锻压篇金属工艺学
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金属工艺学(热)压力加工
4. 胎模锻 是在自由锻设备上使用 胎膜生产模锻件的工艺 方法。 胎膜种类：扣模、筒模 和合模
第二节 锻造工艺规程的制订
一、绘制锻件图 考虑内容： 1 敷料、余量和公差 为了简化零件的形状和结构，便于锻造而增加的一部分金属， 称为敷料。 在零件的加工表面上为切削加工而增加的尺寸，称为余量。 锻件公差是锻件名义 尺寸的允许变动量。
（4）应避免深孔或多孔结构。 （5）模锻件的整体结构应力求简单。
作业： 111页 （2）、（3）、（5）、（9）、（11）
第二节 锻造工艺规程的制订
2 分模面 上下锻模在模锻件上的分界面。 确定原则： （1）应保证模锻件能从模膛中取出来。 （2）应保证制成锻模后，上下两模沿分模面的模膛轮廓一致。 （3）应选在使模膛深度最浅的位置上。 （4）应使零件上所加敷料最少。 （5）最好是一个平面。
第二节 锻造工艺规程的制订
第一节 锻造方法
1. 自由锻工序 分为基本工序、辅助工序和精整工序 （1）基本工序 使金属坯料实现主要的变形要求，达到或 基本达到锻件所需尺寸和形状的工序。 镦粗 使坯料高度减小、横截面积增大的工序 拔长 使坯料横截面积减小、长度增大的工序 冲孔 使坯料具有通孔或盲孔的工序 弯曲 使坯料轴线产生一定曲率的工序 扭转 使坯料的一部分相对于另一部分绕其轴线旋转一定 角度的工序 错移 使坯料的一部分相对于另一部分平移错开的工序 切割 是分割坯料或去除锻件余量的工序 （2）辅助工序 是指进行基本工序之前的预变形工序。 （3）精整工序 完成基本工序后，提高锻件尺寸及位置精 度的工序。
金属工艺学（热）
金属工艺学第3篇习题解
第三篇 锻 压一、判断题（对的在题前的括号中打“√”，错的打“×”）1.回复和再结晶都能消除加工硬化现象，是一种软化过程。
×2.热加工形成的纤维组织可以用热处理方法消除。
×3.锻锤的吨位是用落下部分的质量表示。
√4.自由锻是大型锻件的唯一锻造方法。
√5.金属在0℃（再结晶温度）以下的塑性变形称为冷变形。
×6.锤上模锻不可以直接锻出有通孔的锻件。
（要留有冲连皮）7.板料冲压中的弯曲工序，由于有回弹现象，因此设计弯曲模具时，弯曲角度比成品大（小）一个回弹角。
×8.模锻中为了便于从模膛内取出锻件，锻件在垂直（平行）于锤击方向的表面应留有一定的斜度，这称为模锻斜度。
×1.为减少坯料某一部分的横截面积以增大另一部分的横截面积，可采用A、拔长模膛B、滚挤模膛C、成型模膛D、弯曲模膛2.假设落料件直径为d，单边间隙值为Z，则落料凸模尺寸为A、dB、d－ZC、d＋2ZD、d－2Z3.在冲床的一次行程中，完成多个冲压工序的冲模为A、简单模B、连续模C、复合模D、无法确定4.将板料或坯料弯曲时，弯曲变形量决定于A、板料厚度tB、弯曲半径rC、r/tD、弯曲材料的弹性模量5.为简化锻件的形状，需在锻件图上加上A、加工余量B、敷料C、锻件公差D、模锻斜度挤压的基本方式有哪几种？各自金属流动方向与凸模运动方向金属流动方向与凸模运动之间的关系3.如图所示为三种形状不同的连杆，试选择锤上模锻时最合适的分模面位置，并绘出相应的模锻件图。
(完整版)金属工艺学(压力加工)
在设计时应使零件工作时的正应力方向与纤维方向应一致，纤维的分布与零 件的外形轮廓应相符合。
锻造齿轮毛坯，应对棒料镦粗加工，使其纤维呈放射状，有利于齿轮的受力。 曲轴毛坯的锻造，应采用拔长后弯曲工序，使纤维组织沿曲轴轮廓分布，这样曲轴 工作时不易断裂。
第三节 金属的可锻性
金属的可锻性是衡量材料在经受压力加工时获得优质制品难 易程度的工艺性能。
转体锻件。
第二节 锻造工艺规程的制订
一、绘制锻件图
锻件图是以零件图为基础，结 合锻造工艺特点绘制而成。
1.敷料、余量及公差
敷料:为了简化零件的形状和 结构、便于锻造而增加的 部分金属。
加工余量：在零件的加工表面 上，为切削加工而增加的 尺寸。
锻件公差:是锻件名义尺寸允 许的变动量。金工动画\锻 件图.exe
二、常用的压力加工方法：
a）轧制 b）挤压 c）拉拔 d）自由锻 e）板料冲压 f）模锻
金工动画\压力加工\视 频\挤压.avi
金工动画\压力加工\视频\镦粗.avi
三、压力加工的特点 （1）改善金属的组织、提高力学性能。 （2）材料的利用率高。 （3）较高的生产率。 （4）毛坯或零件的精度较高。 钢和非铁金属可以在冷态或热态下压力 加工。可用作承受冲击或交变应力的重要零 件，但不能加工脆性材料（如铸铁）。
可锻性常用塑性和变形抗力来衡量。金属的可锻性取决于金属 的本质和加工条件。
一、 金属的本质
1.化学成分的影响 纯金属的可锻性比合金好；碳钢的含碳量越低，可锻性
越好。 2.金属组织的影响
纯金属及单相固溶体比金属化合物的可锻性好;细小的 晶粒粗晶粒 好；面心立方晶格比体心立方晶格好 。
二、加工条件
1.变形温度的影响 热变形可锻性提高.但温度过高将发生过热、过烧、脱
