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第二章锻造

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第二章 锻造

第二章 锻造
特点（与自由锻相比）： ①生产效率高； ②锻件尺寸精度高，机加工余量小； ③可锻造形状较复杂的锻件； ④可实现大批量生产，节省金属材料，降低成本； ⑤操作简单，易于实现机械化、自动化。
1.锤上模锻
动画演示
（一）锻模结构
（二）模膛的分类Leabharlann 模膛预锻模膛 模锻模膛
终锻模膛
拔长模膛
制坯模膛
摩擦压力机上模锻生产特点
4.胎模锻造
动画演示
1) 扣模 2) 筒模
3) 合模
§2-2 锻造工艺规程的制订
1. 锻件图的绘制 1）敷料、余量及公差的确定 2）分模面的选择 3）设计模锻斜度、圆角半径 4）确定冲孔连皮
b
a
a
c
d
cd
b
2. 坯料重量和尺寸的计算
3. 锻造工序的确定
G坯料 = G锻件+G料头+G烧损 模锻件的工序确定
自由锻的结构工艺性
模锻件结构工艺性
滚压模膛 弯曲模膛
切断模膛
根据模锻件的复杂程度，所需变形的模膛数 量不等，可将锻模设计成单膛锻模或多膛锻模。
单膛锻模：一副锻模上只具有一个终锻模膛。
多膛锻模：是在一副锻模上具有两个以上模膛的 锻模。
弯曲连杆零件
2. 曲柄压力机上模锻 动画演示
曲柄压力机上模锻生产特点
曲柄压力机上模锻所用模具 ⒊摩擦压力机上模锻
4、锻造工艺规程中的其它内容
材料种类 低碳钢 中碳钢 合金结构钢
始锻温度/℃ 1200~1250 1150~1200 1100~1180
终锻温度/℃ 800 800 850
温度(℃) 火色
1300 1200 1100 900 800 700 小于600 白色 亮黄 黄色 樱红 赤红 暗红 黑色

锻压

锻压

锻锤吨位的确定
模锻锤吨位（t） ≤0.75
1
1.5
2
3
5
7～ 10
16
锻件重量（kg） 〈0.5
0.5～1.5 1.5～5
5 ～ 12
12 ～ 25 25 ～ 40 40 ～ 100
〉 100
模锻件的精整
1.切边和冲孔
2.校正
模锻零件的结构工艺性
三.其他设备上的模锻
1.热模锻压力机上模锻：分为连杆式，双滑块式， 楔式等。
纤维织织：多晶体经变形后，各晶粒沿变形方向 伸长，当变形程度很大时，多晶体晶粒显著地沿 同一方向拉长呈纤维状。
锻造流线
在一般情况下增加锻造 比，可使金属组织细密 化，提高锻件的机械性 能。
锻造流线形成后，用热处理的方法不能消 除，只能在通过锻造方法改变其方向和分布状 况。设计时，应注意： Ⅰ必须考虑锻造流线的方向，使零件工作时正 应力方向与流线方向重合，切应力方向与流线 方向垂直。
精整工序
一.自由锻工艺规程的制定 自由锻的基本工序是指改变坯料的形状和 尺寸以达到锻件基本成型的工序。
镦粗（整体或局部）
拔长 冲孔
错移
扭转 切割
弯曲
一.自由锻工艺规程的制定
步骤3：计算坯料重量 和尺寸
一.自由锻工艺规程的制定
步骤4：选定设备
选定锻造设备的依据是锻件的材料、 尺寸和重量，同时也要考虑车间现有 的设备条件。
在分模面上的投影为圆形或长、 宽、高相近的锻件
短轴类锻件：镦粗制坯和终锻成型。 长轴类锻件：拔长，滚挤，形状复杂的需弯曲，成形， 预锻等。
长度与宽度（或直径）相差较大的锻件
坯料尺寸的计算
短轴类锻件：
V坯=（V锻+V连+V飞）（1+K1）

