典型锻件胎模锻工艺
2.3 锻造工艺解析
机械制造工艺基础——锻压工艺
5、平锻机上模锻：
• 平锻机的主要结构与曲柄压力机相同。只因 滑块是作水平运动，故称平锻机。
机械制造工艺基础——锻压工艺
5、平锻机上模锻：
•平锻机上模锻的特点： （1）有两个分模面，可以锻出其他模锻方 法无法锻出的锻件。 （2）生产率高，400-900件/小时。 （3）锻件尺寸精确，表面粗糙度低。 （4）材料利用率达85-95%。 （5）非回转体及中心不对称的锻件较难锻 造。平锻机造价高。 （6）适合于带头部的杆类和有孔零件的模 锻成型。
机械制造工艺基础——锻压工艺
补充: 典型零件模锻工艺过程： （1）零件图纸的分析
（2）选择分模面
（3）确定锻孔
（4）确定模锻工序
（5）绘制锻件图
(6) 锻模设计
机械制造工艺基础——锻压工艺
（1）零件图纸的分析
• 汽车后闸传动杆零件，上下端面、四个大孔、 20.3孔的端面和8孔需机械加工，其余均需模 锻锻出。
机械制造工艺基础——锻压工艺
1、模锻件图的绘制：
4)锻模圆角： •所有两表面交角处都应 有圆角。一般内圆角半 径（R）应大于其外圆半 径（r）。 5)留出冲孔连皮： •锻 件 上 直 径 小 于 25mm 的孔，一般不锻出，或 只压出球形凹穴。
机械制造工艺基础——锻压工艺
1、模锻件图的绘制：
• 大于25mm的通孔，也不能直接模锻出通孔， 而必须在孔内保留一层连皮。 • 冲孔连皮的厚度s与孔径d有关，当d =30～ 80mm时，s =4～8mm。
机械制造工艺基础——锻压工艺
3.摩擦压力机上模锻
④ 摩擦压力机承受偏心载荷能力差，通 常只适用于单膛锻模进行模锻。对于形 状复杂的锻件，需要在自由锻设备或其 它设备上制坯。 •应用： 适合于中小件的小批生产。如铆钉、 螺钉、螺母、气门、齿轮和三通阀体等。
自由锻造和模型锻造的工艺过程
自由锻造和模型锻造的工艺过程自由锻造和模型锻造的工艺过程2009-06-28 20:50第6章自由锻造和模型锻造的工艺过程采用通用工具或直接在锻造设备的上下砧之间进行的锻造，称为自由锻造，简称自由锻。
自由锻的工艺灵活，锻造时金屑坯料只有部分表面与工具或上下砧面接触，其余为自由表面，坯料在水平方向进行塑性变形时流动自由，因而要求设备功率比模锻小；锻件形状和尺寸全凭锻工掌握和控制，因此生产效率低，锻件复杂程度和精度较低。
随着锻造生产的发展，批量的增加，自由锻件必然被生产效率高、精度高、锻件形状复杂的模锻件所代替，但特大型锻件还必须靠自由锻生产，而且随着科学技术的发展，自由锻造的现代化，锻件的内部质量、精度与生产效率都将有很大的提高。
采用模具在锻造设备上进行的锻造称为模型锻造，简称模锻。
模锻时金属坯料表面与模具全面接触，坯料在进行塑性变形时流动不自由，受到模壁限制，因而要求设备功率大；锻件的尺寸和形状由终锻模膛控制，余量小，精度与效率都高，而且便于实现机械化和自动化。
自由锻造适合于单件、小批生产，模型锻造则适合于大批量的生产。
6．1 自由锻造6．1．1 自由锻造基本工序自由锻造的基本工序有拔长、镦粗、冲孔、扩孔、切断、弯第97页形、扭转和错移等。
(1)拔长是使锻件长度增长、横截面积减小的操作工序，主要用于锻造轴类锻件，如台阶轴、拉杆和连杆等。
①拔长的基本方法拔长时沿坯料的一面顺次锻打一遍后，坯料一般会发生翘曲，应将坯料翻转180°后轻击拉直，然后再翻转90°顺次锻打。
对塑性较差的高合金钢等锻件，应采用沿螺旋方向翻转90°的方法锻造，以保证锻造时变形均匀和温度均匀。
翻转方法如图6—1所示。
