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文檔簡介

《鍛造工藝學》輔導教案材料科學與工程學院材料加工工程系第一次講課一、講授內容第一章緒論一、鍛造工藝學及其性質二、鍛造生產的特點及其在國民經濟中的作用三、我國鍛造生產的歷史,現狀及發(fā)展趨勢四、鍛造生產方法的分類及工藝流程五、課程的任務。第二章鍛造用原材料及下料方法第一節(jié)鍛造用鋼錠及型材一、鋼錠及其冶煉.二、鋼錠的結構三、鋼錠的內部缺陷四、型材及其常見缺陷第二節(jié)下料方法一、剪切法二、鋸切法三、砂輪片切割法四、折斷法五、氣割法六、其它下料方法二、難點鋼錠和型材的缺陷產生原因及其危害。各種下料方法的原理。三、基本概念偏析、夾雜、縮孔、疏松、濺疤、劃痕、折迭、粗晶環(huán)四、思考題試闡述鎮(zhèn)靜鋼錠的結構及其主要缺陷的產生部位。鋼錠常見缺陷有哪些?它們產生的原因和危害性是什么?常見的型材缺陷有哪些?它們產生的原因和危害性是什么?鍛造用型材常采用哪些方法下料?各自有何特點?鑄錠作為鍛造坯料時如何下料?五、要求重點掌握的知識點1、鋼錠結構及其常見內部缺陷。2、型材及其常見缺陷。3、常用下料方法及其選擇原則。六、所需學時2小時第二次講課一、講授內容第三章鍛造的熱規(guī)范第—節(jié)金屬的鍛前加熱一、加熱的目的二、加熱方法第二節(jié)金屬加熱時產生的缺陷及防止措施一、氧化二、脫碳三、過熱四、過燒五、裂紋第三節(jié)鍛造溫度范圍的確定一、始鍛溫度的確定二、終鍛溫度的確定第四節(jié)金屬的加熱規(guī)范一、加熱規(guī)范制定的原則及方法二、鋼錠的加熱規(guī)范三、中、小型鋼坯的加熱規(guī)范二、難點1、氧化和脫碳的共性和異性。2、過熱和過燒的相關性及其區(qū)別加熱過程溫度應力、組織應力和殘余應力的產生機理及其應力分析。始鍛溫度和終鍛溫度正確選擇的必要性。加熱速度的影響因素及其影響規(guī)律。三、基本概念加熱規(guī)范、氧化、脫碳、過熱、過燒、過熱溫度、過燒溫度、始鍛溫度、終鍛溫度、鍛造溫度范圍、金屬加熱規(guī)范、最大可能的加熱溫度、允許的加熱溫度、溫度頭、均熱保溫、最小保溫時間、最大保溫時間四、思考題1、試說明鍛前加熱的目的和方法。2、氧化和脫碳有哪些共性和異性?3、氧化和脫碳可產生哪些危害?如何防止?4、過燒和過熱有哪些危害?如何防止?5、導致裂紋產生的內應力有幾種?清闡述它們相應的應力狀態(tài)。6、通常圓柱形坯料產生加熱裂紋的危險位置在何處?原因何在?如何防止?7、鍛造溫度范圍的確定原則和基本方法是什么?8、怎樣確定碳鋼的始鍛和終鍛溫度?它們受到哪些因素的影響?9、為什么要制定合理的加熱規(guī)范?加熱規(guī)范包括哪些內容?其核心問題是什么?10、兩種不同概念的加熱速度實質上反映了什么因素的影響?11、選擇加熱速度的原則是什么?提高加熱速度的措施有哪些?12、均熱保溫的目的是什么?13、冷錠和熱錠的加熱規(guī)范各有什么特點?為什么?五、要求重點掌握的知識點鍛前加熱的目的和方法。加熱金屬的常見缺陷及其危害。金屬加熱過程中缺陷的產生原因和防止措施。加熱規(guī)范的內容、制定原則和方法。六、所需學時2學時第三次講課一、講授內容第三章鍛造的熱規(guī)范第五節(jié)少無氧化加熱一、快速加熱二、介質保護加熱三、少無氧化火焰加熱第六節(jié)金屬的鍛后冷卻一、鍛后冷卻常見缺陷產生的原因和防止措施二、鍛件的冷卻方法三、鍛件的冷卻規(guī)范第七節(jié)鍛件的熱處理一、中、小鍛件熱處理二、大型鍛件熱處理二、難點少無氧化火焰加熱法的工作原理。冷卻過程溫度應力、組織應力和殘余應力的產生機理及其應力分析。冷卻速度的影響因素及其影響規(guī)律。三、基本概念冷卻規(guī)范、白點、網狀碳化物四、思考題少無氧化加熱主要有哪幾種方法?其中火焰加熱法的基本工作原理是什么?金屬斷后冷卻常見缺陷有哪些?各自產生原因是什么?為什么硬鋼鍛后冷卻易產生表面縱向裂紋?金屬鍛后冷卻規(guī)范一般包括哪些內容?鍛件熱處理的目的是什么?中小鍛件通常采用哪些熱處理?各自作用是什么?通常大鍛件采用哪些熱處理?各自作用是什么?五、要求重點掌握的知識點1、少無氧化加熱方法及其工作原理。2、金屬鍛后冷卻常見缺陷及其危害。3、金屬鍛后冷卻中缺陷的產生原因和防止措施。冷卻規(guī)范的內容、制定原則和方法。常用的鍛件熱處理方法。六、所需學時2學時第四次講課一、講授內容第四章自由鍛主要工序分析第—節(jié)概述一、影響金屬塑性變形流動的幾個基本因素二、局部加載時沿加載方向的應力分布規(guī)律三、金屬塑性變形的不均勻性四、塑性變形時金屬的流動方向第二節(jié)鐓粗一、鐓粗工序的主要質量問題和變形流動特點二、鐓粗時的注意事項第三節(jié)拔長—、矩形截面坯料的拔長二、圓截面坯料的拔長三、空心件拔長二、難點金屬塑性變形的基本規(guī)律和影響因素。在幾種變形工序中金屬流動規(guī)律的分析。鐓粗時金屬流動特點及其缺陷產生機理(包括圓截面和矩形截面坯料)。拔長時金屬流動特點及其缺陷產生機理(包括矩形截面、圓截面和空心截面坯料)。三、基本概念鐓粗、拔長、鐓粗比、鍛造比、進料比(相對送進量)、相對壓縮程度四、思考題導致金屬塑性變形不均勻性的原因是什么?鐓粗和拔長各有哪些用途?鐓粗工序主要存在哪些質量問題?試分析它們產生的原因及其預防措施。拔長工序主要存在哪些質量問題?試分析它們產生的原因及其預防措施。為什么采用平砧小壓縮量拔長圓截面坯料時效率低且質量差?應怎樣解決?6、空心件拔長時孔內壁和端面裂紋產生的原因是什么?應采取哪些措施加以解決?五、要求重點掌握的知識點金屬塑性變形所遵循的基本規(guī)律和影響因素。鐓粗、拔長工序的金屬受力分析。3、鐓粗、拔長工序的金屬變形和流動特點。4、鐓粗、拔長時常見金屬缺陷、產生機理及其預防措施。六、所需學時3學時第五次講課講授內容第四章自由鍛主要工序分析第四節(jié)沖孔一、沖孔的受力變形分析二、沖孔的質量分析第五節(jié)擴孔一、沖子二、芯軸三、輾壓彎曲其它工序(補充內容)一、錯移二、扭轉二、難點沖孔時受力、變形和缺陷產生原因的分析。擴孔時受力、變形和缺陷產生原因的分析。彎曲時受力、變形和缺陷產生原因的分析。三、基本概念沖孔、走樣、擴孔、彎曲四、思考題試闡述開式沖孔時金屬變形和流動特點并畫出相應的應力、應變圖。沖孔時易出現哪些質量問題?應采取什么措施解決?試闡述沖子擴孔時金屬變形和流動特點并畫出相應的應力、應變圖。芯軸擴孔時金屬主要沿切向流動的原因是什么?此時鍛件尺寸變化特點是什么?應怎樣防止壁厚不均?輾壓擴孔的工藝特點是什么?生產時易產生哪些質量缺陷?怎樣防止?彎曲時坯料易產生哪些缺陷?它們產生的原因是什么?五、要求重點掌握的知識點沖孔、擴孔、彎曲工序的應力、應變分析。沖孔、擴孔、彎曲工序的金屬變形和流動特點。沖孔、擴孔、彎曲工序中常見的加工缺陷種類、產生原因及其預防措施。六、所需學時2學時第六次講課一、講授內容第五章自由鍛工藝第—節(jié)自由鍛件的分類第二節(jié)自由鍛件變形方案的確定第三節(jié)自由鍛工藝過程的制定一、鍛件圖的制定二、確定坯料的重量和尺寸三、確定變形工藝和鍛造比四、確定鍛造設備噸位第四節(jié)大型鍛件鍛造的特點(自學)—、鋼錠冶金質量對鍛件的影響二、大型鋼錠的加熱特點三、熱鍛變形對金屬組織和性能的影響四、大鍛件變形工藝分析二、難點自由鍛件變形方案的確定三、基本概念機械加工余量、鍛造余塊、試樣余塊、鍛件工稱尺寸、鍛造比四、思考題自由鍛工藝的特點及其主要用途是什么?不同材料自由鍛面臨的主要問題是什么?為什么?試述自由鍛件的分類及其采用的基本工序。自由鍛工藝過程的制定包括哪些內容?鍛造比對鍛件組織和力學性能有哪些影響?其選擇與鍛件大小有何關系?確定自由鍛設備噸位有幾種方法?為什么水壓機鍛造所依據的變形力能參數不同?五、要求重點掌握的知識點常見自由鍛件的分類。自由鍛件變形方案的選擇原則和實際應用??紤]機械加工余量、鍛造公差、鍛造余塊、試樣余塊等影響所繪制的鍛件圖。坯料重量的計算方法。變形工藝特別是工序順序、工序尺寸、鍛造比等的確定。6、設備噸位的計算公式。六、所需學時1學時第七次講課與課堂練習一、講授內容第五章第三節(jié)五、自由鍛工藝過程制定舉例第六章模鍛成形工序分析第一節(jié)概述二、難點1、如何掌握自由鍛工藝過程設計方法所選擇的自由鍛過程中各工序尺寸的確定。三、思考題模具形狀對金屬變形和流動的主要影響表現在哪些方面?五、要求重點掌握的知識點自由鍛工藝過程設計方法。2、模具形狀對金屬塑性變形和流動的影響。3、課堂進行一簡單鍛件的自由鍛工藝過程設計。六、所需學時2學時第八次講課一、講授內容第六章模鍛成形工序分析第二節(jié)開式模鍛一、開式模鍛各階段的應力應變分析二、開式模鍛時影響金屬成形的主要因素第三節(jié)閉式模鍛一、閉式模鍛的變形過程分析二、坯料體積和模膛體積變化對鍛件尺寸的影響三、打擊能量和模壓力對成形質量的影響四、各類鍛壓設備閉式模鍛的特點難點1、開式模鍛的應力應變分析。2、閉式模鍛的變形過程分析?;靖拍铋_式模鍛、閉式模鍛、飛邊槽思考題1、試分析開式模鍛三變形階段的應力應變狀態(tài)及其成形特點。開式模鍛時影響金屬成形主要有哪些因素?飛邊槽由幾部分組成?它們各自的作用是什么?橋口阻力與哪些因素有關?怎樣依據模膛充滿的難易程度或設備類型來確定橋口尺寸?閉式模鍛的優(yōu)點是什么?它的正常生產條件及其用途是怎樣的?試述閉式模鍛三變形階段的變形情況。閉式模鍛模壁受力情況與鍛件尺寸關系有何關系?閉式模鍛時坯料和體積的變化反映在鍛件的哪些尺寸上?影響它們變化的因素有哪些?五、要求重點掌握的知識點1、開式模鍛各階段的應力應變圖及其分析。2、模膛尺寸和形狀對金屬成形的影響。3、飛邊槽的作用、類型及其選擇。4、終鍛前坯料尺寸和形狀對金屬成形的影響。5、坯料自身性質不均對金屬成形的影響。6、設備工作速度對金屬成形的影響。7、閉式模鍛的變形過程分析。8、坯料體積、模膛體積、打擊能量和模壓力變化對閉式模鍛成形質量的影響。六、所需學時2學時第九次講課一、講授內容第六章模鍛成形工序分析第四節(jié)擠壓一、擠壓的應力應變分析二、擠壓時筒內金屬的變形流動三、關于“死區(qū)”的應力應變分析四、擠壓時常見缺陷的分析五、徑向擠壓第五節(jié)頂鐓一、頂鐓二、電熱鐓粗三、在帶有導向的模具中鐓粗二、難點1、擠壓的應力應變分析2、擠壓筒內金屬的變形流動特點、規(guī)律及其影響因素。3、關于“死區(qū)”的應力應變分析及其對成形質量的不良影響。4、常見擠壓缺陷及其預防措施。5、徑向擠壓的變形分析及其張力計算。6、兩種頂鐓情況模具設計原則。三、基本概念擠壓、正擠壓、反擠壓、擠壓比、徑向擠壓、張模力、頂鐓四、思考題1、試進行擠壓過程的應力-應變分析并闡明軸向應力突變的原因。2、平底凹模正擠壓時金屬在擠壓筒內的流動主要有哪三種情形?為什么?3、平底凹模正擠壓時Α區(qū)最小主應力σ3的數值受到哪三種因素的影響?它們的影響規(guī)律是怎樣的?試討論在各種不同的具體條件下平底凹模內正擠時所出現的金屬變形和流動情況?!八绤^(qū)”產生的原因是什么?一般“死區(qū)”存在哪兩種變形情況?“死區(qū)”容易產生哪些缺陷?怎樣防止?擠壓時常存在哪些缺陷?可采取什么措施防止?徑向擠壓變形過程的主要特征是什么?張模力與何因素有關?擠壓縮孔產生的原因是什么?擠壓制品裂紋的產生與哪些因素有關?要求重點掌握的知識點1、擠壓的應力應變分析2、擠壓筒內金屬的變形流動特點、規(guī)律及其影響因素。3、“死區(qū)”產生原因、應力應變分析及其對成形質量的不良影響。4、常見擠壓缺陷的形成原因及其預防措施。5、徑向擠壓的用途、變形分析及其張模力計算。