锻造与冷冲压工艺_第2篇_锻造_00绪论_LJH.ppt

1、锻造与冷冲压工艺,冶金与材料工程学院LJHCQUST,主讲教师：李建辉联系电话子信箱：ljh_hit,什么是锻造？锻造是利用锻压设备，通过工具或模具使金属毛坯产生塑性变形，从而获得具有一定形状，尺寸和内部组织的工件的一种压力加工方法（相对于板料冷冲压成形，锻造又被称为体积成形）。锻造是机械制造工业中提供毛坯的主要途径之一。通过锻造工艺不但能获得一定金属零件的形状，而且能改善金属的内部组织，提高金属的力学性能和物理性能。,第2篇锻造绪论,绪论,锻造的目的是使坯料成形及控制其内部组织性能达到所需几何形状、尺寸以及品质的锻件。一般铸件的内部组织和力学性能均不如锻件，较重要的

2、零件都选用锻造工艺生产。原则上任何一种金属材料都可用锻造方法制成锻件或零件。随着锻造工业的发展，锻件的精度和表面粗糙度逐步达到了车床、铣床加工的水平。譬如冷镦、冷挤压、冷精压件（锻件）可以不需机械加工或少量机械加工而直接装机使用。,锻造加工金属零件的优势,传统金属零件机械生产过程：冶炼-制坯-切削加工-热处理,改善组织，提高力学性能和物理性能；节约金属材料和切削加工工时；具有较高的劳动生产率；锻造有很大的灵活性。,锻造生产的特点:,制坯一般可通过铸造、型材成形以及锻造三种金属加工方法实现。,按加热温度可分为：热锻、温锻及冷锻等。,锻造生产的分类,按作用力来源,锻造生产方式示意图,自由锻（ope

3、ndieforging）只使用简单工具或利用上下砧直接使坯料成形。模锻（closedieforging）是利用模具使坯料成形。,一般按所用工具的不同将锻造分为自由锻和模锻两大类,锻造生产的分类,自由锻分类根据锻造时所使用的设备及作用力性质的不同，自由锻可分为手工自由锻造、机器自由锻造两大类，其中机器锻造又包括锤上自由锻（冲击力作用）以及液压机上自由锻（静压力作用）。,手工锻造一般只能生产小型锻件（锻造压力有限），生产率也很低；机器锻造是自由锻的主要方法。自由锻特点：（1）工具简单，通用性强；（2）精度低，加工余量大，生产率也较低。自由锻主要应用于小批量、新品试制或巨大型锻件。对于巨大型锻件（目

4、前最大水压机可加工的锻件质量达300吨以上），自由锻是唯一的加工方法，因而在重型机械制造中（如大型吊钩等）具有特别重要的作用。,自由锻,模锻,典型模锻件,模型锻造利用模具使毛坯变形而获得锻件的锻造方法称为模锻。特点：与自由锻相比，模锻件精度高、流线组织合理、力学性能高，且模锻生产率高，金属消耗少，能锻出自由锻难以成形的复杂锻件。但模锻生产投资大，周期较长；受设备吨位的限制，模锻件质量一般不超过150kg。,模锻一般只适用于小型锻件的大批量生产。,模锻,模锻分类按模具型腔特点模锻可分为开式模锻（有飞边模锻）、闭式模锻（无飞边模锻）及多向模锻等；按设备类型模锻可分为锤上模锻、压力机上模锻等。,锤上

5、模锻,锤上模锻所用设备主要是蒸汽-空气模锻锤，模锻锤的吨位为1t-16t。,锻模结构,锤上模锻使用的锻模由带燕尾的上、下模组成，分别用镶条固定在锤头和模座上。上、下模接触时，其接触面上所形成的空间为模膛。,随着大型水压机的出现，自由锻件单件质量达300350吨以上，如大型吊钩等。模锻件的外径达1000mm以上。重庆西南铝业集团有特大型锻压设备350MN(35000吨)模锻液压机，可用来压制飞机零件如翅膀、起落架等。大型模锻液压机是机械制造业不可或缺的重要装备，也是一个国家科技水平、综合国力的重要标志。到目前为止，世界范围内拥有4万吨级以上重型模锻液压机生产能力的国家只有美、俄、法3国（最大吨位

6、为俄罗斯7.5万吨），我国正在设计制造8-10万吨模锻液压机（预计2012年完成）。,锻造设备,国防工业中飞机上的锻件质量占85，坦克上的锻件质量占70；大炮、枪支的大部分零件都是锻造而成的。机床制造工业中各种机床上的主要零件，如主轴、传动轴、齿轮和切削刀具等都是锻件制成的。电力工业中发电设备的主要零件，如水轮机主轴、叶轮、转子、护环等均由锻件制成。交通运输机车上锻压件质量占60、汽车上锻压件质量占80、轮船发动机曲轴等主要零件也由锻制而成。农用拖拉机、收割机等现代农业机械上的许多主要零件也都是锻制成的，如拖拉机上就有560多种锻件。日常生活用品如锤子、钢丝钳、刀具等均是锻制而成的。,锻造生产

7、的重要性,锻造生产的概况及今后发展方向,目前多数锻件仍处于毛坯生产阶段，材料平均利用率只有40%50%。自由锻生产时，大部分金属变为切屑，用钢锭生产的自由锻件，有25%33%金属作为冒口和底部切除。模锻件由于带有机械加工余量、毛边工艺辅料，以及加热火耗等，材料利用率一般在50%左右。模锻件占的比重说明了一个国家生产水平、生产率、材料利用率、生产成本及产品品质在国际竞争中的地位。,锻造生产的概况及今后发展方向,我国锻件总产量居世界前三位，但整体水平不高。目前我国锻造工艺水平已由手工锻造发展到了胎模锻及模锻，同时采用了高效率、少无切削的特种锻造，如精密模锻、挤压等，基本掌握了合金钢和大型锻件的锻造

8、技术。我国的模锻件目前仅占全部锻件的30左右（国外占比为80），国外电加热已普遍采用，已有大量锻造自动生产线，大型自由锻造水压机普遍配备了锻造操作机。汽车、摩托车工业的发展，大大促进了精锻技术的发展。汽车锻件的巨大市场决定了我国锻压设备和锻压工艺技术将向着自动化、精密化方向发展。,锻造生产的概况及今后发展方向,我国开发热精锻、冷锻和温锻技术的典型应用实例：,锻造生产的概况及今后发展方向,精密辊锻-整体模锻生产过程：,25MN(2500吨)螺旋压力机弯曲终锻成形,1000mm自动辊锻机精密成型辊锻,锻造生产的概况及今后发展方向,精密辊锻-整体模锻生产过程：,各道工艺过程的产品,锻造生产的概况及今后发展方向,锻造技术数字化：数字化(CAD/CAE)使锻造技术向智能化方向发展，为锻造工艺改进及锻模的设计制造提供了科学基础，改善了锻造工程师的工作环境，节省了试制费用和设计时间，缩短了产品研发周期，提升了传统锻造工艺过程及模具设计水平。,锻造生产的概况及今后发展方向,目前我国锻造行业的发展方向与