模锻
模型锻造
3.3.2 模型锻造
模型锻造包括模锻和镦锻，它是将加热或不加热的坯料置于锻模模膛内，然后施加冲击力或压力使坯料发生塑性变形而获得锻件的锻造成形过程。
一、模型锻造成形过程特征
模型锻造时坯料是整体塑性成形，坯料三向受压。坯料放于固定锻模模膛中，当动模作合模运动时（一次或多次），坯料发生塑性变形并充满模膛，随后，模锻件由顶出机构顶出模膛。热成形要求被成形材料在高温下具有较好的塑性，而冷成形则要求材料具有足够的室温塑性。热成形过程主要是模锻，可生产各种形状的锻件，锻件形状仅受成形过程、模具条件和锻造力的限制。
热成形模锻件的精度和表面品质除锻模的精度和表面品质外，还取决于氧化皮的厚度和润滑剂等，一般都符合要求，但要得到零件配合面最终精度和表面品质还须再进行精加工（如车
削、铣削、刨削等）；冷成形件则可获得较好的精度（0.2mm）与表面品质，几乎可以不再进行或少进行机械加工。
模锻可使用多种锻压设备（蒸汽锤、机械压力机、液压机、卧式机械镦锻机等），所需设备要根据生产量和实际采用的成形过程来选择。
模锻广泛用于飞机、机车、汽车、拖拉机、军工、轴承等制造业中，最常见的零件是齿轮、轴、连杆、杠杆、手柄等。但模锻常限于150kg以下的零件。由于锻模造价高，制造周期长，故模型锻造仅适宜于大批量生产。
二、模锻过程
模锻生产过程的流程如下：
1、绘制模锻件图
模锻件图（又叫模锻过程图）是生产过程中各个环节的指导性技术文件。在制订模锻件图时应考虑的因素有：
（1）分模面
分模面指上、下锻模在锻件上的分界面。锻件分模面选择的好坏直接影响到锻件的成形、锻件出模、锻模结构及制造费用、材料利用率、切边等一系列问题。在制订模锻件图时，须遵照下列原则确定分模面位置。
①要保证模锻件易于从模膛中取出。故通常分模面选在模锻件最大截面上。
②所选定的分模面应能使模膛的深度最浅。这样有利于金属充满模膛，便于锻件的取出和锻模的制造。
③选定的分模面应能使上下两模沿分模面的模膛轮廓一致，这样在安装锻模和生产中发现错模现象时，便于及时调整锻模位置。
④分模面最好是平面，且上下锻模的模膛深度尽可能一致。便于锻模制造。
⑤所选分模面尽可能使锻件上所加的敷料最少。这样既可提高材料的利用率，又减少了切削加工的工作量。
如图3.3.2-1中c-c面满足上述原则。
（2）加工余量、锻件公差和敷料
模锻件的尺寸精度较好，其余量和公差比自由锻件的小得多。小型模锻件的加工余量一般在2～4mm，锻件公差一般为0.5～1mm。模锻件加工余量及模锻件公差可查锻造手册或其他工程手册。
对于孔径d＞25mm的模锻件，孔应锻出，但须留冲孔连皮；冲孔连皮厚度与孔径有关，当孔径为Φ30～80mm时，连皮厚度为4～8mm。
（3）模锻斜度
模锻件上凡平行于锻压方向的表面（或垂直于分模面的表面）都须具有斜度，这样便于从模膛中取出锻件。常用的模锻斜度系列为：3o，5o，7o，10o，12o，15o。模锻斜度与模膛深度有关，当模膛深度与宽度的比值（h/b）越大时，取较大的斜度值；内壁斜度（锻件冷却收缩时与模壁呈夹紧趋势的表面）应比外壁斜度大2o～5o；在具有顶出装置的锻压机械上，其模锻件上的斜度比没有顶出装置的小一级。
（4）模锻件圆角半径
模锻件上凡是面与面相交处均应做成圆角。这样，可增大锻件强度，利于锻造时金属充满模膛，避免锻模上的内尖角处产生裂纹，减缓锻模外尖角处的磨损，提高锻模的使用寿命。钢质模锻件外圆角半径（r）取1.5～12mm，内圆角半径比外圆角大2～3倍。模膛深度愈深，圆角半径取值越大。
【例】图3.3.2-2为一齿轮，材料为45钢，产量为3000件/月，故选用模锻。
该件Φ25的孔不锻出（因放机加工余量后孔径＜Φ25），外径的加工余量放4mm（半径上放2mm），高度上加工余量放2.5mm。分模面如图3.3.2-2所示。凡垂直于分模面的立壁均放模
锻斜度5o，如图3.3.2-3所示。
2、坯料质量和尺寸计算
模锻件坯料质量=模锻件质量+氧化烧损质量+飞边（连皮）质量
飞边质量的多少与锻件形状和大小有关，一般可按锻件质量的20%～25%计算。氧化烧损按锻件质量和飞边质量总和的3%～4%计算。
其他规则可参照自由锻坯料质量及尺寸计算。
3、模锻工序的确定
（1）轮盘类模锻件
指圆形或宽度接近于长度的锻件，如齿轮、十字接盘、法兰盘等。这类模锻件终锻时金属沿高度和径向或长度、宽度方向均产生流动。
一般的轮盘类模锻件，采用镦粗和终锻工序；对于一些高轮毂、薄轮辐的模锻件，采用镦粗—预锻—终锻工序，
（2）长轴类模锻件
这类锻件的长度与宽度之比较大，如主轴、传动铀、转轴、销轴、曲轴、连杆、杠杆、摆杆等等。终锻时金属沿高度与宽度方向流动沿长度方向流动不大。
长轴类模锻件工序选择有：①预锻—终锻；②滚压—预锻—终锻；③拔长—滚压一预锻一终锻；④拔长—滚压—弯曲—预锻—终锻等。工序越多，锻模的模膛数就越多，这样，锻模的设计和制造加工就越难，成本也就越高。
4、修整工序
由锻模模腔锻出的模锻件，尚需经过一些修整工序才能得到符合要求的锻件。修整工序有：（1）切边与冲孔
刚锻制成的模锻件，通常其周边都带有横向飞边，有通孔的锻件还有连皮。须用切边模和冲孔模在压力机上将飞边和连皮从锻件上切除。
（2）校正
在切边及其他工序中有可能引起锻件变形。因此对许多锻件特别是形状复杂的锻件在切边（冲连皮）之后还需进行校正。校正可在锻模的终锻模膛或专门的校正模内进行。
（3）热处理
模锻件进行热处理的目的是为了消除模锻件的过热组织或加工硬化组织、内应力等，使模锻件具有所需的组织和性能。热处理一般用正火或退火。
（4）清理
清理是去除在生产过程中形成的氧化皮、所沾油污及其他表面缺陷，以提高模锻件的表面品质。清理有下列几种方法：滚筒打光、喷丸清理、酸洗等。
滚筒打光将锻件装入旋转的滚筒内，靠锻件互相撞击打落氧化皮、光洁表面等，此法缺点是噪音大，刚性差的锻件可能产生变形。故一般适宜于清理小件。
喷丸清理喷丸清理是在有机械化装置的钢丸喷射机上进行，清理时锻件一边移动一边翻转，同时受到Φ0.8～1.5mm的钢丸高速冲击。这种设备生产率高，清理质量好且锻件表面留有残余压应力，但其投资较大。
酸洗酸洗是在温度大约为55℃、浓度为18%～22%的稀硫酸溶液中进行，酸洗后的锻件须立即在70℃的水中洗涤。酸洗中因酸液挥发、飞溅等，会污染空气和环境，且劳动条件较差，故应用不多。
5、锻模模膛
模膛按其功用分为模锻模膛和制坯模膛两大类：
（1）模锻模膛
模锻模膛分为终锻模膛和预锻模膛两种。
①终锻摸膛
其作用是使坯料最后变形到锻件所要求的形状和尺寸。它的形状与锻件的形状相同；因锻件冷却时要收缩，终锻模膛的尺寸应比锻件尺寸放大一个收缩量，一般钢件收缩量取1.2%～1.5%。另外，沿模膛四周有飞边槽，对于具有通孔的锻件，终锻后在孔内留下一薄层金属即冲孔连皮。把飞边和连皮切除以后，才能得到模锻件。
②预锻模膛
