锻压成形工艺.pptx

材料成形工艺基础材料成形工艺基础1第七章第七章 锻造成形工艺锻造成形工艺概念概念：利用冲击力或压力使金属在上、下砥铁之间利用冲击力或压力使金属在上、下砥铁之间产生塑性变形，从而获得所需锻件的锻造方法。产生塑性变形，从而获得所需锻件的锻造方法。一、特点及应用一、特点及应用 7.1 7.1 自由锻自由锻 应用：单件、小批量生产；大型锻件的生产、修应用：单件、小批量生产；大型锻件的生产、修配；新产品的试制等。配；新产品的试制等。特点：特点：a.a.不用专用模具，设备及不用专用模具，设备及工具简单，工具简单，适应性强适应性强；b.b.锻件尺寸精度低，加工余量大，形状简单；锻件尺寸精度低，加工余量大，形状简单；c.c.自由锻是大型锻件的唯一锻造方法。自由锻是大型锻件的唯一锻造方法。材料成形工艺基础材料成形工艺基础2图图7.1 自由锻自由锻示意图示意图图图7.2 自由锻自由锻材料成形工艺基础材料成形工艺基础3二、自由锻的方法二、自由锻的方法1.1.手工自由锻：由人工使金属产生塑性变形。手工自由锻：由人工使金属产生塑性变形。2.2.机器自由锻：由机器设备使金属产生塑性变形。机器自由锻：由机器设备使金属产生塑性变形。锻锤自由锻锻锤自由锻：利用冲击力使坯料产生变形。利用冲击力使坯料产生变形。常用设备：常用设备：空气锤空气锤，小型锻件小型锻件150150公斤以下；公斤以下；蒸汽空气锤蒸汽空气锤，中型锻件小于中型锻件小于15001500公斤。公斤。吨位表示方法：落下部分的重量。吨位表示方法：落下部分的重量。液压机自由锻液压机自由锻：利用静压力使坯料变形。利用静压力使坯料变形。常用设备：水压机，适用于大型锻件。常用设备：水压机，适用于大型锻件。吨位表示方法：工作液体产生的压力。吨位表示方法：工作液体产生的压力。材料成形工艺基础材料成形工艺基础4图图7.3 空气锤空气锤材料成形工艺基础材料成形工艺基础5图图7.4 万吨水压机万吨水压机材料成形工艺基础材料成形工艺基础6图图7.5 工作中的水压机工作中的水压机材料成形工艺基础材料成形工艺基础7三、自由锻工序三、自由锻工序1.1.基本工序基本工序：用来改变坯料的形状和尺寸的工序。：用来改变坯料的形状和尺寸的工序。包括：包括：镦粗、拔长、冲孔镦粗、拔长、冲孔、弯曲、扭转、错移等。、弯曲、扭转、错移等。3.3.修整工序修整工序：用来减少锻件表面缺陷的工序。：用来减少锻件表面缺陷的工序。包括：校正、滚圆、平整等。包括：校正、滚圆、平整等。2.2.辅助工序辅助工序：为基本工序操作方便而进行的预变形：为基本工序操作方便而进行的预变形 工序。工序。包括：压钳把、压肩等。包括：压钳把、压肩等。材料成形工艺基础材料成形工艺基础8 镦粗是使坯料高度减小，镦粗是使坯料高度减小，横截面积增大的工序。适用横截面积增大的工序。适用于齿轮坯、圆盘形类锻件的于齿轮坯、圆盘形类锻件的生产。生产。拔长是使坯料横截面积拔长是使坯料横截面积减小，长度增加的工序。适减小，长度增加的工序。适用于轴类、杆类锻件的生产。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，拔长常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。与镦粗交替反复使用。