锻造工程实践工艺设计课件

工程实践—工艺设计

FundamentalsofMaterialsFormingProcess哈尔滨工程大学工程训练中心工程实践—工艺设计

FundamentalsofMate2金属塑性成形技术金属塑性成形2金属塑性成形技术金属塑性成形2金属塑性成形技术我国塑性加工的历史2金属塑性成形技术我国塑性加工的历史1.锻造:

在加压设备及工(模)具作用下，使坯料、铸锭产生局部或全部的塑性变形，以获得一定几何尺寸、形状和质量的锻件的加工方法。锻造通常是在高温(再结晶温度以上)下成形的，因此也称为金属热变形或热锻。锻造成形2.锻造的分类:1)按锻造温度分类:热锻、冷锻、温锻2)按生产方式分类:手工锻造；机器锻造：根据使用设备和模具不同分为--自由锻、模锻、胎模锻、特种锻造。2金属塑性成形技术1.锻造:锻造成形2.锻造的分类:2金属塑性成形技术3.锻造的特点:1）改善金属组织、提高力学性能；2）生产效率高；3）材料利用率高；4）便于组织批量生产；5）适用范围广。缺点--不能加工脆性材料，生产的零件形状相对简单，易产生氧化、脱碳和烧损。CastingMachiningForging

锻件相对铸件和机加工零件，有更高的强度和韧性锻造成形2金属塑性成形技术3.锻造的特点:CastingMachiningForgi2.1金属塑性加工4.锻造的应用:

主要用于生产各种重要的、承受重载荷的机器零件或毛坯如机床的主轴和齿轮、内燃机的连杆、起重机的吊钩等。锻造成形2.1金属塑性加工4.锻造的应用:锻造成形自由锻用简单的通用性工具，或在锻造设备的上下砧间直接使坯料变形从而获得所需的几何形状和尺寸的锻件的方法。2.2金属塑性加工方法

自由锻用简单的通用性工具，或在锻造设备的上下砧间直接自由锻2.2金属塑性加工方法

优点：所需的工具简单，具有很强的通用性，生产准备周期短，因而应用较为广泛。采用自由锻方法既可以生产不足1千克的小锻件，也可以生产大至200～300吨以上的大型锻件，而且自由锻是生产大型锻件的唯一方法，因此它在重型机械制造中具有特别重要的作用，常用来生产大型零件的毛坯。

不足：生产效率低，锻件形状简单，尺寸精度低，表面粗糙；工人劳动强度高，锻件的形状和尺寸主要取决于操作者的技术水平，不易实现机械化和自动化。

自由锻2.2金属塑性加工方法优点：所需的工具简单，具有很1.自由锻造的主要设备自由锻2.2金属塑性加工方法

1.自由锻造的主要设备自由锻2.2金属塑性加工方法自由锻造工序自由锻2.2金属塑性加工方法

基本工序辅助工序精整工序金属坯料能产生一定程度的塑性变形，以达到所需形状和尺寸的工艺过程。镦粗、拔长、冲孔、弯曲、切割、扭转、错移及锻接为基本工序操作方便而进行的预变形工序。压钳口、压钢锭棱边、切肩等。减少锻件表面缺陷而进行的工序。清除锻件表面凹凸不平及整形等。自由锻造工序自由锻2.2金属塑性加工方法基本工序辅助工序自由锻造工序—基本工序自由锻2.2金属塑性加工方法

自由锻造工序—基本工序自由锻2.2金属塑性加工方法制定工艺规程的目的：组织生产过程规定操作规范控制和检查产品质量2.3.1自由锻工艺规程的制定

2.3塑性加工工艺设计

制定工艺规程的目的：2.3.1自由锻工艺规程的制定2.3自由锻工艺规程的内容：绘制锻件工艺图计算坯料的质量和尺寸锻造工序的选择选定锻压设备、确定锻造温度范围加热与冷却规范填写工艺卡片2.3.1自由锻工艺规程的制定

2.3

塑性加工工艺设计

自由锻工艺规程的内容：2.3.1自由锻工艺规程的制定2.1.绘制锻件图--以零件图为基础2.3.1自由锻工艺规程的制定

2.3

塑性加工工艺设计

1.绘制锻件图--以零件图为基础2.3.1自由锻工艺规程1.绘制锻件图1)锻件敷料：是为了简化锻件形状，便于锻造而加上去的一部分附加金属。当零件上带有较小的凹槽、台阶、凸肩、法兰和孔时，皆需增加敷料。2.3.1自由锻工艺规程的制定