其作用是使坯料变形到接近于锻件的形状和尺寸，这样再进行终锻时，金属容易充满终锻模膛，同时也减小了终锻模膛的磨损，延长其使用寿命。预锻模膛和终锻模膛的主要区别是，前者的圆角和斜度较大，没有飞边槽。对于形状简单或批量不太大的模锻件可不设置预锻模膛。
（2）制坯模膛
对于形状复杂的模锻件（尤其是长轴类模锻件），为了使坯料形状基本接近模锻件形状，使金属能合理分布和很好地充满模膛，须预先在制坯模膛内制坯，然后再进行预锻和终锻。制坯模膛有：
①拔长模膛。它是用来减小坯料某部分的横截面积，以增加该部分的长度，当模锻件沿轴向横截面相差较大时，用这种模膛进行拔长。
②滚压模膛。用来减小坯料某部分的横截面积，以增大另一部分的横截面积。它主要是使金属按模锻件形状分布。
③弯曲模膛。对于弯曲的杆类模锻件，需用弯曲模膛来弯曲坯料。坯料可直接或先经其他制坯工序后再放入弯曲模腔内进行弯曲变形。
④切断模膛。它是在上模与下模的角部组成的一对刀口，用来切断金属。
此外，尚有成形模膛、镦粗台及击扁面等制坯模膛。
根据模锻件的复杂程度，所需变形的模膛数量不等，可将锻模设计成单膛锻模或多膛锻模。
6、金属在模膛内的变形过程
将金属坯料置于终锻模腔内，从锻造开始到金属充满模膛锻成锻件为止，其变形过程可分为三个阶段。
（1）第一阶段为充型阶段。金属在外力作用下发生塑性变形，坯料高度减小，水平尺寸增大，并有部分金属压入模膛深处。这一阶段直到金属与模膛侧壁接触达到飞边槽桥口为止。如图3.3.2-4（a）。在这一阶段模锻所需的变形力不大，变形力与行程的关系如图3.3.2-4（d）所示。
（2）第二阶段为形成飞边和充满阶段。在继续锻造时，由于金属充满模膛圆角和深处的阻力较大，金属向阻力较小的飞边槽内流动，形成飞边。此时，模锻所需的变形力开始增大。随后，金属流入飞边槽的阻力因飞边变冷而急剧增大，这个阻力一旦大于金属充满模膛四角和深处的阻力，金属便向模膛圆角和深处流动，直到模膛各个角落都被充满为止。如图3.3.2-4（b）所示。这一阶段的特点是飞边完成强迫充填的作用。由于飞边的出现，变形力迅速增大，见图3.3.2-4（d）中P1P2线。
（3）第三阶段为锻足阶段。由于坯料体积总是不够准确且往往都偏多或者飞边槽阻力偏大，因而，虽然模膛已经充满，但上下模还未合拢，需进一步锻足。这一阶段的特点是变形仅发生在分模面附近区域，以便向飞边槽挤出多余的金属，此阶段变形力急剧增大，直至达到最大值P3为止，见图3.3.2-4（d）中P2P3线。
由上可知，飞边有三个作用：强迫充填；容纳多余的金属；减轻上模对下模的打击，起缓冲作用。
影响金属充满模膛的因素有：
①金属的塑性和变形抗力。显然，塑性高、变形抗力低的金属较易充满模膛。
②金属模锻时的温度。金属的温度高，则其塑性好、抗力低，易于充满模膛。
③飞边槽的形状和位置。飞边槽部宽度与高度之比（b/h）及槽部高度h是主要因素。（b/h）越大，h越小，则金属在飞边流动阻力越大。强迫充填作用越大，但变形抗力也增大。
④锻件的形状和尺寸。具有空心、薄壁或凸起部分的锻件难于锻造。锻件尺寸越大，形状越复杂，则越难锻造。
⑤设备的工作速度。一般而言，工作速度较大的设备其充填性较好。
⑥充填模膛方式。镦粗比挤压易充型。
⑦其他如锻模有无润滑、有无预热等。
7、模锻件结构技术特征
为了确保锻件品质，利于模锻生产和降低成本、提高生产率，设计模锻件时，应在保证零件使用要求时前提下，结合模锻过程特点，使零件结构符合下列原则：
（1）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、
锻模制造容易。
（2）零件外形力求简单、平直和对称，尽量避免零件截面间差别过大，或具有薄壁、高筋、高凸起等结构，以便于金属充满模膛和减少工序。
（3）尽量避免有深孔或多孔结构。
（4）在可能的情况下，对复杂零件采用锻-焊组合，以减少敷料，简化模锻过程。
锻件结构工艺性
锻件的结构工艺性 绘制锻件图等工艺设计工作是解决如何锻造出合格锻件的问题，而锻件的结构工艺性，则是考虑什么样的结构容易优质高产地锻造出来的问题。锻造方法不同，对零件的结构工艺性的要求也不同。下面分别讨论自由锻、胎模锻和锤上模锻的零件结构工艺性。 一、自由锻件的结构工艺性 1、自由锻零件的特点 自由锻主要生产形状简单、精度较低和表面粗糙度较高的毛坯。这是设计锻件结构时要首先考虑的因素。同时，还要在保证零件使用性能的前提下，考虑如何便于锻打，如何才能提高生产效率。 2、自由锻件的结构工艺性要求 自由锻件的设计原则是：在满足使用性能的前提下，锻件的形状应尽量简单，易于锻造。 二、胎模锻件和模锻件的结构工艺性 1. 胎模锻和模锻件的特点 胎模锻和模锻允许零件上有较复杂的曲面、肋条和小凸台，甚至可以在锻件上制出花纹和文字。
由于坯料是在模膛内产生塑性变形的，所以成形性好，锻件的精度较高，表面粗糙度值较低，这是模锻和胎模锻优于自由锻的地方。 必须注意，在与模锻锤击方向平行的面上，一般是不允许有凹入和凸出部分的，否则无法进行模锻。 2. 胎模锻件和模锻件的结构工艺性要求 三、锤上模锻件的结构工艺性 设计模锻零件时，应根据模锻特点和工艺要求，使其结构符合下列原则： 1．模锻零件应具有合理的分模面，以使金属易于充满模膛，模锻件易于从锻模中取出，且敷料最少，锻模容易制造。 2．模锻零件上，除与其它零件配合的表面外，均应设计为非加工表面。模锻件的非加工表面之间形成的角应设计模锻圆角，与分模面垂直的非加工表面，应设计出模锻斜度。 3．零件的外形应力求简单、平直、对称，避免零件截面间差别过大，或具有薄壁、高肋、等不良结构。一般说来，零件的最小截面与最大截面之比不要小于0.5，如图1a所示零件的凸缘太薄、太高，中间下凹太深，金属不易充型。如图1b所示零件过于扁薄，薄壁部分金属模锻时容易冷却，不易锻出，对保护设备和锻模也不利。如图1c所示零件有一个高而薄的凸缘，使锻模的制造和锻件的取出都很困难。改成如图1d所示形状则较易锻造成形。
大型锻件中常见的缺陷与对策
