锻造成形-自由锻(32)讲解
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1.体积成形〔锻造、热锻〕:利用外力,通过工具或模具使金属毛坯产生塑性变形,发生金属材料的转移和分配,从而获得具有一定形状、尺寸和内在质量的毛坯或零件的一种加工方法。
2.自由锻:只用简单的通用性工具,或在锻压设备的上、下砧间直接使坯料成形而获得所需锻件的方法。
特点: 1、工具简单,通用性强,操作灵活性大,适合单件和小批锻件,特别是特大型锻件的生产。
2、工具与毛坯局部接触,所需设备功率比生产同尺寸锻件的模锻设备小得多,适应与锻造大型锻件。
3、锻件精度低,加工余量大,生产效率低,劳动强度大3.模锻:利用模具使坯料变形而获得锻件的锻造方法。
通过冲击力或压力使毛坯在一定形状和尺寸的锻模模腔内产生塑性模锻特点: (1)锻件形状较复杂,尺寸精度高; (2)切削余量小,材料利用率高,模锻件本钱较低; (3)与自由锻相比,操作简单,生产率高;(4) 设备投资大,锻模本钱高,生产准备周期长,且模锻件受到模锻设备吨位的限制,适于小型锻件的成批和大量生产。
变形获得锻件4.锻造工艺流程:备料---加热---模锻---切边、冲孔—热处理—酸洗、清理---校正5.锻造用料:碳素钢和合金钢、铝、镁、铜、钛等及其合金。
材料的原始状态:棒料、铸锭、金属粉末和液态金属。
6.一般加热方法:可分为燃料〔火焰〕加热和电加热两大类。
7.钢在加热时的常见缺陷:氧化、脱碳、过热、过烧、裂纹8.自由锻主要工序:镦粗、拔长、冲孔、扩孔9.使坯料高度减小,横截面增大的成形工序称为镦粗。
镦粗分类:完全镦粗、端部镦粗、中间镦粗10.镦粗的变形分析:难变形区、大变形区、小变形区11.镦粗工序主要质量问题:①锭料镦粗后上、下端常保存铸态组织②侧外表易产生纵向或呈45度方向的裂纹③高坯料镦粗时常由于失稳而弯曲。
防止措施: 1、使用润滑剂和预热工具 2、采用凹形毛坯 3、采用软金属垫 4、采用叠镦和套环内镦粗 5、采用反复镦粗拔长的锻造工艺12.使坯料横截面积减小而长度增加的成形工序叫拔长13.在坯料上锻制出透孔或不透孔的工序叫冲孔14.冲孔的质量分析:走样、裂纹、孔冲偏15.减小空心坯料壁厚而增加其内、外径的锻造工序叫扩孔16.采用一定的工模具将坯料弯成所规定的外形的锻造工序称为弯曲17.扭转是将坯料的一局部相对于另一局部绕其轴线旋转一定角度的锻造工序18.按成形方法的不同,模锻工艺可分为开式模锻、闭式模锻、挤压和顶镦四类19.模具形状对金属变形流动的影响:⑴控制锻件的最终形状和尺寸⑵控制金属的流动方向⑶控制塑性变形区⑷提高金属的塑性⑸控制坯料失稳提高成形极限20.开式模锻变形过程:第Ⅰ阶段是由开场模压到金属与模具侧壁接触为止;第Ⅰ阶段完毕到金属充满模膛为止是第Ⅱ阶段;金属充满模膛后,多余金属由桥口流出,此为第Ⅲ阶段。
自由锻自由锻:利用冲击力或压力,使金属在上、下砧铁之间,产生塑性变形而获得所需形状、尺寸以及内部质量锻件的一种加工方法。
自由锻造时,除与上、下砧铁接触的金属部分受到约束外,金属坯料朝其它各个方向均能自由变形流动,不受外部的限制,故无法精确控制变形的发展。
自由锻分类:手工锻造和机器锻造两种。
手工锻造只能生产小型锻件,生产率也较低。
机器锻造是自由锻的主要方法。
自由锻的特点:工具简单、通用性强,生产准备周期短。
自由锻件的质量范围可由不及一千克到二、三百吨,对于大型锻件,自由锻是唯一的加工方法,这使得自由锻在重型机械制造中具有特别重要的作用,例如水轮机主轴、多拐曲轴、大型连杆、重要的齿轮等零件在工作时都承受很大的载荷,要求具有较高的力学性能,常采用自由锻方法生产毛坯。