锻造齿轮毛坯，应对棒料镦粗加工，使其纤维呈放射状，有利于齿轮的受力。 曲轴毛坯的锻造，应采用拔长后弯曲工序，使纤维组织沿曲轴轮廓分布，这样曲轴 工作时不易断裂。
第三节 金属的可锻性
金属的可锻性是衡量材料在经受压力加工时获得优质制品难 易程度的工艺性能。
转体锻件。
第二节 锻造工艺规程的制订
一、绘制锻件图
锻件图是以零件图为基础，结 合锻造工艺特点绘制而成。
1.敷料、余量及公差
敷料:为了简化零件的形状和 结构、便于锻造而增加的 部分金属。
加工余量：在零件的加工表面 上，为切削加工而增加的 尺寸。
锻件公差:是锻件名义尺寸允 许的变动量。金工动画\锻 件图.exe
二、常用的压力加工方法：
a）轧制 b）挤压 c）拉拔 d）自由锻 e）板料冲压 f）模锻
金工动画\压力加工\视 频\挤压.avi
金工动画\压力加工\视频\镦粗.avi
三、压力加工的特点 （1）改善金属的组织、提高力学性能。 （2）材料的利用率高。 （3）较高的生产率。 （4）毛坯或零件的精度较高。 钢和非铁金属可以在冷态或热态下压力 加工。可用作承受冲击或交变应力的重要零 件，但不能加工脆性材料（如铸铁）。
可锻性常用塑性和变形抗力来衡量。金属的可锻性取决于金属 的本质和加工条件。
一、 金属的本质
1.化学成分的影响 纯金属的可锻性比合金好；碳钢的含碳量越低，可锻性
越好。 2.金属组织的影响
纯金属及单相固溶体比金属化合物的可锻性好;细小的 晶粒粗晶粒 好；面心立方晶格比体心立方晶格好 。
二、加工条件
1.变形温度的影响 热变形可锻性提高.但温度过高将发生过热、过烧、脱
金属工艺学 第8章 锻压成形
5填写工艺卡金属工艺学表81锻件分类及所需锻造工序锻件类别锻造工序盘类零件锻台阶等筒类零件弯曲类零件拔长弯曲等金属工艺学823避免锥体和斜面结构几何体间的交接处不应形成空间曲线金属工艺学自由锻件上不应设计出加强筋凸台工字形截面截面变化大的锻件采用组合连接金属工艺学表82半轴自由锻工艺卡锻件名称坯料质量25kg坯料尺寸130240拔长及修整台阶拔长并留出台阶修整金属工艺学833压力机上模锻83模锻金属工艺学基本知识模锻
8.2.2自由锻工艺规程的制订
1、绘制锻件图 锻件图是制定锻造工艺过程和检验的 依据，绘制时主要考虑余块、余量和锻件公差。 （1）余块 对键槽、齿槽、退刀槽以及小孔、盲孔、 台阶等难以用自由锻方法锻出的结构，必须暂时 添加一部分金属以简化锻件的形状。为了简化锻 件形状以便于进行自由锻造而增加的这一部分金 属，称为余块（或敷料），如图8-6所示。 （2）锻件余量 在零件的加工表面上增加供切削加工 用的余量，称之为锻件余量，如图8-6所示。锻件 余量的大小与零件的材料、形状、尺寸、批量大 小、生产实际条件等因素有关。零件越大，形状 越复杂，则余量越大。 （3）锻件公差 锻件公差是锻件名义尺寸的允许变动 量，其值的大小与锻件形状、尺寸有关，并受生 产具体情况的影响。
表8-1 锻件分类及所需锻造工序
锻件类别 盘类零件 轴类零件 筒类零件 环类零件 弯曲类零件 图 例 锻造工序 镦粗（或拔长－镦粗），冲孔等 拔长（或镦粗－拔长），切肩， 锻台阶等
镦粗（或拔长－镦粗），冲孔， 在芯轴上拔长等 镦粗（或拔长－镦粗），冲孔， 在芯轴上扩孔等
拔长，弯曲等
8.2.3自由锻件的结构工艺性
加工条件的影响(外因)
变形温度的影响
在一定的变形温度范围内，随着温度升高，原子动 能升高，从而塑性提高，变形抗力减小，有效改善了可 锻性。 若加热温度过高，晶粒急剧长大，金属力学性能降 低，这种现象称为“过热”。若加热温度更高接近熔点， 晶界氧化破坏了晶粒间的结合，使金属失去塑性，坯料 报废，这一现象称为“过烧”。 金属锻造加热时允许的最高温度称为始锻温度。 不能再锻，否则引起加工硬化甚至开裂，此时停止锻造 的温度称终锻温度。
8.2.2自由锻工艺规程的制订
1、绘制锻件图 锻件图是制定锻造工艺过程和检验的 依据，绘制时主要考虑余块、余量和锻件公差。 （1）余块 对键槽、齿槽、退刀槽以及小孔、盲孔、 台阶等难以用自由锻方法锻出的结构，必须暂时 添加一部分金属以简化锻件的形状。为了简化锻 件形状以便于进行自由锻造而增加的这一部分金 属，称为余块（或敷料），如图8-6所示。 （2）锻件余量 在零件的加工表面上增加供切削加工 用的余量，称之为锻件余量，如图8-6所示。锻件 余量的大小与零件的材料、形状、尺寸、批量大 小、生产实际条件等因素有关。零件越大，形状 越复杂，则余量越大。 （3）锻件公差 锻件公差是锻件名义尺寸的允许变动 量，其值的大小与锻件形状、尺寸有关，并受生 产具体情况的影响。
表8-1 锻件分类及所需锻造工序
锻件类别 盘类零件 轴类零件 筒类零件 环类零件 弯曲类零件 图 例 锻造工序 镦粗（或拔长－镦粗），冲孔等 拔长（或镦粗－拔长），切肩， 锻台阶等
镦粗（或拔长－镦粗），冲孔， 在芯轴上拔长等 镦粗（或拔长－镦粗），冲孔， 在芯轴上扩孔等
拔长，弯曲等
8.2.3自由锻件的结构工艺性
加工条件的影响(外因)
变形温度的影响
