2机械制造工艺基础第五版第二章课件

第二章锻压§2－1概述§2－2金属的加热和锻件冷却§2－3自由锻§2－4模锻§2－5冲压第二章锻压§2－1概述1§2－1概述锻压——对坯料施加外力，使其产生塑性变形、改变尺寸、形状及改善性能，用以制造机械零件、工件或毛坯的成形加工方法。一、锻造二、冲压三、压力加工简介§2－1概述锻压——对坯料施加外力，使其2一、锻造锻造——在加压设备及工（模）具的作用下，使金属坯料或铸锭产生局部或全部的塑性变形，以获得一定几何形状、尺寸和质量的锻件的加工方法。锻件——金属材料经过锻造变形而得到的工件或毛坯。锻造概述一、锻造锻造——在加压设备及工（模）具的作3自由锻模锻自由锻模锻4

锻件 锻件5锻造特点：改善金属的内部组织，提高金属的力学性能具有较高的劳动生产率适应范围广可以大大地节省金属材料和减少切削加工工时不能锻造形状复杂的锻件锻造特点：6二、冲压冲压——使板料经分离或成形而得到制件的工艺。冲压件——用冲压的方法制成的工件或毛坯。冲压二、冲压冲压——使板料经分离或成形而得到制72机械制造工艺基础第五版第二章课件8冲压的特点：在分离或成形过程中，板料的厚度变化很小，内部组织也不产生变化。生产效率很高，易实现机械化、自动化生产。冲压制件尺寸精确，表面光洁，一般不再进行加工或仅按需要补充进行机械加工即可使用。适应范围广，从小型的仪表零件到大型的汽车横梁等均能生产，并能制出形状较复杂的冲压制件。冲压使用的模具精度高，制造复杂，成本高，所以主要适用于大批量生产。冲压的特点：在分离或成形过程中，板料的厚度变化很小，内部组织9分离工序和成形工序分离工序示意成形工序示意分离工序和成形工序分离工序示意成形工序示意10三、压力加工简介其他常见压力加工方法轧制拉拔挤压三、压力加工简介其他常见压力加工方法轧制11§2－2金属的加热和锻件冷却一、锻造温度范围二、锻件的冷却方法金属加热的目的：提高塑性，降低变形抗力，并使内部组织均匀。§2－2金属的加热和锻件冷却一、锻造温度范围121．始锻温度——开始锻造的温度。2．终锻温度——终止锻造的温度。3．锻造温度范围——锻件的始锻温度到终锻温度的温度间隔。4．加热速度——加热时坯料表面温度升高的速度（℃/h）。一、锻造温度范围1．始锻温度——开始锻造的温度。一、锻造温度范围13二、锻件的冷却方法1．冷却规范冷却规范——冷却过程中温度与时间的关系。2．冷却方式空冷：热态锻件在空气中冷却堆冷：将热态锻件成堆放在空气中进行冷却坑冷：将热态锻件放在地坑（或铁箱）中缓慢冷却灰砂冷：将热态锻件埋入炉渣、灰或砂中缓慢冷却炉冷：锻后锻件放入炉中缓慢冷却二、锻件的冷却方法1．冷却规范冷却规范——冷却过程中温度与时14§2－3自由锻一、加热炉二、自由锻设备三、自由锻方法四、自由锻常见缺陷五、自由锻实例

自由锻——只用简单的通用性工具，或在锻造设备的上、下砧(zhen)间直接使坯料变形而获得所需的几何形状及内部质量的锻件的锻造方法。§2－3自由锻一、加热炉自由锻——只15一、加热炉加热炉的加热方式主要有：火焰加热和电加热。目前在一般中小型工厂中，较普遍采用的是以烟煤作燃料的反射炉。反射炉一、加热炉加热炉的加热方式主要有：火焰加热16二、自由锻设备常用设备有空气锤和水压机。水压机空气锤二、自由锻设备常用设备有空气锤和水压机。水压机空气锤17三、自由锻方法自由锻的工序：基本工序、辅助工序和精整工序。自由锻的基本工序：镦粗、拔长、冲孔、弯曲、切割。三、自由锻方法自由锻的工序：基本工序、辅助工181．镦粗和局部镦粗镦粗——使毛坯高度减小、横断面积增大的锻造工序。局部镦粗——在坯料上某一部分进行的镦粗。1．镦粗和局部镦粗镦粗——使毛坯高度减小、横192．拔长拔长——使毛坯横断面积减小、长度增加的锻造工序。2．拔长拔长——使毛坯横断面积减小、长度增加20沿螺旋线翻转法反复90°翻转法沿螺旋线翻转法反复90°翻转法213．心棒拔长和扩孔扩孔——减小空心毛坯壁厚而增大其内径和外径的锻造工序。心棒拔长——在空心毛坯中加心棒进行变形以减小空心毛坯外径（即壁厚）而增加其长度的锻造工序。3．心棒拔长和扩孔扩孔——减小空心毛坯壁厚而22心棒拔长心棒拔长23冲头扩孔心轴扩孔冲头扩孔心轴扩孔244．冲孔冲孔——在坯料上冲出透孔或不透孔的锻造工序。双面冲孔单面冲孔4．冲孔冲孔——在坯料上冲出透孔或不透孔的锻25双面冲孔双面冲孔26单面冲孔单面冲孔275．弯形

