锻造实习指导书

1、锻造实习指导书实习目的1、掌握锻造的基础知识。2、了解简单锻件的自由锻造过程。3、学习锻造设备工作的基本原理、使用方法和注意事项。7-顶出液压缸4、自行设计锻件，掌握模锻锻造的基本工序，加深对模锻的了解。 二、实习设备实习用63T、100T模锻液压机，63T模锻液压机的公称力为 630KN , 100T模锻液压机的公称力为 1000KN ,两种吨位的液压 机的结构相同，均为三梁四柱形式，如图1为液压机的简图。三梁 为上横梁、滑动横梁、底座，三个横梁通过四根立柱相连接。凸模与滑动横梁中的模座相连， 滑动横梁向下带动凸模向下运动。凹模固定在底座的下模座上。1-冲液筒2-上横梁3-上液压缸4-滑动横

2、梁5-立柱6-底座8-液压系统站9-电动机图1液压机简图操作设备时，首先接通电源，启动设备，根据设计锻件的情况，调节主液压缸的压力在合适的范围内。选择液压机手动、自动的工作方式。当采用手动时，点动按钮，滑动横梁可 以停在任意位置；采用自动方式时，可实现单次循环工作。出现任何问题时，可采用急停停止。下压：滑动横梁带动凸模具向下运动。电机带动高压油泵，将液压油经过液压系统推动到上液压缸缸中，滑动横梁与上液压缸相连，液压油推动上液压缸柱塞向下，带动滑动横梁向下运动，使得凸模压紧锻件。上升：滑动横梁到达下限位位置后，向上运动。上液压缸经过液压油的推动，上液压缸柱塞向上运动，带动滑动横梁向上运动，凸模脱

3、开凹模。顶出：顶出装置向上运动。液压油经液压系统流向顶出缸，顶出缸柱塞向上运动，带动顶出装置向上运动，将锻件顶出凹模。顶出回程：顶出装置向下运动。液压油推动顶出缸，顶出缸柱塞向下运动，顶出装置向下回程。单次循环：工作方式采用自动形式，按压控制面板向下按钮或者踩踏板后立即松开。 完如要实现成滑动横梁向下压运动、 上升运动、顶出装置顶出、顶出装置回程一次完整循环。下一循环，需要重新按向下按钮或者踩动踏板。三、实习内容利用模具使毛坯变形而获得锻件的锻造方法称为模锻。与自由锻相比，模锻具有锻件精度高、流线组织合理、力学性能高等优点，而且生产率高，金属消耗少，并能锻出自由锻难以成形的复杂锻件，如图2是曲

4、轴模锻件和航空模锻件。现代化大批量生产广泛采用模锻，但模锻需用锻造能力大的锻造设备和价格昂贵的模具，而且每种模具只能加工一种锻件，所以模锻不适合于单件、小批量生产。（a）曲轴模锻件（b）航空模锻件图2典型的模锻件（一）、模锻的分类按模具类型模锻可分为开式模锻和闭式模锻。1、开式模锻（有飞边的模锻）。两模具间间隙的方向与模具运动的方向相垂直，在模锻过程中间隙不断减小的模锻方式成为开式模锻，如图3所示，开式模锻中设有飞边槽， 因此开式模锻又叫有飞边模锻。图3开式模锻终锻模膛是模锻成形用的模膛，和热锻件图上锻件相应部分的形状、尺寸一致。模锻膛周围设有飞边槽，飞边槽由飞边桥部和飞边仓组成，如图2所示。

5、飞边桥是飞边槽和模膛紧密相联接的间隙面，多余金属越过该间隙面挤出而形成飞边，它可产生阻力使金属充满模膛，保证锻件尺寸精度；飞边仓是围绕着飞边桥外周的凹槽，用于容纳多余的金属材料；飞边槽在模锻时还可起到缓冲作用，减弱上下模具间的打击力，防止模具压塌和开裂。1）飞边槽形式开式模锻的模膛周边必须设计飞边槽，其形式和尺寸对锻件质量影响很大，常见的飞边槽有如下两种形式。形式I ： 一般多采用此种形式，如图 4所示。桥口设在上模，与坯料接触时间短，吸收热量少，因而升温少，能减轻桥部磨损或避免压塌。图4飞边槽形式I形式n：飞边槽形式n如图 5示，锻件的上模部分形状较复杂，切边时需翻转，采用此种形式可简化切边