②拔长的操作要点a．拔长时坯料每次进给量不得小于单面压下量，否则容易产生折叠。
b．直径较大的坯料拔成较小的圆截面时，应先锻成方形截面，当拔长到接近锻件直径时，再倒棱滚圆。
如果用圆钢拔成方钢，圆钢的最小直径应在方钢边长的1．4倍以上，才能保证锻得出。
模锻
模 锻
模锻设备 锤上模锻工艺 胎膜锻
模 锻
模锻:使加热到锻造温度的金属坯料在锻模模膛内一次或 多次承受冲击力或压力的作用，而被迫流动成形以获得锻 件的压力加工方法。
模锻件的特点及应用
特点： 操作简单，易于实现机械化自动化， 生产率较高； 尺寸精度高，加工余量小，材料利用 率高； 锻件形状复杂； 应用： 流线完整、性能好。
长 轴 类 锻 件
短 轴 类 锻 件
蒸汽—空气模锻锤
锤上模锻
锤上模锻
锻模结构
终锻模膛
模锻模膛 预锻模膛 拔长模膛 制坯模膛 滚压模膛 弯曲模膛 切断模膛
模膛
锤上模锻
锤上模锻
锻模结构
锤上模锻
锻模结构
拔长模膛
开 式
闭 式
锤上模锻
锻模结构
滚压模膛
开 式
闭 式
锤上模锻
锻模结构
弯曲模膛
锤上模锻
锻模结构
切断模膛
锤上模锻
锻模结构
预锻模膛
预锻模膛与终锻模膛 的区别是前者的圆角 和斜度较大，没有飞 边槽。
锤上模锻
切边和冲孔 校正
模锻工艺规程
修整工序
热处理
清理 精压
锤上模锻工艺
模锻的变形工步和模锻模膛
弯曲连杆的多 模膛锻模 制坯工步，制坯模膛 （锻件初步成形） 模锻工步，模锻模膛 （锻件最终成形）
2、胎膜锻的工艺过程 胎膜锻工艺过程包括制订工艺规程、制造胎 膜、备料、加热、锻制及后续工序等。
法兰盘胎膜锻造过程，所用胎膜为套筒模，它由模筒、模 垫和冲头组成。原始坯料加热后，先用自由锻锻粗，然后 将模垫和模筒放在下砧铁上，再将镦粗的坯料平放在模筒 内，压上冲头后终锻成形，最后将连皮冲掉。
模锻工艺
D计＝1.08(V坯/m)1/3
m —坯料的高径比
2)轴类锻件Macro Axis：一般拔长、滚挤制坯。 D坯＝1.13(K•Fmax)1/3
k —模膛系数：不制坯或有拔长工步时, k=1； 有滚挤工步时，k=0.7~ 0.85。
(3)确定变形工步
(4)锻后工序
切边Trimming、冲孔 Punching Ward
具有锻锤和压力机双重工作特性。
– 行程速度0.5~1.0 m/s，介于模锻锤和曲柄压力机之间。 – 有一定的冲击作用，且滑块行程和打击能量可控，与
锻锤相似。 – 坯料变形中的抗力由封闭框架承受，有压力机的特点。
工艺适用性好：既可完成镦粗、成形、弯曲、预锻、
终锻等成形工序，又可进行校正、精整、切边、冲孔等 后续工序的操作。
•完成。 复杂锻件，坯料可按顺 序放入几个模膛中逐步变 形而获得锻件。
3．螺旋压力机上模锻
Die Forging on Fly Press
利用飞轮旋转所积蓄的能量转化成金属 的变形能进行锻造 。
– 摩擦螺旋压力机：机械摩擦传动 – 液压螺旋压力机：液压传动。
•摩擦螺旋压力机
•摩擦压力机锻造特点
– 孔径d=30～80 mm时，厚度S=4～8 mm。 – 当孔径d<25 mm或冲孔深度h>3d时,只在冲孔处压出凹
穴。
齿轮坯模锻件图
技术要求 1.高度公差： +1.5
-0.75 2.未注圆角半径R=2.5 3.尺寸按交点注 4.热处理硬度 HBS228
(2)确定坯料尺寸
V坯=( V锻 + V飞+ V连)(1+ K) 1)盘类锻件 Brachyaxis：一般镦粗制坯和终锻成
胎模锻的工艺
胎模锻的工艺
胎模锻是一种金属成形工艺，通过使用胎模来锻造金属制品。
下面是胎模锻的一般工艺流程：
