塑性成形工艺及模具设计课程教案之二.docx

1、塑性成形工艺及模具设计课程教案之二精编资料 自由锻工艺过程设计方法.2,模具形状对金属塑性变形和流动的影响.3,课堂进行一简单锻件的自由锻工艺过程设计.六,所需学时2学时第八次讲课.工艺塑性成形工艺及模具设计课程教案之二锻造工艺学辅导教案关 小 军材料科学与工程学院 材料加工工程系第一次讲课一、讲授内容 第一章 绪论一、锻造工艺学及其性质二、锻造生产的特点及其在国民经济中的作用三、我国锻造生产的历史，现状及发展趋势四、锻造生产方法的分类及工艺流程 五、课程的任务。 第二章 锻造用原材料及下料方法第一节 锻造用钢锭及型材 一、钢锭及其冶炼. 二、钢锭的结构 三、钢锭的内部缺陷 四、型材及其常见缺

2、陷第二节 下料方法 一、剪切法 二、锯切法 三、砂轮片切割法 四、折断法 五、气割法六、其它下料方法二、难点1、 钢锭和型材的缺陷产生原因及其危害。2、 各种下料方法的原理。三、基本概念 偏析、夹杂、缩孔、疏松、溅疤、划痕、折迭、粗晶环四、思考题1、 试阐述镇静钢锭的结构及其主要缺陷的产生部位。2、 钢锭常见缺陷有哪些？它们产生的原因和危害性是什么？3、 常见的型材缺陷有哪些？它们产生的原因和危害性是什么？4、 锻造用型材常采用哪些方法下料？各自有何特点？5、 铸锭作为锻造坯料时如何下料？五、要求重点掌握的知识点1、钢锭结构及其常见内部缺陷。2、型材及其常见缺陷。3、常用下料方法及其选择原则。

3、六、所需学时 2小时第二次讲课一、讲授内容第三章 锻造的热规范第节 金属的锻前加热 一、加热的目的 二、加热方法第二节 金属加热时产生的缺陷及防止措施 一、氧化 二、脱碳 三、过热 四、过烧 五、裂纹第三节 锻造温度范围的确定 一、始锻温度的确定 二、终锻温度的确定第四节 金属的加热规范 一、加热规范制定的原则及方法二、钢锭的加热规范三、中、小型钢坯的加热规范二、难点1、氧化和脱碳的共性和异性。2、过热和过烧的相关性及其区别3、 加热过程温度应力、组织应力和残余应力的产生机理及其应力分析。4、 始锻温度和终锻温度正确选择的必要性。5、 加热速度的影响因素及其影响规律。三、基本概念加热规范、氧化

4、、脱碳、过热、过烧、过热温度、过烧温度、始锻温度、终锻温度、锻造温度范围、金属加热规范、最大可能的加热温度、允许的加热温度、温度头、均热保温、最小保温时间、最大保温时间四、思考题1、试说明锻前加热的目的和方法。2、氧化和脱碳有哪些共性和异性？3、氧化和脱碳可产生哪些危害？如何防止？4、过烧和过热有哪些危害? 如何防止？5、导致裂纹产生的内应力有几种？清阐述它们相应的应力状态。6、通常圆柱形坯料产生加热裂纹的危险位置在何处？原因何在？如何防止？7、锻造温度范围的确定原则和基本方法是什么？8、怎样确定碳钢的始锻和终锻温度？它们受到哪些因素的影响？9、为什么要制定合理的加热规范？加热规范包括哪些内容

5、？其核心问题是什么？10、两种不同概念的加热速度实质上反映了什么因素的影响？11、选择加热速度的原则是什么？提高加热速度的措施有哪些？ 12、均热保温的目的是什么？13、冷锭和热锭的加热规范各有什么特点？为什么？、 五、要求重点掌握的知识点1、 锻前加热的目的和方法。2、 加热金属的常见缺陷及其危害。3、 金属加热过程中缺陷的产生原因和防止措施。4、 加热规范的内容、制定原则和方法。六、所需学时 2学时第三次讲课一、讲授内容第三章 锻造的热规范第五节 少无氧化加热 一、快速加热 二、介质保护加热 三、少无氧化火焰加热第六节 金属的锻后冷却 一、锻后冷却常见缺陷产生的原因和防止措施 二、锻件的冷

