第11章_鍛壓課件

1、第第1111章章 鍛壓鍛壓壓力加工是利用金屬的壓力加工是利用金屬的塑性變形塑性變形，改變坯料的尺寸，改變坯料的尺寸和形狀，并改善其內(nèi)部組織和力學(xué)性能，獲得所需和形狀，并改善其內(nèi)部組織和力學(xué)性能，獲得所需毛坯或零件的成形加工方法。毛坯或零件的成形加工方法。壓力加工方法壓力加工方法：扎制擠壓拉拔靜壓力自由鍛模鍛沖壓沖擊力壓力加工分類以生產(chǎn)原材料為主以生產(chǎn)原材料為主以生產(chǎn)零件毛坯為主以生產(chǎn)零件毛坯為主1.1.軋制軋制使金屬坯料通過一對回轉(zhuǎn)軋輥的空隙而產(chǎn)生連續(xù)變形。使金屬坯料通過一對回轉(zhuǎn)軋輥的空隙而產(chǎn)生連續(xù)變形。應(yīng)用：生產(chǎn)鋼板、無縫鋼管及各種型鋼。軋制產(chǎn)品應(yīng)用：生產(chǎn)鋼板、無縫鋼管及各種型鋼。軋制產(chǎn)品截

2、面形狀如圖。截面形狀如圖。2.2.擠壓擠壓使金屬坯料從擠壓模的?？字袛D出而變形。使金屬坯料從擠壓模的模孔中擠出而變形。凸模坯料凸模坯料應(yīng)用：生產(chǎn)低碳鋼、非鐵金屬及其合金的型材、管應(yīng)用：生產(chǎn)低碳鋼、非鐵金屬及其合金的型材、管件和零件。擠壓產(chǎn)品截面形狀如圖。件和零件。擠壓產(chǎn)品截面形狀如圖。3.3.拉拔拉拔將金屬坯料從拉拔模的模孔中將金屬坯料從拉拔模的模孔中拉出拉出而變形。而變形。n鍛造：一般是將軋制圓鋼、方鋼（中、小鍛件）或鍛造：一般是將軋制圓鋼、方鋼（中、小鍛件）或鋼錠（大鍛件）加熱到高溫狀態(tài)后進(jìn)行加工。鋼錠（大鍛件）加熱到高溫狀態(tài)后進(jìn)行加工。n板料沖壓：是在沖床上用沖模使金屬或非金屬板料板料沖

3、壓：是在沖床上用沖模使金屬或非金屬板料產(chǎn)生分離或變形而獲得制件的加工方法。板料沖壓產(chǎn)生分離或變形而獲得制件的加工方法。板料沖壓通常在室溫下進(jìn)行，所以又叫冷沖壓。（用于沖壓通常在室溫下進(jìn)行，所以又叫冷沖壓。（用于沖壓的材料必須具有良好的塑性，常用的有低碳鋼、高的材料必須具有良好的塑性，常用的有低碳鋼、高塑性合金鋼、鋁和鋁合金、銅和銅合金等金屬材料塑性合金鋼、鋁和鋁合金、銅和銅合金等金屬材料以及皮革、塑料、膠木等非金屬材料。）以及皮革、塑料、膠木等非金屬材料。）4.4.自由鍛自由鍛將金屬坯料放在上、下砧間受力而變形。將金屬坯料放在上、下砧間受力而變形。應(yīng)用：單件小批生產(chǎn)力學(xué)性能高、形狀簡單的零件應(yīng)

4、用：單件小批生產(chǎn)力學(xué)性能高、形狀簡單的零件毛坯，是大型鍛件唯一制造方法。毛坯，是大型鍛件唯一制造方法。5.5.模鍛模鍛將金屬坯料放在模鍛模膛內(nèi)受力而變形。將金屬坯料放在模鍛模膛內(nèi)受力而變形。應(yīng)用：成批、大量生產(chǎn)形狀較復(fù)雜的中小型鍛件。應(yīng)用：成批、大量生產(chǎn)形狀較復(fù)雜的中小型鍛件。6.6.板料沖壓板料沖壓利用沖模，使板料產(chǎn)生分離或變形。通常在室溫下進(jìn)利用沖模，使板料產(chǎn)生分離或變形。通常在室溫下進(jìn)行，所以又叫冷沖壓。行，所以又叫冷沖壓。應(yīng)用：成批、大量生產(chǎn)形狀較復(fù)雜的中小型鍛件。薄板件，應(yīng)用：成批、大量生產(chǎn)形狀較復(fù)雜的中小型鍛件。薄板件，儀器、儀表件，中空零件或汽車覆蓋件。儀器、儀表件，中空零件或汽

