第八章精密模锻PPT课件

1、 第八章第八章 精密模锻精密模锻2021-10-301第八章第八章 精密模锻精密模锻n精密模锻简介精密模锻简介n第一节：精密模锻的特点及应用第一节：精密模锻的特点及应用n第二节：锻件精度问题分析第二节：锻件精度问题分析n第三节：精密模锻成型方法第三节：精密模锻成型方法n第四节：强化金属充满模膛的措施第四节：强化金属充满模膛的措施 第八章第八章 精密模锻精密模锻2021-10-302精密模锻简介精密模锻简介定义：定义：锻件精度高，锻件精度高，不需和只需少量不需和只需少量切削加工切削加工就能满足工艺要求的锻造工就能满足工艺要求的锻造工艺。艺。 第八章第八章 精密模锻精密模锻3p精锻成形技术精锻成形

2、技术即即近净成形技术近净成形技术，是指零件，是指零件成形后，仅需要少量加工或不再加工，就成形后，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，即可以用作机械构件的成形技术，即制造接制造接近零件形状的工件毛坯近零件形状的工件毛坯。p较传统成形技术减少了后续的切削量，减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，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。提高产品的市场竞争能力。 第八章第八章 精密模锻精密模锻4p主要应用主要应用（1 1）生产）生产精化毛坯精化毛坯，将精密

3、模锻件精加，将精密模锻件精加工得到成品零件。工得到成品零件。（2 2）生产）生产精密模锻零件精密模锻零件，精锻成形零件，精锻成形零件的主要部分，省去切削加工，而零件的的主要部分，省去切削加工，而零件的某些部分仍需进行少量切削加工。某些部分仍需进行少量切削加工。 第八章第八章 精密模锻精密模锻5 第八章第八章 精密模锻精密模锻6 第八章第八章 精密模锻精密模锻7 第八章第八章 精密模锻精密模锻8 第八章第八章 精密模锻精密模锻9 第八章第八章 精密模锻精密模锻10 第八章第八章 精密模锻精密模锻11 第八章第八章 精密模锻精密模锻12 第八章第八章 精密模锻精密模锻13汽车轴产品 第八章第八章

4、精密模锻精密模锻14气动扳手产品气动扳手产品 第八章第八章 精密模锻精密模锻15 第八章第八章 精密模锻精密模锻16 第八章第八章 精密模锻精密模锻17汽车齿轮产品 第八章第八章 精密模锻精密模锻18 第八章第八章 精密模锻精密模锻19奔驰齿轮 第八章第八章 精密模锻精密模锻20 第八章第八章 精密模锻精密模锻21 第八章第八章 精密模锻精密模锻22p精锻的发展精锻的发展 精锻技术已走过了五六十年的发展，精锻技术已走过了五六十年的发展，大量优质、高效、节能、省力的精锻技术大量优质、高效、节能、省力的精锻技术相继出现，相继出现，热精锻、温精锻、冷精锻、冷热精锻、温精锻、冷精锻、冷温复合成形、复动

5、锻造、精密辊锻温复合成形、复动锻造、精密辊锻- -模锻复模锻复合成形合成形等精锻技术得到迅速发展，在国外等精锻技术得到迅速发展，在国外越来越多地应用于生产越来越多地应用于生产汽车变速器汽车变速器、发动发动机齿轮机齿轮，在汽车工业中得到广泛应用。，在汽车工业中得到广泛应用。 第八章第八章 精密模锻精密模锻23p精密锻造技术主要的精密锻造技术主要的发展方向发展方向：（1 1）锻造过程的计算机模拟技术；）锻造过程的计算机模拟技术；（2 2）锻造工艺过程向着自动化、柔性）锻造工艺过程向着自动化、柔性化方向发展；化方向发展；（3 3）绿色锻造成形技术。）绿色锻造成形技术。 第八章第八章 精密模锻精密模锻

6、24p是一种是一种少无切削加工新技术少无切削加工新技术。p与普通模锻相比有如下与普通模锻相比有如下优点优点: : 尺寸精度高，表面质量好尺寸精度高，表面质量好； 机械机械加工余量少加工余量少、可取消或部分、可取消或部分取消切削加工工序，提高材料利用率；取消切削加工工序，提高材料利用率； 金属流线金属流线( (纤维纤维) )沿零件轮廓合理沿零件轮廓合理分布分布，可提高零件的承载能力。，可提高零件的承载能力。 第八章第八章 精密模锻精密模锻25第一节第一节 精密模锻的特点及应用精密模锻的特点及应用一、精密模锻件特点一、精密模锻件特点1 1、精锻件可接近零件形状、精锻件可接近零件形状p普通模锻件可以