在一定的变形温度范围内，随着温度升高，原子动 能升高，从而塑性提高，变形抗力减小，有效改善了可 锻性。 若加热温度过高，晶粒急剧长大，金属力学性能降 低，这种现象称为“过热”。若加热温度更高接近熔点， 晶界氧化破坏了晶粒间的结合，使金属失去塑性，坯料 报废，这一现象称为“过烧”。 金属锻造加热时允许的最高温度称为始锻温度。 不能再锻，否则引起加工硬化甚至开裂，此时停止锻造 的温度称终锻温度。
金属工艺学第五章
1.高速锤成形
高速锤成形是利用14MPa的高压气体的短时间突然膨胀,推动锤头 和框架系统作高速相对运动而产生悬空打击,使金属坯料在高速 冲击下成形。
2.精密模锻
精密模锻是在普通的模锻设备上锻制形状复杂的高精度锻件的一 种模锻工艺。 3.液态成形
液态成形是一种介于压力铸造和模锻之间的加工方法。
4.超塑性成形
锻造比是指锻造工件变形前后的横截面或长度的比值,通常用符 号Y表示,即
第三节 板料冲压与其他锻压方法
一、板料冲压
板料冲压是利用冲模使金属板料发生分离或变形的加工成 形方法。
1.冲压基本工序
(1) 分离工序 使坯料的一部分与另一部分相互分离的工序称为 分离工序,包括剪切和冲裁。
图5-14 落料
图5-15 冲孔
(1) 变形温度的影响 随着变形温度的提高,金属的塑性提高,变形 抗力减少,提高了金属的锻造性。
图5-13 锻造流线的合理分布 a) 螺钉头 b) 曲轴
二、锻造流线与锻造比
1.锻造流线
工件在锻造变形过程中,其内部一些杂质也随之变形,当锻件沿轴 向伸长时,这些杂质也随之伸长呈纤维状,形成所谓锻造流线,使得 锻件具有明显的各向异性力学性能。 2.锻造比
图5-16 弯曲
图5-17 拉深
2.冲模 冲模是使板料分离或变形的工具。
图5-18 冲模 1—定位销 2—导板 3—卸料板 4—冲头 5—冲头压板 6—模垫 7—模柄 8—上模 板 9—导套 10—导柱 11—凹模 12—
凹模压板 13—下模板
1) 模架。模架由上、下模板组成。上模板用以固定冲头,下模板 用以固定凹模和送料,卸料构件。上、下模板上分别固定有导套 和导柱,用以将上、下模对准。
超塑性是指金属或合金在特定条件下进行的拉伸实验,其伸长率 超过100%的特性,例如,纯钛可超过300%,锌铝合金可超过1000% 。
高速锤成形是利用14MPa的高压气体的短时间突然膨胀,推动锤头 和框架系统作高速相对运动而产生悬空打击,使金属坯料在高速 冲击下成形。
2.精密模锻
精密模锻是在普通的模锻设备上锻制形状复杂的高精度锻件的一 种模锻工艺。 3.液态成形
液态成形是一种介于压力铸造和模锻之间的加工方法。
4.超塑性成形
锻造比是指锻造工件变形前后的横截面或长度的比值,通常用符 号Y表示,即
第三节 板料冲压与其他锻压方法
一、板料冲压
板料冲压是利用冲模使金属板料发生分离或变形的加工成 形方法。
1.冲压基本工序
(1) 分离工序 使坯料的一部分与另一部分相互分离的工序称为 分离工序,包括剪切和冲裁。
图5-14 落料
图5-15 冲孔
(1) 变形温度的影响 随着变形温度的提高,金属的塑性提高,变形 抗力减少,提高了金属的锻造性。
图5-13 锻造流线的合理分布 a) 螺钉头 b) 曲轴
二、锻造流线与锻造比
1.锻造流线
工件在锻造变形过程中,其内部一些杂质也随之变形,当锻件沿轴 向伸长时,这些杂质也随之伸长呈纤维状,形成所谓锻造流线,使得 锻件具有明显的各向异性力学性能。 2.锻造比
图5-16 弯曲
图5-17 拉深
2.冲模 冲模是使板料分离或变形的工具。
图5-18 冲模 1—定位销 2—导板 3—卸料板 4—冲头 5—冲头压板 6—模垫 7—模柄 8—上模 板 9—导套 10—导柱 11—凹模 12—
凹模压板 13—下模板
1) 模架。模架由上、下模板组成。上模板用以固定冲头,下模板 用以固定凹模和送料,卸料构件。上、下模板上分别固定有导套 和导柱,用以将上、下模对准。
超塑性是指金属或合金在特定条件下进行的拉伸实验,其伸长率 超过100%的特性,例如,纯钛可超过300%,锌铝合金可超过1000% 。
金属压力加工锻压生产
商业银行负债业务 商业银行的资产业务 商业银行的中间业务 网上银行业务
第一节 商业银行负债业务
• 一、商业银行负债的概念
• 商业银行的负债是指在商业银行经营活 动中所产生的，需要用自己的资产或通 过提供劳务进行偿还的经济义务。它具 有三个基本特点：
• （１）它必须是现实的、仍然存在的。 已经偿
第一节 商业银行负债业务
•
活期存款
• 活期存款是可以签发支票并根据需要提 款的存款，在提款或支付时使用支票，
因而也叫支票存款。活期存款构成了商 业银行的重要资金来源，也是商业银行
创造信用的重要条件。由于活期存户存 取频繁，所费成本较高，因而银行一般
不支付利息。经营活期存款对商业银行 有许多有利之处。例如，可以运用活期
锻压设备
自由锻
只用简单的通用性工具，或在锻造设备 的上、下砧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，这种方法 称为自由锻。
