第10章(热能)

1、第10章 锻造 10.1.1概述一、定义：自由锻是利用冲击力或静压力在锻压设备的上、下两抵铁之间 产生变形，从而得到所需形状及尺寸的锻件的方法二、分类1、手工锻造2、锤上自由锻造3、液压机上自由锻造锤上自由锻造适用于生产中，小型自由锻件，液压机上的锻造适用于生产大型自由锻件。10.1自由锻三、设备锻锤类冲击力 吨位 用落下部分的质量表示液压机类静压力 吨位 用产生的最大压力表示1、空气锤由空气带动锤头工作。利用69个大气压的蒸气或压缩空气带动锤头工作。吨位小，501000 公斤，用于锻小型锻件。2、蒸汽 空气锤3、水压机 利用高压水2040 MPa推动大活塞形成巨大的静压力使金属变形。吨位 5

2、0015000 吨，用于锻大型锻件。 万吨级水压机的吨位和台数是一个国家重型机械制造工业水平的一个重要标志。4、生产率低，劳动强度大，对工人技术水平要求高。四、特点及应用主要用于品种繁多的单件小批生产。1、所用设备、工具简单、通用、成本低、灵活性大。2、锻件大小不限，是制造大型锻件的唯一方法。3、锻件精度低，形状不能太复杂。吨位较大 0.55吨,用于锻中型,较大型锻件。10.1.2 自由锻工序1、镦粗 毛坯高度减小,横断面积增大的锻造工序。1.5 2.5DH用于锻造齿轮坯、法兰盘等零件毛坯。2、拔长使坯料横截面减小而长度增加的锻造工序称为拔长。一、基本工序用于锻造轴杆及套筒类零件毛坯。 实心冲

3、子冲孔 空心冲子冲孔 在垫环上冲孔3、冲孔采用冲子将坯料冲出透孔或不透孔的锻造工序。用于锻造带孔锻件。4、弯曲将坯料弯成曲线或一定 角度。用于锻造各种弯曲类锻件6、扭转 将坯料的一部分相 对另一部分绕其共 同轴线旋转一定角 度。用于锻造多拐曲轴、麻花钻等。7、切割 切去坯料一部分。 用于切除钢锭底部、夹持锻件的钳把部分、锻件料头以及分割锻件等。5、错移 将坯料的一部分相对另一部分相互平行错开 一段距离。用于锻造曲轴类锻件。 为基本工序操作方便而进行的预先变形，如压钳口、压钢锭棱边、压肩等。 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。一般在终锻温度以下进行二、辅

4、助工序三、精整工序10.1.3自由锻工序安排如齿轮坯：镦粗冲孔。长轴类(轴类)锻件： 主要工序为拔长。如曲轴： 拔长错移扭转。弯曲锻件: : 拔长弯曲(多次)。复杂形状的锻件, 各种工序的组合。短轴类(饼块类)锻件：主要工序为镦粗（有凸肩的,局部镦粗；带孔的选镦粗冲孔）。10.1.3自由锻工艺示例1、汽车半轴2、齿轮坯10.2 模锻10.2.1概述二、特点及应用1、生产率较高，对工人技术要求 不高。2、锻件较复杂,精度较高、粗糙度 较低。 3、机加工余量小,材料利用率高。4、劳动强度较小一、定义 模锻是指在外力的作用下使金属坯料在模具内产生塑性变形并充满模膛（模具型腔）以获得所需形状和尺寸的锻

5、件的锻造方法。三、方式 压力机上模锻主要用于中小型锻件的大批大量生产锤上模锻胎模锻5、变形抗力大,设备吨位大。（限于150kg以下锻件)7、工艺灵活性较差。 6、生产准备周期长 (锻模制造周期长,成本高,寿命低)10.2.2 锤上模锻一、设备（蒸气空气模锻锤）1、锤头与导轨之间的间隙小且导 轨很长2、砧座质量大且与机架直接连接二、锻模1、模锻模膛 终锻模膛形状与锻件一致设 有 飞 边 槽带孔件冲孔连皮 容纳多余的金属增大金属流动阻力 预锻模膛形状接近锻件斜度、圆角比较大无飞边槽2、制坯模膛 拔长模膛：减小坯料某一部分的横截，面积增加其长度 滚挤模膛：减小坯料某一部分的横截面积，增大另一部分的横

