机械制造工艺教案第二章一Word文件下载.docx

1、教学目的要求 :了解锻造和冲压的工艺特点以及金属加热和锻件冷却的方法；了解自由锻和冲压的设备，掌握自由锻的方法。教具重点难点挂图:锻造和冲压的工艺特点以及金属加热和锻件冷却的方法【板书设计及时间安排】：2-1 概述一、压力加工和锻压的概述（ 10 分钟）1、概念2、弹性变形和塑性变形二、锻造的特点和分类（ 5 分钟）2、特点自由锻3、分类模锻三、冲压的特点（ 5 分钟）2-2 金属的加热和锻件的冷却一、锻造温度范围（ 15 分钟）1、始锻温度2、终锻温度3、锻造温度范围4、加热速度5、锻件的冷却方法（ 10 分钟）2-3 自由锻一、自由锻的概述（ 5 分钟）1、概念 2 、工艺特点二、加热（

2、5 分钟）1、加热的方式 2 、加热炉的结构三、自由锻设备（ 5 分钟）结构1、空气锤工作原理2、水压机四、自由锻的方法（ 20 分钟） 镦粗和局部镦粗2拔长、芯棒拔长和扩孔3冲孔4弯形5切割 五、自由锻实例（ 10 分钟）自由锻常见缺陷锻件图 锻造工艺教 学 内 容】：一、 压力加工和锻造1、概念：利用外力使金属产生塑性变形，来获得具有一定形状、尺寸和力学性能的原材料、毛坯或零件的生产方法称为金属压力加工。2、压力加工的种类有：轧制：金属坯料在两个回转轧辊的空隙中受压变 形。拉拔：将金属坯料通过拔拉模的模孔而变形挤压：金属坯料在挤压模内受压被挤出模孔而变 形。锻造：在加压设备及工 （ 模）

3、具的作用下，使金属 坯料产生局部或全部的变形。自由锻：金属坯料在上下抵铁间受冲击力或压力 而变形。模锻：金属坯料在具有一定形状的锻模模膛内受 冲击力或压力而变形。板料冲压：金属板料在冲模之间受压产生分离或变形。3、变形弹性变形在外力作用下，材料内部产生应力，应力迫使原子离开原来的平衡位置，改变了原子间的距离，使金属发生变形。并引起原子位能的增高，但原子有返回低位能的倾向。当外力停止作用后， 应力消失，变形也随之消失。塑性变形内应力超过金属的屈服点后，外力停止作用 后，金属的变形并不完全消失。4、锻造的特点改善金属的内部组织，提高金属的力学性能。具有较高的劳动生产率。能获得与零件相接近的锻件，大

4、大节省了金属 材料和减少了切削加工工时。适应范围广。不能锻造出形状复杂的零件。5、冲压的特点在分离或成形的过程中，板料厚度变化小，内 部组织也不产生变化。生产率很高，易实现机械化、自动化生产。冲压制件尺寸精确，表面光洁，一般不需要再 加工。冲压模具精度高，制造复杂，成本高。一、锻造温度一般可锻金属材料必须经加热才能进行锻造，金属加 热的目的是为了提高其塑性，降低变形抗力，并使内部组织均匀。金属材料的加热是整个锻造工艺过程中的一个重要环节，直接影响产品的质量。1、始锻温度：应尽可能高一些，这样可以提高金属塑 性，延长锻造时间。但温度过高，超过一定限度时，金属 将产生过热或过烧的缺陷，使金属塑性急

5、剧降低，可锻性 变差。2、终锻温度：应尽可能低一些，这样可以延长锻造时 间，减少加热次数。但温度过低，金属塑性降低，变形抗 力增大，可锻性同样边差，金属还会产生加工硬化，甚至 开裂。若温度过高，锻件会因晶粒比较粗大而降低力学性 能。二、锻件冷却方法冷却过程中温度与时间的关系称为冷却规范。不同的 冷却方法具有不同的冷却规范。1、空冷 在空气中冷却，冷却速度较快。2、堆冷 将热态锻件成堆放在空气中进行冷却，冷却 速度低于空冷。3、坑冷 将热态锻件放在地坑或铁箱中缓慢冷却。4、灰砂冷 将热态锻件埋入炉渣、 灰或砂内缓慢冷却。5、炉冷 锻后锻件放入炉中缓慢冷却的方法。一、自由锻概述自由锻是利用冲击力或