1.材料准备：选择适合的金属材料，并将其加热至适当的温度，使其变得可塑。
2.胎模设计：设计胎模的形状和尺寸，根据所需要锻造的金属
制品的要求来确定。
3.胎模加热和涂油：将胎模加热至适当的温度，然后涂上润滑油，以便金属在锻造过程中顺利流动。
4.金属锻造：将加热之后的金属放入胎模中，施加适量的压力
和力量，使其根据胎模的形状进行变形。
5.冷却和退火：完成锻造后，金属制品需要进行冷却和退火处理，以去除内应力并提高其力学性能。
6.修整和整形：根据需要进行修整和整形，以确保金属制品的
形状和尺寸符合要求。
7.表面处理：对金属制品进行表面处理，如抛光、镀层等，以
提高其外观和耐蚀性。
8.质量检验：对锻造出的金属制品进行质量检验，检查尺寸精度、表面质量、力学性能等指标是否符合要求。
9.包装和发货：将符合要求的金属制品进行包装，然后进行发货。
胎模锻工艺可以应用于制造各种金属制品，如汽车零部件、铁路设备、船舶零部件、机械零部件等。
锻件的锻造工艺有哪几种？
锻件的锻造工艺有哪几种？锻件的组织和力学性能与很多因素有关,而锻造比是影响锻件质量的最主要因素之一。
今天我们就来了解一下锻造比。
锻造比是锻造时金属变形程度的一种表示方法。
锻造比越大，锻件的变形程度就高，而变形程度直接关系到材料最终夹杂物尺寸、材料共晶碳化物的破碎程度、材料最终成形后的纤维流向及密度等，对材料的综合性能产生较大的影响。
目前有3类提高锻造比均匀性的工艺方案，分别为改变坯料与模具的边界条件、改变坯料形状、改变镦粗变形方式。
以及通过改变平砧镦粗的变形方式能够有效的提高锻件锻造比及几何尺寸均匀性。
不同锻造比锻件内的锻造比(即变形程度)分布是不均匀的，明显分为大锻造比区域、平均锻造比区域和小锻造比区域。
力学性能实验表明：在相同热处理条件下，进行一定锻造比的塑性变形，能够明显提高轧钢材的强度指标与塑性指标，当锻造比到达一定值时，锻件的组织性能变化激烈，其强度提高到最好,但韧性明显下降。
在相同的应变速率条件下，锻造比(即塑性变形程度)越大，锻件组织中的动态再结晶越明显，当锻造比达到一定值时，原始晶粒就会被新生的再结晶晶粒取代，发生较完全的动态再结晶。
因此锻造比对锻件质量有很大的影响。
锻件一般应用在机械的关键部位，由于工作环境恶劣，受力复杂多变，因此，在生产过程中对锻件的质量要求很高。
锻件由钢锭直接锻造成形，生产锻件时，即使采用最先进的冶金技术，钢锭内部也不可避免存在微裂纹、疏松、缩孔、偏析等缺陷，严重影响锻件的质量，为了消除这些缺陷，提高锻件质量，就必须改进锻造工艺，选用合理的锻造工艺参数。
接下来我们就来说三种锻件的锻造工艺。
首先是镦粗工艺，在锻件的自由锻生产中，镦粗是一个非常主要的变形工序。
镦粗工艺参数的合理选择，对锻件的质量起着决定性的作用。
反复的镦拔不但可以提高坯料的锻造比，同时也可以破碎合金钢中的碳化物，达到均匀分布的目的；还可以提高锻件的横向力学性能，减小力学性能的异向性。
饼类锻件和宽板锻件都是以镦粗为主要变形，且镦粗的变形量很大，但是目前该类锻件的超声波探伤废品率很高，主要因为内部出现了横向内裂层缺陷，然而现行的工艺理论对此不能解释。
胎膜锻工艺流程
胎膜锻工艺流程
《胎膜锻工艺流程》
胎膜锻工艺是一种用于制造高强度、高塑性材料的成型方法。
它可以用于生产各种金属零件，如汽车零部件、航空发动机零部件、航天器零部件等。
胎膜锻工艺流程通常包括以下几个步骤：
第一步是材料准备。
在胎膜锻工艺中，通常使用金属坯料作为原材料。
这些坯料经过热处理，以提高其塑性和延展性，使得其更容易被锻造。
