第八章精密模锻

（优选）第八章精密模锻目前一页\总数六十八页\编于七点精密模锻简介定义：锻件精度高，不需和只需少量切削加工就能满足工艺要求的锻造工艺。2023/5/212目前二页\总数六十八页\编于七点精锻成形技术即近净成形技术，是指零件成形后，仅需要少量加工或不再加工，就可以用作机械构件的成形技术，即制造接近零件形状的工件毛坯。较传统成形技术减少了后续的切削量，减少了材料、能源消耗、加工工序，显著提高生产效率和产品质量，降低生产成本，提高产品的市场竞争能力。目前三页\总数六十八页\编于七点主要应用（1）生产精化毛坯，将精密模锻件精加工得到成品零件。（2）生产精密模锻零件，精锻成形零件的主要部分，省去切削加工，而零件的某些部分仍需进行少量切削加工。目前四页\总数六十八页\编于七点目前五页\总数六十八页\编于七点目前六页\总数六十八页\编于七点目前七页\总数六十八页\编于七点目前八页\总数六十八页\编于七点目前九页\总数六十八页\编于七点目前十页\总数六十八页\编于七点目前十一页\总数六十八页\编于七点目前十二页\总数六十八页\编于七点汽车轴产品

目前十三页\总数六十八页\编于七点气动扳手产品

目前十四页\总数六十八页\编于七点目前十五页\总数六十八页\编于七点目前十六页\总数六十八页\编于七点汽车齿轮产品目前十七页\总数六十八页\编于七点产品展示

目前十八页\总数六十八页\编于七点奔驰齿轮目前十九页\总数六十八页\编于七点目前二十页\总数六十八页\编于七点目前二十一页\总数六十八页\编于七点精锻的发展

精锻技术已走过了五六十年的发展，大量优质、高效、节能、省力的精锻技术相继出现，热精锻、温精锻、冷精锻、冷温复合成形、复动锻造、精密辊锻-模锻复合成形等精锻技术得到迅速发展，在国外越来越多地应用于生产汽车变速器、发动机齿轮，在汽车工业中得到广泛应用。目前二十二页\总数六十八页\编于七点精密锻造技术主要的发展方向：（1）锻造过程的计算机模拟技术；（2）锻造工艺过程向着自动化、柔性化方向发展；（3）绿色锻造成形技术。目前二十三页\总数六十八页\编于七点是一种少无切削加工新技术。与普通模锻相比有如下优点:①尺寸精度高，表面质量好；②机械加工余量少、可取消或部分取消切削加工工序，提高材料利用率；③金属流线(纤维)沿零件轮廓合理分布，可提高零件的承载能力。目前二十四页\总数六十八页\编于七点第一节精密模锻的特点及应用一、精密模锻件特点1、精锻件可接近零件形状普通模锻件可以通过增加余块来简化形状；精锻件的形状比普通模锻件复杂，可接近于零件的形状。目前二十五页\总数六十八页\编于七点2、精锻件壁厚、筋宽比普通模锻件小普通模锻件筋的最大高宽比为6:1；一般精密成形件筋的最大高宽比为15:1。3.精锻件尺寸精度和表面质量比普通模锻件高精锻件一般不留加工余量或少留加工余量。目前二十六页\总数六十八页\编于七点目前二十七页\总数六十八页\编于七点二、精密模锻应用1、精化坯料用精锻工序代替粗切削加工工序，将精锻件直接进行精切削加工而得到成品零件。目前二十八页\总数六十八页\编于七点2、精锻零件一般用于精密成形零件上难切削加工的部位；其它部位仍需进行少量切削加工。目前二十九页\总数六十八页\编于七点三、拟定精密模锻工艺应注意的问题(1)精锻件图设计只确保主要部位尺寸精确；其余部位尺寸精度可低些。目前三十页\总数六十八页\编于七点

