锻压成形技术-模讲义型锻造
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《锻压成形工艺》课件
其迅速达到高温状态。
模具与工具
锻造模具
用于使金属在模具内塑性 变形，形成所需的形状和 尺寸。
切削工具
用于对金属进行切削加工 ，使其达到所需的精度和 表面粗糙度。
量具和夹具
用于测量和固定金属，保 证加工精度和稳定性。
06
锻压成形工艺实例分析
自由锻造实例
总结词
自由锻造是一种不受模具限制的锻造方法，主要依靠锻锤的冲击力使 金属变形。
模锻实例
总结词
详细描述
模锻是一种在模具中进行的锻造方法，通 过模具的限制使金属变形，以获得所需的 形状和尺寸。
模锻实例包括汽车曲轴、连杆、齿轮等， 这些零件在生产过程中需要经过模锻，以 获得精确的形状和尺寸。
总结词
详细描述
模锻的优点在于生产效率高，精度高，适 用于大批量生产，但模具成本较高。
模锻的实例包括汽车曲轴、连杆、齿轮等 ，这些零件在生产过程中需要经过模锻， 以获得精确的形状和尺寸。
详细描述
自由锻造实例包括大型锻件、轴类锻件、饼类锻件等，这些锻件在生 产过程中需要经过多次自由锻造，以获得所需的形状和性能。
总结词
自由锻造的优点在于灵活性高，适用于单件和小批量生产，但生产效 率较低，劳动强度较大。
详细描述
自由锻造的实例包括大型锻件、轴类锻件、饼类锻件等，这些锻件在 生产过程中需要经过多次自由锻造，以获得所需的形状和性能。
应力状态与温度场
总结词
影响材料流动和成形过程稳定性
详细描述
应力状态与温度场是影响锻压成形工艺的重要因素。在 锻压过程中，应力状态与温度场的变化相互影响，共同 决定了材料的流动和成形过程的稳定性。合理的应力状 态可以促进材料的塑性变形和流动，提高成形质量；而 稳定的温度场则可以保证材料在变形过程中保持稳定的 物理性能，防止因温度波动引起的缺陷。因此，合理控 制应力状态与温度场是实现高质量锻压成形的重要手段 。
模具与工具
锻造模具
用于使金属在模具内塑性 变形，形成所需的形状和 尺寸。
切削工具
用于对金属进行切削加工 ，使其达到所需的精度和 表面粗糙度。
量具和夹具
用于测量和固定金属，保 证加工精度和稳定性。
06
锻压成形工艺实例分析
自由锻造实例
总结词
自由锻造是一种不受模具限制的锻造方法，主要依靠锻锤的冲击力使 金属变形。
模锻实例
总结词
详细描述
模锻是一种在模具中进行的锻造方法，通 过模具的限制使金属变形，以获得所需的 形状和尺寸。
模锻实例包括汽车曲轴、连杆、齿轮等， 这些零件在生产过程中需要经过模锻，以 获得精确的形状和尺寸。
总结词
详细描述
模锻的优点在于生产效率高，精度高，适 用于大批量生产，但模具成本较高。
模锻的实例包括汽车曲轴、连杆、齿轮等 ，这些零件在生产过程中需要经过模锻， 以获得精确的形状和尺寸。
详细描述
自由锻造实例包括大型锻件、轴类锻件、饼类锻件等，这些锻件在生 产过程中需要经过多次自由锻造，以获得所需的形状和性能。
总结词
自由锻造的优点在于灵活性高，适用于单件和小批量生产，但生产效 率较低，劳动强度较大。
详细描述
自由锻造的实例包括大型锻件、轴类锻件、饼类锻件等，这些锻件在 生产过程中需要经过多次自由锻造，以获得所需的形状和性能。
应力状态与温度场
总结词
影响材料流动和成形过程稳定性
详细描述
应力状态与温度场是影响锻压成形工艺的重要因素。在 锻压过程中，应力状态与温度场的变化相互影响，共同 决定了材料的流动和成形过程的稳定性。合理的应力状 态可以促进材料的塑性变形和流动，提高成形质量；而 稳定的温度场则可以保证材料在变形过程中保持稳定的 物理性能，防止因温度波动引起的缺陷。因此，合理控 制应力状态与温度场是实现高质量锻压成形的重要手段 。
第七章锻压成形工艺
2、滚压模膛
在坯料(pī liào)长度根本不变的前提下用它来减小坯料(pī liào)某局部的横截面积，以增 大另一局部的横截面积。
滚压模膛分为开式和闭式两种：
当模锻件沿轴线的横截面积相差不很大或对 拔长后的毛坯作修整时，采用开式滚压模膛。
当模锻件的截面相差较大(jiào dà)时，那么应采 用闭式滚压模膛。
是将毛坯弯成所需形状(xíngzhuàn)的工序
在进行弯曲变形前，先要将毛坯锻成所需形状，使体积合 理分配，ห้องสมุดไป่ตู้于(biànyú)获得合格产品。
9
第九页，共五十九页。
5〕扭转(niǔzhuǎn)
将毛坯(máopī)一局部相对于另一局部绕其轴线旋转一定角度的工序。
10
第十页，共五十九页。
6〕切割(qiēgē)
