锻造工艺过程及模具设计.pptx

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《锻造模具设计》课件

促进产业发展
模具设计作为制造业的重要基础，对于推动相关产业的发展具有重要意义，特别是在汽车、航空、能源等领域，模具设计的技术水平和创新能力已经成为衡量一个国家制造业水平的重要标志。
模具设计的流程
初步设计
详细设计
绘制图纸
审核与修改
根据产品需求和工艺要求，进行初步的模具结构设计，确定模具的基本布局和功能模块。
材料的强度决定了模具的承载能力和抗变形能力，应根据锻造压力和模具尺寸选择具有足够强度的模具材料。
韧性
材料的韧性决定了模具的抗冲击能力和抗疲劳性能，应根据锻造工艺的要求选择具有良好韧性的模具材料。
材料热处理与表面处理
热处理
通过改变模具材料的内部组织结构，提高其力学性能和延长使用寿命。常见的热处理工艺包括淬火、回火、表面强化处理等。
《锻造模具设计》 PPT课件
目录
CONTENTS
• 锻造模具设计概述 • 锻造模具材料选择 • 锻造模具结构设计 • 锻造模具制造工艺 • 锻造模具应用实例
01 锻造模具设计概述
定义与特点
定义
锻造模具是用于金属材料成型的工具，通过模具的精确设计和制造，可以实现金属材料的塑性变形，从而得到所需形状和性能的零件。
表面处理技术
为了提高模具的耐磨性和抗腐蚀性，需要进行表面处理，如喷涂、渗碳等。
装配与调试技术
将各部件组装在一起，并进行调试，需要采用合适的装配和调试技术，确保模具工作正常、性能稳定。
模具制造中的常见问题及解决方案
加工精度不足
热处理变形
可以通过采用高精度加工设备和工艺来提高加工精度。
可以采用先进的热处理技术和设备，控制热处理过程中的温度和时间，减少热处理变形。

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机电工程系
第三节终锻模镗设计
一.热锻件图
1.收缩率
为保证锻件冷却后符合冷锻件图的要求，热锻件图上尺寸均在冷锻件图基础上加放收缩率。
2.绘制热锻件图
通常热锻件图形状和冷锻件图相似。热锻件图上圆角半径、
模锻斜度同于冷锻件图，锻件若有内孔，要在热锻件图上绘出
连皮形状并标明尺寸。在热锻件图上不绘出制件轮廓线，也不
• 第一节锻模的分类及特点 • 第二节锻件图设计 • 第三节终锻模镗设计 • 第四节预锻模镗设计 • 第五节制坯模镗设计 • 第六节锤锻模结构设计 • 第七节机锻模设计
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机电工程系
第一节锻模的分类及特点
一.锻模的分类
锻模的种类很多，通常锻模是按制造设备来分类，可分为胎膜、锤锻模、机锻模、平锻模、辊锻模等。
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机电工程系
3.机锻模
在机械压力机上使坯料成形为模锻件或其半成品的模具称为机械压力机锻模，简称机锻模。
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机电工程系
4.平锻模
在水平锻造机上使坯料成形为模锻件或其半成品的模具称平锻模。平锻机的工作特点是有两个分型面，主滑块在水平方向运动，有坯料夹持定位装置。
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机电工程系
5.滚锻模
在辊锻机上将坯料纵轧成形的扇形模具称为滚锻模。辊锻工艺的生产特点是生产率比锤上模锻高5~10倍，节约金属材料，劳动条件好，比较容易实现机械化、自动化。
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锻造工艺过程及模具设计PPT课件

