第十三章金属塑性成型操作试验

1、冲压件的图纸及技术条件完整性冲压件的图纸及技术条件完整性原材料的尺寸规格、力学性能和工艺性能原材料的尺寸规格、力学性能和工艺性能生产批量（大量、大批或小批）生产批量（大量、大批或小批）供选用的冲压设备的型号、规格、主要技术参数供选用的冲压设备的型号、规格、主要技术参数及使用说明书及使用说明书模具制造条件及技术水平模具制造条件及技术水平 各种技术标准、设计手册等技术资料各种技术标准、设计手册等技术资料分析冲压的工艺性分析冲压的工艺性分析比较确定工艺方案分析比较确定工艺方案选定冲模类型及结构形式，设计模具总图及零件图选定冲模类型及结构形式，设计模具总图及零件图选用冲压设备选用冲压设备冲压件的工艺性

2、分析冲压件的工艺性分析毛坯尺寸展开计算毛坯尺寸展开计算排样及裁板方式的经济性分析排样及裁板方式的经济性分析工序次数的确定，半成品过渡形状及尺寸计算工序次数的确定，半成品过渡形状及尺寸计算工艺方案的技术性、经济性综合分析比较工艺方案的技术性、经济性综合分析比较选定模具结构形式的合理性分析选定模具结构形式的合理性分析模具主要零件结构形式、材料选择、公差配合、技术要求的说明模具主要零件结构形式、材料选择、公差配合、技术要求的说明凸、凹模工作部分尺寸与公差的计算凸、凹模工作部分尺寸与公差的计算模具主要零件的强度计算、压力中心的确定、弹性元件的选用和核算等模具主要零件的强度计算、压力中心的确定、弹性元件

3、的选用和核算等选择冲压设备类型及吨位的依据及其他需要说明的内容选择冲压设备类型及吨位的依据及其他需要说明的内容制定如图制定如图12121 1所示的矩形盒拉所示的矩形盒拉深件的有关工艺参数及工艺流程深件的有关工艺参数及工艺流程已知尺寸（按板厚中心线计算）：已知尺寸（按板厚中心线计算）：A=195.5(mm)； B=90.5(mm)； rp=6.75(mm)； r=8.75(mm) ( 2 )( 2 )检查能否一次拉深成型检查能否一次拉深成型)(857475055235195221mmFFF)(33014. 385747440mmFD相当毛坯直径相当毛坯直径1 . 05 .9075. 8Br45.

4、 01003305 . 11000Dt由已知尺寸得：由已知尺寸得：37. 192126BH查手册得：查手册得：45. 06 . 0BHBHBH故故 ， 所以不能一次拉成，需进行多次拉深。所以不能一次拉成，需进行多次拉深。计算（计算（n-1n-1）道工序尺寸）道工序尺寸)( 6 . 182 . 02 . 0mmr取角间距取角间距( (不包括料厚不包括料厚) )椭圆曲率半径：椭圆曲率半径：)( 8 .616 . 175. 843. 05 .90705. 043. 0705. 01mmrBran)(7 .1356 . 1807543. 05 .195705. 043. 0705. 01mmrArbn

5、椭圆的长、短半轴：椭圆的长、短半轴：)(114)5.905.195(218.61)(2111mmBAraann)(83)5.905.195(217.135)(2111mmBArbbnn椭圆周长：椭圆周长： )(621)7 .1358 .61(14.3)(111mmrrLbnann判断能否用平板毛坯直接拉成判断能否用平板毛坯直接拉成n-1n-1道尺寸道尺寸 相当圆筒直径：相当圆筒直径： 19814. 3621112nnLd)(1281mmtrpn椭圆筒高度：椭圆筒高度： 1221112212201456. 072. 1nnpnnnndprddDH)94(26.9319841256. 012198

6、72. 1198330222mm取12111143. 02pnannananrrHrR)(1191243. 08 .61948 .6122mm519.01198.61111anantnRrmn-2n-2道工序尺寸道工序尺寸 525.057.01148308.1111mabcmnnt1ttnmm不能进行第一次拉深。不能进行第一次拉深。 因此因此37. 1831141na取mn-1=0.7，查手册得K=1.13，)(277 . 03 . 08 .61)1 (1111mmmmrnnnann)(312713. 111mmKnmnn)mnaannn)(1143183112mmm

7、bbnnn)(165141/114sin2114142114141/sin222222222222mmarctgaarctgbbabarnnnnnnbn)(99141/114cos2114142114141/cos222222222222mmarctgaarctgbbabarnnnnnnann-2道椭圆高度：道椭圆高度： )(68.018014.3141114180222radarctgabarctgnnn)(802)68.057.1(99468.01654)2(4422222mmrrLnannbnn)(25514. 3802222mmLdnn)(15102mmtrpn取 )(50255415