几何体间的交接处 不应形成(xíngchéng)空间曲线
12
第十二页，共五十九页。
零件(línɡ jiàn)的自由锻结构工艺性
自由锻件上不应设计(shèjì)出加强筋、凸台、 工字形截面或空间曲线形外表
自由锻件横截面假设有急剧变化或形状
较复杂(fùzá)时，应设计成有几个简单件构
成的组合体，再焊接或机械连接方法 连接。
造。图7－8中的b-b面，就不适合作分模面。
32
第三十二页，共五十九页。
(4) 选定的分模面应使零件上所加的敷料最少。
压力机 以压力(yālì)代替锤锻时的冲 击力，适用于锻造大型锻件。
水压机 油压机
锻锤吨位 = 落下局部总重量 = 活塞+锤头+锤杆
压力机吨位 = 滑块运动到下始点时所产生的最大压力
4
第四页，共五十九页。
二、自由锻工序
金属塑性成形技术基础讲座第四讲模型锻造(下)
难 ，成 本 也 就 越 高 知 ，飞 边 有 三 个 作 用 ：强 迫 充 填 ； 容 纳 多 余 的 金
６ 金 属在 模膛 内的变形 过程 ． 将 金属 坯料置 于终 锻模 膛 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 。现 以锤 上模 锻盘 类锻 件为例 来说 明。
２ 屯边 槽 的 Ｒ寸 与 模 锻 件 的 材 质 设 备 吨 位 有 关 ，可 查 阅
够
图 ｌ 弯 曲模 膛 ３ 圈 ｌ 切 断横 膛 ４
（ ）制 坯模膛 ２
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
此外 还 有成 形模 膛 、镦 粗 台及击 扁 面等制 坯
皮 。把 飞 边 和 连 皮 切 除 后 得 到 模 锻 件 。② 预 锻 模 膛
的作 用是使 坯料 变形 刘接 近 于锻 件 的形 状 和 尺 寸 。 之后再 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 了使 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
如 果 坯 料 的 形
代制坯 工序 ，从 而大 大简 化锻模 。
状 、体积 及 飞 边 槽 的 尺 寸 等 工 艺 参数 都 设 计 得 恰
根 据模 锻件 复杂程 度 的不 同 ，所 需 变形 的模 膛 当 ，当整个模 膛被 充 满时 ，也正 好锻 到 锻件 所需 高 数量不 等 ，叮将锻 模 设 计 成 单 膛 锻 模或 多膛 锻 模 。 度 。但是 ，由于坯 料体 积 总是不 够准 确 且往往 都偏 单膛锻 模是 在一 副锻模 上 只有一 个模 膛 ，如齿 轮坯 多 ，或 者 边 槽阻 力偏 大 ，导致模 膛 已经充满 ，但 模锻件 就可将 截下 的圆柱形 坯料 直接 放 入单膛锻 模 上 、下 模 还 未 合 拢 ，需 进 一 步 锻 足 。 这 一 阶 段 的 特 中成形 。多 膛锻模 是 在一 副锻模 上具 有两 个 以上 模 点 是变形 仅发 生在 分模 面 附近 区域 ，以便 向 飞边 槽 膛 的锻 模 。图 ７ 示 弯 曲连杆模 锻件 的锻 模 即为多 挤 出 多 余 的金 属 。此 阶 段 变 形 力 急 剧 增 大 ，直 至 达 所 膛锻模 。锻 模 的模 膛数 越多 ，设计 、制造 加工就 越 到 最大值 Ｆ ＾为 止 ，见 图 １ ｄ中 Ｆ Ｆ 线 。 由此 可 ５ ２３
６ 金 属在 模膛 内的变形 过程 ． 将 金属 坯料置 于终 锻模 膛 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 。现 以锤 上模 锻盘 类锻 件为例 来说 明。
２ 屯边 槽 的 Ｒ寸 与 模 锻 件 的 材 质 设 备 吨 位 有 关 ，可 查 阅
够
图 ｌ 弯 曲模 膛 ３ 圈 ｌ 切 断横 膛 ４
（ ）制 坯模膛 ２
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
此外 还 有成 形模 膛 、镦 粗 台及击 扁 面等制 坯
皮 。把 飞 边 和 连 皮 切 除 后 得 到 模 锻 件 。② 预 锻 模 膛
的作 用是使 坯料 变形 刘接 近 于锻 件 的形 状 和 尺 寸 。 之后再 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 了使 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
如 果 坯 料 的 形
