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一汽技术中心R&DCENTER培训锻造讲义授课：宋宝阳一汽技术中心R&DCENTER培训一汽技术中心R&DCENTER培训锻造的定义在加压设备及工（模）具的作用下，使坯料或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称为锻造。目前锻造技术比较先进的国家有德国、美国、日本、瑞士等。差距主要表现在采用机械化和自动化的程度、锻件精度和内在质量的高低、劳动生产率的高低、材料消耗与成本的高低、专业化的水平、CAD、CAM、CAE的应用水平等。锻造生产加工技术的发展方向--更精、更省、更净锻压=锻造+冲压一汽技术中心R&DCENTER培训本次锻造工艺知识培训的主要内容一、锻造成形的基本原理二、锻造的作用---尺寸、形状、性能三、锻造的分类四、锻件生产成本的组成---原材料、成形工艺、工装模具、废品率五、锻造工艺及模具设计—重点掌握分模线的设计要点六、模锻件所涉及的常用标准七、锻件的制图、尺寸标注、技术条件---易出现的问题八、锻件的常见缺陷---错差、折叠、流线不顺九、冷挤压工艺十、锻件的CAE分析十一、典型锻件成形工艺简介及设计注意事项十二、管类零件及厚板的热冲成形简介一汽技术中心R&DCENTER培训一、锻造成形的基本原理自由锻模锻精压挤压一汽技术中心R&DCENTER培训二、锻造的作用锻造生产是汽车工业生产中提供机械零件毛坯的主要加工方法之一。通过锻造，不仅可以获得机械零件的形状，而且能改善金属内部的组织，提高金属零件的力学性能和物理性能。一般对受力大、要求高的重要零件，大多采用锻造的生产方法制造。因此，锻造在现代汽车工业生产中占有举足轻重的地位，各类汽车上重要的零部件的毛坯（或成品零件）大多采用锻造的方法生产。如前轴、转向节、曲轴、连杆、半轴、十字轴、传动轴突缘叉、万向节叉、滑动叉、钢板吊环、拖曳勾、各种齿轮及轴类件等。一汽技术中心R&DCENTER培训三、锻造的分类锻造按变形方式可分为自由锻、模锻、特种锻造，自由锻是在锻锤或压力机上，使用简单或通用的工具使坯料变形，获得所需形状和性能的锻件。它适用于单件或小批生产。模锻是在锻锤或压力机上，使用专门的模具使坯料在模膛中变形，获得所需形状和性能的锻件。它适用于成批或大量的生产。按照变形情况的不同，又区分为开式模锻、闭式模锻、挤压和体积挤压等。特种锻造成形方法通常采用专用设备，使用专门的工具或模具使坯料变形，获得所需形状和性能的锻件。它适用于产品的专业化生产。目前，生产中采用的有电镦、辊锻、楔横轧、旋转锻造、摆动辗压、多向模锻、冷挤压、温挤压、超塑性锻造等。锻造按变形时坯料的温度范围来分类，锻造可分为热锻、温锻和冷锻。不同的锻造温度对锻件的组织和性能的影响也是不同的。按变形速度来分，锻造有一般锻造和高速锻造。锻造按采用设备的不同可分为锤上锻造、热模锻压力机模锻、摩擦压力机上模锻、水压机上模锻、平锻机上模锻等。一汽技术中心R&DCENTER培训温锻热锻冷锻一汽技术中心R&DCENTER培训某转向节锻件成形过程示意图a)b)c)d)e)f)g)a)棒料毛坯b)拔长（加滚挤）后的毛坯c)弯曲后的毛坯d)模锻后的锻件e)切边后的锻件f)切掉的飞边g)锻件一汽技术中心R&DCENTER培训四、锻件生产成本的组成零件材料费：40~60%燃料动力费：5~10%工装模具费：20~30%生产工人工资：5~10%企业管理费：10~20%分模面、出模角、园角等因素对模具寿命及废品率的影响模具钢的主要合金元素：Cr、Ni、Mo、Mn、V、W一汽技术中心R&DCENTER培训五、锻造工艺及模具设计零件锻件图的设计确定分模位置确定锻件公差模锻斜度及圆角确定模锻工艺编制制坯工序设计预锻工序设计终锻工序设计锻件热处理工艺确定锻件清理工艺确定计算成形力选择设备必要的经济分析预锻型槽设计确定模具材料终锻型槽设计绘制热锻件图图纸飞边槽设计模锻模具