模锻的基本工序
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。
液态模锻工艺介绍资料
产，以满足不同客户的需求。
技术挑战与难点
模具设计与制造
液态模锻工艺的模具设计与制造是技术难点之一，需要具备高精 度、高强度、高耐热性能等要求。
液态金属流动控制
在液态模锻过程中，液态金属的流动控制是关键技术之一，需要掌 握金属的流动规律和模具填充技巧。
设备投资大
液态模锻工艺需要使用专门的设备 和生产线，相较于传统锻造工艺， 设备投资较大。
液态模锻工艺的改进方向
01
02
03
提高成型精度
通过改进模具设计和制造 工艺，提高液态模锻工艺 的成型精度。
开发新型设备
研发新型的液态模锻设备 和工艺，提高生产效率和 产品质量。
优化生产流程
通过对生产流程进行优化 ，提高生产效率，降低生 产成本。
特点
高生产效率：液态模 锻工艺可以实现批量 生产，提高生产效率 。
制品质量高：液态模 锻工艺可以获得高精 度、高表面质量的金 属制品。
节约材料：液态模锻 工艺采用模具成型， 可以减少材料浪费， 降低成本。
液态模锻工艺的起源与发展
起源
液态模锻工艺起源于20世纪初，最初用于铝合金制品的生产 。
发展
随着科技的不断进步，液态模锻工艺逐渐完善，应用范围也 不断扩大，现在已经成为金属加工领域的重要技术之一。
液态模锻工艺的应用范围
航空航天领域
液态模锻工艺可以用于制造航空航天 领域的铝合金、镁合金等高性能金属 制品。
汽车制造领域
液态模锻工艺可以用于制造汽车车身 、发动机部件等高性能金属制品。
电子通讯领域
液态模锻工艺可以用于制造电子通讯 领域的金属壳体、连接器等精密金属 制品。
模锻的后续工序介绍
模锻的后续工序介绍模锻后续工序是指在模锻过程完成后，对锻件进行进一步的加工和处理，以达到设计要求和客户需求。
下面简单介绍几个常见的模锻后续工序：1. 热处理：热处理是通过加热和冷却过程改变锻件的性能和组织结构。
常见的热处理方法包括退火、正火、淬火等。
通过控制温度和冷却速度，可以调节锻件的硬度、强度和韧性，提高其耐磨性和耐腐蚀性。
2. 机械加工：机械加工是指通过切削、钻孔、铣削等工艺，对锻件进行形状和尺寸的加工。
通过机械加工可以使锻件达到更精确的尺寸要求，提高表面质量和加工效率。
3. 表面处理：表面处理是对锻件表面进行涂覆、喷涂、电镀等处理，以提高其耐腐蚀性和装饰性。
常见的表面处理方法有镀锌、镀铬、喷砂等。
4. 清洗和除锈：清洗和除锈是为了去除锻件表面的油污、氧化皮和其他杂质，使其表面干净，便于后续处理和使用。
常见的清洗方法有水洗、喷雾清洗、超声波清洗等。
5. 检测和质量控制：在模锻后续工序中，需要对锻件进行各种检测和质量控制，以确保锻件的质量和性能符合要求。
常见的检测方法有磁粉检测、超声波检测、压力测试等。
通过以上的模锻后续工序处理，可以使锻件达到设计要求和客户需求，提高其耐用性和可靠性。
模锻后续工序的选择和处理方法需要根据具体的锻件材料、形状和用途来确定，以使其最大限度地发挥出锻件的优势和特性。
模锻后续工序是一个非常重要的环节，对于锻件的质量和性能有着关键的影响。
在模锻完成后，锻件可能存在一些缺陷，如气孔、夹杂、裂纹等。
而通过后续工序的加工和处理，可以修复这些缺陷，提高锻件的机械性能和表面质量。
首先，热处理是模锻后续工序中常用的处理方法之一。
热处理可以通过调节锻件的温度和冷却速度，改变其组织结构和性能。
常见的热处理方法有退火、正火和淬火。
退火是将锻件加热到一定温度，然后缓慢冷却，使其组织结构变得均匀稳定。
正火则是将锻件加热到一定温度，然后迅速冷却，以增加其硬度和强度。
