机械制造技术第04次课-第二章

前次课回顾 第二章 塑性成形 第一节 塑性成形基础 第二节 自由锻 1、 金属塑性变形的实质 2、 塑性变形后金属的组织和性能 3、 锻造比 4、 金属的锻造性能 1、 自由锻工序 2、 自由锻工艺规程的制订 第五节 铸件结构设计 1、考虑 砂型铸造工艺的 铸件结构 2、考虑合金铸造性能的 铸件结构 塑性成形及其种类 本次课内容 第三节 模 锻 1、 模锻的特点与应用 2、 锤上模锻 锤上模锻的特点 模锻设备 锻模结构 模锻工艺规程的制订 第二节 自由锻 2、自由 锻工艺规程的制订 二、自由锻工艺规程的制订 第二节 自由锻 1) 加工余量： 查手册。 2) 锻件公差 锻件公差是锻件名义尺寸的允许变动量。 （ 1/31/4）余量 锻件公差根据锻件尺寸、形状、生产条件来确定。 3) 敷料或锻造余块 为了简化锻件形状、便于锻造而增加的一部分金属。 4) 绘制锻件图 用双点划线画出零件的主要轮廓形状，零件的名义尺寸加括号后标注在尺寸线下面或后面。 锻件的名义尺寸、公差标注在尺寸线上面。 检验试样的形状与尺寸等特殊要求。 1、绘制锻件图 零件图 锻件图 二、自由锻工艺规程的制订 第二节 自由锻 1) 坯料质量的计算 = （ + + ）（ 1 + ） 毛坯质量。 锻件质量，按锻件的名义尺寸计算。 冲孔时去掉的芯料质量，见表 2 拔长时端部不整而切下的料头量。见表 2 加热时烧损率，见表 2 2、计算坯料的质量和尺寸 （一次烧损率） 实心冲子冲孔： （ 心冲子冲孔： （ 环 冲 孔： 形截面： =（ 形截面： （ 炉： 3% 煤 气 炉： 电 阻 炉： 高频加热炉： 室式煤炉： 备注： d 冲孔直径； 坯料高度； 锻件材料的密度； B、 H、 D 分别为切出部位的截面宽度、高度、直径。 二、自由锻工艺规程的制订 第二节 自由锻 2) 坯料尺寸的确定 (1)坯料尺寸与第一道工序有关 (2)当第一道工序为 镦粗 时，坯料的高径比应在 圆坯料直径： （ 1/3 方坯料边长： （ 1/3 (3)当第一道工序为 拔长 时，锻造比 应为 ( 圆坯料直径： 1/2； 锻件的最大截面积 方坯料边长： （ 1/2 (4)查标准，找出与初步计算值相近的直径或边长的坯料。 2、计算坯料的质量和尺寸 二、自由锻工艺规程的制订 第二节 自由锻 1) 工序应根据工序特点和锻件形状与尺寸来确定。 2) 一般锻件可大致分为 6类，各类工序见表 2 3、确定锻造工序 表 2锻件分类及相应锻造工序 序号 类别 图例 锻造工序 实例 1 饼块类 镦粗、冲孔 圆盘 齿轮 模块 锤头 等 二、自由锻工艺规程的制订 第二节 自由锻 1) 工序应根据工序特点和锻件形状与尺寸来确定。 2) 一般锻件可大致分为 6类，各类工序见表 2 3、确定锻造工序 表 2锻件分类及相应锻造工序 序号 类别 图例 锻造工序 实例 2 轴杆类 拔长 切肩 锻台阶 主轴 传动轴 连杆 等 二、自由锻工艺规程的制订 第二节 自由锻 1) 工序应根据工序特点和锻件形状与尺寸来确定。 2) 一般锻件可大致分为 6类，各类工序见表 2 3、确定锻造工序 表 2锻件分类及相应锻造工序 序号 类别 图例 锻造工序 实例 3 空心类 镦粗 冲孔 扩孔 心轴拔长 空心轴 圆筒 齿圈 圆环 法兰 等 二、自由锻工艺规程的制订 第二节 自由锻 1) 工序应根据工序特点和锻件形状与尺寸来确定。 2) 一般锻件可大致分为 6类，各类工序见表 2 3、确定锻造工序 表 2锻件分类及相应锻造工序 序号 类别 图例 锻造工序 实例 4 曲轴类 拔长 错移 锻台阶 扭转 曲轴 偏心轴 等 二、自由锻工艺规程的制订 第二节 自由锻 1) 工序应根据工序特点和锻件形状与尺寸来确定。 