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第3章锻造和板料冲压锻造和板料冲压总称为锻压。
锻压是对金属坯料施加一外力，使之产生塑性变形，从而获得具有一定尺寸、形状和内部组织的毛坯或零件的一种压力加工方法。
如下图为锻压的一种方式——镦粗。
锻造能消除金属铸锭中的一些铸造缺陷，使其内部晶粒细化，组织致密，力学性能显著提高。
所以重要的机器零件和工具部件，如车床主轴、高速齿轮、曲轴、连杆、锻模、和刀杆等大都采用锻造制坯。
3.1 锻造锻造的工艺方法主要有自由锻、模锻和胎膜锻。
生产时，按锻件质量的大小，生产批量的多少选择不同的锻造方法。
3.1.1自由锻锻造时，金属坯料受上下抵铁的压缩变形，而向四周为自由的塑性流动，故称为自由锻。
由于工件的尺寸和形状要靠操作技术来保证，所以自由锻要求工人有较高的技术水平。
自由锻生产率低，加工余量大，但工具简单，通用性大，故被广泛用于锻造形状较简单的单件、小批生产的锻件。
3.1.1.1坯料的加热金属材料在一定温度范围内，随温度的上升其塑性会提高，变形抗力会下降，用较小的变形力就能使坯料稳定地改变形状而不出现破裂，所以锻造时要对工件加热。
（1）始锻温度与终锻温度允许加热达到的最高温度称为始锻温度，停止锻造的温度称为终锻温度。
由于化学成分的不同，每种金属材料始锻和终锻温度都是不一样的。
几种常用金属材料的锻造温度范围见表3-1所示。
表3-1常用金属材料的锻造温度范围锻件的温度可用仪表测定，在生产中也可根据被加热金属的火色来判别，如碳钢的加热温度与火色的关系如下：（2）加热缺陷对锻件加热不当，则会产生以下缺陷。
1）过热加热温度超过该材料的始锻温度，或在高温下保温过久，金属材料内部的晶粒会变得粗大，这种现象称为过热。
过热使锻坯的塑性下降，可锻性变差。
可通过重结晶退火的方法使晶粒重新细化。
2）过烧加热温度远远高于始锻温度，接近该材料的熔点，晶粒边界发生严重氧化而使晶粒间失去结合力，这种现象称为过烧。
过烧的坯料一经锻打即会碎裂，是不可修复的缺陷。
金工实习-锻压第三章锻压一、锻压概况（一）、目的和要求1、了解锻造实习的意义、内容、安排、要求和安全技术。
2、了解锻造生产的种类、生产工艺过程、特点和应用，熟悉锻造场地。
3、了解加热的目的和方法、加热设备、操作方法、碳钢的锻造温度范围，以及锻件的冷却方法。
4、熟悉有关锻打操作要领，了解锻造工具。
（二）实习操作1、加热炉操作。
2、锻造工具的识别。
3、锻打产品示范。
（三）实习报告1、锻造生产方式或种类有哪些？各适合生产什么锻件？答:自由锻：适合单件或小批量零件，或大型锻件。
模锻：适合大批量小型零件。
胎模锻：适合中批量锻件。
2、锻造生产的锻件有何显著特点？答：具有优良的综合力学性能。
3、锻件加热有哪几种？简述其加热原理和特点。
答：（1）、火焰加热：利用燃料在炉内产生的高温液体通过对流辐射把热能传给坯料表面，并由表面向中心使坯料加热。
（2）、电阻炉加热：利用电流通入电炉内的电热体所产生的热量，以辐射及对流的方式来加热金属。
（3）、感应加热：在将感应器通入交变电流产生交变磁场的作用下，金属材料内部将产生交变涡流，由于涡流发热和磁场发热直接将金属加热。