第二章锻造

第二章锻造
滚压操作时需不断翻转坯料，但不作送进运动。
弯曲模膛：对于弯曲的杆类模锻件，需采用弯 曲模膛来弯曲坯料。坯料可直接或先经其它 制坯工步后放入弯曲模膛进行弯曲变形。
切断模膛：它是在上模与下模的角部组成的一 对刃口，用来切断金属。单件锻造时，用它 从坯料上切下锻件或从锻件上切下钳口；多 件锻造时，用它来分离成单个锻件。
4．模锻圆角半径
模锻圆角：指模锻件中断面形状和平面形状变
化部位棱角的圆角和拐角处的圆角。
作用：圆角结构可使金属易于充满模膛，避免锻
模的尖角处产生裂纹，减缓锻件外尖角处的磨损， 从而提高锻模的使用寿命。同时可增大锻件的强 度。
大小：模锻件外圆角半径(r)取1.5～12mm，内
圆角半径(R)比外圆角半径大 2～3倍。模膛越深 圆角半径的取值就越大。
二、坯料重量和尺寸的确定
坯料重量可按下式计算：
G坯料=G锻件+G烧损+G料头
式中：G坯料——坯料重量； G锻件——锻件重量； G烧损——加热中坯料ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ面因氧化而烧损的重量； 第一次加热取被加热金属重量的2%～3%； 以后各次加热的烧损量取1.5%～2.0%。 G料头——锻造过程中冲掉或被切掉的那部分金属
第4二.2节锻锻造造
锻造：在加压设备及工具作用下，使坯料、 铸锭产生局部或全部的塑性变形，以获得 一定尺寸、形状和质量的锻件的加工方法。
第一节 锻造方法
一、自由锻
定义：指用简单的通用工具，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。
设备：
锻锤 中小型锻件 液压锤 大型件
适用范围：大批量生产中锻制中小型锻件。
优点：锻件精度高、生产率高、劳动条件好、节

机械制造基础：07锻造

机械制造基础：07锻造
第三篇 金属塑性加工
第二章 锻造
定义： 在加压设备及工(模)具作用下，使坯料、铸锭产生局部或全部的塑
性变形，以获得一定几何尺寸、形状和质量的锻件的加工方法。 锻造保证金属零件具有较好的力学性能。 可分为自由锻和模锻。
第一节 锻造方法
一、自由锻 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
二、 模锻
根据模锻件的复杂程 度，可将锻模设计为单膛 锻模和多膛锻模，简单锻 件如齿轮坯可仅设计为单 膛锻模；对弯曲连杆可设 计 为 多 膛 锻 模 ， 如 图 3-16 所示。
图3-16 弯曲连杆锻造过程
二、 模锻
锤上模锻具有设备投资少，锻件质量较好，适应性强，可以实现多 种变形工步，锻制不同形状的锻件等优点。
状和尺寸的工序。主要包括镦粗、拔长、冲孔、切割、扭转、错 移等，最常用的是镦粗、拔长、冲孔。 (2)辅助工序：
指进行基本工序之前的预变形工序：压钳口、倒棱、压肩等。
一、自由锻
(3)精整工序 ： 指在完成基本工序之后，用以提高锻件尺寸及位置精度的工序。
3、锻件分类及基本工序方案 自由锻锻件大致可分为六类。其形状特征及主要变形工序如表
但振动大，噪声大，完成一个工步往往需要经过多次锤击，故难以实 现机械化和自动化，生产效率在模锻中相对较低。
二、 模锻
2.胎模锻 胎模锻是在自由锻设备上使用简单的非固定模具（胎模）生产模锻
件的一种工艺方法。 特点:
与自由锻相比，生产率和锻件精度较高，粗糙度低，节材。 与模锻相比，节约了设备投资，简化了模具制造。但生产率和锻件 质量比模锻低，劳动强度大，安全性差，模具寿命低。 胎模锻适用于小型锻件的中小批量生产。
1) 拔长模膛：减少坯料某部分横截面积，增加长度，如图3-11所示。