一、自由锻设备 根据对坯料作用力的性质不同，自由 锻设备可分为产生冲击力的锻锤和产生静 压力的压力机两大类。
第四章 金融业务
• 第一节 • 第二节 • 第三节 • 第四节
• ⑵ 组织结构 纯金属及单相固溶体（如奥氏体）具有 良好的锻造性能。合金中金属化合物相增 多会使其锻造性能迅速恶化。
• 2． 变形条件
• ⑴ 变形温度
在一定的温度范围内，金属材料随着温度的 升高，金属的塑性增加，变形抗力减小。
• ⑵ 变形速度
变形速度是指单位时间内的变形程度。若变 形速度增大，回复和再结晶来不及克服冷变 形强化现象，使塑性下降，变形抗力增加， 可锻性变差。
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第一节 商业银行负债业务
• （２）股金提款单账户。
金属工艺学 3锻压-2
旋压
• • • • 旋压的基本要点是： (1)合理的转速 (2)合理的过渡形状 (3)合理加力
上次课内容回顾
分离工序
落料及冲孔
冲裁变形过程 凸凹模间隙对冲裁件质量的影响
凸凹模刃口尺寸的确定
设计落料模时，应先按落料件确定凹模刃口尺寸，设计冲 孔模时，先按冲孔件确定凸模尺寸 精密冲裁 变形工序：正确选择拉伸系数，合理设计拉深模工作零件
落料不超过IT10，冲孔不超过IT9，弯曲不超过IT9～ IT10。 拉深件高度尺寸精度为IT8～IT9，经整形工序后尺寸 精度达IT6～IT7。拉深件直径尺寸精度为IT9～IT10。
3.4.4 .3 拟订冲压工艺方案
1.选择冲压基本工序
冲压基本工序的选择，主要是根据冲压件的形状、 尺寸、公差及生产批量确定的。 (1)剪裁和冲裁 剪裁与冲裁都能实现板料的分离。 (2)弯曲 (3)拉深
3.4.1.3 精密冲裁
精密冲裁法
改变冲裁条件，以增大变形区的静水 压作用，抑制材料的断裂，使塑性剪切变 形延续到剪切的全过程，在材料不出现剪 裂纹的冲裁条件下实现材料的分离，从而 得到断面光滑而垂直的精密零件。
3.4.2 变形工序
3.4.2.1 拉深变化过程
拉深过程及变形特点： 凸模和凹模有一定的圆角，其间隙一般 稍大于板料厚度。拉深件的底部一般不变 形，厚度基本不变。直壁厚度有所减小。 圆筒形零件的拉深
与坯料纤维方向垂直
3.4.2.3 其它冲压成型 胀形
胀形主要用于平板毛 坯的局部胀形（或叫起伏 成型），如压制凹坑，加 强筋，起伏形的花纹及标 记等。另外，管类毛坯的 胀形（如波纹管）、平板 毛坯的拉形等，均属胀形 工艺。
翻边
翻边是在坯料的平面部分或曲 面部分上使板料沿一定的曲率翻成 竖立边缘的冲压成型方法。内孔翻 边（图9-15）和外缘翻边。
金属工艺学-锻压
2）用同样方法，知轴右端M55的长度为29mm（88－ 59），过短过小，也不锻出。
3）将所有不锻出部分化简后加上余块，可得出简化 后锻件的形状（图1）。
附图1－简化后锻件的形状 （2）确定加工余量和公差 查阅附表1：
零件最大直径D＝73mm；L＝555mm； 分别查得加工余量和极限偏差为: a＝10±４mm， 则： d1＝φ73＋10±4＝83±4mm ; d2＝φ62＋10±4＝72±4mm;㎜ l1＝290＋2×10（±4）＝310±8mm;
73
金工锻压复习思考题讨论
叙述轴零件在绘制自由锻件图时应考虑的因素，并写出自 由锻工序的先后顺序。
解：分析；对于轴中心￠30mm的孔，自由锻无法锻出， 确定仅锻实心轴。锻后使用深孔钻床加工该孔。
绘制自由锻件图应考虑的因素有： （1）简化锻件形状 为了简化锻造工序，可考虑减少轴 的台阶数。
1)先考虑轴左端￠50是否锻出，查阅GB/T15826·71995(见附表1)对锻件上的台阶和凹挡的锻出条件计算有： h=6mm时，因零件总长度为555mm时，可以锻出的台阶最小 长度：l01=160mm,而题给零件此段长度为70mm（555－397 －88），故不予锻出。
60
板料冲压成形 变形工序 胀形
平板坯料胀形
61
板料冲压成形 变形工序 一、胀形
管坯胀形
62
板料冲压成形 变形工序 胀形
球体胀形
63
板料冲压成形 变形工序 胀形
拉形
64
板料冲压成形 变形工序 二、翻边
65
板料冲压成形 冲模的分类和构造
一、简单模
在压力机的一次行 程中，只完成一道 工序的模具
2.锻件余量
锻件余量
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自由锻工艺规程的制订： 1.锻件的工艺分析：
1）自由锻件的结构工艺性：
①避免锥体和斜面结构，用圆柱面和平面代替. 见教材P123图3-33 ②锻件上的相贯线应为平面相交曲线. 见教材P123图3-34 ③外形应尽量简化，避免凸台、凹槽、加强筋、耳. 见教材P124图3-35 ④复杂件应采用锻—焊联合结构. 见教材P124图3-36
4．锤上模锻：
1）模锻锤：
设备为蒸汽—空气模锻锤. 见教材P112图3-12 设备运动精度高，合模准确，吨位1～16T, 可锻制150㎏以下的锻件.