4、材料45、Q235（A3）、T10A各属于何种材料？并说明其性能、应用场合、锻造加热温度、加热火色。
答;（1）、45#属于优质碳素钢（结构钢），各项性能中等，适合制造零件，800～1200℃，红→淡黄。
（2）、Q235是普通碳素结构钢，韧性、塑性优良，适用于建筑行业或对韧性要求较高的零件，800～1280℃,红→黄白。
（3）、T10A优质碳素工具钢，硬度高，适用于做工具，770～1150℃，红→深黄→淡黄。
5、手工锻打时应掌握那些要领？应注意哪些安全？答：1、锤工：做到“稳、准、狠”；2、钳工：对工件要夹牢、放平；3、加热在允许的范围内可以高一点。
6、记录你所用工具的名称，并分析其作用。
各类钳子：夹持工件大锤：产生所需压力小锤：指挥和产生压力剁刀：切割用冲子：冲孔用平锤：修整作用7、简述演示产品的锻打过程，并图示其工艺（工序）。
锻压设备通用操作规程范本第一章总则第1条为了保障锻压设备的正常运行，确保操作人员的人身安全和设备的正常运行，制定本操作规程。
第2条本操作规程适用于企业内部所有锻压设备的操作人员。
第3条操作人员必须参加过锻压设备操作培训并通过考试后方可上岗。
第二章操作准备第4条操作人员在操作锻压设备前，必须进行以下准备工作：1. 检查锻压设备及其配套设施的工作状态，确认设备没有故障。
2. 检查锻压设备的安全保护装置是否完好，必要时对其进行试验。
3. 确认锻压设备上的压力、温度和速度设定值是否符合操作要求。
4. 准备好操作所需的工具、测量仪器和锻模等。
第5条操作人员在进行操作前，必须佩戴个人防护装备，包括安全帽、护目镜、防护手套等。
操作人员在操作过程中应注意保持清醒状态，严禁酒后驾驶、疲劳操作等。
第三章操作流程第6条操作人员在正式操作锻压设备前，必须按照以下流程进行操作：1. 开启锻压设备的电源，并将设备调整到待机状态。
2. 按照工艺要求调整锻压设备的参数，包括压力、温度和速度等。
3. 将待锻件放置在锻模上并固定好。
4. 按下启动按钮，开始锻压操作。
5. 在操作过程中，操作人员要随时关注设备的运行状态，确保设备运行正常。
6. 锻压操作完成后，及时停止设备并进行设备的清理和维护。
7. 操作人员在操作结束后，必须切断设备的电源，并进行设备的工艺参数调整。
第四章安全注意事项第7条操作人员在操作锻压设备时，必须严格遵守以下安全注意事项：1. 确保操作区域的安全，严禁他人进入操作区域。
2. 遵守操作规程，不得擅自修改锻压设备的工艺参数。
3. 在操作过程中，严禁将手或其他身体部位放入锻压设备的运动区域。
4. 操作人员在操作过程中应保持专注、不得分心，严禁与他人交谈或进行其他不相关的活动。
5. 操作人员要随时关注设备的运行状态，如发现异常情况应及时停止设备操作并报告上级。
6. 操作人员在操作过程中应注意设备周围的环境，确保设备的周围没有明火或其他危险物品。
上海理工大学金工实习习题册参考答案金工实习练习册答案，仅供参考，有错误很正常，我们不负责任何后果。
使用手册：1.是非题打得全是错题2.选择题略写3.填空题分为两种显示方式：【（题目提示）答案】&题目提示（答案）4.简答题输入人员：黄骁骏&刘新宇第一章热处理是非题（错题）：对过共析钢，它的含碳量越高，淬火温度也就越高。
