10常用的锻造方法
锻压
金属热加工基础《锻造》练习题一、.判断题。
1. 金属在室温下产生塑性变形，称为冷变形。
（）2. 锻造流线不能用热处理方法消除，只能通过锻压才能改变其方向和分布。
（）3. 设计和制造零件时，应使零件工作时最大切应力方向与流线方向垂直，使锻造流线的分布与零件的外形轮廓相符合。
（）4. 锻造温度范围是指由始锻温度到终锻温度的温度区间。
（）5. 空气锤是一种利用电力直接驱动的锻造设备。
空气锤工作行程短，打击速度快，结构简单，操作方便，设备投资少，在自由锻中应用很广。
（）6. 空气锤的规格以锤头的冲击能力大小表示。
（）7. 水压机的规格用其产生的最大压力表示。
（）8. 自由锻工序分为基本工序、辅助工序和精整工序。
基本工序包括镦粗、拔长和冲孔等。
（）9. 使坯料横截面面积减小而长度增加的锻造工序称为拔长。
（）10. 只有在坯料上冲出透孔的锻造工序才称为冲孔。
（）11. 绘制锻件图时，锻件的基本尺寸和公差标注在尺寸线上面，而机械加工后的零件基本尺寸标注在尺寸线下面。
（）12. 传动轴自由锻的锻造工序是：①拔长；②镦粗—拔长；③局部镦粗—拔长。
（）13. 自由锻零件结构应避免圆锥体结构和锻件的斜面，尽量用圆柱体代替圆锥体，用平面代替斜面。
（）14. 与模锻相比，胎模锻的优点是胎模制造简单，成本低，使用方便；缺点是操作者劳动强度大，生产率和锻件尺寸精度不如锤上模锻高。
（）15. 锻件质量检验包括外观检验、力学性能试验和内部质量检验，目的是通过检验和分析，找到减少和防止缺陷的措施，提高锻件质量。
（）16. 锻造加热时，由于金属加热温度超过始锻温度过多，使晶粒边界出现氧化及熔化现象，称为过热。
（）17. 自由锻时，坯料已氧化的表层金属贴合在一起压入工件，成为裂纹。
（）18. 降低锻件成本的主要途径是合理选用锻造方法，节约燃料动力费和降低工厂、车间管理费。
（）19. 使板料经分离或成形而得到制件的工艺统称为冲压。
（）20. 用冲裁模沿封闭轮廓线冲切，冲下部分是废料，称为落料.。
第10章 锻造成形
第一节 塑性成形理论基础
第一节 塑性成形理论基础
一、塑性变形机理
多晶体金属的塑性变形由晶内变形和晶间变形所 组成。 晶内变形是指晶粒内部的变形，主要方式为滑移和 孪生。滑移变形容易进行，是主要的变形方式；孪 生变形比较困难，是次要的变形方式。
晶间变形是指晶粒间的相对位移，包括晶粒间的 相对滑动和转动，如图5-2所示。
一、自由锻（Free Forging）
锻造是在加压设备及工（模）具的作用下，通过金 属体积的转移和分配，使坯料、铸锭产生局部或全部 的塑性变形，以获得具有一定几何尺寸、形状和质量 的锻件的加工方法。自由锻是在自由锻设备上利用简 单的通用性工具（如砧子、型砧、胎模等）使坯料变 形而获得所需的几何形状及内部质量的锻件的加工方 法。
③板材冲压常用的原材料有低碳钢以及塑性高的合金钢和有 色金属，多是表面质量好的板料、条料或带料，产品重量轻、 材料消耗少、强度高、刚性好。
④冲压件的尺寸公差主要由冲模来保证，因此产品具有足够 高的精度和较低的表面粗糙度，尺寸稳定，互换性好。但冲模 制造复杂、成本高，只有在大批量生产条件下，其优越性才显 得突出。
第二节 金属塑性成形方法
(4)冲裁件的排样
排样是指落料件在条料、带料或板料上合理布置的方法。图5-31为 同一个冲裁件采用四种不同排样方式时材料消耗的对比情况。
第二节 金属塑性成形方法
（一）自由锻基本工序 4 错移
错移是指将坯料的一部分相对于另一部分平移错开，但 仍保持轴线平行的锻造工序。
5 锻接 锻接是指将坯料在炉内加热至高温后用锤快击，使两坯
料在固相状态下结合的方法。
6 弯曲 弯曲是指采用一定的工模具将坯料弯成规定外形的锻造
工序。
第二节 金属塑性成形方法
金属工艺学选择题填空题判断题简答题(含详细答案)
铸造试题一、填空1.金属凝固组织对其物理性能力学性能影响很大，金属结晶时冷却速度越快，则晶粒__越小_，材料的强度和硬度越_高_，塑性和韧性_越好_。
逐层凝固合金，其充型能力较_强_。
2.铸件的三种凝固方式是逐层凝固、糊状凝固、中间凝固，那种凝固易于出现缩松_糊状凝固_，那种易于出现缩孔逐层凝固，那种缺陷容易消除缩孔，采取_顺序凝固_方法。
哪种铁碳合金易于出现逐层凝固？共金白口铸铁3.合金的收缩可分为三个阶段，各是_液态收缩，凝固收缩，固态收缩_。
_固态收缩受到阻碍_是铸件产生内应力，变形和裂纹的主要原因。
内应力分为热应力和机械能力4.铸件各部分的壁厚差异过大时，在厚壁处易产生缩孔_缺陷，在薄壁与厚壁的连接处因冷却速度不一致易产生裂纹缺陷。
当铸件壁厚不均时，凝固成形后的铸件易在壁厚处产生拉应力。
5.常见的铸造方法有砂型铸造、压力铸造、_熔模铸造、金属型铸造、消失铸造、离心铸造等。
在各种铸造方法中，适应性最广的是_砂型铸造，生产率最高的是_压力铸造_，易于获得较高精度和表面质量的是_压力铸造或熔模铸造，对合金流动性要求不高的是_压力铸造或离心铸造_。
6.标志合金的铸造性能的指标有充型能力、和收缩性等。
影响它们的因素有成分、浇注温度、模型蓄热能力等。
7.为了防止铸件变形,再进行铸件结构设计时,应力求壁厚_均匀_,形状_简单对称_。
8.当铸件收缩受阻时,就可能发生_裂纹_、_变形_等缺陷;因此如轮形铸件的轮辐应设计为_奇_数或做成__弯曲_形状。