第二章 古代、近代和现代的锻造工艺

第二章 古代、近代和现代的锻造工艺

现代锻造工艺进展齐作玉等第二章古代、近代和现代的锻造工艺第一节古代锻造工艺（19世纪40年代前）第二节近代锻造工艺（19世纪40年代后到20世纪40年代）第一台蒸汽锤出现后，伴随着机械制造工业的迅速发展，锻件尺寸越来越大，锻锤已做到落下部分重量超过100T。

它初步解决了大锻件制造的需求问题，但也带来了其它问题。

过于笨重的锻锤，操作非常困难，振动十分巨大。

为此，工程师们继续研究解决的办法。

1795年英格兰工程师布拉莫（Josehph Bramah,1738-1814年）获得世界第一份水压机发明技术专利。

但水压机又经过半个多世纪的研制才得以应用。

（现代奥地利是个繁荣的中欧小国，但它有一段十分丰富和复杂的历史，这段历史远远超出它如今的国境线。

奥地利有非凡历程中的诸多变迁：从作为德意志军事边区到王朝世家的建立，从成为帝国皇室家族到建立中欧大帝国，从失败的阿尔卑斯共和国到德国的一个地区，再到成功的阿尔卑斯共和国，奥地利的特性和遗产及其多姿多彩的源泉构成了一幅多层次的画卷。

1848年，维也纳爆发武装起义，梅特涅体制被推翻，奥地利产生了第一部宪法。

或许是政治改革的作用，奥地利工业设计水平快速发展）。

1859~1861年，在奥地利维也纳铁路工场开始有了第一批用于金属加工（大概是用于铁轨的校型？）的7000KN（700吨）、10000KN（1000吨）和12000KN（1200吨）的液压机。

（孙烈，自然科学史研究所，“晚清民国时期的水压机及其对兵器工业的影响”，《中国科技史杂志》第32卷第3期，2011年372-380）由奥地利国家铁路公司的蒸汽机主管哈斯维尔(J. Haswell)设计，英格兰的利兹的柯克斯托尔锻造公司承建。

1863年安装在英格兰的库克卢普斯工厂（Cyclops Works）,真正用于锻造。

以下是通过网络检索到的将照片制成蚀刻板画(铜版画)。

它是英国Cyclops工厂的一些照片，重新制成的铜版画。

第一二章 锻造基础知识和自由锻

第一二章 锻造基础知识和自由锻

§1.2 塑性变形对金属组织和性能影响
● 金属在常温下经塑性变形后，内部组织将发生变化。 ⑴ 晶粒沿最大变形的方向伸长； ⑵ 晶格与晶粒发生扭曲，产生内应力； ⑶ 晶粒产生碎晶。 ● 加工硬化(见图3－4) ＊ 现象：强度、硬度 上升， 而塑性、韧 性下降。 ＊ 原因：滑移面附近的 晶粒碎晶块， 晶格扭曲畸变， 增大滑移阻力， 使滑移难以 进行。
温度/° C
1538 A
固 相 线
1250
液相 线
L L+A
始锻 温度
A
E
G 912 800
A+Fe 3 CⅡ A+F
P S K
F+P P
0.02 0.77
Fe3 CⅡ+P
终锻温度
1.5 2.11 C%
碳钢的锻造温度范围
四.锻件的冷却
冷却方法不当锻件可能产生裂纹或白点而报废,或 影响生产率.
(白点是钢的内部破裂的一种,在钢件的纵向断口上呈圆形或椭圆 形的银白色斑点)
● 回复与再结晶（变形金属在加热过程中组织性能发生变化） ＊ 回复： 加工硬化是一种不稳定的现象，具有自发恢复到稳定 状态的倾向。室温下不易实现。当提高温度时，原子 获得热能，热运动加剧，当加热温度T回(用K氏温标) T回=（0.25—0.3）T熔 使原子回复到正常排列，消除了晶格扭曲，使加工硬 化得到部分消除。
第二篇 金属压力加工
• 金属压力加工:利用金属材料在外力作用下所产生
的塑性变形来获得具有一定形状、尺寸和力学性 能的原材料、毛坯或零件的生产方法。 大多数钢和多数有色金属及合金具有一定的塑性， 因此它们均可在热态或冷态下进行压力加工。
• 压力加工的方式：轧制、 Nhomakorabea压、 拉拔、锻造、冲压等