6、頂鐓用途及其模具設計原則。六、所需學時2學時第十次講課一、講授內容第七章模鍛工藝第一節(jié)常用模鍛設備及其工藝特點(自學)一、模鍛錘二、熱模鍛壓力機三、螺旋壓力機四、平鍛機第二節(jié)模鍛工藝及模鍛件分類一、長軸類鍛件二、短軸類(圓餅類)鍛件三、頂鐓類鍛件四、復合類型鍛件第三節(jié)模鍛件圖設計一、錘上模鍛鍛件圖設計二、熱模鍛壓力機上模鍛件圖設計特點三、螺旋壓力機上模鍛件圖設計特點四、平鍛機上模鍛件圖設計特點二、難點1、鑒于《塑性成形設備》課程的講授在本課程之后,因此,“常用模鍛設備及其工藝特點”的知識理解較為困難,建議作為一般了解的知識由學生自學。2、不同模鍛設備上模鍛件圖的設計特點比較。3、分模面和沖孔連皮的確定。4、頂鐓的三規(guī)則。三、基本概念分模面、鍛件形狀復雜系數、模鍛斜度、沖孔連皮四、思考題簡述各類模鍛件所采用的主要變形工布。模鍛件的冷、熱鍛件圖的作用各是什么?其鍛件圖設計內容與自由鍛件相比有何不同?錘上模鍛選擇分模位置的最基本原則是什么?為什么模鍛件的正偏差大于負偏差?它的機械加工余量和公差怎樣選擇和確定?模鍛斜度和圓角半徑的作用是什么?為什么它們應選擇合適值?錘上模鍛時有幾種形式的沖孔連皮?為什么要選擇厚度合適的沖孔連皮?試比較各類模鍛設備上模鍛件圖設計特點。五、要求重點掌握的知識點1、模鍛工藝和模鍛件的分類原則及其主要類別。2、模鍛件圖設計的主要內容和方法。3、各類模鍛設備上模鍛件圖設計特點,特別是分模面、機械加工和鍛造公差、模鍛斜度等的選擇原則。沖孔連皮的作用、類型及其選擇。頂鐓三規(guī)則的正確應用。六、所需學時3學時第十一次講課一、講授內容第七章模鍛工藝第四節(jié)模鍛工藝過程制定的內容和模鍛工藝方案選擇一、模鍛工藝過程制定的內容二、模鍛工藝方案選擇第五節(jié)模鍛變形工步的確定一、長軸類鍛件制坯工步選擇二、難點計算毛坯的設計、簡化和計算毛坯圖繪制。金屬流動繁重系數及其在制坯工步選擇中的作用。三、基本概念模鍛工藝過程、計算毛坯圖、金屬流動繁重系數四、思考題1、模鍛工藝過程主要有哪些工序組成?它的制定包括哪些內容且較自由鍛工藝過程相比有什么變化?2、模鍛工藝方案選擇主要涉及哪些方面?基本原則是什么?3、試述計算毛坯圖的內容及其在制坯工步中的作用。4、長軸類鍛件通常采用的主要制坯工步有哪些?如何確定?5、金屬流動繁重系數是如何反映制坯工作量的大?。克谥婆鞴げ竭x擇中有何作用?五、要求重點掌握的知識點1、模鍛工藝過程與自由鍛工藝過程的異同點。2、計算毛坯的有關計算及其相應圖的繪制。3、復雜計算毛坯的簡化。4、應用金屬流動繁重系數選擇長軸類鍛件的制坯工步。六、所需學時:2學時第十二次講課一、講授內容第七章模鍛工藝第五節(jié)模鍛變形工步的確定二、短軸類鍛件制坯工步選擇三、頂鐓類鍛件變形工步確定二、難點短軸類鍛件的制坯工步選擇原則。確定粗大部分桿類鍛件變形工步的有關計算和原則。在聚集工步設計時有關注意事項。三、基本概念成形鐓粗(預成性)、滾壓、局部鐓粗(聚集)、頂鐓規(guī)則四、思考題1、短軸類鍛件通常采用的主要制坯工步有哪些?經坯料鐓粗后的制坯尺寸確定原則是什么?2、在熱模鍛壓力機上可采用何種短軸類鍛件制坯工步?原因何在?3、頂鐓類鍛件通常采用的主要制坯工步有哪些?4、試比較分別在凸模內或凹模內聚集的優(yōu)缺點。5、為什么要確定沖孔芯料的合理厚度?正確的設計原則是什么?6、試比較在透孔和不透孔鍛件中分別采用平沖頭和尖沖頭進行沖孔成形的優(yōu)缺點。五、要求重點掌握的知識點1、短軸類鍛件主要制坯工步。2、短軸類鍛件坯料鐓粗后的制坯尺寸確定原則。3、在熱模鍛壓力機上和螺旋壓力機上短軸類鍛件制坯工步的特點。4、頂鐓類鍛件主要制坯工步。5、不同模式聚集工步的特點。6、沖孔芯料的設計原則、沖孔成形工步以及沖頭的選擇。7、幾種不同情況的管類鍛件局部頂鐓變形。六、所需學時:2學時第十三次講課一、講授內容第七章模鍛工藝第六節(jié)坯料尺寸的確定一、長軸類鍛件二、短軸類鍛件三、頂鐓類鍛件第七節(jié)設備噸位的確定一、模鍛錘噸位的確定二、熱模鍛壓力機噸位的確定三、螺旋壓力機噸位的確定四、平鍛機噸位的確定二、難點1、不同類型鍛件的坯料制定方法。2、頂鐓類鍛件計算毛坯圖及坯料直徑確定原則。三、思考題試比較模鍛坯料尺寸與自由鍛坯料尺寸確定的異同點。試闡述長軸類模鍛件坯料尺寸確定的一般步驟。試闡述短軸類模鍛件坯料尺寸確定的一般步驟。試闡述頂鐓類鍛件的坯料選擇原則及其機理。帶孔鍛件坯料直徑確定的原則是什么?模鍛設備噸位有哪幾種方法?四、要求重點掌握的知識點1、長軸類、短軸類和頂鐓類模鍛件坯料尺寸確定的一般步驟。2、頂鐓類鍛件計算毛坯圖。3、帶孔鍛件坯料直徑確定原則。各類模鍛設備噸位計算公式的正確使用。五、所需學時:2學時第十四次講課一、講授內容第八章鍛模設計第—節(jié)錘用鍛模一、模鍛模膛設計二、制坯模膛設計三、鍛模結構設計二、難點預鍛模膛、終鍛模膛的結構及其設計。終鍛時鍛件缺陷產生原因的分析。三、基本概念終鍛模膛、預鍛模膛、鉗口、折迭四、思考題鍛模設計包括哪些內容?常用的模鍛工步有哪些?終鍛模膛設計包括哪些主要內容?熱鍛件圖與鍛件圖有何差異?繪制時應注意哪些問題?試述飛邊槽的組成及其常見結構型式。試述鉗口的作用及其常見結構型式。預鍛模膛的采用原因及其作用什么?它所引起的不利影響是什么?終鍛時產生折迭和充不滿的原因分別是什么?應采取什么措施加以抑制?為什么錘上模鍛高肋件時要采用預鍛?設計該模膛的主要出發(fā)點是什么?通常在設計中應采取哪些方法?什么情況下終鍛和預鍛模膛的設計基本相同?此時兩者之間還存在哪些差異?五、要求重點掌握的知識點鍛模設計的內容和常用的模鍛工步。終鍛模膛和預鍛模膛設計的內容和方法。熱鍛件圖繪制。飛邊槽和鉗口的選擇。終鍛時鍛件缺陷產生的原因和防止措施。采用預鍛模膛的必要性及其設計原則。六、所需學時:2學時第十五次講課一、講授內容第八章鍛模設計第—節(jié)錘用鍛模二、制坯模膛設計三、鍛模結構設計二、難點1、滾壓模膛的設計原則和公式。2、拔長模膛的設計原則和公式。3、模膛的布排要點。4、平衡鎖扣及其對應的模膛中心位置確定。5、錯移力的平衡和導向。三、基本概念滾壓工步、成形工步、鎖扣、鍛模中心、模膛中心、模塊中心、錯移力四、思考題制坯工步主要采用哪幾種模膛?這些模膛的作用是什么?滾壓模膛有幾種結構形式?它們的設計原則如何?拔長模膛有幾種分類原則?其設計內容及其相應方法是什么?彎曲模膛和成形模膛的設計要點分別是什么?試述鐓粗臺和壓扁臺的作用、設計方法及其在模塊上的位置。試述切斷模膛在模塊上的位置和設計方法。鍛模結構設計應著重解決哪些問題?什么情況下鍛模中心和模膛中心重合?終鍛和預鍛模膛布排設計的中心任務是什么?鍛模中心和模膛中心不重合時會產生哪些不良后果?10、為什么要確定帶平衡鎖扣模膛的中心位置?一般中心位置有幾種情況?11、錯移力產生的原因是什么?應從哪兩方面考慮減小它的不良影響?12、欲減小錯移力的影響模具結構設計中主要采用哪些方法?13、模具的主要破壞形式有哪些?各自產生的原因是怎樣的?14、試比較平衡鎖扣和導向鎖扣的異同點。五、要求重點掌握的知識點1、模鍛時常用的制坯工步及其確定原則。2、制坯工步采用的模膛及其作用。3、各種制坯模膛的結構類型、設計內容、設計原則和相關公式。4、鍛模結構設計的目的和任務。5、終鍛和預鍛模膛布排設計的中心任務。各種制坯模膛在模快上的位置選擇。鍛模中心和模膛中心的重合問題。平衡鎖扣的類型及其在鍛模結構中的作用。10、錯移力產生的原因、危害及其消除措施。11、模具破壞的主要形式及其產生原因。12、基于強度考慮的鍛模有關尺寸設計。13、模塊尺寸設計。六、所需學時3學時第十六次講課一、講授內容第八章鍛模設計第二節(jié)熱模鍛壓力機用鍛模一、模膛設計特點二、鍛模結構特點第三節(jié)螺旋壓力機用鍛模一、鍛模設計特點二、鍛模結構特點第四節(jié)平鍛機用鍛模(自學)一、平鍛模的固定及固定空間二、平鍛模結構設計特點三、模膛設計二、難點熱模鍛壓力機預鍛模膛的設計要點。熱模鍛壓力機的鍛模閉合高度。螺旋壓力機鍛模設計特點。三、基本概念模具閉合高度、壓力機最小閉合高度四、思考題熱模鍛壓力機要采用哪些變形工步?其預鍛和終端模膛設計與錘上模鍛相比有哪些特點?熱模鍛壓力機的鍛模結構有什么特點?螺旋壓力機的鍛模設計與錘上模鍛相比有哪些特點?其鍛模模塊有哪幾種緊固形式?螺旋壓力機鍛模的導向裝置有幾種類型?各自用途如何?平鍛機模具分為哪三個部分?它由幾個分模面?其結構設計特點如何?平鍛機模具固定空間最重要的參數是什么?依據何在?五、要求重點掌握的知識點1、熱模鍛壓力機采用的變形工步及其鍛模設計特點。2、熱模鍛壓力機的鍛模結構特點。3、螺旋壓力機采用的變形工步及其鍛模設計特點。4、螺旋壓力機的鍛模結構特點。六、所需學時2學時第十七次講課一、講授內容第八章鍛模設計第五節(jié)自由鍛錘上模鍛與胎模鍛鍛模一、胎模鍛鍛模二、固定模模鍛鍛模第六節(jié)鍛模材料一、錘鍛模用材料二、摩擦壓力機鍛模用材料三、熱模鍛壓力機鍛模用材料四、平鍛機鍛模用材料五,液壓機鍛模用材料第七節(jié)鍛模設計實例一、鍛件圖設計二、計算鍛件的主要參數三、鍛錘噸位的確定四、確定飛邊槽的型式和尺寸五,終鍛模膛設計六、預鍛模膛設計七、繪制計算毛坯圖八、制坯工步選擇九、確定坯料尺寸十、制坯模膛設計十一、鍛模結構設計十二、連桿模鍛工藝流程二、難點1、熱鍛模具材料的基本性能。2、模膛設計時考慮實際生產經驗對有關設計計算尺寸的修改和形狀的簡化。三、思考題1、胎模鍛與自由鐓相比有哪些優(yōu)點?其鍛模按用途分為哪三大類?2、固定胎模鍛在模鍛時上、下模塊為什么易錯移?應采取哪些措施加以防止?3、熱鍛模具材料應具備哪些基本性能?各類鍛壓設備可共同采用哪兩種熱鍛模具材料?其道理是什么?四、要求重點掌握的知識點1、胎模鍛特點、種類及其用途。2、固定胎模結構及其安裝。3、熱鍛模具材料的基本性能。4、常用熱鍛模具材料及其選用原則。5、初步了解和掌握鍛模及其工藝設計的全過程。五、所需學時2學時第十八次講課一、講授內容第九章模鍛的后續(xù)工序第一節(jié)切邊、沖孔及其模具設計一、切邊和沖孔的基本方式及模具類型二、切邊模三、沖孔模和切邊沖孔復合模四,切邊力和沖孔力的計算第二節(jié)精壓和校正的應用及模具設計一、精壓二、校正第三節(jié)模鍛件的表面清理二、難點1、切邊模和沖孔模中凸凹模的作用特點。2、切邊模模具閉合高度及其與凸模高度的關系。3、切邊沖孔復合模設計。三、基本概念簡單模、連續(xù)模、復合模、精壓、切邊模具閉合高度、壓力機最大封閉高度、壓力機最小封閉高度四、思考題試比較切邊模和沖孔模中凸、凹模的作用。試比較熱切(沖)和冷切(沖)兩種工作方式的特點。切邊模有哪幾部分組成?它有幾種類型?切邊凹模有哪幾種刃口?它們各自用途是怎樣的?為什么要合理確定切邊模凸、凹模之間的間隙?切邊模具閉合高度及其凸模高度怎樣確定?精壓工序的目的是什么?試闡述它的分類和變形特點。校正工序的目的是什么?試闡述它的分類和用途。試闡述表面清理工序的目的和方法。五、要求重點掌握的知識點1、切邊模和沖孔模的組成部分及其作用和設計方法。2、精壓工序的目的、分類和變形特點。3、校正工序的目的、分類和確定原則。4、表面清理工序的目的和方法。所需學時2學時參考資料:呂炎.《鍛造工藝學》.機械工業(yè)出版社,1995年張志文.《鍛造工藝學》.機械工業(yè)出版社,1983年汪大年.《塑性成性原理》.機械工業(yè)出版社,1987年李培武,楊文成.《塑性成形設備》.機械工業(yè)出版社,1994年崔忠圻.《金屬學與熱處理》.機械工業(yè)出版社,1994年所需總學時:38學時所授課程的重點、難點、要點、基本概念、基本要求和有關教學參考資料、輔助資料,課程進度和學時分配等等。第二節(jié)