2）锻模：
见教材P112图3-13
3）锻模模膛分类： 锻模模膛分为制坯模膛和模锻模膛
两大类： ①制坯模膛： 使坯料形状基本接近模锻件形状、使金属能合理分布 并很好地充满模锻模膛前，制坯所需要的模膛. 分为： 拔长模膛、滚压模膛、弯曲模膛、切断模膛、镦粗台、 击扁台. 见教材P113图3-15、图3-16、图3-17. ②模锻模膛： ⅰ）预锻模膛： 使坯料变形到接近到锻件的形状和尺寸. ⅱ）终锻模膛： 使坯料最后变形到锻件所需的形状和尺寸. 根据模锻件复杂程度不同，所需模膛数量不等，有单 膛锻模和多膛锻模. 见教材P114图3-18即为多膛锻模.
b
a
c d
a
c d
b 分模面选择比较 a-a面锻件无法取出；b-b面金属不易充满模膛， 且不利于锻模制造和敷料较多（因孔不能锻出），浪 费金属，增加加工工时；c-c面易发生错模现象；d-d 面最合理。 返回
2.绘制模锻件图： 1)确定合理的分模面. 见教材P120图3-26 讲清确定分模面的5 条原则. 2)确定余块、加工余量和锻造公差. 均较自由锻时小,可查手册. 3)确定模锻斜度： 见教材P120图3-27. 外壁斜度(5～7°)﹤内壁斜度(7～12°) 4)确定圆角半径： 见教材P120图3-28 作用：便于金属流动和充满模膛,减少模具磨損,提高模具 寿命. 外圆角半径r = 1.5～4㎜. 内圆角半径R = (3～4)r 5)确定冲孔连皮：见教材P112图3-14中3所示. 孔锻出条件： d≧30. 孔深h﹤2d 连皮厚度可查锻工手 册. 6)确定飞边槽尺寸：见教材P112图3-13中3所示. 作用：强制金属充满模膛(阻流作用)、缓冲锤击、容纳多 余金属. 具体可查锻工手册.
1—工艺余块
2—余量
7)模锻件图的技术条件： 包括： 模锻斜度、圆角半径、沿中心线允许的偏移量、表面缺陷 的允许值、锻件翘曲的允许值、允许残留毛边和毛刺的大 小、锻件壁厚误差的允许值、热处理硬度要求、锻件清理 方法、锻件印记项目及位置、其他要求. 8)绘制模锻件图： 画法与标注方法与自由锻件图相同. 见教材P119图3-25及教材P121图3-29 3.确定坯料质量和尺寸： 比自由锻件计算时少了G切 、G芯 、多了G飞、G 连皮 ,其他 相同. 4.确定模锻工步： 根据模锻件的形状和尺寸确定. 5.确定修整工步： 包括校正、切分边、冲连皮、清理、热处理. 6.确定模锻设备： 加热设备、锻造设备.
1)变形温度： t℃↑可锻性↑但t℃不可过高,以防过热、过 烧、裂纹. 始锻温度和终锻温度的选择见教材P95图3-8. 2)应变速率： 应变速率↑ 可锻性↓. 3)应力状态： 压应力数目↑ 可锻性↑.
第二章
锻造
利用冲击力或压力使金属在锻造设备的上、下砧之间或锻模中 变形,从而获得所需形状和尺寸的锻件,这类工艺方法称为锻造。 锻造是金属零件的重要成型方法之一,锻件具有较好的力学性能。
5．曲柄压力机上模锻： 6．摩擦压力机上模锻： 7．胎模锻：
不常用，在此不讲，同学们可自学. 不常用，在此不讲，同学们可自学.
在自由锻设备上使用胎模生产模锻件的锻造方法. 较为常用. 是介于自由锻和模锻之间的一种过渡性的模锻工艺. 1)特点： ①优点：胎模结构简单，锻件精度较高，不需昂贵的模锻锤. ②缺点：胎模易損坏，比模锻件精度低，劳动强度大. ③应用：只适于无模锻设备的中小型工厂生产中小批量的锻 件. 2)分类： ①扣模：见教材P117图3-22. 用来对坯料进行全部或局部扣形，生产长杆非回转体锻件. ②筒模： 见教材P117图3-23. 分镶块筒模、带模垫筒模、组合筒模三种. 用于锻造齿轮、发兰盘等盘类锻件. ③合模：由上、下模组成，并有导向结构. 见教材P118图3-24. 用于生产形状复杂、精度较高的非回转体锻件.
