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1、授课教案授课教案任课教师任课教师: 李振纲李振纲材料成形工艺基础材料成形工艺基础第七章第七章 锻呵斥形工艺锻呵斥形工艺概念：利用冲概念：利用冲击击力或力或压压力使金属在上、下砥力使金属在上、下砥铁铁之之间间产产生塑性生塑性变变形，从而形，从而获获得所需得所需锻锻件的件的锻锻造方法。造方法。一、特点及运用一、特点及运用 7.1 7.1 自在自在锻锻 运用：运用：单件、小批量消件、小批量消费；大型；大型锻件的消件的消费、修、修配；新配；新产品的品的试制等。制等。特点：特点：不用公用模具，不用公用模具，设备及工具及工具简单，顺应性性强；锻件尺寸精度低，加工余量大，外形件尺寸精度低，加工余量大，外形简
2、单；自在自在锻是大型是大型锻件的独一件的独一锻造方法。造方法。材料成形工艺基础材料成形工艺基础图7.1 自在自在锻表示表示图图7.2 自在自在锻材料成形工艺基础材料成形工艺基础二、自在锻的方法二、自在锻的方法1.1.手工自在手工自在锻锻：由人工使金属：由人工使金属产产生塑性生塑性变变形。形。2.2.机器自在机器自在锻锻：由机器：由机器设备设备使金属使金属产产生塑性生塑性变变形。形。 锻锤锻锤自在自在锻锻：利用冲：利用冲击击力使坯料力使坯料产产生生变变形。形。常用常用设备设备：空气：空气锤锤，小型，小型锻锻件件150150公斤以下；公斤以下； 蒸汽空气蒸汽空气锤锤，中型，中型锻锻件小于件小于15
3、001500公斤。公斤。吨位表示方法：落下部分的分量。吨位表示方法：落下部分的分量。 液液压机自在机自在锻：利用静：利用静压力使坯料力使坯料变形。形。常用常用设备：水：水压机，适用于大型机，适用于大型锻件。件。吨位表示方法：任吨位表示方法：任务液体液体产生的生的压力。力。材料成形工艺基础材料成形工艺基础图图7.3 空气锤空气锤材料成形工艺基础材料成形工艺基础图图7.4 万吨水压机万吨水压机材料成形工艺基础材料成形工艺基础图图7.5 任务中的水压机任务中的水压机材料成形工艺基础材料成形工艺基础三、自在锻工序三、自在锻工序1.1.根本工序：用来改根本工序：用来改动动坯料的外形和尺寸的工序。坯料的外
4、形和尺寸的工序。包括：包括：镦镦粗、拔粗、拔长长、冲孔、弯曲、改、冲孔、弯曲、改动动、错错移等。移等。3.3.修整工序：用来减少修整工序：用来减少锻锻件外表缺陷的工序。件外表缺陷的工序。包括：校正、包括：校正、滚圆滚圆、平整等。、平整等。2.2.辅辅助工序：助工序：为为根本工序操作方便而根本工序操作方便而进进展的展的预变预变形形 工序。工序。包括：包括：压钳压钳把、把、压压肩等。肩等。 材料成形工艺基础材料成形工艺基础 镦粗是使坯料高度减小，粗是使坯料高度减小，横截面横截面积增大的工序。适用增大的工序。适用于于齿轮坯、坯、圆盘形形类锻件的件的消消费。 拔拔长是使坯料横截面是使坯料横截面积减小，
5、减小，长度添加的工序。适度添加的工序。适用于用于轴类、杆、杆类锻件的消件的消费。 为到达到达规定的定的锻造比和改造比和改动金属内部金属内部组织构造，拔构造，拔长常常与与镦粗交替反复运用。粗交替反复运用。图图7.6 镦粗镦粗图图7.7 拔长拔长为为方便下料和防止方便下料和防止方便下料和防止方便下料和防止镦镦弯，高度和直径之比弯，高度和直径之比弯，高度和直径之比弯，高度和直径之比应应小于小于小于小于2.52.52.52.5。材料成形工艺基础材料成形工艺基础 冲孔是在坯料上冲出通孔或冲孔是在坯料上冲出通孔或盲孔的工序。盲孔的工序。对圆环类锻件，冲件，冲孔后孔后还应进展展扩孔任孔任务。 弯曲是使坯料弯