自由鍛自由鍛:利用沖擊力或壓力,使金屬在上、下砧鐵之間,產生塑性變形而獲得所需形狀、尺寸以及內部質量鍛件的一種加工方法。自由鍛造時,除與上、下砧鐵接觸的金屬部分受到約束外,金屬坯料朝其它各個方向均能自由變形流動,不受外部的限制,故無法精確控制變形的發(fā)展。自由鍛分類:手工鍛造和機器鍛造兩種。手工鍛造只能生產小型鍛件,生產率也較低。機器鍛造是自由鍛的主要方法。自由鍛的特點:工具簡單、通用性強,生產準備周期短。自由鍛件的質量范圍可由不及一千克到二、三百噸,對于大型鍛件,自由鍛是唯一的加工方法,這使得自由鍛在重型機械制造中具有特別重要的作用,例如水輪機主軸、多拐曲軸、大型連桿、重要的齒輪等零件在工作時都承受很大的載荷,要求具有較高的力學性能,常采用自由鍛方法生產毛坯。由于自由鍛件的形狀與尺寸主要靠人工操作來控制,所以鍛件的精度較低,加工余量大,勞動強度大,生產率低。自由鍛主要應用于單件、小批量生產,修配以及大型鍛件的生產和新產品的試制等。一、自由鍛工序自由鍛工序:基本工序、輔助工序和修整工序。(一)基本工序使金屬坯料產生一定程度的塑性變形,以得到所需形狀、尺寸或改善材質性能的工藝過程。它是鍛件成形過程中必需的變形工序,如鐓粗、拔長、彎曲、沖孔、切割、扭轉和錯移等。實際生產中最常用的是鐓粗、拔長和沖孔三個工序。1.鐓粗沿工件軸向進行鍛打,使其長度減小,橫截面積增大的操作過程。常用來鍛造齒輪坯、凸緣、圓盤等零件,也可用來作為鍛造環(huán)、套筒等空心鍛件沖孔前的預備工序。鐓粗可分為全鐓粗和局部鐓粗兩種形式,如圖2-7所示。鐓粗時,坯料不能過長,高度與直徑之比應小于2.5,以免鐓彎,或出現細腰、夾層等現象。坯料鐓粗的部位必須均勻加熱,以防止出現變形不均勻。圖2-7鐓粗a)全鐓粗b)局部鐓粗2.拔長拔長是沿垂直于工件的軸向進行鍛打,以使其截面積減小,而長度增加的操作過程,如圖2-8所示。常用于鍛造軸類和桿類等零件。對于圓形坯料,一般先鍛打成方形后再進行拔長,最后鍛成所需形狀,或使用V型砧鐵進行拔長,如圖2-9所示,在鍛造過程中要將坯料繞軸線不斷翻轉。