5、車覆蓋件。金屬鍛壓的特點(diǎn)金屬鍛壓的特點(diǎn)(2)(2)節(jié)約金屬材料節(jié)約金屬材料比如在熱軋鉆頭、齒輪、齒圈及冷軋絲杠時節(jié)省了切比如在熱軋鉆頭、齒輪、齒圈及冷軋絲杠時節(jié)省了切削加工設(shè)備和材料的消耗。削加工設(shè)備和材料的消耗。(1)(1)改善金屬組織、提高力學(xué)性能改善金屬組織、提高力學(xué)性能鍛壓的同時可消除鑄造缺陷，均勻成分，形成纖維組織，從鍛壓的同時可消除鑄造缺陷，均勻成分，形成纖維組織，從而提高鍛件的力學(xué)性能。而提高鍛件的力學(xué)性能。(3)(3)較高的生產(chǎn)率較高的生產(chǎn)率比如在生產(chǎn)六角螺釘時采用模鍛成形就比切削加工效率約比如在生產(chǎn)六角螺釘時采用模鍛成形就比切削加工效率約高高5050倍。倍。（4 4）鍛壓主要

6、生產(chǎn)承受重載荷零件的毛坯，如機(jī)器中的）鍛壓主要生產(chǎn)承受重載荷零件的毛坯，如機(jī)器中的主軸、齒輪等，主軸、齒輪等，但不能獲得形狀復(fù)雜的毛坯或零件。但不能獲得形狀復(fù)雜的毛坯或零件。上砥鐵下砥鐵坯料 1軋制 2擠壓3拉拔4自由鍛造5模型鍛造6板料沖壓壓力加工方法壓力加工方法：鍛壓加工的基本知識鍛壓加工的基本知識n一、金屬的塑性變形單晶體受力后，只有在切應(yīng)力的作用下金單晶體受力后，只有在切應(yīng)力的作用下金屬晶體才能產(chǎn)生塑性變形。屬晶體才能產(chǎn)生塑性變形。n性變形的形式性變形的形式：滑移和孿晶滑移和孿晶n金屬常以金屬常以滑移滑移方式發(fā)生塑性變形方式發(fā)生塑性變形塑性變形的塑性變形的實質(zhì)實質(zhì)是：在應(yīng)是：在應(yīng)力的作

7、用下，材料內(nèi)部力的作用下，材料內(nèi)部原子相鄰關(guān)系已經(jīng)發(fā)生原子相鄰關(guān)系已經(jīng)發(fā)生改變，故外力去除后，改變，故外力去除后，原子到了另一平衡位置原子到了另一平衡位置，物體將留下永久變形。物體將留下永久變形。 (二) 金屬的加工硬化（冷變形強(qiáng)化）n 金屬在低溫下進(jìn)行塑性變形時，隨著變形程度的增加，金屬的硬度和強(qiáng)度升高，而塑性、韌性下降，這種現(xiàn)象稱為金屬的冷變形強(qiáng)化或加工硬化。 冷變形強(qiáng)化是強(qiáng)化金屬的重要途徑之一，尤其是對一些不能用熱處理強(qiáng)化的金屬材料顯得特別重要，如低碳鋼、純銅、防銹鋁、鎳鉻不銹鋼等，可通過冷軋、冷擠、冷拔、冷沖壓等方法來提高金屬強(qiáng)度、硬度。 二、回復(fù)與再結(jié)晶（一）回復(fù)（一）回復(fù) 冷變形金

8、屬在低溫加熱時，其顯微組織無冷變形金屬在低溫加熱時，其顯微組織無可見變化，但其物理、力學(xué)性能卻部分恢復(fù)到可見變化，但其物理、力學(xué)性能卻部分恢復(fù)到冷變形以前的過程。冷變形以前的過程。 在生產(chǎn)中利用回復(fù)處理來保持金屬有較高強(qiáng)度和硬度的同時，還適當(dāng)提高其韌性，降低內(nèi)應(yīng)力。如冷拔鋼絲卷制成彈簧后，進(jìn)行一次250300 的低溫退火。（二）再結(jié)晶（二）再結(jié)晶 冷變形金屬被加熱到適當(dāng)溫度時，在變形冷變形金屬被加熱到適當(dāng)溫度時，在變形組織內(nèi)部新的無畸變的等軸晶粒逐漸取代變形組織內(nèi)部新的無畸變的等軸晶粒逐漸取代變形晶粒，而使形變強(qiáng)化效應(yīng)完全消除的過程。晶粒，而使形變強(qiáng)化效應(yīng)完全消除的過程。n金屬經(jīng)過再結(jié)晶后：晶