7、通过增加普通模锻件可以通过增加余块来简化形状；余块来简化形状；p精锻件的形状比普通模锻精锻件的形状比普通模锻件复杂，可接近于零件的件复杂，可接近于零件的形状。形状。 第八章第八章 精密模锻精密模锻262 2、精锻件壁厚、筋宽比普通模锻件小、精锻件壁厚、筋宽比普通模锻件小p普通模锻件筋的普通模锻件筋的最大高宽比为最大高宽比为6:16:1；p一般精密成形件筋的一般精密成形件筋的最大高宽比为最大高宽比为15: 115: 1。3.3.精锻件尺寸精度和表面质量比普通模精锻件尺寸精度和表面质量比普通模锻件高锻件高p精锻件一般精锻件一般不留加工余量不留加工余量或或少留加工少留加工余量余量。 第八章第八章 精

8、密模锻精密模锻27 第八章第八章 精密模锻精密模锻28二、精密模锻应用二、精密模锻应用1 1、精化坯料、精化坯料p用精锻工序代替用精锻工序代替粗切削加工工序粗切削加工工序，将精锻件，将精锻件直接进行精切削加工直接进行精切削加工而而得到成品零件。得到成品零件。 第八章第八章 精密模锻精密模锻292 2、精锻零件、精锻零件p一般用于精密成一般用于精密成形零件上难切削加形零件上难切削加工的部位；工的部位；p其它部位仍需进其它部位仍需进行少量切削加工。行少量切削加工。 第八章第八章 精密模锻精密模锻30三、拟定精密模锻工艺应注意的问题三、拟定精密模锻工艺应注意的问题(1)(1)精锻件图设计精锻件图设计

9、p只确保主要部位尺寸精确；只确保主要部位尺寸精确；p其余部位尺寸精度可低些。其余部位尺寸精度可低些。 第八章第八章 精密模锻精密模锻31 (2)(2)为保证成形质量，减小变形力和提为保证成形质量，减小变形力和提高模具寿命，应恰当的选用高模具寿命，应恰当的选用精锻成形精锻成形工序工序。例如：例如：轴承套圈轴承套圈在一般扩孔在一般扩孔机上进行开式辗扩时：机上进行开式辗扩时：p径向尺寸径向尺寸很难准确控制椭圆度很难准确控制椭圆度。p当辗扩后当辗扩后增加一道精整工序增加一道精整工序，尺寸，尺寸精度和形位精度均可大幅度提高。精度和形位精度均可大幅度提高。 第八章第八章 精密模锻精密模锻32(3)(3)精

10、锻前坯料的表面质量应严格精锻前坯料的表面质量应严格控制控制( (如氧化、脱碳、表面粗糙如氧化、脱碳、表面粗糙度等度等) )。(4)(4)应选用精度高、刚度大的锻压应选用精度高、刚度大的锻压设备和精度高的模具。设备和精度高的模具。 第八章第八章 精密模锻精密模锻33(5)(5)精密模锻中精密模锻中采用润滑措施采用润滑措施可有效地降可有效地降低变形抗力，提高锻件精度和模具使用低变形抗力，提高锻件精度和模具使用寿命。寿命。(6)(6)在高温和中温精密模锻时，在高温和中温精密模锻时，应对模具应对模具和坯料温度进行测控和坯料温度进行测控，防止尺寸误差。，防止尺寸误差。 第八章第八章 精密模锻精密模锻34

11、第二节第二节 锻件精度问题分析锻件精度问题分析p锻件的精度与锻件的精度与坯料体积的偏差坯料体积的偏差、模具和、模具和锻件的锻件的弹性变形弹性变形、模膛的尺寸精度和磨模膛的尺寸精度和磨损损、模具和锻件的、模具和锻件的热胀冷缩热胀冷缩、锻件的形锻件的形状与尺寸状与尺寸、模具设计模具设计和模具和模具加工精度加工精度、设备精度设备精度等有关。等有关。p正确分析这些因素的影响并采取有效的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。解决措施是保证锻件精度的重要环节。 第八章第八章 精密模锻精密模锻35一、坯料体积的偏差对一、坯料体积的偏差对精锻件尺寸精度的影响精锻件尺寸精度的影响