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第3章自由锻主要工序分析
3.1 自由锻工艺过程 ①什么是自由锻? ②自由锻分类? ③自由锻主要工序有哪些? ④自由锻工艺过程的特征?
三个方面:通用性;设备功率小;效率低 ⑤自由锻工序分类? （3个工序）见表3-1
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自由锻件分类
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第3章自由锻主要工序分析
不完全退火(也称球化退火)：适用于过共析钢，如T8、T12、Gcrl5等。将钢锻件加热到Ac，以上10～20℃，经过较长时间的保温，然后随炉缓冷至4００～ 500 ℃取出空冷，以获得珠光体组织。
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等温退火：一般是用于亚共析钢、共析钢和过共析钢。将钢锻件加热到Ac３ (亚共析钢)或Ac１(过共析钢)以上20～30 ℃ ，保温一段时间后，快速冷却到 Ac．以下某一温度作较长时间的等温保温，使奥氏体较好地转变成珠光体，然后炉冷或空冷。等温逞火可获得比完全退火更为均匀的组织，还可比完全退火缩短退火时问，提高生产率。
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3.2 自由锻基本工序分析镦粗 ①镦粗的定义? ②镦粗的目的?
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③平砧镦粗与镦粗比? ④平砧镦粗的变形分析?
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减小镦粗鼓形的措施
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垫环镦粗
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局部镦粗
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二、拔长 1.拔长定义与目的？ 2.拔长类型？ ①平砧拔长
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3.拔长变形过程分析 ①拔长时的锻造比？ ②拔长时的变形特点？ ③拔长缺陷与防止措施？
预防白点退火：用于防止白点的专用热处理工艺。 2)正火将钢锻件加热到Ac3(亚共析钢)或Acm。(过共析钢)以上30～50℃，有些高合金锻件加热到Ac3或Accm以上100～150℃，保温一段时间后空冷。对于亚共析钢、共析钢和过共析钢，除了细化晶粒、消除内应力外，如还要求增加强度和韧性，或要消除网状碳化物，便应采用正火。 (3)调质将钢锻件先淬火，然后进行高温回火的热处理工艺叫调质，常用于中碳钢和合金结构钢，以获得蘸好的力学性能。

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2.铸造
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3.压铸
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4.注塑
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压铸和注塑的发展100多年的历史。
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从工艺的角度谈区别
1.锻造
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除上述切割方法外，还有等离子切割法、电子束切割法、阳极切割法等。
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2.3 模锻时的润滑 ①锻造时为什么要润滑? ②润滑剂的分类? （传统的润滑剂、新型的
润滑剂）
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第二章锻前加热
3.1 一般加热方法金属材料锻前加热的目的：
是为了提高金属的塑性，降低变形抗力，以利于锻造和获得良好的锻后组织。
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第一章概述
1.2 锻造生产的发展过程 ① 模锻件的数量增加,自由锻造的数量减少; ② 材料利用率; ③ 模锻的流程; （备料………校正） ④ 20世纪锻造的基本发展情况?

锻造工艺与模具设计40页PPT

1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
锻造工艺与模具设计
11、用道德的示范来造就一个人，显然比用法律来约束他更有价值。—— 希腊
12、法律是无私的，对谁都一视同仁。在每件事上，她都不徇私情。—— 托马斯
13、公正的法律限制不了好的自由，因为好人不会去做法律不允许的的。——爱略特 15、像房子一样，法律和法律都是相互依存的。——伯克

锻模设计含实例ppt课件.ppt

第三节制坯工步的选择
制坯使坯料变成易于终锻成形的毛坯。包括镦粗、拔长、卡压、滚挤、弯曲和扭转等
一、圆饼类锻件
采用镦粗制坯或成形镦粗制坯。
锻件
毛坯
轮毂较矮
轮毂较高
轮毂高，凸缘大有内孔，采用成形镦粗
中间毛坯尺寸满足：中间毛坯尺寸满足：中间毛坯尺寸满足：
D1＞D镦＞D2
（D1＋D2）/2＞D镦＞D2
三、预锻模膛设计（终锻模膛尺寸相应增、减）
1、模膛的宽与高
若终锻时以镦粗为主，预锻模膛的高度应比终锻模膛大2～5mm，宽度应小1～2mm。一般不
设飞边槽。预锻模膛的横截面积F预应比终锻模膛相应处截面积F终大1%～3%，或按下式计算：
F预=F终+（0.2～1）F飞
采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物
５、叉形锻件的预锻模膛设计
叉间距离不大时，必须在预锻模膛中使用劈料台。依靠劈料台把金属挤向两侧，流入叉部模膛内。
一般情况下采用图中a型；当α＞45°，叉部较窄
时，可使用b型，有关尺寸如下：
A=0.25B 8＜A＜30；h=(0.4～0.7)H；
α=10°～45°
劈料台
采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物
采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物