9、粒得到了細(xì)化；消除了金屬由于塑性變形而產(chǎn)生的冷變形強(qiáng)化現(xiàn)象；使金屬的強(qiáng)度、硬度下降；塑性、韌性升高；金屬的性能基本恢復(fù)到塑性變形前的狀態(tài)。n回復(fù)階段：顯微組織仍為纖維狀，無可回復(fù)階段：顯微組織仍為纖維狀，無可見變化；見變化；n再結(jié)晶階段：變形晶粒通過形核長大，再結(jié)晶階段：變形晶粒通過形核長大，逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樾碌臒o畸變的等軸晶粒。逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樾碌臒o畸變的等軸晶粒。n晶粒長大階段：晶界移動、晶粒粗化，晶粒長大階段：晶界移動、晶粒粗化，達(dá)到相對穩(wěn)定的形狀和尺寸。達(dá)到相對穩(wěn)定的形狀和尺寸。三、冷加工和熱加工的界限三、冷加工和熱加工的界限n從金屬學(xué)的觀點(diǎn)劃分冷、熱加工的界限是再結(jié)晶溫度。金屬塑性變形分為冷變形

10、和熱變形兩種。金屬塑性變形分為冷變形和熱變形兩種。 (1)(1)冷變形對金屬組織和性能的影響冷變形對金屬組織和性能的影響冷變形是再結(jié)晶溫度以下的變形。冷變形是再結(jié)晶溫度以下的變形。組織變化組織變化 冷變形強(qiáng)化冷變形強(qiáng)化 產(chǎn)生殘留應(yīng)力產(chǎn)生殘留應(yīng)力 (2)(2)熱變形對金屬組織和性能的影響熱變形對金屬組織和性能的影響熱變形是再結(jié)晶溫度以上的變形。熱變形是再結(jié)晶溫度以上的變形。改善金屬的組織和性能改善金屬的組織和性能 使金屬性能各向異性使金屬性能各向異性 四、四、 鍛造流線及鍛造比鍛造流線及鍛造比 1.鍛造流線（鍛造流線（纖維組織）纖維組織）n鍛造時，金屬的脆性雜質(zhì)被打碎，順著金屬主要伸長方向鍛造時

11、，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，塑性雜質(zhì)隨金屬變形沿主要伸長方呈碎粒狀或鏈狀分布，塑性雜質(zhì)隨金屬變形沿主要伸長方向呈帶狀分布，熱鍛后的金屬組織就具有一定的方向性，向呈帶狀分布，熱鍛后的金屬組織就具有一定的方向性，通常稱為通常稱為鍛造流線鍛造流線或或纖維組織纖維組織。鍛造比是鍛造時變形程度的一種表示方法。鍛造比是鍛造時變形程度的一種表示方法。 拔長：拔長：y鍛鍛=A0/A （A0、A分別表示拔長前后金屬坯料的橫截面積）；分別表示拔長前后金屬坯料的橫截面積）； 鐓粗：鐓粗：y鍛鍛=H0/H（H0、H分別表示鐓粗前后金屬坯料的高度）。分別表示鐓粗前后金屬坯料的高度）。

12、2.2.鍛造比鍛造比n纖維組織的明顯程度和鍛造比有關(guān)。纖維組織的明顯程度和鍛造比有關(guān)。鍛造比對鍛件質(zhì)量和力學(xué)性能有很大影響。鍛造比對鍛件質(zhì)量和力學(xué)性能有很大影響。一般情況下，增加鍛造比有利于改善組織與性能，但過大一般情況下，增加鍛造比有利于改善組織與性能，但過大無益。無益。Y=25Y=25時，流線組織明顯，沿流線方向性能提高，但垂直方時，流線組織明顯，沿流線方向性能提高，但垂直方向性能下降，應(yīng)合理選擇。向性能下降，應(yīng)合理選擇。n設(shè)計制造零件時，應(yīng)充分發(fā)揮其縱向性能高的優(yōu)勢，設(shè)計制造零件時，應(yīng)充分發(fā)揮其縱向性能高的優(yōu)勢，限制橫向性能差的劣勢。限制橫向性能差的劣勢。n設(shè)計原則：設(shè)計原則：使零件工作

13、時承受最大正應(yīng)力方向與纖維使零件工作時承受最大正應(yīng)力方向與纖維方向一致，最大切應(yīng)力方向與其垂直，并盡可能使纖方向一致，最大切應(yīng)力方向與其垂直，并盡可能使纖維方向沿零件輪廓分布。維方向沿零件輪廓分布。吊鉤纖維的正確分布吊鉤纖維的正確分布 a） 纖維被切斷纖維被切斷 b） 纖維完整分布纖維完整分布 曲軸纖維分布曲軸纖維分布 不同加工方法制成齒輪坯的纖維組織不同加工方法制成齒輪坯的纖維組織d）纖維組織分布合理，齒輪壽命高。）纖維組織分布合理，齒輪壽命高。c)較好較好b)b)齒根處正應(yīng)力與纖維方向重合，但垂直方向差。齒根處正應(yīng)力與纖維方向重合，但垂直方向差。a)a)受力時齒根處產(chǎn)生的正應(yīng)力垂直于纖維方

