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1、第四章 锻 压,第一节 金属加热与锻件冷却 第二节 自 由 锻 造 第三节 胎 模 锻 造 第四节 板 料 冲 压,第一节 金属加热与锻件冷却,一、加热目的和锻造温度范围 二、加热设备 三、常见加热缺陷 四、锻件的冷却,一、加热目的和锻造温度范围,表4-1 常用材料的锻造温度范围,二、加热设备,1.手锻炉 2.反射炉 3.电加热,二、加热设备,图4-1 反射炉结构示意图 1一次送风管 2水平炉箅 3燃烧室 4二次送风管 5火墙 6加热室 7鼓风机 8烟囱 9烟道 10换热器,1.手锻炉,手锻炉结构简单，主要部分是炉膛、灰洞及鼓风机、风管和风门等。这种炉以烟煤为燃料，主要用于小件和长件局部的加热
2、，加热时钢料直接埋在燃烧的煤中。,2.反射炉,反射炉是以煤为原料的火焰加热炉，在中小批量生产的锻造车间经常采用，其结构如图4-1所示。燃烧室中产生的火焰和炉气越过火墙进入加热室加热坯料，温度可达1350，废气经烟道排出。燃烧所需要的空气由鼓风机供给，经过换热器预热后送入加热室。坯料从炉门装入和取出，装料时要依次排列，锻造时按装入的先后次序取出。这种炉的体积较大。,3.电加热,电加热主要有电阻炉加热、接触加热和感应加热等三种方式。,三、常见加热缺陷,1.氧化脱碳 2.过热和过烧 3.裂纹,1.氧化脱碳,在采用一般方法加热时，坯料表面与炉气中的氧气、二氧化碳、水蒸气等接触，发生氧化反应，使坯料表面
3、产生氧化皮及脱碳层。每加热一次，氧化量约占坯料重量的23%。脱碳层硬度、强度下降，脱碳层小于加工余量时对锻件性能没影响。减少氧化和脱碳的措施是严格控制加热炉的送风量、快速加热或采用少氧化无氧化加热方法。,2.过热和过烧,加热时，在稍低于始锻温度下停留过久，金属内部晶粒变得粗大，这种现象叫做过热。过热的坯料性能下降，锻造时易产生裂纹。过热料的粗晶粒可用锻打法使其碎小，也可在锻后进行热处理，使之细化。,3.裂纹,尺寸较大、形状较复杂的钢料在加热过程中，如果加热速度过快，装炉温度过高，则可能造成各部分之间较大的温差，导致膨胀不一致，可能产生裂纹。,四、锻件的冷却,1.空冷 2.坑冷 3.炉冷,1.空
4、冷,空冷是指在无风的空气中，将锻件放在干燥地面上冷却，它适于低、中碳钢的小型锻件,2.坑冷,坑冷是指在充填有石灰、砂子或炉灰的坑中冷却锻件，它适用于合金工具钢锻件。,3.炉冷,炉冷是指在500700的加热炉中，锻件随炉缓慢冷却，它适用于高合金钢锻件。 一般地说，锻件中的含碳量及合金元素含量越高，锻件体积越大，形状越复杂，冷却速度越要缓慢，以减小内应力和避免硬化。,第二节 自 由 锻 造,一、自由锻设备 二、自由锻造的基本工序 三、自由锻造典型工艺实例,一、自由锻设备,1.空气锤的结构 2.空气锤工作原理 3.自由锻的工具,1.空气锤的结构,图4-2 空气锤结构示意图 1工作缸 2工作活 3锤杆
5、 4上砧块 5下砧块 6砧座 7上旋阀 8下旋阀 9压缩缸 10压缩活塞 11曲柄连杆机构 12齿轮 13带轮 14电动机,2.空气锤工作原理,在图4-2中，空气锤由电动机14驱动，通过减速机构带动曲柄连杆机构11旋转，使压缩缸9中的压缩活塞10作上下往复运动。压缩活塞向下运动时，压缩空气经下旋阀8进入工作缸1下部，将锤头抬起；压缩活塞向上运动时，打击锻件。通过手柄或踏杆操纵上、下旋阀7、8，使缸中不同部位的气体与大气相通，从而实现空行程、悬空、压紧、连续打击、单打等动作。,3.自由锻的工具,自由锻的工具包括基本变形工具、夹持工具及测量工具。基本变形工具有摔子、垫环、剁刀、压铁、冲头等。夹持工
