锻造工艺过程及模具设计-精品
锻造工艺过程及模具设计第5章自由锻工艺过程
锻造工艺过程及模具设计第5章自由锻工艺过程自由锻是一种常见的金属锻造工艺，其特点是材料在锻造过程中自由变形，不受模具限制，可以制造出形状复杂的零件。
在自由锻工艺过程中，对于模具的设计和选择非常重要，合理的模具设计可以提高产品质量和生产效率。
自由锻工艺过程分为以下几个主要步骤：1.材料准备：选择合适的金属材料，根据所需零件的要求进行预处理，如加热或降温处理，以提高材料的塑性和硬度。
2.模具设计：根据产品的形状和尺寸要求，设计合理的模具结构。
模具应该具有足够的强度和刚性，以承受锤击和材料的变形力。
3.热处理：对于一些特殊材料，需要进行热处理以改变其组织和性能。
热处理可以分为加热、保温和冷却三个阶段。
4.塔斯锻：将预处理后的材料放置在模具中，通过锤击将其塑性变形成所需形状。
根据材料的类型和形状要求，可采用单锻、多锻或自由锻等不同的锻造方式。
5.修整：在锻造过程中，可能会出现一些缺陷或不均匀性，需要通过修整来改善。
修整可以通过剪切、磨削、冲击等方式进行。
6.热处理：将锻造后的零件进行再次热处理，以消除残余应力，并使其形成稳定的组织和性能。
7.车床加工：根据产品的要求，对锻造后的零件进行车床加工，加工出精确的尺寸和表面质量。
8.表面处理：为了提高零件的耐腐蚀性和美观度，可以对锻造后的零件进行表面处理，如镀铬、喷涂等。
自由锻工艺过程中，模具设计起着至关重要的作用。
合理的模具设计可以提高产品质量和生产效率，避免或减少缺陷和废品的产生。
在模具设计过程中，需要考虑以下几个因素：1.材料的变形性能：不同金属材料具有不同的塑性和硬度，因此，在设计模具时需要考虑材料的变形性能，并合理选择模具的形状和尺寸。
2.零件的形状和尺寸要求：根据所需零件的形状和尺寸要求，设计相应的模具结构。
模具应该具有足够的强度和刚性，以承受锤击和材料的变形力。
3.生产效率和成本：考虑到生产效率和成本，模具设计应尽量简单化，减少加工和调整工序，提高生产效率和降低成本。
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
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自由锻件分类
锻造工艺过程及模具设计
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第3章 自由锻主要工序分析
3.2 自由锻基本工序分析 镦粗 ①镦粗的定义? ②镦粗的目的?
锻造工艺过程及模具设计
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•2．锻件的锻后热处理 •锻件在机械加工前后，一般都要进行热处理。机械加工前的热处理称为锻件的 锻后热处理．机械加工后的热处理称为最终热处理。通常锻件的锻后热处理是在 锻压车间进行的。 •由于锻造过程中锻件各部分变形程度、终锻温度和冷却速度不一致，锻件内部 存在组织不均匀、残余应力和加工硬化等现象。为了消除上述现象，保证锻件质 量，锻后应进行热处理。 •锻件的锻后热处理的目的是调整锻件硬度， •锻件最常采用的热处理方法有退火、正火、调质等。 •(1)退火退火有完全退火、不完全退火、等温退火、预防白点退火等。 •完全退火：一般用于亚共析钢，如45钢、5crMnM0等。将钢锻件加热到Ac3上 30～50℃，经过一定时间的保温使之完全奥氏体化，然后随炉冷至6００℃，出 炉空冷，以获得平衡状态的组织(一般是铁索体加珠光体)。 • 不完全退火(也称球化退火)：适用于过共析钢，如T8、T12、Gcrl5等。将钢 锻件加热到Ac，以上10～20℃，经过较长时间的保温，然后随炉缓冷至4００～ 500 ℃取出空冷，以获得珠光体组织。
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•3.拔长变形过程分析 •①拔长时的锻造比？ •②拔长时的变形特点？ •③拔长缺陷与防止措施？锻造工Fra bibliotek过程及模具设计
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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。
锻造工艺过程及模具设计 第6章模锻工艺
6.3 闭式模锻
——闭式模锻即无飞边模锻 。主要优点是：锻件的几 何形状、尺寸精度和表面品质最大限度地接近产品， 省去了飞边。
与开式模锻相比，可以大大提高金属材料的利用 率。
（坯料）
图6.15 闭式模锻示意图
Δ
Δ
Δ
• 采用闭式模锻工艺过程的必要条件 是：
1.坯料体积准确； 2.坯料形状合理并且能够在模膛内准