14、向，性能最差。受力時齒根處產(chǎn)生的正應(yīng)力垂直于纖維方向，性能最差。五、影響金屬可鍛性的因素五、影響金屬可鍛性的因素n金屬的鍛造性能又稱可鍛性金屬的鍛造性能又稱可鍛性，是衡量材料壓力加是衡量材料壓力加工難易程度的工藝性能。工難易程度的工藝性能。n金屬的可鍛性包括金屬的可鍛性包括塑性和變形抗力塑性和變形抗力。塑性高，變塑性高，變形抗力小，可鍛性好。形抗力小，可鍛性好。n影響金屬可鍛性的因素主要有：影響金屬可鍛性的因素主要有：1.1.材料性質(zhì)（化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)）；材料性質(zhì)（化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)）；2.2.變形條件（變形溫度，變形速度，應(yīng)力狀態(tài)）。變形條件（變形溫度，變形速度，應(yīng)力狀態(tài)）。1.1.材料性

15、質(zhì)的影響材料性質(zhì)的影響1)1)化學(xué)成分的影響化學(xué)成分的影響n一般來說，純金屬的可鍛性一般來說，純金屬的可鍛性都優(yōu)于合金。都優(yōu)于合金。n合金中合金元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)合金中合金元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高，化學(xué)成分越復(fù)雜，可越高，化學(xué)成分越復(fù)雜，可鍛性越差。鍛性越差。n非合金鋼中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越非合金鋼中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高，可鍛性越差。高，可鍛性越差?？慑懶院辖鸪煞?2 2）組織結(jié)構(gòu)的影響）組織結(jié)構(gòu)的影響固溶體固溶體YY；碳化物碳化物、滲碳體、滲碳體YY；晶粒粗大晶粒粗大、鑄態(tài)、鑄態(tài)YY。 1 1）變形溫度）變形溫度 一般而言，隨著溫度的升高，塑性提高、變形抗力減小，一般而言，隨著溫度的升高，塑性提高、變形抗力減小

16、，改善了可鍛性。改善了可鍛性。T3002.2.變形條件變形條件但溫度過高會使會使晶粒急劇長大，但溫度過高會使會使晶粒急劇長大，導(dǎo)致金屬塑性減小，鍛造性能下降，導(dǎo)致金屬塑性減小，鍛造性能下降，這種現(xiàn)象稱為這種現(xiàn)象稱為“過熱過熱”。如果加熱溫度接近熔點(diǎn)，會使晶界如果加熱溫度接近熔點(diǎn)，會使晶界氧化甚至熔化，導(dǎo)致金屬的塑性變氧化甚至熔化，導(dǎo)致金屬的塑性變形能力完全消失，這種現(xiàn)象稱為形能力完全消失，這種現(xiàn)象稱為“過燒過燒”。應(yīng)嚴(yán)格控制鍛造溫度范圍。應(yīng)嚴(yán)格控制鍛造溫度范圍。塑性變形抗力變形速度F、2)變形速度的影響變形速度的影響變形速度指單位時間內(nèi)的變形程度。變形速度指單位時間內(nèi)的變形程度。C低于臨界速度

17、低于臨界速度C，隨變形速度增加，變形抗力增加，塑性減小。，隨變形速度增加，變形抗力增加，塑性減小。（再結(jié)晶過程來不及消除加工硬化）（再結(jié)晶過程來不及消除加工硬化）高于臨界速度高于臨界速度C，隨變形速度增加，變形抗力減小，塑性提高。，隨變形速度增加，變形抗力減小，塑性提高。（塑性變形的熱效應(yīng)加快了再結(jié)晶過程）（塑性變形的熱效應(yīng)加快了再結(jié)晶過程）高速鍛造利用此原理高速鍛造利用此原理改變金屬的可鍛性。改變金屬的可鍛性。但普通鍛壓設(shè)備速度但普通鍛壓設(shè)備速度不可能大于不可能大于C C。對塑。對塑性差的材料或大型鍛性差的材料或大型鍛件易采用較小的變形件易采用較小的變形速度，以防鍛裂。速度，以防鍛裂。 綜上