9.在铸件设计中,铸件垂直于分型面的侧壁应给出__拔模/起模斜度_,铸件壁的转角及壁间联接处均应考虑_过度圆角_,壁厚不仅要防止_过厚,而且要防止_过薄,以防止_浇不足或冷隔。
二、选择题1.铸造硬币的金属材料不需要考虑的因素是(B)A硬度B、导电性C、耐腐蚀性D、价格2.在铸造中，通常用(C)的方法生产铸铁件。
i.金属型铸造B•压力铸造ii.砂型铸造D•任何铸造3．铸件产生缩松、缩孔的根本原因(D)。
第10章锻造（自由锻造工艺规程的编制及举例）
第十章锻压章节重点本章重点介绍了锻压的分类、特点、应用塑性变形对金属组织和性能的影响自由锻的主要工序及工艺要点锻压件的特点及应用。
学习目标1了解锻压的分类、特点、应用。
2理解塑性变形对金属组织和性能的影响常用金属的锻压性能。
3了解自由锻的主要工序及工艺要点识读锻件图、坯料的质量和尺寸、锻造工序、加热和冷却规范、锻造设备等会画简单锻件图。
4了解其他常用锻压方法的特点及应用、锻压技术发展趋势。
5初步具备合理选择典型零件的锻压方法、分析锻件结构工艺性具有锻件质量与成本分析的初步能力。
第一节锻压的基本知识一、锻压的概述【锻压】是指对坯料施加压力使其产生塑性变形改变尺寸、形状及改善性能用以制造机械零件、工件或毛坯的成形加工方法。
它是锻造和冲压的总称。
锻压包括轧制、挤压、拉拨、自由锻造、模型锻造、冲压等加工方法其典型工序实例如图所示。
常用的锻压加工方法锻压加工是以金属的塑性变形为基础的各种钢和大多数非铁金属及其合金都具有不同程度的塑性因此它们可在冷态或热态下进行锻压加工而脆性材料如灰铸铁、铸造铜合金、铸造铝合金等则不能进行锻压加工。
金属锻压加工的主要特点: 优点1 能改善金属内部组织提高金属的力学性能。
2 节省金属材料。
与直接切削钢材的成形相比还可以节省金属材料的消耗而且也节省加工工时。
3 生产效率较高。
如齿轮轧制、滚轮轧制等制造方法均比机械加工的生产率高出几倍甚至几十倍以上。
缺点: 1 不能获得形状很复杂的制件其制件的尺寸精度、形状精度和表面质量还不够高 2 加工设备比较昂贵制件的成本比铸件高。
二、金属的塑性变形金属在外力作用下将产生变形其变形过程包括弹性变形和塑性变形两个阶段。
【弹性变形】是指除去外力后物体完全恢复原状的变形。
【塑性变形】是指作用在物体上的外力取消后物体的变形不完全恢复而产生的永久变形。
塑性变形不仅能用于成形加工还会对金属的组织和性能产生很大影响。
一塑性变形的实质1 单晶体的塑性变形单晶体的变形方式有滑移和孪生两种。
(完整版)锻造工试题及答案
锻造工注意事项：1．答卷前将装订线左边的项目填写清楚。
2．答卷必须用蓝色或黑色钢笔圆珠笔，不许用铅笔或红笔。
3．本份试卷共 5道大题，满分 100 分，考试时间90 分钟。
一、填空题(请将正确答案填在横线空白处,每空1分,共10题20分)1.钢坯加热温度超过其始锻温度会产生 、 等缺陷。
2.锻件必须有合理的锻造流线分布,设计锻件时应尽量使零件工作时的正应力与流线方向相 ,而使切应力与流线方向相 ,并且使锻造流线的分布与零件的外轮廓相符合而不被切断。
3.常用的锻造方法有 ， ，特种锻造等。
4.冲压的基本工序有冲裁，弯曲， ， 等.5.锻造加热时的常见缺陷有过热，过烧，脱碳，氧化，开裂等,其中，过热和 是难以避免的,而过热和 是无法挽回的。
6.锻造前金属坯料加热的目的是为了降低其 和增加其 从而可用较小热的变形获得较大冷的变形。
7.在再结晶温度以上的变形是 变形,变形后金属坯料具有 组织,而无加工硬化痕迹。
8.冷变形后金属的强度、硬度提高，塑性、 下降,这种现象叫 。
9.金属坯料经热变形后会形成再结晶组织,且变形程度愈大,这种组织愈 ,它使金属的机械性能能带来 ,这种组织是用热处理来消除的。
10.金属在变形过程中承受的压应力愈多,其塑性越 ,变形抗力也越 。
二、选择题(请将正确答案的代号填入括号内,每题2分,共10题20分)1.下列是模锻特点的是 A成本低B效率低C尺寸精度高2.锻造前对金属进行加热，目的是 A提高塑性 B 降低塑性 C 增加变形抗力3.空气锤的动力是 A 空气B电动机 C 活塞4.为防止坯料在镦粗时产生弯曲，坯料原始高度应小于其直径 A1倍 B 2倍C 2.5倍5.镦粗时，坯料端面、应平整并与轴线 A垂直B平行 C 可歪斜6．自由锻件是 ，使坯料产生变形而获得所需的几何形状及内部质量的锻件。
A: 只用简单的通用性工具，或在锻造设备的上、下砧间直接对坯料施加外力，B: 用热挤压的方法C: 在棒料的一端进行锻造,7．锻造比是锻造时变形程度的一种表示方法, 。
锻造10个作风
锻造10个作风
1. 安全第一：不论是工作还是生活中，始终要将安全放在首位，遵守相关的安全规定和操作流程，保护自己和他人的安全。
2. 严谨细致：无论做任何事情，都要充分考虑细节，不马虎、不敷衍，做到尽可能完美。
3. 亲和力：与人为善，待人友好，尊重他人的权益和意见，建立良好的人际关系。
4. 敬业精神：对待工作要有高度的责任心和奉献精神，始终保持积极的工作态度，全心全意地投入到工作中。
5. 团队合作：注重团队合作，发扬团队精神，积极与他人合作、协作，达成共同的目标。
6. 学习创新：持续学习新知识、新技能，积极研究和推广新的工作方法和技术，保持创新的思维方式。
7. 诚信正直：坚守道德底线，遵守职业操守，做事公正、诚实，言行一致，树立良好的信誉。