淬火加回火的热处理工艺称为调质，调质后的零件能获得强度、韧性、塑性都较好的综合机械性能。
弹簧淬火处理后一般都采用高温回火，因为高温回火后，其弹性极限最高。
布氏硬度适用于测量硬度很高的材料，如淬火钢等。
选择题：制造连杆、传动轴……，一般选用（中碳钢）热处理调质工艺是（淬火加高温回火）弹簧钢零部件淬火后采用（中温回火）对氧化脱碳……热处理时选用（可控气氛热处理炉）为了使变速齿轮……合金钢齿轮进行（渗碳淬火后低温回火）以下切削性能相对较好的钢是（高碳钢）细长轴……淬火时应（垂直向下）气体渗碳加热范围在（900~930）碳素钢淬火……组织转变成了（马氏体）洛氏硬度值为45的表示方法为45HRC填空题：【（退火）随炉缓慢冷却】【（正火）空气冷却】【（淬火）淬火快速冷却】【（回火）淬火后】【（钢热处理）升温、保温、冷却】【（一般）内部组织】【（金属材料）硬度、强度、拉伸、型性】【（最常用）渗碳、渗氮、渗铬】第二章铸造实习报告判断题错题：手工造型中，型砂按的越紧越好，强度高铸件的重要工作面、受力面或主要加工面，浇注时应朝上选择题分型砂的作用是（上型砂和下型砂顺利分析）铸件产生黏砂的主要原因（浇注温度过高和造型材料耐火度不显）生产中为提高金属液额流动性需采用（提高浇注温度）型砂中加入煤粉作用是（防止黏砂和……）铸件的重要加工面，在造型时尽量放在铸型的（下面）熔模铸造适用于制造（形状复杂铸件）冒口的作用（补缩和排气）一般融化铝加热温度为（800）因为金属……收缩量约为（1.5%）左右适用铸造生产的是（车床尾座及溜板箱手轮）填空题【（铸造）特种】【（型砂的组成）原砂、粘结剂、附加物】【（型砂是砂型的主体）良好的透气性、适当的温度、耐高温、一定的退让性、足够的耐用性】【（手工造型）整模、分模、挖沙、浮块、三箱】【（三箱造型）两个、三】【（典型浇注）外浇口、直浇口、模浇口】【（铸铁）坩埚】【（对铸件）喷砂清理、喷水清理、水力清理】【（特种铸造）熔模铸造、压力铸造、离心铸造、陶瓷铸造】【（浇注速度）正面】简答题1.请回答铸造生产的特点有哪些？答：1.铸造可以得到复杂形状的铸件；2.铸造的尺寸和重量可大可小；3.铸造成本低廉2.铸造造型中什么是分型面，分型面的选择一般考虑哪些因素？答：分型面是指砂型的分界面，一般选择铸件最大截面处为分型面，还要考虑方便造型、起模。
安徽理工学校授课教案教研室：机械工程任课教师：胡俊锋第三章锻压§3－1 概述锻压——对坯料施加外力，使其产生塑性变形、改变尺寸、形状及改善性能，用以制造机械零件、工件或毛坯的成形加工方法。
锻压包括锻造和冲压一、锻造1、锻造的概念：在加压设备及工（模）具的作用下，使金属坯料或铸锭产生局部或全部的塑性变形，以获得一定几何形状、尺寸和质量的锻件的加工方法。
按成形方式不同锻造分为自由锻和模锻两大类。
自由锻模锻*播放锻造过程视频2、锻件的概念：金属材料经过锻造变形而得到的工件或毛坯。
3、锻造特点：（1）改善金属的内部组织，提高金属的力学性能（2）具有较高的劳动生产率（3）适应范围广（4）可以大大地节省金属材料和减少切削加工工时（5）不能锻造形状复杂的锻件二、冲压1、冲压的概念：使板料经分离或成形而得到制件的工艺。
*播放冲压过程视频2、压件的概念：用冲压的方法制成的工件或毛坯。