12、(1)(1)当模膛的水平尺寸不当模膛的水平尺寸不变且不产生毛刺时变且不产生毛刺时p坯料体积的偏差将引起锻坯料体积的偏差将引起锻件高度尺寸的变化。件高度尺寸的变化。 第八章第八章 精密模锻精密模锻36（2 2）坯料体积偏差的影响因素）坯料体积偏差的影响因素 下料不准确下料不准确; ;p普通下料坯料的重量偏差约为普通下料坯料的重量偏差约为3 35%5%或或更大。更大。p目前精密下料偏差可控制在目前精密下料偏差可控制在1%1%以内以内; ; 坯料加热时，各个坯料烧损的程度坯料加热时，各个坯料烧损的程度不一样。不一样。p要提高锻件精度，首先要提高要提高锻件精度，首先要提高下料精下料精度度和改善和改善加

13、热质量加热质量。 第八章第八章 精密模锻精密模锻37二、模膛的尺寸精度和磨损的影响二、模膛的尺寸精度和磨损的影响p采用闭式模锻：采用闭式模锻： (1) (1)模膛磨损将引起锻件模膛磨损将引起锻件水水平方向尺寸平方向尺寸l l（d d）增大）增大。p故模具设计时，锻件故模具设计时，锻件水平水平方向尺寸应取最小值方向尺寸应取最小值； 第八章第八章 精密模锻精密模锻38 (2)(2)当模膛磨损、坯料体积不变，且不产当模膛磨损、坯料体积不变，且不产生飞边，若锻件完全充满型腔，其高度生飞边，若锻件完全充满型腔，其高度尺寸尺寸h h将减小。将减小。p在模具设计时，在模具设计时，锻件高度方向尺寸应取锻件高度

14、方向尺寸应取最大值。最大值。 第八章第八章 精密模锻精密模锻39三、模具和坯料的热胀冷缩对精锻三、模具和坯料的热胀冷缩对精锻件的影响件的影响p模具温度模具温度和和终锻温度终锻温度的波动的波动锻件尺锻件尺寸改变寸改变模膛容积的变化。模膛容积的变化。(1)(1)提高提高模具温度模具温度会使锻件尺寸增大会使锻件尺寸增大; ;(2)(2)提高提高终锻温度终锻温度将使锻件尺寸减小。将使锻件尺寸减小。 第八章第八章 精密模锻精密模锻40四、模具和锻件的弹性变形对精度的影响四、模具和锻件的弹性变形对精度的影响p精密成形时，在成形设备压力作用下，精密成形时，在成形设备压力作用下，模具模具和坯料均产生弹性变形和

15、坯料均产生弹性变形。(1)(1)模锻时模锻时模膛受内压力作用产生弹性变形尺模膛受内压力作用产生弹性变形尺寸增大，锻件尺寸随其增大寸增大，锻件尺寸随其增大; ; (2)(2)坯料受压产生压缩弹性变形，当外力去除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后，向相反方向弹复也使锻件尺寸增大。p锻件尺寸增大数值锻件尺寸增大数值是模具和是模具和锻件的弹性变形形量的总和锻件的弹性变形形量的总和。 第八章第八章 精密模锻精密模锻41五，锻件的形状与尺寸对精度影响五，锻件的形状与尺寸对精度影响(1)(1)具有薄壁高筋的锻件具有薄壁高筋的锻件p模锻时常常不易充满。模锻时常常不易充满。

16、(2)(2)呈扭曲形状的汽转机叶片呈扭曲形状的汽转机叶片p模锻后锻件上各处的弹复量和冷收缩量均不模锻后锻件上各处的弹复量和冷收缩量均不一样。一样。 第八章第八章 精密模锻精密模锻42(3)(3)轴线弯曲的轴类锻件轴线弯曲的轴类锻件p模锻时由于模锻时由于分模面不在同一平面内分模面不在同一平面内，有时产生的有时产生的错移力较大错移力较大，即使采取平，即使采取平衡错移力的措施，也衡错移力的措施，也不能完全消除不能完全消除。 第八章第八章 精密模锻精密模锻43六、模膛和模具结构设计对精度的影响六、模膛和模具结构设计对精度的影响p模膛和模具结构设计对锻件的精度影响很大。模膛和模具结构设计对锻件的精度影响