而淬火是将锻件加热到一定温度，然后迅速冷却到室温，以获得较高的硬度和韧性。
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。
锻造成形-自由锻(32)讲解
敷料是为了简化锻件形状、便于锻造而增添的金属部 分。由于自由锻只适宜于锻制形状简单的锻件，故对零件 上一些较小的凹挡、台阶、凸肩、小孔、斜面和锥面等都 应进行适当的简化，以减少锻造的困难，提高生产率。
加工余量 由于自由锻件的尺寸精度低、表面品质较 差，需要再切削，所以应在零件的加工表面增加供切削加 工用的金属部分，称为加工余量。
自由锻的工序可分为基本工序（镦粗 拔长 冲孔）、辅助工序和精整工序三大类。
（1）基本工序 它是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形状和尺寸的 工序。主要有以下几个：
镦粗 是使坯料高度减小、横截面积增大的 工序。它是自由锻生产中最常用的工序，适用于 饼块、盘套类锻件的生产。
拔长 是使坯料横截面积减小、长度增大的 工序。它适用于轴类、杆类锻件的生产。为达到 规定的锻造比和改变金属内部组织结构，锻制以 钢锭为坯料的锻件时，拔长经常与镦粗交替反复 使用。
(2)自由锻件应避免加强筋、凸台等结构。因为这些 结构难以用自由锻获得。若采用特殊工具或技术措施来生 产，必将增加成本，降低生产率。
(3)当锻件的横截面有急剧变化或形状较复杂时，可 采用特别的技术措施或工具；或者将其设计成几个简单件 构成的组合件，锻造后再用焊接或机械连接方法将其连成 整体件。
选择锻造工序
四、自由锻件结构的工艺性
设计锻造成形的零件时，除应满足使用性能要 求外，还必须考虑锻造工艺的特点，即锻造成形的 零件结构要具有良好的工艺性。这样可使锻造成形 方便，节约金属，保证质量和提高生产率。
(1)自由锻件应避免锥体、曲线或曲面交接以及 椭圆形、工字形截面等结构。因为锻造这些结构须 制备专用工具，锻件成形也比较困难，使锻造过程 复杂，操作极不方便。
锻造比
自由锻和模锻
第3章 压力加工成型技术 图3－22 冲子扩孔
第3章 压力加工成型技术
图3－23 芯轴扩孔
第3章 压力加工成型技术
5）弯曲 定义：将坯料弯成一定角度和形状的锻造工序称为弯曲。 优点：弯曲成型时金属纤维组织不被切断，从而提高了锻件质 量。 用途：弯曲多用于锻制钩、夹钳、地脚螺栓等弯曲类零件。 6）扭转 定义：将坯料的一部分相对于另一部分绕共同轴线旋转一定角 度的锻造方法称为扭转。 用途：扭转用于锻制曲轴、矫正锻件等。
第3章 压力加工成型技术
注意事项： 1.镦粗时，坯料不能过长，高度与直径之比应小于2.5，
以免镦弯，以防止出现变形不均
匀。
镦弯
腰鼓形（细腰）
第3章 压力加工成型技术
失稳 弯曲
腰鼓形
均匀 变形
难变形 区相遇
形成
夹层
第3章 压力加工成型技术 分类：整体镦粗和局部镦粗
第3章 压力加工成型技术
a）薄坯料冲孔 b）厚坯料冲孔 1－冲头 2－坯料 3－垫环 4－芯料
第3章 压力加工成型技术 冲孔过程
第3章 压力加工成型技术
4)扩孔 为了减小空心坯料壁厚而增加其内径的锻造工序称为扩 孔。 常用的扩孔方法有冲子扩孔（见图3－22）和芯轴扩孔 （见图3－23），后者在轴承行业中广泛采用。
第3章 压力加工成型技术
应用： 模锻已广泛应用于飞机、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
模锻常限制在150kg以下的零件。
第3章 压力加工成型技术
按使用设备类型不同，模锻分为： 1.锤上模锻 （动画）（录像） 2.压力机上模锻 3.胎模锻
