第二章锻造.ppt

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第二章第二章锻造锻造利用冲击力（锻锤）或压力（压力机）使金利用冲击力（锻锤）或压力（压力机）使金属坯料在抵铁间或模膛内变形，得到所需形状和属坯料在抵铁间或模膛内变形，得到所需形状和尺寸的锻件的工艺方法。

按是否使用锻模分为自尺寸的锻件的工艺方法。

按是否使用锻模分为自由锻、模锻两大方法。

由锻、模锻两大方法。

第一节第一节自由锻自由锻一、工艺特点一、工艺特点1金属流动自由，工具简单，通用性强。

金属流动自由，工具简单，通用性强。

2应用广泛，几克应用广泛，几克几百吨的锻件都适几百吨的锻件都适用，重型机械中的大型、巨型锻件只能采用自用，重型机械中的大型、巨型锻件只能采用自由锻。

由锻。

3锻件尺寸精度低，材料利用率低，生锻件尺寸精度低，材料利用率低，生产率低。

产率低。

4只能用于形状简单的锻件。

只能用于形状简单的锻件。

5劳动强度大。

劳动强度大。

在锻造设备的上、下抵铁之间上（或只采用通用工具）使金属在锻造设备的上、下抵铁之间上（或只采用通用工具）使金属坯料变形获得锻件的方法。

金属在受力变形时，在抵铁间向各个坯料变形获得锻件的方法。

金属在受力变形时，在抵铁间向各个方向自由流动，不受限，形状、尺寸由锻工控制方向自由流动，不受限，形状、尺寸由锻工控制。

二、自由锻设备二、自由锻设备自由锻造设备有锻锤和液压机两大类，常用的锻锤有自由锻造设备有锻锤和液压机两大类，常用的锻锤有空气锤、蒸汽空气锤、蒸汽-空气锤；液压机有水压机等。

空气锤；液压机有水压机等。

11锻锤锻锤锻锤以落下的锤头作为锻锤以落下的锤头作为冲击能量，靠冲击力使坯料冲击能量，靠冲击力使坯料成形，设备规格以落下部分成形，设备规格以落下部分（也称锤头，包括锤杆、上（也称锤头，包括锤杆、上砧等砧等）的质量来表示，一般的质量来表示，一般用于中小锻件及胎模锻。

用于中小锻件及胎模锻。

如空气锤，它用电动机如空气锤，它用电动机驱动压缩缸，以压缩空气带驱动压缩缸，以压缩空气带动锻锤，对锻件进行加工。

动锻锤，对锻件进行加工。

2、液压机、液压机自由锻采用的液压机主要是水压机，水压机以静压力作用自由锻采用的液压机主要是水压机，水压机以静压力作用于坯料上，且作用时间长，有利于将坯料整个截面锻透，工作于坯料上，且作用时间长，有利于将坯料整个截面锻透，工作时震动小、劳动条件好，主要用于几十吨至上百吨大型、巨型时震动小、劳动条件好，主要用于几十吨至上百吨大型、巨型的锻件。

的锻件。

自由锻设备小结自由锻设备小结设备设备吨位（吨位（T）锻件质量锻件质量作用力作用力动力动力空气锤空气锤0.051100kg冲击力冲击力电动机电动机蒸气蒸气-空气锤空气锤0.551500kg冲击力冲击力蒸气或压缩空气蒸气或压缩空气水压机水压机500150001300T静压力静压力高压水高压水）变形大、锻透深度大、内部质量好，没有振动，噪音小。

20MPa（200个大气压）0.40.9MPa（49个大气压）三、三、自由锻的工序1基本工序基本工序主要有镦粗、拔长、冲孔、弯曲、切割、扭转、错移等。

主要有镦粗、拔长、冲孔、弯曲、切割、扭转、错移等。

a）a）镦粗镦粗b）b）拔长拔长c）c）冲孔冲孔d）d）扩孔扩孔e）e）弯曲弯曲）切割切割2辅助工序辅助工序在基本工序前，为基本工序操作方便而进行的预先变形工在基本工序前，为基本工序操作方便而进行的预先变形工序，有切肩、倒棱、压钳口等。

序，有切肩、倒棱、压钳口等。

3精整工序精整工序在基本工序后，用以修整锻件表面形状、尺寸、位置的工在基本工序后，用以修整锻件表面形状、尺寸、位置的工序，有摔圆、平整、校直等。

序，有摔圆、平整、校直等。

锻件件类别常常见锻件件图例例锻造工序造工序盘类零件零件齿轮、凸、凸轮等等镦粗（或拔粗（或拔长、镦粗）、冲孔粗）、冲孔轴杆杆类零件零件传动轴、连杆等杆等拔拔长（或（或镦粗、拔粗、拔长）、切肩、拔）、切肩、拔长筒筒类零件零件筒体等筒体等镦粗（或拔粗（或拔长、镦粗）、冲孔、在心粗）、冲孔、在心轴上拔上拔长环类零件零件圆环、法、法兰、齿圈圈等等镦粗（或拔粗（或拔长、镦粗）、冲孔、粗）、冲孔、扩孔孔曲曲轴类零件零件曲曲、偏心等偏心等拔拔长（或（或镦粗、拔粗、拔长）、）、错移、拔移、拔长、扭扭转弯曲弯曲类零件零件吊吊钩等等拔拔长、弯曲、弯曲第二节第二节模锻模锻一、工艺特点一、工艺特点1金属坯料在模具中成形，尺寸金属坯料在模具中成形，尺寸精确，加工余量小。