8. 适应变革：面对变化和挑战，保持开放的心态，积极主动地适应变革，勇于创新。
9. 严守纪律：遵守组织的规章制度，坚持原则，不违反纪律，始终保持良好的工作秩序。
10. 高效执行：具备高效的执行力，能够迅速、准确地完成工作任务，做到事事有回音，不拖延。
锻造工艺知识点总结
锻造工艺知识点总结1. 材料准备在锻造工艺中，材料的选择对成品的质量和性能有着直接的影响。
常见的锻造材料包括碳钢、合金钢、不锈钢、铝合金、铜合金等。
在选择材料时，需要考虑其机械性能、化学成分、热处理性能等因素。
同时，还需要根据锻造零件的形状、尺寸和用途来确定材料的种类和规格。
在准备材料时，需要注意保持材料的表面清洁，并严格控制材料的质量。
2. 设备操作锻造设备是进行锻造工艺的关键设备，其操作技术和安全生产是非常重要的。
常见的锻造设备包括锻造机、冷镦机、液压机等。
在设备操作过程中，需要严格遵守操作规程，正确使用设备，保持设备的良好状态。
同时，还需要对设备进行定期检查和维护，及时发现和排除设备故障，确保设备的安全和稳定运行。
3. 工艺参数在进行锻造工艺时，需要控制一定的工艺参数，以确保锻造件的质量和形状。
常见的工艺参数包括温度、压力、锻造速度、模具形状等。
在锻造过程中，需要根据不同的材料和锻造件的形状和尺寸来确定合适的工艺参数。
通过合理控制工艺参数，可以有效地提高锻造件的性能和表面质量。
4. 质量控制质量控制是锻造工艺的重要环节，对于保证锻造件的质量和性能至关重要。
在进行锻造过程中，需要对每一道工序进行质量检验和控制，确保每一个工艺环节的质量达标。
在锻造件成形后，还需要对其进行尺寸测量、力学性能测试、表面质量检查等多项质量检验，以验证其质量和性能是否满足要求。
总之，锻造工艺是一项复杂而又重要的金属加工工艺，需要掌握一定的知识和技能。
在实际生产中，需要严格按照工艺流程和操作规程进行操作，确保锻造件的质量和性能。
希望通过本文的总结，能够对锻造工艺有更深入的了解和认识，为相关从业人员提供一定的参考和指导。
10 常用的锻造方法
模锻分模面
分模面的选择比较
10.2.4 锤上模锻成型工艺设计
锤上模锻成型的工艺过程一般为：切断毛坯→加 热坯料→模锻→切除模锻件的飞边→校正锻件→锻件 热处理→表面清理→检验→成堆存放。
锤上模锻成型的工艺设计包括制定锻件图、 计算坯料尺寸、确定模锻工步(选择模膛)、选择设 备及安排修整工序等。其中最主要的是锻件图的制 定和模锻工步的确定。
1 模锻工步的确定及模膛种类的选择
长轴类锻件 如台阶轴、曲轴、
连杆、弯曲摇臂等；一般为拔长、滚挤、 预锻、弯曲、预锻、终锻成型。
盘类模锻件 如齿轮、法兰盘
等。一般为镦粗、预锻、终锻成型。
模锻工步确定以后，再根 据已确定的工步选择相应的制 坯模膛和模锻模膛。
2 模锻成型件的结构工艺性
模锻零件必须具有一个合理的分模面，以保证模锻件易于从锻 模中取出、敷料最少、锻模容易制造。 零件上与锤击方向平行的非加工表面，应设计出模锻斜度。非
间直接使坯料变形而获得所需的锻件，这种方法称为自由 锻。 • 10.1.1 锻造坯料准备
1．锻造用坯料：镦粗时，为避免锻弯，坯料的高径（H0/D0）不得 超过2.5，为了下料方便，坯料高径比还应该大于1.25。 2．坯料的加热: (1)加热目的:坯料加热的目的是提高金属的塑性，降低变形力， 以改善金属的锻造性能，使之易于流动成形并获得良好的锻后组织。 （2） 锻造温度:金属坯料是在一定的温度范围内进行（在前）；精整工序 （在后）
自由锻造缺点： 1.生产效率低，对操作工人的技艺要求高，工人的劳动强度大； 2.锻件精度差，后续机械加工量大； 国外工业发达国家的中小型自由锻件在其锻件总产量的比重只有20 ％～40％。
10.1 自由锻
• 定义:只用简单的通用性工具，或在锻造设备的上、下砧
材料成形复习题
一、填空题型1铸造1.型砂的主要成分是【】，【】，【】和【】，型砂通常是根据【】来明名的。
2. 设计铸件时，若壁厚过小，金属的充型能力差，易产生【】缺陷；若壁厚过大，易产生【】缺陷；因此铸件各部位的壁厚应【】。
3. 砂型铸造时，模样用来造型，形成【】，其形状与铸件【】一致，【】用来制造型芯，形成铸件的【】。
4.同时凝固的具体工艺是将内浇口开设在铸件的【】处，将冷铁置于铸件的【】处，以达到降低铸件产生【】倾向。
5. 常用的铸造合金有【】，【】和【】三大类，其中【】应用最广泛。
6. 应用最广泛而又最基本的铸造方法是【】铸造，此外还有【】铸造，其中主要包括【】，【】，【】和【】等。
7.熔炼铸铁、铸钢及铸造有色金属的主要设备是【】、【】和【】。
8.合金的流动性大小常用【】来测量,流动性不好时铸件可能产生【】和【】缺陷。
9.壁厚不均匀的铸件,薄壁处易呈现【】应力,厚壁处呈现【】应力。
10.铸铁合金从液态冷到常温经历【】收缩、【】收缩和【】收缩三个阶段；其中【】收缩形成缩孔,【】收缩的形成内应力。
塑性成形1. 金属塑性成形的主要方法有：【】、【】、【】、【】和【】。
2. 金属的可锻性主要取决于【】和【】两个方面。
3. 金属经塑性变形后，其机械性能的变化是【】，【】升高，【】，【】下降。
4. 板料拉深是使板料变成【】的工序，板料拉深时常见的缺陷是【】和【】。
5.衡量金属可锻性的指标是【】和【】，锻造坯料是在【】和【】温度范围内变形的。
6.碳钢中含碳量愈多,钢的可锻性愈【】；这是因钢中含碳愈多,钢的【】增高,【】变差造成的。
