第2章成形工艺

1、第第2章章 热加工工艺热加工工艺史成坤史成坤2工程材料毛 坯机械（切削）加工零 件机械产品铸造锻造焊接粉末冶金预先热处理最终热处理热处理装配（退火、正火）（淬火、回火）毛坯成形方法毛坯成形方法3内内 容容铸铸 造造 塑性成形塑性成形液态成形基础液态成形基础砂型铸造砂型铸造特种铸造特种铸造铸件结构设计铸件结构设计铸造新技术铸造新技术塑性成形基础塑性成形基础塑性成形方法塑性成形方法板料冲压板料冲压锻压件结构工艺性锻压件结构工艺性其他塑性成形方法和工艺其他塑性成形方法和工艺焊焊 接接熔焊熔焊常用金属的焊接性能常用金属的焊接性能焊接结构设计焊接结构设计其他焊接技术其他焊接技术45后母戊鼎，中国商代后期

2、（约公元前16世纪至公元前11世纪） 曾侯乙尊盘，春秋战国时期最复杂、最精美的青铜器件 透光镜，西汉中晚期，具有特殊效果被称为“魔镜”的铜镜 铸造是人类掌握比较早的一种金属热加工工艺，中国约铸造是人类掌握比较早的一种金属热加工工艺，中国约在公元前在公元前17001700前前10001000年之间进入青铜铸件的全盛期，年之间进入青铜铸件的全盛期，工艺上已达到相当高的水平。工艺上已达到相当高的水平。 6制造木模配制型砂用木模、型砂制成砂型， 浇注，凝固 液态金属上砂型（上箱）浇口落砂后铸件下砂型(下箱） 型腔分型面铸造将将液态金属液态金属浇注到与零件的形状、尺浇注到与零件的形状、尺寸相适应的铸型空

3、腔中，待其冷却凝固，获得寸相适应的铸型空腔中，待其冷却凝固，获得毛坯毛坯或或零件零件的工艺。的工艺。特点：特点：液态成形液态成形7整模造型整模造型8液态成形基础液态成形基础合金的铸造性能合金的铸造性能合金在铸造过程中所表现出来的工艺性能合金在铸造过程中所表现出来的工艺性能液态金属本身的流动能力液态金属本身的流动能力流动性越好越有利于铸造流动性越好越有利于铸造合金的流动性测试合金的流动性测试合金的成分合金的成分 - 纯金属、共晶合金流动性好纯金属、共晶合金流动性好 - 其他成分的合金流动性差其他成分的合金流动性差9铸造合金的三个收缩阶段铸造合金的三个收缩阶段铸件从液态冷却到室温的过程中，其铸件从

4、液态冷却到室温的过程中，其体积体积和和尺寸尺寸的减小称为收缩的减小称为收缩浇注温度浇注温度凝固开始温度凝固开始温度凝固终了温度凝固终了温度室温室温应力、裂纹、变形应力、裂纹、变形缩孔、缩松缩孔、缩松101. 合金的流动性合金的流动性流动性越好，充型能力越高流动性越好，充型能力越高2.铸型材料和铸型结构铸型材料和铸型结构铸型导热系数和比热大、温度低、排气能力差，降低充型能力铸型导热系数和比热大、温度低、排气能力差，降低充型能力铸件壁薄、结构复杂，充型困难铸件壁薄、结构复杂，充型困难3.浇注条件浇注条件 提高浇注温度提高浇注温度，可提高充型能力，可提高充型能力，温度过高有缺陷温度过高有缺陷 浇注压

5、力加大浇注压力加大，提高充型能力，提高充型能力 液态成形基础液态成形基础合金的充型能力合金的充型能力液态合金充满型腔，形成轮廓清晰、形状完整的铸件的能力液态合金充满型腔，形成轮廓清晰、形状完整的铸件的能力11缩孔缩孔缩松缩松v 合金的结晶过程中，若其合金的结晶过程中，若其液态收缩和凝固收缩液态收缩和凝固收缩所缩减的容积得不到所缩减的容积得不到补足，则在铸件最后凝固的部位或厚壁部位形成一些孔洞补足，则在铸件最后凝固的部位或厚壁部位形成一些孔洞n缩孔：缩孔：集中集中在铸件上部或最后凝固的部位容积较大的孔洞在铸件上部或最后凝固的部位容积较大的孔洞n缩松：缩松：分散分散在铸件某区域内的细小孔洞在铸件某