精确，加工余量小。

2生产率高，操作技术要求不高，生产率高，操作技术要求不高，劳动强度较低。

劳动强度较低。

3可锻出形状复杂锻件。

可锻出形状复杂锻件。

4节省材料，减少切削量，材料节省材料，减少切削量，材料利用率高，降低成本。

利用率高，降低成本。

5受设备吨位限制，锻件质量不受设备吨位限制，锻件质量不能太大能太大（150kg以下以下）。

）。

6锻模成本高，适用于大批量生锻模成本高，适用于大批量生产。

产。

模锻是利用冲击力（锻锤）或压力（压力机），使金属坯料模锻是利用冲击力（锻锤）或压力（压力机），使金属坯料在锻模模膛内变形的锻造方法。

在锻模模膛内变形的锻造方法。

二、模锻设备二、模锻设备模锻设备分模锻锤和压力机。

模锻锤有蒸汽模锻设备分模锻锤和压力机。

模锻锤有蒸汽-空气模空气模锻锤、无砧座锤、高速锤等；模锻压力机有曲柄压力机、锻锤、无砧座锤、高速锤等；模锻压力机有曲柄压力机、摩擦压力机、平锻机等。

摩擦压力机、平锻机等。

模锻设备多为封闭框架结构，比自由锻设备机身刚度模锻设备多为封闭框架结构，比自由锻设备机身刚度大，锻模安装在滑块与砧座上，滑块与立柱间导向精度较大，锻模安装在滑块与砧座上，滑块与立柱间导向精度较高，并有顶出锻件等机构。

高，并有顶出锻件等机构。

三、锤上模锻三、锤上模锻最常用的设备是蒸汽最常用的设备是蒸汽-空气模锻锤，锻模模膛空气模锻锤，锻模模膛按作用的不同，分为模锻模膛和制坯模膛。

按作用的不同，分为模锻模膛和制坯模膛。

1模锻模膛模锻模膛坯料在此变形后成为锻件，有预锻模膛、终锻坯料在此变形后成为锻件，有预锻模膛、终锻模膛两种。

模膛两种。

1）预锻模膛：

将坯料变形到接近锻件的形状和尺）预锻模膛：

将坯料变形到接近锻件的形状和尺寸，便于金属充满终锻模膛，减少终锻模膛磨损，延寸，便于金属充满终锻模膛，减少终锻模膛磨损，延长锻模寿命，多用于较复杂的锻件。

模膛高度、斜度、长锻模寿命，多用于较复杂的锻件。

模膛高度、斜度、圆角比终锻模膛大，无飞边槽。

圆角比终锻模膛大，无飞边槽。

2）终锻模膛：

将坯料最终变形到锻件所需的形状）终锻模膛：

将坯料最终变形到锻件所需的形状和尺寸，模膛形状和锻件的形状一致，但尺寸比锻件和尺寸，模膛形状和锻件的形状一致，但尺寸比锻件大一个收缩量。

终锻模膛的四周设置飞边槽大一个收缩量。

终锻模膛的四周设置飞边槽22、制坯制坯模膛模膛拔长模膛拔长模膛用来减小坯料某用来减小坯料某部分的横截面积，以增加该部分的部分的横截面积，以增加该部分的长度。

长度。

滚压模膛滚压模膛用来减小坯料用来减小坯料某部分的横截面积，以增大另一某部分的横截面积，以增大另一部分的横截面积。

主要是使金属部分的横截面积。

主要是使金属按模锻件形状来分布。

按模锻件形状来分布。

将坯料制成接近锻件的形状，使金属易于将坯料制成接近锻件的形状，使金属易于充满模锻模膛。

充满模锻模膛。

弯曲模膛弯曲模膛对于弯曲的杆类模锻件，需用对于弯曲的杆类模锻件，需用弯曲模膛来弯曲坯料。

弯曲模膛来弯曲坯料。

切断模膛切断模膛上模与下模的角部组成的一对上模与下模的角部组成的一对刀口，用来切断金属。

刀口，用来切断金属。

四、弯曲连杆模锻件的多膛锻模及锻造过程。

四、弯曲连杆模锻件的多膛锻模及锻造过程。

五、压力机上模锻五、压力机上模锻用压力使金属坯料在模膛内成形，常用的模锻压力机用压力使金属坯料在模膛内成形，常用的模锻压力机有曲柄压力机、摩擦压力机、平锻压力机、模锻水压机等。

