锻造工艺与模具设计

锻造工艺与模具设计复习第一章概述一、锻造加工金属零件的优势二、锻造方法分类、锻造生产过程三、锻造业的历史沿革及发展四、锻压技术面临的任务与挑战五、本课程的性质及任务21世纪的材料成形加工技术与科学1材料成形加工技术的作用及地位2材料成形加工技术的发展趋势批量小、质量高、成本低、交货期短、生产柔性、环境友好;更轻、更薄、更精、更强、更韧及成本低、周期短、质量高的方向发展。3新材料成形加工技术4材料成形加工过程的建模与仿真(ModelingandSimulation)5快速产品/工艺开发系统、虚拟制造及绿色制造第二章锻造用原材料及坯料准备常用的下料方法有剪切法、锯切法、冷折法、砂轮切割法、气割法和车削法等。第三章锻造加热规范一、锻前加热的目的及方法目的:1、提高金属塑性；2、降低变形抗力，即增加金属的可锻性，从而使金属易于流动成形，并使锻件获得良好的锻后组织和力学性能。加热方法：按所采用的热源不同，可分为燃料加热和电加热两大类。二、金属加热时产生的变化在组织结构方面，发生组织转变，其晶粒长大，严重时会造成过热、过烧。力学性能：塑性提高，变形抗力降低，残余应力逐步消失，但也可能产生新的内应力。过大的内应力会引起金属开裂。物理性能：导热系数、导温系数、膨胀系数、密度、颜色。化学性能：氧化、脱碳、吸氢等化学反映。三、金属锻造温度范围的确定四、金属的加热规范五、金属的少无氧化加热第四章自由锻主要工序分析自由锻的优点：所用工具简单，通用性强、灵活性大，因此适合单件和小批锻件;特别是特大型锻件的生产，这对于新产品的试制、非标准的工装夹具和模锻、模锻件的制坯、自由锻的缺点:锻件精度低，加工余量大、生产率低、劳动强度大等。自由锻工序：(1)基本工序：指能够较大幅度地改变坯料形状和尺寸的工序，也是自由锻造过程中主要变形工序。镦粗、拔长、冲孔、弯曲、剁切、错移、扭转等工步。(2)辅助工序：指在坯料进入基本工序前预先变形的工序。如钢锭倒棱和缩颈倒棱、预压夹钳把、阶梯轴分锻压痕等。(3)修整工序：指用来精整锻件尺寸和形状便其完全达到锻件图要求的工序。如镦粗后的鼓形滚圆和截面滚圆、凸起、凹下及不平和有压痕面的平整、端面平整、拔长后的弯曲校直和锻斜后的校正等工步。第五章自由锻工艺过程一、自由锻工艺过程制定内容包括:一、自由锻锻件图的制订与绘制二、变形工艺过程的制订三、坯料质量和尺寸的确定四、自由锻设备吨位计算与选择五、锻造温度的确定、加热、冷却热处理规范第六章模锻成形工步分析1、锤上模锻方式与变形特征分类：按金属在锻模型槽内变形的特征，以及变形金属所处应力和塑性状态的不同，可分为开式模锻与闭式模锻;如按型槽数分：有单型槽模锻和多型槽模锻;如按成形锻件数分:则分为单件模锻和多件模锻。开式模锻毛边槽的作用：（1）造成足够大的水平方向的阻力，迫使金属充满型槽，保证锻件尺寸准确。(2)缓冲锤击。(3)容纳多余金属。2、模锻件分类第一类、圆饼类锻件第二类长轴类锻件第三类、顶镦类锻件第四类、复合类锻件3、模锻件图设计锻件图：根据零件图设计，分为冷锻件图和热锻件图两种。热锻件图：热锻件图用于锻模设计和加工制造。冷锻件图：冷锻件图用于最终锻件检验和热锻件图设计；一般将冷锻件图称为锻件图。设计锻件图应考虑：1）确定分模面2）确定锻件的机械加工余量和公差3）模锻斜度4）圆角直径5）冲孔连皮模锻锻件图及锻件技术条件4、模锻变形工步的确定锤上模锻工序包括三类工步。(1)模锻工步包括预锻和终锻工步，其作用是使经制坯的坯料得到冷锻件图所要求的形状和尺寸。预锻。(2)制坯工步包括镦粗、拔长、滚挤、卡压、成形、弯曲等工步。制坯工步的作用是改变毛坯的形状，合理分配坯料体积，以适应锻件横截面形状和尺寸的要求，使金属较好地充满型槽。(3)切断工步切断工步的作用主要是当采用一料多件模锻时，切断已锻好的锻件，以便能继续锻造下一个;或是用来切断钳口。圆饼类锻件制坯工步的选择长轴类锻件制坯工步选择计算毛坯计算毛坯：计算毛坯截面图计算毛坯直径图表示。计算繁重系数长轴类锻件终锻前，需要将等截面的原材料预制成计算毛坯的形状，因而要采用合适的制坯工步，如拔长、滚挤、卡压等，以便将杆部多余金属转移到头部，转移金属量的多少与下列繁重系数有关。=dmax/d均=L计/d均K=(d拐-dmin)/L[例]有一质量为0·8kg的锤上模锻件，作出计算毛坯图后，经计算工艺繁重系数=1.37=3.2k=0.05六、坯料尺寸的确定七、模锻锤吨位计算第八章锻模设计一模锻工步型槽设计（一）终锻型槽设计终锻型槽是各种型槽中最重要的型槽，用来完成锻件最终成形。终锻型槽按热锻件图加工制造和检验，所以设计终锻型槽，须先设计热锻件图。1、热锻件图设计热锻件图与冷锻件图差异2、毛边槽设计3、钳口（二）、预锻型槽设计二制坯工步型槽设计（1）拔长型槽设计（2）滚挤型槽设计（3）卡压型槽设计（4）弯曲型槽设计（5）成形型槽设计（6）镦粗台和压扁台型槽设计切断型槽设计锤锻模结构设计锤锻模结构设计任务：1、各工步型槽在模块上的合理布排；2、型槽之间和型槽至模块边缘的壁厚，模块尺寸、质量、纤维方向要求；3、平衡错移力的锁扣形式1、型槽布排2、型槽壁厚3、错移力的平衡和锁扣的设计4、模块尺寸及要求（1）承击面（2）打击中心与模块中心的偏移值（3）模块宽度（4）模块高度（5）模块长度（6）模块质量（7）锻模检验角（8）模块的技术要求5、锤锻模加工精度和表面质量6、锤锻模的紧固方式热模锻曲柄压力机上模锻平锻机上模锻第九章模锻后续工序1、开式模锻件均带有毛边，某些带孔锻件还有连皮，通常采用冲切法去除毛边和连皮；2、为了消除模锻件的残余应力，改善其组织和性能，须要进行热处理；3、为了清除锻件表面氧化皮，便于检验表面缺陷和切削加工，要进行表面清理；4、锻件在切边、冲连皮、热处理和清理过程中若有较大变形，应进行校正；对于精度要求较高的锻件，则应进行精压；5、最终，锻件的质量要进行检验。