代制坯 工序 ，从 而大 大简 化锻模 。
状 、体积 及 飞 边 槽 的 尺 寸 等 工 艺 参数 都 设 计 得 恰
根 据模 锻件 复杂程 度 的不 同 ，所 需 变形 的模 膛 当 ，当整个模 膛被 充 满时 ，也正 好锻 到 锻件 所需 高 数量不 等 ，叮将锻 模 设 计 成 单 膛 锻 模或 多膛 锻 模 。 度 。但是 ，由于坯 料体 积 总是不 够准 确 且往往 都偏 单膛锻 模是 在一 副锻模 上 只有一 个模 膛 ，如齿 轮坯 多 ，或 者 边 槽阻 力偏 大 ，导致模 膛 已经充满 ，但 模锻件 就可将 截下 的圆柱形 坯料 直接 放 入单膛锻 模 上 、下 模 还 未 合 拢 ，需 进 一 步 锻 足 。 这 一 阶 段 的 特 中成形 。多 膛锻模 是 在一 副锻模 上具 有两 个 以上 模 点 是变形 仅发 生在 分模 面 附近 区域 ，以便 向 飞边 槽 膛 的锻 模 。图 ７ 示 弯 曲连杆模 锻件 的锻 模 即为多 挤 出 多 余 的金 属 。此 阶 段 变 形 力 急 剧 增 大 ，直 至 达 所 膛锻模 。锻 模 的模 膛数 越多 ，设计 、制造 加工就 越 到 最大值 Ｆ ＾为 止 ，见 图 １ ｄ中 Ｆ Ｆ 线 。 由此 可 ５ ２３
机械制造技术课件：锻压成形
工具,直接使坯料变形而获得 所需的几何形状及内部质量的 锻件的方法。
锻压成形
3.应力状态 金属在锻压加工时,由于采用的方式不同,金属受力时产 生的应力状态也不同,因此 其可锻性也有一定的区别,其变形 方式主要有挤压和拉拔。挤压时金属三个方向承受压应 力, 如图5－5(a)所示。在压应力的作用下,金属呈现出很高的塑 性,因为压应力有助于恢 复晶界联系,压合内部的孔洞缺陷,可 阻碍裂缝形成和扩展。但压应力将增大金属的摩擦, 提高金 属的变形抗力,锻压加工时需要的加工设备吨位大。
锻压成形
图5－6 碳钢的锻造温度范围
锻压成形
1)始锻温度的确定 在不出现过热、过烧等加热缺陷的前提下, 尽量提高始 锻温度,使金属具有良好的可锻性。 始锻温度一般控制在固 相线以下150~250℃。
锻压成形
2)终锻温度的确定 终锻温度过高,停止锻造后金属的晶粒还会 继续长大,锻 件的力学性能随着下降;终锻温度 过低,金属再结晶进行的不 充分,加工硬化现象 严重,内应力增大,甚至导致锻件产生裂纹。 钢 中碳的质量分数不同,其终锻温度也不同,如亚 共析钢的终 锻温度一般控制在GS 线以下的两相 区(A+F),而过共析钢如 在 ES 线以上停止锻 造,冷却至室温时锻件会出现网状的二 次渗碳 体,因此其终锻温度控制在 PSK 线以上 50~ 70℃,以 便通过反复锻打击碎网状的二次渗碳 体。常用金属材料的 锻造温度范围见表5－2。
锻压成形
锻压成形
2.金属加热易产生的缺陷 1)氧化、脱碳 钢加热到一定温度范围后,表层的铁和炉气中的氧化性 气体(O2、CO2、H2O、SO2)发 生化学反应,将使钢的表层形 成氧化皮(铁的氧化物 Fe3O4、FeO、Fe2O3),这种现象称为 氧 化。大锻件表层脱落下来的氧化皮厚度达7~8mm,钢在加热 过程中因生成氧化皮而造 成的损失,称为烧损。每次加热时 的烧损量可达金属质量的1%~3%。氧化皮的硬度很高,可能 被压入金属表层,影响锻件质量和模具的寿命。因此,要尽量 缩短加热时间或在 还原性炉气中加热。
锻压成形
3.应力状态 金属在锻压加工时,由于采用的方式不同,金属受力时产 生的应力状态也不同,因此 其可锻性也有一定的区别,其变形 方式主要有挤压和拉拔。挤压时金属三个方向承受压应 力, 如图5－5(a)所示。在压应力的作用下,金属呈现出很高的塑 性,因为压应力有助于恢 复晶界联系,压合内部的孔洞缺陷,可 阻碍裂缝形成和扩展。但压应力将增大金属的摩擦, 提高金 属的变形抗力,锻压加工时需要的加工设备吨位大。
锻压成形
图5－6 碳钢的锻造温度范围
锻压成形
1)始锻温度的确定 在不出现过热、过烧等加热缺陷的前提下, 尽量提高始 锻温度,使金属具有良好的可锻性。 始锻温度一般控制在固 相线以下150~250℃。
锻压成形
2)终锻温度的确定 终锻温度过高,停止锻造后金属的晶粒还会 继续长大,锻 件的力学性能随着下降;终锻温度 过低,金属再结晶进行的不 充分,加工硬化现象 严重,内应力增大,甚至导致锻件产生裂纹。 钢 中碳的质量分数不同,其终锻温度也不同,如亚 共析钢的终 锻温度一般控制在GS 线以下的两相 区(A+F),而过共析钢如 在 ES 线以上停止锻 造,冷却至室温时锻件会出现网状的二 次渗碳 体,因此其终锻温度控制在 PSK 线以上 50~ 70℃,以 便通过反复锻打击碎网状的二次渗碳 体。常用金属材料的 锻造温度范围见表5－2。