大型锻件中常见的缺陷与对策 大型锻件中的缺陷，从性质上分为化学成分、组织性能不合格，第二相析出，类孔隙性缺陷和裂纹五大类。从缺陷的产生方面可分为，在冶炼、出钢、注锭、脱模冷却或热送过程中产生的原材料缺陷及在加热、锻压、锻后冷却和热处理过程中产生的锻件缺陷两大类。 大型锻造中，由于锻件截面尺寸大，加热、冷却时，温度的变化和分布不均匀性大，锻压变形时，金属塑性流动差别大，加上钢锭大冶金缺陷多，因而容易形成一些不同于中小型锻造的缺陷。如严重偏析和疏松，密集性夹杂物，发达的柱状晶及粗大不均匀结晶，敏感开裂与白点倾向，晶粒遗传性与回火脆性，组织性能的严重不均匀性，形状尺寸超差等等。 大型锻件中常见的主要缺陷有； 1.偏析 钢中化学成分与杂质分布的不均匀现象，称为偏析。一般将高于平均成分者，称为正偏析，低于平均成分者，称为负偏析。尚有宏观偏析，如区域偏析与微观偏析，如枝晶偏析，晶间偏析之分。 大锻件中的偏析与钢锭偏析密切相关，而钢锭偏析程度又与钢种、锭型、冶炼质量及浇注条件等有关。合金元素、杂质含量、钢中气体均加剧偏析的发展。钢锭愈大，浇注温度愈高，浇注速度愈快，偏析程度愈严重。 （1）区域偏析 它属于宏观偏析，是由钢液在凝固过程中选择结晶，溶解度变化和比重差异引起的。如钢中气体在上浮过程中带动富集杂质的钢液上升的条状轨迹，形成须状∧形偏析。顶部先结晶的晶体和高熔点的杂质下沉，仿佛结晶雨下落形成的轴心∨形偏析。沉淀于锭底形成负偏析沉积锥。最后凝固上部区域，碳、硫、磷等偏析元素富集，成为缺陷较多的正偏析区。 图片6-1为我国解剖的55t34CrMolA钢锭纵剖面硫印低倍图片及区域偏析示意图。 图片6-1 钢锭区域偏析硫印示意图 ①“∧”型偏析带②“∨”型偏析带③负偏析区 防止区域偏析的对策是： 1）降低钢中硫、磷等偏析元素和气体的含量，如采用炉外精炼，真空碳脱氧（VCD）处理及锭底吹氩工艺。 2）采用多炉合浇、冒口补浇、振动浇注及发热绝热冒口，增强冒口补缩能力等措施。 3）严格控制注温与注速，采用短粗锭型，改善结晶条件。 在锻件横向低倍试片上，呈现与锭型轮廓相对应的框形特征，亦称框形偏析。图片6-2是30CrMnSiNiA钢制模锻件低倍试片上显示的锭型偏析。因锭中偏析带在变形时，沿分模面扩展而呈现为框形。偏析带由小孔隙及富集元素构成，对锻件组织性能的均匀性有不良的影响。 电渣重熔以其纯净度高、结晶结构合理，成为生产重要大锻件钢坯的方法，但是如果在重熔过程中电流、电压不稳定，则会形成波纹状偏析。当电流、电压增高时，钢液过热，结晶速度减缓，钢液中的溶质元素在结晶前沿偏聚形成富集带；当电流、电压减小时，熔质元素偏聚程度减小，这种周期性的变化，便形成了波纹状的偏析条带，如图片6-3所示。
四种模锻设备的比较
电液模锻锤、摩擦螺旋压力机、高能螺旋压力机、热模锻压 力机、数控全液压模锻锤的比较 一、电液模锻锤： 优点： 1、 结构简单，维护费用低； 2、 操作方便，灵活性强； 3、 可进行多模膛锻造，无需配备预锻设备； 4、 打击速度高，金属变形力小，金属表面质量高； 5、 设备通用性好，小锤可以干大活； 6、 设备投资少(为热模锻压力机投资的3 141～)。 缺点： 1、 打击能量不能精确控制； 2、 终锻时易发生冷击现象，模具寿命低； 3、 噪音大，地面振动大； 4、 不能实现自动化生产。 二、螺旋压力机 优点： 1、 结构简单； 2、 运动速度低，操作方便； 3、 成形工艺范围广，可用于模锻、切边、弯曲等工序。 缺点：
1、由于有螺杆的存在，承受偏心载荷能力差，一般只能用于 单模膛锻造；不适合一次加热，完成几道工序(如去除氧化 皮，预锻和切边)； 2、当采用螺旋压力机终锻时，就需要用另外的设备完成辅助 工序，生产线上设备配置多，整条线投资大。 3、打击次数低，一般为10～15次/分，生产效率极低； 4、普通螺旋压力机(摩擦螺旋压力机)能源利用率低，仅为 10%左右，而高能螺旋压力机价格极高。 5、打击时，机身受封闭力，一旦出现超负荷极易损坏机器大 的零部件(如机身、螺杆等)。 三、高能螺旋压力机 优点： 1、飞轮与螺杆脱离，飞轮连续旋转，能量利用率较高； 2、滑块导向好，抗偏载能力强，可实现多模膛锻造； 缺点： 1、打击次数偏低，一般为20次/分； 2、价格昂贵。 四、热模锻压力机 优点： 1、导向精度好，机身刚度大，锻件质量高； 2、工作频次高； 3、有顶击装置；
锻造工艺
复杂弯轴类锻件辊锻-摩擦压力机模锻复合锻造工艺 一、前言 复杂弯轴类锻件的最佳成形法一直是锻造行业致力研究的问题，前些年我国轻轿车生产数量不大，没有形成规模经营，故轻轿车复杂弯轴锻件的生产主要以传统的锤上模锻工艺进行小批量生产，有的厂家甚至采用自由锻—胎模锻工艺，需几火次才能锻成。近年来，我国轻轿车生产迅速发展，生产批量越来越大，整机制造水平越来越高，对复杂弯轴类锻件而言，不仅形状复杂，而且锻件尺寸精度，表面质量等方面的要求也更加严格，故探索轻轿车复杂弯轴类锻件的合理锻造方法，显得尤为重要。根据一汽轻轿车生产实际需求，在试验研究的基础上，我们采用了辊锻制坯—摩擦压力机模锻复合工艺替代传统的锤上模锻，生产了轻型车左转向节臂，奥迪轿车左、右下控制臂等五种复杂弯轴类锻件，其锻件技术水平达到了轻型车、奥迪轿车原图纸设计要求，各项技术经济指标均达到了预期目标。 二、工艺分析与方案确定 轻轿车复杂弯轴类锻件，其特点是轴线呈空间曲线形，多向弯曲，截面差与落差大，外形复杂，锻造成形与模具加工难度较大。以左转向节臂（图1）为例，按传统的锤上模锻工艺，一般要采用拨长—滚压—弯曲—锻造等工步。其突出缺点是锻件精度较差，工作时震动噪音大，材料消耗与能耗大，劳动条件差。如采用较先进的热模锻压力机成形法，虽然工人劳动条件好，生产率及锻件尺寸精度较高，也便于实现机械化和自动化，但其突出缺点是制造成本高，不便于拔长、滚压等制坯工步，需配其它辅助设备制坯。 图1 针对现有锻造工艺的诸多问题及复杂弯轴类锻件自身的技术特点，我们确定了辊锻——摩擦压力机模锻复合锻造工艺的方案，其工艺流程为：下料→中频感应加
铝合金模锻件设计参数
一、防锈铝合金 摘自《合金钢与有色金属锻造》郭鸿镇，1999. 主要合金元素是锰和镁．不能时效强化，锻造退火后是单相固溶体，抗腐蚀性能高，塑性好。 锰在铝中能通过固溶强化提高铝合金的强度，但其主要的作用是能提高铝合金的抗蚀能力。A1—Mn系合金中的第二相MnA16与铝的化学性质接近，故含锰合金抗蚀性好。 镁对铝合金的抗蚀性损伤较小，而且有较好的固溶强化效果。 防锈铝承受压力加工的能力很强，可施以冷压力加工使之产生加工强化。它的可焊性也很好，切削性较差(因太软)。 表1防锈铝合金的化学成分和机械性能 二、铝合金可锻性 低强度、高塑性合金：LD2，LF2l，LF2，LF3，LF5及工业纯铝等； 中等强度和塑性的合金：LD5，LD6，LD7，LD8，LY2，LY6，LY11，LY16，LYl7，LF6等； 高强度、低塑性的合金有：LD10，LYl2，LC4，LC6等 LF21：锻造温度范围300-500，80%变形量。变形速度影响不大。 LD5：铸造状态，中等塑性。300-450，压力机锻造允许变形量大于50%，锤上小于50%。变形状态，高塑性。350-500，压力机锻造允许变形量80%，锤上65%。 LC4：塑性较低。铸态，350-450，压力机，50%，锤上小于40%；变形态，350-450，压力机，65-85%，锤上，30-60%。
表2铝合金的锻造温度和加热规范 我车间应用的加热温度： 470：LD2 LD7 2618 LF2 435: LC4 450：L Y12 三、铝合金锻造特点 注意备料，端面平整，表面无裂纹、斑点、划伤等；不宜采用多膛模锻；注意模具的预热与润滑；模锻后及时切边。 形状复杂、中等大小模锻件宜采用模锻锤。 形状简单、中等大小及不需要制坯采用曲轴压力机。 大型铝合金采用模锻液压机。锻模预热接近铝合金的锻造温度。 四、锻件图设计 余量 表3 有色金属锻件的机械加工余量