锻造工艺方式方法

（3）精整工序
用来提高锻件尺寸及位置精度的工序，主要包括：校正、滚圆、平 整等。
自由锻的工序
（1）基本工序
礅粗—使坯料高度减小而横截面
积增大的锻造工序 。适合于齿轮
坯、凸轮和圆盘类锻件。
礅粗时，HO /DO<2.5-3
a) 平砧间镦粗 粗
拔长—指使坯料的横截面积减小
而长度增加的锻造工序。适合于
轴类、杆类和长筒类零件。
自由锻
自 由 锻 优 点
自由锻
自 由 锻 缺 点
自由锻的方法—手工锻造、机器锻造
2、自由锻的方法
（1）手工锻造
手工锻造
夫 妻 店
民
普 京
间 打
打
铁
铁
艺
人
机器锻造（2）机器Fra bibliotek造a）锻锤自由锻
利用冲击力使坯料产生塑性变形，常用 设备有： ➢空气锤---锻件重量范围是1-1000公斤； ➢蒸 汽 - 空 气 锤 --- 锻 件 重 量 范 围 是 20-1500 公斤。
机器锻造
b）液压机自由锻 利用静压力使坯料变
形，常用设备是： 水压机---锻件重量可
达300t，是重型机械厂锻 造生产的主要设备。
自由锻的工序
3、自由锻的工序
（1）基本工序
用来改变坯料的形状和尺寸的主要工序，主要包括：镦粗、拔长、 冲孔、弯曲、扭转、错移、切割。
（2）辅助工序
为了完成基本工序而进行的预先变形工序，主要包括：压钳口、倒 棱、压肩等。
切割—将坯料割开分成几部
分的锻造工序。
自由锻的工序
芯轴扩孔 长
芯轴拔
自由锻场景
自由锻的工序 （2）辅助工序：压肩、倒棱、压钳口等。

(完整版)金属工艺学(压力加工)

在设计时应使零件工作时的正应力方向与纤维方向应一致，纤维的分布与零 件的外形轮廓应相符合。
锻造齿轮毛坯，应对棒料镦粗加工，使其纤维呈放射状，有利于齿轮的受力。 曲轴毛坯的锻造，应采用拔长后弯曲工序，使纤维组织沿曲轴轮廓分布，这样曲轴 工作时不易断裂。
第三节 金属的可锻性
金属的可锻性是衡量材料在经受压力加工时获得优质制品难 易第一节 金属塑性变形的实质 第二节 塑性变形对金属组织和性能的影响 第三节 金属的可锻性
第一节 金属塑性变形的实质
一、金属的塑性变形 1、单晶体塑性变形何谓塑性变形？塑性变形的实质？
单晶体的塑性变形？---滑移 滑移是晶体在切应力的作用下, 晶体的一部分沿一定的晶面
(滑移面)上的一定方向(滑移方向)相对于另一部分发生滑动。
五、纤维组织
金属发生塑性变形后, 晶粒发生变形, 沿形变方向被拉长或压扁。
纤维组织具有各向异性。变形程度越大，纤维组织越明显。 锻造比Y锻：锻造加工工艺中，用锻造比Y锻来表示变形程度的大小。
拔长：Y锻=A0/A（A0、A分别表示拔长前后金属坯料的横截面积）。 镦粗：Y锻=H0/H（H0、H分别表示镦粗前后金属坯料的高度）。
②拔长 ③冲孔
拔长 弯曲
墩粗
错移
扭转
⑵ 辅助工序 为使基本工序操作方便而进行的预变形工序 称为辅助工序（压钳口、切肩等）。
⑶ 修整工序 用以减少锻件表面缺陷而进行的工序（如校 正、滚圆、平整等）。
锻件分类及所需锻造工序
二、模锻
1.模锻定义: 使金属坯料在模膛内受压产生塑性变形，而获得所需形状、尺寸 以及内部质量锻件的加工方法。
㈠.锤上模锻
⑴ 模锻锤: 主要是:蒸汽-空气模锻锤;吨 位:1t-16t;可锻0.5-150kg的 锻件. ⑵ 锻模 : 锤上模锻用的锻模由带燕尾的 上模和下模两部分组成，上 下模通过燕尾和楔铁分别紧 固在锤头和模垫上，上、下 模合在一起在内部形成完整 的模膛。..\课件\金属工艺 学\金工动画\模锻锤原理 1.exe