8、56. 01525572. 12553302222mmHn)(1341543. 0995099222mmRan74.013499222anantnRrm55. 057. 014111408. 1122mabcmnnt2ttnmm可进行第一次拉深。可进行第一次拉深。 平板毛坯尺寸的确定平板毛坯尺寸的确定74. 0,24. 11141412222tnnnnmbaa查手册得查手册得K1.08 )(3599134222mmrRNanann)(383508. 122mmNKMnn)mNaann毛坯短半轴：毛坯短半轴： )mMbbnn核对毛坯面积，并适当

9、调整核对毛坯面积，并适当调整 由于计算误差会使毛坯面积与盒形件面积不一致，由于计算误差会使毛坯面积与盒形件面积不一致，故要核对毛坯面积。并视情况进行调整，使毛坯面积故要核对毛坯面积。并视情况进行调整，使毛坯面积基本与零件面积一致。基本与零件面积一致。毛坯面积：毛坯面积：)(8404415217614. 3200mmbaF而盒形件面积：而盒形件面积： )(857472mmF)(170384044857472mmFFF应适当放大毛坯的长短轴，毛坯长短轴变为：应适当放大毛坯的长短轴，毛坯长短轴变为： )(1780mma)(1540mmb 毛坯面积变为：毛坯面积变为： )(8611715417814.

10、 32mmF画出工序图画出工序图)(37086117857472mmFFF毛坯面积稍大与零件面积是合适的。毛坯面积稍大与零件面积是合适的。工序图如图工序图如图122所示所示。测量冲模的主要安装尺寸，选定适用的冲床类型与规格。测量冲模的主要安装尺寸，选定适用的冲床类型与规格。检查设备与模具能否正常工作。检查设备与模具能否正常工作。将速杆调至最短的位置。将速杆调至最短的位置。 将上下模闭合，推至压力机工作台中心，使模柄对准滑块中心的模柄孔。将上下模闭合，推至压力机工作台中心，使模柄对准滑块中心的模柄孔。用手搬动飞轮，使滑块至下死点，然后调整连杆长度，使滑块底面与模用手搬动飞轮，使滑块至下死点，然后

11、调整连杆长度，使滑块底面与模具上平面接触，并用压板等紧固件固定好上下模。具上平面接触，并用压板等紧固件固定好上下模。小心地使压力机寸动，注意模具有无障碍（尤其要注意下死点附近），小心地使压力机寸动，注意模具有无障碍（尤其要注意下死点附近），用手搬动飞轮，用厚纸试冲一次，检查模具间隙等是否合理。用手搬动飞轮，用厚纸试冲一次，检查模具间隙等是否合理。 开动空车开动空车2 23 3次，仍无异常，即可完全锁紧连杆，送入坯料试冲次，仍无异常，即可完全锁紧连杆，送入坯料试冲 根据产品零件图的工艺分析及具体的生产条件，选择合理的模锻工艺方案根据产品零件图的工艺分析及具体的生产条件，选择合理的模锻工艺方案锻件

12、图设计锻件图设计确定所需的锻造工序并选择所用设备确定所需的锻造工序并选择所用设备填写锻造工艺卡片填写锻造工艺卡片锻造工艺过程管理等（如工序间检验及最终检验的安排）锻造工艺过程管理等（如工序间检验及最终检验的安排）计算毛坯图并画截面图计算毛坯图并画截面图设计模锻型槽设计模锻型槽确定设备吨位确定设备吨位设计锻模结构设计锻模结构 热模锻压力机上轴对称类锻件（变速齿轮）采用模锻。这是第一热模锻压力机上轴对称类锻件（变速齿轮）采用模锻。这是第一类第一组较复杂的圆形锻件。类第一组较复杂的圆形锻件。（1 1）设备选择）设备选择 根据所给参数计算其变形力，并按变形力不超过设备公称压力的根据所给参数计算其变形力

13、，并按变形力不超过设备公称压力的8585选择设备。本锻件选用设备为选择设备。本锻件选用设备为20MN20MN模锻压力机。模锻压力机。（2 2）工艺分析）工艺分析变速齿轮锻件轮辐较薄而且上下不对称，上半部形成一条较深而窄的变速齿轮锻件轮辐较薄而且上下不对称，上半部形成一条较深而窄的环形槽，即图中的环形槽，即图中的133mm133mm。在模锻变形时，要充满轮缘内侧比较困。在模锻变形时，要充满轮缘内侧比较困难。本锻件模锻工步为：镦粗预锻终锻。见图难。本锻件模锻工步为：镦粗预锻终锻。见图12123 3。（3 3）坯料选择）坯料选择 经过计算，坯料选定为经过计算，坯料选定为75145mm。%)1)(lf