7.板料冲压的基本变形工序有【】、【】、【】和【】等。
8.拉深时,为了避免拉裂,通常在多次拉深工序之间安排【】热处理。
9.一般情况下，金属熔化焊的三要素是【】、【】和( )。
焊接1. 一般情况下，金属熔化焊的三要素是【】、【】和【】。
2. 焊条焊芯的作用是【】、【】和【】。
3. 焊条焊芯的作用是【】、【】和【】。
常用的塑性成形方法
方向增加尺寸） 。于是便可绘制锻件图，如图 3.2.3所示。
表3.2.2 带孔圆盘类锻件机械加工余量与锻造公差 （见下页）
图 3.2.3 齿轮锻件图
2）计算坯料的质量和尺寸 坯料质量： m坯料= m锻+ m型芯+ m烧损
应用：适合于大批量生产条 件下锻制中、小型锻件。
曲柄压力机传动原理示意
2）摩擦压力机上模锻
摩擦压力机的工作原理见 右图。 特点：①适应性强。 ②适合于再结晶速度慢的
低塑性金属的模锻。 ③模具设计和制造简化、
节约材料、降低成本。 ④摩擦压力机一般只能进
行单膛锻模进行模锻。 应用：适合于中小型锻件的
小批或中批生产，如铆 钉、螺钉、螺母、配汽 阀、齿轮、三通阀等。
（1）锤上模锻
锤上模锻 所用设备为模 锻锤，由它产 生的冲击力使 金属变形。如 图3.2.10所示。 模锻锤的吨位 （落下部分的 重量）为l～ 16t 。
图3.2.10 模锻锤
锻模如图3.2.11所
10
1
示。上模和下模分别用楔
铁固定在锤头和模垫上，
9
2
模垫用楔铁固定在砧座上。
8
3
上模随锤头作上下往复运
4
动。8为分模面，3为飞边 槽，9为模膛，根据模膛
67
5
的功用的不同，模膛分模
锻模膛和制坯模膛两种。
1）模锻模膛
模锻模膛分终锻模膛和
图3.2.11 锤上模锻用锻模
预锻模膛两种。
1-锤头１;－2锤-上 头 模２;－3-上飞模 边槽３;－4飞-连下槽模;5-模 6,7-楔４铁－下;8模-分模５－面模垫;9-模６膛、７;－10锲-铁楔铁
第10章_锻造成形分析
第一节 塑性成形理论基础
三、冷变形、热变形、温变形
1.冷变形 金属在回复温度以下进行的塑性 变形称为冷变形。变形过程中会出现加工硬化。 2.热变形 在再结晶温度以上进行的塑性变 形称为热变形。金属在热变形过程中既有加工硬 化又有再结晶，但加工硬化会被回复和再结晶完 全消除 3.温变形 即金属在高于回复温度和低于再 结晶温度范围内进行的塑性成形过程，温变形过 程中有加工硬化及回复现象，但无再结晶，硬化 只得到部分消除。
第一节 塑性成形理论基础
二、加工硬化、回复和再结晶
1.加工硬化(Process Induration) 金属在冷变形（低于再结晶温度）加工时，随 着变形量的增加，金属材料的强度、硬度提高，但 塑性、韧性下降，这种现象称为加工硬化。如图53所示。 2.回复(Revert)和再结晶(Recrystal) (1) 回复 将冷成形后的金属加热至一定温度 后，使原子回复到平衡位置，晶内残余应力大大减 小的现象，称为回复，如图5-4c所示。回复温度约 为(0.25-0.3)T熔（K）。 (2) 再结晶 塑性变形后金属被拉长了的晶粒 出现重新生核、结晶，变为等轴晶粒的现象，称为 再结晶，如图5-4d所示。再结晶温度一般为0.4T熔 (K)以上。
第二节 金属塑性成形方法
（一）自由锻基本工序 4 错移 错移是指将坯料的一部分相对于另一部分平移错开， 但仍保持轴线平行的锻造工序。
5 锻接
锻接是指将坯料在炉内加热至高温后用锤快击，使两 坯料在固相状态下结合的方法。
6 弯曲 弯曲是指采用一定的工模具将坯料弯成规定外形的锻 造工序。
第二节 金属塑性成形方法
第五章 塑性成形工艺
第十章 锻压成形
塑性成形 (Plasticity Forming) （锻压成形）是 金属材料成形方法之一。它是指对金属材料施加外力 作用，利用金属的塑性使其产生塑性变形，从而获得 具有一定的形状、尺寸、组织和性能的工件或毛坯的 加工方法，也称为塑性加工或压力加工。常见的塑性 成形方法有：锻造、冲压、挤压 (3) 、轧制、拉拔等 ( 图5-1)。
第十章 自由锻造工艺
二．拔长
使毛坯横截面减小而长度增加的锻造工序。
作用： 成形轴杆类锻件； 改善锻件内部质量。
（1）拔长变形特点： 拔长前变形区的长、宽、高分别为：l0、b0、h0。
拔长后变形区的长、宽、高分别为：l、b、h。
送进量l0 相对送进量l0/h0 压下量Δh＝h0－h 展宽量Δb＝b－b0, 拔长 量Δl＝l－ l0
理论计算法：根据塑性成形原理建立的公式，算出锻件成形 所需的最大变形力（或变形功），按此选取设备吨位。
经验类比法：在统计分析生产实践数据的基础上，整理出经 验公式、表格或图线，根据锻件某些主要参数（如质量、尺 寸、接触面积），直接通过公式、表格或图线选定所需锻压 设备吨位。
五、制订自由锻工艺规程卡
锻造工艺规程卡上需填写工艺规程制定的所有内容。它包括： 下料方法 工序 火次 加热设备 加热及冷却规范 锻造设备 锻件锻后处理。
第四节
胎模锻造简介
一．胎模锻及工艺特点：
在自由锻设备上采用活动模具成形锻件的方法称为胎模锻。 主要工艺特点：
1．与自由锻比，可以得到较高的锻件精度和较高的生产率； 2．与模锻比，不需要专用的模锻设备，可以在自由锻锤上生产模锻件， 胎模的制造简单、成本低； 3．采用人力操作胎模，劳动强度大； 4．适于小型锻件小批或中批生产。