锻造工艺的设计说明书
阶梯轴锻造工艺 设计说明书 题目：阶梯轴锻造工艺设计 专业：机械设计制造及其自动化班级：机设1301 学生：亮学号： 7 指导教师：浩舸 完成日期： 机械工程学院 2016年9月
目录 1.引言 (1) 2.设计方法与步骤 (2) 2.1绘制锻件图 (3) 2.2 确定变形工艺 (3) 2.2.1镦粗 (3) 2.2.2冲孔 (4) 2.2.3扩孔 (4) 2.2.4修整锻件 (4) 2.3 计算坯料质量和尺寸 (4) 2.4选定设备及规 (5) 2.5确定锻造温度及规 (5) 2.6确定冷却方法及规 (5) 3.工艺流程卡 (6) 4.结论 (8) 5.致 (8) 6.参考文献 (8)
1. 引言 锻造的目的是使坯料成形及控制其部组织性能达到所需的几何形状，尺寸以及品质的锻件。轴是现代工业大量使用的零件，本文讨论阶梯轴的自由锻生产。 2. 设计方法与步骤 2.1绘制锻件图 锻件图是根据零件图的基本图样，结合锻造工艺特点考虑余块、锻件余量和锻造公差等因素绘制而成。 阶梯轴材料为40Cr，生产批量小，采取自由锻锻造轴坯。 轴上的键槽等部分，采用自由锻方法很难成形这些部位，因此考虑到技术上的可行性和经济性，决定不锻出，并采用附加余块简化锻件外形，以利于锻造。锻造出轴坯后可以进一步进行切削加工，最后成形。 根据零件图的尺寸规格，对照表所列中零件的高度和直径围，可以查出齿环锻件加工余量和公差。由L=203，Φ=46，对照《金属成形工艺设计》中表3-3中所列的零件总长为0∽315mm、最大直径0∽50mm，可查得锻造精度为F级的锻件余量及公差为7±2mm。，然后按查得的公差数值，可绘阶梯轴的锻件图。阶梯轴锻件图见图1。 图1 阶梯轴锻件图 2.2确定变形工艺
自由锻(二),模锻及胎模锻简介教案
金属工艺学电子教案（30） 【课题编号】 30-14.2 【课题名称】 自由锻（二），模锻及胎模锻简介 【教材版本】 郁兆昌主编．中等职业教育国家规划教材—金属工艺学（工程技术类）．第2版．北京：高等教育出版社，2006 【教学目标与要求】 一、知识目标 了解锻件图其绘制方法，自由锻件的结构工艺性，模锻与胎模锻。 二、能力目标 会初步判别自由锻件结构设计的正误、会绘制简单的自由锻件图。 三、素质目标 了解锻件图的绘制方法、自由锻件结构设计原则、模锻与胎模锻。会判别自由锻件结构设计的正误和绘制简单的自由锻件图。 四、教学要求 一般了解锻件图及其绘制方法，会绘制简单的自由锻件图；自由锻件的结构工艺性。初步了解模锻与胎模锻。 【教学重点】 模锻的特点、方法及应用 【难点分析】 绘制自由锻件图。 【分析学生】 1．具有学习的知识基础 2．具有学习的能力基础 3．绘制锻件图，制订自由锻工艺规程是锻造生产依据的基本文件。模锻生产率高、精度高、表面质量好、节省金属、易于机械化，是大批量生产优选的锻造方法。可采用与自由锻对比的方法，学习模锻与胎模锻。 【教学设计思路】 教学方法：讲练法、演示法、讨论法、归纳法。 【教学资源】 1．郁兆昌，潘展，高楷模研编制作．金属工艺学网络课程．北京：高等教育出版社，2005 2．郁兆昌主编．金属工艺学教学参考书（附助学光盘）．北京：高等教育出版社，2005
【教学安排】 2学时（90分钟） 教学步骤：讲授与演示交叉进行、讲授中穿插练习与设问，穿插讨论，最后进行归纳。【教学过程】 一、复习旧课（15分钟） 1．简述 自由锻的特点、工序及应用 2．讲评作业批改情况； 3．提问： 题14-6：14-10 二、导入新课 制订自由锻工艺规程并填写工艺卡片，是锻造生产依据的基本文件。正确设计自由锻件结构关系到优质高产地生产锻件的大问题。模锻是适用于中、小型锻件大批量生产的锻造方法。 三、新课教学（70分钟） 1．自由锻工艺规程的制订简介（30分钟） 教师讲授绘制锻件图，计算坯料下料尺寸，选择锻造工序，选择坯料加热、锻件冷却和热处理方法，选择锻造设备，齿轮坯自由锻工艺卡示例。演示网络课程中绘制锻件图、计算坯料的质量和尺寸等视频资料。 学生课堂练习：题14-11：14-12。教师巡回指导、设问、提问；学生回答、讨论；教师讲评。 2．自由锻零件的结构工艺性（15分钟） 教师讲授自由锻零件的结构设计原则。演示网络课程应避免圆锥体和斜面、应避免圆柱体与圆柱体相交、应避免加强筋和凸台、复杂零件采用锻焊结构等彩图资料。 学生课堂练习：题14-15。教师巡回指导、设问、提问；学生回答、讨论；教师讲评。 3．模锻与胎模锻简介（25分钟） 教师讲授模锻、胎模锻概念、特点和应用。演示网络课程模锻种类、锻模的种类、连杆的模锻示例、齿轮坯的胎模锻示例等视频。 学生课堂练习，题14-17。教师设问，学生回答，教师讲评。 四、小结（5分钟） 简述模锻的特点、方法及应用。 五、作业布置 1．习题： 题14-16。学生预习自由锻工艺设计习题课内容，见金属工艺学教学参考书p142、143（若学生未订购教学参考书，由教师复印p142、143页给学生），写出发言提纲，课前教师检查。 2．思考题：
机械模锻设备的最新发展
机械模锻设备的最新发展 State of the Art of Mechanical Closed-die Forging Equipment 摘要 机械模锻设备是生产各种模锻件的主力设备，其发展向着解决“精度”、“全自动化”、“高生产率”、“大型模锻件”的方向不断迈进。本文介绍了机械模锻设备的最新发展情况，一是单机的发展；二是全自动生产线的发展；三是理论及理念的发展。同时，介绍了最新伺服技术在机械模锻设备上应用的优势及局限性。 关键词 机械模锻，机械压力机，直线锤，电动直驱，伺服，螺旋压力机，偏心压力机，多工位冷镦机，全自动锻造 Abstract Mechanical closed-die forging equipment is the main strength producing various of closed-die forgings. They are developing in the direction to make solutions for “precision”, “fully automation”, “high productivity”, “heavy closed-die forgings”. The article introduces the latest development of mechanical closed-die forging equipment: First, the development of single press; Second, the development of fully