第3章 压力加工成型技术 基本塑性形成方法分类
金属工艺学--模锻(PPT59张)
17
例
18
齿轮锻件图
19
2）加工余量、公差、余块和冲孔连皮
★加工余量和公差：只在锻后需机加工之处添加。
★余块（为简化形状而增加的料块）:窄槽、齿形、小
孔（孔径小于25mm）、深孔（深度大于3倍直径）、 横向孔以及其它妨碍出模的凹部均不锻出。
★冲孔连皮（为避免上、下冲头对撞损坏模具而在模锻
通孔时留下的金属层）: 连皮厚度一般为4～8 mm， 锻后再由冲孔切边模切除。
三 模锻
一、模锻特点 模锻：利用模具使 毛坯变形获得锻件 的方法。常用的模 锻设备有蒸汽-空 气模锻锤、压力机 等。
锤锻模具由带有燕尾的上模、 下模组成。下模固定在模座上， 上模固定在锤头上，并随锤头作 上下往复锤击运动使锻坯在模膛 中成形。 制坯模膛（体积分配） 模膛 ● 种类
镦粗 拔长 滚挤★ 弯曲 … 预锻→初步成形 终锻→最终成形
45
•
•
(1)扣模 扣模由上、下扣组成(图2.28a)或上扣由上砧代替(图2.28b)。 锻造时锻件不转动，初锻成形后锻件翻转90°在锤砧上平整 侧面。扣模常用来生产长杆非回转体锻件的全部或局部扣形， 也可用来为合模制坯。
46
• (2)套筒模(套模) • 分开式和闭式
开式套模只有下模， 上模用上砧代替(图 2.29a)。主要用于回转体 锻件(如法兰盘、齿轮)的 最终成形或制坯。当用于 最终成形时，锻件的端面 必须是平面。 闭式套模由模套(模 筒)、上模垫及下模垫组成， 下模垫也可由下砧代替(图 2.29b)。主要用于端面有 凸台或凹坑的回转体类锻 件的制坯和最终成形，有 时也用于非回转体类锻件。
★模锻斜度:锻件上与分模面相垂直的表面上增加的斜度。
内斜度β大于外斜度α在一级.
金属材料成型_3精密模锻技术
皮。 ➢ 先粗锻再精锻——精密模锻的锻件精度很大程度上取决于锻模的加工精
度。为排除模膛中的气体，减小金属流动阻力，使金属更好地充满模膛， 在凹模上应开有排气小孔。 ➢ 模锻时要很好地进行润滑和冷却锻模。
2）精密模锻技术优点
冷精锻尺寸精度可达0.02～0.05mm。因具有优质、高效、低能耗等特 点，而被广泛应用与汽车零部件大批量生产中，如汽车起动电机起动齿轮 和汽车传动轴花键，冷精锻工艺能使齿轮表面获得残余压应力，可有效提 高齿轮寿命。
近年来，冷精锻工艺在国内外获得了一定发展，其中闭塞锻造因为能够获 得无飞边的近净形精锻件。对于行星和半轴齿轮、星形套、十字轴等采用冷精 锻技术可省去绝大部分切削加工，成本大幅降低。20世纪80年代以来,国内外 精密锻造专家开始将分流锻造理论应用于正齿轮和螺旋齿轮冷锻成形。分流锻 造技术应用,使较高精度齿轮少无切削加工迅速达到了产业化规模。
3) 弯曲模膛： 对于弯曲的杆类模锻件，需用弯曲模膛来弯曲毛坯。
图3-5 的角上组成一对刀口，用来切断金属。
图3-6 切断模膛
TWO
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精密模锻工艺特点
1）精密模锻工艺要点
➢ 下料——需要精确计算原始坯料的尺寸，严格按坯料质量下料。 ➢ 制坯——需要精细清理坯料表面，除净坯料表面的氧化皮、脱碳层及其
FOUR
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精密模锻重点企业
泰州精锻科技（300258）主营业务为汽车精锻齿轮及其他 精密锻件研发，生产和销售，是国内行业领先的锻造齿轮供应 商.是目前国内乘用车精锻齿轮细分行业的龙头企业，轿车精锻 齿轮、结合齿齿轮、EDL 齿轮等产销量位居行业前列。
