锻造教案

锻造教案

【教学内容】

1、了解锻造的特点、分类及应用

2、掌握锻造的基本工序及一般工艺方法

3、了解其他锻造方法

【教学课时】2课时

一、认识锻压

1、定义：是指对胚料施加外力，使其产生塑性变形，改变其

尺寸、形状及改善性能，用以制造机械零件、工件的成形

方法。

2、分类

锻造

锻压

冲压

二、锻造加工基础知识

锻造生产的工艺过程为：下料—加热—锻造—热处理—检验。

在锻造中、小型锻件时，常以经过轧制的圆钢或方钢为原材料，用锯床、剪床或其它切割方法将原材料切成一定长度，送至加热炉中加热到一定温度后，在锻锤或压力机进行锻造。塑性好、尺寸小的锻件，锻后可堆放在干燥的地面冷却；塑性差、尺寸大的锻件、应在灰砂或一定温度的炉子中缓慢冷却，以防变形或裂缝。多数锻件锻后要进行退火或正火热处理，以消除锻件中内的应力和改善金属组织。热处理后的锻件，有的要进行清理，去除表面油垢及氧化皮，以便检查表面缺陷。锻件毛坯经质量检查合格后要进行机械加工。

三、自由锻

1、定义：自由锻造是利用冲击力或压力使金属在上下砧面间各个方向

自由变形，不受任何限制而获得所需形状及尺寸和一定机械性能的锻件的一种加工方法，简称自由锻。

2、自由锻造分手工自由锻和机器自由锻两种。

3、自由锻的特点

⑴应用设备和工具有很大的通用性，且工具简单，所以只能锻造形状简单的锻件，操作强度大，生产率低；

⑵自由锻可以锻出质量从不到1kg到200～３00t的锻件。对大型锻件，自由锻是唯一的加工方法，因此自由锻在重型机械制造中有特别重要的意义；

⑶自由锻依靠操作者控制其形状和尺寸，锻件精度低，表面质量差，金属消耗也较多。

所以，自由锻主要用于品种多，产量不大的单件小批量生产，也可用于模锻前的制坯工序。

4、自由锻的基本工序

1. 镦粗

镦粗是使坯料的截面增大，高度减小的锻造工序。镦粗有完全镦粗、局部镦粗和垫环镦粗等三种方式。局部镦粗按其镦粗的位置不同又可分为端部镦粗和中间镦粗两种。如图3-1所示。

镦粗主要用来锻造圆盘类（如齿轮坯）及法兰等锻件，在锻造空心锻件时，可作为冲孔前的预备工序，镦粗可作为提高锻造比的预备工序。

镦粗的一般规则、操作方法及注意事项如下：

⑴被镦粗坯料的高度与直径（或边长）之比应小于2.5～3，否则会镦弯（图3-2a）。工件镦弯后应将其放平，轻轻锤击矫正（图3-2b）。局部镦粗时，镦粗部分坯料的高度与直径之比也应小于2.5～3。

⑵镦粗的始锻温度采用坯料允许的最高始锻温度，并应烧透。坯料的加热要均匀，否则镦粗时工件变形不均匀，对某些材料还可能锻裂。

5、

6、

7、

8、

9、

(a) (b) (a) (b)

图3-1 镦粗图3-2 镦弯的产生和矫正a)完全镦粗 b)局部镦粗 a)镦弯的产生 b)镦弯的矫正

⑶镦粗的两端面要平整且与轴线垂直，否则可能会产生镦歪现象。矫正镦歪的方法是将坯料斜立，轻打镦歪的斜角，然后放正，继续锻打（图

3-3）。如果锤头或抵铁的工作面因磨损而变得不平直时，则锻打时要不断将坯料旋转，以便获得均匀的变形而不致镦歪。

⑷锤击应力量足够，否则就可能产生细腰形，如图3-4a所示。若不及时纠正，继续锻打下去，则可能产生夹层，使工件报废，如图3-4b所示。

(a) (b) (c) (a) (b)

图3-3 镦歪的产生和矫正图3-4 细腰形及夹层的产生

a)细腰形 b)夹层

2. 拔长

拔长是使坯料长度增加，横截面减少的锻造工序，又称延伸或引伸，如图3-所示。拔长用于锻制长而截面小的工件，如轴类、杆类和长筒形零件。

(a) (b) (c)

图3-5 拔长

10、a)拔长 b)局部拔长 c)心轴拔长

拔长的一般规则，操作方法及注意事项：

⑴拔长过程中要将毛坯料不断反复地翻转90°，并沿轴向送进操作，如图3-6a所示。螺旋式翻转拔长如图3-6b所示，是将毛坯沿一个方向作90°翻转，并沿轴向送进的操作。单面顺序拔长如图3-6c所示，是将毛坯沿整个长度方向锻打一遍后，再翻转90°，同样依次沿轴向送进操作。用这种方法拔长时，应注意工件的宽度和厚度之比不要超过2.5，否则再次翻转继续拔长时容易产生折叠。

11、

12、

13、

14、

(a) (b) (c)

图3-6 拔长时锻件的翻转方法

a)反复翻转拔长 b)螺旋式翻转拔长 c)单面顺序拔长

⑵拔长时，坯料应沿抵铁的宽度方向送进，每次的送进量应为抵铁宽度的0.3～0.7倍（图3-7a）。送进量太大，金属主要向宽度方向流动，反而降低延伸效率（图3-7b）。送进量太小，又容易产生夹层（图3-7c）。另外，每次压下量也不要太大，压下量应等于或下于送进量，否则也容易产生夹层。

(a) (b) (c)

15、图3-7 拔长时的送进方向和进给量

3. 冲孔

冲孔是用冲子在坯料冲出透孔或不透孔的锻造工序。

一般规定：锤的落下部分重量在0.15～5t之间，最小冲孔直径相应为Φ30～Φ100mm；孔径小于100mm，而孔深大于300mm的孔可不冲出；孔径小于150mm，而孔深大于500mm的孔也不冲出。

根据冲孔所用的冲子的形状不同，冲孔分实心冲子冲孔和空心冲子冲孔。实心冲子冲孔分单面冲孔和双面冲孔。

⑴单面冲孔：对于较薄工件，即工件高度与冲孔孔径之比小于0.125时，可采用单面冲孔（图3-11）。冲孔时，将工件放在漏盘上，冲子大头朝下，漏盘的孔径和冲子的直径应有一定的间隙，冲孔时应仔细校正，冲孔后稍加平整。

4. 扩孔

扩孔是空心坯料壁厚减薄而内径和外径增加的锻造工序。其实质是沿圆周方向的变相拔长。扩孔的方法有冲头扩孔、马杠扩孔和劈缝扩孔等三种。扩孔适用于锻造空心圈和空心环锻件。

5. 错移

将毛坯的一部分相对另一部分上、下错开，但仍保持这两部分轴心线平行的锻造工序，错移常用来锻造曲轴。错移前，毛坯须先进行压肩等辅助工序，如图3-13所示。