6、却方法 三、锻件的冷却规范第七节 锻件的热处理 一、中、小锻件热处理二、大型锻件热处理二、难点1、 少无氧化火焰加热法的工作原理。2、 冷却过程温度应力、组织应力和残余应力的产生机理及其应力分析。3、 冷却速度的影响因素及其影响规律。三、基本概念 冷却规范、白点、网状碳化物 四、思考题1、 少无氧化加热主要有哪几种方法？其中火焰加热法的基本工作原理是什么？2、 金属断后冷却常见缺陷有哪些？各自产生原因是什么？3、 为什么硬钢锻后冷却易产生表面纵向裂纹？4、 金属锻后冷却规范一般包括哪些内容？5、 锻件热处理的目的是什么？6、 中小锻件通常采用哪些热处理？各自作用是什么？7、 通常大锻件采用哪些

7、热处理？各自作用是什么？五、要求重点掌握的知识点1、少无氧化加热方法及其工作原理。2、金属锻后冷却常见缺陷及其危害。3、金属锻后冷却中缺陷的产生原因和防止措施。4、 冷却规范的内容、制定原则和方法。5、 常用的锻件热处理方法。六、所需学时 2学时第四次讲课一、讲授内容第四章 自由锻主要工序分析第节 概述 一、影响金属塑性变形流动的几个基本因素 二、局部加载时沿加载方向的应力分布规律 三、金属塑性变形的不均匀性 四、塑性变形时金属的流动方向第二节 镦粗 一、镦粗工序的主要质量问题和变形流动特点 二、镦粗时的注意事项第三节 拔长、矩形截面坯料的拔长 二、圆截面坯料的拔长三、空心件拔长二、难点1 金

8、属塑性变形的基本规律和影响因素。2 在几种变形工序中金属流动规律的分析。3 镦粗时金属流动特点及其缺陷产生机理（包括圆截面和矩形截面坯料）。4 拔长时金属流动特点及其缺陷产生机理（包括矩形截面、圆截面和空心截面坯料）。三、基本概念 镦粗、拔长、镦粗比、锻造比、进料比（相对送进量）、相对压缩程度四、思考题1、 导致金属塑性变形不均匀性的原因是什么？2、 镦粗和拔长各有哪些用途？3、 镦粗工序主要存在哪些质量问题？试分析它们产生的原因及其预防措施。4、 拔长工序主要存在哪些质量问题？试分析它们产生的原因及其预防措施。5、 为什么采用平砧小压缩量拔长圆截面坯料时效率低且质量差？应怎样解决？6、空心件

9、拔长时孔内壁和端面裂纹产生的原因是什么？应采取哪些措施加以解决？五、要求重点掌握的知识点1、 金属塑性变形所遵循的基本规律和影响因素。2、 镦粗、拔长工序的金属受力分析。2、镦粗、拔长工序的金属变形和流动特点。3、镦粗、拔长时常见金属缺陷、产生机理及其预防措施。六、所需学时3学时第五次讲课一、 讲授内容第四章 自由锻主要工序分析第四节 冲孔 一、冲孔的受力变形分析 二、冲孔的质量分析第五节 扩孔 一、冲子 二、芯轴 三、辗压第六节 弯曲第七节 其它工序（补充内容） 一、错移 二、扭转二、难点1、 冲孔时受力、变形和缺陷产生原因的分析。2、 扩孔时受力、变形和缺陷产生原因的分析。3、 弯曲时受力

10、、变形和缺陷产生原因的分析。三、基本概念冲孔、走样、扩孔、弯曲 四、思考题1、 试阐述开式冲孔时金属变形和流动特点并画出相应的应力、应变图。2、 冲孔时易出现哪些质量问题？应采取什么措施解决？3、 试阐述冲子扩孔时金属变形和流动特点并画出相应的应力、应变图。 4、 芯轴扩孔时金属主要沿切向流动的原因是什么？此时锻件尺寸变化特点是什么？应怎样防止壁厚不均？5、 辗压扩孔的工艺特点是什么？生产时易产生哪些质量缺陷？怎样防止？6、 弯曲时坯料易产生哪些缺陷？它们产生的原因是什么？五、要求重点掌握的知识点1、 冲孔、扩孔、弯曲工序的应力、应变分析。2、 冲孔、扩孔、弯曲工序的金属变形和流动特点。3、

