锻造成形-自由锻(32)讲解32页PPT

其迅速达到高温状态。
模具与工具
锻造模具
用于使金属在模具内塑性 变形，形成所需的形状和 尺寸。
切削工具
用于对金属进行切削加工 ，使其达到所需的精度和 表面粗糙度。
量具和夹具
用于测量和固定金属，保 证加工精度和稳定性。
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锻压成形工艺实例分析
自由锻造实例
总结词
自由锻造是一种不受模具限制的锻造方法，主要依靠锻锤的冲击力使 金属变形。
模锻实例
总结词
详细描述
模锻是一种在模具中进行的锻造方法，通 过模具的限制使金属变形，以获得所需的 形状和尺寸。
模锻实例包括汽车曲轴、连杆、齿轮等， 这些零件在生产过程中需要经过模锻，以 获得精确的形状和尺寸。
总结词
详细描述
模锻的优点在于生产效率高，精度高，适 用于大批量生产，但模具成本较高。
模锻的实例包括汽车曲轴、连杆、齿轮等 ，这些零件在生产过程中需要经过模锻， 以获得精确的形状和尺寸。
详细描述
自由锻造实例包括大型锻件、轴类锻件、饼类锻件等，这些锻件在生 产过程中需要经过多次自由锻造，以获得所需的形状和性能。
总结词
自由锻造的优点在于灵活性高，适用于单件和小批量生产，但生产效 率较低，劳动强度较大。
详细描述
自由锻造的实例包括大型锻件、轴类锻件、饼类锻件等，这些锻件在 生产过程中需要经过多次自由锻造，以获得所需的形状和性能。
应力状态与温度场
总结词
影响材料流动和成形过程稳定性
详细描述
应力状态与温度场是影响锻压成形工艺的重要因素。在 锻压过程中，应力状态与温度场的变化相互影响，共同 决定了材料的流动和成形过程的稳定性。合理的应力状 态可以促进材料的塑性变形和流动，提高成形质量；而 稳定的温度场则可以保证材料在变形过程中保持稳定的 物理性能，防止因温度波动引起的缺陷。因此，合理控 制应力状态与温度场是实现高质量锻压成形的重要手段 。

敷料是为了简化锻件形状、便于锻造而增添的金属部 分。由于自由锻只适宜于锻制形状简单的锻件，故对零件 上一些较小的凹挡、台阶、凸肩、小孔、斜面和锥面等都 应进行适当的简化，以减少锻造的困难，提高生产率。
加工余量 由于自由锻件的尺寸精度低、表面品质较 差，需要再切削，所以应在零件的加工表面增加供切削加 工用的金属部分，称为加工余量。
自由锻的工序可分为基本工序（镦粗 拔长 冲孔）、辅助工序和精整工序三大类。
（1）基本工序 它是使金属坯料实现主要的变 形要求，达到或基本达到锻件所需形状和尺寸的 工序。主要有以下几个：
镦粗 是使坯料高度减小、横截面积增大的 工序。它是自由锻生产中最常用的工序，适用于 饼块、盘套类锻件的生产。
拔长 是使坯料横截面积减小、长度增大的 工序。它适用于轴类、杆类锻件的生产。为达到 规定的锻造比和改变金属内部组织结构，锻制以 钢锭为坯料的锻件时，拔长经常与镦粗交替反复 使用。
(2)自由锻件应避免加强筋、凸台等结构。因为这些 结构难以用自由锻获得。若采用特殊工具或技术措施来生 产，必将增加成本，降低生产率。
(3)当锻件的横截面有急剧变化或形状较复杂时，可 采用特别的技术措施或工具；或者将其设计成几个简单件 构成的组合件，锻造后再用焊接或机械连接方法将其连成 整体件。
选择锻造工序
四、自由锻件结构的工艺性
设计锻造成形的零件时，除应满足使用性能要 求外，还必须考虑锻造工艺的特点，即锻造成形的 零件结构要具有良好的工艺性。这样可使锻造成形 方便，节约金属，保证质量和提高生产率。
(1)自由锻件应避免锥体、曲线或曲面交接以及 椭圆形、工字形截面等结构。因为锻造这些结构须 制备专用工具，锻件成形也比较困难，使锻造过程 复杂，操作极不方便。
锻造比