变形程度表示: 压下量ΔH 镦粗比KH=H0/H
图10-2 平砧镦粗
(1)平砧镦粗：指毛坯在上下两个平砧之间的镦粗
根据镦粗后网格的变形程度分为三个变形区: 区域Ⅰ：难变形区； 区域Ⅱ：大变形区； 区域Ⅲ：小变形区，变形程度介于区域Ⅰ与区域Ⅱ之间。
变形结果：变 形不均匀，易 出现缺陷。
锻造基础知识
一、锻造基础知识1. 锻压是锻造和冲压的合称，是利用锻压机械的锤头、砧块、冲头或通过模具对坯料施加压力，使之产生塑性变形，从而获得所需形状和尺寸的制件的成形加工方法。
2. 当温度超过300-400℃（钢的蓝脆区），达到700-800℃时，变形阻力将急剧减小，变形能也得到很大改善。
根据在不同的温度区域进行的锻造，针对锻件质量和锻造工艺要求的不同，可分为冷锻、温锻、热锻三个成型温度区域。
原本这种温度区域的划分并无严格的界限，一般地讲，在有再结晶的温度区域的锻造叫热锻，不加热在室温下的锻造叫冷锻。
3. 锻模寿命（热锻2-5千个，温锻1-2万个，冷锻2-5万个）4. 在低温锻造时，锻件的尺寸变化很小。
在700℃以下锻造，氧化皮形成少，而且表面无脱碳现象。
因此，只要变形能在成形能范围内，冷锻容易得到很好的尺寸精度和表面光洁度。
只要控制好温度和润滑冷却，700℃以下的温锻也可以获得很好的精度。
热锻时，由于变形能和变形阻力都很小，可以锻造形状复杂的大锻件。
要得到高尺寸精度的锻件，可在900-1000℃温度域内用热锻加工5. 坯料在冷锻时要产生变形和加工硬化，使锻模承受高的荷载，因此，需要使用高强度的锻模和采用防止磨损和粘结的硬质润滑膜处理方法6. 一般说来，铸件的力学性能低于同材质的锻件力学性能。
此外，锻造加工能保证金属纤维组织的连续性，使锻件的纤维组织与锻件外形保持一致，金属流线完整，可保证零件具有良好的力学性能与长的使用寿命。
7. 计算锻造难度系数:K=锻件体积/最大包容体积(矩形);若K>6,则锻件属于易锻产品,若K<3,则属于难锻产品.(当然具体情况具体对待).8. 根据坯料的移动方式，锻造可分为自由锻、镦粗、挤压、模锻、闭式模锻、闭式镦锻。
闭式模锻和闭式镦锻由于没有飞边，材料的利用率就高。
用一道工序或几道工序就可能完成复杂锻件的精加工。
由于没有飞边，锻件的受力面积就减少，所需要的荷载也减少。
材料成形技术基础-自由锻
自由锻自由锻：利用冲击力或压力，使金属在上、下砧铁之间，产生塑性变形而获得所需形状、尺寸以及内部质量锻件的一种加工方法。
自由锻造时，除与上、下砧铁接触的金属部分受到约束外，金属坯料朝其它各个方向均能自由变形流动，不受外部的限制，故无法精确控制变形的发展。
自由锻分类：手工锻造和机器锻造两种。
手工锻造只能生产小型锻件，生产率也较低。
机器锻造是自由锻的主要方法。
自由锻的特点：工具简单、通用性强，生产准备周期短。
自由锻件的质量范围可由不及一千克到二、三百吨，对于大型锻件，自由锻是唯一的加工方法，这使得自由锻在重型机械制造中具有特别重要的作用，例如水轮机主轴、多拐曲轴、大型连杆、重要的齿轮等零件在工作时都承受很大的载荷，要求具有较高的力学性能，常采用自由锻方法生产毛坯。
由于自由锻件的形状与尺寸主要靠人工操作来控制，所以锻件的精度较低，加工余量大，劳动强度大，生产率低。
自由锻主要应用于单件、小批量生产，修配以及大型锻件的生产和新产品的试制等。
一、自由锻工序自由锻工序：基本工序、辅助工序和修整工序。
（一）基本工序使金属坯料产生一定程度的塑性变形，以得到所需形状、尺寸或改善材质性能的工艺过程。
它是锻件成形过程中必需的变形工序，如镦粗、拔长、弯曲、冲孔、切割、扭转和错移等。
实际生产中最常用的是镦粗、拔长和冲孔三个工序。
１．镦粗沿工件轴向进行锻打，使其长度减小，横截面积增大的操作过程。
常用来锻造齿轮坯、凸缘、圆盘等零件，也可用来作为锻造环、套筒等空心锻件冲孔前的预备工序。
镦粗可分为全镦粗和局部镦粗两种形式，如图2-7所示。
镦粗时，坯料不能过长，高度与直径之比应小于2.5，以免镦弯，或出现细腰、夹层等现象。
坯料镦粗的部位必须均匀加热，以防止出现变形不均匀。
２．拔长拔长是沿垂直于工件的轴向进行锻打，以使其截面积减小，而长度增加的操作过程，如图2-8所示。
常用于锻造轴类和杆类等零件。
对于圆形坯料，一般先锻打成方形后再进行拔长，最后锻成所需形状，或使用V型砧铁进行３．冲孔利用冲头在工件上冲出通孔或盲孔的操作过程。
《工程材料与热加工基础》第十章锻压生产
第一节 金属的锻造性能
一、金属的塑性变形概述 金属塑性变形的实质，对于单晶体是由于金属原子某晶面两侧受切应力
作用产生相对滑移，或晶体的部分晶格相对于某晶面沿一定方向发生切变， 即滑移理论和孪生理论。
二、热锻、冷锻、温锻、等温锻
从金属学的观点划分锻压加工的界限为再结晶温度。 1．热锻 在金属再结晶温度以上进行的锻造工艺称为热锻。在变形过程中 冷变形强化和再结晶同时存在，属于动态再结晶。 2．冷锻 在室温下进行的锻造工艺称为冷锻。冷锻可以避免金属加热出现 的缺陷，获得较高的精度和表面质量，并能提高工件的强度和硬度。但冷 锻变形抗力大，需用较大吨位的设备，多次变形时需增加再结晶退火和其 它辅助工序。目前冷锻主要局限于低碳钢、有色金属及其合金的薄件及小 件加工。 3．温锻 在高于室温和低于再结晶温度范围内进行的锻造工艺称为温锻。 与热锻相比，坯料氧化脱碳少，有利于提高工件的精度和表面质量；与冷 锻相比，变形抗力减小、塑性增加，一般不需要预先退火、表面处理和工 序间退火。温锻适用于变形抗力大、冷变形强化敏感的高碳钢、中高合金 钢、轴承钢、不锈钢等。 4．等温锻 在锻造全过程中，温度保持恒定不变的锻造方法称为等温锻。