锻造工艺学(完整版)

锻造生产的能力在一定程度上标志着一个国
家的工业水平。
Seite 20
二、锻件生产的分类及其工艺流程
根据所用工具和生产工艺的不同可分为自由锻造、模锻和特 种锻造。
1．自由锻造 把加热好的坯料放在自由锻造设备的平砧之间 或简单的工具中进行锻造的方法称为自由锻。
一般由锻工控制金属的变形方向和形状尺寸。
手工锻造
Seite 23
自由锻还可以借助简单的模具进行锻造，称 胎模锻。
胎模锻造是把加热好的坯料用自由锻方法预 锻成近似锻件的形状，然后在自由锻设备上用胎 模终锻成形（形状简单的锻件可直接把坯料放入 胎模内成形），这种锻造方法称为胎模锻造。
Seite 24
2．模锻 把加热好的坯料放在固定于模锻设备上的 模具内进行锻造的方法称为模锻。
这些缺陷的形成与冶炼、浇注和结晶过 程紧密相关，并且不可避免。
Seite 48
⑴偏析 包括枝晶偏析（指钢锭在晶体范围内化学 成分的不均匀性）和区域偏析（钢锭在宏观范围 内的不均匀性）
造成力学性能不均匀和裂纹缺陷。枝晶偏析现
象可以通过锻造、再结晶、高温扩散和锻后热处
理得到消除。区域偏析只有通过反复镦—拔变形工
Seite 38
4) 提高锻件的内在质量。 5) 提高机械化、自动化水平。 6) 发展以煤气、油、电等为热源的先进加热 技术，改善劳动条件。
Seite 39
（三）目前，我国锻造业面临的问题可以归纳 为如下
装备水平低，其主要表现是设备老化、精确度低 管理体制亟待理顺，生产厂点过多，力量分散 厂家封闭式经营 研究和生产不平衡
2) 高产 指机械化生产，生产率高
二、三百件/小时，现在更高了，一百多件/分， 1.2万件/小时。据统计，每模锻100万吨钢，由于提高 了生产率，可比切削加工减少2~3万工人，少用15000 台机床。在现今技术水平条件下，几乎任何一种金属 材料都可用锻造方法制成半成品零件，只是难易程度 不同而已。