11、冲孔、扩孔、弯曲工序中常见的加工缺陷种类、产生原因及其预防措施。六、所需学时2学时第六次讲课一、讲授内容第五章 自由锻工艺第节自由锻件的分类第二节自由锻件变形方案的确定第三节自由锻工艺过程的制定一、锻件图的制定二、确定坯料的重量和尺寸三、确定变形工艺和锻造比四、确定锻造设备吨位第四节大型锻件锻造的特点（自学）、钢锭冶金质量对锻件的影响二、大型钢锭的加热特点三、热锻变形对金属组织和性能的影响四、大锻件变形工艺分析二、难点 自由锻件变形方案的确定三、基本概念机械加工余量、锻造余块、试样余块、锻件工称尺寸、锻造比四、思考题1、 自由锻工艺的特点及其主要用途是什么？不同材料自由锻面临的主要问题是什么？

12、为什么？2、 试述自由锻件的分类及其采用的基本工序。3、 自由锻工艺过程的制定包括哪些内容？4、 锻造比对锻件组织和力学性能有哪些影响？其选择与锻件大小有何关系？5、 确定自由锻设备吨位有几种方法？为什么水压机锻造所依据的变形力能参数不同？五、要求重点掌握的知识点1、 常见自由锻件的分类。2、 自由锻件变形方案的选择原则和实际应用。3、 考虑机械加工余量、锻造公差、锻造余块、试样余块等影响所绘制的锻件图。4、 坯料重量的计算方法。5、 变形工艺特别是工序顺序、工序尺寸、锻造比等的确定。6、设备吨位的计算公式。六、所需学时1学时第七次讲课与课堂练习一、讲授内容第五章 第三节 五、自由锻工艺过程制

13、定举例第六章模锻成形工序分析 第一节概述二、难点1、如何掌握自由锻工艺过程设计方法3、 所选择的自由锻过程中各工序尺寸的确定。三、思考题 模具形状对金属变形和流动的主要影响表现在哪些方面？五、要求重点掌握的知识点1、 自由锻工艺过程设计方法。2、模具形状对金属塑性变形和流动的影响。3、课堂进行一简单锻件的自由锻工艺过程设计。六、所需学时2学时第八次讲课一、讲授内容 第六章 模锻成形工序分析第二节开式模锻一、开式模锻各阶段的应力应变分析二、开式模锻时影响金属成形的主要因素第三节闭式模锻一、闭式模锻的变形过程分析二、坯料体积和模膛体积变化对锻件尺寸的影响三、打击能量和模压力对成形质量的影响四、各类

14、锻压设备闭式模锻的特点二、 难点1、开式模锻的应力应变分析。2、闭式模锻的变形过程分析。三、 基本概念开式模锻、闭式模锻、飞边槽四、 思考题1、试分析开式模锻三变形阶段的应力应变状态及其成形特点。2、 开式模锻时影响金属成形主要有哪些因素？3、 飞边槽由几部分组成？它们各自的作用是什么？4、 桥口阻力与哪些因素有关？怎样依据模膛充满的难易程度或设备类型来确定桥口尺寸？5、 闭式模锻的优点是什么？它的正常生产条件及其用途是怎样的？6、 试述闭式模锻三变形阶段的变形情况。7、 闭式模锻模壁受力情况与锻件尺寸关系有何关系？8、 闭式模锻时坯料和体积的变化反映在锻件的哪些尺寸上？影响它们变化的因素有哪些？五、要求重点掌握的知识点1、开式模锻各阶段的应力应变图及其分析。2、模膛尺寸和形状对金属成形的影响。3、飞边槽的作用、类型及其选择。4、终锻前坯料尺寸和形状对金属成形的影响。5、坯料自身性质不均对金属成形的影响。6、设备工作速度对金属成形的影响。7、闭式模锻的变形过程分析。8、坯料体积、模膛体积、打击能量和模压力变化对闭式模锻成形质量的影响。六、所需学时2学时第九次讲课一、讲授内容第六章 模锻成形工序分析第四节