锻造工艺与模具设计
锻造工艺与模具设计-锤上模锻
锻造工艺与模具设计-锤上模锻引言锤上模锻是一种传统的金属锻造工艺，它使用锤子和模具将金属加热至一定温度后进行锤击，使其塑性发生变化，并通过模具的形状来塑造金属的最终形态。
本文将介绍锤上模锻的工艺流程以及模具设计的要点和注意事项。
锤上模锻的工艺流程锤上模锻的工艺流程通常包括以下几个步骤：1.材料准备：选择适当的金属材料，并对其进行预处理，如去除表面氧化物、清除杂质等。
2.加热：将金属材料加热至适当的温度，以增加其塑性。
加热温度通常根据材料的种类和要求的锻造效果来确定。
3.锤击：在金属材料达到适当温度后，使用锤子对其进行锤击。
锤击力度和频率需根据材料的塑性和形状来调整，以达到锻造工件的要求。
4.模具设计：根据锻造工件的形状和尺寸要求，设计制作适用的模具。
模具应具有足够的强度和刚度，以承受锤击的力量，并能形成金属的预期形状。
5.成品处理：锻造完成后，对锻造工件进行必要的处理，如退火、淬火、表面处理等，以提高其性能和外观质量。
模具设计的要点和注意事项1. 模具材料的选择模具材料应具有足够的硬度和强度，以抵抗锤击力量的作用。
常用的模具材料有合金工具钢、高速钢等。
在选择模具材料时，还需要考虑其热膨胀系数和导热性能，以确保模具在高温条件下能保持形状稳定性。
2. 模具结构设计模具的结构设计应考虑到工件的形状和尺寸要求，以及锤击的力量和频率。
模具应具有足够的强度和刚度，以承受锤击的力量，并能准确地形成金属的预期形状。
同时，模具的结构应合理，方便装卸和调整，以提高生产效率。
3. 模具表面处理模具的表面处理对于形成工件的表面质量和精度非常重要。
常用的表面处理方法包括电火花加工、抛光、渗碳等。
表面处理可以改善模具的耐磨性和抗粘附性，以减少模具的磨损和延长使用寿命。
4. 模具的维护与保养模具在锤上模锻过程中会受到较大的冲击和热应力，因此需要定期进行维护和保养，以确保其性能和使用寿命。
维护和保养包括清洁、修复损坏、润滑等工作。
锻造工艺与模具设计-模锻成形工序分析
● 金属充满模膛后，多余金属由桥口流出，此 为第Ⅲ阶段。
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一、开式模锻变形过程
●
第Ⅰ阶段：由开始模压到金属与模具侧壁接触为止
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一、开式模锻变形过程
●
第Ⅱ阶段：第Ⅰ阶段结束到金属充满模膛为止
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一、开式模锻变形过程
●
第Ⅲ阶段：金属充满模膛后，多余金属由桥口流出
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二、开式模锻各阶段的应力应变分析
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小飞边模锻
对某些形状的锻件，在模锻最后阶段，变形区集中 分布在分模面附近，远离分模面的部分不容易充满。
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楔形飞边槽
主要依靠桥口斜面产生的水平分力阻止金属外 流，飞边部分金属消耗减少一倍；这种飞边与锻件 连接处较厚，切边较困难
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扩张型飞边槽
在模锻的第一第二阶段，桥口部分对金属外流有一定阻力作用；而最 后阶段，对多余金属的外流无阻碍作用，可以较大程度的减小变形力，使 上下模压靠。
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二、开式模锻各阶段的应力应变分析
●
第Ⅱ阶段
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二、开式模锻各阶段的应力应变分析