弯形——采用一定的工模具将毛坯弯成所规定外形的锻造工序。1—成形压铁2—坯料3—成形垫铁自由弯形成形弯形5．弯形弯形——采用一定的工模具将毛坯弯成所286．切割切割——把板材或型材等切成所需形状和尺寸的坯料或工件的锻造工序。单面切割双面切割和四面切割圆料切割6．切割切割——把板材或型材等切成所需形状和29单面切割单面切割30双面切割和四面切割

双面切割——在坯料的两个相对面上先后切割。

四面切割——先切割两相对面，再切割相邻的两相对面。双面和四面切割一般用于切割截面较大的坯料。双面切割和四面切割双面切割——在坯料的两个31圆料切割圆料切割32四、自由锻常见缺陷裂纹末端凹陷轴心裂纹折叠末端凹陷和轴心裂纹折叠四、自由锻常见缺陷裂纹末端凹陷和轴心裂纹折叠33五、自由锻实例压盖锻件图五、自由锻实例压盖锻件图34印槽一端拔小端部镦粗滚圆冲孔锻出凸台两垫环中修正外圆修正印槽一端拔小端部镦粗滚圆冲孔锻出凸台两垫环中修正35§2－4模锻模锻——利用模具使毛坯变形而获得锻件的锻造方法。一、胎模锻二、模锻§2－4模锻模锻——利用模具使毛坯变形而36一、胎模锻1．特点

胎模锻——在自由锻设备上使用可移动模具生产锻件的一种锻造方法。具有自由锻简单、灵活的特点能制造形状复杂、尺寸准确锻件适用于小批量生产中用自由锻成形困难、模锻又不经济的复杂形状锻件的生产一、胎模锻1．特点胎模锻——在自由锻设备372．胎模的类型（1）制坯整形模

摔模扣模2．胎模的类型（1）制坯整形模摔模扣模38（2）成形模套模（开式和闭式）合模（2）成形模套模（开式和闭式）合模39（3）切边冲孔模（3）切边冲孔模40二、模锻1．模锻设备常用的模锻设备有模锻空气锤、螺旋压力机、平锻机等。2．锻模及模膛锻模——模锻时使坯料成形而获得模锻件的工具。二、模锻1．模锻设备411－弯形模膛2－预锻模膛3－滚挤模膛4－拔长模膛5－终锻模膛6－滚挤模膛断面连杆弯形的锻模及模锻过程1－弯形模膛连杆弯形的锻模及模锻过程42§2－5冲压一、冲压常用设备二、分离工序三、成形工序§2－5冲压一、冲压常用设备43一、冲压常用设备机械压力机剪切机一、冲压常用设备机械压力机剪切机44二、分离工序分离工序——使板料的一部分和另一部分分开的工序，包括冲裁和切断。二、分离工序分离工序——使板料的一部分和另一451．冲裁

冲裁——利用冲模将板料以封闭的轮廓与坯料分离的一种冲压方法。

落料：利用冲裁取得一定外形的制件或坯料的冲压方法。

冲孔：将冲压坯料内的材料以封闭的轮廓分离开来，得到带孔制件的一种冲压方法。1．冲裁冲裁——利用冲模将板料以封闭的轮廓与46落料冲孔落料冲孔472．切断切断——将板料沿不封闭的曲线分离的一种冲压方法。分切断和切口。