17、很大。p模膛的设计精度、冷缩量和弹复量选择对锻件模膛的设计精度、冷缩量和弹复量选择对锻件精度均有影响。精度均有影响。p模具的导向精度和刚度等都会影响锻件的尺寸模具的导向精度和刚度等都会影响锻件的尺寸精度。精度。七、设备对精度的影响七、设备对精度的影响p设备的精度、刚度及其吨位大小对锻件尺寸精设备的精度、刚度及其吨位大小对锻件尺寸精度有一定影响。度有一定影响。 第八章第八章 精密模锻精密模锻44第三节第三节 精密模锻的成形方法精密模锻的成形方法p按按锻造温度锻造温度可分为：可分为： 热精密成形热精密成形 冷精密成形冷精密成形 温热精密成形温热精密成形 第八章第八章 精密模锻精密模锻45p按按成形

18、原理成形原理可分为：可分为： 闭式模锻、挤压、多向模锻闭式模锻、挤压、多向模锻、径向锻造、径向挤压、闭塞式、径向锻造、径向挤压、闭塞式锻造、精密银压、强力旋压、摆锻造、精密银压、强力旋压、摆动辗压、粉末锻造、等温锻造、动辗压、粉末锻造、等温锻造、超塑成形等。超塑成形等。 第八章第八章 精密模锻精密模锻46 第八章第八章 精密模锻精密模锻47 第八章第八章 精密模锻精密模锻48一、精密模锻中常用的成形方法一、精密模锻中常用的成形方法p 精密模锻中精密模锻中常用的成形方法常用的成形方法有：有： 闭式模锻闭式模锻 挤压挤压 闭塞式锻造闭塞式锻造 等温锻造等温锻造 体积精压等体积精压等 第八章第八章

19、精密模锻精密模锻49二、闭塞式锻造技术二、闭塞式锻造技术p是近年来迅速发展的精密塑性成形是近年来迅速发展的精密塑性成形新技术新技术。p成形过程：成形过程：使可分凹模闭合成一个封闭模膛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对闭合凹模施以足够的合模力用一个冲用一个冲头或多个冲头从一个方向或多个方向对模内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。坯料进行挤压成形。 第八章第八章 精密模锻精密模锻501 1、闭塞式锻造的优点、闭塞式锻造的优点(1)(1)生产效率高生产效率高，一次成形便可获得形状复杂，一次成形便可获得形状复杂的精锻件；的精锻件；(2)(2)坯料在成形过程中

20、处于坯料在成形过程中处于强烈的三向压应力强烈的三向压应力状态，适于成形低塑性材料；状态，适于成形低塑性材料；(3)(3)金属流线沿锻件外形连续分布金属流线沿锻件外形连续分布，锻件的力，锻件的力学性能好；学性能好；(4)(4)锻件的精度高锻件的精度高。 第八章第八章 精密模锻精密模锻512 2、闭塞式锻造使用条件、闭塞式锻造使用条件(1)(1)下料要求准确下料要求准确；(2)(2)必需采用必需采用少无氧化加热少无氧化加热；(3)(3)成形时应有成形时应有良好的润滑良好的润滑；(4)(4)要求在模膛内金要求在模膛内金属最后充满的部位属最后充满的部位设置仓部设置仓部，以容纳，以容纳模膛充满后的多余模

21、膛充满后的多余金属；金属； 第八章第八章 精密模锻精密模锻52(5)(5)模压设备吨位应足够模压设备吨位应足够p闭塞式锻造时，作用在模膛上的单位压力闭塞式锻造时，作用在模膛上的单位压力很高，所需的合模力很大，模压设备应有很高，所需的合模力很大，模压设备应有足够的吨位。足够的吨位。p采用等温成形可降低模压力和设备吨位。采用等温成形可降低模压力和设备吨位。 第八章第八章 精密模锻精密模锻533 3、闭塞式锻造的应用、闭塞式锻造的应用 第八章第八章 精密模锻精密模锻54 第八章第八章 精密模锻精密模锻55三、等温精密塑性成形技术三、等温精密塑性成形技术p等温精密塑性成形技术是近年来发展等温精密塑性成