机械制造工艺基础第二章锻压教案

1）制坯模膛：将坯料经数次变形，使之逐步锻成与锻 件形状近似的毛坯的模膛叫制坯模膛。形状复杂的锻件要 经制坯模膛的锻造变形，以利于金属的均匀变形，从而获 得准确形状的模锻件。
2）模锻模膛：是锻件最终成形的模膛，它包括预锻模 膛和终锻模膛。
预锻模膛是复杂锻件制坯后预锻变形用的模膛，其功用 是使毛坯形状和尺寸更接近锻件，在终锻时能更容易充填 终锻模膛，同时改善坯料锻造时的流动重条件和提高终锻 模膛的使用寿命。
2、终锻温度：是指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，减少加热次数。 但温度过低，会使金属的塑性降低，变形抗力变大，可锻 性变差，金属还会产生加工硬化，发生开裂。而终锻温度 过高，锻件会因晶粒比较粗大而降低力学性能。通常把变 形允许的最低温度定为终锻温度。
3、锻造温度范围：是指锻件的始锻温度与终锻温度的 间隔。不同钢材的锻造温度范围不同。一般含碳量越高， 则始锻温度越低。有色金属合金的锻造温度范围均比碳素 钢的锻造温度范围窄。一般金属变形必须在锻造温度范围 内进行，否则锻件会开开裂或变形困难。
套模、合模(图c，d)均为成形模。套模分开式和闭式两种：开 式套模只有下模，上模由上砧块代替，适用于回转体料的制坯或 成形，锻造时常产生小飞边；闭式套模锻造时，坯料在封闭模膛 中变形，无飞边，但产生纵向毛刺，除能完成制坯或成形外，还 可以冲孔。合模一般由上、下模及导向装置(定位销)组成，用于 形状复杂的非回转体锻件的成形。
冲压的基本工序可以分为分离工序和成形工序两在类。
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。常 见的压力加工还有轧制、拉拔、挤压等。
轧制：金属坯料在两个回转轧辊的空隙中受压变形 拉拔：将金属坯料通过拔拉模的模孔而变形 挤压：金属坯料在挤压模内受压被挤出模孔而变形
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1、自由锻件的结构工艺性
避免锥体和斜面结构
几何体间的交接处 不应形成空间曲线
自由锻件的结构工艺性（续）
截面变化大的锻件，
采用组合连接
自由锻件上不应设计 出加强筋、凸台、工字形截面
二、模锻件的结构工艺性
(a)为使金属易充满模膛，尽量避免模锻件截面间差别过大 （b）过扁过薄处，模锻时，冷却快，变形抗力剧增，易损坏锻模 （c）有一个高而薄的凸缘，金属难充满模膛，且最后取出锻件困难
模锻工步确定以后，再根 据已确定的工步选择相应的制 坯模膛和模锻模膛。
第六节
锻件结构的工艺性
一、自由锻件的结构工艺性
自由锻零件设计应满足使用性能要求，符合自由锻工 艺特点，节约金属，保证质量，提高生产率。自由锻由于 受到锻造设备、工具及工艺特点的限制，故自由锻锻件表 面一般只能由平面和圆柱面组成，对于横截面尺寸变化较 大、形状复杂的锻件，可以分成几个简单部分分别锻造， 然后再用机械连接或焊接成整体。
（3）压盖
①拔长；②局部镦粗； ③冲孔。 ①镦粗；②冲孔；③ 切肩；④芯轴拔长。
6．图2-5所示零件大批量生产时，应选择哪种锻造方法 较为合理？请定性绘出锻件图，并选择锻造基本工序。
锤上自由锻工艺规程的制订
3、确定变形工步
齿轮坯自由锻工艺过程:
锻件图
下料
镦粗
垫环局 部镦粗
冲 孔
冲子冲孔
修整
半轴自由锻工艺
锻出头部
拔长
拔长及修整 台阶
锻件图 材料: 18CrMnTi 坯料尺寸:Ф 130×240 坯料重量:25kg 锻造设备:0.5T自由锻锤
拔长并留出 台阶 锻出凹挡 及拔长端 部并修整
锤 上 模 锻
模 锻 压 力 机 上 模 锻
蒸汽-空气模 锻锤、无砧座 锤、高速锤等