3、冲压的特点：（1）在分离或成形过程中，板料的厚度变化很小，内部组织也不产生变化。
（2）生产效率很高，易实现机械化、自动化生产。
（3）冲压制件尺寸精确，表面光洁，一般不再进行加工或仅按需要补充进行机械加工即可使用。
（4）适应范围广，从小型的仪表零件到大型的汽车横梁等均能生产，并能制出形状较复杂的冲压制件。
（5）冲压使用的模具精度高，制造复杂，成本高，所以主要适用于大批量生产。
4、冲压的基本工序：冲压的基本工序可分为分离工序和成形工序分离工序示意成形工序示意三、压力加工简介使毛坯材料产生塑性变形或分离而无切屑的加工方法称为压力加工。
锻造和冲压是应用最为普遍的压力加工。
除锻压外，常见的压力加工还有轧制、拉拔和挤压1、轧制原理：使坯料在旋转轧辊的压力作用下，产生连续的塑性变形，获得要求的截面形状并改变其性能。
2、拉拔原理：坯料在牵引力作用下通过模孔拉出，使之产生塑性变形而达到截面缩小、长度增加。
3、挤压原理：坯料在三向不均匀压应力作用下，从模具的孔口或缝隙挤出，使之横截面积减小、长度增加，成为所需制品。
§3－2 金属的加热和锻件冷却除高塑性金属外，一般可锻金属材料须经过加热才能进行锻造。
金属加热的目的是为了提高塑性，降低变形抗力，并使内部组织均匀。
一、锻造温度范围1．始锻温度：开始锻造的温度。
一般来说，始锻温度应尽可能高一些，一方面可使金属的塑性提高，另一方面可延长锻造的时间。
但加热温度过高，超过一定限度时金属将产生过热或过烧的缺陷。
通常将变形允许加热达到的最高温度定为始锻温度。
一般金属材料的始锻温度应比其熔点低100--200℃2．终锻温度：终止锻造的温度。
一般来说，终锻温度应尽可能低一些，这样可以延长锻造时间，减少加热的次数。
但温度过低，金属的塑性降低，可锻性变差。
若终锻温度过高，锻件晶粒粗大而降低力学性能。
通常将变形允许的最低温度定为终锻温度3．锻造温度范围：锻件的始锻温度到终锻温度的温度间隔。
注意：金属变形必须在锻造温度范围内进行，否则锻件容易开裂或变形困难。
4．加热速度：加热时坯料表面温度升高的速度（℃/h）。
坯料加热到要求的温度时所需的时间称为加热时间。
确定加热速度（或加热时间）的原则是：在避免因坯料断面温差引起的热应力而使锻件产生裂纹的前提下，加热速度越快（或或加热时间越短）越好。
二、锻件的冷却方法1．冷却规范冷却规范：冷却过程中温度与时间的关系。
不同的冷却方式具有不同的冷却规范。
2．冷却方式（1）空冷：热态锻件在空气中冷却。
冷却速度较快，适用于低碳钢、中碳钢的小型锻件。
（2）堆冷：将热态锻件成堆放在空气中进行冷却。
冷却速度低于空冷，适用于低碳钢、中碳钢的小型锻件。
（3）坑冷：将热态锻件放在地坑（或铁箱）中缓慢冷却。
冷却速度较堆冷低，适用于低合金钢及截面尺寸较大的锻件。
（4）灰砂冷：将热态锻件埋入炉渣、灰或砂中缓慢冷却。
冷却速度低于坑冷，适用于低合金钢及截面尺寸较大的锻件。
（5）炉冷：锻后锻件放入炉中缓慢冷却。
冷却速度低于灰砂冷，适用于高合金钢及大型锻件。
安徽理工学校授课教案教研室：机械工程任课教师：胡俊锋§3－3 自由锻自由锻——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的锻件的锻造方法。