由于自由锻件的形状与尺寸主要靠人工操作来控制,所以锻件的精度较低,加工余量大,劳动强度大,生产率低。
自由锻主要应用于单件、小批量生产,修配以及大型锻件的生产和新产品的试制等。
一、自由锻工序自由锻工序:基本工序、辅助工序和修整工序。
(一)基本工序使金属坯料产生一定程度的塑性变形,以得到所需形状、尺寸或改善材质性能的工艺过程。
它是锻件成形过程中必需的变形工序,如镦粗、拔长、弯曲、冲孔、切割、扭转和错移等。
实际生产中最常用的是镦粗、拔长和冲孔三个工序。
1.镦粗沿工件轴向进行锻打,使其长度减小,横截面积增大的操作过程。
常用来锻造齿轮坯、凸缘、圆盘等零件,也可用来作为锻造环、套筒等空心锻件冲孔前的预备工序。
镦粗可分为全镦粗和局部镦粗两种形式,如图2-7所示。
镦粗时,坯料不能过长,高度与直径之比应小于2.5,以免镦弯,或出现细腰、夹层等现象。
坯料镦粗的部位必须均匀加热,以防止出现变形不均匀。
图2-7 镦粗a)全镦粗 b)局部镦粗2.拔长拔长是沿垂直于工件的轴向进行锻打,以使其截面积减小,而长度增加的操作过程,如图2-8所示。
常用于锻造轴类和杆类等零件。
自由锻自由锻:利用冲击力或压力,使金属在上、下砧铁之间,产生塑性变形而获得所需形状、尺寸以及内部质量锻件的一种加工方法。
自由锻造时,除与上、下砧铁接触的金属部分受到约束外,金属坯料朝其它各个方向均能自由变形流动,不受外部的限制,故无法精确控制变形的发展。
自由锻分类:手工锻造和机器锻造两种。
手工锻造只能生产小型锻件,生产率也较低。
机器锻造是自由锻的主要方法。
自由锻的特点:工具简单、通用性强,生产准备周期短。
自由锻件的质量范围可由不及一千克到二、三百吨,对于大型锻件,自由锻是唯一的加工方法,这使得自由锻在重型机械制造中具有特别重要的作用,例如水轮机主轴、多拐曲轴、大型连杆、重要的齿轮等零件在工作时都承受很大的载荷,要求具有较高的力学性能,常采用自由锻方法生产毛坯。
由于自由锻件的形状与尺寸主要靠人工操作来控制,所以锻件的精度较低,加工余量大,劳动强度大,生产率低。
自由锻主要应用于单件、小批量生产,修配以及大型锻件的生产和新产品的试制等。
一、自由锻工序自由锻工序:基本工序、辅助工序和修整工序。
(一)基本工序使金属坯料产生一定程度的塑性变形,以得到所需形状、尺寸或改善材质性能的工艺过程。
它是锻件成形过程中必需的变形工序,如镦粗、拔长、弯曲、冲孔、切割、扭转和错移等。
实际生产中最常用的是镦粗、拔长和冲孔三个工序。
1.镦粗沿工件轴向进行锻打,使其长度减小,横截面积增大的操作过程。
常用来锻造齿轮坯、凸缘、圆盘等零件,也可用来作为锻造环、套筒等空心锻件冲孔前的预备工序。
镦粗可分为全镦粗和局部镦粗两种形式,如图2-7所示。
镦粗时,坯料不能过长,高度与直径之比应小于2.5,以免镦弯,或出现细腰、夹层等现象。
坯料镦粗的部位必须均匀加热,以防止出现变形不均匀。
2.拔长拔长是沿垂直于工件的轴向进行锻打,以使其截面积减小,而长度增加的操作过程,如图2-8所示。
常用于锻造轴类和杆类等零件。
对于圆形坯料,一般先锻打成方形后再进行拔长,最后锻成所需形状,或使用V型砧铁进行3.冲孔利用冲头在工件上冲出通孔或盲孔的操作过程。
自由锻工艺自由锻造是利用冲击力或压力使金属在上下砧面间各个方向自由变形,不受任何限制而获得所需形状及尺寸和一定机械性能的锻件的一种加工方法,简称自由锻。
自由锻的基本目的:经济地获得所需的形状、尺寸和内部质量的锻件。
锻件的类型有大型和中小型锻件。
