机械制造基础电子教案 5 锻造工艺规程的制订

教案第__5_次课授课内容第二章锻造§2-4锻造工艺规程的制订§2-5锻件结构的工艺性§2-6板料冲压1分离工序2变形工序3冲模简介§2-7冲压件的结构工艺性目的要求掌握锻造工艺规程的制订和锻件结构的工艺性；掌握板料冲压的分离工序和变形工序，了解冲压件的结构工艺性。重点难点锻件结构的工艺性、板料冲压的基本方法课型课堂讲授计划学时3课前准备板书设计1（多媒体提纲）第二章锻造§2-4锻造工艺规程的制订一、绘制锻件图二、坯料重量和尺寸的确定三、锻造工序的确定§2-5锻件结构的工艺性一、自由锻件的结构工艺性二、模锻件的结构工艺性§2-6板料冲压2.6.1分离工序一、落料及冲孔（通称冲裁）二、修整三、切断2.6.2变形工序一、拉深二、弯曲三、翻边四、成形2.6.3冲模简介§2-7冲压件的结构工艺性课堂小结注意区分拉深和拉伸的不同作业、思考课后小结广场上的大球是采用水胀形法制造的备课纸第二章锻造§2-4锻造工艺规程的制订一、绘制锻件图绘制自由锻件图：在零件图的基础上，考虑加工余量、锻造公差、敷料等因素后绘制的工艺图。（工艺规程中的核心内容）1.敷料：为便于锻造而增加的那一部分金属。如较小孔、槽等。2.锻件余量：锻件表面留有供机械加工的金属层，5-20mm。3.锻件公差锻件尺寸相对于公称尺寸所允许的变动量。制定模锻件图：1.分模面确定分模面的原则：1)要保证模锻件能从模膛中取出2)上下两模沿分模面的模膛轮廓一致3)分模面能使模膛深度最浅4)分模面应使零件上所加的敷料最少5)分模面为平面，使上下锻模的模膛深度一致2.余量、公差、敷料、冲孔连皮冲孔连皮是为了保护模具和设备3.模锻斜度模锻件上平行于锤击方向的表面必须具有斜度，以便于从模膛中取出锻件。对于锤上模锻，模锻斜度一般为5°~15°。模锻斜度与模膛深度和宽度有关。模膛深度与宽度的比值(h/b)越大，取的斜度值也越大。第1页备课纸α2＝α1＋（2°~5°）α1外壁斜度（即当锻件冷却时锻件与模壁离开的表面）α2内壁斜度（即当锻件冷却时锻件与模壁夹紧的表面）4.模锻圆角半径在模锻件上所有两平面的交角处均需做成圆角目的：增大锻件强度便于金属流动，充满模膛避免锻模上的内尖角处产生裂纹（应力集中）减缓锻模外尖角处的磨损，从而提高锻模的使用寿命。R＝（2~3）rR内圆角半径，r外圆角半径r＝1.5~12mm模膛深度越深，圆角半径取值就越大。例二、坯料重量和尺寸的确定重量计算：式中：G坯料—坯料质量；G锻件—锻件质量；G烧损—加热时坯料表面氧化而烧损的质量。G料头—在锻造过程中冲掉或切掉的金属的质量。如冲孔时坯料中部的料芯，修切端部产生的料头等。三、锻造工序的确定根据工序特点和锻件形状确定锻造工序：盘类件：镦粗(或拔长及镦粗)、冲孔；轴类锻件：拔长(或镦粗及拔长)、切肩和锻台阶；筒类锻件：镦粗(或拔长及镦粗)、冲孔、在心轴上拔长；环类锻件：镦粗(或拔长及镦粗)、冲孔、在心轴上扩孔；曲轴类锻件：拔长(或镦粗及拔长)、错移、锻台阶、扭转；弯曲类锻件：拔长、弯曲等。第2页备课纸§2-5锻件结构的工艺性一、自由锻件的结构工艺性1.避免锥体或斜面结构2.避免曲面相交3.避免加强筋和凸台4.采用组合工艺二、模锻件的结构工艺性1.确定合理分模面2.设计模锻斜度、模锻圆角3.零件外形力求简单、平直和对称4.避免薄壁、高筋、凸起结构5.避免有深孔或多孔结构6.