《锻压成形工艺》PPT课件.ppt

1,材料成形工艺基础授课教案,任课教师: 李振纲,2,第七章 锻造成形工艺,概念：利用冲击力或压力使金属在上、下砥铁之间产生塑性变形，从而获得所需锻件的锻造方法。,一、特点及应用,7.1 自由锻,应用：单件、小批量生产；大型锻件的生产、修配；新产品的试制等。,特点： 不用专用模具，设备及工具简单，适应性强； 锻件尺寸精度低，加工余量大，形状简单； 自由锻是大型锻件的唯一锻造方法。,3,图7.1 自由锻示意图,图7.2 自由锻,4,二、自由锻的方法,1.手工自由锻：由人工使金属产生塑性变形。 2.机器自由锻：由机器设备使金属产生塑性变形。 锻锤自由锻：利用冲击力使坯料产生变形。 常用设备：空气锤，小型锻件150公斤以下； 蒸汽空气锤，中型锻件小于1500公斤。 吨位表示方法：落下部分的重量。, 液压机自由锻：利用静压力使坯料变形。 常用设备：水压机，适用于大型锻件。 吨位表示方法：工作液体产生的压力。,5,图7.3 空气锤,6,图7.4 万吨水压机,7,图7.5 工作中的水压机,8,三、自由锻工序,1.基本工序：用来改变坯料的形状和尺寸的工序。 包括：镦粗、拔长、冲孔、弯曲、扭转、错移等。,3.修整工序：用来减少锻件表面缺陷的工序。 包括：校正、滚圆、平整等。,2.辅助工序：为基本工序操作方便而进行的预变形 工序。 包括：压钳把、压肩等。,9,镦粗是使坯料高度减小，横截面积增大的工序。适用于齿轮坯、圆盘形类锻件的生产。,拔长是使坯料横截面积减小，长度增加的工序。适用于轴类、杆类锻件的生产。,为达到规定的锻造比和改变金属内部组织结构，拔长常与镦粗交替反复使用。,图7.6 镦粗,图7.7 拔长,为方便下料和避免镦弯，高度和直径之比应小于2.5。,10,冲孔是在坯料上冲出通孔或盲孔的工序。对圆环类锻件，冲孔后还应进行扩孔工作。,弯曲是使坯料产生所需角度和外形的工序。,扭转是使坯料的一部分相对于另一部分绕其轴线旋转一定角度的工序。,图7.10 扭转,图7.8 冲孔,图7.9 弯曲,11,错移是使坯料的一部分相对于另一部分平移错开，但仍保持轴心平行的工序。它是生产曲拐或曲轴类锻件所必须的工序。,图7.11 错移,实际生产中最常用的是镦粗、拔长、冲孔三个基本工序。,12,辅助工序 指进行基本工序之前的预变形工序。如压肩、压钳口等。,图7.12 压肩,压钳口,阶梯轴,13,图7.13 滚圆,修整工序 指在完成基本工序之后，用以提高锻件尺寸及位置精度的工序。如校正、滚圆、平整等。,14,自由锻锻件分类及锻造工序,15,图7.14 齿轮锻件图,自由锻工序实例,16,此齿轮自由锻工序为镦粗、垫环局部镦粗、冲孔、扩孔、修整等，其工艺过程下图所示。,c)垫环局部镦粗,图7.15 齿轮锻造工艺过程,d)冲孔,e)冲子扩孔,17,四、自由锻工艺的制定,自由锻,自由锻工艺规程,1、绘制锻件图,零件图,锻件图：在零件图的基础上，考虑敷料、加工余量 、锻造公差等因素后绘制的工艺图。,18,自由锻工艺的制定,增加敷料,自由锻,自由锻工艺规程,1、绘制锻件图,19,自由锻工艺的制定,锻件余量,自由锻,自由锻工艺规程,1、绘制锻件图,20,锻件公差,自由锻工艺的制定,自由锻,自由锻工艺规程,1、绘制锻件图,21,自由锻,自由锻工艺规程,2、坯料质量及尺寸计算,重量：G坯料=G锻件+G烧损+G料头,尺寸：根据坯料重量和锻造比确定。 例如： 铸锭作坯料拔长：Y拔长=F0/F2.53 轧制型材作坯料 ：Y拔长=F0/F1.31.5,镦粗规则：为方便下料操作和避免镦弯，坯料的高径比必须满足： 1.25H坯料D坯料2.5,自由锻工艺的制定,22,自由锻,自由锻工艺规程,3、选择锻造工序,盘类件:镦粗（拔长、镦粗）、冲孔,轴类件:拔长（镦粗、拔长）、切肩、锻台阶,筒类件:镦粗（拔长、镦粗）、冲孔、芯轴上拔长,环类件:镦粗（拔长、镦粗）、冲孔、芯轴上扩孔,弯曲类件:拔长（镦粗、拔长）、弯曲,曲轴类件:拔长（镦粗、拔长）、错移、锻台阶、扭转,自由锻工艺的制定,23,自由锻,自由锻工艺规程,4、确定始锻和终锻温度,利用Fe-C合金相图确定,始锻温度一般在固相线以下150,终锻温度一般在800左右,自由锻工艺的制定,24,7.2 模 锻,1. 