切断：两部分板料沿不封闭曲线完全分离。

切口：两部分板料沿不封闭曲线部分地分离，且分离部分的材料发生弯曲。切口2．切断切断——将板料沿不封闭的曲线分离的一48三、成形工序成形工序——使板料发生塑性变形，以获得规定形状工件的工序，包括弯形和拉深。三、成形工序成形工序——使板料发生塑性变形，491．弯形弯形——将板料在弯矩作用下弯成具有一定曲率和角度的制件的一种成形方法。弯形1．弯形弯形——将板料在弯矩作用下弯成具有一50圆筒状制件的成形过程圆筒状制件的成形过程512．拉深拉深——又称拉延，是变形区在一拉一压的应力状态作用下，使板料（或浅的空心坯）成形为空心件（深的空心件）而厚度基本不变的加工方法。1－板料2－凸模3－压板4－工件5－凹模6－拉深制件2．拉深拉深——又称拉延，是变形区在一拉一压523．其他冲压成形工序简介其他冲压成形工序3．其他冲压成形工序简介其他冲压成形工序53第二章锻压§2－1概述§2－2金属的加热和锻件冷却§2－3自由锻§2－4模锻§2－5冲压第二章锻压§2－1概述54§2－1概述锻压——对坯料施加外力，使其产生塑性变形、改变尺寸、形状及改善性能，用以制造机械零件、工件或毛坯的成形加工方法。一、锻造二、冲压三、压力加工简介§2－1概述锻压——对坯料施加外力，使其55一、锻造锻造——在加压设备及工（模）具的作用下，使金属坯料或铸锭产生局部或全部的塑性变形，以获得一定几何形状、尺寸和质量的锻件的加工方法。锻件——金属材料经过锻造变形而得到的工件或毛坯。锻造概述一、锻造锻造——在加压设备及工（模）具的作56自由锻模锻自由锻模锻57

锻件 锻件58锻造特点：改善金属的内部组织，提高金属的力学性能具有较高的劳动生产率适应范围广可以大大地节省金属材料和减少切削加工工时不能锻造形状复杂的锻件锻造特点：59二、冲压冲压——使板料经分离或成形而得到制件的工艺。冲压件——用冲压的方法制成的工件或毛坯。冲压二、冲压冲压——使板料经分离或成形而得到制602机械制造工艺基础第五版第二章课件61冲压的特点：在分离或成形过程中，板料的厚度变化很小，内部组织也不产生变化。生产效率很高，易实现机械化、自动化生产。冲压制件尺寸精确，表面光洁，一般不再进行加工或仅按需要补充进行机械加工即可使用。适应范围广，从小型的仪表零件到大型的汽车横梁等均能生产，并能制出形状较复杂的冲压制件。冲压使用的模具精度高，制造复杂，成本高，所以主要适用于大批量生产。冲压的特点：在分离或成形过程中，板料的厚度变化很小，内部组织62分离工序和成形工序分离工序示意成形工序示意分离工序和成形工序分离工序示意成形工序示意63三、压力加工简介其他常见压力加工方法轧制拉拔挤压三、压力加工简介其他常见压力加工方法轧制64§2－2金属的加热和锻件冷却一、锻造温度范围二、锻件的冷却方法金属加热的目的：提高塑性，降低变形抗力，并使内部组织均匀。§2－2金属的加热和锻件冷却一、锻造温度范围651．始锻温度——开始锻造的温度。2．终锻温度——终止锻造的温度。3．锻造温度范围——锻件的始锻温度到终锻温度的温度间隔。4．加热速度——加热时坯料表面温度升高的速度（℃/h）。一、锻造温度范围1．始锻温度——开始锻造的温度。一、锻造温度范围66二、锻件的冷却方法1．冷却规范冷却规范——冷却过程中温度与时间的关系。2．冷却方式空冷：热态锻件在空气中冷却堆冷：将热态锻件成堆放在空气中进行冷却坑冷：将热态锻件放在地坑（或铁箱）中缓慢冷却灰砂冷：将热态锻件埋入炉渣、灰或砂中缓慢冷却炉冷：锻后锻件放入炉中缓慢冷却二、锻件的冷却方法1．冷却规范冷却规范——冷却过程中温度与时67§2－3自由锻一、加热炉二、自由锻设备三、自由锻方法四、自由锻常见缺陷五、自由锻实例