6、区域内的细小孔洞缩孔、缩松缩孔、缩松液态成形基础液态成形基础铸造性能对铸件质量的影响铸造性能对铸件质量的影响12v 铸件的铸件的固态收缩固态收缩受到阻碍而产生的应力受到阻碍而产生的应力n机械应力：合金的线收缩受到铸型或型芯的阻碍而形成的机械应力：合金的线收缩受到铸型或型芯的阻碍而形成的内应力，内应力，落砂后消除落砂后消除n热应力：由于壁厚不均匀、冷速不同，同一时间内铸件各热应力：由于壁厚不均匀、冷速不同，同一时间内铸件各部分收缩不均衡而引起部分收缩不均衡而引起铸造应力铸造应力机械应力机械应力热应力热应力13铸造应力铸造应力铸件裂纹、变形铸件裂纹、变形 壁厚均匀一致壁厚均匀一致 ，力求铸件各部位

7、冷却速度一致；，力求铸件各部位冷却速度一致； 铸件中的热应力可用去应力退火、时效等方法消除；铸件中的热应力可用去应力退火、时效等方法消除； 在工艺上采取改善型、芯砂的退让性，及时落砂消除对收缩的阻在工艺上采取改善型、芯砂的退让性，及时落砂消除对收缩的阻碍等措施。碍等措施。 14u浇铸过程中，液态金属和铸型中的气体，如果来不及排出浇铸过程中，液态金属和铸型中的气体，如果来不及排出而残留在铸件中所形成的孔洞，称为气孔。而残留在铸件中所形成的孔洞，称为气孔。 气孔导致局部应力集中，影响铸件的强度和气密性，降低疲劳强气孔导致局部应力集中，影响铸件的强度和气密性，降低疲劳强度和韧性。度和韧性。 n减少金

8、属液含气量减少金属液含气量 (除气处理、真空冶炼除气处理、真空冶炼 )n降低造型材料发气量降低造型材料发气量 (控制水分、清除冷铁表面锈蚀控制水分、清除冷铁表面锈蚀)n增加铸型的排气能力增加铸型的排气能力（控制型砂干湿程度、紧实度、降低浇（控制型砂干湿程度、紧实度、降低浇铸速度铸速度）气气 孔孔偏偏 析析u铸件中化学成分不均匀的现象称为偏析。铸件中化学成分不均匀的现象称为偏析。 偏析会造成铸件性能不均匀，严重影响铸件的质量。偏析会造成铸件性能不均匀，严重影响铸件的质量。 15砂砂 型型 铸铸 造造砂型铸造整模造型整模造型分模造型分模造型挖砂造型挖砂造型活块造型活块造型三箱造型三箱造型特种铸造金

9、属型铸造金属型铸造压力铸造压力铸造熔模精铸熔模精铸离心铸造离心铸造壳型铸造壳型铸造挤压铸造挤压铸造16整模造型整模造型17分模造型分模造型18三箱造型三箱造型19活块造型活块造型20活块造型活块造型21浇注位置的选择浇注位置的选择分型面的选择分型面的选择工艺参数的选择工艺参数的选择铸造工艺图绘制实例铸造工艺图绘制实例22机床导轨面朝下机床导轨面朝下确定浇注位置确定浇注位置浇注时铸件在铸型中的空间位置铸件的重要加工表面和主要工作面应朝下或位于侧面铸件的重要加工表面和主要工作面应朝下或位于侧面铸件的宽大平面应朝下铸件的宽大平面应朝下齿轮部位朝下齿轮部位朝下23铸件面积较大的薄壁部分应位于下部（防止

