(gòu)工藝性v1 1 盡量避免有斜面、錐體結(jié)構(gòu)。盡量避免有斜面、錐體結(jié)構(gòu)。錐體錐體操作不便v2 鍛件的組成幾何體交接處不應有空間曲線鍛件的組成幾何體交接處不應有空間曲線（盡量避免圓柱面和圓柱面相交）（盡量避免圓柱面和圓柱面相交）v3 3 自由鍛件上不應有加強筋、凸臺、曲面自由鍛件上不應有加強筋、凸臺、曲面v4 4 復雜件應分解為幾個簡單件，鍛造后焊

56、復雜件應分解為幾個簡單件，鍛造后焊接接焊接為一體焊接為一體v三 . 模鍛件結(jié)構(gòu)工藝性2.配合面加工，其它面不加工1.分模面合理3.外形簡單，避免高筋、薄壁等4.避免深孔、多孔結(jié)構(gòu)。尤其小孔。5.應用鍛-焊組合簡化模鍛工藝。原則三 . 模鍛件結(jié)構(gòu)工藝性結(jié)構(gòu)工藝性要求不 合 理 合 理 模鍛件必須有一個合理的分模面 ，有利于坯料充滿模膛，節(jié)約金屬材料便于模具加工，減少錯移量，以保證鍛件能從鍛模中順利取出來。 模鍛件結(jié)構(gòu)工藝性結(jié)構(gòu)工藝性要求不 合 理 合 理 應有適當?shù)哪ｅ懶倍群徒孛嫘螤?，便于脫?！?結(jié)構(gòu)工藝性要求不 合 理 合 理 應有適當?shù)膱A角半徑，有利于金屬充滿模膛，便于起模和提高鍛模壽命。

57、應盡量具有對稱結(jié)構(gòu)，利于簡化模具的設計與制造。不宜在鍛件上設計出過高、過窄的肋板或過薄輻板，減少模具勞動量，簡化模具制造，提高模具壽命。v回顧自由鍛模鍛（9-21.30）v胎模鍛（12-結(jié)束）第四 板料沖壓v板料沖壓(沖壓)-利用沖模使板料產(chǎn)生分離或變形而得到制件的成形工藝為板料成形（也稱為沖壓）。v冷沖壓：厚度小于4mm的金屬薄板通常是在常溫下進行沖壓的，故稱冷沖壓。v熱沖壓：當板料厚度超過8-10mm時，采用加熱后進行沖壓，稱為熱沖壓。v設備及模具-板料沖壓是在沖床上利用模具進行沖壓加工。（主要有剪床和沖床）v常見沖壓原材料-低碳鋼、銅合金、鋁合金、鎂合金及塑性高的合金鋼。非金屬材料如橡膠

58、、皮革、毛氈、硬紙板等。剪床結(jié)構(gòu)及剪切示意圖剪床結(jié)構(gòu)及剪切示意圖沖床沖床v板料沖壓具有如下特點： （1）可以沖壓出形狀復雜的零件，廢料少。（2）產(chǎn)品具有足夠高的精度和較低的表面粗糙度，不經(jīng)機械加工即可進行裝配?；Q性能好。（3）由于冷變形使零件產(chǎn)生加工硬化，故沖壓件的剛度高、強度高、質(zhì)量輕。（4）沖壓操作簡單，工藝過程便于機械化和自動化，生產(chǎn)率高。零件成本低。二、板料沖壓的基本工序二、板料沖壓的基本工序 v分離工序分離工序 Cutting Process :Cutting Process :使沖壓件與板使沖壓件與板料沿一定的輪廓線相互分離的工序。包括料沿一定的輪廓線相互分離的工序。包括: :剪

59、剪切、沖裁切、沖裁( (落料與沖孔）落料與沖孔）. .v成形工序成形工序 Forming ProcessForming Process：使坯料塑性變：使坯料塑性變形（即毛坯的一部分相對另一部分產(chǎn)生位移形（即毛坯的一部分相對另一部分產(chǎn)生位移而不破裂的工序），獲得所需要形狀、尺寸而不破裂的工序），獲得所需要形狀、尺寸的制件的沖壓工序。包括的制件的沖壓工序。包括: :彎曲、拉深和成形、彎曲、拉深和成形、翻邊、收口。翻邊、收口。1 分離工序v分離工序-使坯料的一部分與另一部分相互分離的工序。它包括沖裁、剪切。一 . 沖裁 （落料及沖孔）使坯料按封閉輪廓分離的工序。（主要包括：落料、沖孔、切邊、切口等）

60、落料：沖落部分為成品，周邊為廢品。 沖孔：沖落部分為廢品，周邊為成品。例如：墊圈制件，中央小孔的沖壓為沖孔工序，外輪廓的沖壓為落料工序，所以一個簡單的墊圈制件是由兩個工序復合而成的。二 剪切 是指將材料沿不封閉的曲線分離的一種沖壓方法。一般在剪板機上進行。v3 3、修整、修整v當零件精度和剪斷面質(zhì)量要求較高時，在落料和沖孔后，應進行修整工序。修整分外緣修整和內(nèi)孔修整。 1. 沖裁變形過程 沖裁變形過程的實質(zhì)就是對材料施加一定的力，使其超過強度極限即B，從而獲得需要的形狀。 沖裁變形過程：彈性變形塑性變形斷裂分離沖裁變形過程彈性變形階段斷裂、分離階段！影響沖裁的主要因素：沖模間隙、刃口的鋒利程度