结构设计制坯模膛设计锻造工艺卡编制毛坯工艺卡编制锻件热处理工艺卡编制制造、调试、定额编制一汽技术中心R&DCENTER培训锻造工艺及模具设计确定分模位置一汽技术中心R&DCENTER培训锻造工艺及模具设计分模面的选取（设计）-1一汽技术中心R&DCENTER培训分模面的选取（设计）-2锻造工艺及模具设计一汽技术中心R&DCENTER培训分模面的选取（设计）-3锻造工艺及模具设计一汽技术中心R&DCENTER培训分模面的选取（设计）-4锻造工艺及模具设计一汽技术中心R&DCENTER培训六、钢质模锻件所涉及的常用标准钢质模锻件通用技术条件---GB12361-2003钢质模锻件公差及机械加工余量---GB12362-2003锻件功能分类---GB12363-2003锻压术语---GB8541-87钢质模锻件金相组织评级及评定方法-GB/T13320-91钢质模锻件结构要素---JB/T9177-1999直齿锥齿轮精密热锻件技术条件---JB/T4201-1999直齿锥齿轮精密热锻件结构设计规范JB/T9181-1999钢质冷挤压件公差---JB/T9180.1-1999钢质冷挤压件通用技术条件---JB/T9180.2-1999钢质冷挤压件形状和结构要素---JB/T6541-93冷挤压件工艺编制原则---JB/T6054-2001一汽技术中心R&DCENTER培训1、锻压术语---GB8541-87一汽技术中心R&DCENTER培训2.1钢质模锻件结构要素---JB/T9177-1999一汽技术中心R&DCENTER培训2.2钢质模锻件结构要素---JB/T9177-1999一汽技术中心R&DCENTER培训2.3钢质模锻件结构要素---JB/T9177-1999一汽技术中心R&DCENTER培训3、钢质模锻件通用技术条件---GB12361-2003一汽技术中心R&DCENTER培训3.1模锻斜度----GB12361-2003模锻斜度的功用是使锻件成形后能从型槽内顺利取出。但加上模锻斜度后会增加金属消耗和加工余量，因此应尽量选用最小的模锻斜度。外模锻斜度锻件在冷却时趋向离开模壁的部分，用α表示。内模锻斜度锻件在冷却时趋向贴紧模壁的部分，用β表示。一汽技术中心R&DCENTER培训3.2模锻斜度选取----GB12361-2003为便于模具制造，采用标准刀具，模锻斜度可按下列数值选用：0˚15΄，0˚30΄，1˚00΄，1˚30΄，3˚00΄，5˚00΄，7˚00΄，10˚00΄，12˚00΄，15˚00΄。一汽技术中心R&DCENTER培训3.4园角半径的确定--GB12361-2003锻件上分外园角半径r，内园角半径R一汽技术中心R&DCENTER培训3.5园角半径的确定--GB12361-2003锻件外园角半径r，内园角半径R按下列数值选用：(1.0),(1.5),2.0,2.5,3.0,4.0,5.0,6.0,8.0,10.0,12.0,16.0,20.0,25.0,30.0,40.0,50.0,60.0,80.0，100.0。锻件外园角半径r按标准GB12362—90表A5确定，内园角半径R按GB12362—90表A6确定。一汽技术中心R&DCENTER培训4、钢质模锻件公差及机械加工余量-GB12362-2003一汽技术中心R&DCENTER培训4.1钢质模锻件公差及机械加工余量-GB12362-2003S1级（简单）：0.63S≦1S2级（一般）：0.32S≦0.63S3级（较复杂）：0.16S≦0.32S4级（复杂）：0S≦0.16一汽技术中心R&DCENTER培训4.2钢质模锻件公差及机械加工余量-GB12362-2003一汽技术中心R&DCENTER培训4.3钢质模锻件公差及机械加工余量-GB12362-2003一汽技术中心R&DCENTER培训4.4钢质模锻件公差及机械加工余量-GB12362-2003一汽技术中心R&DCENTER培训4.5钢质模锻件公差及机械加工余量-GB12362-2003一汽技术中心R&DCENTER培训4.6钢质模锻件公差及机械加工余量-GB12362-2003一汽技术中心R&DCENTER培训5、确定锻件的功能类别---GB12363-2003一汽技术中心R&DCENTER培训5、1确定锻件的功能类别---GB12363-2003Ⅰ类锻件：用于承受复杂应力和冲击振动及重载荷工作条件下的零件。