10、浇不足、冷隔）铸件面积较大的薄壁部分应位于下部（防止浇不足、冷隔）铸件的厚大部位朝上，以便安放冒口铸件的厚大部位朝上，以便安放冒口卷扬筒工作面置于侧壁卷扬筒工作面置于侧壁24三通铸件分型面的选择三通铸件分型面的选择分型面的选择分型面的选择铸型组元间的结合面尽量减少分型面的数量（保证精度、简化工艺）尽量减少分型面的数量（保证精度、简化工艺）25尽量使铸件在同一砂箱内，避免合箱不准（错箱）影响精尽量使铸件在同一砂箱内，避免合箱不准（错箱）影响精度，易清理飞边、毛刺度，易清理飞边、毛刺26分型面选在铸件最大截面处，方便起模；尽量平直分型面选在铸件最大截面处，方便起模；尽量平直尽量使型腔和主要型芯置于

11、下箱尽量使型腔和主要型芯置于下箱27工艺参数的选择工艺参数的选择机械加工余量机械加工余量预先在铸件上为切削加工而加大的尺寸。预先在铸件上为切削加工而加大的尺寸。取决于铸造方法、合金种类、结构尺寸、加工质量要取决于铸造方法、合金种类、结构尺寸、加工质量要求及浇注时所处的位置，一般求及浇注时所处的位置，一般37mmmm铸件上较小的孔、槽不铸出，多出来的这部分金属铸件上较小的孔、槽不铸出，多出来的这部分金属零件图上无技术要求的孔、槽，无论多小，一般要铸出零件图上无技术要求的孔、槽，无论多小，一般要铸出绘制铸造工艺图铸造余块铸造余块起模斜度起模斜度为使铸模容易从铸型中取出为使铸模容易从铸型中取出而而沿

12、起模方向沿起模方向设计的斜度设计的斜度一般为一般为1515-3-3铸造圆角铸造圆角为防止缺陷和方便造型，铸件的相交壁设计过渡圆角为防止缺陷和方便造型，铸件的相交壁设计过渡圆角28零件图零件图铸造工艺图铸造工艺图铸件图铸件图铸造工艺图铸造工艺图在零件图基础上，用各种工艺符号和文字将铸件的分型面、型芯、加工余量、起模斜度等工艺参数等表示出来的用以指导铸造工艺的图形29特特 种种 铸铸 造造高熔点合金高熔点合金精密铸件精密铸件的的成批、大量生产成批、大量生产和形和形状复杂难以机械加工的小零件状复杂难以机械加工的小零件有色合金有色合金铸件的铸件的大批量生产大批量生产和小型铸铁件和小型铸铁件中小型精度要

13、求高中小型精度要求高的有色合金的有色合金铸件的铸件的大批量生产大批量生产书书P79P79表表2-12-130铸铸 件件 结结 构构 设设 计计砂型铸造工艺对铸件结构的要求砂型铸造工艺对铸件结构的要求合金铸造性能对铸件结构的要求合金铸造性能对铸件结构的要求铸件的结构不仅要能够满足使用性能的要求，还必须考虑该结铸件的结构不仅要能够满足使用性能的要求，还必须考虑该结构是否符合构是否符合铸造工艺和合金铸造性能铸造工艺和合金铸造性能的要求的要求, ,这种结构和工艺这种结构和工艺之间的关系称为之间的关系称为结构工艺性。结构工艺性。31尽量减少分型面的数目，并尽量使之平直尽量减少分型面的数目，并尽量使之平直

14、铸造工艺对铸件结构的要求铸造工艺对铸件结构的要求32尽量不用或少用型芯和活块尽量不用或少用型芯和活块33有利于型芯固定、排气和清理有利于型芯固定、排气和清理向下排气改为向上排气向下排气改为向上排气轴承支架的结构设计轴承支架的结构设计铸件内腔的改进铸件内腔的改进结构斜度结构斜度零件图上直接示出，斜度值较大；零件图上直接示出，斜度值较大；拔模斜度较小，出现于工艺图拔模斜度较小，出现于工艺图34合金铸造性能对铸件结构的要求合金铸造性能对铸件结构的要求壁厚应合理且均匀壁厚应合理且均匀一般外壁、内壁、筋厚度之比可按一般外壁、内壁、筋厚度之比可按:0.8:0.6 :0.8:0.6 进行设计进行设计选择适宜