2.3

塑性加工工艺设计

1.绘制锻件图2.3.1自由锻工艺规程的制定2.31.绘制锻件图1)锻件敷料：是为了简化锻件形状，便于锻造而加上去的一部分附加金属。当零件上带有较小的凹槽、台阶、凸肩、法兰和孔时，皆需增加敷料。带热处理夹头和试样的轴类件

2.3.1自由锻工艺规程的制定

2.3

塑性加工工艺设计

1.绘制锻件图带热处理夹头和试样的轴类件2.3.1自由1.绘制锻件图2)机械加工余量：一般自由锻件的尺寸精度和表面质量都较差，达不到零件图的要求，在锻件的加工表面应增加供切削加工用的余量，称之为锻件机械加工余量，简称锻件余量。材料，形状，尺寸，批量大小2.3.1自由锻工艺规程的制定

2.3

塑性加工工艺设计

1.绘制锻件图2.3.1自由锻工艺规程的制定2.31.绘制锻件图(a)带键槽轴类件

(b)带孔小孔盘类件

(c)带热处理夹头和试样的轴类件

锻件各种敷料和加工余量

2.3.1自由锻工艺规程的制定

2.3

塑性加工工艺设计

1.绘制锻件图(a)带键槽轴类件(b)带孔小孔盘类件1.绘制锻件图

3)锻件公差:在锻造过程中，由于各种因素的影响，如终锻温度的差异、锻压设备工具的精度和操作技术水平的差异等，使得锻件实际尺寸不可能达到公称尺寸，允许其有一定的误差，称为锻件公差。典型锻件图2.3.1自由锻工艺规程的制定

2.3

塑性加工工艺设计

1.绘制锻件图典型锻件图2.3.1自由锻工艺规程的制定加热方式烧损率δ（％）首次以后各次室式烧炉2.5~41.5~2.0油炉2~31.5~2.0煤气炉1.5~2.51.5~2.0电阻炉1~1.51.5~2.0接触感应电加热<0.51.5~2.0

2.3

塑性加工工艺设计

2.3.1自由锻工艺规程的制定

2.毛坯质量和尺寸的计算1）质量：加热方式烧损率δ（％）首次以后各次室式烧炉2.5~41.5~

2.3

塑性加工工艺设计

2.3.1自由锻工艺规程的制定

2.毛坯质量和尺寸的计算2）毛坯尺寸：计算圆形截面毛坯直径（或方形截面边长）的公式：

2.3塑性加工工艺设计2.3.1自由锻工艺规程的制定3.选择锻造工序1)盘类件:镦粗（拔长、镦粗）、冲孔2)轴类件:拔长（镦粗、拔长）、切肩、锻台阶3)筒类件:镦粗（拔长、镦粗）、冲孔、心轴上拔长4)环类件:镦粗（拔长、镦粗）、冲孔、心轴上扩孔6)弯曲类件:拔长（镦粗、拔长）、弯曲5)曲轴类件:拔长（镦粗、拔长）、错移、锻台阶、扭转