目前国内压铸行业的集中度较低，我国现有压铸企业暨压铸相关联企 业约有12000余家，其中生产压铸件的企业约占70%以上，企业主要分布 在广东、江苏、重庆等地，规模大、专业化的企业大部分集中在珠江三角 洲和长江三角洲地区，且大型压铸企业占比仅为10%左右。国内汽车压铸 件生产规模较大的企业主要有两类，一类是汽车领域企业的配套企业，从 属于下游行业的集团公司;另一类是独立的汽车精密压铸件生产企业，专 门从事汽车精密压铸件的生产，与下游客户建立了较为稳定的长期合作关 系。国内独立的汽车精密压铸件生产厂商主要包括广东鸿图、文灿股份、 鸿特精密、爱柯迪、旭升股份等 。
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模锻的基本工序
以模锻的基本工序为标题，写一篇文章：
一、模锻的基本工序
模锻是一种金属成形工艺，通过将金属材料置于模具中，施加压力使其产生塑性变形，从而获得所需形状的零件。
模锻的基本工序包括以下几个步骤：
1. 模具设计与制造
模具是模锻过程中不可或缺的工具，它的设计和制造直接影响到零件的质量和生产效率。
在模具设计中，需要考虑零件的形状、尺寸、材料和生产要求等因素，以确定合适的模具结构和加工工艺。
2. 材料准备
在模锻过程中，需要选择适合的金属材料作为原料。
常用的模锻材料有碳钢、合金钢、铝合金等。
在材料准备阶段，需要对原料进行加热处理，以提高其塑性和可锻性。
3. 加热
加热是模锻过程中的关键步骤之一。
通过加热，可以使金属材料达到适宜的温度，从而增加其塑性和可锻性。
常用的加热方法有火焰加热、电阻加热和感应加热等。
4. 锻造
锻造是模锻的核心工序，也是将金属材料塑性变形成零件的过程。
在锻造过程中，需要施加足够的压力，使金属材料充分填充模具腔体，同时保持适宜的锻造温度。
5. 冷却与退火
在锻造完成后，需要对零件进行冷却处理。
通过冷却，可以使零件的形状固定，减少变形和裂纹的产生。
此外，还需要对锻件进行退火处理，以消除内部应力和提高其力学性能。
6. 后续加工
锻造完成后，还需要进行一些后续加工工序，以获得最终的零件。
常见的后续加工工序包括修整、除锈、热处理、机加工和表面处理等。
二、模锻的应用领域
模锻作为一种重要的金属成形工艺，在工业生产中有着广泛的应用。
它可以生产各种形状复杂、尺寸精确的零件，具有高强度、高精度和良好的表面质量。
模锻广泛应用于航空航天、汽车、军工、能源和机械制造等领域，为各行业的发展提供了重要的支持。
在航空航天领域，模锻技术被广泛应用于制造发动机叶片、涡轮盘、连接杆等关键零部件。
这些零件对材料性能和精度要求非常高，通过模锻工艺可以获得高强度、高耐热性和低变形的零件。
在汽车制造领域，模锻被用于生产汽车传动轴、曲轴、悬挂件和车架等关键零部件。
这些零件需要具备较高的强度和刚性，通过模锻工艺可以提高材料的综合性能，满足汽车在复杂工况下的使用要求。
在军工领域，模锻被广泛应用于制造武器装备和军舰舰艇等关键部件。
由于军事装备对材料性能和安全性要求极高，模锻工艺可以确保零件的高强度和高可靠性，提高整体战斗力。
在能源领域，模锻被用于制造核电设备、火力发电设备和风力发电设备等关键部件。
这些设备对材料的耐高温性和耐腐蚀性要求较高，通过模锻工艺可以获得高性能的零件，提高能源装备的工作效率和可靠性。
在机械制造领域，模锻被广泛应用于制造各种机械零件，如轴类、齿轮、连杆和螺纹等。
通过模锻工艺可以获得高强度、高硬度和高耐磨性的零件，提高机械设备的使用寿命和性能。
模锻作为一种重要的金属成形工艺，在现代工业生产中发挥着重要的作用。
通过模锻工艺，可以获得高强度、高精度和良好表面质量的零件，满足各行业对零件性能的要求，促进工业发展和经济进步。