避免锥形、楔形结构
三、自由锻零件结构工艺性
3、应避免圆柱面与圆柱面、圆柱面与棱柱面相交； 避免圆柱面与圆柱面、圆柱面与棱柱面相交
三、自由锻零件结构工艺性 4、零件上不允许有加强筋；
三、自由锻零件结构工艺性 5、对横截面尺寸相差很大或形状复杂的零件，应尽可能分别对其进 行锻造，然后用螺纹连接。
如下图：螺纹连接
（四）高合金钢的锻后冷却 由于高合金钢的导热性差，塑性低，终锻温度较高，如果冷却速度
快，会因热应力和组织应力使锻件出现裂纹。因此，终锻后应尽快采取 工艺措施保证锻件缓慢冷却。
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。
宝剑的制作方法
宝剑的制作方法引言宝剑是一种传统的武器，拥有着悠久的历史和独特的制作工艺。
制作一把优质的宝剑需要经过多个步骤和细致的加工过程，本文将详细介绍宝剑的制作方法。
材料准备宝剑的制作需要准备以下材料： - 高品质的钢材：通常使用碳钢或合金钢，以确保宝剑的坚固和锋利。
- 木材：用于制作剑柄，通常选择强硬且质地坚实的木材，如樱木或紫檀木。
- 砂轮和砂纸：用于削磨和打磨宝剑的刀刃，以获得更好的切割效果。
- 炉子和锻造工具：用于加热和锻造钢材，以形成宝剑的基本形状。
- 旋转机床和雕刻刀具：用于雕刻和装饰剑柄，增加宝剑的美观性。
制作过程步骤一：锻造刀刃1.将钢材加热至适当的温度，使其变得可塑。
2.使用锻造工具，将钢材锤打成平直的长条形。
3.将锤打好的钢材重复加热和锤打，直到获得预期的刀刃形状。
4.使用砂轮和砂纸对刀刃进行打磨，以获得光滑和锋利的刀刃。
步骤二：制作剑柄1.根据个人喜好和宝剑的整体设计，选择适当的木材制作剑柄。
2.使用旋转机床修整木材，使其呈现出平滑的圆柱形状。
3.使用雕刻刀具对剑柄进行雕刻和装饰，可以根据喜好添加纹理或图案。
4.将刀刃与剑柄进行装配，确保装配紧密且稳固。
步骤三：热处理1.将已经装配好的宝剑整体加热至高温。
2.通过冷却和淬火的过程，提高宝剑的硬度和耐用性。
3.进行退火处理，减少宝剑的脆性，使其更加柔韧耐用。
步骤四：打磨和抛光1.使用砂轮对宝剑的整体进行打磨，去除粗糙表面和锈迹。
2.使用砂纸逐渐细化打磨，直到获得光滑的表面。
3.利用抛光剂和布料对宝剑进行抛光，使其具有亮丽的外观。
步骤五：保养和包装1.在完成制作后，使用防锈润滑剂涂抹整把宝剑，以防止生锈。
2.为了保护宝剑，可以使用特制的剑鞘进行包装和储存，确保宝剑长期保存。
结论制作一把宝剑既需要精湛的工艺，也需要细致的注意细节。
从材料准备到制作过程的每个步骤都需要耐心和技巧。
希望本文的介绍能够帮助对宝剑制作感兴趣的人了解这项古老而精妙的艺术。
制作武器的方法
制作武器的方法引言制作武器是古代人类为了自卫和生存而发展出来的技术。
不同时期和地区的人们通过不同的方法制造各种各样的武器，以应对不同的战斗和狩猎需求。
本文将介绍几种常见的制作武器的方法，包括石器时代的石制武器、青铜时代的铜制武器和现代的钢制武器。
石器时代的石制武器在石器时代，人们主要使用石头来制作武器。
以下是一种简单的制作石制武器的方法：1.寻找合适的石块：选择坚硬耐用的石块，如石英岩或玄武岩。
2.制作武器形状：使用另一块硬石或锤石敲击和磨削，将石块塑造成所需的形状，如利刃、箭头或斧头。
3.利用磨石和水磨刃：使用水和磨石，将制作好的石器刃磨得更锋利。
4.修整和装饰：使用石器或骨器工具，修整武器的边缘，并可以在武器上雕刻装饰纹样。
青铜时代的铜制武器青铜时代是人类学习使用金属制作武器的重要时期，铜制武器比石制武器更坚固耐用。
以下是一个简单的制作铜制武器的方法：1.选材：准备足够的铜，它可以是金属矿石经过冶炼得到的铜锭，也可以是铜板或铜条等形式。
2.铸造：将铜熔化到足够高的温度，倒进预先准备好的铸模中。
铸模可以是制作好的模型或泥土雕塑。
3.制作和修整：将铜倒入模具后，等待它冷却硬化。
稍后，用金属锤和铸造刀锯削除多余的材料并修整武器形状。
4.磨光和打磨：使用砂纸和磨具，将铜制武器的外表磨光并打磨得更加光滑。
现代的钢制武器现代社会，钢制武器成为主要武器制作材料，制作钢制武器的方法如下：1.材料选择：选择合适的钢材，通常会选用高强度和耐腐蚀性能较好的合金钢。
2.铸造或锻造：将钢材加热到高温状态，通过铸造或锻造的方式将其塑造成所需的形状，如刀刃、剑身或枪管等。
3.热处理：经过铸造或锻造后，将武器进行热处理，包括回火、淬火和正火等工艺，以调整钢材的硬度和韧性。
4.打磨和涂层：使用砂纸和打磨工具对武器进行精细打磨，然后进行表面处理如电镀或涂层，以增加耐腐蚀性和美观度。
结论制作武器的方法在不同的时代和文化中都有着差异，从简单的石制武器到青铜时代的铜制武器再到现代的钢制武器，人类在武器制作领域不断创新和进步。
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盘类锻件
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模锻成型件的结构工艺性