automated production line; Third, the development of theory and forging content. The article introduces simultaneously the application on mechanical closed-die forging equipment of servo technology, and its advantages and disadvantages. Keywords Mechanical closed-die forging, Mechanical Press, linear hammer, Direct drive, Servo, Screw press, Eccentric press, Multi-station cold forming, fully automated forging 锻造是机械工业的基础，通过锻造能够为各种工业领域提供机械性能良好的零部件。特别是在汽车等大批量生产的行业，对锻件的要求随着新车型、新车种等产品的发展而不断提出质量上、数量上的更高标准。同时，由于石化、船舶等行业的迅速发展，对大型模锻件的需求也快速增长。而这一切都迫使锻造设备不停的创新发展。目前，机械模锻设备是生产各种模锻件的主力设备。在一百多年的演化发展创新中，机械模锻设备产生了多种结构，而且各种结构都在不断的沿着各自的方向完善和创新，并为市场解决多方面的需求。总的说来，机械模锻设备的发展向着解决“精度”、“自动化”、“高生产率”“大型”的方向不断迈进。 目前主要应用的机械模锻设备主要包括锻锤、螺旋压力机、机械压力机（包含肘杆压力机、曲柄压力机、偏心压力机等）。机械模锻设备的发展可以分为三大部分，一部分是单机的发展，一部分是全自动生产线的发展，最后一部分是理念及理论的发展，这一部分始终伴随和贯彻于前两部份的发展当中。 当下，设备驱动的热点离不开伺服技术。在冲压领域，伺服技术已经获得了较为成熟的应用，其潜力在不断挖掘，效果也不断显化。而在锻造领域，伺服技术也已经开始开花结果，虽然没有冲压领域应用的那么成熟，但也显示出了令人惊讶的效果。目前，几乎所有的模锻设备都可以采用伺服技术来优化成形过程，本文将在探讨各类设备最新发展时加以介绍。 1 单机的发展
自由锻
自由锻工艺规程的制订 工艺：将原材料或半成品加工成产品的工作、方法、技术等。 规程：将某种政策、制度等所做的分章分条的规定。 （1）锻件图的绘制 在零件图的基础上，考虑加工余量、锻造公差、余块等因素后绘制的工艺图。 a）加工余量 锻件表面留有供机械加工的金属层，5-20mm。 b）锻造公差 锻件尺寸相对于公称尺寸所允许的变动量。 c）余块 为便于锻造而增加的那一部分金属。如较小孔、槽等。 （2）确定坯料的重量和尺寸 1）坯料重量计算 m坯=m锻件+m损 m损=m烧+m芯+m切 其中：m烧——火耗损失 m芯——冲孔冲掉的芯料 m切——修切端部的损失 2）坯料尺寸、锻造比 锻造比：锻件在锻造成形时的变形程度。 锻造比过小，达不到性能要求，过大则增大工作量，引起各向异性。 只有锻造比选择合适时，则毛坯内部缺陷被压合，树枝晶被打碎，晶粒显著细化，力学性能得到提高。 a）锻造比的计算方法: 拔长时，B拔=A0/A 镦粗时，B镦=H0/H 一般情况下，铸锭作为坯料时，锻造比不小于2.5—3；轧制型材作为坯料时，锻造比选择1.3—1.5。 b）坯料尺寸：根据坯料重量和锻造比确定。 （3）选择自由锻工序 （4）选择锻造设备 根据锻件的尺寸、形状、材料等条件来选择设备种类及其规格，既保证锻透工件、有较高的生产率，又不浪费动力，并使操作方便。 （5）填写工艺卡 自由锻的基本工序 1. 镦粗 镦粗是使坯料的截面增大，高度减小的锻造工序。镦粗有完全镦粗、局部镦粗和垫环镦粗等三种方式。局部镦粗按其镦粗的位置不同又可分为端部镦粗和中间镦粗两种。如图3-1所示。
镦粗主要用来锻造圆盘类（如齿轮坯）及法兰等锻件，在锻造空心锻件时，可作为冲孔前的预备工序，镦粗可作为提高锻造比的预备工序。 镦粗的一般规则、操作方法及注意事项如下： ⑴被镦粗坯料的高度与直径（或边长）之比应小于2.5～3，否则会镦弯（图3-2a）。工件镦弯后应将其放平，轻轻锤击矫正（图3-2b）。局部镦粗时，镦粗部分坯料的高度与直径之比也应小于2.5～3。 ⑵镦粗的始锻温度采用坯料允许的最高始锻温度，并应烧透。坯料的加热要均匀，否则镦粗时工件变形不均匀，对某些材料还可能锻裂。 图3-1 镦粗图3-2 镦弯的产生和矫正 a)完全镦粗b)局部镦粗a)镦弯的产生b)镦弯的矫正 ⑶镦粗的两端面要平整且与轴线垂直，否则可能会产生镦歪现象。矫正镦歪的方法是将坯料斜立，轻打镦歪的斜角，然后放正，继续锻打（图3-3）。如果锤头或抵铁的工作面因磨损而变得不平直时，则锻打时要不断将坯料旋转，以便获得均匀的变形而不致镦歪。 ⑷锤击应力量足够，否则就可能产生细腰形，如图3-4a所示。若不及时纠正，继续锻打下去，则可能产生夹层，使工件报废，如图3-4b所示。 图3-3 镦歪的产生和矫正图3-4 细腰形及夹层的产生 a)细腰形b)夹层 2. 拔长 拔长是使坯料长度增加，横截面减少的锻造工序，又称延伸或引伸，如图3-5所示。拔长用于锻制长而截面小的工件，如轴类、杆类和长筒形零件。
锻造工艺缺陷
锻造工艺不当产生的缺陷通常有以下几种 1.大晶粒 大晶粒通常是由于始锻温度过高和变形程度不足、或终锻温度过高、或变形程度落人临界变形区引起的。铝合金变形程度过大，形成织构；高温合金变形温度过低，形成混合变形组织时也可能引起粗大晶粒晶粒粗大将使锻件的塑性和韧性降低，疲劳性能明显下降， 2.晶粒不均匀 晶粒不均匀是指锻件某些部位的晶粒特别粗大，某些部位却较小。产生晶粒不均匀的主要原因是坯料各处的变形不均匀使晶粒破碎程度不一，或局部区域的变形程度落人临界变形区，或高温合金局部加工硬化，或淬火加热时局部晶粒粗大。耐热钢及高温合金对晶粒不均匀特别敏感。晶粒不均匀将使锻件的持久性能、疲劳性能明显下降。 3.冷硬现象 变形时由于温度偏低或变形速度太快，以及锻后冷却过快，均可能使再结晶引起的软化跟不上变形引起的强化（硬化），从而使热锻后锻件内部仍部分保留冷变形组织。这种组织的存在提高了锻件的强度和硬度，但降低了塑性和韧性。严重的冷硬现象可能引起锻裂。 4.裂纹 裂纹通常是锻造时存在较大的拉应力、切应力或附加拉应力引起的。裂纹发生的部位通常是在坯料应力最大、厚度最薄的部位。如果坯料表面和内部有微裂纹、或坯料内存在组织缺陷，或热加工温度不当使材料塑性降低，或变形速度过快、变形程度过大，超过材料允许的塑性指针等，则在撤粗、拔长、冲孔、扩孔、弯曲和挤压等工序中都可能产生裂纹。 5.龟裂 龟裂是在锻件表面呈现较浅的龟状裂纹。在锻件成形中受拉应力的表面（例如，未充满的凸出部分或受弯曲的部分）最容易产生这种缺陷。