10常用的锻造方法

1、2021-6-12武汉理工大学金工学部1 上次课内容的回顾上次课内容的回顾 塑性变形理论及假设塑性变形理论及假设 塑性变形机理：塑性变形机理：晶体内部产生滑移的结果，（晶体内部产生滑移的结果，（位错运动位错运动）造）造 成晶体的塑性变形成晶体的塑性变形 金属变形过程中的组织与性能金属变形过程中的组织与性能 获得细化的获得细化的再结晶组织；气孔、缩松再结晶组织；气孔、缩松等被压合；形成等被压合；形成纤维组织纤维组织； 特点：各个方向上的力学性能不相同特点：各个方向上的力学性能不相同 冷变形及热变形冷变形及热变形 冷变形：冷变形：只有只有加工硬化加工硬化而无而无回复回复与与再结晶再结晶现象现象 热

2、变形：热变形：变形温度在再结晶温度以上，无任何加工硬化变形温度在再结晶温度以上，无任何加工硬化 影响塑性变形的因数影响塑性变形的因数 塑性塑性和和变形抗力变形抗力 内因：化学成分的影响；金属组织的影响内因：化学成分的影响；金属组织的影响 外因：变形温度的影响；变形速度的影响；应力状态的影响外因：变形温度的影响；变形速度的影响；应力状态的影响 2021-6-12武汉理工大学金工学部2 金属塑性成型方法金属塑性成型方法 金属塑性成型方法主要分为金属塑性成型方法主要分为无模自由成型无模自由成型( (也称为自由锻也称为自由锻) )和和模膛塑性成型模膛塑性成型( (也也 称为模锻称为模锻) )。 自由锻

3、造优点：自由锻造优点： 1.使用的工具简单、通用；使用的工具简单、通用； 2.生产准备周期短，灵活性大，所以使用范围广，生产准备周期短，灵活性大，所以使用范围广， 特别适用于单件、小批量生产。特别适用于单件、小批量生产。 3.自由锻是大型件唯一的锻造方法。自由锻是大型件唯一的锻造方法。 自由锻造缺点：自由锻造缺点： 1.生产效率低，对操作工人的技艺要求高，工生产效率低，对操作工人的技艺要求高，工 人的劳动强度大；人的劳动强度大； 2.锻件精度差，后续机械加工量大；锻件精度差，后续机械加工量大； 国外工业发达国家的中小型自由锻件在其锻件国外工业发达国家的中小型自由锻件在其锻件 总产量的比重只有总

4、产量的比重只有2040。 自由锻工序：自由锻工序：基本工序；辅助工序基本工序；辅助工序 （在前）；精整工序（在后）（在前）；精整工序（在后） 3.3 3.3 常用的锻造方法常用的锻造方法 3.3.1 3.3.1 自由锻自由锻 2021-6-12武汉理工大学金工学部3 3.3.1.1 自由锻工序分类自由锻工序分类 2021-6-12武汉理工大学金工学部4 注意：注意：1 1）为防止镦粗时产生弯曲，坯料高径比为：）为防止镦粗时产生弯曲，坯料高径比为： 1.5H/D2.51.5H/D2.5 2 2）每次的镦粗量应小于材料塑性允许范围。）每次的镦粗量应小于材料塑性允许范围。 ：使坯料横截面面积增大，高

5、度减小的锻造工使坯料横截面面积增大，高度减小的锻造工 序，若使坯料局部截面增大则为局部镦粗。序，若使坯料局部截面增大则为局部镦粗。 ：1 1）锻造高度小截面大的盘类工件）锻造高度小截面大的盘类工件 2 2）空心锻件冲孔前的端面平整；）空心锻件冲孔前的端面平整； 3 3）增加杆类零件拔长时的锻造比；）增加杆类零件拔长时的锻造比； 4 4）破碎粗大碳化物，减少各向异性。）破碎粗大碳化物，减少各向异性。 ：使坯料达到所需形状和尺寸要求的主变形工序使坯料达到所需形状和尺寸要求的主变形工序 2021-6-12武汉理工大学金工学部5 当镦粗的高径比当镦粗的高径比 H / D H / D 2.52.53 3

6、 时时: : ：使坯料横截面面积减小，长度增加的锻造工序。适用于锻制长使坯料横截面面积减小，长度增加的锻造工序。适用于锻制长 轴类工件。拔长时将坯料沿轴向送进连续锻压，一次变形量为：轴类工件。拔长时将坯料沿轴向送进连续锻压，一次变形量为： 3/43/4方坯边长或方坯边长或0.40.40.80.8砧宽砧宽 ：拔长矩形坯料时，要不断将坯料翻转拔长矩形坯料时，要不断将坯料翻转9090，以免偏心与弯曲；，以免偏心与弯曲； 拔长园形坯料时，最好使用拔长园形坯料时，最好使用V V形垫铁。形垫铁。 2021-6-12武汉理工大学金工学部6 ：用冲头在用冲头在 坯料上冲出通孔或不通孔的锻造工序。坯料上冲出通孔

7、或不通孔的锻造工序。 ：孔径孔径25 a 1)。 标注模锻圆角半径标注模锻圆角半径 锻件上所有转角处锻件上所有转角处 都应做成圆角。一般内都应做成圆角。一般内 圆角半径（圆角半径（R）应大于）应大于 其外圆半径（其外圆半径（r）。）。 留出冲孔连皮留出冲孔连皮 锻件上直径小于锻件上直径小于25mm的孔，一般不锻出，或只压的孔，一般不锻出，或只压 出球形凹穴。大于出球形凹穴。大于25mm的通孔，也不能直接模锻出通的通孔，也不能直接模锻出通 孔，而必须在孔内保留一层连皮。孔，而必须在孔内保留一层连皮。 冲孔连皮的厚度冲孔连皮的厚度s与与 孔径孔径d有关，当有关，当d =3080mm时，时，s =4