6、凸模形状。当整个锻件模膛完全位于下模时，为简化锻模的制造，亦采用此形式。1 / / / / / / /图5飞边槽形式口飞边槽的设计，首先选择一种形式的飞边槽，然后通过吨位法确定飞边槽各个部位的尺寸。模锻实习过程中，锻件尺寸较小，简化锻件飞边槽，锻件飞边槽采用等高的形式，飞边 在上下模具对称分布，如图6所示。选为1520mm,飞边高度46mm。图6简化的飞边槽形式2、闭式模锻（无飞边模锻）。两模间间隙的方向与模具运动方向相平行，如图 7示。在 模锻过程中间隙大小不变化的模锻方式称为闭式模锻。 闭式模锻时不设置飞边槽，所以也叫 无飞边模锻。（二）、绘制模锻锻件图1、分模面的选择，上下模具或凸凹模具

7、的分界面称 为分模面，分模面可以是平面的， 也可以是曲面的。 选择 分模面的基本原则是：应该选在锻件具有最大水平投影尺 寸的位置上，最好为锻件中部的一个平面， 上下模膛深度 最浅且尽可能基本一致， 这样可使上下模膛具有相同的轮 廓，易于发现上下模的错移， 金属容易充满模膛， 便于取 出锻件，并有利于锻模的制造，如图8锻件分模面的选择。图8分模面选择2、加工余量、模锻公差和工艺余块，模锻件的加工余量和公差比自由锻件小得多，其 数值根据锻件大小、形状和精度等级有所不同，设计锻件的公差和余量在下表中选取。表1公差余量大小10.512mm510mm3、模锻斜度，为了使锻件易于从模膛中取出，锻件与模膛侧

8、壁接触部分需带一定斜度。图9模锻斜度4、圆角半径，模锻件上所有两平面的交角处均需做成圆角，如图 圆角，其作用是锻造时易于金属充满模膛，便于取模，保证锻件质量;应力集中，减缓模具外圆角处的磨损，提高模具寿命。模锻件圆角半径10所示R即为模锻避免锻模凹角处产生r 取 16mm 。图10模锻圆角锻件上这一斜度称为模锻斜度，如图9所示“即为模锻斜度角。模锻斜度不包括在加工余量 内，一般、取5°、7°、10°、12°等标准值。综上所述，根据零件图，确定模锻件图形状和尺寸，选择飞边槽形式，确定飞边槽尺寸。利用三维软件 CAXA2015制造工程师绘制模锻件和飞边，然后

9、利用分模操作，得出上下模 具。（三）、模锻工序任何一种锻件投入生产之前，首先必须根据产品零件的形状尺寸、性能要求、生产批量和具备的生产条件，确定模锻工艺方案，制定模锻生产的全部工艺过程模锻实习的主要工艺 流程为下料、加热、模锻。1、下料（制坯）。制坯的作用是制出坯料的形状，合理分配坯料的体积，以适应锻件横 截面形状和尺寸的要求，使得坯料在模锻成型的过程中，模具型腔能较好的填充。实习制坯工步在铸造车间完成，铸造出所需形状的坯料。根据体积不变的条件， 确定坯料尺寸。丫坯=丫锻+（0.30.7） V飞，在锻件图三维造型完毕， 可以通过工具一查询一实体属性操作，获得锻件的体积以及飞边的体积。锻件以锻粗

10、方式进行成形时，坯料高度 Ho与直径Do之比应在1.52.5范围内。据此关系：圆坯料的直径为 Do=（O.870.93）V坯方坯料边长Ao=（O.77O.82） 3：V坯根据坯料的体积V坯和选定的标准直径 Do或边长Ao,即可算出坯料的高度 Ho。圆坯料的高度1Vo方坯料的高度Ho V坯2Ao2、加热。金属坯料锻前加热的目的是：提高金属塑性，降低变形抗力，即增加金属的可锻性，从而使金属易于流动成型。坯料采用熔融状态的铅铸造成一定形状的坯料，铅在常温下变形抗力小，采用在常温下锻造，无需加热。3、模锻，在模锻设备上安装模具，使得坯料在模具的作用下，模锻成形锻件图所要求 的形状和尺寸。2）模具安装模

11、锻操作前，需要安装调试模具。模具装配前看图纸，根据模具的结构特点和技术要求， 确定合理的装配程序和装配方法。装配前须认真按图检查模具零件的加工质量，合格的投入装配，不合格返工或重制。装配过程中，不能用手锤直接敲打模具零件，而用紫铜棒进行。a）上模装配（凸模装配）：如图11所示为凸凹模具装配简图，利用螺栓固定形式将凸不许松动。调整模座模固定在上模座，找准凸模与上模座固定孔的位置，并保证联接牢固, 的前后左右的距离，固定凸模的位置。b）下模装配（凹模装配）：根据上模座的位置调整下模座的位置，尽量对正上下模座, 将凹模利用螺栓固定在下模座上，保证凹模与下模座连接牢靠，不许松动。23456781-滑动