引起龟裂的内因可能是多方面的：①原材料合Cu、Sn等易熔元素过多。②高温长时间加热时，钢料表面有铜析出、表面晶粒粗大、脱碳、或经过多次加热的表面。③燃料含硫量过高，有硫渗人钢料表面， 6.飞边裂纹 飞边裂纹是模锻及切边时在分模面处产生的裂纹。飞边裂纹产生的原因可能是：①在模锻操作中由于重击使金属强烈流动产生穿筋现象。②镁合金模锻件切边温度过低；铜合金模锻件切边温度过高。 7.分模面裂纹 分模面裂纹是指沿锻件分模面产生的裂纹。原材料非金属夹杂多，模锻时向分模面流动与集中或缩管残余在模锻时挤人飞边后常形成分模面裂纹。 8.折叠 折叠是金属变形过程中已氧化过的表层金属汇合到一起而形成的。它可以是由两股（或多股）金属对流汇合而形成；也可以是由一股金属的急速大量流动将邻近部分的表层金属带着流动，两者汇合而形成的；也可以是由于变形金属发生弯曲、回流而形成；还可以是部分金属局部变形，被压人另一部分金属内而形成。折叠与原材料和坯料的形状、模具的设计、成形工序的安排、润滑情况及锻造的实际操作等有关折叠不仅减少了零件的承载面积，而且工作时由于此处的应力集中往往成为疲劳源 9.穿流 穿流是流线分布不当的一种形式。在穿流区，原先成一定角度分布的流线汇合在一起形成穿流，并可能使穿流区内、外的晶粒大小相差较为悬殊。穿流产生的原因与折叠相似，是由两股金属或一股金属带着另一股金属汇流而形成的，但穿流部分的金属仍是一整体 穿流使锻件的力学性能降低，尤其当穿流带两侧晶粒相差较悬殊时，性能降低较明显。 10.锻件流线分布不顺 锻件流线分布不顺是指在锻件低倍上发生流线切断、回流、涡流等流线紊乱现象。如果模具设计不当或锻造方法选择不合理，预制毛坯流线紊乱；工人操作不当及模具磨损而使金属产生不均匀流动，都可以使
GH698合金模锻件性能的工艺控制
GH698合金模锻件性能的工艺控制 p 一、试验方法 试验用料系某大型喷气发动机一级涡轮盘模锻件,直径472mm,轮缘厚度90mm。使用160KN蒸汽锤模锻成形。模锻加热温度1170℃,终锻温度1000℃,模锻后成堆罐冷。 所有性能试样均沿轮缘切向切取。1#试祥只经标准热处理:1120℃×8h,空冷;1000℃×4h,空冷;775℃×16h,空冷。2#一4#试祥的处理过程是:首先,从锻件上切取25mm×25mm截面的试样毛坯,进行1200℃×15min预加热,2#试祥预加热后空冷;3#、4#试样分别以4—5℃/min和<2.5℃/min的速度炉冷到700℃,然后空冷。最后所有试祥均按标准工艺进行条件相同的最终热处理。 晶粒平均面积取10个视场的平均值,显微硬度取30点平均值,使用显微镜测微尺测定碳化物尺寸。 使用ASM—SX扫描电镜分秆拉力、冲击和持久试样断口形貌及断裂机制。 使用PHl600型扫描俄歇探针测定晶界成分,束压3KV,束流0.3 A,真空度6.67×Pa,能量分辨串0.6%。测定试样分两种状态,一种是25mm×25mm试祥经1200℃×15min预加热后空冷;另一种试样是同样加热后以4—5℃/min速度炉冷。试样在超真空室内用液氮须冷后打断,对晶界断裂面进行成分分析和深度剖面分析。 二、试验结果 (一)化学成分分析 结果见表1。所有元素都符合技术条件要求。 (二)性能试验 对比1#、2#试样可以看出,它们的室温强度、硬度和高温持久强度基本持平,高温加热快冷的2#试祥,塑、韧性大幅度降低:δ降低20%,Ψ降低21%,αk降低23%。从3#、4#试样可以看出,试样慢冷(炉冷),合金塑、韧性大幅度提高,且与冷却速度有关,高温加热后以4—5℃/min冷却的试样综合性能最好,冷却速度过慢,则持久强度大幅度降低. (三)试样组织参数变化 经1200℃×15min预处理的2#试样,晶粒得到细化,细化系数9%。1#、2#试样
锻造设备的发展历程及趋势汇总
浅谈锻造设备的发展过程及发展趋势 锻造设备的发展是伴随工业技术的发展同步进行的，它的历史也是比较漫长和悠久的。从它的发展过程中我们也可以看出锻造设备的发展趋势就是从最初的原始化、简单化，发展到具有先进高新技术加入的高效化、快速化、成套化、数控化和联动化。 首先谈一下锻锤的发展过程及发展趋势。锻锤是一种最古老而又万能的锻压设备，在锻造工业中一直发挥着重要作用，是机械制造业中量大面广，不可缺少的一种锻压设备。虽然随着其它一些锻压设备如液压机和机械压力机等的出现和发展，在一定程度上取代了一部分锻锤的工作。但是直到现在，锻锤，尤其是模锻锤，在各国锻造工业中仍占主导地位，绝大多数模锻件都是在锤上生产的。 下面按照时间的先后和发展阶段来介绍锻锤： (一)、机械锤： 机械锤是一种比较古老的锻锤，随着它的发展，按照结构形式分为夹杆锤、皮带锤、弹簧锤及钢丝绳锤。 这种锤的优点就是结构简单，投资少。它的缺点就是打击频次低，能量利用率小，生产效率低，锻件精度差。在我国某些落后地区仍有大量机械锤在使用中，另外在世界某些发展中国家如印度等国家，模锻锤仍以皮带锤为主。 (二)、蒸-空锻锤 蒸-空锻锤是上世纪20年代应运而生的。它有两种形式：一种是
以工业锅炉为动力站，以蒸气为工作介质的锻锤；另一种是以空气压缩机为动力站，以压缩空气为工作介质的锻锤。它的优点是：a.结构简单，操作方便；b.造价低，维修方便。 缺点是：a.能量利用率极低，只是1%――2%之间；b.锻造精度低，由于是梳形导轨形式，锤头导向差，打出的锻件精度低。 目前，蒸-空锻锤出路应在于采用先进的电液锤技术进行改造，具体内容是采用现代电液锤技术做的电液传动装置取代原有锻锤的 汽缸及动力站，保留原有机架、砧座。改造过的能量利用率可提高90%以上。目前国内的蒸-空锻锤基本都已改造完毕，但国际市场上如俄罗斯、印度等国家对这方面的需求还很大。 (三)、空气锤 空气锤工作介质也是空气，但它的压缩空气是由设备本身的传动机构带动压缩活塞，将压缩空气传递到工作活塞(锤杆)上进行动作的。众所周知，空气锤是目前锻造行业使用最广泛的设备之一，主要用于自由锻造，镦粗、拔长、冲孔、热剪、锻焊、弯曲、扭转和胎模锻造等工序，同时还应用于大型模锻件的制坯工序。空气锤与其它类型锤相比：投入成本低、无污染，具有使用灵活，操作方便，控制性能可靠等优点，普通得到了广大用户的认可。 安锻公司目前是世界上生产空气锤规格最齐全的公司。空气锤的国家标准是安锻公司起草制定的。安锻公司最小规格的空气锤为9kg，目前是世界上最小的空气锤，最大2000kg空气锤也是国际上最大的空气锤。
锻造工艺学及模具设计复习思考题