自由锻——只用简单的通用性工具，或在锻造设备的上、下砧(zhen)间直接使坯料变形而获得所需的几何形状及内部质量的锻件的锻造方法。§2－3自由锻一、加热炉自由锻——只68一、加热炉加热炉的加热方式主要有：火焰加热和电加热。目前在一般中小型工厂中，较普遍采用的是以烟煤作燃料的反射炉。反射炉一、加热炉加热炉的加热方式主要有：火焰加热69二、自由锻设备常用设备有空气锤和水压机。水压机空气锤二、自由锻设备常用设备有空气锤和水压机。水压机空气锤70三、自由锻方法自由锻的工序：基本工序、辅助工序和精整工序。自由锻的基本工序：镦粗、拔长、冲孔、弯曲、切割。三、自由锻方法自由锻的工序：基本工序、辅助工711．镦粗和局部镦粗镦粗——使毛坯高度减小、横断面积增大的锻造工序。局部镦粗——在坯料上某一部分进行的镦粗。1．镦粗和局部镦粗镦粗——使毛坯高度减小、横722．拔长拔长——使毛坯横断面积减小、长度增加的锻造工序。2．拔长拔长——使毛坯横断面积减小、长度增加73沿螺旋线翻转法反复90°翻转法沿螺旋线翻转法反复90°翻转法743．心棒拔长和扩孔扩孔——减小空心毛坯壁厚而增大其内径和外径的锻造工序。心棒拔长——在空心毛坯中加心棒进行变形以减小空心毛坯外径（即壁厚）而增加其长度的锻造工序。3．心棒拔长和扩孔扩孔——减小空心毛坯壁厚而75心棒拔长心棒拔长76冲头扩孔心轴扩孔冲头扩孔心轴扩孔774．冲孔冲孔——在坯料上冲出透孔或不透孔的锻造工序。双面冲孔单面冲孔4．冲孔冲孔——在坯料上冲出透孔或不透孔的锻78双面冲孔双面冲孔79单面冲孔单面冲孔805．弯形

弯形——采用一定的工模具将毛坯弯成所规定外形的锻造工序。1—成形压铁2—坯料3—成形垫铁自由弯形成形弯形5．弯形弯形——采用一定的工模具将毛坯弯成所816．切割切割——把板材或型材等切成所需形状和尺寸的坯料或工件的锻造工序。单面切割双面切割和四面切割圆料切割6．切割切割——把板材或型材等切成所需形状和82单面切割单面切割83双面切割和四面切割

双面切割——在坯料的两个相对面上先后切割。

四面切割——先切割两相对面，再切割相邻的两相对面。双面和四面切割一般用于切割截面较大的坯料。双面切割和四面切割双面切割——在坯料的两个84圆料切割圆料切割85四、自由锻常见缺陷裂纹末端凹陷轴心裂纹折叠末端凹陷和轴心裂纹折叠四、自由锻常见缺陷裂纹末端凹陷和轴心裂纹折叠86五、自由锻实例压盖锻件图五、自由锻实例压盖锻件图87印槽一端拔小端部镦粗滚圆冲孔锻出凸台两垫环中修正外圆修正印槽一端拔小端部镦粗滚圆冲孔锻出凸台两垫环中修正88§2－4模锻模锻——利用模具使毛坯变形而获得锻件的锻造方法。一、胎模锻二、模锻§2－4模锻模锻——利用模具使毛坯变形而89一、胎模锻1．特点

胎模锻——在自由锻设备上使用可移动模具生产锻件的一种锻造方法。具有自由锻简单、灵活的特点能制造形状复杂、尺寸准确锻件适用于小批量生产中用自由锻成形困难、模锻又不经济的复杂形状锻件的生产一、胎模锻1．特点胎模锻——在自由锻设备902．胎模的类型（1）制坯整形模

摔模扣模2．胎模的类型（1）制坯整形模摔模扣模91（2）成形模套模（开式和闭式）合模（2）成形模套模（开式和闭式）合模92（3）切边冲孔模（3）切边冲孔模93二、模锻1．模锻设备常用的模锻设备有模锻空气锤、螺旋压力机、平锻机等。2．锻模及模膛锻模——模锻时使坯料成形而获得模锻件的工具。二、模锻1．模锻设备941－弯形模膛2－预锻模膛3－滚挤模膛4－拔长模膛5－终锻模膛6－滚挤模膛断面连杆弯形的锻模及模锻过程1－弯形模膛连杆弯形的锻模及模锻过程95§2－5冲压一、冲压常用设备二、分离工序三、成形工序§2－5冲压一、冲压常用设备96