18、所述，金屬的鍛造性不僅取決于金屬的本質(zhì)，綜上所述，金屬的鍛造性不僅取決于金屬的本質(zhì)，還取決于變形的工藝條件。還取決于變形的工藝條件。 因此，進(jìn)行壓力加工時，要力求創(chuàng)造最有利的變因此，進(jìn)行壓力加工時，要力求創(chuàng)造最有利的變形條件形條件,充分發(fā)揮金屬的塑性，降低變形抗力，使充分發(fā)揮金屬的塑性，降低變形抗力，使能量消耗最少能量消耗最少,用最經(jīng)濟(jì)的方法達(dá)到加工的目的。用最經(jīng)濟(jì)的方法達(dá)到加工的目的。金屬鍛造工藝金屬鍛造工藝n一、坯料的加熱一、坯料的加熱n二、鍛造成形二、鍛造成形坯料的加熱坯料的加熱n加熱的目的：提高金屬的塑性和降低變形抗力，以改善其可鍛性和獲得良好的鍛后組織。n加熱后鍛造可以用較小的鍛打力

19、量使柸料產(chǎn)生較大的變形而不破裂。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一段溫度間隔。 確定鍛造溫度的基本原則是，就能保證金屬在鍛造溫度范圍內(nèi)具有較高的塑性和較小的變形抗力，并得到所要求的組織和性能。鍛造溫度范圍應(yīng)盡可能寬一些，以減少鍛造火次，提高生產(chǎn)率。n1始鍛溫度始鍛溫度n 始鍛溫度應(yīng)理解為鋼或合金在加熱爐內(nèi)允許的最高加熱溫度。從加熱爐內(nèi)取出毛坯送到鍛壓設(shè)備上開媽鍛造之前，根據(jù)毛坯的大小、運(yùn)送毛坯的方法以及加熱爐與鍛壓設(shè)備之間距離的遠(yuǎn)近，毛坯有幾度到幾十度的溫降。因此，真正開始鍛、造的溫度稍低，在始鍛之前，應(yīng)盡量減小毛坯的溫降。2終鍛溫度終鍛溫度 終鍛溫度主要應(yīng)保證在結(jié)束鍛造之

20、前鋼仍具有足夠的塑性，以及鍛件在鍛后獲得再結(jié)晶組織。 合金結(jié)構(gòu)鋼的含碳量一般在0.12%0.5%之間，其退火狀態(tài)的金相組織分類屬亞共析鋼。合金工具鋼的含碳量為0.7%1.5%，是在碳素工具鋼的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，其退火組織一般屬過共析鋼。坯料在鍛造過程中，隨著熱量的散失，溫度不斷下降，因而，塑性越來越差，變形抗力越來越大。溫度下降到一定程度后難以繼續(xù)變形，且易產(chǎn)生鍛裂，必須及時停止鍛造重新加熱。鍛造成形鍛造成形一、自由鍛一、自由鍛二、模鍛二、模鍛三、胎模鍛三、胎模鍛自由鍛自由鍛n自由鍛是利用鍛壓設(shè)備上、下砧鐵和一些簡單、自由鍛是利用鍛壓設(shè)備上、下砧鐵和一些簡單、通用工具，使坯料在壓力作用下產(chǎn)生塑

21、性變形，通用工具，使坯料在壓力作用下產(chǎn)生塑性變形，從而獲得鍛件的方法。從而獲得鍛件的方法。 n自由鍛分為手工自由鍛和機(jī)器自由鍛兩類。自由鍛分為手工自由鍛和機(jī)器自由鍛兩類。n手工鍛用的是手工工具，常用的工具有鐵砧、大手工鍛用的是手工工具，常用的工具有鐵砧、大錘、手錘、沖子、平錘、摔錘及手鉗等。錘、手錘、沖子、平錘、摔錘及手鉗等。n機(jī)器鍛則用空氣錘、蒸氣機(jī)器鍛則用空氣錘、蒸氣空氣錘或水壓機(jī)等設(shè)空氣錘或水壓機(jī)等設(shè)備對坯料進(jìn)行鍛造。備對坯料進(jìn)行鍛造。自由鍛常用設(shè)備自由鍛常用設(shè)備 空氣錘 蒸汽空氣錘液壓機(jī)利用壓縮空氣推動鍛錘進(jìn)利用壓縮空氣推動鍛錘進(jìn)行工作。以落下部分質(zhì)量行工作。以落下部分質(zhì)量來表示鍛造能