6、曲是使坯料产生所生所需角度和外形的工序。需角度和外形的工序。 改改动是使坯料的一是使坯料的一部分相部分相对于另一部分于另一部分绕其其轴线旋旋转一定角度的一定角度的工序。工序。 图图7.10 7.10 改动改动图图7.8 7.8 冲孔冲孔图图7.9 7.9 弯曲弯曲材料成形工艺基础材料成形工艺基础 错移是使坯料的移是使坯料的一部分相一部分相对于另一部于另一部分平移分平移错开，但仍开，但仍坚持持轴心平行的工序。心平行的工序。它是消它是消费曲拐或曲曲拐或曲轴类锻件所必需的工序。件所必需的工序。图图7.11 7.11 错移错移实践消践消费中最常用的是中最常用的是镦粗、拔粗、拔长、冲孔三个根本工序。、冲
7、孔三个根本工序。材料成形工艺基础材料成形工艺基础 辅助工序助工序 指指进展展根根本本工工序序之之前前的的预变形形工工序序。如如压肩、肩、压钳口等。口等。 图图7.12 7.12 压肩压肩压钳口压钳口阶阶梯梯梯梯轴轴材料成形工艺基础材料成形工艺基础图图7.13 7.13 滚圆滚圆修整工序修整工序 指在完成根本工序之后，用以提高指在完成根本工序之后，用以提高锻件件尺寸及位置精度的工序。如校正、尺寸及位置精度的工序。如校正、滚圆、平、平整等。整等。 材料成形工艺基础材料成形工艺基础锻件类型锻件类型图例图例锻造工序锻造工序实例实例盘类圆环盘类圆环类锻件类锻件镦粗、冲孔、镦粗、冲孔、扩孔、定径扩孔、定径
8、齿轮、法兰、齿轮、法兰、套筒、圆环套筒、圆环筒类零件筒类零件镦粗、冲孔、镦粗、冲孔、芯轴拔长、芯轴拔长、滚圆滚圆圆筒、套筒等圆筒、套筒等轴类零件轴类零件拔长、压肩、拔长、压肩、滚圆滚圆主轴、转动轴主轴、转动轴等等杆类零件杆类零件拔长、压肩、拔长、压肩、修整、冲孔修整、冲孔连杆等连杆等曲轴类零件曲轴类零件拔长、错移、拔长、错移、压肩、改动、压肩、改动、滚圆滚圆曲轴、偏心轴曲轴、偏心轴等等弯曲类零件弯曲类零件拔长、弯曲拔长、弯曲吊钩、弯杆等吊钩、弯杆等 自在锻锻件分类及锻造工序自在锻锻件分类及锻造工序材料成形工艺基础材料成形工艺基础图图7.14 齿轮锻件图齿轮锻件图自在自在自在自在锻锻工序工序工序
9、工序实实例例例例材料成形工艺基础材料成形工艺基础f)f)修整修整 此此齿轮自在自在锻工序工序为镦粗、粗、垫环部分部分镦粗、冲孔、粗、冲孔、扩孔、孔、修整等，其工修整等，其工艺过程以下程以下图所示。所示。 c)c)垫环垫环部分部分镦镦粗粗 图7.157.15齿轮锻造工造工艺过程程 a a a a下料下料下料下料 b)b)镦粗镦粗 d) d) d) d)冲孔冲孔冲孔冲孔 e)e)冲子扩孔冲子扩孔材料成形工艺基础材料成形工艺基础四、自在锻工艺的制定四、自在锻工艺的制定自在自在锻自在自在锻工工艺规程程1 1、绘绘制制锻锻件件图图锻件件图：在零件：在零件图的根底上，思索敷料、加工余量的根底上，思索敷料、
10、加工余量、锻造公差等要素后造公差等要素后绘制的工制的工艺图。材料成形工艺基础材料成形工艺基础自在锻工艺的制定自在锻工艺的制定自在自在锻自在自在锻工工艺规程程1、绘绘制制锻锻件件图图材料成形工艺基础材料成形工艺基础自在锻工艺的制定自在锻工艺的制定自在自在锻自在自在锻工工艺规程程1、绘绘制制锻锻件件图图材料成形工艺基础材料成形工艺基础自在锻工艺的制定自在锻工艺的制定自在自在锻自在自在锻工工艺规程程1、绘绘制制锻锻件件图图材料成形工艺基础材料成形工艺基础自在锻自在自在锻工工艺规程程2、坯料、坯料质质量量及尺寸及尺寸计计算算镦粗粗规那么：那么：为方便下料操作和防止方便下料操作和防止镦弯，坯弯，坯料的高
11、径比必需料的高径比必需满足：足： 1.25H坯料坯料D坯料坯料2.5自在锻工艺的制定自在锻工艺的制定材料成形工艺基础材料成形工艺基础自在锻自在自在锻工工艺规程程3、选择锻选择锻造造工序工序盘类件件:镦粗拔粗拔长、镦粗、冲孔粗、冲孔轴类件件:拔拔长镦粗、拔粗、拔长、切肩、切肩、锻台台阶筒筒类件件:镦粗拔粗拔长、镦粗、冲孔、芯粗、冲孔、芯轴上拔上拔长环类件件:镦粗拔粗拔长、镦粗、冲孔、芯粗、冲孔、芯轴上上扩孔孔弯曲弯曲类件件:拔拔长镦粗、拔粗、拔长、弯曲、弯曲曲曲轴类件件:拔拔长镦粗、拔粗、拔长、错移、移、锻台台阶、改、改动自在锻工艺的制定自在锻工艺的制定材料成形工艺基础材料成形工艺基础自在锻自在
