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锻造工艺过程及模具设计1. 引言锻造是一种通过对金属材料施加压力，使其产生塑性变形，从而得到所需形状和性能的工艺方法。
锻造工艺及模具设计在制造业中具有广泛的应用。
本文将介绍锻造的工艺过程和模具设计的基本原理和方法。
2. 锻造工艺过程2.1 热锻工艺热锻是指在高温下进行的锻造工艺。
其基本过程包括预热、装料、锻造和冷却四个步骤。
2.1.1 预热预热是将锻造原料加热至一定温度，以提高其塑性和降低锻造压力。
预热温度的选择取决于材料的类型和要求。
2.1.2 装料装料是将预热好的原料放置在锻造模具上，以准备进行下一步的锻造操作。
装料时需要考虑材料的定位和固定，确保锻造过程中的准确性和一致性。
2.1.3 锻造锻造是通过对装料施加压力，使其发生塑性变形，从而得到所需形状和性能的过程。
在锻造过程中，需要控制加压力、防止材料裂纹和变形等问题。
2.1.4 冷却冷却是将锻件从锻造中取出后，使其慢慢冷却，以缓解残余应力和提高材料的硬度和强度。
2.2 冷锻工艺冷锻是指在室温下进行的锻造工艺。
与热锻相比，冷锻可以更好地控制材料的性能和形状，并且不需要进行预热和冷却，节约能源。
2.2.1 材料的选择冷锻对材料的要求较高，一般选用具有良好塑性和变形能力的材料，如铝、铜等。
2.2.2 模具的设计冷锻模具的设计需要考虑以下几个方面：模具材料的选择、模具结构的设计、模具的可制造性和可维修性等。
3. 模具设计3.1 模具的分类模具按照其所用材料的不同可以分为金属模具、木模具和塑料模具等。
其中金属模具是最常用的一种，具有强度高、耐磨性好的特点。
3.2 模具结构的设计模具的结构设计包括上模、下模和侧模的设计。
上模是与锻件上表面接触的模具，下模是与锻件下表面接触的模具，侧模用于锻造中需要有孔的部位。
3.3 模具材料的选择模具材料的选择需要考虑模具的使用寿命、成本和性能要求等。
常用的模具材料有工具钢、合金钢和铸铁等。
3.4 模具的制造工艺模具制造工艺包括模具的加工和装配过程。
热锻模具加工工艺及其要点1:下料根据生产指令按规定材料及尺寸下料。
要点:检查原材料1)外表应无压伤、疤痕、深度划伤、夹皮等缺陷。
2)内部应无裂纹、皮下气泡、夹层等缺陷。
2:自由锻根据生产指令按规定尺寸锻造。
要点:1)加热:快速加热,但应烧透且应加热温度均匀;加热中翻动2~3次;工件间隙≥原始圆形毛坯直径d(或原始方形毛坯边长a);加热时间按d(或a)min,注:d为原始圆形毛坯直径(a为原始方形毛坯边长),即每1㎜加热1min;避免与不同材料的毛坯同炉加热。
2)火次:五火十锻。
3)温度:加热温度:1120~1150。
始锻温度:1070~1100℃。
终锻温度:850~900℃。
4)打击力度:始锻开锤轻击以清除加热氧化皮,确保成形后锻坯有良好的表面质量;拔长或镦粗时均匀进给,锤击轻重一致,避免温共5页第1页度过低时猛烈锻打或进行大变形量锻击而产生裂纹。
成形锻坯结束锻造时终锻温度可取终锻温度下限或更低一些,但只限于最后锻坯的修整、校形,以轻击为主,低温下,碳化物较脆、易碎,在许用终锻温度下,锻打有益,但操作危险应注意安全。
5)锻造比以大于2的锻造比进行变向反复镦拔。
6)冷却成型锻坯堆放冷却时,保证地面干净整洁,严禁在潮湿的地面上放置。