6、压力使金属在上、下两个 抵铁之间变形。从而获得所需形状及尺寸的锻件。在 重型机械中，2、工艺特点金属沿变形方向可以自由流动，不受限制。但精度不高、形状简单，主要用于单件、小批量生产。自由锻是生产大型锻件和特大型锻件唯一成型的方法。二、加热1、加热方式主要有火焰加热和电加热2、加热炉的结构三、自由锻设备1、空气锤 一压缩空气为工作介质，驱动锤头上、下 运动打击锻件，主要依靠冲击力使金属变形，只能锻造中 小锻件。结构工作原理2、液压机：依靠静压力使金属变形， 可加工大型锻件 其中水压机可产生很大作用力，是重型机械厂锻造生产的 主要设备。四、自由锻方法1、镦粗和局部镦粗：镦粗是使毛坯高度见效、横截面

7、积增大的锻造工 序，适于饼块类，盘套类。为防止坯料在镦粗是产生 轴向弯曲，坯料镦粗部分的高度不应大于坯料直径的 2.5-3 倍；局部镦粗是指在坯料上某一部分进行的镦粗，加 热是只对需要镦粗的部分加热。2、拔长、芯棒拔长和扩孔： 拔长是使毛坯横截面积减小、长度增加的锻造工 序，适于轴类、杆类。 拔长是用夹钳钳牢，锤击时应 将坯料饶其轴线不断翻转，方法有反复 90翻转和沿 螺旋线翻转两种。芯棒拔长是在空心毛坯中加芯轴进行变形以减小 空心毛坯外径（壁厚）而增加其长度的锻造工序。扩孔是减小空心毛坯壁厚而增加其内、外径的锻 造方法。方法有冲头扩孔和芯轴扩孔两种。 冲头扩孔 是利用冲头锥面引起的径向分力进

8、行扩孔的方法，由 于受拉应力的影响，容易胀裂，故每次扩孔量不宜太 大；芯轴扩孔 是利用上砧和芯棒对空心坯料沿圆周依 次连续压缩而实现扩孔的方法。拔长、镦粗经常交替反复使用 。有时一头镦粗， 另一头拔长 。3、（通孔、盲孔）冲孔：冲孔是在坯料上冲出通孔或盲孔的锻造工序。常 用方法有双面冲孔和单面冲孔 。双面冲孔 时，先试冲 一凹痕，检查孔的位置是否正确，无误后，在凹痕中 撒少许煤粉以利于冲子的取出，然后用冲子冲深至坯 料厚度的 2/3-3/4 ，再翻转坯料将孔冲穿。 单面冲孔 是 先确定孔的位置正确后直接将孔冲穿，主要用于较薄 的坯料。4、弯形： 弯形是采用一定的工模具将毛坯弯成所规定的外 形的

9、锻造方法。有自由弯形和成形弯形两种。5、切割： 分割坯料，或去除锻件余量的工序。切割的方法有：单面切割、双面切割和四面切割、圆料切割6、其他自由锻方法： 扭转：某一部分相对于另一部分转一定角度。 错移：坯料的一部分相对于另一部分平移错开的 工序，例如曲轴。五、自由锻实例1、锻件图 在零件图的基础上考虑了加工余量、锻造公差、 工艺余块等因素之后绘制的图样。2、锻造工艺3、自由锻常见的缺陷裂纹： 由坯料质量不好、加热不充分、锻造温度 过低、锻件冷却不当和锻造方法有误造成的。末端凹陷和轴心裂纹： 由于锻造时坯料内部未热 或坯料整个截面未锻透，变形只产生在坯料表面造成 的。折叠： 由于坯料在锻压时送进量小于单面压下量而造成的。【小 结】：本次课程主要讲解了金属压力加工及锻压的工艺特点，讲 解了金属的加热和锻件冷却方法，讲解了自由锻工艺，讲解了 自由锻的设备和自由锻的方法。【课 外 作 业】：P30 第 6、7、8 题