6、具主要是各种钳子。测量工具主要有直尺和卡钳，用于锻造时测量坯料尺寸。,二、自由锻造的基本工序,1.镦粗 2.拔长 3.冲孔,二、自由锻造的基本工序,图4-3 镦粗 )平砧间镦粗 )局部镦粗,1.镦粗,1)镦粗前坯料加热到高温后应保温，使坯料热透，温度均匀，否则易镦弯。 2)坯料的相对高度(对于圆料，即高径比H0/D0)应小于3，最好为2.02.5，否则容易镦弯。 3)局部镦粗时坯料立起放入漏盘中，其总高度应小于锤头行程的0.75。 4)应根据锻件重量选择合适吨位的锻锤。,2.拔长,1)坯料拔长时必须在接近方形截面下进行，否则将造成工件端部呈喇叭形或内部锻裂(图4-5)。 2)应控制好锻件每次送
7、进量和压下量。 3)每次拔长后，锻件的宽度与高度之比应小于22.5，以保证下次拔长。 4)为了在锻件上锻出台阶或凹挡，必须用圆棒压痕或用三角剁刀切肩，然后再拔长，以确保过渡面平整。 5)端部拔长时，拔长部位应有足够长度。,2.拔长,图4-4 在平砧上拔长坯料的翻转方法,图4-5 圆料拔长方法 )正确 )错误,3.冲孔,1)准备。 2)试冲。 3)冲深。 4)冲透。 5)冲孔直径大于400mm时，用空心冲子冲孔，如图4-6c所示。,图4-6 冲孔 a)双面冲孔 b)单面冲孔 c)空心冲子冲孔 1冲子 2工件 3漏盘 4坯料 5空心冲子,三、自由锻造典型工艺实例,表4-2 压盖毛坯自由锻工艺过程,
8、三、自由锻造典型工艺实例,表4-2 压盖毛坯自由锻工艺过程,三、自由锻造典型工艺实例,41,三、自由锻造典型工艺实例,42,三、自由锻造典型工艺实例,43,第三节 胎 模 锻 造,一、胎模锻造特点 二、胎模种类及应用,一、胎模锻造特点,胎模锻造是介于自由锻造和模锻之间的一种锻造方法。它既具有自由锻的某些特点，又具有模锻的某些特点。其优点是：设备和工具简单，工艺灵活多样；金属在模膛内最终成形，可获得形状复杂、尺寸比较准确的锻件；降低金属消耗，节省机加工工时；可提高锻件的质量与生产率；但同样大小的锻件所需的锻造设备吨位比自由锻时要大，并且上、下砧块磨损严重，增加了模具费用。,二、胎模种类及应用,1
9、.扣模 2.套筒模 3.合模,1.扣模,图4-7 扣模 )开式 )闭式,2.套筒模,图4-8 开式套模示意图 )无下垫开式套模 )有下垫开式套模 )拼分镶块开式套模 1模套 2下垫 3拼分镶块,2.套筒模,图4-9 闭式套模示意图 )无下垫闭式套模 )有下垫闭式套模 )拼分镶块闭式套模 1模套 2冲头 3下垫 4拼分镶块 5纵向毛刺,3.合模,图4-10 合模,第四节 板 料 冲 压,一、冲压的主要设备及模具 二、冲压的基本工序,一、冲压的主要设备及模具,1.剪床 2.冲床 3.冲模,1.剪床,图4-11 剪床结构示意图 带轮 2电动机 3、14上刀片 4下刀片 5、13板料 6、15滑块 7
10、曲轴 8制动器 9齿轮 10离合器 11挡铁 12工作台,2.冲床,图4-12 开式双柱冲床 1导轨 2床身 3电动机 4连杆 5制动器 6曲轴 7离合器 8带轮 9V带 10滑块 11工作台 12踏板 13V带减速系统 14拉杆,3.冲模,图4-13 典型冲模 1凸模 2压板 3模柄 4上模板 5导套 6导柱 7下模板 8压板 9凹模 10定位销 11导料板 12卸料板,二、冲压的基本工序,1.剪切 2.冲孔和落料 3.拉深 4.弯曲,1.剪切,剪切是使板料沿不封闭轮廓分离的工序，主要用于将大板料(或带料)切断成适应生产的条料或小板料。一般切断在剪床上进行。,2.冲孔和落料,冲孔和落料合称冲裁工序，它们都是用冲模使材料分离的过程。冲孔和落料用的模子叫冲裁模，冲裁模上的凸模和凹模之间的间隙很小，并有锋利的刃口，故能使材料分离。,3.拉深,图4-14 拉深示意图 )平板坯料 )拉伸过程 )成品,4.弯曲,弯曲是使坯料的一部分相对另一部分弯转一定角度的工序，应注意弯曲角的回弹和板料的纤维方向以免弯裂。,