2) 一般锻件可大致分为 6类，各类工序见表 2 3、确定锻造工序 表 2锻件分类及相应锻造工序 序号 类别 图例 锻造工序 实例 5 弯曲类 拔长 弯曲 吊钩 弯杆 轴瓦盖 等 二、自由锻工艺规程的制订 第二节 自由锻 1) 工序应根据工序特点和锻件形状与尺寸来确定。 2) 一般锻件可大致分为 6类，各类工序见表 2 3、确定锻造工序 表 2锻件分类及相应锻造工序 序号 类别 图例 锻造工序 实例 6 复杂类 前面工序 的组合 阀杆 叉杆 十字轴 等 二、自由锻工艺规程的制订 第二节 自由锻 典型自由锻件的锻造工艺卡 4、工艺规程设计 工艺规程内容 除上述三项条件外，还包括：锻造设备、工夹具、加热设备、锻造温度范围、加热火次、冷却规范、锻件的后续处理等内容。 锻件名称 阶 梯 轴 工艺类别 自 由 锻 材 料 45 锻造设备 150加热火次 2 锻造温度范围 1200 800 锻 件 图 坯 料 图 锻65二、自由锻工艺规程的制订 第二节 自由锻 典型自由锻件的锻造工艺卡 4、工艺规程设计 工艺规程内容 除上述三项条件外，还包括：锻造设备、工夹具、加热设备、锻造温度范围、加热火次、冷却规范、铸件的后续处理等内容。 序号 工序名称 工序简图 使用工具 备注 1 拔长 火钳 整体拔长至 49 2 压肩 火钳 压肩摔子 边轻打 边旋转锻件 3 拔长一端 将压肩一端拔长至直径略大于 37 摔圆 火钳 摔圆摔子 将拔长部分摔圆至37 2 压肩 火钳 压肩摔子 中段留 42一端压肩序号 工序名称 工序简图 使用工具 备注6 拔长 火钳 将压肩另一端直径拔长至 略大于 32 摔圆 火钳 摔圆摔子 将拔长部分摔圆至 32 2 修整 火钳 卡钳 钢板尺 修整轴向弯曲、检查各部尺寸 第三节 模锻 一、模锻的特点与应用 模锻： 金属坯料在具有一定形状锻模模膛内受冲击力或压力而变形的加工方法。 分类： 锤上模锻 胎模锻 压力机上模锻 加工精度高，表面粗糙度低，机加工余量小，材料利用率高； 生产效率高； 可锻造比较复杂的锻件。 流线可提高锻件的寿命。 1、模锻的特点 2、应用 模具生产周期长，费用高，只适合于 中、小型 锻件（质量小于 150 大批量生产。 第三节 模锻 二、锤上模锻 可实现多种工步。锤头行程和速度都可以调节。 金属充填模膛能力强。 生产率高。打击次数达100次 /分钟。 1、锤上模锻的特点 2、锤上模锻设备 蒸汽锤 上、下锻模分别紧固在锤头与砧座上，将加热透的金属坯料放入下模膛中，利用上模向下的冲击作用，迫使金属在模膛内塑性流动，从而获得与模膛形状一致的锻件。 锻锤吨位（ t） 3 5 7 /10 13 锻件质量 （ 5 5 12 12 25 25 40 40 100 100 150 1 锤头；2 楔铁；3 上模；4 下模； 5 模座；6 砧铁；8 坯料； 第三节 模锻 二、锤上模锻 1)锻模结构： 2)模膛类型： (1)制坯模膛 镦粗台 拔长模膛 滚压模膛 弯曲模膛 (2)模锻模膛 预锻模膛 终锻模膛 (3)切断模膛 3、锻模结构 1 锤头； 2 楔铁； 3 上模； 4 下模； 5 模座； 6 砧铁； 7 坯料； 8 坯料； 9 带飞边和连皮的锻件； 10 飞边和连皮； 11 锻件 第三节 模锻 二、锤上模锻 3、锻模结构 减少坯料高度，增大横截面积，兼有去除氧化皮的作用。 设在锻模的一角，所占面积略大于坯料镦粗尺寸 镦 粗 台 制 坯 模 膛 作用 特 点 简 图 模膛类型 用于减小坯料某处横截面而增加其长度。 模的边缘。 