有曲柄压力机、摩擦压力机、平锻压力机、模锻水压机等。

1曲柄压力机上模锻曲柄压力机上模锻变形抗力由机架承受，工作时无震动；滑块行程固定，一变形抗力由机架承受，工作时无震动；滑块行程固定，一个行程只能完成一定高度的成形，不宜进行拔长和滚压工步，个行程只能完成一定高度的成形，不宜进行拔长和滚压工步，复杂件应采用多台设备成形；有导柱、导套和顶料装置，锻件复杂件应采用多台设备成形；有导柱、导套和顶料装置，锻件精度高，且可用于杆类件的端部镦粗；可采用组合模具，更换精度高，且可用于杆类件的端部镦粗；可采用组合模具，更换容易，制造简单，节省模具材料，降低成本；坯料表面的氧化容易，制造简单，节省模具材料，降低成本；坯料表面的氧化皮不易清除；生产率高，劳动条件好；设备复杂，价格高。

皮不易清除；生产率高，劳动条件好；设备复杂，价格高。

曲柄压力机的吨位规格很多，有曲柄压力机的吨位规格很多，有2000120000KN，适用，适用于大批量生产中小型锻件。

于大批量生产中小型锻件。

2摩擦压力机上模锻摩擦压力机上模锻滑块行程不固定，有一定冲击作用；滑块行程不固定，有一定冲击作用；滑块运动速度慢，金属在变形过程中的再结晶可以充分进滑块运动速度慢，金属在变形过程中的再结晶可以充分进行，故特别适合于锻造低塑性合金钢和非铁金属（如铜合金）行，故特别适合于锻造低塑性合金钢和非铁金属（如铜合金）等；滑块打击速度慢，设备具有顶料装置，可采用整体式锻模、等；滑块打击速度慢，设备具有顶料装置，可采用整体式锻模、组合模具；可锻造形状复杂、敷料和锻模斜度较小的锻件；设组合模具；可锻造形状复杂、敷料和锻模斜度较小的锻件；设备承受偏心载荷能力差，故只适于单膛模锻，对于形状复杂的备承受偏心载荷能力差，故只适于单膛模锻，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。

锻件，需要在自由锻设备或其它设备上制坯。

摩擦压力机的吨位多在摩擦压力机的吨位多在10000KN以下，以下，3500KN吨位的应吨位的应用较多，适用于中、小批量生产中小型锻件。

用较多，适用于中、小批量生产中小型锻件。

第三节第三节胎模锻胎模锻胎模锻是在自由锻设备上使用胎模生产模锻件的工胎模锻是在自由锻设备上使用胎模生产模锻件的工艺方法，介于自由锻和模锻之间。

艺方法，介于自由锻和模锻之间。

一、工艺特点一、工艺特点1与自由锻相比较与自由锻相比较操作简单，生产率高；锻件敷料少，加工余量小，精度操作简单，生产率高；锻件敷料少，加工余量小，精度高，节省金属材料，减少了后续加工的工作量；锻件内部组高，节省金属材料，减少了后续加工的工作量；锻件内部组织、纤维分布更合理。

织、纤维分布更合理。

2与模锻相比较与模锻相比较扩大自由锻设备生产范围；可进行局部成形，可有一个扩大自由锻设备生产范围；可进行局部成形，可有一个以上的分模面；模具简单且不用固定，成本低，可锻制较复以上的分模面；模具简单且不用固定，成本低，可锻制较复杂零件；锻件形状、尺寸精度比模锻件差。

杂零件；锻件形状、尺寸精度比模锻件差。

二、胎模二、胎模胎模种类较多，常用的有扣模、筒模、合模等。

胎模种类较多，常用的有扣模、筒模、合模等。

1扣模扣模主要用于制造非回转体锻件，如杆类锻件等。

主要用于制造非回转体锻件，如杆类锻件等。

2筒模筒模主要用于制造回转主要用于制造回转体盘类锻件，如齿坯、体盘类锻件，如齿坯、法兰盘等。

法兰盘等。

3合模合模主要用于制造形状主要用于制造形状较复杂、精度较高的非较复杂、精度较高的非回转体锻件，如连杆、回转体锻件，如连杆、拨叉等。

拨叉等。

第四节第四节常用锻造方法的比较常用锻造方法的比较锻造方法造方法使用使用设备适用范适用范围生生产率率锻件精度件精度工模具工模具对环境影响境影响自由自由锻空气空气锤单件小批生件小批生产小型小型锻件件低低低低通用工具通用工具震震动和噪声大和噪声大蒸汽蒸汽-空气空气锤单件小批生件小批生产中型中型锻件件低低低低通用工具通用工具震震动和噪声大和噪声大水水压机机单件小批生件小批生产大型大型锻件件低低低低通用工具通用工具无震无震动、噪声、噪声小小模模锻锤上上模模锻蒸汽蒸汽-空气模空气模锻锤、无砧座、无砧座锤、高速、高速锤等等大批量生大批量生产中小