12、自在锻工工艺规程程4、确定始、确定始锻锻和和终锻终锻温度温度利用利用Fe-C合金相合金相图确定确定始始锻温度普通在固相温度普通在固相线以下以下150终锻温度普通在温度普通在800左右左右自在锻工艺的制定自在锻工艺的制定材料成形工艺基础材料成形工艺基础7.2 模模 锻锻1. 模模锻锻是使金属坯料在冲是使金属坯料在冲击击力或力或压压力作用下，在力作用下，在锻锻模模模膛内模膛内变变形从而形从而获获得得锻锻件的件的压压力加工方法。力加工方法。材料成形工艺基础材料成形工艺基础2.2.模模锻锻的特点及运用的特点及运用 运用：适宜于中小型运用：适宜于中小型锻件的大批量消件的大批量消费。特点：特点： 可以可以
13、锻造外形造外形较复复杂的的锻件；件； 劳动强度低，消度低，消费率率较高；高； 操作操作简单，易于，易于实现机械化和自机械化和自动化。化。 锻件的尺寸和精度比件的尺寸和精度比较高，加工余量高，加工余量较小，材小，材 料利用率高；料利用率高；材料成形工艺基础材料成形工艺基础图7.17 蒸汽空气蒸汽空气锤锤上模上模锻 锤上模上模锻所所用用设备为蒸汽蒸汽空气空气锤和高速和高速锤等，由它等，由它产生的生的冲冲击力使金属力使金属变形。形。 模模锻锤的吨位的吨位落下部分的分落下部分的分量量为l16t 。 3.常用的模锻方法 模锻按运用的设备不同分为：锤上模锻、压力机上模锻、胎模锻等。材料成形工艺基础材料成形
14、工艺基础锤上模锻锻模构造模构造、楔、楔铁分模面分模面模膛模膛楔楔铁图7.18 锤模构造表示模构造表示图锤头上模上模飞边槽槽下模下模模模垫4.4.锻锻模模膛模模膛 材料成形工艺基础材料成形工艺基础锤上模锻锻模构造模构造图7.19 7.19 模膛表示模膛表示图材料成形工艺基础材料成形工艺基础锤上模锻锻模构造模构造模模 膛膛模模锻模膛模膛制坯模膛制坯模膛拔拔长模膛模膛终锻模膛模膛预锻模膛模膛滚压模膛模膛弯曲模膛弯曲模膛切断模膛切断模膛材料成形工艺基础材料成形工艺基础锤上模锻锻模构造模构造终锻模膛模膛1-飞边飞边槽；槽；2分模面；分模面；3冲孔冲孔连连皮；皮；4模模锻锻件件材料成形工艺基础材料成形工艺
15、基础锤上模锻锻模构造模构造预锻模膛模膛 预锻模膛与终锻模膛的区预锻模膛与终锻模膛的区别是前者的圆角和斜度较大，别是前者的圆角和斜度较大，没有飞边槽。没有飞边槽。材料成形工艺基础材料成形工艺基础锤上模锻锻模构造模构造拔拔长模膛模膛材料成形工艺基础材料成形工艺基础锤上模锻锻模构造模构造滚压模膛模膛材料成形工艺基础材料成形工艺基础锻模构造模构造弯曲模膛弯曲模膛锤上模锻材料成形工艺基础材料成形工艺基础锤上模锻锻模构造模构造切断模膛切断模膛材料成形工艺基础材料成形工艺基础弯曲连杆多膛锻模弯曲连杆多膛锻模材料成形工艺基础材料成形工艺基础锤上模锻模模锻工工艺设计一一. 绘制模制模锻件件图1.选择选择分模面分
16、模面要保要保证模模锻件能件能从模膛中取出从模膛中取出使上下模沿分模使上下模沿分模面的模膛面的模膛轮廓一致廓一致分模面分模面应选在使在使模膛深度最浅模膛深度最浅处分模面分模面应使零件使零件上所加的敷料最少上所加的敷料最少最好使分模面最好使分模面为一平面，上下一平面，上下锻模模的模膛深度一致的模膛深度一致7.3 锻锻上模上模锻锻工工艺设计艺设计材料成形工艺基础材料成形工艺基础2. 确定加工余量、尺寸公差确定加工余量、尺寸公差 余量：余量：14mm 公差：公差：锤上模上模锻模模锻工工艺设计一一. 绘制模制模锻件件图材料成形工艺基础材料成形工艺基础3. 标标注模注模锻锻斜度斜度锤上模锻模模锻工工艺设计