第Ⅲ阶段： 主要是将多余金属排入飞边。此时流动界面已不存 在，变形仅发生在分模面附近的一个区域内，其它部位 则处于弹性状态；多于金属由桥口流出时阻力很大，使 变形抗力急剧增大
●
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二、开式模锻各阶段的应力应变分析
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控制金属的流动方向
各质点向着阻力最小方向移动， 因此依靠不同的工具，采取不同的加载方式在变形 体内建立不同的应力场实现对金属流动物体内方向的控 制
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控制塑性变形区
主要靠利用不同工具在坯料内产生不同的应力状态， 使部分金属满足屈服准则，另一部分金属不满足屈服准 则，达到控制变形区的目的
锻造工艺过程及模具设计
锻造工艺过程及模具设计
锻造工艺是一种通过加热金属材料并施加压力来改变其形状的制造过程。
锻造工艺可以用于制造各种金属制品，包括汽车零件、航空零件、建筑材料等。
在锻造工艺中，模具设计是非常重要的一环，因为模具
的设计直接影响到锻造工艺的效率和质量。
锻造工艺的过程通常分为以下几个步骤：首先，将金属材料加热到一
定温度，使其变得柔软并易于加工。
然后，将金属材料放入模具中，
并施加压力，使其变形。
最后，将金属材料冷却，使其保持所需的形状。
在锻造工艺中，模具的设计是非常重要的。
模具的设计应该考虑到以
下几个方面：首先，模具应该具有足够的强度和硬度，以承受高压和
高温的影响。
其次，模具应该具有良好的导热性能，以便快速传递热量。
最后，模具应该具有良好的耐磨性能，以便长时间使用。
在模具的设计中，还需要考虑到以下几个因素：首先，模具的形状应
该与所需的产品形状相匹配。
其次，模具的尺寸应该与所需的产品尺
寸相匹配。
最后，模具的表面应该光滑，以便制造出光滑的产品表面。
总之，锻造工艺是一种非常重要的制造工艺，可以用于制造各种金属
制品。
在锻造工艺中，模具的设计是非常重要的，因为模具的设计直
接影响到锻造工艺的效率和质量。
模具的设计应该考虑到强度、硬度、导热性能和耐磨性能等因素，并且应该与所需的产品形状、尺寸和表
面光滑度相匹配。
锻造工艺过程及模具设计
锻造工艺过程及模具设计1. 引言锻造是一种通过对金属材料施加压力，使其产生塑性变形，从而得到所需形状和性能的工艺方法。
锻造工艺及模具设计在制造业中具有广泛的应用。
本文将介绍锻造的工艺过程和模具设计的基本原理和方法。
2. 锻造工艺过程2.1 热锻工艺热锻是指在高温下进行的锻造工艺。
其基本过程包括预热、装料、锻造和冷却四个步骤。
2.1.1 预热预热是将锻造原料加热至一定温度，以提高其塑性和降低锻造压力。
预热温度的选择取决于材料的类型和要求。
2.1.2 装料装料是将预热好的原料放置在锻造模具上，以准备进行下一步的锻造操作。
装料时需要考虑材料的定位和固定，确保锻造过程中的准确性和一致性。
2.1.3 锻造锻造是通过对装料施加压力，使其发生塑性变形，从而得到所需形状和性能的过程。
在锻造过程中，需要控制加压力、防止材料裂纹和变形等问题。
2.1.4 冷却冷却是将锻件从锻造中取出后，使其慢慢冷却，以缓解残余应力和提高材料的硬度和强度。
2.2 冷锻工艺冷锻是指在室温下进行的锻造工艺。
与热锻相比，冷锻可以更好地控制材料的性能和形状，并且不需要进行预热和冷却，节约能源。
2.2.1 材料的选择冷锻对材料的要求较高，一般选用具有良好塑性和变形能力的材料，如铝、铜等。
2.2.2 模具的设计冷锻模具的设计需要考虑以下几个方面：模具材料的选择、模具结构的设计、模具的可制造性和可维修性等。
3. 模具设计3.1 模具的分类模具按照其所用材料的不同可以分为金属模具、木模具和塑料模具等。
其中金属模具是最常用的一种，具有强度高、耐磨性好的特点。
3.2 模具结构的设计模具的结构设计包括上模、下模和侧模的设计。
上模是与锻件上表面接触的模具，下模是与锻件下表面接触的模具，侧模用于锻造中需要有孔的部位。