零件如损坏或失效会直接导致产品产生严重的后果，发生等级事故，或该零件虽受力不大，但损坏后危及人身安全或导致系统功能失效造成重大经济损失。Ⅱ类锻件：用于承受固定的重载荷和较小的冲击振动工作条件下的零件。零件如损坏或失效可能直接影响到其它零件损坏或失效、零件使用过程中一旦损坏将影响产品某一部分的正常工作，但不会导致发生等级事故和危及人身安全，不会导致系统工作的失效。Ⅲ类锻件：用于承受固定的负载，但不受冲击和振动工作条件下的零件。零件如损坏或失效只会引起产品局部出现故障。Ⅳ类锻件：用于承受负载不大、不计算强度、安全系数较大的零件及除上述三类之外的其它锻件。一汽技术中心R&DCENTER培训6、直齿锥齿轮精密热锻件技术条件--JB/T4201-1999一汽技术中心R&DCENTER培训6.1直齿锥齿轮精密热锻件技术条件--JB/T4201-1999一汽技术中心R&DCENTER培训7、直齿锥齿轮精密热锻件结构设计规范JB/T9181-1999一汽技术中心R&DCENTER培训7.1直齿锥齿轮精密热锻件结构设计规范JB/T9181-1999一汽技术中心R&DCENTER培训7.2直齿锥齿轮精密热锻件结构设计规范JB/T9181-1999一汽技术中心R&DCENTER培训七、锻件的制图及尺寸标注---应注意的问题一汽技术中心R&DCENTER培训一般锻件的技术条件一汽技术中心R&DCENTER培训锻造设备下料、加热、制坯、成形、切边、清理、校正、热处理等一汽技术中心R&DCENTER培训八、常见的锻件缺陷-1过热、过烧、脱碳、铜脆、晶粒不均、大晶粒、裂纹、折叠、穿流、金属流线不顺、未充满、欠压、错移、轴线弯曲等。一汽技术中心R&DCENTER培训八、锻件常见缺陷-2一汽技术中心R&DCENTER培训九、冷挤压工艺日本每辆汽车用冷锻件，除了30kg紧固件外，还有50kg的冷锻件，欧美每辆汽车采用用的冷锻件已超过70kg。一汽技术中心R&DCENTER培训9.1钢质冷挤压件通用技术条件---JB/T9180.2-1999一汽技术中心R&DCENTER培训9.2钢质冷挤压件形状和结构要素---JB/T6541-93一汽技术中心R&DCENTER培训9.2.1钢质冷挤压件形状和结构要素---JB/T6541-93一汽技术中心R&DCENTER培训9.2.2钢质冷挤压件形状和结构要素---JB/T6541-93一汽技术中心R&DCENTER培训9.3冷挤压件工艺编制原则---JB/T6054-2001一汽技术中心R&DCENTER培训9.4钢质冷挤压件公差---JB/T9180.1-1999一汽技术中心R&DCENTER培训9.4.1钢质冷挤压件公差---JB/T9180.1-1999一汽技术中心R&DCENTER培训9.4.2钢质冷挤压件公差---JB/T9180.1-1999一汽技术中心R&DCENTER培训十、锻件的CAE分析一汽技术中心R&DCENTER培训十一、典型锻件成形工艺简介及设计注意事项1、前轴锻造[成形工艺]由于前轴锻件属长轴类锻件且金属体积沿轴线分布不均，因此，一般前轴在模锻成形时要先进行制坯，一般采用拔长、滚挤、弯曲等工步进行预分金属。又由于前轴的横截面多采用“工字形”的截面，为了避免因金属流动不合理出现折叠等锻造缺陷，同时也为了有利于锻件充满及模具寿命的提高等因素，前轴模锻成形时一般采用预锻、终锻两个工步。由于前轴锻件在切边、热处理及清理时易出现翘曲、钢板弹簧座端面不平等缺陷，为了保证前轴锻件的形位公差要求，一般在清理工序后进行冷校正。由于零件的重要性，前轴锻件一般要100%进行探伤