22、力；常用噸來表示鍛造能力；常用噸位為位為6575065750千克，用于千克，用于鍛造小型鍛件。鍛造小型鍛件。利用一定蒸汽或壓縮空氣利用一定蒸汽或壓縮空氣推動鍛錘進(jìn)行工作。常用推動鍛錘進(jìn)行工作。常用噸位為噸位為1515噸，用于鍛造噸，用于鍛造中型鍛件，是模鍛的主要中型鍛件，是模鍛的主要設(shè)備。設(shè)備。利用高壓水為動力進(jìn)利用高壓水為動力進(jìn)行工作?？快o壓力工行工作?？快o壓力工作。常用噸位為作。常用噸位為51505150噸，用于鍛造噸，用于鍛造大型鍛件，是大型鍛大型鍛件，是大型鍛件的唯一設(shè)備。件的唯一設(shè)備。空氣錘蒸汽-空氣錘鍛錘油壓機(jī)水壓機(jī)液壓機(jī)設(shè)備空氣錘由電動機(jī)直接驅(qū)動，錘擊能量小，只能鍛造空氣錘由電動

23、機(jī)直接驅(qū)動，錘擊能量小，只能鍛造100Kg100Kg以下的小型鍛件。以下的小型鍛件。蒸汽蒸汽-空氣錘以空氣或壓縮空氣驅(qū)動，實現(xiàn)錘頭的連續(xù)打空氣錘以空氣或壓縮空氣驅(qū)動，實現(xiàn)錘頭的連續(xù)打擊動作，可以鍛造較大、中型鍛件。擊動作，可以鍛造較大、中型鍛件。水壓機(jī)工作缸通入高壓水推動柱塞運(yùn)動，變形速度慢，一水壓機(jī)工作缸通入高壓水推動柱塞運(yùn)動，變形速度慢，一般用于單件小批生產(chǎn)的碳鋼、合金鋼等大型鍛件。般用于單件小批生產(chǎn)的碳鋼、合金鋼等大型鍛件。自由鍛常用工具自由鍛常用工具 1.1.自由鍛的工藝特點(diǎn)與應(yīng)用自由鍛的工藝特點(diǎn)與應(yīng)用n設(shè)備簡單、通用性好、成本低、工藝靈活。設(shè)備簡單、通用性好、成本低、工藝靈活。n鍛件

24、范圍：百克級鍛件范圍：百克級-百噸級，尤其對大型鍛百噸級，尤其對大型鍛件，自由鍛是唯一的鍛造方法。件，自由鍛是唯一的鍛造方法。n精度低、生產(chǎn)率低，只適合鍛造簡單形狀的鍛件精度低、生產(chǎn)率低，只適合鍛造簡單形狀的鍛件 2.2.自由鍛的工序自由鍛的工序自由鍛的基本工序是指鍛造過程中直接改變坯料形自由鍛的基本工序是指鍛造過程中直接改變坯料形狀和尺寸的工藝過程。狀和尺寸的工藝過程。主要包括主要包括鐓粗、拔長、彎曲、沖孔、扭轉(zhuǎn)、錯移鐓粗、拔長、彎曲、沖孔、扭轉(zhuǎn)、錯移等，等，其中最常用的是鐓粗、拔長和沖孔。其中最常用的是鐓粗、拔長和沖孔。n自由鍛工序：自由鍛工序：基本工序、輔助工序和修整工序基本工序、輔助工

25、序和修整工序。1) 1) 鐓粗鐓粗n使坯料高度減小、截面積增大的工序，分為完全鐓粗、使坯料高度減小、截面積增大的工序，分為完全鐓粗、局部鐓粗和墊環(huán)鐓粗等。局部鐓粗和墊環(huán)鐓粗等。n鐓粗是自由鍛最基本的工序，它常用于鍛造齒輪坯、凸鐓粗是自由鍛最基本的工序，它常用于鍛造齒輪坯、凸緣、圓盤等高度小而截面積大的鍛件。緣、圓盤等高度小而截面積大的鍛件。 2 2）拔長）拔長 n使坯料的橫截面面積減少而長度增加的工序。使坯料的橫截面面積減少而長度增加的工序。n拔長主要用于軸桿類和長筒類鍛件的成型。拔長主要用于軸桿類和長筒類鍛件的成型。 芯軸拔長3)3)沖孔沖孔 n沖孔是在鍛件上鍛出沖孔是在鍛件上鍛出通孔或不通

26、孔的鍛造通孔或不通孔的鍛造工序。工序。 芯軸擴(kuò)孔n(4) (4) 彎曲彎曲。n使坯料軸線產(chǎn)生一定曲率的工序。使坯料軸線產(chǎn)生一定曲率的工序。n(5) (5) 扭轉(zhuǎn)扭轉(zhuǎn)。n使坯料的一部分相對于另一部分繞其軸線旋轉(zhuǎn)一使坯料的一部分相對于另一部分繞其軸線旋轉(zhuǎn)一定角度的工序。定角度的工序。n(6) (6) 錯移錯移。n使坯料的一部分相對于另一部分平移錯開的工序。使坯料的一部分相對于另一部分平移錯開的工序。n(7) (7) 切割切割。n分割坯料或去除鍛件余量的工序。分割坯料或去除鍛件余量的工序。n2) 輔助工序輔助工序 n進(jìn)行基本工序之前的預(yù)變形工序。進(jìn)行基本工序之前的預(yù)變形工序。n如壓鉗口、倒棱、壓肩等