锻压成形
锻压成形
2.金属加热易产生的缺陷 1)氧化、脱碳 钢加热到一定温度范围后,表层的铁和炉气中的氧化性 气体(O2、CO2、H2O、SO2)发 生化学反应,将使钢的表层形 成氧化皮(铁的氧化物 Fe3O4、FeO、Fe2O3),这种现象称为 氧 化。大锻件表层脱落下来的氧化皮厚度达7~8mm,钢在加热 过程中因生成氧化皮而造 成的损失,称为烧损。每次加热时 的烧损量可达金属质量的1%~3%。氧化皮的硬度很高,可能 被压入金属表层,影响锻件质量和模具的寿命。因此,要尽量 缩短加热时间或在 还原性炉气中加热。
金属塑性成形技术基础讲座 第四讲 模型锻造(上)
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
Ｌ ・ 膛 设 计 和 制 造 ———— —模
坯 料 加 热 ， 锻 — 惨 整（ 边 、 模 切 冲连 皮 等 ） —
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 品质除取 决 于锻模 的精 度和表 面 品质外 ，还 取决 于 氧化皮 的厚 度 和润
的分 界面 锻件 分模 面选 择 的好坏 将直接 影 响到锻 滑 剂 等 ，一 般都 符 合要求 。但 要 得到零 件配 合面 最 件 的成形 、锻 件 出模 、锻 模结 构 及制造 费用 、材料 终 精 度和表 面 品质 还须再 进行 精 加工 （ 车削 、铣 利用 率 、切边 等一 系列 问题 。因此 ，在制订 模锻件 如
一
际采 用 的成形 工艺 来选 择 。 鉴 于模 锻 的优 点 ，可广 泛用 于 飞机 、机 车 、汽
致 。这样 在安 装 锻模 和生 产 中发现 错 模 现 象时 ， 车 、拖 拉机 、军 工及 轴承等 制 造业 中。据 统计 ，如 便 于 及时调 整锻 模位置 。④ 分模 面最 好是平 面 ，且 按 质量 计 算 ， 飞 机 上 的 锻 件 中模 锻 件 约 占 ８ ％ 、 上下 锻 模 的模 膛 深 度 尽 可 能 一 致 ，以便 于 锻 模 制 ５
维普资讯
・
技术讲窿 ・
金 属 塑 性 成 形 技 术 基 础 讲 座
第 四讲 模 型锻造 （ ） 上
代金 旭
（ 贵阳 ５００ ） 申 荣 华 ５０３
贵州 省 贵 阳探 矿 机 械 厂 （５０３ ５００ ） 贵 州 工业 大 学 机 械 系
Ｌ ・ 膛 设 计 和 制 造 ———— —模
坯 料 加 热 ， 锻 — 惨 整（ 边 、 模 切 冲连 皮 等 ） —
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 品质除取 决 于锻模 的精 度和表 面 品质外 ，还 取决 于 氧化皮 的厚 度 和润
的分 界面 锻件 分模 面选 择 的好坏 将直接 影 响到锻 滑 剂 等 ，一 般都 符 合要求 。但 要 得到零 件配 合面 最 件 的成形 、锻 件 出模 、锻 模结 构 及制造 费用 、材料 终 精 度和表 面 品质 还须再 进行 精 加工 （ 车削 、铣 利用 率 、切边 等一 系列 问题 。因此 ，在制订 模锻件 如
一
际采 用 的成形 工艺 来选 择 。 鉴 于模 锻 的优 点 ，可广 泛用 于 飞机 、机 车 、汽
致 。这样 在安 装 锻模 和生 产 中发现 错 模 现 象时 ， 车 、拖 拉机 、军 工及 轴承等 制 造业 中。据 统计 ，如 便 于 及时调 整锻 模位置 。④ 分模 面最 好是平 面 ，且 按 质量 计 算 ， 飞 机 上 的 锻 件 中模 锻 件 约 占 ８ ％ 、 上下 锻 模 的模 膛 深 度 尽 可 能 一 致 ，以便 于 锻 模 制 ５
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金 属 塑 性 成 形 技 术 基 础 讲 座
第 四讲 模 型锻造 （ ） 上
代金 旭
（ 贵阳 ５００ ） 申 荣 华 ５０３
贵州 省 贵 阳探 矿 机 械 厂 （５０３ ５００ ） 贵 州 工业 大 学 机 械 系
材料成型讲义技术_--_第三章锻压_3.2
③平锻机模锻：平锻机是具有镦锻滑块和夹紧滑块 的卧式压力机。
④螺旋压力机模锻：螺旋压力机是靠主螺杆的旋转 带动滑块上下运动，向上实现回程，向下进行锻 打的压力机。
3.2.2 冲压
1.冲压
是使板料经分离或成形而得到制 件的工艺统称。