小型锻件以成形为主,大型锻件(尤其是重要件)和特殊钢以改善内部质量为主。
钢锭经过锻造,粗晶被打碎,非金属夹杂物及异相质点被分散,内部缺陷被锻合,致密程度高,流线分布合理,综合力学性能大大提高。
钢锭中的常见缺陷有:偏析、夹杂、气泡、缩孔、缩松、裂纹等。
自由锻的特点优点:①设备的通用性好、工具简单、灵活性大;②可锻小到不足1公斤,大可到几百吨大型件,且大型锻件的组织致密、力学性能好;自由锻主要用于单件、小批量生产,且是生产大型和特大型锻件的唯一方法。
缺点:③锻件形状简单、加工余量大、精度低;④自由锻操作技术要求高、生产率低、劳动强度大。
自由锻工序自由锻工艺方法包括:基本工序、辅助工序和修整工序。
基本工序包括:镦粗、拔长、冲孔、扩孔、弯曲、扭转、错移、切割和锻焊等。
辅助工序是为了配合基本工序使坯料预先变形的工序,如钢锭倒棱、预压钳把、分段压痕。
修整工序安排在基本工序之后,用来修整锻件的尺寸和形状。
1、基本工序(1)镦粗镦粗:是使坯料高度减小、横截面积增大的工序。
在坯料局部进行的镦粗叫局部镦粗。
适于饼块、盘套类锻件的生产。
镦粗的方法一般分为三类:平砧镦粗、垫环镦粗和局部镦粗i.平砧镦粗坯料在上下两个平砧间或镦粗平板间进行的镦粗。
镦粗时的锻造比: 常用镦粗前后坯料的高度之比即镦粗比K H来表示镦粗的变形程度。
K H=H0/H镦粗时的高径比:镦粗时,坯料高度与直径之比称为高径比。
通常坯料高径比H0/D=0.8-2.0。
H0/D≈3时,镦粗后产生双鼓形。
H0/D>3时,镦粗时坯料易产生纵向弯曲,如不及时矫正易产生折叠。
凹形坯镦粗可以减小“鼓肚”的程度,从而避免侧表面出现裂纹。
各种锻造知识点总结一、锻造工艺及原理1.1 锻造的定义与分类锻造是一种通过对金属材料进行冷、热变形,改变其内部晶体结构,以获得所需形状和性能的金属加工工艺。
根据温度的不同,锻造可分为冷锻和热锻;根据材料状态的不同,又可分为手工锻造和机械化锻造。
1.2 锻造的原理与过程锻造的原理是将金属材料置于一定温度下,施加一定的应力,使其在固态条件下发生形变,从而改变其晶体结构和形状。
锻造过程包括预热、成形、精整和冷却等阶段。
通过预热减少材料的变形阻力,使其更容易变形;成形阶段是对金属材料进行塑性变形,获得所需的形状;精整阶段则是对成形后的工件进行去除表面氧化皮或瑕疵,并调整尺寸精度;最后一阶段是冷却,使工件保持所需的形状。
1.3 锻造的变形特点锻造加工时,通过施加应力,使得金属在温度条件下发生变形,这种变形具有以下特点:①高应力,可以产生大变形;②温度对金属的变形性能有显著影响;③变形速率和变形量大。
1.4 锻造的应用领域锻造是一种重要的金属加工工艺,被广泛应用于各个领域,如汽车制造、航空航天、轨道交通、石油化工、工程机械等。
在这些领域,锻造工艺可以制造出强度高、密度均匀、无气孔、无层状组织等优点的零部件,保证了产品的质量和性能。
二、锻造设备及工艺流程2.1 锻造设备(1)锻造机:锻造机是用于施加压力对金属材料进行塑性变形的设备,根据动力来源和结构特点,可以分为液压式锻造机、摩擦式锻造机、螺旋压力机、气动锤、液压锤等。
(2)锻模:用于对金属进行塑性变形,获得所需形状的工具。
根据形状和用途的不同,可以分为开口模、闭口模、冷锻模、热锻模等,可用于锻造各种形状的工件。
(3)加热炉:用于对金属进行预热,使其达到适宜的变形温度。
根据加热方式,可分为电阻加热炉、燃气加热炉、感应加热炉等。
2.2 锻造工艺流程(1)原料准备:选择适宜的金属材料,调整合金成分,进行预热处理。
(2)锻造操作:将金属材料放入加热炉中预热,然后放入锻造机中进行锻造操作。