操作时，坯料边送进边翻转拔 长 模 膛 制 坯模膛 特 点简 图使坯料弯曲成一定形状，一定角度。 弯曲后的坯料需 翻转90再放入模锻模膛成形。 弯曲模膛制坯模膛特 点简 图减小坯料某部分的横截面积以增大另一部分的横截面积 操作时，坯料边受压边转动，不作轴向送进。 滚压模膛制坯模膛特 点简 图适于截面面积相差较大的锻件 接近锻件的形状和尺寸，提高金属在终锻时的充填能力。 1比终锻模膛高度略大，宽度略小，容积略大， 不带飞边槽 。 2 有较大的圆角过渡和模锻斜度 预 锻 模 膛 使锻件最终成形。 1模膛尺寸根据锻件图确定，并放大一收缩量 。2模膛带有飞边槽 。 终 锻 模 膛 模锻模膛作用 特 点 简 图当一块坯料锻造两个或多个锻件时，从坯料上切下已锻好的锻件或切掉钳口。 模膛位于锻模的边角上，有刃口。 切 断 模 膛 作用 特 点 简 图 模膛类型 第三节 模锻 二、锤上模锻 4、模锻工艺规程的制订 模锻生产工艺规程所包含的内容：设计锻件图、计算坯料尺寸、确定模锻工步、选择锻造设备、设计锻模、安排修整工序等。 1）绘制锻件图 (1)确定分模面 分模面一般选在模锻件 最大尺寸的截面上 。 避免错模。应使上、下模沿分模面的 模膛轮廓一致 。 尽可能使上、下模的 模膛深度 最浅，且大致相等。 选定的分模面应使零件上所加的敷料最少 。 简化锻模结构。分模面应尽可能采用平面 。 对 锻造流线 有要求的锻件，应尽可能沿锻件截面外形分模。 第三节 模锻 二、锤上模锻 4、模锻工艺规程的制订 1）绘制锻件图 (2)确定机加工余量和公差 按锻锤吨位大小、锻件形状和尺寸大小来确定。 加工余量一般在 14公差一般在 锻锤吨位 (t) 锻件 机加工余量 ( 锻 件 公 差 ( 高度方向 水平方向 高度方向 水平方向 1 自由公差选定 2 0 件尺寸 6 6 18 18 50 50 120 120 260 260 500 500 800 自由公差 三节 模锻 二、锤上模锻 4、模锻工艺规程的制订 1）绘制锻件图 (3) 模锻斜度 锤上模锻斜度一般为 5 15 。其大小 与模膛深度和宽度有关。 内壁（锻件冷却时锻件与模型夹紧的表面）斜度（ ）比外壁斜度（ ）一般大 2 5 。 (4) 模锻圆角 外圆角半径 =加工余量 +零件半径 内圆角半径 R = (23) 钢外圆角半径 钢 =(2)三节 模锻 二、锤上模锻 4、模锻工艺规程的制订 1）绘制锻件图 (5)冲孔连皮 孔径 大于 25 孔径 小于 25 作用：防止上下模具接触。 (6)飞边 在终锻模膛边缘加工出飞边槽，容纳多余金属并形成飞边。 作用：弥补坯料尺寸误差。 第三节 模锻 二、锤上模锻 4、模锻工艺规程的制订 1）绘制锻件图 在综合考虑并确定上述因素后，绘制锻件图。 第三节 模锻 二、锤上模锻 4、模锻工艺规程的制订 2) 确定模锻工步： 根据锻件形状、尺寸及工序特点来确定 盘类 图 例 主要工步 镦粗 （预锻） 终锻。 直轴类 图 例 主要工步 拔长 滚压（预锻） 终锻。 弯轴类 图例拔长 滚压 弯曲（预锻） 终锻。 叉类 图例拔长 滚压 预锻 终锻。 枝芽类 图例 成形（预锻） 第三节 模锻 二、锤上模锻 4、模锻工艺规程的制订 3) 修整工序 (1)切边和冲连皮 A. 去除飞边和冲孔连皮。 B. 热切、热冲：利用锻件余热即刻切、冲。力小，易变形 C. 冷切、冷冲：常温下切、冲。力大，变形小，精度高 D. 大量生产时，切边和冲连皮可在连续模 /复合模上进行 第三节 模锻 二、锤上模锻 4、模锻工艺规程的制订 3) 修整工序 (2)热处理：退火或正火，以消除过热组织和加工硬化组织。 (3)表面