图图7.6 镦粗镦粗图图7.7 拔长拔长为方便下料和避免镦弯，高度和直径之比应小于为方便下料和避免镦弯，高度和直径之比应小于为方便下料和避免镦弯，高度和直径之比应小于为方便下料和避免镦弯，高度和直径之比应小于2.52.52.52.5。材料成形工艺基础材料成形工艺基础9 冲孔冲孔是在坯料上冲出通孔或是在坯料上冲出通孔或盲孔的工序。对圆环类锻件，冲盲孔的工序。对圆环类锻件，冲孔后还应进行扩孔工作。孔后还应进行扩孔工作。弯曲弯曲是使坯料产生所是使坯料产生所需角度和外形的工序。需角度和外形的工序。扭转扭转是使坯料的一是使坯料的一部分相对于另一部分绕部分相对于另一部分绕其轴线旋转一定角度的其轴线旋转一定角度的工序。工序。图图7.17.10 0 扭转扭转图图7.7.8 8 冲孔冲孔图图7.7.9 9 弯曲弯曲材料成形工艺基础材料成形工艺基础10 错移是使坯料的错移是使坯料的一部分相对于另一部一部分相对于另一部分平移错开，但仍保分平移错开，但仍保持轴心平行的工序。持轴心平行的工序。它是生产曲拐或曲轴它是生产曲拐或曲轴类锻件所必须的工序。类锻件所必须的工序。图图7.17.11 1 错移错移实际生产中最常用的是镦粗、拔长、冲孔三个基本工序。实际生产中最常用的是镦粗、拔长、冲孔三个基本工序。材料成形工艺基础材料成形工艺基础11 辅助工序辅助工序 指指进进行行基基本本工工序序之之前前的的预预变变形形工工序序。如如压压肩肩、压压钳口钳口等。等。图图7.17.12 2 压肩压肩压钳口压钳口阶梯轴阶梯轴阶梯轴阶梯轴材料成形工艺基础材料成形工艺基础12图图7.17.13 3 滚圆滚圆修整工序修整工序 指在完成基本工序之后，用以提高锻件尺寸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。如及位置精度的工序。如校正、滚圆、平整校正、滚圆、平整等。等。材料成形工艺基础材料成形工艺基础13锻件类型锻件类型图例图例锻造工序锻造工序实例实例盘类圆环盘类圆环类锻件类锻件镦粗、冲孔、镦粗、冲孔、扩孔、定径扩孔、定径齿轮、法兰、齿轮、法兰、套筒、圆环套筒、圆环筒类零件筒类零件镦粗、冲孔、镦粗、冲孔、芯轴拔长、芯轴拔长、滚圆滚圆圆筒、套筒等圆筒、套筒等轴类零件轴类零件拔长、压肩、拔长、压肩、滚圆滚圆主轴、转动轴主轴、转动轴等等杆类零件杆类零件拔长、压肩、拔长、压肩、修整、冲孔修整、冲孔连杆等连杆等曲轴类零件曲轴类零件拔长、错移、拔长、错移、压肩、扭转、压肩、扭转、滚圆滚圆曲轴、偏心轴曲轴、偏心轴等等弯曲类零件弯曲类零件拔长、弯曲拔长、弯曲吊钩、弯杆等吊钩、弯杆等 自由锻锻件分类及锻造工序自由锻锻件分类及锻造工序材料成形工艺基础材料成形工艺基础14图图7.14 齿轮锻件图齿轮锻件图自由锻工序实例自由锻工序实例自由锻工序实例自由锻工序实例材料成形工艺基础材料成形工艺基础15f)f)修整修整 此齿轮自由锻工序为镦粗、垫环局部镦粗、冲孔、扩孔、此齿轮自由锻工序为镦粗、垫环局部镦粗、冲孔、扩孔、修整等，其工艺过程下图所示。修整等，其工艺过程下图所示。c)c)垫环局部镦粗垫环局部镦粗 图图7.17.15 5齿轮锻造工艺过程齿轮锻造工艺过程 a a）下料）下料 b)b)镦粗镦粗 d)d)冲孔冲孔 e)e)冲子扩孔冲子扩孔材料成形工艺基础材料成形工艺基础16四、自由锻工艺的制定四、自由锻工艺的制定自由锻自由锻自由锻工艺规程自由锻工艺规程1 1、绘制锻件、绘制锻件图图零件图零件图锻件图：在零件图的基础上，考虑敷料、加工余量锻件图：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。