7)加工余量成型锻坯应保证端面单边有效加工余量3㎜,径向单边有效加工余量5㎜。
3:退火采用完全退火,用以消除应力,降低硬度,改善切削加工性能。
温度:840~860℃。
保温时间:2~3小时。
缓慢冷却至500℃以下时出炉,空冷至室温。
确保硬度:≤HB2294:车加工(粗车)根据图纸按规定尺寸加工。
要点:1)各部加工余量不应低于1.0~1.5㎜。
2)加工外表面粗糙度在Ra3.2以内,内表面粗糙度在Ra3.2 以内。
3)粗车毛坯不允许有尖角,尖角处在保证加工余量的前体下均以R3~6过渡。
5:铣削及标识按规定铣标识平面,表面粗糙度不应低于Ra3.2。
标识应清晰可辨,保证配模后能够完全保留标识字迹。
锻造工艺过程及模具设计锻造是一种通过对金属材料进行加热和塑性变形来制造零件的工艺。
它广泛应用于航空航天、汽车制造、机械制造等领域。
锻造工艺过程中，模具设计起着至关重要的作用。
本文将介绍锻造工艺的基本过程，并探讨模具设计的要点和技巧。
一、锻造工艺过程锻造工艺过程通常包括以下几个步骤：材料准备、加热、装料、锻造、冷却和后处理。
1. 材料准备：选择合适的金属材料是成功进行锻造的关键。
常用的锻造材料有碳钢、不锈钢、铜合金等。
在材料准备阶段，需要对材料进行清洁和切割，以便于后续的加工操作。
2. 加热：将金属材料加热至适当的温度，使其达到塑性变形的状态。
不同的金属材料需要加热到不同的温度范围，以确保其具有足够的可塑性。
3. 装料：将预热好的金属材料放入模具中。
模具是用来限制和塑性变形金属材料的工具，它的设计和制造直接影响着锻造零件的质量和形状。
4. 锻造：在加热和装料后，施加压力使金属材料发生塑性变形。
锻造可以分为冷锻和热锻两种方式。
冷锻适用于低碳钢等硬度较低的金属材料，热锻适用于高碳钢等硬度较高的金属材料。
5. 冷却：锻造完成后，将锻造件从模具中取出，进行冷却。
冷却的目的是使锻造件快速降温，以增加其强度和硬度。
6. 后处理：锻造件经过冷却后，还需要进行后处理。
后处理可以包括修整、抛光、热处理等工序，以进一步提高锻造件的性能和表面质量。
二、模具设计要点和技巧模具是锻造工艺中不可或缺的工具，其设计和制造直接关系到锻造件的质量和形状。
以下是一些模具设计的要点和技巧：1. 合理选材：模具的材料应具有足够的硬度和耐磨性，以承受锻造过程中的高温和高压。
常用的模具材料有合金工具钢、合金铸钢等。
2. 结构简单：模具的结构应尽可能简单，便于制造和维修。
过于复杂的结构会增加制造难度，降低模具的使用寿命。
3. 合理布局：模具的布局应合理，使得锻造过程中的力分布均匀。
同时，还要考虑模具的强度和刚度，以避免变形和破坏。
4. 充分利用材料：在模具设计中，应尽量减少废料的产生，充分利用材料。
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第二篇锻造工艺与模具设计锻造：以锭料或棒料为原材料时，称为锻造，在锻造加工中，坯料发生明显的塑性变形，有较大量的塑性流动。
自由锻：只用简单的通用性工具，或在锻造设备的上、下砧间直接使坯料变形而获得所需的几何形状及内部质量锻件的方法。
模锻：利用模具使毛坯变形而获得锻件的锻造方法。
锻压生产过程•锻压的生产过程包括成形前的锻坯下料、锻坯加热；成形；成形后工件的热处理、清理、校正和检验。
