压铸模与其他模具 第四章

1、锻压借助外力的作用，使金属坯料产生塑性变形， 从而获得具有一定形状、尺寸和性能的锻压件。金属坯料锻压件塑性变形自由锻模锻板料冲压挤压拉拔轧锻锻压加工方法板料轧制压机拔长 能改善金属的组织，提高金属的机械性能； 提高材料的利用率和经济效益（节省材料和切削加工工时）； 具有较高的劳动生产率。缺点： 不能获得形状复杂的锻件； 初次投资费用高（设备、工模具、厂房）； 生产现场劳动条件差。应用：轧制、挤压、拉拔 金属型材、板材、钢材、线 材等；自由锻、模锻 承受重载的机械零件，如机器主 轴、 重要齿轮、连杆、炮管等；板料冲压 汽车制造、电器、仪表及日用品。第一节 锻造前的准备和锻后热处理教学内容锻造材料

2、，下料方法和锻造前的加热和锻后处理。 教学难点下料方法，锻造温度的确定。金属晶体单晶体（理想金属）多晶体（实际金属）1、单晶体的塑性变形问题：金属材料为什么能产生塑性变形？ 塑性变形的实质？ 位错切应力滑移面主要方式滑移变形2、多晶体的塑性变形晶粒位向与受力变形关系 晶内变形 晶粒内部的滑移变形晶间变形 晶粒间的移动和转动滑移为塑性变形的主要形式，但受其他晶粒的影响，又有自己复杂的一面晶粒内部的滑移金属锻造性能塑性越好，变形抗力越小，金属的锻造性能越好。影响因素：1、金属的本质 化学成分、金属的组织状态2、变形条件 变形温度、应力状态塑性变形抗力一、锻造生产用原材料锻造用钢锻造用有色合金锻造用

3、钢铜合金、铝及铝合金等按化学成分类按质量分： 普通钢、优质钢个高质钢合金钢：低、中、高合金钢按用途分： 结构钢、工具钢、特殊用途钢 按钢的冶炼方法分：转炉钢、平炉钢电炉钢碳素钢：低碳钢、中碳钢和高碳钢按钢的脱氧程度分：镇静钢、沸腾钢和半镇静钢二、下料下料方法剪切冷折锯切砂轮切割气割精密剪切切口宽度b=58mm切口深度h=a1/3a三、锻前加热、煅后冷却和热处理3.1.1、加热的目的：提高金属的塑性，降低变形抗力3.1.2、加热的方法：火焰加热和电加热3.2、锻造温度范围的确定锻造温度范围：开始锻造温度和结束锻造温度之间的温度区间。3.1、加热的目的和方法锻造温度的确定方法：合金相图、塑性图、抗

4、力图、再结晶图等。碳钢的锻造温度范围一般有由相图就可以确定。钢在加热过程中会产生哪钢在加热过程中会产生哪些缺陷？些缺陷？过热：当钢的加热超过某一温度时，或在高温下停留时间过长，会引起奥氏体晶粒迅速长大，这种现象称为过热。晶粒开始急剧长大的温度叫做过热温度。 过烧 ：当坯料的加热超过过热温度，并且在此温度下停留时间过长，不但引起奥氏体晶粒迅速长大，而且还有氧化性气体渗入晶界，这种缺陷称为过烧。产生过烧的温度叫做过烧温度。始锻温度 ，变形抗力， 材料的塑性始锻温度不能过高原因是什么？碳钢的始锻温度：固相线低150200随碳含量 ，始锻温度始锻温度终锻温度合金钢通常随着含碳量的增加而降低得更多始锻温

5、度要根据具体情况适当调整：采用高速锤锻造时，始锻温度应比通常锻造的始锻温度低100；对铸锭始锻温度可以比同种钢坯高2050。为什么？终锻温度 ，锻件的力学性能 ；终锻温度低于再结晶温度，材料的塑性 ，变形抗力 会导致锻件在冷却和后续工序中产生开裂。为什么？为什么？为保证锻件内部为再结晶组织，终锻温度一般要高于再结晶温度50100。按照上述原则，碳钢的终锻温度应高于PSE（共析线）线以上2080 。中碳钢（0.25%0.6%）的终锻温度处于单相奥氏体区，组织均一，塑性良好，可以锻造。低碳钢（碳含量小于等于0.25%）处于奥氏体和铁素体的双相区，此区的塑性良好。终锻温度可以比奥氏体转变线低。高碳钢

6、（碳含量大于0.6%）的终锻温度处于奥氏体和渗碳体的双相区，由于在ES线以下会有网状渗碳体形成，这对锻件的性能不利，因此终锻温度在ES线下，而高于PSE线50100。注意：图上的S点是共析点，其碳含量为0.77%，属高碳钢范围；亚共析钢碳含量在0.218%0.77%，过共析钢碳含量在0.77%2.11%终锻温度也要根据具体情况适当调整：对无固态相变的合金，终锻温度要偏低一般精整工序的终锻温度允许比规定值低5080为什么？晶粒细化的角度分析接着讲再结晶温度再结晶指经冷变形的金属在一定温度下加热时，通过新的等轴晶粒形成并逐步取代变形晶粒的过程。再结晶温度指经较大冷变形（大于70%）的金属在1小时内

7、能够完成再结晶的最低温度。工业纯金属的最低再结晶温度是其熔点的0.40.5倍。保持加工硬化，消除内应力。 消除加工硬化，提高塑性。再结晶速度取决于加热温度和变形程度。 再结晶是一个形核、长大过程。常用金属材料的锻造温度范围见课本上的表4-13.3、锻件的冷却和后处理锻件的锻后冷却是指锻件从终锻温度出模冷却到室温的过程。温度应力组织应力残余应力内应力由于温度不均匀而产生的内应力叫温度应力。组织应力：由于冷却过程发生相变，相变前后组织的体积不同，因此会产生应力。残余应力：由于冷却过程变形不均而引起的应力3.3.1、冷却方法：空冷（单件或堆放在一起，直接在空气中冷却。不能放在潮湿的地面或金属板上。）