模锻是使金属坯料在冲击力或压力作用下，在锻模 模膛内变形从而获得锻件的压力加工方法。,图7.16 典 型 模 锻 件,25,2.模锻的特点及应用,应用：适合于中小型锻件的大批量生产。,特点：, 可以锻造形状较复杂的锻件；, 劳动强度低，生产率较高；, 操作简单，易于实现机械化和自动化。, 锻件的尺寸和精度比较高，加工余量较小，材 料利用率高；,26,图7.17 蒸汽空气锤,锤上模锻,锤上模锻所用设备为蒸汽空气锤和高速锤等，由它产生的冲击力使金属变形。,模锻锤的吨位（落下部分的重量）为l16t 。,3.常用的模锻方法 模锻按使用的设备不同分为：锤上模锻、压力机上模锻、胎模锻等。,27,锤上模锻,锻模结构,、楔铁 分模面 模膛 楔铁,图7.18 锤模结构示意图,锤头 上模 飞边槽 下模 模垫,4.锻模模膛,28,锤上模锻,锻模结构,图7.19 模膛示意图,29,锤上模锻,锻模结构,模 膛,模锻模膛,制坯模膛,拔长模膛,终锻模膛,预锻模膛,滚压模膛,弯曲模膛,切断模膛,30,锤上模锻,锻模结构,终锻模膛,1-飞边槽；2分模面；3冲孔连皮；4模锻件,31,锤上模锻,锻模结构,预锻模膛,预锻模膛与终锻模膛的区别是前者的圆角和斜度较大，没有飞边槽。,32,锤上模锻,锻模结构,拔长模膛,开 式 闭 式,33,锤上模锻,锻模结构,滚压模膛,开 式 闭 式,34,锻模结构,弯曲模膛,锤上模锻,35,锤上模锻,锻模结构,切断模膛,36,弯曲连杆多膛锻模,37,锤上模锻,模锻工艺设计,一. 绘制模锻件图,1.选择分模面,要保证模锻件能从模膛中取出,使上下模沿分模面的模膛轮廓一致,分模面应选在使模膛深度最浅处,分模面应使零件上所加的敷料最少,x,x,x,最好使分模面为一平面，上下锻模的模膛深度一致,7.3 锻上模锻工艺设计,38,2. 确定加工余量、尺寸公差 余量：14mm 公差：,锤上模锻,模锻工艺设计,一. 绘制模锻件图,39,3. 标注模锻斜度,锤上模锻,模锻工艺设计,一. 绘制模锻件图,40,4. 标注模锻圆角半径,锤上模锻,模锻工艺设计,一. 绘制模锻件图,41,5. 留出冲孔连皮 d25mm，一般不锻出； d25mm，锻出但要留出冲孔连皮。,锤上模锻,模锻工艺设计,一. 绘制模锻件图,冲孔连皮,42,齿轮坯锻件图,43,例,锤上模锻,模锻工艺设计,绘制模锻件图,44,例,锤上模锻,模锻工艺设计,绘制模锻件图,分模面,45,例,锤上模锻,模锻工艺设计,绘制模锻件图,余 量,46,例,锤上模锻,模锻工艺设计,绘制模锻件图,模锻斜度,47,例,锤上模锻,模锻工艺设计,绘制模锻件图,圆 角,48,模锻工艺设计,二.确定模锻工步,长轴类模锻件,拔长、滚压、弯曲、预锻、终锻等,锤上模锻,49,盘类模锻件,镦粗、预锻、终锻,模锻工艺规程,锤上模锻,二.确定模锻工步,50,压力机上模锻,摩擦压力机上模锻,7.4 压力机上模锻,51,压力机上模锻,摩擦压力机上模锻,特点： 行程不固定 滑块速度较慢，适用于塑性稍差的合金材料 设备有顶料装置，可采用组合模具 偏心承载能力差，适用于单膛模锻,应用：适合于中小型锻件的小批或中批生产，如铆钉、螺钉、螺母、配汽阀、齿轮、三通阀等。,52,曲柄压力机传动原理示意,压力机上模锻,曲柄压力机上模锻,53,压力机上模锻,曲柄压力机上模锻,特点： 滑块行程固定 采用组合模 有导向、顶杆装置 可以一次成形 适用于大批量生产,54,特点： 扩大了模锻的范围，可以锻出锤上模锻和曲柄压力机上模锻无法锻出的锻件，模锻工步主要以局部镦粗为主，也可以进行切飞边、切断和弯曲等工步。 锻件尺寸精确，表面粗糙度值小，生产率高。 节省金属，材料利用率高。 对非回转体及中心不对称的锻件较难锻造。 应用：适用于带凹挡、凹孔通孔等回