（1）冲压设备： 1）剪床→把板料切成一定宽度的条料， 为后续的冲压备料。 2）冲床→完成冲压的各道工序， 生产出合格的产品。
镦粗
制坯模膛（体积分配）
拔长 滚挤★
弯曲 …
模锻膛（锻件与坯料切离）
设飞边槽★ 放收缩率
实际锻造时应根据锻件的复杂程度相应 选用单模膛锻模或多模膛锻模。 一般形状简单的锻件 采用仅有终锻模膛的单模膛锻模， 而形状复杂的锻件（如截面不均匀、轴线弯 曲、不对称等）则需采用具有制坯、预锻、 终锻等多个模膛的锻模逐步成形。
特别适于重型、大型锻件生产。
（4）自由锻的基本工序 分类 ： 1）辅助工序： 为方便基本工序的操作而预先进行局部小变形 的工序。 如倒棱、压肩等。 2）精整工序： 修整锻件最终形状和尺寸、消除表面不平和歪 斜的工序。如修整鼓形、校平、校直等。 3）基本工序： 锻造过程中直接改变坯料形状和尺寸的工序。 如镦粗、拔长、冲孔、扩孔、弯曲、锻接等。
冲裁软钢、铝合金、铜合金等软材料时：
Z＝（6％～8％）δ
冲裁硬钢等材料时：Z＝（8％～12％）δ
冲厚板或精度较低的冲裁件时，间隙还可适 当增大。
3）排样：
即冲裁件在板料或带料上的布置方法。
排样原则：合理。
目的：简化模具结构，提高材料利用率。
4）提高冲裁质量的冲压工艺：
当冲裁件剪断面用做工作表面或配合表面时， 常采用整修、挤光、精密冲裁等冲压工艺以提 高冲裁质量。
④螺旋压力机模锻：螺旋压力机是靠主螺杆的旋转 带动滑块上下运动，向上实现回程，向下进行锻 打的压力机。
3.2.2 冲压
1.冲压
是使板料经分离或成形而得到制 件的工艺统称。
（1）冲压设备： 1）剪床→把板料切成一定宽度的条料， 为后续的冲压备料。 2）冲床→完成冲压的各道工序， 生产出合格的产品。
镦粗
制坯模膛（体积分配）
拔长 滚挤★
弯曲 …
模锻膛（锻件与坯料切离）
设飞边槽★ 放收缩率
实际锻造时应根据锻件的复杂程度相应 选用单模膛锻模或多模膛锻模。 一般形状简单的锻件 采用仅有终锻模膛的单模膛锻模， 而形状复杂的锻件（如截面不均匀、轴线弯 曲、不对称等）则需采用具有制坯、预锻、 终锻等多个模膛的锻模逐步成形。
特别适于重型、大型锻件生产。
（4）自由锻的基本工序 分类 ： 1）辅助工序： 为方便基本工序的操作而预先进行局部小变形 的工序。 如倒棱、压肩等。 2）精整工序： 修整锻件最终形状和尺寸、消除表面不平和歪 斜的工序。如修整鼓形、校平、校直等。 3）基本工序： 锻造过程中直接改变坯料形状和尺寸的工序。 如镦粗、拔长、冲孔、扩孔、弯曲、锻接等。
冲裁软钢、铝合金、铜合金等软材料时：
Z＝（6％～8％）δ
冲裁硬钢等材料时：Z＝（8％～12％）δ
冲厚板或精度较低的冲裁件时，间隙还可适 当增大。
3）排样：
即冲裁件在板料或带料上的布置方法。
排样原则：合理。
目的：简化模具结构，提高材料利用率。
4）提高冲裁质量的冲压工艺：
当冲裁件剪断面用做工作表面或配合表面时， 常采用整修、挤光、精密冲裁等冲压工艺以提 高冲裁质量。
《锻压成形工艺》PPT课件
图7.6 镦粗
图7.7 拔长
为方便下料和避免镦弯，高度和直径之比应小于2.5。
为达到规定的锻造比和改变金属内部组织结构，拔长常
与镦粗交替反复使用。
9
冲孔是在坯料上冲出通孔或 弯曲是使坯料产生所 盲孔的工序。对圆环类锻件，冲 需角度和外形的工序。
孔后还应进行扩孔工作。
图7.8 冲孔
图7.10 扭转
图7.9 弯曲
21
自由锻
自由锻工艺的制定
自由锻工艺规程
3、选择锻造 工序
盘类件:镦粗（拔长、镦粗）、冲 孔轴类件:拔长（镦粗、拔长）、切肩、锻台阶
筒类件:镦粗（拔长、镦粗）、冲孔、芯轴上拔长
环类件:镦粗（拔长、镦粗）、冲孔、芯轴上扩孔
弯曲类件:拔长（镦粗、拔长）、弯曲
曲轴类件:拔长（镦粗、拔长）、错移、锻台阶、扭转
22
自由锻
自由锻工艺的制定
自由锻工艺规程
4、确定始锻 和终锻温度
利用Fe-C合金相图确定 始锻温度一般在固相线以下150℃ 终锻温度一般在800℃左右
23
§7.2 模 锻
1. 模锻是使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压力加工方法。
图7.16 典 型 模 锻 件 24
a）下料
b)镦粗
c)垫环局部镦粗
d)冲孔
e)冲子扩孔
f)修整
图7.15 齿轮锻造工艺过程 16
四、自由锻工艺的制定
锻件图：在零件图的基础上，考虑敷料、加工余量
、锻造公差等因素后绘制的工艺图。
自由锻 自由锻工艺规程
1、绘制锻件 图
零件图
17
自由锻
自由锻工艺的制定