大批量生产中小型锻件， 适用于各类模锻件 大批量生产中小型锻件， 不宜进行拔长和滚压工 步 中小批量生产中小型锻 件，可用于精密模锻 中小批量生产中小型锻 件
高
中等
锻模安装在滑块与砧 座上，模膛复杂 锻模固定，可采用组 合模具，有导柱、导 套和顶料装置 锻模固定，多用单膛 模锻
曲轴类零件
曲轴、偏 心轴等
弯曲类零件
吊钩等
拔长、弯曲
第二节
模锻
模锻是利用冲击力（锻锤）或压力（压力机），使金属坯料 在锻模模膛内变形的锻造方法。
一、工艺特点
1．金属坯料在模具中成形，尺寸 精确，加工余量小。 2．生产率高，操作技术要求不高， 劳动强度较低。 3．可锻出形状复杂锻件。 4．节省材料，减少切削量，材料 利用率高，降低成本。 5．受设备吨位限制，锻件质量不 能太大（150kg以下）。 6．锻模成本高，适用于大批量生 产。
具体数值 查表确定！
5.冲孔连皮
许多模锻件都具有孔形，当模锻件的孔径大于 25mm时，应将该孔形锻出。但由于模锻无法锻 出通孔，需在孔中留出冲孔连皮，其厚度依孔 径而定。
二．坯料的质量及尺寸计算
锻件的坯料质量：m坯料=m锻件+m烧损+m料头 坯料的尺寸：m坯料除以密度即为体积，根据坯料截面可 算得落料尺寸。但需注意镦粗坯料高粗比应控制在1.25~2.5； 拔长坯料截面应满足1.3~1.5（轧钢）、2.5~3（钢锭）的锻造 比要求。
自由锻设备小结
设备 空气锤 蒸气-空气锤 吨位（T） 0.05~1 0.5~5 锻件质量 100 kg 1500 kg 作用力 冲击力 冲击力 动力 电动机 蒸气或压缩空气
水压机
500~15000
1~300T
静压力
高压水
变形大、锻透深度大、 内部质量好，没有振 动，噪音小。
20MPa
(200个大气压)
（d）好，即将（c）改成（ d）
截面相差过 大
过扁、过薄
二、模锻件的结构工艺性（续）
模锻件应尽量避免深孔或多孔结构。 下图中间轴孔属深孔结构，其上又有四个非加工孔，不能锻出，故 应将轮毂高度减小，四个孔改用机械加工方法制出
二、模锻件的结构工艺性（续）
模锻件的整体结构应简单。
采用组合 件，简化 锻件结构
2．与模锻相比较
扩大自由锻设备生产范围；可进行局部成形，可有一个 以上的分模面；模具简单且不用固定，成本低，可锻制较复 杂零件；锻件形状、尺寸精度比模锻件差。
二、胎模
胎模种类较多，常用的有扣模、筒模、合模等。 1．扣模 主要用于制造非回转体锻件，如杆类锻件等。
2．筒模
主要用于制造回转 体盘类锻件，如齿坯、 法兰盘等。
1．模锻模膛 坯料在此变形后成为锻件，有预锻模膛、终锻 模膛两种。
1）预锻模膛：将坯料变形到接近锻件的形状和尺 寸，便于金属充满终锻模膛，减少终锻模膛磨损，延 长锻模寿命，多用于较复杂的锻件。模膛高度、斜度、 圆角比终锻模膛大，无飞边槽。 2）终锻模膛：将坯料最终变形到锻件所需的形状 和尺寸，模膛形状和锻件的形状一致，但尺寸比锻件 大一个收缩量。终锻模膛的四周设置飞边槽
2．摩擦压力机上模锻
滑块行程不固定，有一定冲击作用； 滑块运动速度慢，金属在变形过程中的再结晶可以充分进 行，故特别适合于锻造低塑性合金钢和非铁金属（如铜合金） 等；滑块打击速度慢，设备具有顶料装置，可采用整体式锻模、 组合模具；可锻造形状复杂、敷料和锻模斜度较小的锻件；设 备承受偏心载荷能力差，故只适于单膛模锻，对于形状复杂的 锻件，需要在自由锻设备或其它设备上制坯。
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1．基本工序
主要有镦粗、拔长、冲孔、弯曲、切割、扭转、错移等。
a) 镦粗
b) 拔长
c) 冲孔
d)扩孔
e) 弯曲
ｆ)切割
2．辅助工序
在基本工序前，为基本工序操作方便而进行的预先变形工 序，有切肩、倒棱、压钳口等。
3．精整工序
在基本工序后，用以修整锻件表面形状、尺寸、位置的工 序，有摔圆、平整、校直等。