15、的铸造合金选择适宜的铸造合金35铸件壁之间过渡连接铸件壁之间过渡连接避免铸件收缩受阻避免铸件收缩受阻铸件壁的转角处应设计有结构圆角铸件壁的转角处应设计有结构圆角铸件壁的连接应避免交叉和锐角铸件壁的连接应避免交叉和锐角防止铸件翘曲变形（截面对称结构、加强筋）防止铸件翘曲变形（截面对称结构、加强筋）36：下例铸件结构是否合理？：下例铸件结构是否合理？结构斜度的设计结构斜度的设计圆角的设计圆角的设计凸台的设计凸台的设计37在保证尺寸在保证尺寸H的前提下，如何使铸件的壁厚尺寸均匀的前提下，如何使铸件的壁厚尺寸均匀38作业：作业：P114，第，第8题题(与下与下次作业一起交次作业一起交)3940年月日，

16、由中国自年月日，由中国自行设计制造的世界上吨位最大、技术行设计制造的世界上吨位最大、技术最先进的吨重型自由锻造最先进的吨重型自由锻造水压机试车成功。最大锻件重量为水压机试车成功。最大锻件重量为600600吨吨当代铸剑师，一把剑要锻打上万次当代铸剑师，一把剑要锻打上万次41金属压力加工固态金属固态金属在高温或常温下，在高温或常温下，通过通过外力外力的作用产生的作用产生塑性变形塑性变形而获得所需尺寸、而获得所需尺寸、形状及力学性能的毛坯或零件的工艺方法。形状及力学性能的毛坯或零件的工艺方法。特点：特点：塑变成形塑变成形42塑性成形基础塑性成形基础单晶体变形过程单晶体变形过程常态晶格常态晶格弹性变形

17、弹性变形剪切滑移剪切滑移塑性变形塑性变形v多晶体的塑性变形多晶体的塑性变形 金属一般都是多晶体，金属一般都是多晶体，滑移变形滑移变形+ +晶间变形晶间变形。 由于多晶体中每个晶粒的位向不同，各晶粒的塑性变形将受由于多晶体中每个晶粒的位向不同，各晶粒的塑性变形将受到周围位向不同的晶粒及晶界的影响和约束。到周围位向不同的晶粒及晶界的影响和约束。 其变形抗力比同种金属的单晶体高得多。其变形抗力比同种金属的单晶体高得多。43T再再纤维组织纤维组织各向异性，变形量不均各向异性，变形量不均晶粒碎化，亚晶粒，残晶粒碎化，亚晶粒，残余内应力余内应力加工硬化加工硬化优点：无氧化脱碳现象优点：无氧化脱碳现象，表面

18、质量好，尺寸精，表面质量好，尺寸精度高度高改善铸造组织缺陷（锻改善铸造组织缺陷（锻和缩孔缩松、粗大晶粒和缩孔缩松、粗大晶粒变细小、改善合金偏析变细小、改善合金偏析）形成纤维组织形成纤维组织缺点：金属表面易形成缺点：金属表面易形成氧化皮，表面质量和尺氧化皮，表面质量和尺寸精度较低寸精度较低uT回回=(0.250.3)T熔熔u原子能作短距离的移动，原子能作短距离的移动，晶格扭曲程度减轻，大部晶格扭曲程度减轻，大部分应力得以消除，部分消分应力得以消除，部分消除加工硬化除加工硬化u强度、硬度略下降，塑强度、硬度略下降，塑性略上升性略上升u低温去应力退火低温去应力退火，消除，消除内应力，保持加工硬化内应