四.金属的变形程度-------即锻造比：
L1 A0 Y拔 = = L0 A
H0 Y镦 = H
一般，碳素结构钢取2～3，合金结构钢取3～4。 对于某些高合金工具钢和特殊性能的合金钢，为促进合 金碳化物分布的均匀化，击碎钢中的碳化物，常采用较 大的锻造比，如高速钢取5-12，不锈钢取4-6。
第三节 金属的可锻性------金属锻压时所表现出来的工
3）锻件图的绘制： 根据零件公称尺寸、锻造公差、加工余量、敷料， 算出各部分尺寸. 绘图要点有： ①锻件形轮廓线用粗实线，零件形状用双点划线. ②锻件公称尺寸、公差标注在尺寸线上面，零件公 称尺寸标注在尺寸线下面，并加括号. ③在图上无法标注的，如：锻造比、硬度、氧化缺 陷、脱碳层深度等，可采用技术条件方式予以注 明.
艺性能.包括金属的塑性和金属的变形抗力. δ↑ 变形抗力↓ 则可锻性越好.
影响因素有：
1.金属的本质：
1）化学成分：合金低于纯金属
含碳量↑ 可锻性↓ 合金元素含量↑ 可锻性↓
2）金属组织：面心立方晶格可锻性优于体心立方晶 格.
单相组织的可锻性优于多相组织. 细晶粒组织的可锻性优于粗晶粒组织.
2.加工条件：
自由锻造
空气锤
蒸汽－空气自由锻锤
二.模型锻造--------模锻： 1.定义： 金属坯料在冲击力或压力作用下，在锻模模膛内变形， 从而获得锻件的工艺方法，称为模锻. 2．特点： 锻件尺寸精确，加工余量小，形状结构较为复杂，生 产率高. 3．分类： 1）锤上模锻： 最常用,模锻锤及锻模 见教材P112图3-12、 图3-13. 2）曲柄压力机上模锻： 3）摩擦压力机上模锻： 4）胎模锻：
3.确定坯料质量和尺寸： 1) 坯料质量的确定： ①中小型锻件用型钢作坯料时： G坯 == G锻 + G芯 + G切 + G烧
G锻---------依锻件图计算出锻件体积再乘以比重. (dm3×㎏╱dm3) G芯-------------实心冲子冲孔. G芯 = (1.18～1.57)d2H. (d----孔径. dm) (H----孔高. dm) G切--------------切除料头质量. G烧--------------氧化烧損的质量.
三.热变形后金属的组织与性能：
1.热变形：变形温度在再结晶温度以上的塑性变形. 2.热变形后金属的组织与性能： 1)粗大晶粒细化为等轴的细小球状晶粒. 2)气孔、裂纹等缺陷被压合,组织更致密. 3)原晶界上的夹杂物在变形过程中被拉长(沿变形方 向),形成了纤维组织, 见教材P106图3-6. 4)机械性能较变形前全面提高(σb 、HB、δ、ak均↑) 3.纤维组织的合理利用： 各向异性. 使纤维组织的分布与零件的外形轮廓一致而不被切断. 使零件所受的最大正应力方向与纤维方向一致、最大 切应力与纤维方向垂直。 例：教材P106图3-7 螺钉.
②大型锻件用钢锭作坯料时： G坯 == G锻 + G切 + G烧 + G芯 + G头 + G尾
2) 坯料尺寸的确定： 与锻造过程的第一道基本工序有关. ①镦粗法： 3 V D坯 = (0.8～1.0） 坯
(采用圆坯料时,D为截面直径)
A坯 = (0.75～0.9) 3 V坯
H坯
V坯 = F 坯
(采用方坯料时, A为截面边长)
第二节 塑性变形对金属组织和性能的影响
一.冷变形后金属的组织和性能： 1.冷变形： 再结晶温度以下进行的塑性变形. 2.加工硬化： 随塑性变形量的增加，金属的σb、HB↑,δ、 ak↓的现象. 晶粒被拉长或压扁,晶格扭曲,产生碎晶块,滑移 阻力↑,继续变形困难. 1）优点： 可强化金属机械性能. 2）缺点： 使δ↓,进一步塑性变形困难,甚至导致裂纹.
第一节 锻造方法 一.自由锻：
定义：利用冲击力或压力使金属在锻造设备的上、 下砧之间产生变形,从而获得所需形状和尺寸 的锻件的锻造方法,称为自由锻. 即：锻造时金属在上下方向的变形受上下砧的限制, 而向四周各方向的塑性变形不受任何限制,变形是自 由的.
2.特点： 1）所用工具简单,通用性强. 2）可以生产各种大小、重量(1～300T)的形状简单的锻件. 3.分类： 1）锤锻：手工锤锻、空气锤、蒸汽---空气自由锻锤---------产生冲击力. 2）液压机：水压机 --------------------------------------------------产生静压力. 4）自由锻工序： 1）基本工序：使金属胚料实现主要的变形要求,达到或基本达到所需形状 和尺寸的工序. 有镦粗、拔长、冲孔、弯曲、扭转、错移、切割、锻焊共八种. 2）辅助工序：进行基本工序之前的预变形工序, 如：压钳口、倒棱、压肩等. 3）精整工序：在完成基本工序之后, 用以提高锻件尺寸及位置精度的工序. 坯料 锻件分类及基本工序方案： 见教材P111表3-1. 有盘类、轴类、筒类、环类、曲轴类、弯曲类 六类零件的锻造基本工序方案.
2.绘制锻件图：
1）确定锻件形状： 该加敷料的必须加，以简化形状，便于锻造. 如：零件上的凹槽、台阶、凸肩、法兰、内孔等不便锻造 时均需加敷料. 2）确定加工余量和锻造公差： 锻件公称尺寸 = 零件公称尺寸＋加工余量 3）不需切削加工的表面就不需加余量，称为“黑皮”. 考虑锻造公差的原因：热态下测量困难，终锻温度不一 致，工具磨損、设备精度、工人技术水平的差异.不但加工 面需有公差，黑皮也同样需有公差.