采用锻-焊组合工艺第3页备课纸§2-6板料冲压板料冲压又叫冷冲压，是利用冲模使板料产生分离或变形的加工方法。冷冲压所用材料一般为小于4mm的板料、条料、带料等，所用设备为冲床和剪床。特点：（1）可生产形状复杂的零件零件精度高、表面粗糙度低、互换性好。零件的强度高、刚度好。（2）材料的利用率高，一般可达70—80%。（3）适应性强，金属及非金属均可用冲压方法加工。零件可大可小。（4）生产率高，每分钟可冲压小件数千件，冲压操作简单，易实现机械化和自动化。（5）模具结构复杂、制造成本高。2.6.1分离工序分离工序就是使板料的一部分与另一部分分离。一、落料及冲孔（通称冲裁）冲裁是使坯料沿封闭轮廓分离的工序。落料：制坯工序，被分离部分为成品，周边是废料冲孔：加工工序，被分离部分是废品，周边是成品1.冲裁变形过程它分为弹性变形阶段、塑性变形阶段、断裂、分离阶段三个阶段。2.凹凸模间隙a）间隙过大，断面光亮带变小，毛刺。b）间隙过小，不仅断面毛刺增大，而且使模具寿命降低。合理选择模具间隙，主要考虑冲裁件断面质量和模具寿命这两个主要的因素。一般说来，当对冲裁件断面质量要求较高时，应选取较小的间隙值，而当冲裁件的质量要求不高时，则应可能地加大间隙值，以利于提高冲模的寿命。第4页备课纸3.凹凸模刃口尺寸的确定a）冲孔时，凸模刃口尺寸等于零件孔径尺寸，凹模刃口尺寸加大一个间隙。b）落料时，凹模尺寸等于成品尺寸，凸模尺寸减小一个间隙。2.6.2变形工序变形工序就是使板料的一部分相对于另一部分产生位移而不破裂的加工方法。包括弯曲、拉深、翻边、成形等工序。一、拉深坯料在凸模作用下压入凹模，获得开口空心体零件的冲压工序。拉深过程在凸模作用下，板料产生塑性变形，被拉入凸模和凹模的间隙中，形成空心零件。拉深系数：m=d/D其中：d—拉深件直径（中性层）D—拉深前毛坯直径m意义：①拉深系数是衡量变形程度的指标m↓，变形程度↑。图拉深工序②确定拉深成形成功与否的判据图拉深工序一般：m≥0.5~0.8（极限拉深系数）多次拉深：当实际拉深系数m<[m]（极限拉深系数）常采用多次拉深工艺。拉深中的废品①拉裂（拉穿）：多发生在直壁与底部的过渡圆角处。主要原因：ⅰ凸、凹模圆角半径设计不合理。ⅱ凸凹模间隙不合理，间隙过小ⅲ拉深系数过小。m值过小时，板料变形程度加大，拉深件直壁部分承受的拉力也加大，当超出其承载能力时，即会被拉断。ⅳ模具表面精度和润滑条件差，增大摩擦阻力。②起皱3.旋压第5页备课纸二、弯曲将平直板料弯成一定的角度或圆弧的工序。弯曲工艺特点：①弯曲半径r≥rmin=（0.25-1)δ②弯曲线应尽量与坯料纤维方向垂直；③“回弹”问题：回弹角0°～10°三、翻边在坯料的平面或曲面部分上，使坯料沿一定的曲线翻成竖直边缘的冲压方法。翻边的种类较多，常用的是圆孔翻边。四、成形利用坯料局部厚度变薄形成零件的成形工序。2.6.3冲模简介一、简单冲模冲床在一次行程中只完成一个冲压工序。如冲孔或落料二、连续冲模冲床在一次行程中在不同的工位同时完成两个以上的冲压工序。第6页备课纸三、复合冲模冲床在一次行程中在同一工位同时完成两个以上的冲压工序。§2-7冲压件的结构工艺性设计零件时，应考虑冲压的工艺特点，使零件的结构便于冲压，节约成本。1、对落料和冲孔零件的要求（1）零件外形力求简单对称（2）尽量避免槽与细长悬臂结构（3）冲孔及有关尺寸的应符合工艺要求（4）转角处应设圆角2、对弯曲零件的要求（1）要考虑材料的最小弯曲半径和锻造流线方向。（2）弯曲的平直部分H﹥