19、力，保持加工硬化加工硬化加工硬化uT再再0.4T熔熔u原子具有更大的活动能力，原子具有更大的活动能力，重新生核、结晶，形成新的重新生核、结晶，形成新的细小均匀的等轴晶粒细小均匀的等轴晶粒u完全消除加工硬化和晶格完全消除加工硬化和晶格畸变，畸变，强度硬度显著下降，强度硬度显著下降，塑性韧性明显上升塑性韧性明显上升u再结晶退火再结晶退火，恢复塑性，恢复塑性T回回T再再金属发生塑性变形后，随着变形程度的增加，金属发生塑性变形后，随着变形程度的增加，强度和硬度强度和硬度不断提高、塑性和韧性不断降低不断提高、塑性和韧性不断降低的现象。的现象。45冷变形金属在加热过程中性能随温度升高而变化，冷变形金属在加

20、热过程中性能随温度升高而变化，在再结晶阶段发生突变。在再结晶阶段发生突变。46锻造纤维组织热加工过程中，热加工过程中，变形度足够大变形度足够大时，金属时，金属 的晶粒拉长成纤维状，后再结晶，晶界的晶粒拉长成纤维状，后再结晶，晶界 杂质被拉长却不能参与再结晶，形成锻造流线杂质被拉长却不能参与再结晶，形成锻造流线各向异性：各向异性：锻件纵向（锻件纵向（平行于平行于纤维纤维方向）上的塑性和韧性增加，而在方向）上的塑性和韧性增加，而在横向（横向（垂直于垂直于纤维方向）的下降。纤维方向）的下降。尽量使零件工作时的最大正应力与纤尽量使零件工作时的最大正应力与纤维方向一致。维方向一致。使切应力或冲击力与纤维

21、方向垂直使切应力或冲击力与纤维方向垂直使纤维组织的分布尽可能与零件的外使纤维组织的分布尽可能与零件的外形轮廓相符合而不被切断。形轮廓相符合而不被切断。47金属的锻造性能金属的锻造性能金属的锻造性能金属的锻造性能金属锻造成形的难易程度金属锻造成形的难易程度高高小小锻压性能好金属本质金属本质工艺条件工艺条件取决于取决于u化学成分：化学成分：纯金属好；碳素钢纯金属好；碳素钢含碳量越多越差；含碳量越多越差；合金钢元素、种类合金钢元素、种类含量越多越差含量越多越差u金属组织：金属组织：纯金属和单相固溶纯金属和单相固溶体（奥氏体）好；体（奥氏体）好；碳化物差；单相组碳化物差；单相组织比多相组织好；织比多相

22、组织好；锻压组织和细晶组锻压组织和细晶组织比铸态组织和粗织比铸态组织和粗晶组织好晶组织好48变形条件变形条件变形温度：变形温度：温度越高，材料的可锻性越好温度越高，材料的可锻性越好变形速度：变形速度：单位时间内金属的变形量单位时间内金属的变形量变形速度极小（常用锻造方法）或极大（高速变形速度极小（常用锻造方法）或极大（高速锤、高能成形）时，金属的塑性成形性能好锤、高能成形）时，金属的塑性成形性能好应力状态：应力状态：锻压加工方法不同，产生的应力状态不同锻压加工方法不同，产生的应力状态不同压应力压应力的数目越多，塑性越的数目越多，塑性越好好拉应力拉应力的数目越多，塑性越的数目越多，塑性越差差49

23、金属的锻造温度范围金属的锻造温度范围始锻温度始锻温度终锻温度终锻温度始锻温度：始锻温度：锻造时允许加热的最锻造时允许加热的最高温度高温度碳钢的始锻温度比固相线低碳钢的始锻温度比固相线低200200左右。左右。 终锻温度：终锻温度：不能继续锻造的温度不能继续锻造的温度高于再结晶温度高于再结晶温度 碳钢的终锻温度为碳钢的终锻温度为800800左右左右50塑性成形方法及结构工艺性塑性成形方法及结构工艺性 模模 锻锻 自由锻自由锻 板料冲压板料冲压51冲压冲压锻造锻造自自由由锻锻锻压锻压轧制轧制拉拔拉拔挤压等挤压等模模锻锻胎胎模模锻锻锤上模锻锤上模锻压力模锻压力模锻52自由锻工艺规程的制定自由锻工艺规