四、弯曲连杆模锻件的多膛锻模及锻造过程。
五、压力机上模锻
用压力使金属坯料在模膛内成形，常用的模锻压力机 有曲柄压力机、摩擦压力机、平锻压力机、模锻水压机等。
1．曲柄压力机上模锻
变形抗力由机架承受，工作时无震动；滑块行程固定，一 个行程只能完成一定高度的成形，不宜进行拔长和滚压工步， 复杂件应采用多台设备成形；有导柱、导套和顶料装置，锻件 精度高，且可用于杆类件的端部镦粗；可采用组合模具，更换 容易，制造简单，节省模具材料，降低成本；坯料表面的氧化 皮不易清除；生产率高，劳动条件好；设备复杂，价格高。 曲柄压力机的吨位规格很多，有2000～120000KN，适用 于大批量生产中小型锻件。
锻件类别 盘类零件 轴杆类零件 筒类零件
常见锻件
图例
锻造工序
齿轮、凸 轮等
传动轴、 连杆等 筒体等 圆环、法 兰、齿圈 等
镦粗（或拔长、镦 粗）、冲孔
拔长（或镦粗、拔 长）、切肩、拔长 镦粗（或拔长、镦 粗）、冲孔、在心 轴上拔长
环类零件
镦粗（或拔长、镦 粗）、冲孔、扩孔
拔长（或镦粗、拔 长）、错移、拔长、 扭转
3．合模 主要用于制造形状 较复杂、精度较高的非 回转体锻件，如连杆、 拨叉等。
第四节
锻造方法 使用设备 空气锤 自由锻 蒸汽-空气锤 水压机
常用锻造方法的比较
生产率 低 低 低 锻件精度 低 低 低 工模具 通用工具 通用工具 通用工具 对环境影响 震动和噪声大 震动和噪声大 无震动、噪声 小
适用范围 单件小批生产小型锻件 单件小批生产中型锻件 单件小批生产大型锻件
第二章 锻造
利用冲击力（锻锤）或压力（压力机）使金 属坯料在抵铁间或模膛内变形，得到所需形状和 尺寸的锻件的工艺方法。按是否使用锻模分为自 由锻、模锻两大方法。
第一节
自由锻
在锻造设备的上、下抵铁之间上（或只采用通用工具）使金 属坯料变形获得锻件的方法。金属在受力变形时，在抵铁间向 各个方向自由流动，不受限，形状、尺寸由锻工控制。
一、工艺特点 1．金属流动自由，工具简单，通用性强。 2．应用广泛，几克~几百吨的锻件都适 用，重型机械中的大型、巨型锻件只能采用自 由锻。 3．锻件尺寸精度低，材料利用率低，生 产率低。 4．只能用于形状简单的锻件。 5．劳动强度大。
二、自由锻设备
自由锻造设备有锻锤和液压机两大类，常用的锻锤有 空气锤、蒸汽-空气锤；液压机有水压机等。 1．锻锤
锻锤以落下的锤头作为 冲击能量，靠冲击力使坯料 成形，设备规格以落下部分 （也称锤头，包括锤杆、上 砧等)的质量来表示，一般 用于中小锻件及胎模锻。 如空气锤，它用电动机 驱动压缩缸，以压缩空气带 动锻锤，对锻件进行加工。
2、液压机
自由锻采用的液压机主要是水压机，水压机以静压力作用 于坯料上，且作用时间长，有利于将坯料整个截面锻透，工作 时震动小、劳动条件好，主要用于几十吨至上百吨大型、巨型 的锻件。
5．对图2-3和图2-4定性绘出锻件图，并选择自由锻基本 工序（零件全部机械加工）。 （1）阶梯轴（图2-3）。坯料尺寸：ф150×220 ； 材料：45钢 ；生产批量：10件。
①拔长；②切肩、拔长； ③切肩、拔长。
（2）套筒（图2-4）。坯料尺寸：ф150×170 ；材 料：45钢 ；生产批量：20件。 ①镦粗；②冲孔；③切肩； ④芯轴拔长。 ①拔长；②局部镦粗； ③冲孔。
震动和噪声大
曲柄压力机
高
高
无震动、噪声 小 无震动、噪声 小
摩擦压力机 空气锤、蒸汽 -空气锤
较高 较高
高 中等
胎模锻
模具简单且不用固定， 震动和噪声大 取换方便
第五节
锻造工艺规程的制订
一、绘制锻件图
1、敷料、加工余量 、公差
1）敷料 为简化锻件形状和结构，便于进行锻 造而增加的一部分金属，也称余块。
摩擦压力机的吨位多在10000KN以下，3500KN吨位的应 用较多，适用于中、小批量生产中小型锻件。