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第一章概述
1.2 锻造生产的发展过程 ① 模锻件的数量增加,自由锻造的数量减少; ② 材料利用率; ③ 模锻的流程; （备料………校正） ④ 20世纪锻造的基本发展情况?
（生产对象的发展）（生产设备的发展）
第一章概述
1.3 锻造技术发展的未来趋势 ① 数字化塑性成形技术;
锻造技术发展的未来是锻造技术数字化。数字化的体现是什么? （CAD/CAM/CAE） ② 锻造设备和工艺技术发展趋势? 三个方面:设备大型化;自动化、精密化；绿色化。
5.气割气割是利用氧气和可燃气体的气割器(称割炬)，产生温度很高的火焰，使割缝上的金属熔化而烧断金属材料。
6．精密剪切下料由于无飞边锻模、精密锻造、冷挤压以及精密辗压等新工艺的出现和日益广泛的应用．对棒料剪切下料工艺的要求也越来越高。要求采用精密下料方法，以提高断面质量，减少切断变形，严格控制下料公差和提高劳动生产率。
由于生产条件的不同，各工厂所用的锻造温度范围也不完全相同。钢料的锻造温度范围见表4-1；有色金属的锻造温度范同见表4-2。
第一章概述
1.4 学习本课程的任务: ① 设计能力； ② 分析能力； ③ 解决锻件缺陷问题的能力。
第二章锻造用原材料及坯料准备
2.1 锻造用原材料 ①锻造用的原材料的对象? （棒料、板料、
管料）。பைடு நூலகம்②锻造用的原材料的材质?
（钢、有色金属） ③钢的分类? 含碳量；化学成分；碳的质量分数；加入合
2.1 一般加热方法 ①加热方法按照采用的热源不同分:
火焰加热电加热（电阻加热；感应加热） ②两种加热方法的加热原理和优缺点?
电加热（电阻加热；感应加热）
③什么是感应加热的趋肤效应? ④感应加热时候的原则?
2.2 钢加热时的缺陷及防止措施? ①氧化、脱碳、增碳产生的原因及防止措施? ②过热、过烧产生的原因及防止措施? ③裂纹产生的原因及防止措施?
2.3 锻造温度范围的确定?
2.4加热规范
(二)锻造温度范围的确定锻造温度范围是指始锻温度和终锻温度间的～段温度间隔。钢料在高温单相区具有良好的塑性，所以锻造温度范围最好在这个区间，图4－2是在铁碳合金相图基础上制定的碳钢锻造温度范围。开始锻造的温度称为始锻温度。它应低于固相线AE约150～200℃，以防止过热和过烧。
结束锻造时的温度称为终锻温度。终锻温度主要应保证在结束锻造之前金属还具有足够的塑性以及锻件在锻后获得再结晶组织，但过高的终锻温度电会使锻件在冷却过程中晶粒继续长大，因而降低了力学性能，尤其是冲击韧度。对过共析钢，为避免形成二次网状渗碳体，在Es线下还应继续锻打，它的终锻温度应高于PsE’线50～１００℃。对亚共析钢，由于在高温单相区内有良好塑性，所以终锻造温度应在Gs线上15～20℃。对于低碳钢，在Gs线(A3)以下的两相区(r+a)也有足够的塑性，因此低碳钢的终锻温度。对于最后一次锻造的终锻温度还要根据剩余变形程度查再结晶图，以避免锻件晶粒粗大。对于锻后立即进行余热热处理的锻件，终锻温度还要考虑余热热处理的要求。精整工序的终锻温度允许比规定值低50～80℃。