14、DmVDVV3)89. 083. 0(mmVD24mmmDVL2mmmAVL按公式按公式计算坯料体积计算坯料体积 。按公式按公式计算坯料直径。计算坯料直径。按公式按公式计算坯料的长度。计算坯料的长度。（4 4）工步设计）工步设计 a.a.镦粗工步镦粗工步 本例主要解决轮缘内侧的充满。轮毂上半部也具有壁厚较薄本例主要解决轮缘内侧的充满。轮毂上半部也具有壁厚较薄的孔，成型过程主要为压入充满。镦粗后高度为的孔，成型过程主要为压入充满。镦粗后高度为30mm，镦粗后，镦粗后坯料外径已覆盖轮缘宽度的一半以上，在预锻模膛变形时，金属坯料外径已覆盖轮缘宽度的一半以上，在预锻模膛变形时，金属先与轮缘接触，使金属

15、流入模膛深处，保证充满。先与轮缘接触，使金属流入模膛深处，保证充满。 b.b.预锻工步预锻工步 轮缘部分，预锻比终锻厚轮缘部分，预锻比终锻厚2mm2mm，终锻时镦粗成型。轮辐部分，终锻时镦粗成型。轮辐部分，虽然比较薄，但轮辐宽度并不大，金属在终锻时，容易从轮辐流虽然比较薄，但轮辐宽度并不大，金属在终锻时，容易从轮辐流入轮缘。其厚度比终锻大入轮缘。其厚度比终锻大2mm2mm。在终锻时，这部分压入到轮缘，充。在终锻时，这部分压入到轮缘，充满模膛深处。轮缘内侧尺寸，预锻工步选用同终锻工步相等或小满模膛深处。轮缘内侧尺寸，预锻工步选用同终锻工步相等或小0.5mm。 锻锤模的安装与调整锻锤模的安装与调整

16、摩擦压力机锻模的安装与调整摩擦压力机锻模的安装与调整热模锻压力机锻模的安装与调整热模锻压力机锻模的安装与调整 平锻模的安装与调整平锻模的安装与调整辊锻模的安装与调整辊锻模的安装与调整切边模的安装与调整切边模的安装与调整a.a.锤锻模的安装锤锻模的安装 将锤头抬起，并用木柱将锤头支撑在装模时要求的高度。将将锤头抬起，并用木柱将锤头支撑在装模时要求的高度。将已选好的键放入上模和模座的键槽中。然后将上、下模成对地搬已选好的键放入上模和模座的键槽中。然后将上、下模成对地搬到锤上。用撬杠将锻模拨向靠键的一侧，并在上模的键侧面放好到锤上。用撬杠将锻模拨向靠键的一侧，并在上模的键侧面放好垫片，落下锤头，使垫

17、片嵌在锤头键槽与键之间打紧插入到燕尾垫片，落下锤头，使垫片嵌在锤头键槽与键之间打紧插入到燕尾另一侧面的斜楔，将上、下模紧固。开动锻锤轻轻地空击，再打另一侧面的斜楔，将上、下模紧固。开动锻锤轻轻地空击，再打紧斜楔。没有锁扣的锻模需要查看检验角，看上下模之间是否有紧斜楔。没有锁扣的锻模需要查看检验角，看上下模之间是否有错移。若无错移，则预热模具和锤杆进行试锻，并检验首件。首错移。若无错移，则预热模具和锤杆进行试锻，并检验首件。首件合格后，装模工作才告完结。件合格后，装模工作才告完结。 b. b.锤锻模的调整锤锻模的调整（1 1）纵向错移：可通过定位键两侧的垫片调整，应事先准备好）纵向错移：可通过定

18、位键两侧的垫片调整，应事先准备好自自0.50.5到到5 5毫米厚的各种垫片，供调整时使用，一般只调上模，如毫米厚的各种垫片，供调整时使用，一般只调上模，如错移量过大时，也可上下模同时调整。错移量过大时，也可上下模同时调整。（2 2）横向错移：即左右错移，可根据错移的大小，退出和打紧）横向错移：即左右错移，可根据错移的大小，退出和打紧机架两侧的斜楔，达到调整的目的。机架两侧的斜楔，达到调整的目的。（3 3）转动：即上下模之间转动了一个角度。这时可采用两块专）转动：即上下模之间转动了一个角度。这时可采用两块专用的斜楔状的垫片，左右两侧前后地放在燕尾侧面，使错移的角用的斜楔状的垫片，左右两侧前后地放