第6章 模锻成形工步分析
模锻：利用模具使坯料变形而获得锻件 的锻造方法称为模锻。 模锻成形工步的成形方法：开式模锻、 闭式模锻、挤压、顶镦。
• 单模膛模锻：一副模具上只有一个 模膛；此模膛即为终锻模膛。
• 多模膛模锻：一副模具上有多个模 膛，从初始模膛到终锻模膛，每个 模膛各完成一个模锻工步。
图6.1 单模膛模锻示意图
阶段的变形力比第1阶段增大2~3倍，但
△H2很小。 第3阶段上模的压下量为△H3。此时，
坯料基本上已成为不变形的刚体，只有
在极大的模锻力作用下才能使端部的金
属产生变形，形成纵向飞刺。飞刺越薄、
越高，模锻力F越大，模膛侧壁所受的压
力也越大。
图6.17表示了充满阶段作用于上 模和下模模膛侧壁正应力和的分布 情况。
坯料较低时，该轴向应力突变的 情况可以通过实验测出，见图6.31中 的应力分布曲线。这种轴向应力突 变的现象在闭式冲孔（反挤）、孔 板间镦粗、开式模锻等不少锻造工 序都存在。
• 在液压机上进行挤压和闭式模锻 一般不产生纵向飞刺。由于液压机 属于可控制模锻力的设备，只要合 理选择设备吨位，控制模锻力的大 小，就能使正挤压变形过程稳定进 行。
图6.14 飞边位置的设计
3.设备工作速度的影响
锻造工艺过程及模具设计课件：自由锻主要工序分析-
自由锻主要工序分析
4.4.3 彎曲：將坯料彎成所規定外形的鍛造 工序，用以鍛造各種彎曲類鍛件。
圖4.24 彎曲時坯料的形狀變化
自由锻主要工序分析
4.4.4 錯移：將坯料的一部分相對另一部 分相互平行錯移的鍛造工序。用以鍛造曲 軸類鍛件，錯移前坯料需要壓肩。
动画演示
圖4.25 錯移 a) 在一個平面內的錯移 b) 在兩個平面內的錯移
根據鐓粗後網格的變形程度分為三個變形區:
區域Ⅰ：難變形區； 區域Ⅱ：大變形區； 區域Ⅲ：小變形區，變形程度介於區域Ⅰ與區域Ⅱ之間。
➢變形結果：變形不均勻，易出現缺陷。
自由锻主要工序分析
2. 鐓粗坯料容易出現的缺陷：
(１) 坯料側面出現鼓形，可能引起表面縱裂； (２) 坯料上下兩端出現粗大的鑄造組織； (３) 坯料內部變形不均勻，晶粒大小不均勻，鍛件性 能也不 均勻； (４) 高徑比較大的坯料，易產生縱向彎曲, 變形失穩。
3. 鍛造軸杆鍛件可以提高後續拔長工序的鍛造比；
4. 提高鍛件的力學性能等。
自由锻主要工序分析
主要方法: 平砧鐓粗、墊環鐓粗和局部鐓粗。
4.2.1 平砧鐓粗
平砧镦粗动画
自由锻主要工序分析
1. 平砧鐓粗變形分析
II
h
III
III II I
I
r
圖4.2 平砧鐓粗變形分佈與應力狀態分析
自由锻主要工序分析
自由锻主要工序分析
4.2.3 局部鐓粗 :
•作用：鍛造凸肩直徑和高度較大的餅塊鍛件， 或端部帶有較大法蘭的軸杆鍛件。 •特點：與平砧鐓粗相似，但受“剛端”的 影響。
自由锻主要工序分析
4.10 局部鐓粗
自由锻主要工序分析
4.3 拔長
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。
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2.铸造
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3.压铸
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4.注塑
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压铸和注塑的发展100多年的历史。
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从工艺的角度谈区别
1.锻造
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除上述切割方法外，还有等离子切割法、电子束切割法、阳极切割法等。
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2.3 模锻时的润滑 ①锻造时为什么要润滑? ②润滑剂的分类? （传统的润滑剂、新型的
润滑剂）
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第二章 锻前加热
3.1 一般加热方法 金属材料锻前加热的目的：
是为了提高金属的塑性，降低变形抗力，以利于 锻造和获得良好的锻后组织。
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第一章 概述
1.2 锻造生产的发展过程 ① 模锻件的数量增加,自由锻造的数量减少; ② 材料利用率; ③ 模锻的流程; （备料………校正） ④ 20世纪锻造的基本发展情况?