24、程的制定自由锻件的结构工艺性自由锻件的结构工艺性自由锻工序自由锻工序53自由锻基本工序自由锻基本工序利用冲击式压力，使加热的金属坯料在上、利用冲击式压力，使加热的金属坯料在上、下砧块之间产生塑性变形；下砧块之间产生塑性变形；单件小批单件小批54自由锻工艺规程的制定自由锻工艺规程的制定锻造加工的基本依据，以零件图为基础机械加工余量机械加工余量凡需后续加工的表面应留有加工余量，非加工面不需要凡需后续加工的表面应留有加工余量，非加工面不需要锻件公称尺寸锻件公称尺寸= =零件公称尺寸零件公称尺寸+ +加工余量加工余量锻造公差锻造公差锻件实际尺寸与公称尺寸之间所允许的偏差锻件实际尺寸与公称尺寸之间所允许

25、的偏差锻造公差锻造公差1/41/3加工余量加工余量锻造余块锻造余块为了简化锻件形状，便于锻造而添加的一部分金属为了简化锻件形状，便于锻造而添加的一部分金属较小的孔（较小的孔（30mm30mm）、凹槽、台阶、凸肩、法兰）、凹槽、台阶、凸肩、法兰55锻件图：注意画法和标注方式锻件图：注意画法和标注方式56质量可按下式粗略计算：质量可按下式粗略计算： 坯料质量坯料质量(m坯坯)=锻件质量锻件质量(m件件)+坯料损耗量坯料损耗量(m损损)坯料损耗量坯料损耗量 m损损= k1m件件使用煤炉时，使用煤炉时，k k1 1=2.5=2.54 4；油炉时；油炉时k k1 1=2=23 3；电阻炉；电阻炉时时k

26、k1 1=1.5=1.52.52.5。根据坯料质量确定坯料尺寸时，要满足对锻件的锻造比（高根据坯料质量确定坯料尺寸时，要满足对锻件的锻造比（高径比）的要求：径比）的要求：1.25 H0/ D0 3 由坯料质量（及密度）可算出坯料的体积由坯料质量（及密度）可算出坯料的体积V坯坯，然后再算出，然后再算出坯料直径坯料直径D0或边长或边长A0及高度及高度H057空心类空心类 镦粗镦粗+冲孔冲孔镦粗镦粗+冲孔冲孔+扩孔扩孔镦粗镦粗+冲孔冲孔+芯轴拔长芯轴拔长如：圆环、法兰、齿如：圆环、法兰、齿圈、圆筒、空心轴圈、圆筒、空心轴 根据锻件形状和锻造工序的特点确定锻造工序根据锻件形状和锻造工序的特点确定锻造工

27、序饼块类饼块类 ：镦粗或局部镦粗镦粗或局部镦粗 如：圆盘、齿轮、如：圆盘、齿轮、模块、锤头模块、锤头 轴杆类轴杆类 拔长拔长镦粗镦粗+拔长拔长局部镦粗局部镦粗+拔长拔长如传动轴、主如传动轴、主轴、连杆轴、连杆弯曲类弯曲类 轴杆类锻造工序轴杆类锻造工序+弯曲弯曲 如：吊钩、轴瓦盖如：吊钩、轴瓦盖曲轴类曲轴类拔长拔长+错移错移如：曲轴、偏心轴如：曲轴、偏心轴58设计的原则设计的原则：在满足使用性能要求的前提下，锻件形状：在满足使用性能要求的前提下，锻件形状应力求简单，易于锻造应力求简单，易于锻造锻件上应避免锥面和斜面的结构、避免产生空间曲锻件上应避免锥面和斜面的结构、避免产生空间曲线、椭圆形等非规