2.3

塑性加工工艺设计

2.3.1自由锻工艺规程的制定

3.选择锻造工序1)盘类件:镦粗（拔长、镦粗）、冲孔2)轴3.选择锻造工序1)盘类件:镦粗（拔长、镦粗）、冲孔

2.3

塑性加工工艺设计

2.3.1自由锻工艺规程的制定

3.选择锻造工序2.3塑性加工工艺设计2.3.1自3.选择锻造工序1)盘类件:镦粗（拔长、镦粗）、冲孔下料镦粗镦挤台阶冲孔滚圆平整齿轮坯的锻造过程

2.3

塑性加工工艺设计

2.3.1自由锻工艺规程的制定

3.选择锻造工序下料镦粗镦挤台阶3.选择锻造工序1)盘类件:镦粗（拔长、镦粗）、冲孔

2.3

塑性加工工艺设计

2.3.1自由锻工艺规程的制定

3.选择锻造工序2.3塑性加工工艺设计2.3.1自3.选择锻造工序2)轴类件:拔长（镦粗、拔长）、切肩、锻台阶

2.3

塑性加工工艺设计

2.3.1自由锻工艺规程的制定

3.选择锻造工序2.3塑性加工工艺设计2.3.1自3.选择锻造工序2)轴类件:拔长（镦粗、拔长）、切肩、锻台阶下料拔长镦台阶拔长传动轴的锻造过程

2.3

塑性加工工艺设计

2.3.1自由锻工艺规程的制定

3.选择锻造工序下料拔长镦台3.选择锻造工序2)轴类件:拔长（镦粗、拔长）、切肩、锻台阶

2.3

塑性加工工艺设计

2.3.1自由锻工艺规程的制定

3.选择锻造工序2.3塑性加工工艺设计2.3.1自3.选择锻造工序3)筒类件:镦粗（拔长、镦粗）、冲孔、心轴上拔长

2.3

塑性加工工艺设计

2.3.1自由锻工艺规程的制定

3.选择锻造工序2.3塑性加工工艺设计2.3.1自3.选择锻造工序

3)筒类件:镦粗（拔长、镦粗）、冲孔、心轴上拔长下料镦粗冲孔心轴拔长锻件圆筒的锻造过程

2.3

塑性加工工艺设计

2.3.1自由锻工艺规程的制定

3.选择锻造工序下料镦粗冲孔3.选择锻造工序

4)环类件:镦粗（拔长、镦粗）、冲孔、心轴上扩孔

2.3

塑性加工工艺设计

2.3.1自由锻工艺规程的制定

3.选择锻造工序2.3塑性加工工艺设计2.3.1自由3.选择锻造工序4)环类件:镦粗（拔长、镦粗）、冲孔、心轴上扩孔下料镦粗冲孔心轴扩孔平整端面圆环的锻造过程

2.3

塑性加工工艺设计

2.3.1自由锻工艺规程的制定

3.选择锻造工序下料镦粗冲孔3.选择锻造工序5)曲轴类件:拔长（镦粗、拔长）、错移、锻台阶、扭转

2.3

塑性加工工艺设计

2.3.1自由锻工艺规程的制定

3.选择锻造工序2.3塑性加工工艺设计2.3.1自由3.选择锻造工序

6)弯曲类件:拔长（镦粗、拔长）、弯曲

2.3

塑性加工工艺设计

2.3.1自由锻工艺规程的制定

3.选择锻造工序2.3塑性加工工艺设计2.3.1自由

齿轮零件自由锻工艺过程零件材料为45钢，生产数量为20件。

2.3

塑性加工工艺设计

2.3.1自由锻工艺规程的制定

(a)正面(b)背面齿轮零件三维模型齿轮零件自由锻工艺过程2.3塑性加工工艺设计

2.3

塑性加工工艺设计

2.3.1自由锻工艺规程的制定

齿轮零件图齿轮零件自由锻工艺过程2.3塑性加工工艺设计2.3.1自由锻工艺规程的制定

2.3

塑性加工工艺设计

2.3.1自由锻工艺规程的制定

齿轮零件自由锻工艺过程1）设计、绘制锻件图齿轮锻件图齿轮坯锻件三维模型

2.3塑性加工工艺设计2.3.1自由锻工艺规程的制定

2.3

塑性加工工艺设计

2.3.1自由锻工艺规程的制定

齿轮零件自由锻工艺过程2）确定变形工序垫环局部镦粗——冲孔——冲子扩孔1—下料；2—镦粗；3—垫环局部镦粗；4—冲孔；5—冲子扩孔（三次）；6—修整齿轮锻造工艺过程2.3塑性加工工艺设计2.3.1自由锻工艺规程的制定

2.3

塑性加工工艺设计

2.3.1自由锻工艺规程的制定

齿轮零件自由锻工艺过程3）计算原始坯料体积与尺寸

（1）原始坯料体积

（2）原坯料直径和高度2.3塑性加工工艺设计2.3.1自由锻工艺规程的制定

2.3

塑性加工工艺设计

2.3.1自由锻工艺规程的制定

齿轮零件自由锻工艺过程4.选择锻造设备锻锤吨位可按下式进行近似计算，G=（0.002～0.003）KSK可由文献查得，为安全起见，取最大值13，镦粗后锻件的横截面积S最大不超过锻件的横截面积，可按锻件的最大横截面积计算，为716cm2。经计算，所需锻锤最大吨位为G=0.003×13×716=28kg，因此可选0.25以上吨自由锻锤。5.确定锻造温度范围45钢的始锻温度为1200℃，终锻温度为800℃。2.3塑性加工工艺设计2.3.1自由锻工艺规程的制定