3.3 模具材料的选择模具材料的选择需要考虑模具的使用寿命、成本和性能要求等。
常用的模具材料有工具钢、合金钢和铸铁等。
3.4 模具的制造工艺模具制造工艺包括模具的加工和装配过程。
锻造工艺与模具设计
锻造工艺与模具设计一、引言锻造是一种重要的金属加工方法，通过将金属材料加热至可塑状态后，使用力量施加在材料上，从而改变其形状和结构。
模具设计是锻造工艺中的关键环节，合理的模具设计可以提高锻造产品的质量和生产效率。
本文将全面、详细、完整且深入地探讨锻造工艺与模具设计的相关内容。
二、锻造工艺的分类根据加热方式和施加力量的方式，锻造工艺可分为以下几类：2.1 自由锻造在自由锻造中，加热后的金属材料放置在锻造台上，通过锤击或压力的施加来改变其形状。
自由锻造适用于简单形状的锻件制造，如棒状、环状等。
2.2 模具锻造在模具锻造中，金属材料通过模具的形状来决定其最终形态。
模具可以分为两部分：上模和下模。
金属材料在加热后放置在模具中，上下模通过压力施加力量，使金属材料按照模具的形状进行变形。
2.3 冷锻冷锻是在常温下进行的锻造过程，适用于对材料进行塑性变形的锻造工艺。
冷锻可以提高材料的成形性能，使其获得更高的强度和韧性。
2.4 热锻热锻是在高温下进行的锻造过程，通过加热金属材料可以提高其塑性，使其变形更容易。
热锻适用于制造复杂形状的锻件，如汽车曲轴、航空发动机零件等。
三、模具设计的要点模具设计在锻造工艺中起到了至关重要的作用，以下是模具设计的一些要点：3.1 材料的选择模具应选择适合锻造材料的耐热、耐磨损的材料。
常用的模具材料有优质碳素结构钢、合金结构钢等。
3.2 模具的结构设计模具的结构设计应尽可能简单，易于制造和维修。
同时，模具应具有足够的刚性和强度，以承受锻造过程中的力量和热应力。
3.3 模具的热处理模具在使用前需要进行热处理，以提高其硬度和耐磨性。
常见的热处理方法有淬火、回火等。
3.4 模具的涂层处理为了减少模具的磨损和增加其使用寿命，可以对模具进行涂层处理。
常见的涂层材料有硬质合金、陶瓷等。
四、锻造工艺与模具设计的应用锻造工艺与模具设计在各个领域都有广泛的应用，以下是几个常见的应用领域：4.1 汽车制造锻造工艺在汽车制造中有重要的地位，汽车的关键部件如曲轴、连杆等都是通过锻造工艺制造而成的。
锻造工艺与模具设计
锻造工艺与模具设计一、锻造工艺概述锻造是指通过施加压力将金属材料变形成所需形状的一种加工方法。
锻造工艺包括预制备、加热、锤击、冷却等多个环节。
通过不同的锻造工艺，可以生产出各种形状和尺寸的零件。
二、模具设计概述模具是指用于制造产品的专用工具，通常由上下两个部分组成。
模具设计需要考虑到产品的尺寸、形状等因素，以及生产效率和成本等因素。
合理的模具设计可以提高生产效率和产品质量。
三、锻造前准备1. 材料选择：根据零件要求选择适当的材料。
2. 钢坯切割：根据零件图纸进行钢坯切割，并进行初步加工。
3. 热处理：对钢坯进行热处理，使其达到适当的温度。
4. 模具准备：根据零件要求设计并制作合适的模具。
四、加热将钢坯放入电阻炉中进行加热，使其达到适当温度。
加热温度应该控制在合适范围内，以免影响零件质量。
五、锤击将加热后的钢坯放入模具中，进行锤击。
锤击力度应该适当，以免过度变形或破裂。
在锤击过程中要注意调整温度和压力，以保证零件的质量。
六、冷却在锻造完成后，需要对零件进行冷却。
冷却速度应该适当，以避免产生裂纹或变形。
七、模具设计要点1. 模具结构：模具应该采用合理的结构设计，以便于生产操作和维护。
2. 材料选择：选择合适的材料可以提高模具的使用寿命和生产效率。
3. 模具加工精度：模具加工精度应该达到要求，以保证产品质量。
4. 模具调试：在使用前需要对模具进行调试，并根据实际情况进行调整。
5. 模具维护：定期对模具进行维护和保养，可以延长其使用寿命和提高生产效率。
八、总结通过合理的锻造工艺和模具设计，可以生产出高质量的零件，并提高生产效率和降低成本。
在实际生产中，需要根据具体情况进行调整和改进，以达到最佳效果。