第三篇 金属塑性加工
第一章 金属的塑性变形 第一节 金属塑性变形的实质
1）自由锻件的结构工艺性：
①避免锥体和斜面结构，用圆柱面和平面代替. 见教材P123图3-33 ②锻件上的相贯线应为平面相交曲线. 见教材P123图3-34 ③外形应尽量简化，避免凸台、凹槽、加强筋、耳. 见教材P124图3-35 ④复杂件应采用锻—焊联合结构. 见教材P124图3-36
4．锤上模锻：
1）模锻锤：
设备为蒸汽—空气模锻锤. 见教材P112图3-12 设备运动精度高，合模准确，吨位1～16T, 可锻制150㎏以下的锻件.
2）锻模：
见教材P112图3-13
3）锻模模膛分类： 锻模模膛分为制坯模膛和模锻模膛
两大类： ①制坯模膛： 使坯料形状基本接近模锻件形状、使金属能合理分布 并很好地充满模锻模膛前，制坯所需要的模膛. 分为： 拔长模膛、滚压模膛、弯曲模膛、切断模膛、镦粗台、 击扁台. 见教材P113图3-15、图3-16、图3-17. ②模锻模膛： ⅰ）预锻模膛： 使坯料变形到接近到锻件的形状和尺寸. ⅱ）终锻模膛： 使坯料最后变形到锻件所需的形状和尺寸. 根据模锻件复杂程度不同，所需模膛数量不等，有单 膛锻模和多膛锻模. 见教材P114图3-18即为多膛锻模.
b
a
c d
a
c d
b 分模面选择比较 a-a面锻件无法取出；b-b面金属不易充满模膛， 且不利于锻模制造和敷料较多（因孔不能锻出），浪 费金属，增加加工工时；c-c面易发生错模现象；d-d 面最合理。 返回
2.绘制模锻件图： 1)确定合理的分模面. 见教材P120图3-26 讲清确定分模面的5 条原则. 2)确定余块、加工余量和锻造公差. 均较自由锻时小,可查手册. 3)确定模锻斜度： 见教材P120图3-27. 外壁斜度(5～7°)﹤内壁斜度(7～12°) 4)确定圆角半径： 见教材P120图3-28 作用：便于金属流动和充满模膛,减少模具磨損,提高模具 寿命. 外圆角半径r = 1.5～4㎜. 内圆角半径R = (3～4)r 5)确定冲孔连皮：见教材P112图3-14中3所示. 孔锻出条件： d≧30. 孔深h﹤2d 连皮厚度可查锻工手 册. 6)确定飞边槽尺寸：见教材P112图3-13中3所示. 作用：强制金属充满模膛(阻流作用)、缓冲锤击、容纳多 余金属. 具体可查锻工手册.
1—工艺余块
2—余量
7)模锻件图的技术条件： 包括： 模锻斜度、圆角半径、沿中心线允许的偏移量、表面缺陷 的允许值、锻件翘曲的允许值、允许残留毛边和毛刺的大 小、锻件壁厚误差的允许值、热处理硬度要求、锻件清理 方法、锻件印记项目及位置、其他要求. 8)绘制模锻件图： 画法与标注方法与自由锻件图相同. 见教材P119图3-25及教材P121图3-29 3.确定坯料质量和尺寸： 比自由锻件计算时少了G切 、G芯 、多了G飞、G 连皮 ,其他 相同. 4.确定模锻工步： 根据模锻件的形状和尺寸确定. 5.确定修整工步： 包括校正、切分边、冲连皮、清理、热处理. 6.确定模锻设备： 加热设备、锻造设备.
1)变形温度： t℃↑可锻性↑但t℃不可过高,以防过热、过 烧、裂纹. 始锻温度和终锻温度的选择见教材P95图3-8. 2)应变速率： 应变速率↑ 可锻性↓. 3)应力状态： 压应力数目↑ 可锻性↑.
第二章
锻造
利用冲击力或压力使金属在锻造设备的上、下砧之间或锻模中 变形,从而获得所需形状和尺寸的锻件,这类工艺方法称为锻造。 锻造是金属零件的重要成型方法之一,锻件具有较好的力学性能。
5．曲柄压力机上模锻： 6．摩擦压力机上模锻： 7．胎模锻：
不常用，在此不讲，同学们可自学. 不常用，在此不讲，同学们可自学.
在自由锻设备上使用胎模生产模锻件的锻造方法. 较为常用. 是介于自由锻和模锻之间的一种过渡性的模锻工艺. 1)特点： ①优点：胎模结构简单，锻件精度较高，不需昂贵的模锻锤. ②缺点：胎模易損坏，比模锻件精度低，劳动强度大. ③应用：只适于无模锻设备的中小型工厂生产中小批量的锻 件. 2)分类： ①扣模：见教材P117图3-22. 用来对坯料进行全部或局部扣形，生产长杆非回转体锻件. ②筒模： 见教材P117图3-23. 分镶块筒模、带模垫筒模、组合筒模三种. 用于锻造齿轮、发兰盘等盘类锻件. ③合模：由上、下模组成，并有导向结构. 见教材P118图3-24. 用于生产形状复杂、精度较高的非回转体锻件.
四.金属的变形程度-------即锻造比：
L1 A0 Y拔 = = L0 A
H0 Y镦 = H
一般，碳素结构钢取2～3，合金结构钢取3～4。 对于某些高合金工具钢和特殊性能的合金钢，为促进合 金碳化物分布的均匀化，击碎钢中的碳化物，常采用较 大的锻造比，如高速钢取5-12，不锈钢取4-6。
第三节 金属的可锻性------金属锻压时所表现出来的工
3）锻件图的绘制： 根据零件公称尺寸、锻造公差、加工余量、敷料， 算出各部分尺寸. 绘图要点有： ①锻件形轮廓线用粗实线，零件形状用双点划线. ②锻件公称尺寸、公差标注在尺寸线上面，零件公 称尺寸标注在尺寸线下面，并加括号. ③在图上无法标注的，如：锻造比、硬度、氧化缺 陷、脱碳层深度等，可采用技术条件方式予以注 明.