模锻零件必须具有一个合理的分模面，以保证模锻件易于 从锻模中取出、敷料最少、锻模容易制造。
零件上与锤击方向平行的非加工表面，应设计出模锻斜度。 非加工表面所形成的角都应按模锻圆角设计。
为了使金属容易充满模膛和减少工序，零件外形力求简单、 平直和对称，尽量避免零件截面间差别过大，或具有薄壁、 高筋、凸起等结构。 在零件结构允许的条件下，设计时尽量避免有深孔或多孔 结构。 在可能条件下，应采用锻-焊组合工艺，以减少敷料，简化 模锻工艺。
自由锻造缺点： 1.生产效率低，对操作工人的技艺要求高，工 人的劳动强度大； 2.锻件精度差，后续机械加工量大； 国外工业发达国家的中小型自由锻件在其锻件 总产量的比重只有20％～40％。
自由锻工序：基本工序；辅助工序
（在前）；精整工序（在后）
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3.3.1.1 自由锻工序分类
沿模膛四周有飞边槽，用以增加金属 从模膛中流出的阻力，促使金属充满 模膛，同时容纳多余的金属。 终锻后在孔内留下一薄层金属， 称为冲孔连皮。
带有冲孔连皮及飞边的模锻件 1-飞边；2-分模面；3-冲孔连皮4-锻件
预锻模膛和终锻模膛的区别是前者的圆角和斜度较大，没有飞边槽。
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模锻成型件的结构工艺性
模锻零件必须具有一个合理的分模面，以保证模锻件易于从锻 模中取出、敷料最少、锻模容易制造。
在零件结构允许的条件下，设
计时尽量避免有深孔或多孔结构。
在可能条件下，应采用锻-焊 组合工艺，以减少敷料，简化模 锻工艺。
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扣 模 结 构 示 意 图
（ａ）单扣模（ｂ）双扣模； 1－坯料； 2－扣模
弯 曲 模 结 构 示 意 图
（ａ）制坯弯曲模； （ｂ）成形弯曲模； 1－上扣模；2－坯料；3－下扣模
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3.3.2.2 固定模膛成型工艺的分类及设备
塑性和变形抗力
内因：化学成分的影响；金属组织的影响 外因：变形温度的影响；变形速度的影响；应力状态的影响
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3.3 常用的锻造方法
金属塑性成型方法
金属塑性成型方法主要分为无模自由成型(也称为自由锻)和模膛塑性成型(也 称为模锻)。
3.3.1 自由锻
自由锻造优点： 1.使用的工具简单、通用； 2.生产准备周期短，灵活性大，所以使用范围广， 特别适用于单件、小批量生产。 3.自由锻是大型件唯一的锻造方法。
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模锻分模面
分模面在a-a时，已成 形的模锻件无法取出。 分模面在c-c时，上、 下两模沿分模面的模膛轮 廓不一致。 分模面在b-b时，分模 面不再模膛深度最浅的位 置上，零件中的孔不能锻 出，活块多，浪费金属。 分模面在d-d时最合理。
分 模 面 的 选 择 比 较 图
基本工序
镦粗; 拔长;冲孔; 弯曲;错移; 切割; 芯轴拨长 ; 芯轴扩孔 ; 压钳把; 倒棱; 压痕; 校正 滚圆 平整
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自由锻 工序
辅助工序
精整工序
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基本工序：使坯料达到所需形状和尺寸要求的主变形工序
镦粗：使坯料横截面面积增大，高度减小的锻造工
序，若使坯料局部截面增大则为局部镦粗。
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芯 轴 扩 孔
减小空心坯料的壁厚而增大其内、外径的锻造工序。
适用于环类零件
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切割
将坯料分开的锻造工序，如切头、切尾、劈缝及切割成所需要 的形状。
（ａ）切入； （ｂ）翻转切； （ｃ）切开； （ｄ）去毛刺
错移
将坯料的一部分相对于另 一部分产生位移（其轴线 仍保持平行）的锻造工序， 用以锻造曲轴、麻花钻等。
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3.3.2.4
制坯模膛
a-开式
b-闭式
拔长模膛——用来减小坯料某部分的 横截面积，以增加该部分的长度。 滚压模膛——用来减小坯料某部分的 横截面积，以增大另一部分的横截面积。 主要是使金属按模锻件形状来分布。 弯曲模膛——对于弯曲的 杆类模锻件，需用弯曲模膛来 弯曲坯料。 切断模膛——上模与下模 的角部组成的一对刀口，用来 切断金属。
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辅助工序：基本变形之前的预变形工序
压钳把
倒 棱
压痕
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精整工序：提高锻件精度的最终工序
校 正
