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1、2020/7/11,第三章 锻压成形,2020/7/11,2020/7/11,锻压对坯料施加外力，利用金属的塑性变形，改变坯料的尺寸和形状，并改善其内部组织和力学性能，获得所需毛坯或零件的成形加工方法。,2020/7/11,锻压的特点,(1)工件组织致密、力学性能高,焊合裂纹,细化晶粒,2020/7/11,(2)较高的生产率,模锻成形生产50个=切削加工生产1个,2020/7/11,节省了切削加工设备和材料的消耗,(3)节约金属材料,2020/7/11,飞机上锻件的重量占85；坦克上锻件的重量占70；汽车上锻压件重量占80；机车上锻压件重量占60；兵器上大部分零件都是经锻造制成的。,发电设备中
2、主轴、转子、叶轮、护环等重要零件都是由锻件制成的。,2020/7/11,3.1.1 金属的塑性变形,3.1 金属的塑性变形,1. 塑性变形,2020/7/11,1）弹性变形及破断 外力可分为正应力和切应力 正应力使金属产生弹性变形或破断。,2020/7/11,2）单晶体塑性变形,2020/7/11,1)冷变形与加工硬化,2. 冷变形与热变形,工业纯铁经不同程度变形后的组织,2020/7/11,2) 热变形与纤维组织,2020/7/11,螺栓的纤维组织比较 a)车削方法 b)镦粗法,曲轴纤维分布示意图 a) 纤维被切断 b) 纤维完整分布,2020/7/11,影响锻造性的因素：,（1）金属的化学
3、成分,（1）变形温度,（2）组织结构,碳及合金含量越低，分布越均匀，塑性越好。,钢的奥氏体组织塑性最好，渗碳体最差。,温度越高，塑性越好。,3.1.2 金属及合金的锻造性,锻造性:是指金属经受锻压加工时成形的难易程度。,1.材料的本质,2.变形条件,2020/7/11,碳钢常见的加热缺陷,2020/7/11,（2）变形速度,（3）变形方式,常用锻压方法的应力状态,2020/7/11,3.2.1 自由锻,自由锻造:利用冲击力或静压力使经过加热的金属在锻压设备的上、下砧铁之间自由流动产生塑性变形，获得所需锻件的加工方法。,3. 2 锻造,2020/7/11,1、自由锻设备,1)空气锤,用于锻造小型
4、锻件。,2)蒸汽空气锤,3)液压机,用于锻造中型锻件，是模锻的主要设备。,用于锻造大型锻件，是大型锻件的唯一设备。,2020/7/11,2自由锻的工序,自由锻的基本工序是指锻造过程中直接改变坯料形状和尺寸的工艺过程。主要包括镦粗、拔长、弯曲、冲孔、扭转、错移等，其中最常用的是镦粗、拔长和冲孔。,1) 镦粗 使坯料整体或一部分高度减小、截面积增大的工序,视频,2020/7/11,2) 拔长 使坯料长度增加，横截面减少的锻造工序。,视频,2020/7/11,3) 冲孔 用冲子在坯料上冲出透孔或不透孔的锻造工序。,1冲头 2坯料 3垫环 4芯料,视频,2020/7/11,1敷料,3、自由锻工艺设计,
5、1）绘制自由锻件图,工艺参数：敷料,加工余量,锻件公差,2锻件余量,2020/7/11,2）坯料质量的计算,坯料重量： 坯料的重量为锻件的重量与锻造时各种金属损耗的重量之和：,2020/7/11,拔长，错移等,曲轴类零件,镦粗，冲孔，在芯轴上扩孔等,环类零件,镦粗，冲孔，在芯轴上拔长等,筒类零件,拔长（或镦粗拔长），切肩，锻台阶等,轴类零件,镦粗，冲孔等,饼类零件,锻造工序,图 例,锻件类别,3）锻件分类及所需锻造工序,拔长，弯曲等,弯曲类零件,2020/7/11,4、自由锻零件结构工艺性,1)避免零件上的锥形、斜面结构；,轴类锻件结构,a)工艺性差的结构 b)工艺性好的结构,2020/7/1
6、1,2)避免空间相贯曲线；,杆类锻件结构,a)工艺性差的结构 b)工艺性好的结构,2020/7/11,3)避免加强筋或凸台；,盘类锻件结构,2020/7/11,3.2.2 模锻,以锻模模膛限制金属坯料的变形，从而获得锻件的成形方法， 其特点是：,可以锻造出质量好，形状较为复杂的锻件,生产率高，但设备吨位较大，锻模制造困难，费用高,适用于中、小型锻件的大批量生产。,锤上模锻,压力机上模锻,模锻：,2020/7/11,空 气 锤,2020/7/11,双柱拱式蒸汽-空气锤 1-上气道 2-进气道 3-节气阀 4-滑阀 5-排气管 6-下气道 7-下砧 8-砧垫 9-砧座 10-坯料 11-上砧 12
7、-锤头 13-锤杆 14-活塞 15-工作缸,2020/7/11,1、锤上模锻 模锻锤,模锻工作示意图 1-上模用键 2-下模用键 3-砧座 4-模座用楔 5-模座 6-下模用楔 7-下模 8-上模 9-上模用楔 10-锤头,2020/7/11,3）锻模模膛,2020/7/11,拔长模膛,滚挤模膛,弯曲模膛,制坯模膛,2020/7/11,模锻模膛,2020/7/11,切断模膛,切断模膛,2020/7/11,弯曲连杆锻模（下模）与模锻工序,1拔长模膛 2滚挤模膛 3终锻模膛 4预锻模膛 5弯曲模膛,2020/7/11,模锻零件工序确定,长轴类零件,拔长 滚挤,弯曲,预锻 终锻,切断,2020/7
8、/11,盘类零件,镦粗 压扁,终锻,2020/7/11,1）模锻件应避免锻件横截面面积相差过大，避免模锻件上有薄壁、高肋等,模锻件的结构工艺性,2020/7/11,2）应避免窄沟、深槽、深孔及多孔结构；,模锻齿轮零件,2020/7/11,3）零件的外形应力求简单、平直和对称,4）形状复杂的锻件应采用锻焊组合结构,锻焊结构模锻零件,a）模锻件 b）焊合件,2020/7/11,靠飞轮、螺杆和滑块向下运动时所积蓄的动能使锻件变形。,曲柄压力机,2、压力机上模锻,平锻机,摩擦压力机,采用静压力 行程固定,水平施压,2020/7/11,液压机,2020/7/11,摩 擦 压 机,2020/7/11,3.2.3胎模锻,胎模 1-上模块 2-手柄 3-下模块 4-模膛 5-导销 6-销孔,2020/7/11,常用胎模,摔模,弯曲模,叉杆类锻件锻造,2020/7/11,胎模锻的生产过程 a)用胎模锻出的锻件 b)用切边模切边 c)冲掉连皮 d)锻件,