17、一一. 绘制模制模锻件件图材料成形工艺基础材料成形工艺基础4. 标标注模注模锻圆锻圆角半径角半径锤上模锻模模锻工工艺设计一一. 绘制模制模锻件件图材料成形工艺基础材料成形工艺基础5. 留出冲孔留出冲孔连连皮皮 d25mm，普通不，普通不锻锻出；出； d25mm，锻锻出但要留出冲孔出但要留出冲孔连连皮。皮。锤上模上模锻模模锻工工艺设计一一. 绘制模制模锻件件图冲孔冲孔冲孔冲孔连连皮皮皮皮材料成形工艺基础材料成形工艺基础 齿轮坯锻件图齿轮坯锻件图材料成形工艺基础材料成形工艺基础例例锤上模锻模模锻工工艺设计绘制模制模锻件件图材料成形工艺基础材料成形工艺基础例例锤上模锻模模锻工工艺设计绘制模制模锻件件
18、图分模面分模面材料成形工艺基础材料成形工艺基础例例锤上模锻模模锻工工艺设计绘制模制模锻件件图余余 量量材料成形工艺基础材料成形工艺基础例例锤上模锻模模锻工工艺设计绘制模制模锻件件图模模锻斜度斜度材料成形工艺基础材料成形工艺基础例例锤上模锻模模锻工工艺设计绘制模制模锻件件图圆 角角材料成形工艺基础材料成形工艺基础模模锻工工艺设计二二. .确定模确定模锻工步工步长轴类模模锻件件拔拔长、滚压、弯曲、弯曲、预锻、终锻等等锤上模锻材料成形工艺基础材料成形工艺基础盘类模模锻件件镦粗、粗、预锻、终锻模模锻工工艺规程程锤上模锻二二. .确定模确定模锻工步工步材料成形工艺基础材料成形工艺基础压力机上模锻摩擦摩擦
19、压力机上模力机上模锻7.4 压压力机上模力机上模锻锻材料成形工艺基础材料成形工艺基础压力机上模锻摩擦摩擦压力机上模力机上模锻特点：特点：行程不固定行程不固定滑滑块速度速度较慢，适用于塑性稍差的合金慢，适用于塑性稍差的合金资料料设备有有顶料安装，可采用料安装，可采用组合模具合模具偏心承偏心承载才干差，适用于才干差，适用于单膛模膛模锻 运用：适宜于中小型运用：适宜于中小型锻件的小批或中批消件的小批或中批消费，如，如铆钉、螺、螺钉、螺母、配汽、螺母、配汽阀、齿轮、三通、三通阀等。等。材料成形工艺基础材料成形工艺基础曲柄压力机传动原理表示曲柄压力机传动原理表示压力机上模锻曲柄曲柄压力机上模力机上模锻材
20、料成形工艺基础材料成形工艺基础压力机上模锻曲柄曲柄压力机上模力机上模锻特点：特点：滑滑块行程固定行程固定采用采用组合模合模有有导向、向、顶杆安装杆安装可以一次成形可以一次成形适用于大批量消适用于大批量消费 材料成形工艺基础材料成形工艺基础特点：特点： 扩展展了了模模锻的的范范围，可可以以锻出出锤上上模模锻和和曲曲柄柄压力力机机上上模模锻无无法法锻出出的的锻件件，模模锻工工步步主主要要以以部部分分镦粗粗为主主，也也可可以以进展展切切飞边、切切断断和和弯曲等工步。弯曲等工步。 锻件件尺尺寸寸准准确确，外外表表粗粗糙糙度度值小，消小，消费率高。率高。 节省金属，省金属，资料利用率高。料利用率高。 对
21、非非回回转体体及及中中心心不不对称称的的锻件件较难锻造。造。 运运用用：适适用用于于带凹凹挡、凹凹孔孔通通孔孔等等回回转体体锻件件的的大大批量消批量消费。平锻机传动原理表示图平锻机传动原理表示图压力机上模锻平平锻机上模机上模锻材料成形工艺基础材料成形工艺基础胎模胎模锻 胎模胎模锻是在自在是在自在锻设备上运用胎模消上运用胎模消费模模锻件的工件的工艺方法。方法。胎模胎模锻普通采用自在普通采用自在锻方法制坯，然后在胎模中成形。方法制坯，然后在胎模中成形。 筒模筒模(a)(d)(b)(c)筒模筒模材料成形工艺基础材料成形工艺基础本章重点本章重点一、一、锻模模膛及功用模模膛及功用二、模二、模锻工工艺设计： 1 1、绘制模制模锻件件图 2 2、确定模、确定模锻工步工步作作业：P121, , P121, ,