滚 圆
平 整
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3.3.1.2 自由锻件结构工艺性
1.不能锻打锥体或斜面锻件
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3.3.3.1 模锻件图的制定
选择模锻件的分模面
分模面即是上下锻模在模锻件上的分界面。 制订模锻锻件图时，必须按以下原则确定分模面位置： 要保证模锻件能从模膛中取出，分模面应选在模锻件最大 尺寸的截面上。 按选定的分模面制成锻模后，应使上下两模沿分模面的模 膛轮廓一致，以便在安装锻模和生产中容易发现错模现象， 及时调整锻模位置。 最好把分模面选在模膛深度最浅的位置处。这样可使金属 很容易充满模膛，便于取出锻件，并有利于锻模的制造。 选定的分模面应使零件上所加的敷料最少。 最好使分模面为一个平面，使上下锻模的模膛深度基本一 致，差别不宜过大，以便于制造锻模。
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模锻成型件的结构工艺性
截面相差 过大
为了使金属容易 充满模膛和减少 工序，零件外形 力求简单、平直 和对称，尽量避 过扁、过薄
免零件截面间差
别过大，或具有 薄壁、高筋、凸 起等结构。
模锻成型件的结构
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模锻件的结构工艺性
内壁斜度β应比外 壁斜度α大一级
标注模锻斜度 当模膛宽度b小而深度h大时， 模锻斜度要取大些。内壁斜度要略大 于外壁斜度(a 2> a 1)。
内圆角半径R是外圆 角半径r的３－４倍
内壁斜度β应比外 壁斜度α大一级
标注模锻圆角半径 锻件上所有转角处 都应做成圆角。一般内 圆角半径（R）应大于 其外圆半径（r）。
留出冲孔连皮 锻件上直径小于25mm的孔，一般不锻出，或只压 出球形凹穴。大于25mm的通孔，也不能直接模锻出通 孔，而必须在孔内保留一层连皮。 冲孔连皮的厚度s与 孔径d有关，当d =30～80mm时，s =4～8mm。
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3.3.3.2 模锻工步的确定及模膛种类的选择
长轴类锻件 如台阶轴、曲轴、
连杆、弯曲摇臂等；一般为拔长、滚挤、 预锻、弯曲、预锻、终锻成型。
盘类模锻件 如齿轮、法兰盘
等。一般为镦粗、预锻、终锻成型。
长轴类锻件
模锻工步确定以后，再根 据已确定的工步选择相应的制 坯模膛和模锻模膛。
内圆角半径R是外圆 角半径r的３－４倍
零件上与锤击方向平行的非加工表面，应 设计出模锻斜度。非加工表面所形成的角 都应按模锻圆角设计。
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模锻件的缺陷
错模 锤头导轨的间隙过大、模具 缺少平衡导锁以及模具安装不 合理等原因都可能产生错模， 如右图所示。 欠压 即上、下模分模面未打靠， 也称“锻不足”。 局部充不满 由于坯料体积过小或坯料放 偏等原因致使锻件上的凸筋、 外圆角等部位因模槽未充满而 欠缺，这种缺陷一般无法修正。
适用：1）锻造高度小截面大的盘类工件
2）空心锻件冲孔前的端面平整； 3）增加杆类零件拔长时的锻造比； 4）破碎粗大碳化物，减少各向异性。
注意：1）为防止镦粗时产生弯曲，坯料高径比为：
1.5≤H/D≤2.5 2）每次的镦粗量应小于材料塑性允许范围。
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当镦粗的高径比 H /ห้องสมุดไป่ตู้D ＞ 2.5～3 时:
上次课内容的回顾
塑性变形理论及假设 塑性变形机理：晶体内部产生滑移的结果，（位错运动）造 成晶体的塑性变形 金属变形过程中的组织与性能 获得细化的再结晶组织；气孔、缩松等被压合；形成纤维组织； 特点：各个方向上的力学性能不相同 冷变形及热变形 冷变形：只有加工硬化而无回复与再结晶现象 热变形：变形温度在再结晶温度以上，无任何加工硬化 影响塑性变形的因数
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工艺性好
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3.3.2 模膛锻造成型工艺
3.3.2.1 胎模锻造成型工艺及应用
胎模锻造成型是在自由锻设备上，使用可移动的胎模 具生产锻件的锻造方法。
胎模成型与自由成型相比，具有较高的 生产率，锻件质量好，节省金属材料，降低 锻件成本。 与固定模膛成型相比，不需要专用锻造设 备，模具简单，容易制造。 锻件质量不如固定模膛成型的锻件高，工 人劳动强度大，胎模寿命短，生产率低。 胎模成型只适用于小批量生产，多用在 没有模锻设备的中小型工厂中。
固定模膛成型工艺主要分为 锤上模膛成型工艺和压力机上模 膛成型工艺。 锤上模锻成型用于大批量锻 件生产。所用设备有蒸汽-空气锤、 无砧座锤、高速锤等。 压力机上模膛成型常用的设 备有曲柄压力机、摩擦压力机和 平锻机、模锻水压机等。
典型模锻件
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