2.3

塑性加工工艺设计

2.3.1自由锻工艺规程的制定

齿轮零件自由锻工艺过程6.填写工艺卡片

锻件名称齿轮坯工艺类别自由锻材料45设备0.5t空气锤加热火次1锻造温度范围1200℃～800℃锻件图坯料图2.3塑性加工工艺设计2.3.1自由锻工艺规程的制定齿轮零件自由锻工艺过程序号工序名称工序简图使用工具操作要点1自由镦粗火钳镦粗后的高度为90mm2局部镦粗火钳和镦粗漏盘控制镦粗后的高度为62mm3冲孔火钳、镦粗漏盘、冲子和冲孔漏盘1．注意冲子对中；2．采用双面冲孔，左图为工件翻转后将孔冲透的情况4一次扩孔火钳、镦粗漏盘、冲子和扩孔漏盘注意冲子对中齿轮零件自由锻工艺过程序号工序名称工序简图使用工具操作要点1齿轮零件自由锻工艺过程5二次扩孔火钳、镦粗漏盘、冲子和扩孔漏盘注意冲子对中6三次扩孔火钳、镦粗漏盘、冲子和扩孔漏盘注意冲子对中7修整外圆火钳和冲子边轻打边旋转锻件，使外圆消除弧形并达到直径为302±5mm8修整平面火钳和镦粗漏盘轻打（如砧面不平还要打边转动锻件），使锻件厚度达到62±4mm齿轮零件自由锻工艺过程5二次扩孔火钳、镦粗漏盘、冲子和扩孔漏

摇杆轴自由锻工艺过程

2.3

塑性加工工艺设计

2.3.1自由锻工艺规程的制定

摇杆轴自由锻工艺过程2.3塑性加工工艺设计摇杆轴自由锻工艺过程锻件名称摇杆轴毛坯工艺类别自由锻材料40Cr设备150kg空气锤加热火次2锻造温度范围1180℃--850℃锻件图坯料图

2.3

塑性加工工艺设计

2.3.1自由锻工艺规程的制定

摇杆轴自由锻工艺过程锻件名称摇杆轴毛坯工艺类别自由锻材料40

摇杆轴自由锻工艺过程火次序号工序名称工序简图使用工具操作要点11压肩圆嘴钳压肩摔子边轻打边旋转锻件2拔长圆嘴钳将压肩一端拔长至直径≮41mm

2.3

塑性加工工艺设计

2.3.1自由锻工艺规程的制定

摇杆轴自由锻工艺过程火次序号工序名称工序简图使用工具操作要点摇杆轴自由锻工艺过程火次序号工序名称工序简图使用工具操作要点13摔圆及修整圆嘴钳摔子边轻打边旋转锻件；将拔长部分摔圆至Φ40±1mm24压肩圆嘴钳压肩掉头；边轻打边旋转锻件

2.3

塑性加工工艺设计

2.3.1自由锻工艺规程的制定

摇杆轴自由锻工艺过程火次序号工序名称工序简图使用工具操作要点摇杆轴自由锻工艺过程火次序号工序名称工序简图使用工具操作要点25拔长圆嘴钳边轻打边旋转锻件；将压肩一端拔长至直径≮41mm6摔圆及修整圆嘴钳摔子边轻打边旋转锻件；将拔长部分摔圆至Φ40±1mm