自由锻工艺规程
《锻压成型》PPT课件
不同方法制造的曲轴的纤维组织分布
§3.2 自由锻造
自由锻造 自由锻是使坯料在外力作用下，部分金属塑性 变形受限制，其余金属可自由流动而获得所需几何形状、尺寸及内部质量的锻件的一种工艺方法。
自由锻的生产特点 ＊所用设备及工具简单。 ＊工艺适应性强，特别适合生产单件或大型锻件。对于大型锻件，
自由锻是唯一的方法。 ＊加工余量大，锻件的精度和表面粗糙度较差，且工件质量不稳定。 ＊金属的损耗大，劳动强度大，生产率较低。
金属在加热时，其组织和性能的变化分为 三个阶段：
当加热温度不高时，原子扩散能力不强，只能通过晶体错位消除晶格扭曲，产生塑性变形。
这种现象称为回复。此时的变形称为冷变形。
冷变形使加工硬化现象得到部分消除。 ＊冷变形时因存在加工硬化，因此，变形程度不宜过大，以免工件开裂。 ＊回复温度：T回 =( 0.25～0.3 )T熔 ( K )
金属塑性变形过程有两个阶段
弹性变形阶段：金属在某一程度的外力作用下，其内部产生应力，使原子离开原来的平衡位置，原子间的相 互距离发生改变使得金属变形。外力停止作用后，应力消失，变形也随之消失。
塑性变形阶段：当外力增大到使金属内部产生的应力超过该金属的屈服点，使其内部原子排列的相对位置发 生不可逆转的变化而导致金属变形。外力停止作用后，变形也不消失。
加热到较高温度时，原子继续获得热能，扩散能力加强，并以冷变形时破碎的某些晶体（碎晶）或杂质为新的结晶 核心，原子在金属内部重新排序，形成新的晶粒。这种现象称为再结晶。再结晶消除了全部加工硬化现象。此时的 变形称为温变形。
＊温变形时，变形抗力比冷变形小得多，塑性好得多，而工件表面氧化现象没有热变形严重，因此，工件表面质量比 热变形时好。
2.变形速度（指单位时间内的变形量）
§3.2 自由锻造
自由锻造 自由锻是使坯料在外力作用下，部分金属塑性 变形受限制，其余金属可自由流动而获得所需几何形状、尺寸及内部质量的锻件的一种工艺方法。
自由锻的生产特点 ＊所用设备及工具简单。 ＊工艺适应性强，特别适合生产单件或大型锻件。对于大型锻件，
自由锻是唯一的方法。 ＊加工余量大，锻件的精度和表面粗糙度较差，且工件质量不稳定。 ＊金属的损耗大，劳动强度大，生产率较低。
金属在加热时，其组织和性能的变化分为 三个阶段：
当加热温度不高时，原子扩散能力不强，只能通过晶体错位消除晶格扭曲，产生塑性变形。
这种现象称为回复。此时的变形称为冷变形。
冷变形使加工硬化现象得到部分消除。 ＊冷变形时因存在加工硬化，因此，变形程度不宜过大，以免工件开裂。 ＊回复温度：T回 =( 0.25～0.3 )T熔 ( K )
金属塑性变形过程有两个阶段
弹性变形阶段：金属在某一程度的外力作用下，其内部产生应力，使原子离开原来的平衡位置，原子间的相 互距离发生改变使得金属变形。外力停止作用后，应力消失，变形也随之消失。
塑性变形阶段：当外力增大到使金属内部产生的应力超过该金属的屈服点，使其内部原子排列的相对位置发 生不可逆转的变化而导致金属变形。外力停止作用后，变形也不消失。
加热到较高温度时，原子继续获得热能，扩散能力加强，并以冷变形时破碎的某些晶体（碎晶）或杂质为新的结晶 核心，原子在金属内部重新排序，形成新的晶粒。这种现象称为再结晶。再结晶消除了全部加工硬化现象。此时的 变形称为温变形。
＊温变形时，变形抗力比冷变形小得多，塑性好得多，而工件表面氧化现象没有热变形严重，因此，工件表面质量比 热变形时好。
2.变形速度（指单位时间内的变形量）
锻压成形工艺
齿轮坯的胎膜锻
实质：是通过塑性变形迫使坯料在锻模模膛内成形。 胎膜固定在自由锻锤上。
固定模膛成型工艺主要分为锤上模膛成型工艺和压力机上模膛成型工艺。
锤上模锻成型用于大批量锻件生产。所用设备有蒸汽-空气锤、无砧座锤、高速锤等。
压力机上模膛成型常用的设备有曲柄压力机、摩擦压力机和平锻机、模锻水压机等。
空气锤 它由电动机直接驱动，打击速度快，锤击能量小，适用于小型锻件；65~750Kg
蒸汽—空气锤 利用蒸汽或压缩空气作为动力，适用于中小型锻件。630Kg~5T
水压机
油压机
落下部分总重量 = 活塞+锤头+锤杆
滑块运动到下始点时所产生的最大压力
锻锤吨位 =
压力机吨位 =
4吨拱式自由锻电液锤 上重，世界最大的 1.65万吨自由锻液压机
拔长模膛——用来减小坯料某部分的横截面积，以增加该部分的长度。
滚压模膛分为开式和闭式两种：
2、滚压模膛
当模锻件沿轴线的横截面积相差不很大或对拔长后的毛坯作修整时，采用开式滚压模膛。 当模锻件的截面相差较大时，则应采用闭式滚压模膛。