1．锯切锯切常在圆盘锯、弓形锯和带锯上进行。圆盘锯是由电动机带动带齿的锯盘慢速旋转并移动，而将棒料切断。圆盘锯通用性强，锯盘的最大直径可达2m，能够锯切的棒料直径在750ｍｍ以下。
2．剪切一般在剪床上进行，可以剪切直径为200mm以下的钢材。对于低碳钢、中碳钢等断面尺寸较小的钢坯可以冷剪。
3．冷折下料在水压机或曲柄压力机上，通过冲头将压力
传到材料上，从而使被折材料沿预先加工好的切折断，
切口宽度b=(5～8)mm；切口深度h=(a)1/3mm；
4.砂轮切割砂轮切割是在砂轮切割机上将钢坯切断。砂轮切割机是由电动机带动薄片砂轮 (厚度一般在3mm以下)高速旋转，并用手动或机动使它作上下运动而将钢坯切断。砂轮切割机可切割直径在40mm以下的任何硬度的金属材料。
锻造工艺过程及模具设计
第一章概述
1.1 锻造生产 ① 锻造的目的或者什么是锻造? ② 锻造与铸造，压铸，注塑发展以及区
别? 从历史的角度谈发展；从工艺的角度谈区别。
• 晚商时代的青铜鼎
西周青铜鼎
中华第一剑，刺出最古铁器时代
西周晚期
• 兵马佣出土的青铜剑
战国时代青铜剑
• 带铭文出土文物“越王勾践剑”也是青铜剑。传说中的“干将、莫邪雌雄剑”当然也该是铸造的。
金元素
2.1 锻造用原材料 ④锻造用有色金属主要有铜、铝及合金等。
1.1 锻造用原材料的下料
锻造用钢是各种类型的钢锭和钢坯；锻造用有色金属一般是各种类型的坯料。除大、中型自由锻件采用钢锭为坯料外，一般锻件都采用各种金属棒料为坯
料。在锻造前，一般要在专门的下料设备上把金属棒料切成所需长度。当没有专门的下料设备时，也可以在其他设备上进行切料。常用的下料方法介绍如下：
除上述切割方法外，还有等离子切割法、电子束切割法、阳极切割法等。
2.3 模锻时的润滑 ①锻造时为什么要润滑? ②润滑剂的分类? （传统的润滑剂、新型的
润滑剂）
第二章锻前加热
3.1 一般加热方法金属材料锻前加热的目的：
是为了提高金属的塑性，降低变形抗力，以利于锻造和获得良好的锻后组织。
第三章锻造的加热规范
• 从比较严格的意义上讲,中国古代的锻造技术基本是和钢同时出现的,从2000多年前的
汉代开始即被广泛应用于社会生活的各个
领域。钢质锻件的的出现使“铁器时代” 向前跨进了一大步,促进了历史文明的发展, 但受锻造成形原理所限,它没有像古代铸造
技术那样为后人留下无数灿烂辉煌、令人瞩目的艺术作品,因而也就从未受到过应有的重视,让人更为遗憾的是,许多传统的锻造技术现在已经消失或正被遗忘。
压铸和注塑的发展100多年的历史。
从工艺的角度谈区别
1.锻造
2.铸造
3.压铸
4.注塑
③ 锻造的分类? （自由锻,模锻,开式模锻,闭式模锻）
④ 我国锻造的基本情况? ⑤ 模锻的特点? ⑥ 通用的锻造设备有哪些? （油压机，模锻锤，曲柄压力机，摩擦压力机等）