、锻造公差等因素后绘制的工艺图。材料成形工艺基础材料成形工艺基础17自由锻工艺的制定自由锻工艺的制定增加增加敷料敷料自由锻自由锻自由锻工艺规程自由锻工艺规程1、绘制锻件图、绘制锻件图材料成形工艺基础材料成形工艺基础18自由锻工艺的制定自由锻工艺的制定锻件余量锻件余量自由锻自由锻自由锻工艺规程自由锻工艺规程1、绘制锻件图、绘制锻件图材料成形工艺基础材料成形工艺基础19锻件公差锻件公差自由锻工艺的制定自由锻工艺的制定自由锻自由锻自由锻工艺规程自由锻工艺规程1、绘制锻件图、绘制锻件图材料成形工艺基础材料成形工艺基础20自由锻自由锻工艺规程自由锻工艺规程2、坯料质量、坯料质量及尺寸计算及尺寸计算重量重量：G坯料坯料=G锻件锻件+G烧损烧损+G料头料头尺寸尺寸：根据坯料重量和锻造比确定。：根据坯料重量和锻造比确定。例如：例如：铸锭作坯料拔长：铸锭作坯料拔长：Y拔长拔长=F0/F2.53轧制型材作坯料轧制型材作坯料：Y拔长拔长=F0/F1.31.5 镦粗规则：为方便下料操作和避免镦弯，坯料镦粗规则：为方便下料操作和避免镦弯，坯料的高径比必须满足：的高径比必须满足：1.25H坯料坯料D坯料坯料2.5自由锻工艺的制定自由锻工艺的制定材料成形工艺基础材料成形工艺基础21自由锻自由锻工艺规程自由锻工艺规程3、选择锻造、选择锻造工序工序盘类件盘类件:镦粗（拔长、镦粗）、冲孔镦粗（拔长、镦粗）、冲孔轴类件轴类件:拔长（镦粗、拔长）、切肩、锻台阶拔长（镦粗、拔长）、切肩、锻台阶筒类件筒类件:镦粗（拔长、镦粗）、冲孔、芯轴上拔长镦粗（拔长、镦粗）、冲孔、芯轴上拔长环类件环类件:镦粗（拔长、镦粗）、冲孔、芯轴上扩孔镦粗（拔长、镦粗）、冲孔、芯轴上扩孔弯曲类件弯曲类件:拔长（镦粗、拔长）、弯曲拔长（镦粗、拔长）、弯曲曲轴类件曲轴类件:拔长（镦粗、拔长）、错移、锻台阶、扭转拔长（镦粗、拔长）、错移、锻台阶、扭转自由锻工艺的制定自由锻工艺的制定材料成形工艺基础材料成形工艺基础22自由锻自由锻工艺规程自由锻工艺规程4、确定始锻、确定始锻和终锻温度和终锻温度利用利用Fe-C合金相图确定合金相图确定始锻温度一般在固相线以下始锻温度一般在固相线以下150终锻温度一般在终锻温度一般在800左右左右自由锻工艺的制定自由锻工艺的制定材料成形工艺基础材料成形工艺基础237.2 模模 锻锻1.模锻是使金属坯料在冲击力或压力作用下，模锻是使金属坯料在冲击力或压力作用下，在锻模在锻模模膛内变形模膛内变形从而获得锻件的压力加工方法。从而获得锻件的压力加工方法。图图7.16 典典 型型 模模 锻锻 件件材料成形工艺基础材料成形工艺基础242.2.模锻的特点及应用模锻的特点及应用 应用：适合于中小型锻件的大批量生产。应用：适合于中小型锻件的大批量生产。特点：特点：可以锻造形状较复杂的锻件；可以锻造形状较复杂的锻件；劳动强度低，生产率较高；劳动强度低，生产率较高；操作简单，易于实现机械化和自动化。操作简单，易于实现机械化和自动化。锻件的尺寸和精度比较高，加工余量较小，材锻件的尺寸和精度比较高，加工余量较小，材 料利用率高；料利用率高；材料成形工艺基础材料成形工艺基础25图图7.17 蒸汽空气蒸汽空气锤锤锤上模锻锤上模锻 锤上模锻所锤上模锻所用设备为用设备为蒸汽蒸汽空气锤和高速锤空气锤和高速锤等，由它产生的等，由它产生的冲击力使金属变冲击力使金属变形。