锻造工艺过程及模具设计模锻工艺资料重点
第7章 模锻工艺过程
热模锻压力机模锻工艺过程具有下列特点： 1、对于横截面形状复杂、分模面接近圆形或方形 的锻件(例如薄辐齿轮)，必须正确设计预锻工步。 2、对于截面相差很大的长毛坯，一般需要用其它 设备制坯。 3、最好使用电加热及其它少无氧化加热，或在热 坯料送进压力机前有效清除氧化皮。 4、热模锻压力机导向精度较高，工作方式和普通 冲床相近。
1．夹紧力大，可利用夹紧滑块作为模锻变 形机构，扩大了应用范围，提高了锻件 精度。
2．模锻时坯料沿水平方向传送，易于实现 机械化和自动化。
第7章 模锻工艺过程
五、和垂直分模平锻机相比，水平分模平 锻机有如下缺点：
1．曲柄连杆式的夹紧机构，夹紧保持时间 有限，不宜进行深冲孔和管坯端部镦锻成形。
2．连续锻造时，要辅助装置把锻好的锻件 从模具表面卸开，而垂直分模平锻机可依靠锻件 自重由两半凹模间落下。
第7章 模锻工艺过程
图7.6 圆饼类锻件 a) 简单形状 b) 较复杂形状 c) 复杂形状
第7章 模锻工艺过程
采用带导柱的组合模，能锻出精度较 高的锻件。
采用带镶块的组合模具，可节约大量 模具钢。
切边模也可以装在同一副模架上。
第7章 模锻工艺过程
7.1.3 螺旋压力机及其工艺过程特征
目前 国内用得 较多的螺 旋压力机 是摩擦压 力机。图 7-4为摩擦 压力机的 传动系统
简图。
图7.4摩擦压力机传动系统简图 1-电机 2-传送带 3、5-摩擦盘 4-轴 6-飞轮 7、10-连接杆 8-螺母9-螺杆 11-挡块 12-滑块 13-手柄
和摩擦压力机模锻相比，生产率较高， 便于自动化。
热模锻压力机结构复杂，制造条件要 求高。
第7章 模锻工艺过程
毕业设计锻造工艺分析与模具设计
毕业设计锻造工艺分析与模具设计引言：锻造是一种常用的金属成形工艺，通过将金属材料加热至一定温度后，施加压力使其发生塑性变形，从而得到有一定形状和性能要求的零件。
锻造工艺及其模具设计对于产品质量和生产效率具有重要影响。
本文将通过对锻造工艺的分析以及模具的设计，来提高锻造工艺的可靠性和效率。
一、锻造工艺分析：1.工件材料选择：锻造材料应具有良好的塑性和延展性，常用的锻造材料有钢、铝合金、铜等。
2.工件形状：锻造可以制造出各种形状的零件，包括轴类零件、板类零件、环件、齿轮等。
根据不同工件形状选择合适的锻造工艺和模具。
3.工艺流程：锻造的工艺流程主要包括预加工、加热、锻造和冷却四个步骤，其中加热和冷却步骤对于工件的质量和机械性能影响较大。
二、模具设计：1.模具材料选择：模具的材料应具有高强度、高硬度和耐磨性，一般选择优质的合金钢或高速钢。
2.模具结构设计：根据工件的形状和要求设计模具的结构，包括模座、上模板、下模板、合模机构等部分。
合理的模具结构能够提高锻造的生产效率和产品质量。
3.模具的制造与使用：模具的制造需要严格按照设计要求进行工艺加工，包括切割、铣削、磨削等工序。
在使用过程中，要注意模具的保养和维护，以延长模具的使用寿命。