12、木It梁2-上模座3-螺栓4-凸模5-凹模6-螺栓7-下模座8-底座图11凸凹模具装配简图c）凸凹模具的精确配合是通过模具中的定位孔实现的，如图11所示为模具中的定位，上下模具中各有两个定位孔。装配时用手锤垫着铜棒将定位销打入凹模的定位孔内，压入时要注意校正定位销对模座底面的垂直度。注意控制压到底面时留出（12） mm的间隙，若不符合要求则应重新配制。 利用定位销引导凸模向下运动，使得凸模的定位孔可以与定位销配合。以下模座为基准，用手锤轻敲上模座的前后左右，调整凸模的位置， 以确保凸凹模具精准的定位。1 -定位销2-定位孔图11模具中的定位d）调整模具间隙：用透光法或垫片法检查凸、凹模间隙分布

13、是否均匀，如有偏差应用 手锤轻敲固定板的侧边，调整凸模相对位置，使间隙趋于均匀，然后拧紧螺钉。e）根据模具型腔的形状，将在铸造车间完成的预制坯料放在凹模中间位置，避免因毛坯位置放偏而引起锻件冲不足而报废现象。启动液压机，调整压力在较小的范围内， 采用自动或者手动的方式使凸模向下运动，在静压力的作用下使铅块在凹模型腔内整体变形，如果凸凹模具无法闭合， 增大压力凸模再向下运动，直至凸凹模具闭合。g）使用辅助工具在模具中取出锻件，取出锻件的过程中，要用力适当，不许用力过猛敲击模具。取出锻件后检查锻件成形效果，如果锻件出现填充不满或折叠缺陷，要进一步分析产生锻件报废的原因。 如果是预制坯形状的原因，重

14、新设计预制坯形状， 返回铸造中心重新铸造加工。如果是模具设计的原因，返回数控加工重新修改模具。 修改完毕后再重新进行新一轮模锻，直至模锻出成形良好锻件。h）将凸凹模具拆卸下来。模具安装完毕，将坯料放置在下模具型腔的中间部位，启动模锻设备，采用手动或者自动方式使得滑动横梁带动上模具向下运动，直至模锻成形锻件。四、实训项目安排及进程学时：2序号教学项目时间教学内容一多媒体课件30分钟1、锻造介绍2、锻造分类3、锻造的方法与工序一教师操作讲解90分钟1、自由锻压设备：空气锤2、介绍自由锻的基本工序及操作，锻粗、拔长、冲孔学时：6序号教学项目时间教学内容一多媒体课件1小时1、锻造介绍2、自由锻3、锻造

15、方法与工24、板料冲压一现安全操作常识10分钟锻造生产安全注意事项场讲解模锻基础常识50分钟1、模锻的分类2、开式模锻、闭式模锻3、飞辿槽4、模锻件的设计三设计阶段模锻件设计1小时从方案中选择一个锻件，改变尺寸大小三维软件学习1小时1、了解CAXA2015制造工程师2、平囿草图绘制3、基本特征生成4、模具生成四现场 操 作模具安装2小时1、模具安装注意事项2、模具安装和拆卸3、模具定位模锻操作1小时3、启动模锻机，锻造锻件五、实训要求1、实训期间，学生必须严格遵守实训室规章制度，坚决杜绝一切可能危机安全的事件发生，同指导教师一道创造一个良好的实训环境。2、实训期间，严格考勤。学生必须按时参加项

16、目研究，不准无故缺席、早退。在实训中违反实训室规章制度等学生，将暂停或取消实训资格。3、实训结束后提交实训报告一份，实训报告必须按照实训室老师指定的要求和格式完成。六、实训测评要求锻造实习学生能够独立完成锻件的三维设计，同时模锻出设计的锻件。满分为4分，如表2。由两部分组成：1、尺寸精度（2分）1）各尺寸均符合图纸要求得满分。2）未达到图纸要求的，每个尺寸扣0.5分。2、形位公差（2分）1）各尺寸均符合图纸要求得满分。2）未达到图纸要求的，每个尺寸扣0.5分。表2:学生实践评分表姓名评分项目合计考核人员签字备注尺寸精度形位公差模锻实例、锻件、模具三维图确定如图1是零件图，图2是在零件图基础上考