圖2-8拔長

圖2-9使用V型砧鐵拔長圓坯料3.沖孔利用沖頭在工件上沖出通孔或盲孔的操作過程。常用于鍛造齒輪、套筒和圓環(huán)等空心鍛件,對于直徑小于25mm的孔一般不鍛出,而是采用鉆削的方法進行加工。在薄坯料上沖通孔時,可用沖頭一次沖出。若坯料較厚時,可先在坯料的一邊沖到孔深的2/3深度后,拔出沖頭,翻轉工件,從反面沖通,以避免在孔的周圍沖出毛刺,如圖2-10所示。實心沖頭雙面沖孔時,圓柱形坯料會產生畸變。畸變程度與沖孔前坯料直徑D0、高度H0和孔徑d1等有關。D0/d1愈小,畸變愈嚴重,另外沖孔高度過大時,易將孔沖偏,因此用于沖孔的坯料直徑D0與孔徑d1之比(D0/d1)應大于2.5,坯料高度應小于坯料直徑。圖2-10沖孔a)薄坯料沖孔b)厚坯料沖孔1-沖頭2-坯料3-墊環(huán)4-芯料

沖孔

錯移

扭轉(二)輔助工序為使基本工序操作方便而進行的預變形工序稱為輔助工序(壓鉗口、切肩等)。(三)修整工序用以減少鍛件表面缺陷而進行的工序(如校正、滾圓、平整等)。二、自由鍛工藝規(guī)程的制定制訂工藝規(guī)程、編寫工藝卡片是進行自由鍛生產必不可少的技術準備工作,是組織生產、規(guī)范操作、控制和檢查產品質量的依據。制訂工藝規(guī)程,必須結合生產條件、設備能力和技術水平等實際情況,力求技術上先進、經濟上合理、操作上安全,以達到正確指導生產的目的。自由鍛工藝規(guī)程:根據零件圖繪制鍛件圖、計算坯料的質量與尺寸、確定鍛造工序、選擇鍛造設備、確定坯料加熱規(guī)范和填寫工藝卡片等。(一)繪制自由鍛件圖以零件圖為基礎,結合自由鍛工藝特點繪制而成的圖形,它是工藝規(guī)程的核心內容,是制定鍛造工藝過程和鍛件檢驗的依據。鍛件圖必須準確而全面反映鍛件的特殊內容,如圓角、斜度等,以及對產品的技術要求,如性能、組織等。繪制時主要考慮以下幾個因素:1.敷料對鍵槽、齒槽、退刀槽以及小孔、盲孔、臺階等難以用自由鍛方法鍛出的結構,必須暫時添加一部分金屬以簡化鍛件的形狀。為了簡化鍛件形狀以便于進行自由鍛造而增加的這一部分金屬,稱為敷料,如圖2-11所示。2.鍛件余量在零件的加工表面上增加供切削加工用的余量,稱之為鍛件余量,如圖2-11所示。鍛件余量的大小與零件的材料、形狀、尺寸、批量大小、生產實際條件等因素有關。零件越大,形狀越復雜,則余量越大。3.鍛件公差鍛件公差是鍛件名義尺寸的允許變動量,其值的大小與鍛件形狀、尺寸有關,并受生產具體情況的影響。圖2-11鍛件余量及敷料1—敷料2—鍛件余量自由鍛件余量和鍛件公差可查有關手冊。鋼軸自由鍛件的余量和鍛件公差,見表2-1。表2-1鋼軸自由鍛件余量和鍛件公差(雙邊)(mm)零件長度零件直徑<5050~8080~120120~160160~200200~250鍛件余量和鍛件公差<3155±26±27±28±3——315~6306±27±28±39±310±311±4630~10007±28±39±310±311±412±41000~16008±39±310±311±412±413±4在鍛件圖上,鍛件的外形用粗實線,如圖2-12所示。為了使操作者了解零件的形狀和尺寸,在鍛件圖上用雙點劃線畫出零件的主要輪廓形狀,并在鍛件尺寸線的上方標注鍛件尺寸與公差,尺寸線下方用圓括弧標注出零件尺寸。對于大型鍛件,還必須在同一個坯料上鍛造出供性能檢驗用的試樣來,該試樣的形狀與尺寸也在鍛件圖上表示。圖2-12典型鍛件圖(二)計算坯料質量與尺寸1.確定坯料質量自由鍛所用坯料的質量為鍛件的質量與鍛造時各種金屬消耗的質量之和,可由下式計算:G坯料=G鍛件+G燒損+G料頭式中G坯料——坯料質量,單位為kg;G鍛件——鍛件質量,單位為kg;G燒損——加熱時坯料因表面氧化而燒損的質量,單位為kg;第一次加熱取被加熱金