三、锻造工艺改进：1.工艺参数调整：通过对锻造工艺参数的优化调整，可以改善工件的质量和机械性能，如锻造温度、锻造速度、锻造压力等。
2.工装夹具设计：合理设计工装夹具能够提高生产效率和工件的一致性，减少工人的劳动强度。
3.自动化生产：采用自动化设备进行锻造，可以减少人力投入，提高生产效率和产品质量。
结论：通过对锻造工艺的分析和模具的设计，可以提高锻造工艺的可靠性和效率，同时改善产品的质量和机械性能。
随着科技的不断进步，锻造工艺将更加高效、精确和自动化。
在实际应用中，我们应根据具体情况进行灵活运用，并不断探索新的锻造工艺和模具设计方法，以满足不断变化的市场需求。
锻造工艺过程及模具设计第4章自由锻主要工序分析
锻造工艺过程及模具设计第4章自由锻主要工序分析自由锻是指在模具的约束下，锻件在模具空间内进行变形整形的锻造工艺。
其主要工序包括下料、预制凸台、定位、往复锻造、锻前锻后凸台校正、锻后整形、锻件脱模等步骤。
自由锻的主要工序如下：1.下料：根据锻件的几何形状和尺寸要求，从锻件毛坯材料中切割出具有一定形状和尺寸的小块材料。
2.预制凸台：将预制块材料放入模具的凸台部分，并用锤具或模具进行敲击，使其在模具空间内完成初步变形。
3.定位：将预制凸台好的块材料放入模具的定位孔中，并用工具进行定位，确保锻件在后续锻造过程中能够保持稳定的位置。
4.往复锻造：利用锤击等外力作用于锻件，使其在模具的空间内进行往复变形。
这个过程中，锻件会沿着凸台的轮廓线依次进行膨胀、压缩和扩散等变形，最终达到设计要求的形状和尺寸。
5.锻前锻后凸台校正：在锻造过程中，由于锻件受到力的作用，凸台和锻件之间可能会产生一定的错位或变形。
在锻前和锻后，需要对凸台进行校正，保证其与锻件的配合精度。
6.锻后整形：在锻造完成后，可能需要对锻件进行一些细致的整形处理。
比如修整边角、去除表面瑕疵、修改尺寸等。
7.锻件脱模：将完成锻造和整形处理的锻件从模具中取出，并进行除锈、清洗等工序。
自由锻的模具设计需要根据锻件的形状和尺寸要求，制作相应的凸台和定位孔。
模具的设计应该考虑凸台的形状和尺寸与锻件的匹配度，以及凸台和模具的材料选择和加工工艺。
同时，还要考虑锻件的变形特点和力的作用点，确保锻造过程中力能够均匀地作用于锻件，防止出现局部变形或破坏。
另外，模具的结构应该简单、易于制造和维修，并且在使用过程中要具有一定的强度和刚度，以确保模具在锻造过程中能够保持稳定性。
总之，自由锻的主要工序包括下料、预制凸台、定位、往复锻造、锻前锻后凸台校正、锻后整形和锻件脱模等步骤，模具的设计需要考虑凸台和定位孔的形状和尺寸与锻件的匹配度，以及锻件的变形特点和力的作用点等因素。
锻造工艺过程及模具设计第7章模锻工艺
锻造工艺过程及模具设计第7章模锻 工艺
（3）对头部尺寸较大的长轴类锻件可以折线 分模，使上下模膛深度大致相等，使尖角处易于 充满，如7.9所示。
图7.9 上下模膛深度大致相等易充满
锻造工艺过程及模具设计第7章模锻 工艺
（4）当圆饼类锻件H≤D时，应采取径向分
模，不宜采用轴向分模（图7.10）。
四、和垂直分模平锻机相比，水 平分模平锻机在操作上的优点：