2.3

塑性加工工艺设计

2.3.1自由锻工艺规程的制定

摇杆轴自由锻工艺过程火次序号工序名称工序简图使用工具操作要点例题例题

1、最孤独的时光，会塑造最坚强的自己。

2、把脸一直向着阳光，这样就不会见到阴影。

3、永远不要埋怨你已经发生的事情，要么就改变它，要么就安静的接受它。

4、不论你在什么时候开始，重要的是开始之后就不要停止。

5、通往光明的道路是平坦的，为了成功，为了奋斗的渴望，我们不得不努力。

6、付出了不一定有回报，但不付出永远没有回报。

7、成功就是你被击落到失望的深渊之后反弹得有多高。

8、为了照亮夜空，星星才站在天空的高处。

9、我们的人生必须励志，不励志就仿佛没有灵魂。

10、拼尽全力，逼自己优秀一把，青春已所剩不多。

11、一个人如果不能从内心去原谅别人，那他就永远不会心安理得。

12、每个人心里都有一段伤痕，时间才是最好的疗剂。

13、如果我不坚强，那就等着别人来嘲笑。

14、早晨给自己一个微笑，种下一天旳阳光。

15、没有爱不会死，不过有了爱会活过来。

16、失败的定义：什么都要做，什么都在做，却从未做完过，也未做好过。

17、当我微笑着说我很好的时候，你应该对我说，安好就好。

18、人不仅要做好事，更要以准确的方式做好事。

19、我们并不需要用太华丽的语言来包裹自己，因为我们要做最真实的自己。

20、一个人除非自己有信心，否则无法带给别人信心。

21、为别人鼓掌的人也是在给自己的生命加油。

22、失去金钱的人损失甚少，失去健康的人损失极多，失去勇气的人损失一切。

23、相信就是强大，怀疑只会抑制能力，而信仰就是力量。

24、那些尝试去做某事却失败的人，比那些什么也不尝试做却成功的人不知要好上多少。

25、自己打败自己是最可悲的失败，自己战胜自己是最可贵的胜利。

26、没有热忱，世间便无进步。

27、失败并不意味你浪费了时间和生命，失败表明你有理由重新开始。

28、青春如此华美，却在烟火在散场。

29、生命的道路上永远没有捷径可言，只有脚踏实地走下去。

30、只要还有明天，今天就永远是起跑线。

31、认真可以把事情做对，而用心却可以做到完美。

32、如果上帝没有帮助你那他一定相信你可以。

33、只要有信心，人永远不会挫败。

34、珍惜今天的美好就是为了让明天的回忆更美好。

35、只要你在路上，就不要放弃前进的勇气，走走停停的生活会一直继续。

36、大起大落谁都有拍拍灰尘继续走。

37、孤独并不可怕，每个人都是孤独的，可怕的是害怕孤独。

38、宁可失败在你喜欢的事情上，也不要成功在你所憎恶的事情上。

39、我很平凡，但骨子里的我却很勇敢。

40、眼中闪烁的泪光，也将化作永不妥协的坚强。

41、我不去想是否能够成功，既然选了远方，便只顾风雨兼程。

42、宁可自己去原谅别人，莫等别人来原谅自己。

43、踩着垃圾到达的高度和踩着金子到达的高度是一样的。

44、每天告诉自己一次：我真的很不错。

45、人生最大的挑战没过于战胜自己！

46、愚痴的人，一直想要别人了解他。有智慧的人，却努力的了解自己。

47、现实的压力压的我们喘不过气也压的我们走向成功。

48、心若有阳光，你便会看见这个世界有那么多美好值得期待和向往。

49、相信自己，你能作茧自缚，就能破茧成蝶。

50、不能强迫别人来爱自己，只能努力让自己成为值得爱的人。

51、不要拿过去的记忆，来折磨现在的自己。

52、汗水是成功的润滑剂。

53、人必须有自信，这是成功的秘密。

54、成功的秘密在于始终如一地忠于目标。

55、只有一条路不能选择――那就是放弃。

56、最后的措手不及是因为当初游刃有余的自己

57、现实很近又很冷，梦想很远却很温暖。

58、没有人能替你承受痛苦，也没有人能抢走你的坚强。

59、不要拿我跟任何人比，我不是谁的影子，更不是谁的替代品，我不知道年少轻狂，我只懂得胜者为。

60、如果你看到面前的阴影，别怕，那是因为你的背后有阳光。

61、宁可笑着流泪，绝不哭着后悔。

62、觉得自己做得到和做不到，只在一念之间。

63、跌倒，撞墙，一败涂地，都不用害怕，年轻叫你勇敢。

64、做最好的今天，回顾最好的昨天，迎接最美好的明天。

65、每件事情都必须有一个期限，否则，大多数人都会有多少时间就花掉多少时间。

66、当你被压力压得透不过气来的时候，记住，碳正是因为压力而变成闪耀的钻石。

67、现实会告诉你，不努力就会被生活给踩死。无需找什么借口，一无所有，就是拼的理由。

68、人生道路，绝大多数人，绝大多数时候，人都只能靠自己。

69、不是某人使你烦恼，而是你拿某人的言行来烦恼自己。