17、虑了锻件所需要的加工余量和锻造公差,3是确定了锻件的分型面以及模锻斜度，图4是确定锻件的模锻圆角。图 1到图4的即为零件图转化锻件图的过程，最终确定锻件的形状和尺寸。1、绘制锻件三维图确定了锻件图的形状和尺寸，下一步绘制锻件的三维图。首先打开CAXA2015制造工程师软件，新建一个制造文件，如图 5所示。进入绘图的主界面内，切换到特征状态下，如图6所示。鼠标点击平面 XY ,右键，创建草图，F5切换，进入到草图绘图界面。单击平面XY鼠标右键，创建草图，进入草图,F5进入主平面绘图HiEllVi E艺同皿工师TSm父划口与中口 E同g *唯通k 疗多¥ v Tq一Wfll电“4。制修&

18、#39;9. FXZ图6单击圆操作命令，选择命令方式为圆心-半径绘图，以坐标原点为圆心，半径为 40,单击左键确定绘制的圆，再单击右键结束画圆命令。如图 7所示。图7单击绘制草图命令，结束草图的绘制，如图8所示。理 ET)：) *3U1 EHKJ KIM ASD I*J1| Ml触个 中步* K *他，*”叫牛 年，*" * f 图8单击造型一特征生成一增料一拉伸命令，或直接单击拉伸命令，如图 9所示。拉伸增 料选择双向拉伸，拉伸深度为 30,增加拔模斜度为 7,单击确定，如图10所示。增料拉伸 完毕，如图11所示。坐标原点 XY平面为最大分型面。图9图11选择在拉伸实体在 Z正向的

19、平面，单击平面，右键创建草图，F5切换进入绘制草图界面，选择绘制圆命令，以坐标原点为圆心，半径为 20的圆，如图12所示。再对所绘制的圆进行增料拉伸，选固定拉伸方式，拉伸方向为Z轴正向，增加拔模斜度 7,单击确定，如图13所示，完成拉伸增料，如图 14所示。图13单击造型一特征生成一过渡命令，或直接单击过渡命令， 如图14所示。过渡方式选择15所示。过渡完等半径方式，半径为 5,选择需要过渡的边或者面即可，单击确定，如图毕锻件的三维图为图16所示。图14图15图1617所示单击工具一查询一实体属性命令，查询锻件的体积，如图图172、绘制飞边单击平面XY右键，创建草图，单击圆命令，以原点为圆心绘

20、制半径为55的圆，如图18所示。再进入到增料拉伸，双向拉伸深度为4,如图19所示。图18图19飞边拉伸增料完毕，如图 20所示。选择过渡圆角边，采用等半径过渡方式进行过渡,半径为5,如图21所示。同时单击工具一查询一实体属性命令，查询锻件和飞边的总体积,如图22所示。图20图21图22把文件另存为*.X-T格式，如图23所示。 !«! ' an arasoli d xFarasoli d x_t 文件dxf)1 Parasoli i k_ dxf文件仁 IGES 文件(*.igs) MEI. Ox MEN U 数据文件& era) DAT 文件 I所有文件(*.*)图

21、233、上模具新建一个制造文件，如图 24所示。鱼文倬旧 幅辑旧显示州遣型时 加工网通管丁由¥ ImQ屈岛乌¥晶陶4 Z I立:Ig图24进入绘图主界面，锻件以XY平面为分型面，在Z轴正向为上模具方向。 在XY平面创 建草图，绘制如图25的草图，右键结束绘制，单击绘制草图命令结束绘图。单击造型一特征生成一增料一拉伸命令，或直接单击拉伸命令，对所绘制的草图进行拉伸增料，拉伸方向为 Z轴正向，如图26所示。选择在Z正方向拉伸完毕的平面进行草图绘制上模具另一部分，绘制如图27所示，然后继续在 Z轴的正向拉伸，图28所示。图26图27图28上模具基本框架拉伸完毕， 单击布尔运算命令，如图29所示，进行上模具型腔的制作。图29单击布尔运算，将上步完成的*. X-T格式的锻件图导入上模具中，首先选择布尔运算的方式，再选择坐标原点为定位点，选择Z轴为定位轴，单击确定即可，如图 30所示。布尔运算完毕，上模具型腔制作完成，如图 31所示。图30图314、下模具新建一个制造文件，如图 32所示。1|文件辎显示M酒CU）力01时通惇图32在XY平面进入绘图主界面，锻件以XY平面为分型面，在Z轴负方向为下模具方向。创建草图，绘制如图 33的草图，右键结束绘