28、则截面线、椭圆形等非规则截面 (a) (a) 结构工艺性差结构工艺性差 (b) (b) 结构合理结构合理 自由锻件的结构工艺性自由锻件的结构工艺性59锻件上应尽量避免加强筋、凸台锻件上应尽量避免加强筋、凸台(a) (a) 结构工艺性差结构工艺性差 (b) (b) 结构合理结构合理 60锻件结构应避免截面尺寸的急剧变化锻件结构应避免截面尺寸的急剧变化 61模锻工艺规程的制定模锻工艺规程的制定模锻件的结构工艺性模锻件的结构工艺性模锻定义和特点模锻定义和特点62模锻将加热到锻造温度的金属坯料置于将加热到锻造温度的金属坯料置于锻模模锻模模膛膛内，使其承受一次或多次冲击力或压力的作用内，使其承受一次或多

29、次冲击力或压力的作用而被迫流动成型以获得锻件的压力加工方法。而被迫流动成型以获得锻件的压力加工方法。 与自由锻相比特点：与自由锻相比特点：生产率高。生产率高。模锻件尺寸精确，加工余量小，模锻件尺寸精确，加工余量小，精密模锻能取代切削加工精密模锻能取代切削加工可锻出形状复杂零件，力学性能可锻出形状复杂零件，力学性能高高节省金属材料，减少切削加工。节省金属材料，减少切削加工。在批量足够的条件下可降低成本在批量足够的条件下可降低成本适用中小型锻件的成批、大量生适用中小型锻件的成批、大量生产产63绘制模锻件图绘制模锻件图模锻加工的基本依据，以零件图为基础选择分模面选择分模面便于锻件从模膛中取出，最大水

30、平投便于锻件从模膛中取出，最大水平投影面影面避免错模避免错模简化模锻结构，分模面尽可能平面简化模锻结构，分模面尽可能平面尽量使上下模膛的深度大致相等尽量使上下模膛的深度大致相等减少工艺余块减少工艺余块锻造流线锻造流线截面外形截面外形不合理不合理合理合理模锻工艺规程的制定模锻工艺规程的制定64冲孔连皮冲孔连皮加工余量、公差、余块加工余量、公差、余块加工余量一般加工余量一般14mm公差为公差为(0.33)mm尽量减少或不加余块，节约金属尽量减少或不加余块，节约金属冲孔连皮冲孔连皮锻件的透孔无法直接锻出，留有一层较锻件的透孔无法直接锻出，留有一层较薄的金属薄的金属直径小于直径小于30mm30mm的孔

31、不锻出的孔不锻出直径大于直径大于30mm30mm的孔锻出时应留冲孔连皮的孔锻出时应留冲孔连皮连皮厚度与孔径有关，当孔径为连皮厚度与孔径有关，当孔径为3080mm时，连皮厚度为时，连皮厚度为48mm模锻斜度模锻斜度65模锻圆角模锻圆角锻件上两个面的相交处均应以圆角过渡锻件上两个面的相交处均应以圆角过渡圆角半径大小取决于模膛深度圆角半径大小取决于模膛深度一般外圆角半径取一般外圆角半径取1 16mm 6mm ，内圆，内圆角半径为外圆角半径的倍角半径为外圆角半径的倍飞边飞边为了防止锻件尺寸不足，上、下锻模直接撞击为了防止锻件尺寸不足，上、下锻模直接撞击容纳多余金属容纳多余金属利于金属充满模膛利于金属充

32、满模膛66模锻斜度、圆角半径及连皮模锻斜度、圆角半径及连皮齿轮坯模锻件图齿轮坯模锻件图67计算坯料尺寸计算坯料尺寸模锻件坯料质量模锻件坯料质量= = 模锻件质量模锻件质量+ +氧化烧损质量氧化烧损质量+ +飞边（飞边（连皮）质量连皮）质量 u飞边质量飞边质量=20%25%锻件质量锻件质量u烧损烧损=锻件质量和飞边质量总和的锻件质量和飞边质量总和的3%4%u其他规则可参照自由锻坯料质量及尺寸计算其他规则可参照自由锻坯料质量及尺寸计算68切断模膛切断模膛确定变形工步确定变形工步模锻模膛模锻模膛拔长模膛拔长模膛(a)(a)开式开式(b)(b)闭式闭式(a)(a)开式开式(b)(b)闭式闭式滚压模膛滚