锻造工艺学及模具设计复习思考题 1)试阐述镇静钢锭的结构及其主要缺陷的产生部位。 2)钢锭常见缺陷有哪些？它们产生的原因和危害性是什么？ 3)常见的型材缺陷有哪些？它们产生的原因和危害性是什么？ 4)锻造用型材常采用哪些方法下料？各自有何特点？ 5)铸锭作为锻造坯料时如何下料？ 6)试说明锻前加热的目的和方法。 7)氧化和脱碳有哪些共性和异性？ 8)氧化和脱碳可产生哪些危害？如何防止？ 9)过烧和过热有哪些危害? 如何防止？ 10)导致裂纹产生的内应力有几种？清阐述它们相应的应力状态。 11)通常圆柱形坯料产生加热裂纹的危险位置在何处？原因何在？如何防止？ 12)锻造温度范围的确定原则和基本方法是什么？ 13)怎样确定碳钢的始锻和终锻温度？它们受到哪些因素的影响？ 14)为什么要制定合理的加热规范？加热规范包括哪些内容？其核心问题是什么？ 15)两种不同概念的加热速度实质上反映了什么因素的影响？ 16)选择加热速度的原则是什么？提高加热速度的措施有哪些？ 17)均热保温的目的是什么？ 18)冷锭和热锭的加热规范各有什么特点？为什么？、 19)少无氧化加热主要有哪几种方法？其中火焰加热法的基本工作原理是什么？ 20)金属断后冷却常见缺陷有哪些？各自产生原因是什么？ 21)为什么硬钢锻后冷却易产生表面纵向裂纹？ 22)金属锻后冷却规范一般包括哪些内容？ 23)锻件热处理的目的是什么？ 24)中小锻件通常采用哪些热处理？各自作用是什么？ 25)通常大锻件采用哪些热处理？各自作用是什么？ 26)导致金属塑性变形不均匀性的原因是什么？ 27)镦粗和拔长各有哪些用途？ 28)镦粗工序主要存在哪些质量问题？试分析它们产生的原因及其预防措施。 29)拔长工序主要存在哪些质量问题？试分析它们产生的原因及其预防措施。 30)为什么采用平砧小压缩量拔长圆截面坯料时效率低且质量差？应怎样解决？ 31)空心件拔长时孔内壁和端面裂纹产生的原因是什么？应采取哪些措施加以解决？ 32)试阐述开式冲孔时金属变形和流动特点并画出相应的应力、应变图。 33)冲孔时易出现哪些质量问题？应采取什么措施解决？ 34)试阐述冲子扩孔时金属变形和流动特点并画出相应的应力、应变图。 35)芯轴扩孔时金属主要沿切向流动的原因是什么？此时锻件尺寸变化特点是什么？应怎样防止壁厚不 均？ 36)辗压扩孔的工艺特点是什么？生产时易产生哪些质量缺陷？怎样防止？ 37)弯曲时坯料易产生哪些缺陷？它们产生的原因是什么？ 38)自由锻工艺的特点及其主要用途是什么？不同材料自由锻面临的主要问题是什么？为什么？ 39)试述自由锻件的分类及其采用的基本工序。 40)自由锻工艺过程的制定包括哪些内容？ 41)锻造比对锻件组织和力学性能有哪些影响？其选择与锻件大小有何关系？ 42)确定自由锻设备吨位有几种方法？为什么水压机锻造所依据的变形力能参数不同？ '.
世界最大10万吨模锻液压机落户苏州昆山解读
世界最大10万吨模锻液压机落户苏州昆山 中国目前最大的30000吨级模锻液压机，位于重庆市西南铝业集团有限公司，于1971年制造。中国现有的大型锻压设备就锻压能力而言，仅相当于上世纪40年代德国和50年代初期美国、俄罗斯、法国所拥有的锻压设备能力，无法满足对大型航空模锻件产品生产的需要。 中国研制出全球最大的16500吨自由锻造油压机 上海的世界最大自由锻造油压机进入调试阶段 中国将建世界最大模锻压机可用于四代战机生产 10月16日下午，记者从周市镇金秋经贸招商专场上获悉，与大飞机工程配套的大型模锻液压机项目——苏州昆仑先进制造技术装备有限公司正式落户周市镇。该公司将联合清华大学等机构,整合各方资源，设计制造世界最大的10万吨大型模锻液压机。这一项目标志着昆山市装备制造业发展掀开新的篇章，将改变世界航天航空业大型锻件生产格局。 据了解，苏州昆仑先进制造技术装备有限公司由市国科创投、爱博创投、启迪科技和清华大学颜永年教授等发起设立。 清华大学机械工程系长期从事装备制造技术研发，经过30多年的努力，以颜永年教授为带头人的研发团队，在大型模锻液压机的整体结构和技术方面取得了重大突破，研究成功了具有自主知识产权的预应力钢丝缠绕剖分/坎合技术等核心技术，已达到国际先进水平。苏州昆仑先进制造技术装备有限公司将采用颜永年教授上述核心技术，从事重型机械装备的设计与制造。 到目前为止，世界范围内拥有4万吨级以上模锻液压机生产能力的国家只有美、俄、法3国。颜永年教授研发的预应力钢丝缠绕剖分/坎合技术等核心技术，不仅是重型机械装备包括大型模锻液压机的核心技术，应用该项技术还成功设计了国家大型飞机自主研制所急需的8万吨模锻液压机等重大装备，使我国成为第四个具备4万吨级以上模锻压机生产能力的国家。在昆建设实施的10万吨大型模锻液压机项目，将是国内最大的模锻液压机，将极大提升我国航空关键零部件的制造能力，使我国大型航空锻件的生产水平得到质的提升，并将改变世界航空大型锻件生产格局。 2007年3月，我国宣布启动大飞机工程。据统计，一个常规的飞机项目可直接带动600家企业的发展，间接带动2500余家企业发展。苏州昆仑公司实施的10万吨大型模锻液压机，是大飞机项目成型制造起落架等关键部件的制造设备，将为周市镇打造先进装备制造业产业基地，引进航空、航天工业产业链上的其他企业奠定坚实基础。（曹勇吴勇）
模锻工艺及锻模设计
第十一—第十二—第十三—第十四上次课程回顾： 第三节铸造工艺方案的确定 一、造型、制芯方法的选择 二、铸件浇注位置的确定 三、分型面的选择 四、型（砂）芯设计 第四节铸造工艺参数的确定 一、铸件尺寸公差 二、机械加工余量 三、铸件工艺余量 四、铸件工艺补正量 五、起模斜度（铸造斜度） 六、铸造收缩率 七、最小铸出孔及槽 八、反变形量 第五节液态金属成形工艺设计实例 一、铸造工艺图的绘制 二、铸件图的绘制 三、铸型（装配）图的绘制 四、铸造工艺规程和工艺卡片的编制
问题： 1 在铸造生产中，选择造型方案时应考虑哪些基本原则？ 2 什么叫浇注位置？选择浇注位置应遵循哪些原则？ 3 怎样选择分型面？
1 在铸造生产中，选择造型方案时应考虑哪些基本原则？ （1）造型、制芯方法应与生产批量相适应； （2）造型、制芯方法应适合工厂条件； （3）要兼顾铸件的精度要求和成本。 2 什么叫浇注位置？选择浇注位置应遵循哪些原则？ 浇注位置：浇注时铸件在铸型中所处的位置。 （1）铸件上质量要求高的部分及重要工作面、重要加工面、加工基准面和大平面应尽量朝下或垂直安放； （2）铸件的厚大部位应放在上部，尽量满足铸件自下而上的顺序凝固； （3）应保证铸件有良好的液态金属导入位置保证铸型充满； （4）应尽量少用或不用砂芯。 3 怎样选择分型面？ （1）分型面应选在铸件最大截面处，以保证顺利起出模样而不损坏铸型； （2）尽量将铸件全部或大部分放在同一个半型内； （3）尽量减少分型面的数量； （4）分型面应尽量选用平面； （5）便于下芯、合型和检查型腔尺寸； （6）考虑工艺特点，尽量使加工及操作工艺简单。
锻造工艺规范
锻造工艺规范 集团标准化小组：[VVOPPT-JOPP28-JPPTL98-LOPPNN]