一、加热炉加热炉的加热方式主要有：火焰加热和电加热。
目前在一般中小型工厂中，较普遍采用的是以烟煤作燃料的反射炉。
二、自由锻设备常用设备有空气锤和水压机。
空气锤水压机1、空气锤空气锤是以压缩空气为工作介质，驱动锤头上下运动击打锻件，使其获得塑性变形的锻锤。
空气锤的吨位以落下部分的质量表示。
常用空气锤的吨位有0.15—0.75t，适用于中小型锻件的生产。
2、水压机水压机是以水作为介质传递能量的机器，工作时以静压力作用在锻件上，使其发生变形。
水压机的吨位是以上砧块的最大工作压力来表示的。
常用水压机的吨位为500—12000t，适用于大型锻件的生产。
三、自由锻方法自由锻的工序分为基本工序、辅助工序和精整工序。
自由锻的基本工序：镦粗、拔长、冲孔、弯曲、切割等。
1．镦粗和局部镦粗镦粗：使毛坯高度减小、横断面积增大的锻造工序。
一般用来制造齿轮坯或盘饼类毛坯，或为拔长工序增大锻造比及为冲孔工序作准备等。
注意：坯料镦粗部分的高度应不大于坯料直径的2.5—3倍。
局部镦粗：在坯料上某一部分进行的镦粗。
镦粗局部镦粗2．拔长拔长：使毛坯横断面积减小、长度增加的锻造工序。
拔长用来制造轴杆类毛坯，如光轴、阶台轴、连杆、拉杆等较长的锻件。
拔长反复90°翻转法沿螺旋线翻转法拔长时应将坯料绕其轴线不断翻转。
常用的翻转方法有（1）反复90°翻转法。
其特点是操作方便，但变形不均匀。
（2）沿螺旋线翻转法。
其特点是坯料变形和温度变化较均匀，但操作不方便。
3．心棒拔长和扩孔心棒拔长和扩孔是拔长工序的一种变形形式，适用于套筒、圆环等空心坯料。
心棒拔长：在空心毛坯中加心棒进行变形以减小空心毛坯外径（即壁厚）而增加其长度的锻造工序。
心棒拔长一般用于制造长筒类锻件。
扩孔：减小空心毛坯壁厚而增大其内径和外径的锻造工序。
扩孔的方法有两种：（1）冲头扩孔：利用冲头锥面引起的径向分力进行的扩孔方法。
容易胀裂，每次扩孔量不宜太大。
（2）心轴扩孔：利用上砧和心轴对空心坯料沿圆周依次连续压缩而实现扩孔的方法。
坯料不易破裂，可用于锻造薄壁锻件。
冲头扩孔心轴扩孔4．冲孔冲孔：在坯料上冲出透孔或不透孔的锻造工序。
冲孔常用于制造带孔齿轮、套筒、圆环及重要的大直径空心轴等锻件。
冲孔的方法分双面冲孔和单面冲孔两种。
（1）双面冲孔（2）单面冲孔。
主要用于较薄的坯料。
双面冲孔单面冲孔自由弯形成形弯形1—成形压铁 2—坯料 3—成形垫铁5．弯形弯形：采用一定的工模具将毛坯弯成所规定外形的锻造工序。
质量要求较高且具有弯曲轴线的锻件，如角尺、吊钩等都是利用弯形工序来锻制的。
弯形可以采用自由弯形和成形弯形6．切割切割：把板材或型材等切成所需形状和尺寸的坯料或工件的锻造工序。
切割的方法有以下几种：（1）单面切割。
这种方法常用于切断坯料和切除料头。
（2）双面切割和四面切割。
这种方法一般用于切割截面较大的坯料。
双面切割：在坯料的两个相对面上先后切割。
四面切割：先切割两相对面，再切割相邻的两相对面。
（3）圆料切割四、自由锻常见缺陷自由锻常见的缺陷裂纹、末端凹陷、轴心裂纹和折叠等。
1、产生裂纹的原因主要有坯料质量不好、加热不充分、锻造温度过低、锻件冷却不当和锻造方法有错误等。