屬質量分數的2%~3%,以后各次加熱取1.5%~2.0%;G料頭——鍛造過程中被沖掉或切掉的那部分金屬的質量,單位為kg;如沖孔時坯料

中部的料芯,修切端部產生的料頭等。對于大型鍛件,當采用鋼錠作坯料進行鍛造時,還要考慮切掉的鋼錠頭部和尾部的質量。2.確定坯料尺寸根據塑性加工過程中體積不變原則和采用的基本工序類型(如拔長、鐓粗等)的鍛造比、高度與直徑之比等計算出坯料橫截面積、直徑或邊長等尺寸。典型鍛件的鍛造比見表2-2。表2-2典型鍛件的鍛造比鍛件名稱計算部位鍛造比鍛件名稱計算部位鍛造比碳素鋼軸類鍛件最大截面2.0~2.5錘頭最大截面≥2.5合金鋼軸類鍛件最大截面2.5~3.0水輪機主軸軸身≥2.5熱軋輥輥身2.5~3.0水輪機立柱最大截面≥3.0冷軋輥輥身3.5~5.0模塊最大截面≥3.0齒輪軸最大截面2.5~3.0航空用大型鍛件最大截面6.0~8.0(三)選擇鍛造工序自由鍛鍛造工序的選取應根據工序特點和鍛件形狀來確定。一般而言,盤類零件多采用鐓粗(或拔長-鐓粗)和沖孔等工序;軸類零件多采用拔長,切肩和鍛臺階等工序。一般鍛件的分類及采用的工序見表2-3。表2-3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,彎曲等自由鍛工序的選擇與整個鍛造工藝過程中的火次(即坯料加熱次數)和變形程度有關。所需火次與每一火次中坯料成形所經歷的工序都應明確規(guī)定出來,寫在工藝卡片上。(四)選擇鍛造設備根據作用在坯料上力的性質,自由鍛設備分為鍛錘和液壓機兩大類。鍛錘產生沖擊力使金屬坯料變形。鍛錘的噸位是以落下部分的質量來表示的。生產中常使用的鍛錘是空氣錘和蒸汽-空氣錘??諝忮N利用電動機帶動活塞產生壓縮空氣,使錘頭上下往復運動進行錘擊。它的特點是結構簡單,操作方便,維護容易,但噸位較小,只能用來鍛造100kg以下的小型鍛件。蒸汽-空氣錘采用蒸汽和壓縮空氣作為動力,其噸位稍大,可用來生產質量小于1500kg的鍛件,如圖2-13所示。圖2-13蒸汽-空氣錘示意圖液壓機產生靜壓力使金屬坯料變形。目前大型水壓機可達萬噸以上,能鍛造300噸的鍛件。由于靜壓力作用時間長,容易達到較大的鍛透深度,故液壓機鍛造可獲得整個斷面為細晶粒組織的鍛件。液壓機是大型鍛件的唯一成形設備,大型先進液壓機的生產常標志著一個國家工業(yè)技術水平發(fā)達的程度。另外,液壓機工作平穩(wěn),金屬變形過程中無振動,噪音小,勞動條件較好。但液壓機設備龐大、造價高。自由鍛設備的選擇應根據鍛件大小、質量、形狀以及鍛造基本工序等因素,并結合生產實際條件來確定。例如,用鑄錠或大截面毛坯作為大型鍛件的坯料,可能需要多次鐓、拔操作,在鍛錘上操作比較困難,并且心部不易鍛透,而在水壓機上因其行程較大,下砧可前后移動,鐓粗時可換用鐓粗平臺,所以大多數大型鍛件都在水壓機上生產。(五)確定鍛造溫度范圍鍛造溫度范圍是指始鍛溫度和終鍛溫度之間的溫度范圍。鍛造溫度范圍應盡量選寬一些,以減少鍛造火次,提高生產率。加熱的始鍛溫度一般取固相線以下100~200℃,以保證金屬不發(fā)生過熱與過燒。終鍛溫度一般高于金屬的再結晶溫度50~100℃,以保證鍛后再結晶完全,鍛件內部得到細晶粒組織。碳素鋼和低合金結構鋼的鍛造溫度范圍,一般以鐵碳平衡相圖為基礎,且其終鍛溫度選在高于Ar3點,以避免鍛造時相變引起裂紋。高合金鋼因合金元素的影響,始鍛溫度下降,終鍛溫度提高,鍛造溫度范圍變窄。部分金屬材料的鍛造溫度范圍見表2-4。此外,鍛件終鍛溫度還與變形程度有關,變形程度較小時,終鍛溫度可稍低于規(guī)定溫度。表2-4部分金屬材料的鍛造溫度范圍材料類型鍛造溫度/℃保溫時間/min﹒mm-1始鍛終鍛10、15、20、25、30、35、40、45、5012008000.25~0.715CrA、16Cr2MnTiA、38CrA、20MnA、20CrMnTiA12008000.3~0.812CrNi3A、12CrNi4A、38CrMoAlA、25CrMnNiTiA、

30CrMnSiA、50CrVA、18Cr2Ni4WA、20CrNi3A11808500.3~0.840CrMnA11508000.3~0.8銅合金800~900650~700—鋁合金450~500350~380—(六)填寫工藝卡片半軸的自由鍛造工藝卡片見表2-5。表2-5半軸自由鍛工藝卡鍛件名稱半軸圖例坯料質量25kg坯料尺寸φ130×240材料18CrMnTi火次工序圖例1鍛出頭部拔長拔長及修整臺階拔長并留出臺階鍛出凹檔及拔長端部并修整三、自由鍛件的結構工藝性自由鍛件的設計原則是:在滿足使用性能的前提下,鍛件的形狀應盡量簡單,易于鍛造。1.盡量避免錐體或斜面結構鍛造具有錐體或斜面結構的鍛件,需制造專用工具,鍛件成形也比較困難,從而使工藝過程復雜,不便于操作,影響設備使用效率,應盡量避免,如圖2-14所示。圖2-14軸類鍛件結構a)工藝性差的結構b)工藝性好的結構2.避免幾何體的交接處形成空間曲線如圖2-15a所示的圓柱面與圓柱面相交,鍛件成形十分困難。改成如圖2-15b所示的平面相交,消除了空間曲線,使鍛造成形容易。圖2-15桿類鍛件結構a)工藝性差的結構b)工藝性好的結構3.避免加強肋、凸臺,工字形、橢圓形或其它非規(guī)則截面及外形如圖2-16a所示的鍛件結構,難以用自由鍛方法獲得,若采用特殊工具或特殊工藝來生產,會降低生產率,增加產品成本。改進后的結構如圖2-16b所示。圖2-16盤類鍛件結構a)工藝性差的結構b)工藝性好的結構4.合理采用組合結構鍛件的橫截面積有急劇變化或形狀較復雜時,可設計成由數個簡單件構成的組合體,如圖2-17所示。每個簡單件鍛造成形后,再用焊接或機械聯接方式構成整體零件。圖2-17復雜件結構a)工藝性差的結構b)工藝性好的結構