艺性能.包括金属的塑性和金属的变形抗力. δ↑ 变形抗力↓ 则可锻性越好.
影响因素有：
1.金属的本质：
1）化学成分：合金低于纯金属
含碳量↑ 可锻性↓ 合金元素含量↑ 可锻性↓
2）金属组织：面心立方晶格可锻性优于体心立方晶 格.
单相组织的可锻性优于多相组织. 细晶粒组织的可锻性优于粗晶粒组织.
2.加工条件：
自由锻造
空气锤
蒸汽－空气自由锻锤
二.模型锻造--------模锻： 1.定义： 金属坯料在冲击力或压力作用下，在锻模模膛内变形， 从而获得锻件的工艺方法，称为模锻. 2．特点： 锻件尺寸精确，加工余量小，形状结构较为复杂，生 产率高. 3．分类： 1）锤上模锻： 最常用,模锻锤及锻模 见教材P112图3-12、 图3-13. 2）曲柄压力机上模锻： 3）摩擦压力机上模锻： 4）胎模锻：
3.确定坯料质量和尺寸： 1) 坯料质量的确定： ①中小型锻件用型钢作坯料时： G坯 == G锻 + G芯 + G切 + G烧
G锻---------依锻件图计算出锻件体积再乘以比重. (dm3×㎏╱dm3) G芯-------------实心冲子冲孔. G芯 = (1.18～1.57)d2H. (d----孔径. dm) (H----孔高. dm) G切--------------切除料头质量. G烧--------------氧化烧損的质量.
三.热变形后金属的组织与性能：
1.热变形：变形温度在再结晶温度以上的塑性变形. 2.热变形后金属的组织与性能： 1)粗大晶粒细化为等轴的细小球状晶粒. 2)气孔、裂纹等缺陷被压合,组织更致密. 3)原晶界上的夹杂物在变形过程中被拉长(沿变形方 向),形成了纤维组织, 见教材P106图3-6. 4)机械性能较变形前全面提高(σb 、HB、δ、ak均↑) 3.纤维组织的合理利用： 各向异性. 使纤维组织的分布与零件的外形轮廓一致而不被切断. 使零件所受的最大正应力方向与纤维方向一致、最大 切应力与纤维方向垂直。 例：教材P106图3-7 螺钉.
②大型锻件用钢锭作坯料时： G坯 == G锻 + G切 + G烧 + G芯 + G头 + G尾
2) 坯料尺寸的确定： 与锻造过程的第一道基本工序有关. ①镦粗法： 3 V D坯 = (0.8～1.0） 坯
(采用圆坯料时,D为截面直径)
A坯 = (0.75～0.9) 3 V坯
H坯
V坯 = F 坯
(采用方坯料时, A为截面边长)
第二节 塑性变形对金属组织和性能的影响
一.冷变形后金属的组织和性能： 1.冷变形： 再结晶温度以下进行的塑性变形. 2.加工硬化： 随塑性变形量的增加，金属的σb、HB↑,δ、 ak↓的现象. 晶粒被拉长或压扁,晶格扭曲,产生碎晶块,滑移 阻力↑,继续变形困难. 1）优点： 可强化金属机械性能. 2）缺点： 使δ↓,进一步塑性变形困难,甚至导致裂纹.
第一节 锻造方法 一.自由锻：
定义：利用冲击力或压力使金属在锻造设备的上、 下砧之间产生变形,从而获得所需形状和尺寸 的锻件的锻造方法,称为自由锻. 即：锻造时金属在上下方向的变形受上下砧的限制, 而向四周各方向的塑性变形不受任何限制,变形是自 由的.
2.特点： 1）所用工具简单,通用性强. 2）可以生产各种大小、重量(1～300T)的形状简单的锻件. 3.分类： 1）锤锻：手工锤锻、空气锤、蒸汽---空气自由锻锤---------产生冲击力. 2）液压机：水压机 --------------------------------------------------产生静压力. 4）自由锻工序： 1）基本工序：使金属胚料实现主要的变形要求,达到或基本达到所需形状 和尺寸的工序. 有镦粗、拔长、冲孔、弯曲、扭转、错移、切割、锻焊共八种. 2）辅助工序：进行基本工序之前的预变形工序, 如：压钳口、倒棱、压肩等. 3）精整工序：在完成基本工序之后, 用以提高锻件尺寸及位置精度的工序. 坯料 锻件分类及基本工序方案： 见教材P111表3-1. 有盘类、轴类、筒类、环类、曲轴类、弯曲类 六类零件的锻造基本工序方案.
2.绘制锻件图：
1）确定锻件形状： 该加敷料的必须加，以简化形状，便于锻造. 如：零件上的凹槽、台阶、凸肩、法兰、内孔等不便锻造 时均需加敷料. 2）确定加工余量和锻造公差： 锻件公称尺寸 = 零件公称尺寸＋加工余量 3）不需切削加工的表面就不需加余量，称为“黑皮”. 考虑锻造公差的原因：热态下测量困难，终锻温度不一 致，工具磨損、设备精度、工人技术水平的差异.不但加工 面需有公差，黑皮也同样需有公差.
第三篇 金属塑性加工
第一章 金属的塑性变形 第一节 金属塑性变形的实质