6、截面积 弯曲模膛： 切断模膛三、典型模锻件的工艺举例锻造工艺过程为：制坯（如拔长、滚压、弯曲、成形）预锻终 锻。模锻时毛坯轴线方向（长度方向）与锻击方向垂直，金属主要沿高度方向流动，沿长度方 向流动很少，往往需制坯。 盘类锻件四、模锻工艺的确定 长轴类锻件工艺过程：制坯（镦粗、压扁） 终锻3、修整工序 切边和冲孔 较正 热处理 清理模锻时坯料轴线方向与打击方向相同，金属沿高度、宽度 和长度方向同时流动。胎模锻是在自由锻造设备上使用可移动的锻模(胎模) 生产模锻件的一种工艺方法。二、胎模种类及主要作用10.2.3 胎模锻一、定义1.扣模主要用于锻造具有平直侧面的非回转体锻件2.筒模3.合模主要用

7、于锻造形状复杂的非回转体锻件主要用于锻造回转体锻件三、工艺过程u 典型胎模锻的锻造过程示例 锻件较自由锻件复杂,尺寸精度更高,机械加工余量较少, 材料利用利高。四、 特点1、与自由锻比较： 更换模快,生产周期缩短,成本降低。2、与模锻比较： 工艺灵活 模具结构更简单 设备简单,经济。 生产率高 机械性能更好(胎模内应力状态较好) 适于小批量生产，用自由锻成形困难，模锻又不经济的形 状复杂的锻件。4.坯料表面上的氧化皮不易被清除掉，影响表面质量。 10.2.4 其他设备上模锻u 特点：一、曲柄压力机上模锻 （热模锻曲柄压力机）1.锻件精度高、生产率高、节省金属。2.无震动，噪音小，劳动条件好，容

8、易实现机械化和自动化。3.模具制造简单，更换容易，节省贵重的模具材料6.行程和压力不能随意调节，因此不宜用于拔长、滚挤等工序。二、摩擦压力机上模锻 因此，曲柄压力机与其它制坯设备如辊锻机配套，适合在大批大量生产中制造优质中小型锻件。5.具有良好的导向装置和自动顶件机构，因此锻件的余量、公差和模锻斜度都比锤上模锻的小。7. 设备造价高。u 特点：3.设备简单、维修方便、成本低、劳动条件好；螺杆和滑块间是非刚性联接，承受偏心载荷能力较差，一般只适于单模膛模锻。1. 具有模锻锤（滑块行程不固定）和曲柄压力机（变形速度低）双重的工作特性，工艺用途广。2. 备有顶出装置，可锻或挤压带长杆锻件，也可实现小

9、模锻斜度、无模锻斜度和小余量、无余量的精密模锻工艺。三、平锻机上模锻 5. 生产率低，能量消耗较大。因此，它主要适于中小批量生产中小模锻件及校整、压印和精密模锻，特别适合模锻塑性较差的金属。 工作原理和曲柄压力机相同，只因为滑块是在水平方向运动，故称为平锻机。它的锻模与曲柄压力机上所用的不同，是由三部分组成：固定模、活动模和冲头。固定模和活动模组成凹模，金属在这里被冲头冲压变形。4. 导轨对滑块的导向不够精确，所以要求较高的锻模其上下模之间需有导向装置。 平锻机模锻也是一种高效率、高质量、容易实现机械化和自动化的模锻方法。但平锻机造价高，投资大，仅适用于大批量生产。四、液态模锻 液态模锻是将熔融的金属直接浇人模锻模膛内，然后在液态或半固态金属上施压， 使之结晶并产生轻微的塑性变形，以生产所需锻件的一种先进的无屑加工方法。液态模锻的实质是铸造