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下一節(jié)第三節(jié)模鍛模鍛:在模鍛設備上,利用高強度鍛模,使金屬坯料在模膛內受壓產生塑性變形,而獲得所需形狀、尺寸以及內部質量鍛件的加工方法稱為模鍛。在變形過程中由于模膛對金屬坯料流動的限制,因而鍛造終了時可獲得與模膛形狀相符的模鍛件。與自由鍛相比,模鍛具有如下優(yōu)點:(1)生產效率較高。模鍛時,金屬的變形在模膛內進行,故能較快獲得所需形狀。(2)能鍛造形狀復雜的鍛件,并可使金屬流線分布更為合理,提高零件的使用壽命。(3)模鍛件的尺寸較精確,表面質量較好,加工余量較小。(4)節(jié)省金屬材料,減少切削加工工作量。在批量足夠的條件下,能降低零件成本。(5)模鍛操作簡單,勞動強度低。但模鍛生產受模鍛設備噸位限制,模鍛件的質量一般在150kg以下。模鍛設備投資較大,模具費用較昂貴,工藝靈活性較差,生產準備周期較長。因此,模鍛適合于小型鍛件的大批大量生產,不適合單件小批量生產以及中、大型鍛件的生產。模鍛設備:錘上模鍛、壓力機上模鍛、胎模鍛。一、錘上模鍛的工藝特點錘上模鍛是將上模固定在錘頭上,下模緊固在模墊上,通過隨錘頭作上下往復運動的上模,對置于下模中的金屬坯料施以直接鍛擊,來獲取鍛件的鍛造方法。錘上模鍛的工藝特點是:(1)金屬在模膛中是在一定速度下,經過多次連續(xù)錘擊而逐步成形的。(2)錘頭的行程、打擊速度均可調節(jié),能實現輕重緩急不同的打擊,因而可進行制坯工作。(3)由于慣性作用,金屬在上模模膛中具有更好的充填效果。(4)錘上模鍛的適應性廣,可生產多種類型的鍛件,可以單膛模鍛,也可以多膛模鍛。由于錘上模鍛打擊速度較快,對變形速度較敏感的低塑性材料(如鎂合金等),進行錘上模鍛不如在壓力機上模鍛的效果好。二、錘上模鍛的鍛模結構鍛模結構:如圖2-18所示,錘上模鍛用的鍛模由帶燕尾的上模2和下模4兩部分組成,上下模通過燕尾和楔鐵分別緊固在錘頭和模墊上,上、下模合在一起在內部形成完整的模膛。圖2-18錘上鍛模1-錘頭2-上模3-飛邊槽4-下模5-模墊6、7、10-緊固楔鐵8-分模面9-模膛模鍛模膛:制坯模膛和模鍛模膛。(一)制坯模膛對于形狀復雜的模鍛件,為了使坯料基本接近模鍛件的形狀,以便模鍛時金屬能合理分布,并很好地充滿模膛,必須預先在制坯模膛內制坯。制坯模膛有以下幾種:1.拔長模膛減小坯料某部分的橫截面積,以增加其長度。如圖2-19所示。圖2-19拔長模膛a)開式b)閉式2.滾擠模膛減小坯料某部分的橫截面積,以增大另一部分的橫截面積。主要是使金屬坯料能夠按模鍛件的形狀來分布。滾擠模膛也分為開式和閉式兩種,如圖2-20所示。圖2-20滾擠模膛a)開式b)閉式3.彎曲模膛使坯料彎曲,如圖2-21所示。圖2-21彎曲模膛4.切斷模膛在上模與下模的角部組成一對刃口,用來切斷金屬,如圖2-22所示??捎糜趶呐髁仙锨邢洛懠驈腻懠锨秀Q口,也可用于多件鍛造后分離成單個鍛件。圖2-22切斷模膛此外,還有成形模膛、鐓粗臺及擊扁面等制坯模膛。(二)模鍛模膛模鍛模膛包括預鍛模膛和終鍛模膛。所有模鍛件都要使用終鍛模膛,預鍛模膛則要根據實際情況決定是否采用。1.終鍛模膛使金屬坯料最終變形到所要求的形狀與尺寸,如圖2-18所示。由于模鍛需要加熱后進行,鍛件冷卻后尺寸會有所縮減,所以終鍛模膛的尺寸應比實際鍛件尺寸放大一個收縮量,對于鋼鍛件收縮量可取1.5%。飛邊槽:如圖2-18所示。飛邊槽用以增加金屬從模膛中流出的阻力,促使金屬充滿整個模膛,同時容納多余的金屬,還可以起到緩沖作用,減弱對上下模的打擊,防止鍛模開裂。飛邊槽的常見形式如圖2-23所示,圖2-23a為最常用的飛邊槽形式,圖2-23b用于不對稱鍛件,切邊時須將鍛件翻轉180°,圖2-23c用于鍛件形狀復雜,坯料體積偏大的情況,圖2-23d設有阻力溝,用于鍛件難以充滿的局部位置。飛邊槽在鍛后利用壓力機上的切邊模去除。圖2-23飛邊槽形式圖2-24為帶有飛邊槽與沖孔連皮的模鍛件。2.預鍛模膛用于預鍛的模膛稱為預鍛模膛。終鍛時常見的缺陷有折迭和充不滿等,工字型截面鍛件的折迭如圖2-25所示。這些缺陷都是由于終鍛時金屬不合理的變形流動或變形阻力太大引起的。為此,對于外形較為復雜的鍛件,常采用預鍛工步,使坯料先變形到接近鍛件的外形與尺寸,以便合理分配坯料各部分的體積,避免折迭的產生,并有利于金屬的流動,易于充滿模膛,同時可減小終鍛模膛的磨損,延長鍛模的壽命。預鍛模膛和終鍛模膛的主要區(qū)別是前者的圓角和模鍛斜度較大,高度較大,一般不設飛邊槽。只有當鍛件形狀復雜、成形困難,且批量較大的情況下,設置預鍛模膛才是合理的。圖2-24帶有飛邊槽與沖孔連皮的模鍛件1—沖孔連皮2—鍛件3—飛邊4—分模面圖2-25工字型截面鍛件的折迭根據模鍛件的復雜程度不同,所需的模膛數量不等,可將鍛模設計成單膛鍛?;蚨嗵佩懩?。彎曲連桿模鍛件所用多膛鍛模如圖2-26所示。圖2-26彎曲連桿鍛模(下模)與模鍛工序1—拔長模膛2—滾擠模膛3—終鍛模膛4—預鍛模膛5—彎曲模膛三、錘上模鍛工藝規(guī)程的制定錘上模鍛工藝規(guī)程的制定主要包括繪制模鍛件圖、計算坯料尺寸、確定模鍛工步、選擇鍛造設備、確定鍛造溫度范圍等。(一)繪制模鍛件圖模鍛件圖是設計和制造鍛模、計算坯料以及檢驗模鍛件的依據。根據零件圖繪制模鍛件圖時,應考慮以下幾個問題。1.分模面上下鍛模的分界面。分模面的選擇應按以下原則進行。(1)要保證模鍛件能從模膛中順利取出,并使鍛件形狀盡可能與零件形狀相同,一般分模面應選在模鍛件最大水平投影尺寸的截面上。如圖2-27所示,若選a-a面為分模面,則無法從模膛中取出鍛件。圖2-27分模面選擇比較(2)按選定的分模面制成鍛模后,應使上下模沿分模面的模膛輪廓一致,以便在安裝鍛模和生產中容易發(fā)現錯?,F象。如圖2-27所示,若選c-c面為分模面,就不符合此原則。(3)最好使分模面為一個平面,并使上下鍛模的模膛深度基本一致,差別不宜過大,以便于均勻充型。(4)選定的分模面應使零件上所加的敷料最少。如圖2-27所示,若將b-b面選作分模面,零件中間的孔不能鍛出,其敷料最多,既浪費金屬,降低了材料的利用率,又增加了切削加工工作量,所以該面不宜選作分模面。(5)最好把分模面選取在能使模膛深度最淺處,這樣可使金屬很容易充滿模膛,便于取出鍛件,如圖2-27所示的b-b面就不適合做分模面。按上述原則綜合分析,選用如圖2-27所示的d-d面為分模面最合理。2.加工余量和鍛件公差為了達到零件尺寸精度及表面粗糙度的要求,鍛件上需切削加工而去除的金屬層,稱為鍛件的加工余量。模鍛件水平方向尺寸公差見表2-6。模鍛件內、外表面的加工余量見表2-7。表2-6錘上模鍛水平方向尺寸公差(mm)模鍛件長(寬)度<5050~120120~260260~500500~800800~1200公差+1.0+1.5+2.0+2.5+3.0+3.5-0.5-0.7-1.0-1.5-2.0-2.5表2-7內、外表面的加工余量Z1(單面)(mm)加工表面最大寬度或直徑加工表面的最大長度或最大高度≤63>63~160>160~250>250~400>400~1000>1000~2500大于至加工余量Z1—251.51.51.51.52.02.525401.51.51.51.52.02.540631.51.51.52.02.53.0631001.51.52.02.53.03.53.模鍛斜度為便于從模膛中取出鍛件,模鍛件上平行于錘擊方向的表面必須具有斜度,稱為模鍛斜度,一般為5°~15°之間。模鍛斜度與模膛深度和寬度有關,通常模膛深度與寬度的比值(h/b)較大時,模鍛斜度取較大值。此外,模鍛斜度還分為外壁斜度α與內壁斜度β,如圖2-28所示。外壁指鍛件冷卻時鍛件與模壁離開的表面;內壁指當鍛件冷卻時鍛件與模壁夾緊的表面。內壁斜度值一般比外壁斜度大2°~5°。生產中常用金屬材料的模鍛斜度范圍見表2-8。圖2-28模鍛斜度表2-8各種金屬鍛件常用的模鍛斜度鍛件材料外壁斜度內壁斜度鋁、鎂合金鋼、鈦、耐熱合金3°~5°5°~7°5°~7°7°、10°、12°4.模鍛圓角半徑模鍛件上所有兩平面轉接處均需圓弧過渡,此過渡處稱為鍛件的圓角,如圖2-29所示。圓弧過渡有利于金屬的變形流動,鍛造時使金屬易于充滿模膛,提高鍛件質量,并且可以避免在鍛模上的內角處產生裂紋,減緩鍛模外角處的磨損,提高鍛模使用壽命。圖2-29模鍛圓角半徑圖2-30模鍛件常用沖孔連皮鋼的模鍛件外圓角半徑(r)一般取1.5mm~12mm,內圓角半徑(R)比外圓角半徑大2~3倍。模膛深度越深,圓角半徑值越大。為了便于制模和鍛件檢測,圓角半徑尺寸已經形成系列,其標準是1、1.5、2、2.5、3、4、5、6、8、10、12、15、20、25和30等,單位為mm。5.沖孔連皮由于錘上模鍛時不能靠上、下模的突起部分把金屬完全排擠掉,因此不能鍛出通孔,終鍛后,孔內留有金屬薄層,稱為沖孔連皮(圖2-24),鍛后利用壓力機上的切邊模將其去除。常用的連皮形式是平底連皮,如圖2-30所示,連皮的厚度t通常在4~8mm范圍內,可按下式計算:t=0.45(d—0.25h—5)0.5+0.6h0.5(mm)式中d——鍛件內孔直徑,單位為mm;h——鍛件內孔深度,單位為mm。連皮上的圓角半徑R1,可按下式確定:R1=R+0.1h+2(mm)孔徑d<25mm或沖孔深度大于沖頭直徑的3倍時,只在沖孔處壓出凹穴。上述各參數確定后,便可繪制鍛件圖。圖2-31所示為齒輪坯模鍛件圖。圖中雙點劃線為零件輪廓外形,分模面選在鍛件高度方向的中部。由于零件輪輻部分不加工,故無加工余量。圖中內孔中部的兩條直線為沖孔連皮切掉后的痕跡。圖2-31齒輪坯模鍛件圖(二)計算坯料質量與尺寸坯料質量包括鍛件、飛邊、連皮、鉗口料頭以及氧化皮等的質量。通常,氧化皮約占鍛件和飛邊總和質量分數的2.5%~4%。(三)確定模鍛工序模鍛工序主要根據鍛件的形狀與尺寸來確定。根據已確定的工序即可設計出制坯模膛、預鍛模膛及終鍛模膛。模鍛件按形狀可分為兩類:長軸類零件與盤類零件,如圖2-32所示。長軸類零件的長度與寬度之比較大,例如臺階軸、曲軸、連桿、彎曲搖臂等;盤類零件在分模面上的投影多為圓形或近于矩形,例如齒輪、法蘭盤等。

圖2-32模鍛零件a)長軸類零件b)盤類零件1.長軸類模鍛件基本工序常用的工序有拔長、滾擠、彎曲、預鍛和終鍛等。拔長和滾擠時,坯料沿軸線方向流動,金屬體積重新分配,使坯料的各橫截面積與鍛件相應的橫截面積近似相等。坯料的橫截面積大于鍛件最大橫截面積時,可只選用拔長工序;當坯料的橫截面積小于鍛件最大橫截面積時,應采用拔長和滾擠工序。鍛件的軸線為曲線時,還應選用彎曲工序。對于小型長軸類鍛件,為了減少鉗口料和提高生產率,常采用一根棒料上同時鍛造數個鍛件的鍛造方法,因此應增設切斷工序,將鍛好的工件分離。當大批量生產形狀復雜、終鍛成形困難的鍛件時,還需選用預鍛工序,最后在終鍛模膛中模鍛成形。某些鍛件選用周期軋制材料作為坯料時,如圖2-33所示,可省去拔長、滾擠等工序,以簡化鍛模,提高生產率。