法兰生产工艺流程主导产品——大型铸锻件：电站锻件、船用锻件等亚临界汽轮机缸体、超临界缸体、亚临界汽轮机（600MW及600MW以下）高中压转子、中压主轴、超纯转子、高低压联合转子、低压转子、叶轮等火力发电机组（300MW及300MW以下）铸锻件；大型船用铸锻件等。
300MW发电机转子300MW缸体1-1 锻前加热的目的及方法1 目的：提高金属塑性，降低变形抗力，即增加金属的可锻性，从而使金属易于流动成形，并使锻件获得良好的锻后组织和力学性能。
1-1 锻前加热的目的及方法2 方法：金属坯料的加热方法，按所采用的热源不同，可分为：¾燃料加热：¾电加热：[1] 燃料(火焰)加热燃料加热是利用固体(煤、焦炭等)、液体(重油、柴油等)或气体(煤气、天然气等)燃料燃烧时所产生的热量对坯料进行加热。
燃料在燃料炉内燃烧产生高温炉气(火焰)，通过炉气对流、炉围(炉墙和炉顶)辐射和炉底传导等传热方式，使金属坯料得到热量而被加热。
在低温(650℃以下)炉中，金属加热主要依靠对流传热，在中温(650~1000℃)和高温(1000℃以上)炉中，金属加热则以辐射方式为主。
在普通高温锻造炉中，辐射传热量可占到总传热量的90%以上。
[1] 燃料(火焰)加热优点：燃料来源广泛，炉子建造容易，加热费用低，对坯料适应范围广等。
缺点：劳动条件差，金属氧化烧损严重，加热质量难以控制等。
目前，该方法仍是锻造加热的主要方法，广泛用于自由锻、模锻时的对各种大、中、小型坯料的加热。
模锻成形工艺及模具设计特点锻锤的优点在于打击速度快，因而模具接触时间短，适合要求高速变形来填充模具的场合。
由于其快速、灵活的操作特性，其适应性非常强，有人成为“万能”设备，因而特别适用于多品种、小批量的生产。
模锻锤属于力大能小，能量可以累积，强冲击负荷和没有固定下死点的定能设备，锻锤的强冲击负荷和多次锻击成形特点，使金属在高度方向流动和填充良好，特别适用于生产薄平带筋的锻件。
锤锻主要工作特点（1）靠冲击力使金属变形，锤头在行程的最后，速度约4-9m/s（2）受力系统不是封闭的，冲击力通过下砧传给基础（3）单位时间内的打击次数多（1～10t模锻锤为40～100次/min）（4）锤头行程不固定（5）承受偏载能力和导向精度均较差（6）无顶出装置模锻工艺和模具设计特点（1）金属在各模膛中的变形是锤头的打击下逐步完成的，锤头的打击速度虽然快，但在打击中每一次的变形量较小（2）由于考冲击力使金属变形，可以利用金属的流动惯性，有利于金属填充模膛。
锻件上难充满的部分应尽量放在上模（3）在锤上可实现多种模锻工步，特别是对长轴类锻件进行滚压，拔长等制坯工步非常方便（4）由于模锻锤的导向精度不太高，工作时的冲击性质和锤头行程不固定等，因此模锻件的尺寸不太高（5）由于无顶出装置，锻件起模较困难，模锻斜度应适当大些（6）由于冲击力使金属变形，模具一般采用整体结构（7）由于靠冲击力使金属变形和锤头行程速度快，通常才用锁扣装置导向，较少采用导柱导套。
典型的锤模锻经过6个工序①镦粗：用来以减小坯料高度，增大横截面积（图中无镦粗工序）。
②拔长：将坯料绕轴线翻转并沿轴线送进，用来减小坯料局部截面，延长坯料长度。
③滚压：操作时只翻转不送进，可使坯料局部截面聚集增大，并使整个坯料的外表圆浑光滑。
④弯曲：用来改变坯料轴线形状。
⑤预锻：改善锻件成形条件，减少锻模膛的磨损。
⑥终锻：使锻件最终成形，决定锻件的形状和精度。