22、形技术是近年来发展起来的一种金属塑性加工起来的一种金属塑性加工新工艺新工艺。p是将模具和坯料都加热到坯料的锻造是将模具和坯料都加热到坯料的锻造温度，并温度，并在整个变形过程中保持温度在整个变形过程中保持温度不变不变。 第八章第八章 精密模锻精密模锻561 1、等温锻造的应用、等温锻造的应用p等温锻造常用于航空、航天工业中等温锻造常用于航空、航天工业中钛合金、钛合金、铝合金、镁合金铝合金、镁合金零件的精密模锻。零件的精密模锻。p常规锻造时，上述金属材料的常规锻造时，上述金属材料的锻造温度范围锻造温度范围比较窄比较窄，尤其在锻造具有薄的腹板、高筋和，尤其在锻造具有薄的腹板、高筋和薄壁零件时，坯料的

23、温度很快地向模具散失薄壁零件时，坯料的温度很快地向模具散失，变形抗力迅速增加变形抗力迅速增加，塑性急剧降低不仅需，塑性急剧降低不仅需要大幅度地要大幅度地提高设备吨位提高设备吨位，也易造成，也易造成锻件和锻件和模具开裂模具开裂。 第八章第八章 精密模锻精密模锻57 根据生产实践，根据生产实践，薄壁高筋类、盘类、薄壁高筋类、盘类、梁类、框类梁类、框类等精锻件等精锻件很适用于等温锻造工很适用于等温锻造工艺生产艺生产。p普通模锻件筋的最大高宽比为普通模锻件筋的最大高宽比为6 6：1 1；p一般精密成形件筋的最大高宽比为一般精密成形件筋的最大高宽比为1515：1 1；p等温精锻时筋的最大高宽比达等温精锻

24、时筋的最大高宽比达2323：1 1 。 筋的最小宽度为筋的最小宽度为2.5 mm2.5 mm； 腹板厚度可达腹板厚度可达1.5-2.0mm1.5-2.0mm。 第八章第八章 精密模锻精密模锻582 2、等温锻造的特点、等温锻造的特点(1)(1)锻造时模具和锻造时模具和坯料要保持相同坯料要保持相同的的恒定温度恒定温度。 是是介于冷锻和热介于冷锻和热锻之间锻之间的一个中间的一个中间温度。温度。 第八章第八章 精密模锻精密模锻59(2)(2)变形速底很低变形速底很低p考虑到材料在等温锻造时具有一定的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，等温锻造粘性，即应变速率敏感性，等温锻造时的变

25、形速度应很低。时的变形速度应很低。(3)(3)采用电感应法或电阻法采用电感应法或电阻法加热模具加热模具。 第八章第八章 精密模锻精密模锻60(4)(4)桥口部分宽高比大桥口部分宽高比大p等温开式模锻时，由于桥口处坯料的等温开式模锻时，由于桥口处坯料的温度高，动阻力小，因此，桥口的宽高温度高，动阻力小，因此，桥口的宽高比比一般开式模锻大比比一般开式模锻大3 34 4倍。倍。(5)(5)可提高金属的塑性可提高金属的塑性，降低变形杭力，降低变形杭力，有利于锻造形状复杂的精密锻件。有利于锻造形状复杂的精密锻件。 第八章第八章 精密模锻精密模锻613 3、等温锻造提高锻件精度原因分析、等温锻造提高锻件精

26、度原因分析(1)(1)由于模锻金属变形抗力和模锻压力降低，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减小了模具系统的弹性变形；(2)(2)变形温度波动减小变形温度波动减小，锻件几何尺寸稳定；，锻件几何尺寸稳定；(3)(3)锻件内残余应力减小锻件内残余应力减小，使冷却和热处理变，使冷却和热处理变形减少，使锻件质量得到改善。形减少，使锻件质量得到改善。(4)(4)由于由于变形温度降低变形温度降低，并使用，并使用保护润滑涂层保护润滑涂层，可减小氧化与脱碳层的厚度，使锻件的表，可减小氧化与脱碳层的厚度，使锻件的表面质量得到改善。面质量得到改善。 第八章第八章 精密模锻精密模锻624 4、等温锻造的应用、等温锻造的应用(1)(1)直八直升机镁合金上机匣。直八直升机镁合金上机匣。 第八章第八章 精密模锻精密模锻63（2 2）钛合金斜流转子）钛合金斜流转子 第八章第八章 精密模锻精密模锻64第四节第四节 强化金属充满模膛的措施强化金属充满模膛的措施一、常规措施一、常规措施( (普通模锻件普通模锻件) ) (1) (1)改变充