圖2-33軋制坯料模鍛a)周期軋制材料b)模鍛后形狀2.盤類模鍛件基本工序常選用鐓粗、終鍛等工序。對于形狀簡單的盤類零件,可只選用終鍛工序成形。對于形狀復雜,有深孔或有高肋的鍛件,則應增加鐓粗、預鍛等工序。3.修整工序坯料在鍛模內制成模鍛件后,還須經過一系列修整工序,以保證和提高鍛件質量。修整工序包括以下內容。(1)切邊與沖孔模鍛件一般都帶有飛邊及連皮,須在壓力機上進行切除。切邊模如圖2-34a所示,由活動凸模和固定凹模組成。凹模的通孔形狀與鍛件在分模面上的輪廓一致,凸模工作面的形狀與鍛件上部外形相符。沖孔模如圖2-34b所示,凹模作為鍛件的支座,沖孔連皮從凹??字新湎?。圖2-34切邊模及沖孔模a)切邊模b)沖孔模1—凸模2—凹模(2)校正在切邊及其它工序中都可能引起鍛件的變形,許多鍛件,特別是形狀復雜的鍛件在切邊沖孔后還應該進行校正。校正可在終鍛模膛或專門的校正模內進行。(3)熱處理目的是消除模鍛件的過熱組織或加工硬化組織,以達到所需的力學性能。常用的熱處理方式為正火或退火。(4)清理為了提高模鍛件的表面質量,改善模鍛件的切削加工性能,模鍛件需要進行表面清理,去除在生產中產生的氧化皮、所沾油污及其它表面缺陷等。(5)精壓對于要求尺寸精度高和表面粗糙度小的模鍛件,還應在壓力機上進行精壓。精壓分為平面精壓和體積精壓兩種。平面精壓如圖2-35a所示,用來獲得模鍛件某些平行平面間的精確尺寸。體積精壓如圖2-35b所示,主要用來提高鍛件所有尺寸的精度、減小模鍛件的質量差別。精壓模鍛件的尺寸精度偏差可達±(0.1~0.25)mm,表面粗糙度0.8~0.4圖2-35精壓a)平面精壓b)體積精壓彎曲連桿模鍛工序如圖2-26所示,坯料經過拔長、滾擠、彎曲三個工序后,形狀接近于鍛件,然后經預鍛及終鍛兩個模膛制成有飛邊的鍛件,最后切邊,得到彎曲連桿模鍛件。(四)選擇鍛造設備錘上模鍛的設備:蒸汽-空氣錘、無砧座錘、高速錘等。(五)確定鍛造溫度范圍模鍛件的生產也在一定溫度范圍內進行,與自由鍛生產相似。四、錘上模鍛件的結構工藝性設計模鍛零件時,應根據模鍛特點和工藝要求,使其結構符合下列原則:1.模鍛零件應具有合理的分模面,以使金屬易于充滿模膛,模鍛件易于從鍛模中取出,且敷料最少,鍛模容易制造。2.模鍛零件上,除與其它零件配合的表面外,均應設計為非加工表面。模鍛件的非加工表面之間形成的角應設計模鍛圓角,與分模面垂直的非加工表面,應設計出模鍛斜度。3.零件的外形應力求簡單、平直、對稱,避免零件截面間差別過大,或具有薄壁、高肋、等不良結構。一般說來,零件的最小截面與最大截面之比不要小于0.5,如圖2-36a所示零件的凸緣太薄、太高,中間下凹太深,金屬不易充型。如圖2-36b所示零件過于扁薄,薄壁部分金屬模鍛時容易冷卻,不易鍛出,對保護設備和鍛模也不利。如圖2-36c所示零件有一個高而薄的凸緣,使鍛模的制造和鍛件的取出都很困難。改成如圖2-36d所示形狀則較易鍛造成形。圖2-36模鍛件結構工藝性4.在零件結構允許的條件下,應盡量避免有深孔或多孔結構??讖叫∮?0mm或孔深大于直徑兩倍時,鍛造困難。如圖2-37所示齒輪零件,為保證纖維組織的連貫性以及更好的力學性能,常采用模鍛方法生產,但齒輪上的四個Φ20mm的孔不方便鍛造,只能采用機加工成形。圖2-37模鍛齒輪零件5.對復雜鍛件,為減少敷料,簡化模鍛工藝,在可能條件下,應采用鍛造—焊接或鍛造—機械聯接組合工藝,如圖2-38所示。圖2-38鍛焊結構模鍛零件a)模鍛件b)焊合件五、其它模鍛方法除了錘上模鍛外,壓力機上模鍛和胎模鍛等模鍛方法也有著較為廣泛的應用。(一)壓力機上模鍛用于模鍛生產的壓力機有摩擦壓力機、平鍛機、水壓機、曲柄壓力機等,其工藝特點的比較見表2-9。表2-9壓力機上模鍛方法的工藝特點比較鍛造方法設備類型工藝特點應用結構構造特點摩擦壓力機上模鍛摩擦壓力機滑塊行程可控,速度為(0.5~1.0)m/s,帶有頂料裝置,機架受力,形成封閉力系,每分鐘行程次數少,傳動效率低特別適合于鍛造低塑性合金鋼和非鐵金屬;簡化了模具設計與制造,同時可鍛造更復雜的鍛件;承受偏心載荷能力差;可實現輕、重打,能進行多次鍛打,還可進行彎曲、精壓、切飛邊、沖連皮、校正等工序中、小型鍛件的小批和中批生產曲柄壓力機上模鍛曲柄壓力機工作時,滑塊行程固定,無震動,噪音小,合模準確,有頂桿裝置,設備剛度好金屬在模膛中一次成形,氧化皮不易除掉,終鍛前常采用預成形及預鍛工步,不宜拔長、滾擠,可進行局部鐓粗,鍛件精度較高,模鍛斜度小,生產率高,適合短軸類鍛件大批大量生產平鍛機上模鍛平鍛機滑塊水平運動,行程固定,具有互相垂直的兩組分模面,無頂出裝置,合模準確,設備剛度好擴大了模鍛適用范圍,金屬在模膛中一次成形,鍛件精度較高,生產率高,材料利用率高,適合鍛造帶頭的桿類和有孔的各種合金鍛件,對非回轉體及中心不對稱的鍛件較難鍛造大批大量生產水壓機上模鍛水壓機行程不固定,工作速度為(0.1~0.3)m/s,無震動,有頂桿裝置模鍛時一次壓成,不宜多膛模鍛,適合于鍛造鎂鋁合金大鍛件,深孔鍛件,不太適合于鍛造小尺寸鍛件大批大量生產(二)胎模鍛胎模是一種不固定在鍛造設備上的模具,結構較簡單,制造容易,如圖2-39所示。胎模鍛是在自由鍛設備上用胎模生產模鍛件的工藝方法,因此胎模鍛兼有自由鍛和模鍛的特點。胎模鍛適合于中、小批量生產小型多品種的鍛件,特別適合于沒有模鍛設備的工廠。圖2-39胎模示意圖胎模鍛工藝過程包括制訂工藝規(guī)程、制造胎模、備料、加熱、胎模鍛及后續(xù)加工工序等。在工藝規(guī)程制訂中,分模面的選取可靈活一些,分模面的數量不限于一個,而且在不同工序中可選取不同的分模面,以便于制造胎模和使鍛件成形。第五節(jié)其它塑性成形方法隨著工業(yè)的不斷發(fā)展,人們對金屬塑性成形加工生產提出了越來越高的要求,不僅要求生產各種毛坯,而且要求能直接生產出更多的具有較高精度與質量的成品零件。其它塑性成形方法在生產實踐中也得到了迅速發(fā)展和廣泛的應用,例如擠壓、拉拔、輥軋、精密模鍛、精密沖裁等。一、擠壓擠壓:指對擠壓模具中的金屬錠坯施加強大的壓力作用,使其發(fā)生塑性變形從擠壓模具的??谥辛鞒?,或充滿凸、凹模型腔,而獲得所需形狀與尺寸制品的塑性成形方法。擠壓法的特點:(1)三向壓應力狀態(tài),能充分提高金屬坯料的塑性,不僅有銅、鋁等塑性好的非鐵金屬,而且碳鋼、合金結構鋼、不銹鋼及工業(yè)純鐵等也可以采用擠壓工藝成形。在一定變形量下,某些高碳鋼、軸承鋼、甚至高速鋼等也可以進行擠壓成形。對于要進行軋制或鍛造的塑性較差的材料,如鎢和鉬等,為了改善其組織和性能,也可采用擠壓法對錠坯進行開坯。(2)擠壓法可以生產出斷面極其復雜的或具有深孔、薄壁以及變斷面的零件。(3)可以實現少、無屑加工,一般尺寸精度為IT8~IT9,表面粗糙度為Ra3.2~0.4從而(4)擠壓變形后零件內部的纖維組織連續(xù),基本沿零件外形分布而不被切斷,從而提高了金屬的力學性能。(5)材料利用率、生產率高;生產方便靈活,易于實現生產過程的自動化。擠壓方法的分類:1.根據金屬流動方向和凸模運動方向的不同可分為以下四種方式:(1)

正擠壓金屬流動方向與凸模運動方向相同,如圖2-69所示。(2)

反擠壓金屬流動方向與凸模運動方向相反,如圖2-70所示。(3)

復合擠壓金屬坯料的一部分流動方向與凸模運動方向相同,另一部分流動方向與凸模運動方向相反,如圖2-71所示。(4)