第二步是坯料预热。
在这一步骤中，坯料会被加热至一定温度，以保证其在后续锻造过程中能够保持良好的塑性和延展性。
第三步是模具设计和制造。
在胎膜锻工艺中，模具扮演着至关重要的角色。
一个好的模具可以确保最终产品的质量和精度。
模具通常由硬质合金制成，能够承受高温和高压的工作环境。
第四步是锻造操作。
在这一步骤中，预热的坯料被放入模具中，并在高温和高压的环境下进行锻造。
这个过程需要非常精密的控制和操作，以确保最终产品的质量和精度。
第五步是冷却和修整。
锻造完成后，产品需要经过冷却和修整的步骤。
冷却可以确保产品的结构和性能得到稳定，修整则可以让产品的外形更加精确。
通过以上几个步骤，胎膜锻工艺可以生产出高质量、高精度的金属零件，满足各种行业的需求。
该工艺流程在现代制造业中已经得到广泛应用，并在改善产品质量和提高生产效率方面发挥了重要作用。
胎模锻造
9
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ0
胎模锻造
胎模锻---在自由锻设备上使用 胎模生产锻件的工艺方法。
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G:\课程资料\金属工艺学\ 机制动画\胎模锻.avi
G:\课程资料\金属工艺学\机 制动画\胎模锻工艺特点.avi
2
胎模锻造特点
胎模与自由锻比较: (1)操作简便．生产率高 (2)形状准确,尺寸精度高 (3)锻件在胎模内成形,组织致密, 纤维分布符合性能
4
1.制坯整形模
(1)漏盘---常用于旋转体锻件的局部锻粗和镦粗成形等。 (2)摔子---用于旋转体工件杆部的拔长。摔圆、摔台阶 和摔球等。 (3)扣模---用于非旋转体工件的成形,或为合模制坯。
5
2.成形模
(1)筒模---锻模为圆筒形, 主要用于锻造回转体锻件. 又分开式筒 模．闭式筒模和组合筒模。 (2)合模---由上模和下模两部分组成,用于生产复杂 的非体锻件。
要求. 与锤上模锻比较: (1)设备价廉,并扩大自由锻的生产范围; (2)工艺操作灵活,可以局部成形; (3)胎模不固定在锻造设备上,结构简单,易制造,周期
短,可降低锻造成本. 缺点:胎模锻件尺寸 精度不如锤上模锻件高,工人劳动强
度大，生产率较低,模具易损坏.用于中小批量生产。
3
胎模分类及应用
• 制坯整形模 • 成形模 • 切边冲孔模
6
二.胎模锻造工艺设计
1.绘制锻件图
锻件图有:冷锻件图,热锻件图
(1)分模面 选择应能及时发现上下模的错移;金属
易充满模膛;提高金属利用率;制模方便
(2)加工余量及公差
一般单边余量<5
公差不超 过 0.3 1.5
2.坯料重量及尺寸计算
(1)坯料重量计算
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弯曲方向与锤击 方向垂直的锻件 工艺1 工艺2 工艺3
制坯 弯曲 合模焖形
胎模锻
弯曲 打扁 冲切
制坯 弯曲
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十二、枝杆锻件
胎模锻
30
工艺 1 制坯 （多用扣形卡形） 合模 焖形
胎模锻
31
十三、叉类锻件
胎模锻
32
特 型 叉
胎模锻 33
平 股 叉
胎模锻 34
型 股叉
胎模锻 35
平股叉
型股叉
胎模锻 38
模锻的共同点和相互联系，充分应用与借鉴自由段 和模锻的经验，而且要注意它和自由锻、模锻的区 别及独特之处，避免盲目机械地搬用。 2 胎模锻