自由锻主要工序分析
4.4.3 彎曲：將坯料彎成所規定外形的鍛造 工序，用以鍛造各種彎曲類鍛件。
圖4.24 彎曲時坯料的形狀變化
自由锻主要工序分析
4.4.4 錯移：將坯料的一部分相對另一部 分相互平行錯移的鍛造工序。用以鍛造曲 軸類鍛件，錯移前坯料需要壓肩。
动画演示
圖4.25 錯移 a) 在一個平面內的錯移 b) 在兩個平面內的錯移
根據鐓粗後網格的變形程度分為三個變形區:
區域Ⅰ：難變形區； 區域Ⅱ：大變形區； 區域Ⅲ：小變形區，變形程度介於區域Ⅰ與區域Ⅱ之間。
➢變形結果：變形不均勻，易出現缺陷。
自由锻主要工序分析
2. 鐓粗坯料容易出現的缺陷：
(１) 坯料側面出現鼓形，可能引起表面縱裂； (２) 坯料上下兩端出現粗大的鑄造組織； (３) 坯料內部變形不均勻，晶粒大小不均勻，鍛件性 能也不 均勻； (４) 高徑比較大的坯料，易產生縱向彎曲, 變形失穩。
3. 鍛造軸杆鍛件可以提高後續拔長工序的鍛造比；
4. 提高鍛件的力學性能等。
自由锻主要工序分析
主要方法: 平砧鐓粗、墊環鐓粗和局部鐓粗。
4.2.1 平砧鐓粗
平砧镦粗动画
自由锻主要工序分析
1. 平砧鐓粗變形分析
II
h
III
III II I
I
r
圖4.2 平砧鐓粗變形分佈與應力狀態分析
自由锻主要工序分析
自由锻主要工序分析
4.2.3 局部鐓粗 :
•作用：鍛造凸肩直徑和高度較大的餅塊鍛件， 或端部帶有較大法蘭的軸杆鍛件。 •特點：與平砧鐓粗相似，但受“剛端”的 影響。
自由锻主要工序分析
4.10 局部鐓粗
自由锻主要工序分析
4.3 拔長

图7.6 镦粗
图7.7 拔长
为方便下料和避免镦弯，高度和直径之比应小于2.5。
为达到规定的锻造比和改变金属内部组织结构，拔长常
与镦粗交替反复使用。
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冲孔是在坯料上冲出通孔或 弯曲是使坯料产生所 盲孔的工序。对圆环类锻件，冲 需角度和外形的工序。
孔后还应进行扩孔工作。
图7.8 冲孔
图7.10 扭转
图7.9 弯曲
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自由锻
自由锻工艺的制定
自由锻工艺规程
3、选择锻造 工序
盘类件:镦粗（拔长、镦粗）、冲 孔轴类件:拔长（镦粗、拔长）、切肩、锻台阶
筒类件:镦粗（拔长、镦粗）、冲孔、芯轴上拔长
环类件:镦粗（拔长、镦粗）、冲孔、芯轴上扩孔
弯曲类件:拔长（镦粗、拔长）、弯曲
曲轴类件:拔长（镦粗、拔长）、错移、锻台阶、扭转
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自由锻
自由锻工艺的制定
自由锻工艺规程
4、确定始锻 和终锻温度
利用Fe-C合金相图确定 始锻温度一般在固相线以下150℃ 终锻温度一般在800℃左右
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§7.2 模 锻
1. 模锻是使金属坯料在冲击力或压力作用下，在锻模 模膛内变形从而获得锻件的压力加工方法。
图7.16 典 型 模 锻 件 24
a）下料
b)镦粗
c)垫环局部镦粗
d)冲孔
e)冲子扩孔
f)修整
图7.15 齿轮锻造工艺过程 16
四、自由锻工艺的制定
锻件图：在零件图的基础上，考虑敷料、加工余量
、锻造公差等因素后绘制的工艺图。
自由锻 自由锻工艺规程
1、绘制锻件 图
零件图
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自由锻
自由锻工艺的制定
自由锻工艺规程