徑向擠壓金屬流動方向與凸模運動方向成90°角,如圖2-72所示。圖2-69正擠壓圖2-70反擠壓圖2-71復合擠壓圖2-72徑向擠壓2.按照擠壓時金屬坯料所處的溫度不同,可分為熱擠壓、溫擠壓和冷擠壓三種方式:(1)熱擠壓變形溫度高于金屬材料的再結晶溫度。熱擠壓時,金屬變形抗力較小,塑性較好,允許每次變形程度較大,但產品的尺寸精度較低,表面較粗糙。應用于生產銅、鋁、鎂及其合金的型材和管材等,也可擠壓強度較高、尺寸較大的中、高碳鋼、合金結構鋼、不銹鋼等零件。目前,熱擠壓越來越多地用于機器零件和毛坯的生產。(2)冷擠壓變形溫度低于材料再結晶溫度(通常是室溫)的擠壓工藝。冷擠壓時金屬的變形抗力比熱擠壓大得多,但產品尺寸精度較高,可達IT8~IT9,表面粗糙度為Ra3.2~0.4μm,而且產品內部組織為加工硬化組織,提高了產品的強度。目前可以對非鐵金屬及中、低碳鋼的小型零件進行冷擠壓成形,為了降低變形抗力,在冷擠壓前要對坯料進行退火處理。冷擠壓時,為了降低擠壓力,防止模具損壞,提高零件表面質量,必須采取潤滑措施。由于冷擠壓時單位壓力大,潤滑劑易于被擠掉失去潤滑效果,所以對鋼質零件必須采用磷化處理,使坯料表面呈多孔結構,以存儲潤滑劑,在高壓下起到潤滑作用。常用潤滑劑有礦物油、豆油、皂液等。冷擠壓生產率高,材料消耗少,在汽車、拖拉機、儀表、輕工、軍工等部門廣為應用。(3)溫擠壓將坯料加熱到再結晶溫度以下高于室溫的某個合適溫度下進行擠壓的方法,是介于熱擠壓和冷擠壓之間的擠壓方法。與熱擠壓相比,坯料氧化脫碳少,表面粗糙度較小,產品尺寸精度較高;與冷擠壓相比,降低了變形抗力,增加了每個工序的變形程度,提高了模具的使用壽命。溫擠壓材料一般不需要進行預先軟化退火、表面處理和工序間退火。溫擠壓零件的精度和力學性能略低于冷擠壓零件。表面粗糙度為Ra6.5~3.2。溫擠壓不僅適用于擠壓中碳鋼,而且也適用于擠壓合金鋼零件。擠壓在專用擠壓機上進行,也可在油壓機及經過適當改進后的通用曲柄壓力機或摩擦壓力機上進行。二、拉拔拉拔:在拉力作用下,迫使金屬坯料通過拉拔模孔,以獲得相應形狀與尺寸制品的塑性加工方法,如圖2-73所示。拉拔是管材、棒材、異型材以及線材的主要生產方法之一。圖2-73拉拔示意圖1—坯料2—拉拔模3—制品拉拔方法按制品截面形狀可分為實心材拉拔與空心材拉拔。實心材拉拔主要包括棒材、異型材及線材的拉拔??招牟睦沃饕ü懿募翱招漠愋筒牡睦巍@蔚奶攸c:(1)制品的尺寸精確,表面粗糙度小。(2)設備簡單、維護方便。(3)受拉應力的影響,金屬的塑性不能充分發(fā)揮。拉拔道次變形量和兩次退火間的總變形量受到拉拔應力的限制,一般道次伸長率在20%~60%之間,過大的道次伸長率將導致拉拔制品形狀、尺寸、質量不合格,過小的道次伸長率將降低生產率。(4)最適合于連續(xù)高速生產斷面較小的長制品,例如絲材、線材等。拉拔一般在冷態(tài)下進行,但是對一些在常溫下塑性較差的金屬材料則可以采用加熱后溫拔。采用拉拔技術可以生產直徑大于500mm的管材,也可以拉制出直徑僅0.002mm的細絲,而且性能符合要求,表面質量好。拉拔制品被廣泛應用在國民經濟各個領域。三、輥軋金屬坯料在旋轉軋輥的作用下產生連續(xù)塑性變形,從而獲得所要求截面形狀并改變其性能的加工方法,稱為輥軋。常采用的輥軋工藝有輥鍛、橫軋及斜軋等。(一)輥鍛輥鍛:使坯料通過裝有圓弧形模塊的一對相對旋轉的軋輥,受壓產生塑性變形,從而獲得所需形狀的鍛件或鍛坯的鍛造工藝方法,如圖2-74所示。它既可以作為模鍛前的制坯工序也可以直接輥鍛鍛件。目前,成形輥鍛適用于生產以下三種類型的鍛件:圖2-74輥鍛示意圖(1)扁斷面的長桿件,如扳手、鏈環(huán)等。(2)帶有頭部,且沿長度方向橫截面面積遞減的鍛件,如葉片等。葉片輥鍛工藝和銑削舊工藝相比,材料利用率可提高4倍,生產率提高2.5倍,而且葉片質量大為提高。(3)連桿,采用輥鍛方法鍛制連桿,生產率高,簡化了工藝過程。但鍛件還需用其它鍛壓設備進行精整。(二)橫軋橫軋:軋輥軸線與軋件軸線互相平行,且軋輥與軋件作相對轉動的軋制方法,如齒輪軋制等。齒輪軋制是一種少、無切屑加工齒輪的新工藝。直齒輪和斜齒輪均可用橫軋方法制造,齒輪的橫軋如圖2-75所示。在軋制前,齒輪坯料外緣被高頻感應加熱,然后將帶有齒形的軋輥作徑向進給,迫使軋輥與齒輪坯料對輾。在對輾過程中,毛坯上一部分金屬受軋輥齒頂擠壓形成齒谷,相鄰的部分被軋輥齒部“反擠”而上升,形成齒頂。圖2-75熱軋齒輪示意圖(三)斜軋斜軋又稱螺旋斜軋:斜軋時,兩個帶有螺旋槽的軋輥相互傾斜配置,軋輥軸線與坯料軸線相交成一定角度,以相同方向旋轉。坯料在軋輥的作用下繞自身軸線反向旋轉,同時還作軸向向前運動,即螺旋運動,坯料受壓后產生塑性變形,最終得到所需制品。例如鋼球軋制、周期軋制均采用了斜軋方法,如圖2-76所示。斜軋還可直接熱軋出帶有螺旋線的高速鋼滾刀、麻花鉆、自行車后閘殼以及冷軋絲杠等。如圖2-76a所示鋼球斜軋,棒料在軋輥間螺旋型槽里受到軋制,并被分離成單個球,軋輥每轉一圈,即可軋制出一個鋼球,軋制過程是連續(xù)的。圖2-76斜軋示意圖a)鋼球軋制b)周期軋制四、旋壓旋壓:利用旋壓機使毛坯和模具以一定的速度共同旋轉,并在滾輪的作用下,使毛坯在與滾輪接觸的部位產生局部塑性變形,由于滾輪的進給運動和毛坯的旋轉運動,使局部的塑性變形逐步擴展到毛坯的全部所需表面,從而獲得所需形狀與尺寸零件的加工方法。圖2-77表示旋壓空心零件的過程。旋壓基本上是靠彎曲成形的,不象沖壓那樣有明顯的拉深作用,故壁厚的減薄量小。圖2-77旋壓示意圖1—頂桿2—毛坯3—滾輪4—模具5—加工中的毛坯旋壓的工藝特點:(1)局部連續(xù)成形,變形區(qū)很小,所需要的成形力小。旋壓是一種既省力,效果又明顯的壓力加工方法,可以用功率和噸位都非常小的旋壓機加工大型的工件。(2)工具簡單、費用低,而且旋壓設備的調整、控制簡便靈活,具有很大的柔性,非常適合于多品種小批量生產。(3)對沖壓難以成形的復雜零件,如頭部很尖的火箭彈藥錐形罩、薄壁收口容器,帶內螺旋線的獵槍管等。(4)旋壓件尺寸精度高,甚至可與切削加工相媲美。(5)旋壓零件表面粗糙度容易保證。此外,經旋壓成形的零件,抗疲勞強度高,屈服點、抗拉強度、硬度都大幅度提高。不足:只適用于軸對稱的回轉體零件;對于大量生產的零件,它不如沖壓方法高效、經濟;材料經旋壓后塑性指標下降,并存在殘余應力。五、塑性成形新工藝、新技術簡介塑性成形新工藝的特點是:(1)盡量使成形件的形狀接近零件的形狀,以便達到少、無切屑加工的目的,同時得到合理分布的纖維組織,提高零件的力學性能。(2)具有更高的生產率。(3)減小了變形力,可以在較小的壓力設備上制造出大型零件。(4)廣泛采用電加熱和少氧化、無氧化加熱,提高零件表面質量,改善勞動條件。(一)精密模鍛精密模鍛:在模鍛設備上鍛造出形狀復雜、高精度鍛件的模鍛工藝。如精密模鍛傘齒輪,其齒形部分可直接鍛出而不必再經過切削加工。精密模鍛件尺寸精度可達IT12~IT15,表面粗糙度為Ra3.2~1.6μm。精密模鍛工藝特點:(1)精確計算原始坯料的尺寸,嚴格按坯料質量下料。(2)精細清理坯料表面,除凈坯料表面的氧化皮、脫碳層及其它缺陷等。(3)采用無氧化或少氧化加熱方法,盡量減少坯料表面形成的氧化皮。(4)精鍛模膛的精度必須很高,一般要比鍛件的精度高兩級。精密鍛模一定有導柱、導套結構,以保證合模準確。為排除模膛中的氣體,減小金屬流動阻力,使金屬更好地充滿模膛,在凹模上應開有排氣小孔。(5)模

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