《锻造与冲压概论》课件

《锻造与冲压概论》1、定义：锻压是锻造与冲压的简称。锻造是采用锭材、棒材在设备及工（模）具作用下，使坯料产生塑性变形，获得所需形状、尺寸和质量的工件的加工过程。冲压是常温下在机器上把板材加工成零件（冲压件）的过程。2、锻压加工的主要方法如图1和图2所示。

自由锻在上下工具之间成形

模锻模腔中成形冷挤冷锻图1锻造方法热锻冷锻

冲裁弯曲

深拉延

胀形

图2

冲压方法

3、锻压的历史、特点与发展方向3.1历史A久远，有几千年的历史，手工制作，例如：中国秦朝兵马俑出土地的宝剑制作；西方Damascus刀的制作；金银首饰的制作等等。BWATT蒸汽革命之后机器驱动，出现了第一台简易平锻机，至今有几百年的历史。C今天，大型现代化设备出现。门类比较齐全，应用于机械制造、冶金、造船、航空航天、汽车、机车车、电力、化工、兵器等部门。3.2特点A铸造是针对塑性较低的材料提供接近零件形状的毛坯。例如机床床身、发动机机匣。B锻造一般采用热加工，得到高强度质量的零件。例如蜗轮叶片、飞机起落架。C冲压一般是冷加工得到零件。例如飞机蒙皮、电子仪表、电子接插件、电路板等。冲压与锻造的区别举例：一架飞机上有1000种锻压件，而机上冲压件数量是锻压件的几倍。D锻压与其它成形方法（轧制、挤压、拉伸等）对比锻压指向品种多而复杂的坯料或零件。轧制、挤压、拉伸等指向板、带、条、箔、管、棒、型、线的一次加工产品，该产品尚需二次加工（锻、冲、铆、焊）。例如：纯铝的保温瓶盖与医学用瓶盖，其工艺为：冶炼→铸锭→热轧→冷轧→卷取→冲压。

3.3发展方向A

设备向巨型化发展。一组数据说明：70万KN模锻水压力机（液体压力传动）

12万KN热模锻压力机（机械传动）

145万KJ对击锤

11万KN螺旋压力机B

设备专门化、精密化和程控化。主要是因为电子技术的应用。

例如:CNC计算机数控技术的应用。造成无人化车间：柔性制造系统（FlexibleManufacturingSystem(FMS)）→机器人使用→CAD/CAM技术应用。一句话，实现无人化、智能化的控制。C

提高锻压件的精度和模具寿命，实现锻压件的标准化、实现整机制造中零件的系列化和通用化。例如各种零件中心（齿轮中心、轴承中心、曲柄连杆加工中心、螺母与螺钉中心等）便是上面“三化”的例子。D

模锻的比例加大，自由锻的比例减少。E

理论模拟或模型预报锻压CAD/CAM技术的发展与应用，从微观角度（显微研究）或有限元模拟角度进行。例如上海交通大学和华中科技大学的模具中心；哈尔滨工业大学精密热加工中心。F

锻造新工艺：精锻、等温成形、精密碾压、电墩、旋锻、辊锻、摆动碾压、超塑性成形等。

冲压新工艺：软模成形、差温拉深法、爆炸成形、电水成形、电磁成形、旋压4、锻压设备锻压设备是制造产品的工具。原机械部把锻压设备分为八大类，但是从原理上划分可分为三种---锤类、曲柄压力机类、液压机类。4.1锻锤利用冲击能量，结构简单，工艺适应性好，用于锻造。缺点：振动/噪音大，因此大吨位锤受到限制。中国：蒸汽-空气锤在16T以下。对大吨位的对击锤（国内1000KJ，国外1400KJ），因其不利因素（噪音/振动）被抑制。4.2

曲柄压力机利用周期性的机械静压力进行工作，用于锻造与冲压。

例如热模锻压力机最大达120MN；冲压最大达80MN。4.3

液压机利用液体压力进行工作，包括水压机和油压机，国内120MN/350MN，国外750MN。5锻压应用与工艺5.1

应用锻造在冶金厂应用：高速钢、钛等高温合金的锻造开坯，之后才进行轧或挤成板棒材。锻造在机械厂应用：主要为重要零件准备毛坯。例如圆饼→锻造成齿轮毛坯→……。冲压应用：制备各工业领域的零件。5.2

工艺流程视具体零件加工/毛坯加工而定。但可以提炼出模锻一般的工艺：下料→加热→模锻→（切边、冲孔）→酸洗与清理→热处理→去氧化皮（打磨或刮削）→涂漆→检验等。冲压：冲裁，弯曲，拉深，胀形等。6机械类制造厂的组成和锻压车间的生产特点6.1

机械类制造厂的组成机制厂以产品来定厂名称和安排生产。A生产流程完整的机制厂（例如飞机制造公司、发动机制造公司、汽车厂、拖拉机厂等）一般包括三个部分。I

生产车间（分厂）→直接生产产品。

毛坯车间为后续加工准备坯料或毛坯的车间。例如铸钢、铸铁、有色铸造、自由锻、模具车间。

加工车间加工上面毛坯成成品零件。例如金工、冲压、焊接、热处理、电镀、油漆、油泵、起落架、机轮等车间。

装配车间零件装配成整机。包括部件装配和整机装配。即零件→集合成部件→组装成整机。

II

辅助车间为生产车间服务。例如工具、模具、机修、标准件等车间。

III

动力车间为全厂提供动力或能源。例如锅炉、煤气、送变电、水泵等车间。B

生产流程不完整、以某一部分为主的厂子。以毛坯车间为主的机制厂。例如铸锻厂、汽车锻件厂、机床铸造厂。以加工和装配车间为主的机制厂。例如冲压件厂、拖拉机配件厂、电机厂等。6.2锻压车间及其生产特点根据生产特点，将锻压车间分为大锻件自由锻车间、中小锻件自由锻车间、热模锻车间、冷锻和冲压车间。

I

大锻件自由锻车间产品：几吨到几百吨的大型自由锻件。目前自由锻的锻件重达260吨。原材料：钢锭生产方式：单件/小批量设备：水压机（30-120MN）

II中小锻件自由锻车间产品：小于1.5吨的自由锻件。原材料：棒材或小钢锭生产方式：小批量设备：1-5T蒸汽-空气锤、65-750kg空气锤中小型液压机、螺旋压力机

III

热模锻车间产品：模锻件原材料：棒材生产方式：大批量设备：蒸汽-空气模锻锤热模锻压力机平锻机螺旋压力机模锻水压机

IIV

冷锻车间产品：通用件或标准件原材料：冷拉棒材、卷材生产方式：大批量，多品种设备：冷挤压机、冷墩机等

V

冲压车间直接制产品。例如冲压→焊、铆接→喷（涂）漆等。6.3锻压车间平面布置大型厂（汽车厂、飞机制造公司、拖拉机厂等）呈II字形或山字形。中小型厂，呈“一”字形。举例1：拖拉机厂备料

检验锤上模锻热处理中间库压力机上模锻