第三节 自由锻工艺的制定
二、确定毛坯质量和尺寸 1.毛坯质量的计算
G坯＝G锻+G损
2.毛坯尺寸的确定
镦粗：1.25D0<=H0<=2.5D0 拔长：应按锻件最大截面积，考虑锻比、修整量要 求等选取毛坯尺寸。
第三节 自由锻工艺的制定
三、变形工艺与锻比 1.制定变形工艺的内容：
确定锻件成形必需的基本工序、辅助工序和修 整工序，决定工序顺序，设计工序尺寸。
第三节 自由锻工艺的制定
一、绘制锻件图
锻件图是根据零件图绘制的；它是在零件图的 基础上考虑加工余量、锻造公差、锻造余块、检验 试样及工艺卡头等绘制而成的。它是计算毛坯、设 计工具和检验件的依据。 1.加工余量；
2.锻件公差；
第三节 自由锻工艺的制定
一、绘制锻件图
锻件图是根据零件图绘制的；它是在零件图的 基础上考虑加工余量、锻造公差、锻造余块、检验 试样及工艺卡头等绘制而成的。它是计算毛坯、设 计工具和检验件的依据。 3.锻造余块；
常见锻件的分类及所需锻造工序
第三节 自由锻工艺的制定
确定工序尺寸时应注意要点：
1）工序尺寸必须符合各工序的规则；
2）必须估计到各工序变形时毛坯尺寸的变化；
3）应保证锻件各部分有适当的体积；
4）在锻造最后精整时要有一定的修整余量； 5）多火次锻造大型锻件时应注意中间各火次加热的 可能性； 6）对长度方向尺寸要求准确的长轴锻件，在设计工 序尺寸时，要考虑到修整时长度尺寸会略有增长。
You Know, The More Powerful You Will Be
谢谢大家
荣幸这一路，与你同行
It'S An Honor To Walk With You All The Way

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5.空心类锻件
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图4-5 195型单拐曲轴的全纤维锻造过程
6.弯曲类锻件
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图4-7 弯曲类锻件的锻造过程
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a) 20t吊钩的锻造过程 b)卡瓦的锻造过程
7.复杂形状类锻件
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吊环螺钉 羊角吊钩
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羊角锤头
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4.3 自由锻基本工序分析
自由锻基本工序？
了解和掌握自由锻每种基本工序金属的流动 规律和变形分布，对合理选择成形工序，准 确分析锻件质量和制定锻件自由锻工艺规程 非常重要
D0/d ≥5，H0=H
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D0/d ＜5，H0=(1.1~1.2)H
实心冲孔的优点？
(3)冲孔时易产生的缺陷及防止措施 冲孔时如果操作不当、坯料尺寸不合适、坯料温度
不均匀等，可能会使锻件形状“走样”，产生孔冲偏、 斜孔、裂纹等缺陷
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D0/d ＞ 3
H0/D0 ≤1.5
H0/D0 ≤1.5
图4-51 冲孔缺陷示意图
自由锻视频
适用范围：1、中小型锻件的单件小批量生产； 2、大型锻件生产
优点：工具简单、通用性强、灵活性大 缺点：锻件精度低，加工余量大，劳动强度大，生产率低 2
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中小型锻件，大型锻件。为模锻完成制坯工序。
3
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4
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16000吨水压机上， 重260吨的巨型钢锭4570毫米、 长3450毫米的核电筒节B 中国第二重型机械集团公司（以 下简称中国二重或二重）
图4-57 辗压扩孔工作原理图 1—环形坯料 2—芯辊 3—辗压辊
4—导向辊 5—信号辊 53
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4.3.5 弯曲
将坯料弯曲成规定外形的锻造工序称为弯曲，这种方法可用于 锻造各种弯曲类锻件，如起重吊钩、弯曲轴杆等。

1 . 2 5 H / D 2 . 5 0 0
从而可得 D0 = (0.8～1.0)
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V坯
a0 = (0.75～0.9) 3 V 坯
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⑵当头道工序为拔长时，原坯料直径应按锻件最大截面积S锻 , 并考虑锻比KL和修整量等要求来确定： S坯＝KL· S锻 即D0 = 1.13√KLS锻 再按国家材料规格，选取标准直径或标准边长，然后计算 坯料高度（下料长度）： 圆坯料 2 H = V / ( / 4 D) 0 0 坯 方坯料
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四、锻造比的确定
锻造比是表示锻件变形程度的一种方法，也是保证锻 件质量的一个重要指标。应合理选择锻造比。 型材一般经过大变形的锻轧，组织性能均得到改善， 一般不须考虑锻造比。 钢锭的锻造必须考虑锻造比。 一般要求锻造比大于3。
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典型锻件的锻造比见表
锻件名称 计算部位 锻造比 锻件名称 计算部位 锻造比
航空用大 型锻件
五、设备吨位的计算与选择
根据作用在坯料上力的性质，自由锻设备 分为锻锤和液压机两大类。
在使用锻锤进行锻造时，必须正确选择合适的设备
。用小的设备锻造太大的锻件，锻件内部锻不透，而且 生产率低。 反之，小型锻件用太大的设备进行锻造速度慢，打 击力不易控制，也是不适宜的。
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三、大型锻件变形工艺分析
生产大锻件必须根据对锻件组织性能的具体要 求。恰当地选用变形工艺。因此，有必要对大锻件 锻造中常用变形工艺的特点进行具体分析。
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