形。模锻锤的吨位模锻锤的吨位（落下部分的重（落下部分的重量）为量）为l16t。3.常用的模锻方法常用的模锻方法 模锻按使用的设备不同分为：模锻按使用的设备不同分为：锤上模锻锤上模锻、压力压力机上模锻机上模锻、胎模锻胎模锻等。等。材料成形工艺基础材料成形工艺基础26锤上模锻锻模结构锻模结构、楔铁、楔铁分模面分模面模膛模膛楔铁楔铁图图7.18 锤模结构示意图锤模结构示意图锤头锤头上模上模飞边槽飞边槽下模下模模垫模垫4 4.锻模模膛锻模模膛 材料成形工艺基础材料成形工艺基础27锤上模锻锻模结构锻模结构图图7.19 7.19 模膛示意图模膛示意图材料成形工艺基础材料成形工艺基础28锤上模锻锻模结构锻模结构模模 膛膛模锻模膛模锻模膛制坯模膛制坯模膛拔长模膛拔长模膛终锻模膛终锻模膛预锻模膛预锻模膛滚压模膛滚压模膛弯曲模膛弯曲模膛切断模膛切断模膛材料成形工艺基础材料成形工艺基础29锤上模锻锻模结构锻模结构终锻模膛终锻模膛1-飞边槽；飞边槽；2分模面；分模面；3冲孔连皮；冲孔连皮；4模锻件模锻件材料成形工艺基础材料成形工艺基础30锤上模锻锻模结构锻模结构预锻模膛预锻模膛 预锻模膛与终锻模膛的区别预锻模膛与终锻模膛的区别是前者的圆角和斜度较大，没是前者的圆角和斜度较大，没有飞边槽。有飞边槽。材料成形工艺基础材料成形工艺基础31锤上模锻锻模结构锻模结构拔长模膛拔长模膛 开开 式式 闭闭 式式材料成形工艺基础材料成形工艺基础32锤上模锻锻模结构锻模结构滚压模膛滚压模膛 开开 式式 闭闭 式式材料成形工艺基础材料成形工艺基础33锻模结构锻模结构弯曲模膛弯曲模膛锤上模锻材料成形工艺基础材料成形工艺基础34锤上模锻锻模结构锻模结构切断模膛切断模膛材料成形工艺基础材料成形工艺基础35弯曲连杆多膛锻模弯曲连杆多膛锻模材料成形工艺基础材料成形工艺基础36锤上模锻模锻工艺设计模锻工艺设计一一.绘制模锻件图绘制模锻件图1.选择分模面选择分模面要保证模锻件能要保证模锻件能从模膛中取出从模膛中取出使使上下模沿分模上下模沿分模面的模膛轮廓一致面的模膛轮廓一致分模面应选在使分模面应选在使模膛深度最浅处模膛深度最浅处分模面应使零件分模面应使零件上所加的敷料最少上所加的敷料最少xxx最好使最好使分模面为分模面为一平面，上下锻模一平面，上下锻模的模膛深度一致的模膛深度一致7.3 锻上模锻工艺设计锻上模锻工艺设计材料成形工艺基础材料成形工艺基础372.确定加工余量、尺寸公差确定加工余量、尺寸公差 余量：余量：14mm 公差：公差：锤上模锻锤上模锻模锻工艺设计模锻工艺设计一一.绘制模锻件图绘制模锻件图材料成形工艺基础材料成形工艺基础383.标注模锻斜度标注模锻斜度锤上模锻模锻工艺设计模锻工艺设计一一.绘制模锻件图绘制模锻件图材料成形工艺基础材料成形工艺基础394.标注模锻圆角半径标注模锻圆角半径锤上模锻模锻工艺设计模锻工艺设计一一.绘制模锻件图绘制模锻件图材料成形工艺基础材料成形工艺基础405.留出冲孔连皮留出冲孔连皮 d25mm，一般不锻出一般不锻出；d25mm，锻出但要留出锻出但要留出冲孔连皮。冲孔连皮。锤上模锻锤上模锻模锻工艺设计模锻工艺设计一一.