2、末端凹陷和轴心裂纹是由于锻造时坯料内部未热透或坯料整个断面未锻透，变形只产生在坯料表面造成的。
3、产生折叠的原因主要是坯料在锻压时送进量小于单边压下量。
末端凹陷和轴心裂纹折叠五、自由锻实例1、锻件图锻造前，一般要绘制锻件图，然后确定锻件坯料的质量和规格。
锻件图是根据零件图绘制的。
自由锻件的锻件图是在零件图的基础上考虑了加工余量、锻造公差、工艺余块等因素后绘制的图样。
下图为压盖零件的锻件图2、锻造工艺锻造应按照制定的锻造工艺进行。
压盖的自由锻工艺如下：安徽理工学校授课教案教研室：机械工程任课教师：胡俊锋§3－4 模锻模锻：利用模具使毛坯变形而获得锻件的锻造方法。
模锻具有模锻件尺寸精度高、形状可以很复杂、质量好、节省金属和生产率高等优点。
在大批量生产时，模锻件的成本较低。
模锻的不足之处是锻件质量较小，不宜锻造大型锻件；模锻设备投资大，在小批量生产时不经济；工艺灵活性不如自由锻。
模锻分胎模锻和模锻两类。
一、胎模锻1．特点胎模锻是在自由锻设备上使用可移动模具生产锻件的一种锻造方法。
胎模不固定在锤头或砧座上，只在使用时才放到下砧上。
胎模锻既具有自由锻简单、灵活的特点，又兼有模锻能制造形状复杂、尺寸准确锻件的优点，因此适用于小批量生产中用自由锻成形困难、模锻又不经济的复杂形状锻件的生产。
2．胎模的类型胎模可分成制坯整形模、成形模和切边冲孔模等。
（1）制坯整形模1）摔模用于锻造成形前的整形、拔长、制坯、校正。
适用于锻制回转体锻件，如光轴、阶台轴等。
2）扣模由上扣和下扣组成，或只有下扣，而以上砧块代替上扣。
扣模既能制坯，也能成形。
用于非回转体杆件的制坯、弯形或终锻成形。
摔模扣模（2）成形模1）套模套模分开式和闭式两种：开式套模适用于回转体料的制坯和成形。
闭式套模能完成制坯和成形，还可冲孔。
开式闭式2）合模合模一般由上、下模及导向装置组成，用于形状复杂的非回转体锻件的成形。
（3）切边冲孔模切边模用于切除飞边。
二、模锻1．模锻设备常用的横锻设备有模锻空气锤、螺旋压力机、平锻机等。
模锻空气锤的工作原理与自由锻空气锤基本相同，其锻造能力也是以落下部分的质量表示的，其吨位与模锻件质量有关。
2．锻模及模膛锻模：模锻时使坯料成形而获得模锻件的工具。
锻模分上模和下模两部分，分别紧固在锤头与砧座上。
锻模通常有多个模膛。
模膛根据其作用不同，分为制坯模膛和模锻模膛两大类。
下图为连杆弯形的多模膛锻模及模锻过程1－弯形模膛2－预锻模膛3－滚挤模膛4－拔长模膛5－终锻模膛6－滚挤模膛断面§3－5 冲压一、冲压常用设备冲压最常用的设备有机械压力机和剪切机1、机械压力机机械压力机俗称冲床，是采用机械传动作为工作机构的压力机。
分开式和闭式两类。
下图所示为常用的开式双柱压力机的外形。
2、剪切机下图所示为常用的龙门剪切机结构示意图。
安徽理工学校授课教案教研室：机械工程任课教师：胡俊锋§3－5 冲压二、分离工序分离工序：使板料的一部分和另一部分分开的工序，包括冲裁和切断。
1．冲裁冲裁：利用冲模将板料以封闭的轮廓与坯料分离的一种冲压方法。
分为落料和冲孔。
（1）落料：利用冲裁取得一定外形的制件或坯料的冲压方法。
即封闭轮廓以内部分的板料是制件或坯料，封闭轮廓以外部分的板料是余料或废料。