锻造工艺与模具设计压力中心确定方法
锻造工艺与模具设计压力中心确定方法一、引言锻造工艺与模具设计中，压力中心的确定是非常重要的一个环节。
因为压力中心的位置决定了锻件的形状和尺寸，影响着锻件的质量和成本。
因此，本文将详细介绍锻造工艺与模具设计中压力中心的确定方法。
二、锻造工艺与模具设计基础知识1. 锻造工艺：指通过对金属材料进行塑性变形、加热等处理来改变其形状和尺寸的一种加工方法。
2. 模具设计：指根据零件图纸、材料性能、加工要求等条件，设计出适合生产该零件的模具。
三、压力中心概念及作用1. 压力中心：指在锤击或挤压过程中，金属材料受到最大应力作用点所在位置。
2. 作用：压力中心位置决定了锻件的形状和尺寸，影响着锻件的质量和成本。
四、压力中心确定方法1. 经验法：根据经验公式或实践经验来确定。
（1）公式法：通过理论公式计算得出。
如：a) 对于圆柱形锻件，压力中心位置为圆心。
b) 对于矩形锻件，压力中心位置为长边中点。
（2）经验法：通过实践经验来确定。
如：a) 观察锤击或挤压过程中金属材料的变形情况，找出最大应力作用点所在位置。
b) 根据以往生产经验，确定压力中心位置。
2. 数值模拟法：通过计算机数值模拟来确定。
（1）建立数学模型：根据锻造工艺和模具设计要求，建立数学模型。
（2）数值计算：利用有限元分析软件对建立的数学模型进行计算，并得出相应结果。
（3）结果分析：根据计算结果分析得出最大应力作用点所在位置，即压力中心位置。
3. 实验测定法：通过实验测定来确定。
（1）试锻法：将实际材料进行试锻，并观察变形情况，找出最大应力作用点所在位置，即压力中心位置。
（2）光栅位移法：利用激光干涉仪或光栅传感器等设备对试样进行位移测量，并通过数据处理得出最大应力作用点所在位置。
五、结论压力中心的确定是锻造工艺与模具设计中非常重要的一环，合理的压力中心位置可以提高锻件的质量和生产效率。
本文介绍了常用的压力中心确定方法，包括经验法、数值模拟法和实验测定法。
锻造工艺与模具设计课程设计
锻造工艺与模具设计课程设计一、课程背景锻造工艺是金属加工技术中的一种重要工艺，广泛应用于航空、航天、军工、汽车、机械等领域。
模具设计则是锻造工艺的关键技术之一，决定了锻件的成形质量和生产效率。
针对行业对锻造工艺及模具设计相关人才的需求，本课程将系统、全面地介绍锻造工艺和模具设计的基本概念、原理及应用，同时重点培养学生应用相关软件和设备进行模具设计和加工的能力。
二、课程目标1.掌握锻造工艺和模具设计的基本概念、原理2.熟练掌握常用的模具加工设备和软件的使用方法3.较好地运用理论知识进行锻造工艺和模具设计的实际应用4.能够完成简单锻造工艺和模具设计的任务三、课程大纲1. 锻造工艺概论1.1 锻造工艺的概念及分类 1.2 锻造工艺的基本原理 1.3 锻造材料的选用1.4 锻造工艺的设备和工具 1.5 锻造工艺中的技术问题及解决方法2. 模具设计基础2.1 模具设计的基本理论 2.2 模具的结构和分类 2.3 模具材料的选用 2.4 模具加工的基本原理 2.5 模具装配、调试和维修3. 模具设计软件应用3.1 常用模具设计软件介绍 3.2 模具设计软件的基本操作 3.3 模具组件的设计与装配 3.4 模具运动分析 3.5 模具加工工艺设计4. 模具加工设备使用4.1 模具加工设备的分类和特点 4.2 模具加工设备的结构和工作原理 4.3 模具加工设备的使用要点 4.4 模具设备维护及损坏处理5. 应用案例分析5.1 锻造工艺和模具设计在实际生产中的应用案例 5.2 分析案例中出现的问题及解决方法 5.3 基于案例进行模具设计和加工实践四、教学方法本课程注重理论与实践相结合，采取授课、演示、案例分析、实验等多种教学方法，提高学生的实际操作能力。
同时，还将组织实地参观和考察，让学生对锻造工艺和模具设计有更深入的了解。
五、教材1.《锻压技术基础》（原书第3版）耿永波、杨忠民编著，机械工业出版社，2012年；2.《模具设计基础》吴强、杨峰编著，中南大学出版社，2019年；3.《UG三维造型教程》（UG NX 10.0版）阎育钧主编，清华大学出版社，2018年。