27、。如壓鉗口、倒棱、壓肩等。n3) 精整工序精整工序n修整鍛件的最后形狀與尺寸，消除表面的不平整，使修整鍛件的最后形狀與尺寸，消除表面的不平整，使鍛件達(dá)到要求的工序。鍛件達(dá)到要求的工序。n主要有修整、校直、平整端面等。主要有修整、校直、平整端面等。自由鍛鍛件結(jié)構(gòu)工藝性自由鍛鍛件結(jié)構(gòu)工藝性1 1、零件結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能簡單、對稱、平直、零件結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能簡單、對稱、平直；要求鍛件外形盡可能由平面和圓柱面組成。一些難以要求鍛件外形盡可能由平面和圓柱面組成。一些難以鍛出的形狀，小的孔和凹槽可用填加余塊的辦法簡化鍛出的形狀，小的孔和凹槽可用填加余塊的辦法簡化鍛件形狀。鍛件形狀。2 2、應(yīng)避免零件上的錐形、楔形結(jié)

28、構(gòu)、應(yīng)避免零件上的錐形、楔形結(jié)構(gòu)；3 3、不允許有小凸臺、不允許有小凸臺 為便于切削加工和裝配而設(shè)計的小凸臺可用沉頭孔代為便于切削加工和裝配而設(shè)計的小凸臺可用沉頭孔代替。替。4 4、零件上不允許有加強(qiáng)筋、零件上不允許有加強(qiáng)筋；為了增加強(qiáng)度，可適當(dāng)增加薄壁筒的外徑，或待薄為了增加強(qiáng)度，可適當(dāng)增加薄壁筒的外徑，或待薄壁筒鍛好后再將加強(qiáng)肋焊上去。壁筒鍛好后再將加強(qiáng)肋焊上去。5 5、應(yīng)避免圓柱面與圓柱面、圓柱面與棱柱面相交、應(yīng)避免圓柱面與圓柱面、圓柱面與棱柱面相交；復(fù)雜的相貫線無法鍛出，改為圓柱體端面與截柱體復(fù)雜的相貫線無法鍛出，改為圓柱體端面與截柱體的平面相交便于鍛制。或?qū)⒏鲌A柱體鍛出后再焊成的平面

29、相交便于鍛制?；?qū)⒏鲌A柱體鍛出后再焊成整體。整體。對橫截面尺寸相差很大或形狀復(fù)雜的零件，應(yīng)盡可對橫截面尺寸相差很大或形狀復(fù)雜的零件，應(yīng)盡可能分別對其進(jìn)行鍛造，然后用螺紋連接。能分別對其進(jìn)行鍛造，然后用螺紋連接。 如下圖：螺紋連接如下圖：螺紋連接模鍛模鍛利用模具使坯利用模具使坯料變形而獲得鍛料變形而獲得鍛件的方法。件的方法。坯料在鍛模內(nèi)坯料在鍛模內(nèi)整體鍛打成形，整體鍛打成形，所需變形力大。所需變形力大。1 1）生產(chǎn)率高。）生產(chǎn)率高。2 2）模鍛件尺寸精度高，加工）模鍛件尺寸精度高，加工余量小。余量小。3 3）可以鍛造出形狀比較復(fù)雜）可以鍛造出形狀比較復(fù)雜的鍛件。的鍛件。4 4）成本高、生產(chǎn)準(zhǔn)備周

30、期長。）成本高、生產(chǎn)準(zhǔn)備周期長。5 5）適用于成批大量生產(chǎn)的中）適用于成批大量生產(chǎn)的中小型鍛件。小型鍛件。典型模鍛件典型模鍛件1、模鍛與自由鍛的特點(diǎn)及應(yīng)用、模鍛與自由鍛的特點(diǎn)及應(yīng)用n按所用設(shè)備不同，模鍛可分為按所用設(shè)備不同，模鍛可分為錘上模鍛、壓力機(jī)上錘上模鍛、壓力機(jī)上模鍛、胎模鍛模鍛、胎模鍛等。等。錘上模鍛錘上模鍛n工作原理與自由鍛相似，區(qū)別在于上模是固定在鍛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。錘上的。 鍛模由上鍛模和下鍛模組成，鍛模由上鍛模和下鍛模組成，分別安裝在錘頭和模座上，工分別安裝在錘頭和模座上，工作時，上鍛模隨錘頭一起上下作時，上鍛模隨錘頭一起上下運(yùn)動。上模向下扣合