在坯料长度基本不变的前提下用它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。
金属塑性变形后，内部组织变化:
坏处：后续加工工序困难，工件易开裂。
好处：强化金属方法
回复与再结晶
回 复：将金属加热到一定温度，部分消除加工硬化。 T回=（0.25—0.3）T熔 再结晶：将金属加热到一定温度，完全消除加工硬化。 T在=0.4T熔
形成原因 塑性夹杂物（MnS、FeS）：沿最大变形方向伸长 脆性夹杂物（FeO、SiO2）：被打碎呈链状 现 象：造成力学性能上的各向异性
化学成分影响 纯金属可锻性比合金好 钢的含碳量越低，可锻性越好
实质：是通过塑性变形迫使坯料在锻模模膛内成形。 胎膜固定在自由锻锤上。
固定模膛成型工艺主要分为锤上模膛成型工艺和压力机上模膛成型工艺。
锤上模锻成型用于大批量锻件生产。所用设备有蒸汽-空气锤、无砧座锤、高速锤等。
压力机上模膛成型常用的设备有曲柄压力机、摩擦压力机和平锻机、模锻水压机等。
空气锤 它由电动机直接驱动，打击速度快，锤击能量小，适用于小型锻件；65~750Kg
蒸汽—空气锤 利用蒸汽或压缩空气作为动力，适用于中小型锻件。630Kg~5T
水压机
油压机
落下部分总重量 = 活塞+锤头+锤杆
滑块运动到下始点时所产生的最大压力
锻锤吨位 =
压力机吨位 =
4吨拱式自由锻电液锤 上重，世界最大的 1.65万吨自由锻液压机
拔长模膛——用来减小坯料某部分的横截面积，以增加该部分的长度。
滚压模膛分为开式和闭式两种：
2、滚压模膛
当模锻件沿轴线的横截面积相差不很大或对拔长后的毛坯作修整时，采用开式滚压模膛。 当模锻件的截面相差较大时，则应采用闭式滚压模膛。
在坯料长度基本不变的前提下用它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。
金属塑性变形后，内部组织变化:
坏处：后续加工工序困难，工件易开裂。
好处：强化金属方法
回复与再结晶
回 复：将金属加热到一定温度，部分消除加工硬化。 T回=（0.25—0.3）T熔 再结晶：将金属加热到一定温度，完全消除加工硬化。 T在=0.4T熔
形成原因 塑性夹杂物（MnS、FeS）：沿最大变形方向伸长 脆性夹杂物（FeO、SiO2）：被打碎呈链状 现 象：造成力学性能上的各向异性
化学成分影响 纯金属可锻性比合金好 钢的含碳量越低，可锻性越好
第六章锻压成形技术
一、金属塑性变形的实质 压力加工的实质是在外力的作用下， 压力加工的实质是在外力的作用下，是金属产 生塑性变形的方法。 生塑性变形的方法。 1、单晶体金属的塑性变形 、 单晶体受力后，外力在任何晶面上都可分解 单晶体受力后， 正应力和切应力。 为正应力和切应力。正应力只能引起弹性变 形及解理断裂。 形及解理断裂。只有在切应力的作用下金属 晶体才能产生塑性变形。 晶体才能产生塑性变形。
再结晶也是一个晶核形成和长大的过程， 再结晶也是一个晶核形成和长大的过程，但不 是相变过程， 是相变过程，再结晶前后新旧晶粒的晶格类型 和成分完全相同。 和成分完全相同。
由于再结晶后组织的复原，因而 由于再结晶后组织的复原， 金属的强度、硬度下降，塑性、 金属的强度、硬度下降，塑性、 韧性提高，加工硬化消失。 韧性提高，加工硬化消失。
如拉伸时，滑移面上的外力 分解为正应力 分解为正应力σ和 如拉伸时，滑移面上的外力P分解为正应力 和 切应力τ。 切应力 。
• 正应力只能引起弹性变形及解理断裂 正应力只能引起弹性变形及解理断裂
σ↓伸长量↓ σ→O，变形恢复； σ↓伸长量↓，σ→O，变形恢复； 伸长量 σ↑伸长量 伸长量↑ 原子间结合力时，拉断。 σ↑伸长量↑，σ＞原子间结合力时，拉断。 正应力σ只能使晶体产生弹性变形和断裂， 正应力σ只能使晶体产生弹性变形和断裂，不 能使晶体产生塑性变形。 能使晶体产生塑性变形。 • 切应力作用使晶格发生弹性歪扭 切应力作用使晶格发生弹性歪扭 τc（临界切应力），τ↓变形量 ），τ↓变形量↓ τ→O， τ＜τc（临界切应力），τ↓变形量↓，τ→O， 变形恢复； 变形恢复； τc，发生滑移，产生永久塑性变形。 τ＞τc，发生滑移，产生永久塑性变形。 只有在切应力的作用下金属晶体才能产生塑性变形。 只有在切应力的作用下金属晶体才能产生塑性变形。
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2、坯料计算、确定锻造工步、选择锻造设备查锻造 工艺手册。
胎模锻造
胎模锻： 胎模锻是在自由锻设备上采用不与上、下砧相接的活动