(2)为保证成形质量，减小变形力和提高模具寿命，应恰当的选用精锻成形工序。例如：轴承套圈在一般扩孔机上进行开式辗扩时：径向尺寸很难准确控制椭圆度。当辗扩后增加一道精整工序，尺寸精度和形位精度均可大幅度提高。目前三十一页\总数六十八页\编于七点(3)精锻前坯料的表面质量应严格控制(如氧化、脱碳、表面粗糙度等)。(4)应选用精度高、刚度大的锻压设备和精度高的模具。目前三十二页\总数六十八页\编于七点(5)精密模锻中采用润滑措施可有效地降低变形抗力，提高锻件精度和模具使用寿命。(6)在高温和中温精密模锻时，应对模具和坯料温度进行测控，防止尺寸误差。目前三十三页\总数六十八页\编于七点第二节锻件精度问题分析锻件的精度与坯料体积的偏差、模具和锻件的弹性变形、模膛的尺寸精度和磨损、模具和锻件的热胀冷缩、锻件的形状与尺寸、模具设计和模具加工精度、设备精度等有关。正确分析这些因素的影响并采取有效的解决措施是保证锻件精度的重要环节。目前三十四页\总数六十八页\编于七点一、坯料体积的偏差对精锻件尺寸精度的影响

(1)当模膛的水平尺寸不变且不产生毛刺时坯料体积的偏差将引起锻件高度尺寸的变化。目前三十五页\总数六十八页\编于七点（2）坯料体积偏差的影响因素①下料不准确;普通下料坯料的重量偏差约为3~5%或更大。目前精密下料偏差可控制在1%以内;

②坯料加热时，各个坯料烧损的程度不一样。要提高锻件精度，首先要提高下料精度和改善加热质量。目前三十六页\总数六十八页\编于七点二、模膛的尺寸精度和磨损的影响采用闭式模锻：(1)模膛磨损将引起锻件水平方向尺寸L（D）增大。故模具设计时，锻件水平方向尺寸应取最小值；目前三十七页\总数六十八页\编于七点

(2)当模膛磨损、坯料体积不变，且不产生飞边，若锻件完全充满型腔，其高度尺寸H将减小。在模具设计时，锻件高度方向尺寸应取最大值。目前三十八页\总数六十八页\编于七点三、模具和坯料的热胀冷缩对精锻件的影响模具温度和终锻温度的波动→锻件尺寸改变→模膛容积的变化。(1)提高模具温度会使锻件尺寸增大;(2)提高终锻温度将使锻件尺寸减小。目前三十九页\总数六十八页\编于七点四、模具和锻件的弹性变形对精度的影响精密成形时，在成形设备压力作用下，模具和坯料均产生弹性变形。(1)模锻时模膛受内压力作用产生弹性变形尺寸增大，锻件尺寸随其增大;(2)坯料受压产生压缩弹性变形，当外力去除后，向相反方向弹复也使锻件尺寸增大。锻件尺寸增大数值是模具和锻件的弹性变形形量的总和。目前四十页\总数六十八页\编于七点五，锻件的形状与尺寸对精度影响(1)具有薄壁高筋的锻件模锻时常常不易充满。(2)呈扭曲形状的汽转机叶片模锻后锻件上各处的弹复量和冷收缩量均不一样。目前四十一页\总数六十八页\编于七点(3)轴线弯曲的轴类锻件模锻时由于分模面不在同一平面内，有时产生的错移力较大，即使采取平衡错移力的措施，也不能完全消除。目前四十二页\总数六十八页\编于七点六、模膛和模具结构设计对精度的影响模膛和模具结构设计对锻件的精度影响很大。模膛的设计精度、冷缩量和弹复量选择对锻件精度均有影响。模具的导向精度和刚度等都会影响锻件的尺寸精度。七、设备对精度的影响设备的精度、刚度及其吨位大小对锻件尺寸精度有一定影响。目前四十三页\总数六十八页\编于七点第三节精密模锻的成形方法按锻造温度可分为：

热精密成形冷精密成形温热精密成形目前四十四页\总数六十八页\编于七点按成形原理可分为：

闭式模锻、挤压、多向模锻、径向锻造、径向挤压、闭塞式锻造、精密银压、强力旋压、摆动辗压、粉末锻造、等温锻造、超塑成形等。目前四十五页\总数六十八页\编于七点目前四十六页\总数六十八页\编于七点目前四十七页\总数六十八页\编于七点一、精密模锻中常用的成形方法精密模锻中常用的成形方法有：