1．夹紧力大，可利用夹紧滑块作为模锻变 形机构，扩大了应用范围，提高了锻件 精度。
2．模锻时坯料沿水平方向传送，易于实现 机械化和自动化。
锻造工艺过程及模具设计第7章模锻 工艺
五、和垂直分模平锻机相比，水平分模平 锻机有如下缺点：
1．曲柄连杆式的夹紧机构，夹紧保持时间 有限，不宜进行深冲孔和管坯端部镦锻成形。
模锻件图是根据产品图设计的，分为 冷锻件图和热锻件图两种。
锻造工艺过程及模具设计第7章模锻 工艺
冷锻件图即为锻件图。 冷锻件图用于最终锻件的检验和校正 模的设计，也是机械加工部门制定加工 工艺过程，设计加工夹具的依据。 热锻件图用于锻模设计和加工制造。 热锻件图是对冷锻件图上各尺寸相应地 加上热胀量而绘制的。
锻造工艺过程及模具设计第7章模锻 工艺
采用带导柱的组合模，能锻出精度较 高的锻件。
采用带镶块的组合模具，可节约大量 模具钢。
切边模也可以装在同一副模架上。
锻造工艺过程及模具设计第7章模锻 工艺
7.1.3 螺旋压力机及其工艺过程特征
目前 国内用得 较多的螺 旋压力机 是摩擦压 力机。图 7-4为摩擦 压力机的 传动系统
3、摩擦压力机设备制造成本低，劳动条件好。 4、摩擦压力机的缺点是生产率低、传动效率 低、抗偏载能力差。
锻造工艺流程_锻造加工工艺过程
锻造工艺流程_锻造加工工艺过程锻造工艺流程以锻件塑性变形为核心，由一系列锻造加工工艺过程完成。
锻造工艺流程图解（如下）（1）下料采用砂轮切割机下料，车端面，倒圆角R5。
（2）加热采用电炉加热，炉温（450±10）℃，加热保温时间136min。
（3）模锻模锻设备为6300kN摩擦压力机，首先在锻模的镦粗台上将坯料压扁至H=24mm，再在型槽内平放料进行模锻，并欠压2～3mm 。
（4）加热炉温（450±10）℃，加热保温时间为30min（第二火）。
（5）模锻压至尺寸。
（6）加热炉温（450±10）℃，加热保温时间为10～15min。
（7）热切边（8）酸洗按酸洗通用工艺规程进行。
（9）热处理按热处理工艺规程淬火、人工时效。
（10）酸洗按酸洗通用工艺规程进行。
（11）锻件修伤（12）锻件检验100%检查材料牌号、外形及表面质量；100%检查硬度（HB ≥140）；低倍检查。
锻造工艺流程注意事项说明（1）锻造变形前工序主要有下料和加热工序。
下料工序按照锻造所需要的规格尺寸制备原毛坯，必要时还要对原毛坯进行除锈、除表面缺陷、防氧化和润滑等处理；加热工序按照锻造变形所要求的加热温度和生产节拍对原毛坯进行加热。
（2）锻造变形工序在各种锻造设备上对毛坯进行塑性变形，完成锻件内部和外在的基本质量要求。
其过程可能包括若干工序。
（3）锻造变形后工序锻造变形后，紧接着就是锻件的冷却过程。
而后，为了补充前期工序的不足，使锻件完全符合锻件产品图的要求，还需要进行：切边冲孔（对锻模）、热处理、校正、表面清理等系列工序。
有时，将锻后冷却与热处理过程紧密结合，以获得特定的锻件组织性能。
在各道工序间，以及锻件出厂前，都要进行质量检验。
检验项目包括集合形状尺寸、表面质量、金相组织和力学性能等，根据工序间半成品以及锻件的要求确定。