33、压模膛弯曲模膛弯曲模膛预锻模膛预锻模膛终锻模膛终锻模膛形状和锻件形状相形状和锻件形状相同；飞边、放大同；飞边、放大制坯模膛制坯模膛69长轴类模锻变形工步长轴类模锻变形工步盘类模锻变形工步盘类模锻变形工步镦粗镦粗预锻预锻终锻终锻锻件锻件70选择模锻设备选择模锻设备根据模锻件质量、投影面积、最大直径等确定模锻设备吨位根据模锻件质量、投影面积、最大直径等确定模锻设备吨位 模锻锤吨位（模锻锤吨位（KN）57.5101520205070100130锻件重量锻件重量 (kg)100修整修整切边、冲孔、校正、清理等切边、冲孔、校正、清理等 切边切边冲孔冲孔热处理热处理一般采用正火或退火一般采用正火或退火 7

34、1锻件应具有合理的分模面、模锻斜度和圆角半径锻件应具有合理的分模面、模锻斜度和圆角半径 在满足使用要求前提下，零件形状力求简单，尽量平在满足使用要求前提下，零件形状力求简单，尽量平直、平缓、截面差别不大，避免薄壁、高筋、高台、直、平缓、截面差别不大，避免薄壁、高筋、高台、深孔、多孔深孔、多孔形状复杂的零件，可用锻造形状复杂的零件，可用锻造焊接或锻造焊接或锻造机械机械连接组合工艺连接组合工艺模锻件的结构工艺性模锻件的结构工艺性72板料冲压的基本工序板料冲压的基本工序板料冲压件结构工艺性板料冲压件结构工艺性板料冲压的特点与应用板料冲压的特点与应用73 板料冲压利用冲模使板料产生分离或变形的加工利用

35、冲模使板料产生分离或变形的加工方法，通常是在常温下进行的，所以又叫方法，通常是在常温下进行的，所以又叫冷冲压冷冲压。便于实现自动化，生产率高，操作方便，便于实现自动化，生产率高，操作方便，适合大批量生产适合大批量生产。冲压件一般不需再进行切削加工，因而节约材料，节约能源消耗。冲压件一般不需再进行切削加工，因而节约材料，节约能源消耗。板料冲压常用的原材料有板料冲压常用的原材料有低碳钢低碳钢以及以及塑性高的合金钢塑性高的合金钢和和非铁金属非铁金属，表面质量好的板料或带料，所以产品质量小、强度高、刚性好。表面质量好的板料或带料，所以产品质量小、强度高、刚性好。模具费用高，不宜单件、小批生产。模具费用

36、高，不宜单件、小批生产。74曲柄压力机曲柄压力机板料冲压设备主要有板料冲压设备主要有剪剪床床和和冲床冲床两类。两类。冲压工作主要在冲床上冲压工作主要在冲床上进行，冲床一般采用曲柄进行，冲床一般采用曲柄滑块机构。滑块机构。板料冲压板料冲压分离工艺分离工艺成形工艺成形工艺剪剪 切切冲冲 裁裁拉延（拉深）拉延（拉深）弯曲弯曲翻边翻边胀形胀形旋压旋压切断切断修边修边剖切剖切切口切口落料落料冲孔冲孔75上下裂纹重合上下裂纹重合冲孔冲孔：被分离的部分为废料，：被分离的部分为废料，留下的部分是成品留下的部分是成品落料落料：被分离的部分为成品，：被分离的部分为成品，留下的部分是废品留下的部分是废品凸模、凹模有锋利的刃口和合理凸模、凹模有锋利的刃口和合理冲裁间隙冲裁间隙，取值与材料的，取值与材料的厚度和硬度厚度和硬度有有关，通常取材料厚度的关，通常取材料厚度的5%10%。采用采用分离工艺分离工艺使板料按封闭轮廓分离的一种冲压方法使板料按封闭轮廓分离的一种冲压方法76采用采用成形工艺成形工艺使板料成为中使板料成为中空形状零件的一种冲压方法空形状零件的一种冲压方法u拉延模的凹、凸模工作部分无锋利刃口，且间隙较大拉延模的凹