模具成型的方法称为胎模锻。它是介于自由锻与模锻之间 的锻造工艺方法。
1）胎模锻的特点及应用： 胎模锻与自由锻相比，可获得形状较复杂、尺寸较为精
确的锻件，节省了金属，提高了生产率。与模锻相比，可 利用自由锻设备组织各类锻件生产，胎模制造较简便。但 胎模锻件的尺寸精度低于锤上模锻；另外，劳动生产率、 模具寿命等方面均低于模锻。胎模锻适用于中小批生产， 它在没有模锻设备的工厂应用较为普遍。
锻压成形技术-模型锻 造
精品
模型锻造
模锻与模锻的主要特点 生产上常用的模锻方法与设备 模锻模膛 模锻工艺规程的指定 胎模锻造
模锻与模锻的主要特点
模锻： 模型锻造是在锻压机器动力作用下，使坯
料在锻模模膛内被迫塑性流成形，从而获得 与模膛形状相符的锻件，简称模锻。
模锻与自由锻相比具有以下特点： （1）生产率高、可锻造形状较复杂、尺寸精确和表
THANK YOU
面较光洁的锻件，因而机械加工余量小，材料利用率 高， 成本较低；而且可使锻件的金属纤维组织分布更 为合理，进一步提高了零件的使用寿命。
（2）模锻设备投资大，锻模成本高，生产准备同期 长，模锻件的质量受到模锻设备吨位的限制，一般在 150 kg以下。因此，模锻适用于大批量生产中小型锻 件。在汽车、拖拉机、飞机和动力机械等工业中，得 到广泛应用。据统 计，在一些工业发达国家，生产的 模锻件占锻件总质量的70%以上。
生产上常用的模锻方法与设备
这里介绍生产中常用的三种模锻工艺以及它的特点与应用：
【锤上模锻】
【热模锻压力机上模锻】
【热模锻的特点】
【平锻机上模锻】
【平锻机在生产上的应用】
模锻模膛
模锻模膛：
模锻是在模膛内成形的，而且锻模的设计、制造费用 也比较高。本节介绍模锻模膛的结构与曲轴模锻的过程：
【模锻模膛的结构】
【曲轴模锻的过程】
模锻工艺规程的指定
制定模锻工艺规程： 工艺规程的内容包括：绘制模锻件图、坯料计算确
定锻造工步、选择锻造设备等。 1、绘制模锻件图： 1)确定分型面：以零件最大截面处为分型面
【零件图】ຫໍສະໝຸດ 【实物图】2)确定模锻件的起模斜度与圆角
【模锻件】
【模锻件实物图】
3）确定锻件加工余量和公差
【E/dr锻模结构分析】
胎模锻造
胎模锻： 胎模锻是在自由锻设备上采用不与上、下砧相接的活动
模具成型的方法称为胎模锻。它是介于自由锻与模锻之间 的锻造工艺方法。
1）胎模锻的特点及应用： 胎模锻与自由锻相比，可获得形状较复杂、尺寸较为精
确的锻件，节省了金属，提高了生产率。与模锻相比，可 利用自由锻设备组织各类锻件生产，胎模制造较简便。但 胎模锻件的尺寸精度低于锤上模锻；另外，劳动生产率、 模具寿命等方面均低于模锻。胎模锻适用于中小批生产， 它在没有模锻设备的工厂应用较为普遍。
锻压成形技术-模型锻 造
精品
模型锻造
模锻与模锻的主要特点 生产上常用的模锻方法与设备 模锻模膛 模锻工艺规程的指定 胎模锻造
模锻与模锻的主要特点
模锻： 模型锻造是在锻压机器动力作用下，使坯
料在锻模模膛内被迫塑性流成形，从而获得 与模膛形状相符的锻件，简称模锻。
模锻与自由锻相比具有以下特点： （1）生产率高、可锻造形状较复杂、尺寸精确和表
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面较光洁的锻件，因而机械加工余量小，材料利用率 高， 成本较低；而且可使锻件的金属纤维组织分布更 为合理，进一步提高了零件的使用寿命。
（2）模锻设备投资大，锻模成本高，生产准备同期 长，模锻件的质量受到模锻设备吨位的限制，一般在 150 kg以下。因此，模锻适用于大批量生产中小型锻 件。在汽车、拖拉机、飞机和动力机械等工业中，得 到广泛应用。据统 计，在一些工业发达国家，生产的 模锻件占锻件总质量的70%以上。
生产上常用的模锻方法与设备
这里介绍生产中常用的三种模锻工艺以及它的特点与应用：
【锤上模锻】
【热模锻压力机上模锻】
【热模锻的特点】
【平锻机上模锻】
【平锻机在生产上的应用】
模锻模膛
模锻模膛：
模锻是在模膛内成形的，而且锻模的设计、制造费用 也比较高。本节介绍模锻模膛的结构与曲轴模锻的过程：
【模锻模膛的结构】
【曲轴模锻的过程】
模锻工艺规程的指定
制定模锻工艺规程： 工艺规程的内容包括：绘制模锻件图、坯料计算确
定锻造工步、选择锻造设备等。 1、绘制模锻件图： 1)确定分型面：以零件最大截面处为分型面
【零件图】ຫໍສະໝຸດ 【实物图】2)确定模锻件的起模斜度与圆角
【模锻件】
【模锻件实物图】
3）确定锻件加工余量和公差
【E/dr锻模结构分析】