锻造成形的实质，是通过工具或模具对毛坯施加外力的作用，毛坯吸收机械能，内部产生应力状态分布的变化，发生材料质点的位移和变形流动；对于热锻造，毛坯还由于被加热而吸收热能，内部产生相应的温度分布变化。
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4.拔长操作方法
三、冲孔 1.冲孔的定义？ 2.冲孔的分类？
3.冲孔的缺陷与防止措施？
四、扩孔 1.扩孔的定义？ 2.扩孔的分类？
五、弯曲 1.弯曲的定义？ 2.错移的定义？
3.4 自由锻工艺规程的制定
一、自由锻锻件图的制定与绘制 1.加工余量 2.锻件公差 3.锻造余块 4.检验试样及工艺夹头 5.绘制锻件图
3.4 自由锻工艺规程的制定
二、坯料质量和尺寸的确定
三、变形工艺过程的制定
四、锻造比的确定
五、自由锻造设备吨位计算与选择
六、制定自由锻工艺规程举例
3.2 大型自由锻件锻造工艺特点
一、锻造对钢锭组织和性能的影响
后炉冷或空冷。等温逞火可获得比完全退火更为均匀的组织，还可比完全退火缩 短退火时问，提高生产率。
预防白点退火：用于防止白点的专用热处理工艺。
2)正火将钢锻件加热到Ac3(亚共析钢)或Acm。(过共析钢)以上30～50℃，有些高 合金锻件加热到Ac3或Accm以上100～150℃，保温一段时间后空冷。对于亚共析 钢、共析钢和过共析钢，除了细化晶粒、消除内应力外，如还要求增加强度和韧 性，或要消除网状碳化物，便应采用正火。
锻造工艺过程及模具设计
主讲:王泽
第一章 概述
1.1 锻造生产 ① 锻造的目的或者什么是锻造? ② 锻造与铸造，压铸，注塑发展以及区
别? 从历史的角度谈发展； 从工艺的角度谈区别。
• 晚商时代的青铜鼎
西周青铜鼎
中华 第一 剑， 刺出 最古 铁器 时代
西周晚期
• 兵马佣出土的青铜剑
铜战 剑国
时 代 青
料。在锻造前，一般要在专门的下料设备上把金属棒料切成所需长度。当没有专 门的下料设备时，也可以在其他设备上进行切料。常用的下料方法介绍如下：
1．锯切 锯切常在圆盘锯、弓形锯和带锯上进行。圆盘锯是由电动机带动带齿的锯盘 慢速旋转并移动，而将棒料切断。圆盘锯通用性强，锯盘的最大直径可达2m， 能够锯切的棒料直径在750ｍｍ以下。
除上述切割方法外，还有等离子切割法、电子束切割法、阳极切割法等。
2.3 模锻时的润滑 ①锻造时为什么要润滑? ②润滑剂的分类? （传统的润滑剂、新型的
润滑剂）
第二章 锻前加热
3.1 一般加热方法 金属材料锻前加热的目的：
是为了提高金属的塑性，降低变形抗力，以利于 锻造和获得良好的锻后组织。
第三章 锻造的加热规范
2.1 一般加热方法 ①加热方法按照采用的热源不同分:
火焰加热 电加热（电阻加热；感应加热） ②两种加热方法的加热原理和优缺点?
电加热（电阻加热；感应加热）
③什么是感应加热的趋 肤效应? ④感应加热时候的原则?
2.2 钢加热时的缺陷及防止措施? ①氧化、脱碳、增碳 产生的原因及防止措施? ②过热、过烧 产生的原因及防止措施? ③裂纹 产生的原因及防止措施?