锻造工艺过程及模具设计
锻造工艺过程及模具设计锻造是一种通过对金属材料进行加热和塑性变形来制造零件的工艺。
它广泛应用于航空航天、汽车制造、机械制造等领域。
锻造工艺过程中，模具设计起着至关重要的作用。
本文将介绍锻造工艺的基本过程，并探讨模具设计的要点和技巧。
一、锻造工艺过程锻造工艺过程通常包括以下几个步骤：材料准备、加热、装料、锻造、冷却和后处理。
1. 材料准备：选择合适的金属材料是成功进行锻造的关键。
常用的锻造材料有碳钢、不锈钢、铜合金等。
在材料准备阶段，需要对材料进行清洁和切割，以便于后续的加工操作。
2. 加热：将金属材料加热至适当的温度，使其达到塑性变形的状态。
不同的金属材料需要加热到不同的温度范围，以确保其具有足够的可塑性。
3. 装料：将预热好的金属材料放入模具中。
模具是用来限制和塑性变形金属材料的工具，它的设计和制造直接影响着锻造零件的质量和形状。
4. 锻造：在加热和装料后，施加压力使金属材料发生塑性变形。
锻造可以分为冷锻和热锻两种方式。
冷锻适用于低碳钢等硬度较低的金属材料，热锻适用于高碳钢等硬度较高的金属材料。
5. 冷却：锻造完成后，将锻造件从模具中取出，进行冷却。
冷却的目的是使锻造件快速降温，以增加其强度和硬度。
6. 后处理：锻造件经过冷却后，还需要进行后处理。
后处理可以包括修整、抛光、热处理等工序，以进一步提高锻造件的性能和表面质量。
二、模具设计要点和技巧模具是锻造工艺中不可或缺的工具，其设计和制造直接关系到锻造件的质量和形状。
以下是一些模具设计的要点和技巧：1. 合理选材：模具的材料应具有足够的硬度和耐磨性，以承受锻造过程中的高温和高压。
常用的模具材料有合金工具钢、合金铸钢等。
2. 结构简单：模具的结构应尽可能简单，便于制造和维修。
过于复杂的结构会增加制造难度，降低模具的使用寿命。
3. 合理布局：模具的布局应合理，使得锻造过程中的力分布均匀。
同时，还要考虑模具的强度和刚度，以避免变形和破坏。
4. 充分利用材料：在模具设计中，应尽量减少废料的产生，充分利用材料。
锻造工艺与模具设计-锻前加热、锻后冷却与热处理
第二篇锻造工艺与模具设计锻造：以锭料或棒料为原材料时，称为锻造，在锻造加工中，坯料发生明显的塑性变形，有较大量的塑性流动。
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锻件的方法。
模锻：利用模具使毛坯变形而获得锻件的锻造方法。
锻压生产过程•锻压的生产过程包括成形前的锻坯下料、锻坯加热；成形；成形后工件的热处理、清理、校正和检验。
法兰生产工艺流程主导产品——大型铸锻件：电站锻件、船用锻件等亚临界汽轮机缸体、超临界缸体、亚临界汽轮机（600MW及600MW以下）高中压转子、中压主轴、超纯转子、高低压联合转子、低压转子、叶轮等火力发电机组（300MW及300MW以下）铸锻件；大型船用铸锻件等。
300MW发电机转子300MW缸体1-1 锻前加热的目的及方法1 目的：提高金属塑性，降低变形抗力，即增加金属的可锻性，从而使金属易于流动成形，并使锻件获得良好的锻后组织和力学性能。
1-1 锻前加热的目的及方法2 方法：金属坯料的加热方法，按所采用的热源不同，可分为：¾燃料加热：¾电加热：[1] 燃料(火焰)加热燃料加热是利用固体(煤、焦炭等)、液体(重油、柴油等)或气体(煤气、天然气等)燃料燃烧时所产生的热量对坯料进行加热。
燃料在燃料炉内燃烧产生高温炉气(火焰)，通过炉气对流、炉围(炉墙和炉顶)辐射和炉底传导等传热方式，使金属坯料得到热量而被加热。
在低温(650℃以下)炉中，金属加热主要依靠对流传热，在中温(650~1000℃)和高温(1000℃以上)炉中，金属加热则以辐射方式为主。
在普通高温锻造炉中，辐射传热量可占到总传热量的90%以上。
[1] 燃料(火焰)加热优点：燃料来源广泛，炉子建造容易，加热费用低，对坯料适应范围广等。
缺点：劳动条件差，金属氧化烧损严重，加热质量难以控制等。
目前，该方法仍是锻造加热的主要方法，广泛用于自由锻、模锻时的对各种大、中、小型坯料的加热。