胎模锻件分类
胎模锻
3
• 编号；分类 • 一、台阶轴 • 二、销轴 • 三、凸缘（法兰）轴 • 四、单凸缘（法兰）锻件 • 五、双凸缘（双法兰）锻件 • 六、有孔凸缘（有孔法兰）锻件 • 七、环套锻件 • 八、杯桶锻件 • 九、轮盘锻件
特型叉
劈叉 拔叉 并叉
叉口 较窄 时： 劈叉 并叉
制坯 小型叉 叉口窄、 变速叉 头： 叉股长：（拨叉） 拔叉 合模 直接合 焖形 模焖形 凸缘叉 弯叉 转向节
胎模锻
36
十四、多枝体锻件
胎模锻
37
枝芽方向与锤 击方向平行
枝芽方向与锤击方向垂直 （三枝体、四枝体、五枝体）
制坯 挤压
卡形 （扣形） 合模 焖形
胎模锻
10
工艺 1
工艺 2
工艺 3
局 部 镦 粗
拔 长 镦 粗
胎模锻
镦 粗 拔 长
11
四、单凸缘（法兰）锻件
胎模锻
12
中间单凸缘
胎模锻 13
端面单凸缘
胎模锻 14
工艺 1
工艺 2
工艺 3
工艺 4
局 部 镦 粗
镦 挤
拔 长 镦 粗
胎模锻
压 槽 展 宽
15
五、双凸缘（双法兰）锻件
胎模锻
16
工艺1 局 部 镦 粗
各类锻件胎模锻工艺
二00九年二月
什么是胎模锻？
• 胎模锻是介于自由锻与模锻之间的一种锻造方法。 • 它既具有自由锻的某些特点：设备和工具简单，工
艺灵活多样；
• 又具有模锻的某些特点：金属在模膛内终端成形，
可获得形状复杂、尺寸准确的锻件，生产效率较高。
• 因此在分析和讨论胎模锻时：不仅要注意自由锻、
胎模锻 4
• 十、直杆锻件
十一、弯杆锻件 十二、枝杆锻件 十三、叉类锻件 十四、多枝体锻件
胎模锻
5
一、台阶轴
胎模锻
6
工艺 1
拔长 摔形
工艺 2
摔形 拔长
胎模锻
7
二、销 轴
胎模锻
8
工艺 1 局 部 镦 粗
工艺 2 拔 长 镦 粗
胎模锻
工艺 3 镦 粗 拔 长
工艺 4 摔 形 拔 长
9
三、凸缘（法兰）轴
工艺 3
冲孔 胎模 整形
工艺 4
芯轴 扩孔 胎模 整形
工艺 5
芯轴 拔长 模内 成形
胎模锻
21
八、杯桶锻件
胎模锻
22
工艺 1 成形 压凹
工艺 2 冲挤 成形
工艺 3 制坯 翻边 制孔
工艺 4 制坯 拉挤
胎模锻
23
九、轮盘锻件
胎模锻
24
工 艺
制坯 工艺
焖形 工艺
镦粗 制坯 焖形
1、自由 镦粗 2、拔长 3、压槽 4、局部 镦粗
工艺2 拔长 （摔形） 局 部 镦 粗
胎模锻
工艺3 摔形
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六、有孔凸缘（有孔法兰）锻件
胎模锻
18
工艺 1
工艺 2
工艺 3
工艺 4 压槽 展宽 冲孔
19
胎模成形 制坯 锻桶 冲挤冲孔 翻挤冲孔 模内成形 冲去连皮 冲去连皮
胎模锻
七、环套锻件
胎模锻
20
工艺 1
模内 成形 冲切 孔
工艺 2
模内冲 挤成形 冲去 连皮
5、垫模制 坯 6、套模制 坯
1、套模焖形 2、合模焖形 3、压槽-胎 膜整形 4、制坯-翻 边成形
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胎模锻
十、直杆锻件
胎模锻
26
工艺 1
坯 焖形
工艺 3
扣模 成形
胎模锻
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十一、弯杆锻件
胎模锻
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弯曲方向与锤击 方向相同的锻件 制坯后在终锻 模膛中直接成 形