8、8mm。 2021-6-12武汉理工大学金工学部24 长轴类锻件长轴类锻件 如台阶轴、曲轴、如台阶轴、曲轴、 连杆、弯曲摇臂等；一般为拔长、滚挤、连杆、弯曲摇臂等；一般为拔长、滚挤、 预锻、弯曲、预锻、终锻成型。预锻、弯曲、预锻、终锻成型。 盘类模锻件盘类模锻件 如齿轮、法兰盘如齿轮、法兰盘 等。一般为镦粗、预锻、终锻成型。等。一般为镦粗、预锻、终锻成型。 模锻工步确定以后，再根模锻工步确定以后，再根 据已确定的工步选择相应的制据已确定的工步选择相应的制 坯模膛和模锻模膛。坯模膛和模锻模膛。 3.3.3.2 模锻工步的确定及模膛种类的选择模锻工步的确定及模膛种类的选择 长轴类锻件长轴类锻件 盘

9、类锻件盘类锻件 2021-6-12武汉理工大学金工学部25 模锻成型件的结构工艺性模锻成型件的结构工艺性 模锻零件必须具有一个合理的分模面，以保证模锻件易于模锻零件必须具有一个合理的分模面，以保证模锻件易于 从锻模中取出、敷料最少、锻模容易制造。从锻模中取出、敷料最少、锻模容易制造。 零件上与锤击方向平行的非加工表面，应设计出模锻斜度。零件上与锤击方向平行的非加工表面，应设计出模锻斜度。 非加工表面所形成的角都应按模锻圆角设计。非加工表面所形成的角都应按模锻圆角设计。 为了使金属容易充满模膛和减少工序，零件外形力求简单、为了使金属容易充满模膛和减少工序，零件外形力求简单、 平直和对称，尽量避免

10、零件截面间差别过大，或具有平直和对称，尽量避免零件截面间差别过大，或具有薄壁、薄壁、 高筋、凸起高筋、凸起等结构。等结构。 在零件结构允许的条件下，设计时尽量避免有在零件结构允许的条件下，设计时尽量避免有深孔或多孔深孔或多孔 结构结构。 在可能条件下，应采用锻在可能条件下，应采用锻-焊组合工艺，以减少敷料，简化焊组合工艺，以减少敷料，简化 模锻工艺。模锻工艺。 2021-6-12武汉理工大学金工学部26 模锻成型件的结构工艺性模锻成型件的结构工艺性 模锻零件必须具有一个合理的分模面，以保证模锻件易于从锻模锻零件必须具有一个合理的分模面，以保证模锻件易于从锻 模中取出、敷料最少、锻模容易制造。模

11、中取出、敷料最少、锻模容易制造。 在零件结构允许的条件下，设在零件结构允许的条件下，设 计时尽量避免有计时尽量避免有深孔或多孔结构深孔或多孔结构。 在可能条件下，应采用锻在可能条件下，应采用锻-焊焊 组合工艺，以减少敷料，简化模组合工艺，以减少敷料，简化模 锻工艺。锻工艺。 2021-6-12武汉理工大学金工学部27 模锻成型件的结构模锻成型件的结构 模锻成型件的结构工艺性模锻成型件的结构工艺性 为了使金属容易为了使金属容易 充满模膛和减少充满模膛和减少 工序，零件外形工序，零件外形 力求简单、平直力求简单、平直 和对称，尽量避和对称，尽量避 免零件截面间差免零件截面间差 别过大，或具有别过大

12、，或具有 薄壁、高筋、凸薄壁、高筋、凸 起起等结构。等结构。 截面相差截面相差 过大过大 过扁、过薄过扁、过薄 2021-6-12武汉理工大学金工学部28 模锻件的结构工艺性模锻件的结构工艺性 内壁斜度内壁斜度应比外应比外 壁斜度壁斜度大一级大一级 内圆角半径内圆角半径R是外圆是外圆 角半径角半径r的倍的倍 零件上与锤击方向平行的非加工表面，应零件上与锤击方向平行的非加工表面，应 设计出设计出模锻斜度模锻斜度。非加工表面所形成的角。非加工表面所形成的角 都应按都应按模锻圆角模锻圆角设计。设计。 2021-6-12武汉理工大学金工学部29 错模错模 错模错模 锤头导轨的间隙过大、模具锤头导轨的间

13、隙过大、模具 缺少平衡导锁以及模具安装不缺少平衡导锁以及模具安装不 合理等原因都可能产生错模，合理等原因都可能产生错模， 如右图所示。如右图所示。 欠压欠压 即上、下模分模面未打靠，即上、下模分模面未打靠， 也称也称“锻不足锻不足”。 局部充不满局部充不满 由于坯料体积过小或坯料放由于坯料体积过小或坯料放 偏等原因致使锻件上的凸筋、偏等原因致使锻件上的凸筋、 外圆角等部位因模槽未充满而外圆角等部位因模槽未充满而 欠缺，这种缺陷一般无法修正。欠缺，这种缺陷一般无法修正。 模锻件的缺陷模锻件的缺陷 2021-6-12武汉理工大学金工学部30 折纹折纹 由于操作不当或模槽设计不合理等原因，锻件表由于操作不当或模槽设计不合理等原因，锻件表 面产生金属重叠称为折纹。由于折纹处之金属已经面产生金属重叠称为折纹。由于折纹处之金属已经 氧化，因此一般无法修正。氧化，因此一般无法修正。 凹坑凹坑 由于模