盘锦辽河油田天都实业有限公司 锻造工艺规范 TD/QD-ZJ-01，B/0 编制：周强日期：20 审核：任文松日期：20 批准：考立龙日期：20 受控状态: 受控发放编号： 修改状态：第1次 1 主题内容及适用范围 本规范规定了承压件和压力控制件用锻钢件（含轧材）的化学成份、性能、熔炼、锻造、热处理及试验等内容。 本规范规定了承压件和压力控制件用锻钢件（含轧材，以下简称锻钢件）的生产、采购。 2 引用标准 GB9452热处理炉有效加热区测定方法 JB4249-1986锤上钢质自由锻件机械加工余量和公差 JB4250锤上钢质胎模锻件机械加工余量和公差 3 总则 锻钢件应符合本规范要求并按照经规定程序批准的技术文件和图样制造。 4 化学成份 4.1锻钢件用钢的化学成份应以抽样分析结果为依据。 4.2锻钢件材料化学成份极限应不超过表1、表2规定。 4.3锻钢件各元素的最大偏差应符合表3规定。 4.4常用锻钢件化学成份及允差应符合附录A或附录B的要求。 注：附录A给出了我国材料的化学成份及允差，附录B给出了相对应的美国材料的化学成份及允差，如用户要求，按用户要求选择，如用户无要求，则按附录A执行。 表1 表2 5 工艺要求 5.1熔炼方法 5.1.1制造厂必须制定规范的熔炼工艺指导生产。 5.1.2锻钢厂(含轧材)用钢熔炼一般采用碱性电弧炉可感应电弧炉进行，酸性电弧炉熔炼的钢不接 表3 合金元素最大偏差范围 注：表3中各元素的最大偏差应当使元素的合金含量不超过表1规定的值。
中学自由锻和模锻的工艺规程分别包括哪些主要内容
[中学]自由锻和模锻的工艺规程分别包括哪些主要内容自由锻和模锻的工艺规程分别包括哪些主要内容? 2012-11-04 10:26b6479771 | 分类:物理学 | 浏览699次分享到: 2012-11-05 15:24 提问者采纳 自由锻没有所谓固定工艺，主要是针对不同的锻件来说才有相应的工艺 模锻的工艺一般流程为下料----加热----制坯----预锻----终锻----切边-----校正实际操作中根据锻件实际情况其中某些步骤可以省略或简化规程和流程一字之差，完全不一样的。 自由锻工艺规程的主要内容包括:制锻件图，计算坯料的重量和尺寸，确定变形工步，选定设备和工具，确定锻造温度范围，加热、冷却及热处理的方法及规范等。模锻工艺规程的主要内容包括:分模面的选择、余块余量及公差、冲孔连皮模锻斜度及模锻圆角半径 冲孔—冲子扩孔—修整。设计与绘主要介绍了齿轮件自由锻的基本工序:镦粗—垫环镦粗— 制了锻件图,计算了坯料尺寸,确定了锻造温度范围和所需要的自由锻设备,并介绍了带锯下料,感应加热。 应有适当的模锻斜度和截面形状， 便于脱模。 应有适当的圆角半径，有利于金属 充满模膛，便于起模和提高锻模寿 命。 应尽量具有对称结构，利于简化模
具的设计与制造。 不宜在锻件上设计出过高、过窄的 肋板或过薄辐板， 减少模具劳动量， 简化模具制造，提高模具寿命。 胎模锻件和模锻件的结构工艺性 自由锻造 自由锻造是利用冲击力或压力使金属在上下砧面间各个方向自由变形，不受任何限制而获得所需形状及尺寸和一定机械性能的锻件的一种加工方法，简称自 由锻。 锻造特点 自由锻造所用工具和设备简单， 通用性好， 成本低。 同铸造毛坯相比， 自由锻消除了缩孔、 缩松、气孔等缺陷，使毛坯具有更高的力学性能。锻件形状简单，操作灵活。因此，它在重型机器及重要零件的制造上有特别 重要的意义。 自由锻造是靠人工操作来控制锻件的形状和尺寸的，所以锻件精度低， 加工余量大，劳动强度大，生产率也不高，因此它主要应用于单件、小批量生产。 锻造分类
世界大型自由锻和模锻液压机装备数量分布一览
世界大型自由锻和模锻液压机装备数量分布一览 在大型机械设备和重要装备中，如轧钢、电站（水电、火电、核电）、石油、化工、造船、航空、航天、重型武器等，都要采用大型自由锻件和大型模锻件，这些大锻件都是采用大型自由锻液压机和大型模锻液压机来锻造。因此，大锻件生产在先进工业国家都放在非常重要的地位，从一个国家所拥有大型自由锻液压机和大型模锻液压机的品种、数量和等级，就可衡量其工业水平和国防实力。世界各国大型自由锻液压机和模锻液压机拥有量见表1，因年代和资料来源等原因，会有出入，仅供参考。 大型模锻液压机是随着航空工业的需要而逐步发展起来的，早在第二次世界大战以前，德国为了发动侵略战争，为制造战斗机的需要，于1934年制造了70MN模锻液压机，1938--1944年期间又先后制造了300MN 模锻液压机1台、150MN模锻液压机3台。英国于1937年制造了120MN模锻液压机1台，其他国家都没有万吨模锻液压机。 1942年爆发二次世界大战，美国为加速生产战斗机，曾建造百余台中小型模锻液压机，但最大公称压力仅50MN。1945年二战结束以后，美、苏两国以德国战败赔偿为由，从德国拆走了一批万吨级模锻液压机，美国拆走2台150MN模锻液压机，苏联拆走150MN及300MN模锻液压机各一台。 1950---1952年期间，美国制造了1OOMN、126MN模锻液压机各1台，英国新增第二台120MN模锻液压机。 1953年法国制造了2台200MN模锻液压机。
1955年，美国为发展飞机制造业，梅斯塔（MESTA)公司为美国铝业公司制造1台450MN模锻液压机，同时联合工程公司又为美国铝业公司制造了1台315MN模锻液压机。就在同一年，劳威公司（LOEWY）为Wyman-Gordon公司制造了1台450MN模锻液压机和1台315MN模锻液压机。 1956年捷克斯洛伐克建造的120MN模锻液压机在SKODA厂投产。 1961~1964年苏联为发展航空和航天工业，在这期间建造了6台大型模锻液压机。如新克拉马托重机厂（HKM3）制造2台750MN模锻液压机，分别安装在古比雪夫铝厂和上萨尔达钛厂。乌拉尔重机厂（Y3TM）、新克拉马托重机厂、新西伯利亚重机厂又各自制造1台300MN模锻液压机。在这期间HKM3还制造了1台150MN 模锻液压机。 1961年美国喀麦隆钢铁公司1台180MN多向模锻液压机投产。 1962年中国自行设计制造300MN模锻液压机、之后又设计制造了1OOMN多向模锻液压机。 1964年德国建造的300MN模锻液压机投产。 1967年英国喀麦隆钢铁公司300MN多向模锻液压机投产。 1972年瑞典建造800MN新型钢丝缠绕结构模锻液压机。 1976年法国AD公司向苏联新克拉马托重机厂（HKM3）订购1台650MN多向模锻液压机 全世界拥有大型模锻液压机四十多台，其中有42％在美国。美国WymanGordon公司、俄罗斯BCMIIO公司、法国AD公司是世界上拥有模锻。液压机公称压力最大、品种、数量最多的3个企业，其品种和规格见表3 随着航空、航天工业的发展，各种高温合金材料和难变形材料的出现，一种热等静压技术（即等温模锻工艺）在国外开始应用。国外等温模锻液压机的公称压力为23~72MN，是否还有大型等温模锻液压机则不详。我国现有3台1OOMN等温模锻液压机。等温模锻液压机主要用作铝合金、钛合金、高温合金、粉末合金等难变形材料进行热模锻和等温超塑性成形。