8、在干燥的灰、砂坑或砂箱内冷却（锻件入箱温度不应低于500，砂灰的厚度不小于80mm）在炉内冷却3.3.2、锻件的后处理退伙正火调制（淬火+高温回火）四、小结：4.2、锻造前为什么要对坯料进行加热？4.1、如何判断金属材料锻造性能的好坏？4.3、锻造温度指什么？ 对碳钢材料来讲用那种方法确定锻造温度？4.4、锻造后要进行哪些工作？第二节 锻造工艺的基本工序和工步教学内容了解锻造工艺和基本工步教学重点锻造工序和工步的内容。一、锻造工艺的种类和特点一、锻造工艺的种类和特点工艺特点：工艺特点：坯料变形时，除与上、下抵铁或其它辅助工具接触部分坯料变形时，除与上、下抵铁或其它辅助工具接触部分表面外，都是表

9、面外，都是自由表面，变形不受限制。自由表面，变形不受限制。1.1、自由锻利用利用 使加热好的金属在上、下抵使加热好的金属在上、下抵铁之间产生变形。铁之间产生变形。冲击力或压力冲击力或压力平砧镦粗垫环镦粗弯曲自由锻常用工具 工具简单，不需造价昂贵的模具 可以锻造各种重量的锻件，对于大型锻件几乎是唯一的锻造方法 自由锻所需设备的吨位较小 锻件的尺寸精度低，加工余量大 锻件形状简单，生产率低，劳动强度大自由锻应用自由锻应用 单件和小批量生产单件和小批量生产。1.2、模锻、模锻将加热后的坯料放在模膛内受压将加热后的坯料放在模膛内受压 变形而变形而获得锻件的一种加工方法。获得锻件的一种加工方法。毛边 尺

10、寸精度高； 锻件形状复杂； 操作简单，生产效率高； 流线完整、性能好。特点：特点：应用：应用：中、小型锻件的成批和大量生产为什么？答案：1）受模锻设备吨位的限制； 2）锻模成本高。1）胎模锻的特点 胎模锻是介于自由锻与模锻之间的锻造方法。胎模锻一般先用自由锻制坯，再在胎膜中最后成形。 与自由锻相比，胎模锻生产率和锻件尺寸精度高、表面粗糙度值小、节省金属材料、锻件成本低。 与模锻相比，胎模制造简单，成本低，使用方便；但所需锻锤规格和操作者劳动强度大，生产率和锻件尺寸精度不如锤上模锻高。2）胎模的结构及应用 胎膜不固定在锤头和砧座上，需要时放在下砧铁上。按其结构可大致分为扣模、合模和套模三种主要类

11、型。 扣模套模 合模 二、锻造工序和工步的内容2.1、自由锻造工序后处理后处理备料备料加热加热锻造工序锻造工序镦粗镦粗拔长拔长冲孔冲孔弯曲弯曲2.2、模锻造工序制坯制坯预锻预锻终锻终锻后续后续制坯工步，制坯模膛（锻件初步成形）模锻工步，模锻模膛（锻件最终成形）弯曲连杆的多模膛锻模拔长模膛滚压模膛弯曲模膛本节内容小结：锻造工艺按加工方法的不同，一般有哪几类？锻件的一般生产流程是后处理后处理备料备料加热加热锻造工序锻造工序自由锻造基本工序镦粗镦粗拔长拔长冲孔冲孔弯曲弯曲模锻造基本工序制坯制坯预锻预锻终锻终锻后续后续第三节 锻造设备简介教学内容了解锻造设备的结构原理和应用教学重点确定锻造设备吨位一、

12、锻造设备分类蒸汽空气锻锤、夹板锤、对击锤、螺旋压力机平锻机、液压机、曲柄压力机液压锤动载撞击的锻造设备静载加压的锻造设备动、静联合的锻造设备高效能冲击的锻造设备高速锤、爆炸成形、电磁成形等旋压机、摆碾机、辊锻机锻 造 设 备直线往复运动旋转运动设备吨位（T）锻件质量作用力动力空气锤 0.051100 kg冲击力电动机蒸气-空气锤0.551500 kg冲击力蒸气或压缩空气水压机500150001300T静压力高压水 )二、主要锻造设备的结构原理和应用模锻设备锻造力性质锻件精度生产率模锻锤冲击力较低较低曲柄压力机压力较高较高平锻机压力较高较高摩擦压力机冲击力压力较高较低蒸汽空气模锻锤鉴结构1锤头 2上模 3下模 4踏板 5砧座 6立柱 7曲杆气缸锤杆可以镦粗、拔长、滚挤、弯曲、成形、预锻、终锻。优点：缺点：模锻锤行程不能调节；不能拔长和滚挤；每个变形工步在一次行程中完成。行程不能调节；不能拔长和滚挤；每个变形工步在一次行程中完成。 螺杆与滑块非刚性连接，承受偏心能力差； 滑块行程、打击能量可自动调节。三、锻造设备吨位的确定3.1、热模锻曲柄压力机、螺旋压力机、液压机吨位F0=K1 K2 s A其中：K1应变速度系数K2变形方式和摩擦条件影响系数A投影面积（mm2)F0所需要的锻压力 （N）s终锻温度下坯料的真实强度（MPa）F=(1.21.25)F03.2、锤锻吨位W=(F