31、時，對模運(yùn)動。上模向下扣合時，對模膛中的坯料進(jìn)行沖擊，使之充膛中的坯料進(jìn)行沖擊，使之充滿整個模膛，獲得所需鍛件。滿整個模膛，獲得所需鍛件。1）鍛模結(jié)構(gòu)）鍛模結(jié)構(gòu)鍛模模膛飛邊槽橋部倉部 形成鍛件基本形狀和尺寸的空腔。 容納多余的金屬。 增加金屬流動的阻力，促使金屬充滿模膛。具有一個模膛的鍛模稱為單模膛模鍛具有兩個以上模膛的鍛模稱為多模膛模鍛模膛模鍛模膛制坯模膛終鍛模膛預(yù)鍛模膛拔長模膛滾壓模膛彎曲模膛切斷模膛高度大，寬度小，圓角和斜度較大，高度大，寬度小，圓角和斜度較大，無飛邊槽。無飛邊槽。 有飛邊槽，通孔鍛件需留沖孔連皮有飛邊槽，通孔鍛件需留沖孔連皮2）模膛的分類）模膛的分類模鍛件的設(shè)計原則模鍛

32、件的設(shè)計原則n模鍛件形狀可比自由鍛件復(fù)雜，允許有復(fù)雜曲面、模鍛件形狀可比自由鍛件復(fù)雜，允許有復(fù)雜曲面、細(xì)小花紋和文字，可以帶加強(qiáng)筋和凸臺。細(xì)小花紋和文字，可以帶加強(qiáng)筋和凸臺。n設(shè)計時必須考慮使金屬易于充滿模膛，并能順利設(shè)計時必須考慮使金屬易于充滿模膛，并能順利從模膛取出。從模膛取出。模鍛件的結(jié)構(gòu)工藝性模鍛件的結(jié)構(gòu)工藝性1 1）模鍛件應(yīng)具有）模鍛件應(yīng)具有合理合理的分模面、模鍛斜度和圓角半徑。的分模面、模鍛斜度和圓角半徑。2 2）由于模鍛件精度較高和表面粗糙度較低，因此零件的配合）由于模鍛件精度較高和表面粗糙度較低，因此零件的配合表面可留有表面可留有加工余量加工余量；非配合表面表面一般不需進(jìn)行加工

33、，；非配合表面表面一般不需進(jìn)行加工，不留加工余量。不留加工余量。3 3）零件的）零件的外形外形應(yīng)力求應(yīng)力求簡單簡單、平直和對稱。、平直和對稱。4 4）應(yīng)）應(yīng)避免窄溝避免窄溝、深槽、深孔及多孔結(jié)構(gòu)。、深槽、深孔及多孔結(jié)構(gòu)。5 5）減少余塊減少余塊以簡化模鍛工藝，形狀復(fù)雜的鍛件應(yīng)采用以簡化模鍛工藝，形狀復(fù)雜的鍛件應(yīng)采用鍛鍛- -焊焊或鍛或鍛- -機(jī)械加工機(jī)械加工聯(lián)接的方法。聯(lián)接的方法。n目前錘上模鍛是我國應(yīng)用最多的一種鍛模方法。目前錘上模鍛是我國應(yīng)用最多的一種鍛模方法。n但工作時振動和噪聲大，生產(chǎn)率不高，在大批量但工作時振動和噪聲大，生產(chǎn)率不高，在大批量生產(chǎn)中有逐漸被壓力機(jī)模鍛取代的趨勢。生產(chǎn)中有逐漸被壓力機(jī)模鍛取代的趨勢。三、胎模鍛 胎模鍛是介于自由鍛與模鍛之間的鍛造方法。胎模鍛是在自由鍛設(shè)備上使用可移動模具生產(chǎn)模鍛件的一種鍛造方法。所用模具稱為胎膜。 胎模鍛一般先用自由鍛制坯，再在胎膜中最后成形 。 與自由鍛相比，胎模鍛生產(chǎn)率和鍛件尺寸精度高、表面粗糙度值小、節(jié)省金屬材料、鍛件成本低。 與模鍛相比，胎模制造簡單，成本低，使用方便；但所需鍛錘規(guī)格和操作者勞動強(qiáng)度大，生產(chǎn)率和鍛件尺寸精度不如錘上模鍛高。1 1、胎模的結(jié)構(gòu)及應(yīng)用、胎模的結(jié)構(gòu)及應(yīng)用 胎膜不固定在錘頭和砧座上，需要時放在