闭式模锻挤压闭塞式锻造等温锻造体积精压等目前四十八页\总数六十八页\编于七点二、闭塞式锻造技术是近年来迅速发展的精密塑性成形新技术。成形过程：使可分凹模闭合成一个封闭模膛→对闭合凹模施以足够的合模力→用一个冲头或多个冲头从一个方向或多个方向对模内坯料进行挤压成形。目前四十九页\总数六十八页\编于七点1、闭塞式锻造的优点(1)生产效率高，一次成形便可获得形状复杂的精锻件；(2)坯料在成形过程中处于强烈的三向压应力状态，适于成形低塑性材料；(3)金属流线沿锻件外形连续分布，锻件的力学性能好；(4)锻件的精度高。目前五十页\总数六十八页\编于七点2、闭塞式锻造使用条件(1)下料要求准确；(2)必需采用少无氧化加热；(3)成形时应有良好的润滑；(4)要求在模膛内金属最后充满的部位设置仓部，以容纳模膛充满后的多余金属；目前五十一页\总数六十八页\编于七点(5)模压设备吨位应足够闭塞式锻造时，作用在模膛上的单位压力很高，所需的合模力很大，模压设备应有足够的吨位。采用等温成形可降低模压力和设备吨位。目前五十二页\总数六十八页\编于七点3、闭塞式锻造的应用目前五十三页\总数六十八页\编于七点目前五十四页\总数六十八页\编于七点三、等温精密塑性成形技术等温精密塑性成形技术是近年来发展起来的一种金属塑性加工新工艺。是将模具和坯料都加热到坯料的锻造温度，并在整个变形过程中保持温度不变。目前五十五页\总数六十八页\编于七点1、等温锻造的应用等温锻造常用于航空、航天工业中钛合金、铝合金、镁合金零件的精密模锻。常规锻造时，上述金属材料的锻造温度范围比较窄，尤其在锻造具有薄的腹板、高筋和薄壁零件时，坯料的温度很快地向模具散失，变形抗力迅速增加，塑性急剧降低不仅需要大幅度地提高设备吨位，也易造成锻件和模具开裂。目前五十六页\总数六十八页\编于七点

根据生产实践，薄壁高筋类、盘类、梁类、框类等精锻件很适用于等温锻造工艺生产。普通模锻件筋的最大高宽比为6：1；一般精密成形件筋的最大高宽比为15：1；等温精锻时筋的最大高宽比达23：1。筋的最小宽度为2.5mm；腹板厚度可达1.5-2.0mm。目前五十七页\总数六十八页\编于七点2、等温锻造的特点(1)锻造时模具和坯料要保持相同的恒定温度。是介于冷锻和热锻之间的一个中间温度。目前五十八页\总数六十八页\编于七点(2)变形速底很低考虑到材料在等温锻造时具有一定的粘性，即应变速率敏感性，等温锻造时的变形速度应很低。(3)采用电感应法或电阻法加热模具。目前五十九页\总数六十八页\编于七点(4)桥口部分宽高比大等温开式模锻时，由于桥口处坯料的温度高，动阻力小，因此，桥口的宽高比比一般开式模锻大3~4倍。(5)可提高金属的塑性，降低变形杭力，有利于锻造形状复杂的精密锻件。目前六十页\总数六十八页\编于七点3、等温锻造提高锻件精度原因分析(1)由于模锻金属变形抗力和模锻压力降低，减小了模具系统的弹性变形；(2)变形温度波动减小，锻件几何尺寸稳定；(3)锻件内残余应力减小，使冷却和热处理变形减少，使锻件质量得到改善。(4)由于变形温度降低，并使用保护润滑涂层，可减小氧化与脱碳层的厚度，使锻件的表面质量得到改善。目前六十一页\总数六十八页\编于七点4、等温锻造的应用(1)直八直升机镁合金上机匣。目前六十二页\总数六十八页\编于七点（2）钛合金斜流转子目前六十三页\总数六十八页\编于七点第四节强化金属充满模膛的措施一、常规措施(普通模锻件)(1)改变充填部位的斜度、圆角和形状尺寸，减少金属流入模膛时的阻力；(2)增大飞边桥口处的阻力；(3)增大设备工作速度，利用金属的流动惯性；(4)采用等温成形工艺等。目前六十四页\总数六十八页\编于七点二、强化措施(精密成形)普通模锻在模膛的“凹尖角”处常常不易充满，采用增大飞边阻力的办法，会引起模压力增大，容易造成模具损坏。甚至增大飞边阻力也达不到成形质量的要求。为此，应采取如下强化措施:目前六十五页\总数六十八页\编于七点1、采用分流原理成形精锻直齿轮时，要使齿部