绘制模锻件图绘制模锻件图冲孔连皮冲孔连皮冲孔连皮冲孔连皮材料成形工艺基础材料成形工艺基础41 齿轮坯锻件图齿轮坯锻件图材料成形工艺基础材料成形工艺基础42例例锤上模锻模锻工艺设计模锻工艺设计绘制模锻件图绘制模锻件图材料成形工艺基础材料成形工艺基础43例例锤上模锻模锻工艺设计模锻工艺设计绘制模锻件图绘制模锻件图分模面分模面材料成形工艺基础材料成形工艺基础44例例锤上模锻模锻工艺设计模锻工艺设计绘制模锻件图绘制模锻件图余余 量量材料成形工艺基础材料成形工艺基础45例例锤上模锻模锻工艺设计模锻工艺设计绘制模锻件图绘制模锻件图模锻斜度模锻斜度材料成形工艺基础材料成形工艺基础46例例锤上模锻模锻工艺设计模锻工艺设计绘制模锻件图绘制模锻件图圆圆 角角材料成形工艺基础材料成形工艺基础47模锻工艺设计模锻工艺设计二二.确定模锻工步确定模锻工步长轴类模锻件长轴类模锻件拔长、滚压、弯曲、预锻、终锻等拔长、滚压、弯曲、预锻、终锻等锤上模锻材料成形工艺基础材料成形工艺基础48盘类模锻件盘类模锻件镦粗、预锻、终锻镦粗、预锻、终锻模锻工艺规程模锻工艺规程锤上模锻二二.确定模锻工步确定模锻工步材料成形工艺基础材料成形工艺基础49压力机上模锻摩擦压力机上模锻摩擦压力机上模锻7.4 压力机上模锻压力机上模锻材料成形工艺基础材料成形工艺基础50压力机上模锻摩擦压力机上模锻摩擦压力机上模锻特点：特点：行程不固定行程不固定滑块速度较慢，适用于塑性稍差的合金材料滑块速度较慢，适用于塑性稍差的合金材料设备有顶料装置，可采用组合模具设备有顶料装置，可采用组合模具偏心承载能力差，适用于单膛模锻偏心承载能力差，适用于单膛模锻 应用：适合于中小型锻件的小批或中批生产，如铆应用：适合于中小型锻件的小批或中批生产，如铆钉、螺钉、螺母、配汽阀、齿轮、三通阀等。钉、螺钉、螺母、配汽阀、齿轮、三通阀等。材料成形工艺基础材料成形工艺基础51曲柄压力机传动原理示意曲柄压力机传动原理示意压力机上模锻曲柄压力机上模锻曲柄压力机上模锻材料成形工艺基础材料成形工艺基础52压力机上模锻曲柄压力机上模锻曲柄压力机上模锻特点：特点：滑块行程固定滑块行程固定采用组合模采用组合模有导向、顶杆装置有导向、顶杆装置可以一次成形可以一次成形适用于大批量生产适用于大批量生产 材料成形工艺基础材料成形工艺基础53特点：特点：扩扩大大了了模模锻锻的的范范围围，可可以以锻锻出出锤锤上上模模锻锻和和曲曲柄柄压压力力机机上上模模锻锻无无法法锻锻出出的的锻锻件件，模模锻锻工工步步主主要要以以局局部部镦镦粗粗为为主主，也也可可以以进进行行切切飞飞边边、切切断断和和弯曲等工步。弯曲等工步。锻锻件件尺尺寸寸精精确确，表表面面粗粗糙糙度值小，生产率高。度值小，生产率高。节省金属，材料利用率高。节省金属，材料利用率高。对对非非回回转转体体及及中中心心不不对对称称的锻件较难锻造。的锻件较难锻造。应应用用：适适用用于于带带凹凹挡挡、凹凹孔孔通通孔孔等等回回转转体体锻锻件件的的大大批量生产。批量生产。平锻机传动原理示意图平锻机传动原理示意图压力机上模锻平锻机上模锻平锻机上模锻材料成形工艺基础材料成形工艺基础54胎模锻胎模锻 胎模锻是在自由锻设备上使用胎模生产模锻件的工艺方法。胎模锻是在自由锻设备上使用胎模生产模锻件的工艺方法。胎模锻一般采用自由锻方法制坯，然后在胎模中成形。胎模锻一般采用自由锻方法制坯，然后在胎模中成形。筒模筒模(a)(d)(b)(c)筒模筒模材料成形工艺基础材料成形工艺基础55本章重点本章重点一、锻模模膛及功用一、锻模模膛及功用二、模锻工艺设计：二、模锻工艺设计：1 1、绘制模锻件图、绘制模锻件图 2 2、确定模锻工步、确定模锻工步作业：作业：P121,P121,