由于生产条件的不同，各工厂所用的锻造温度范围也不完全相同。钢料的锻 造温度范围见表4-1；有色金属的锻造温度范同见表4-2。
(三)锻件的冷却和锻后热处理 1．锻件的锻后冷却方法 锻件从终锻温度冷至室温的过程叫锻件的冷却，
常用的锻件冷却方法，按其冷却速度由快到慢的顺序分为空冷、堆冷、坑冷(或 箱冷)、灰冷(或砂冷)、炉冷、等温退火等六种。
5.气割 气割是利用氧气和可燃气体的气割器(称割炬)，产生温度很高的火焰，使割缝上 的金属熔化而烧断金属材料。
6．精密剪切下料 由于无飞边锻模、精密锻造、冷挤压以及精密辗压等新工艺的出现和日益广泛的 应用．对棒料剪切下料工艺的要求也越来越高。要求采用精密下料方法，以提高 断面质量，减少切断变形，严格控制下料公差和提高劳动生产率。
2.3 锻造温度范围的确定?
2.4加热规范
(二)锻造温度范围的确定 锻造温度范围是指始锻温度和终锻温度间的～段温度间隔。钢料在高温单相区具 有良好的塑性，所以锻造温度范围最好在这个区间，图4－2是在铁碳合金相图 基础上制定的碳钢锻造温度范围。 开始锻造的温度称为始锻温度。它应低于固相线AE约150～200℃，以防止过热 和过烧。
结束锻造时的温度称为终锻温度。终锻温度主要应保证在结束锻造之前金属还具 有足够的塑性以及锻件在锻后获得再结晶组织，但过高的终锻温度电会使 锻件在冷却过程中晶粒继续长大，因而降低了力学性能，尤其是冲击韧度。 对过共析钢，为避免形成二次网状渗碳体，在Es线下还应继续锻打，它的终锻 温度应高于PsE’线50～１００℃。对亚共析钢，由于在高温单相区内有良好塑 性，所以终锻造温度应在Gs线上15～20℃。对于低碳钢，在Gs线(A3)以下的两 相区(r+a)也有足够的塑性，因此低碳钢的终锻温度。 对于最后一次锻造的终锻 温度还要根据剩余变形程度查再结晶图，以避免锻件晶粒粗大。对于锻后立即进 行余热热处理的锻件，终锻温度还要考虑余热热处理的要求。精整工序的终锻温 度允许比规定值低50～80℃。
④ 我国锻造的基本情况? ⑤ 模锻的特点? ⑥ 通用的锻造设备有哪些? （油压机，模锻锤，曲柄压力机，摩擦 压力机等）
第一章 概述
1.2 锻造生产的发展过程 ① 模锻件的数量增加,自由锻造的数量减少; ② 材料利用率; ③ 模锻的流程; （备料………校正） ④ 20世纪锻造的基本发展情况?
（生产对象的发展） （生产设备的发展）
2．锻件的锻后热处理 锻件在机械加工前后，一般都要进行热处理。机械加工前的热处理称为锻件的锻 后热处理．机械加工后的热处理称为最终热处理。通常锻件的锻后热处理是在锻 压车间进行的。
由于锻造过程中锻件各部分变形程度、终锻温度和冷却速度不一致，锻件内部存 在组织不均匀、残余应力和加工硬化等现象。为了消除上述现象，保证锻件质量， 锻后应进行热处理。 锻件的锻后热处理的目的是调整锻件硬度， 锻件最常采用的热处理方法有退火、正火、调质等。 (1)退火退火有完全退火、不完全退火、等温退火、预防白点退火等。 完全退火：一般用于亚共析钢，如45钢、5crMnM0等。将钢锻件加热到Ac3上 30～50℃，经过一定时间的保温使之完全奥氏体化，然后随炉冷至6００℃，出 炉空冷，以获得平衡状态的组织(一般是铁索体加珠光体)。
(3)调质将钢锻件先淬火，然后进行高温回火的热处理工艺叫调质，常用于中碳 钢和合金结构钢，以获得蘸好的力学性能。
第3章 自由锻主要工序分析
3.1 自由锻工艺过程 ①什么是自由锻? ②自由锻分类? ③自由锻主要工序有哪些? ④自由锻工艺过程的特征?