19、在燕尾侧面，使错移的角度消除。度消除。 摩擦压力机上使用的模具与锤锻模不同，它不是用燕尾、斜楔摩擦压力机上使用的模具与锤锻模不同，它不是用燕尾、斜楔紧固在设备上，而是采用压板依靠螺钉紧固在摩擦压力机上。当紧固在设备上，而是采用压板依靠螺钉紧固在摩擦压力机上。当摩擦压力机上备有过渡垫板，而垫板上有燕尾槽时，此时可用螺摩擦压力机上备有过渡垫板，而垫板上有燕尾槽时，此时可用螺钉将垫板分别紧固于滑块及工作台面上，而具有燕尾的模具钉将垫板分别紧固于滑块及工作台面上，而具有燕尾的模具, ,可可像锤上锻模一样紧固。摩擦压力机上模具的调整，主要依靠调整像锤上锻模一样紧固。摩擦压力机上模具的调整，主要依靠调整上

20、、下模锁扣间隙来实现。上、下模锁扣间隙来实现。 有时，为了避免锻件发生的错移，在模具上增设有导向机构，有时，为了避免锻件发生的错移，在模具上增设有导向机构，如导柱及导套等。如导柱及导套等。 热模锻压力机锻模大多采用镶块模结构，即在通用模架上，用热模锻压力机锻模大多采用镶块模结构，即在通用模架上，用压板或键固定圆形或矩形镶块。压板或键固定圆形或矩形镶块。 矩形镶块模后方用后挡块，前矩形镶块模后方用后挡块，前方用斜面压板紧固。模座左右侧装有紧固螺栓。矩形镶块模的底方用斜面压板紧固。模座左右侧装有紧固螺栓。矩形镶块模的底部亦可开十字形布置的键槽，用键固定位置，用轻型压板压紧。部亦可开十字形布置的键槽

21、，用键固定位置，用轻型压板压紧。对于圆形镶块可用具有符合镶块外径和镶块凹槽直径的后挡板和对于圆形镶块可用具有符合镶块外径和镶块凹槽直径的后挡板和压板紧固，此种镶块应配有键槽，用键防止镶块转动。压板紧固，此种镶块应配有键槽，用键防止镶块转动。 热模锻压力机上的锻模模座上一般都设有导向装置，故几乎不热模锻压力机上的锻模模座上一般都设有导向装置，故几乎不存在水平方向的错移。上、下模座分别用螺栓紧固并固定在压力存在水平方向的错移。上、下模座分别用螺栓紧固并固定在压力机滑块和工作台面上。机滑块和工作台面上。平锻模由凸模、凹模夹持器、活动凹模和固定凹模等组成。平锻模由凸模、凹模夹持器、活动凹模和固定凹模等

22、组成。凸模夹持器有多种紧固形式，如压盖式、插销式、拉紧螺栓式，凸模夹持器有多种紧固形式，如压盖式、插销式、拉紧螺栓式，它们分别通过压盖、插销和拉紧螺栓，将凸模固定在夹持器上。它们分别通过压盖、插销和拉紧螺栓，将凸模固定在夹持器上。凸模夹持器直接安装在主滑块的凹座中。凸模夹持器直接安装在主滑块的凹座中。凸模有整体式的或组合式的，它们尾柄部分的结构与凸模夹持凸模有整体式的或组合式的，它们尾柄部分的结构与凸模夹持器相配合。器相配合。凹模分为活动与静止两块，左（上）凹模装在平锻机的夹紧滑凹模分为活动与静止两块，左（上）凹模装在平锻机的夹紧滑块上，右（下）凹模装在机架上。块上，右（下）凹模装在机架上。在

23、平锻机的凸模夹持器上，一般都有调整用斜楔，可用来进行在平锻机的凸模夹持器上，一般都有调整用斜楔，可用来进行前后、左右的调整。垂直分模平锻机，可在凹模的厚度方向上，前后、左右的调整。垂直分模平锻机，可在凹模的厚度方向上，加减垫片，用以调整凹模的夹紧度。加减垫片，用以调整凹模的夹紧度。辊锻模一般采用扇形模，用压板、螺钉直接固定在锻辊上，也辊锻模一般采用扇形模，用压板、螺钉直接固定在锻辊上，也有用斜楔固定的。有用斜楔固定的。辊锻模需进行三方面的调整：辊锻模需进行三方面的调整：a.a.中心距调整：即调整两扇辊锻模之间的间隙，以便获得在高度中心距调整：即调整两扇辊锻模之间的间隙，以便获得在高度 方向上尺寸合格的锻件。方向上尺寸合格的锻件。b.b.角度调整：当两扇辊锻模产生角度位移时，则应调整其角度，角度调整：当两扇辊锻模产生角度位移时，则应调整其角度，使之能同时咬入坯料，在锻件长