三个方面:通用性;设备功率小;效率低 ⑤自由锻工序分类? （3个工序）见表3-1
第二章 锻造用原材料及坯料准备
2.1 锻造用原材料 ①锻造用的原材料的对象? （棒料、板料、
管料）。 ②锻造用的原材料的材质?
（钢、有色金属） ③钢的分类? 含碳量；化学成分；碳的质量分数；加入合
金元素
2.1 锻造用原材料 ④锻造用有色金属主要有铜、铝及合金等。
1.1 锻造用原材料的下料
锻造用钢是各种类型的钢锭和钢坯；锻造用有色金属一般是各种类型的坯料。 除大、中型自由锻件采用钢锭为坯料外，一般锻件都采用各种金属棒料为坯
技术那样为后人留下无数灿烂辉煌、令人 瞩目的艺术作品,因而也就从未受到过应有 的重视,让人更为遗憾的是,许多传统的锻造 技术现在已经消失或正被遗忘。
压铸和注塑的发展100多年的历史。
从工艺的角度谈区别
1.锻造
2.铸造
3.压铸
4.注塑
③ 锻造的分类? （自由锻,模锻,开式模锻,闭式模锻）
第一章 概述
1.3 锻造技术发展的未来趋势 ① 数字化塑性成形技术;
锻造技术发展的未来是锻造技术数字化。 数字化的体现是什么? （CAD/CAM/CAE） ② 锻造设备和工艺技术发展趋势? 三个方面:设备大型化;自动化、精密化； 绿色化。
第一章 概述
1.4 学习本课程的任务: ① 设计能力； ② 分析能力； ③ 解决锻件缺陷问题的能力。
自由锻件分类
第3章 自由锻主要工序分析
3.2 自由锻基本工序分析 镦粗 ①镦粗的定义? ②镦粗的目的?
③平砧镦粗与镦粗比? ④平砧镦粗的变形分析?
减小镦粗鼓形的措施
垫环镦粗
局部镦粗
二、拔长 1.拔长定义与目的？ 2.拔长类型？ ①平砧拔长
3.拔长变形过程分析 ①拔长时的锻造比？ ②拔长时的变形特点？ ③拔长缺陷与防止措施？
• 带铭文出土文物“越王勾践剑”也是青铜 剑。传说中的“干将、莫邪雌雄剑”当然 也该是铸造的。
• 从比较严格的意义上讲,中国古代的锻造技 术基本是和钢同时出现的,从2000多年前的
汉代开始即被广泛应用于社会生活的各个
领域。钢质锻件的的出现使“铁器时代” 向前跨进了一大步,促进了历史文明的发展, 但受锻造成形原理所限,它没有像古代铸造
不完全退火(也称球化退火)：适用于过共析钢，如T8、T12、Gcrl5等。将钢 锻件加热到Ac，以上10～20℃，经过较长时间的保温，然后随炉缓冷至4００～ 500 ℃取出空冷，以获得珠光体组织。
等温退火：一般是用于亚共析钢、共析钢和过共析钢。将钢锻件加热到Ac３ (亚共析钢)或Ac１(过共析钢)以上20～30 ℃ ，保温一段时间后，快速冷却到 Ac．以下某一温度作较长时间的等温保温，使奥氏体较好地转变成珠光体，然
2．剪切 一般在剪床上进行，可以剪切直径为200mm以下的钢材。对于低碳钢、中碳钢 等断面尺寸较小的钢坯可以冷剪。
3．冷折下料 在水压机或曲柄压力机上，通过冲头将压力 传到材料上，从而使被折材料沿预先加工好 的切折断，
切口宽度b=(5～8)mm； 切口深度h=(a)1/3mm；
4.砂轮切割 砂轮切割是在砂轮切割机上将钢坯切断。 砂轮切割机是由电动机带动薄片砂轮 (厚度一般在3mm以下)高速旋转，并用 手动或机动使它作上下运动而将钢坯切断。 砂轮切割机可切割直径在40mm以下的任何硬度的 金属材料。