第三章锻压工艺基础知识(2013.3)详解
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特点：
优点： ① 生产率高； ② 锻件精度高，切削加工余量小，强度好； ③ 可获得形状复杂的锻件；
缺点： ①受设备吨位限制，锻件不能太大； ②锻模成本高，制造周期长；
结论：适用于形状较复杂的中小型锻件的批量生产
模锻
锻模：
锤头
——由上锻模和下锻模两部
分组成。
模垫
上锻模 下锻模 模座
模锻
锻模：
第三章 锻压工艺基础知识
§3.1 概述 §3.2 锻造方法 §3.3 冲压 §3.4 锻压新工艺
§3.1 概述
锻压 定义： ——通过外力的作用，使金属产生塑性变形， 获得具有一定形状、尺寸和力学性能的毛坯 或零件的加工方法。 生产方式：
锻压加工方法
轧 拉 挤 锻冲 制 拔 压 造压
锻压
生产方式：
§3.2 锻造方法
一、自由锻（Open Die Forging）
——金属坯料在上、下砥铁平面间变形是自由 流动的。
分类：
手工锻造：适用于单件、要求不高的小型 锻件；
机器锻造：适用于小批量生产大型锻件；
自由锻是制造大型锻件的唯一方法！
自由锻
特点：
优点：适应性强，灵活性大，生产周期短， 成本低；
位的锻锤。
模锻
2、胎模锻 ——在自由锻造的设备上采用活动锻模（胎 膜）生产锻件的一种简单的模锻方法。
它与锤上模锻 不同的是，胎膜 不与锤头和下模 座连在一起。
导销孔 导销
缺点： ①锻件尺寸精度低，加工余量大； ②金属材料消耗多； ③生产率低，劳动强度大、条件差; ④要求操作者的技术水平较高;
自由锻
1、自由锻的设备
主要有空气锤、蒸汽锤、水压机、液压机等。
空气锤 ——适用于小型锻件
蒸汽锤 ——适用于中、小型锻件
自由锻
水压机
大型水压机
——适用于大型锻件
自由锻
2、自由锻的工序
自由锻锻件表面一般只能由平面和圆柱面组成 ，对于横截面尺寸变化较大、形状复杂的锻件 ，可以分成几部分分别锻造，然后再进行机械 连接或焊接成整体。
自由锻
3、自由锻件结构工艺性
表：自由锻锻件的结构工艺性要求
工艺要求
不合理结构
合理结构
尽量避免锥 面或斜面结构
避免空间相贯 曲线
自由锻
3、自由锻件结构工艺性
步
模锻
分类：
根据锻模结构，模锻分为：
• 开式模锻：模膛四周有 飞边槽，以促使金属充满型 腔；
飞边槽
• 闭式模锻：无飞边槽， 有利于金属塑性变形，但坯 料要求精确计算；
模锻
分类：
按使用设备不同，可以分为——
锤上模锻 胎模锻 热模锻曲柄压力机上模锻 摩擦压力机上模锻 平锻机上模锻
模锻
锻压
金属的可锻性
——金属经受锻压成形的难易程度，是金属的 一种工艺性能。
塑性：反映金属的变形能力，用伸长率
金属锻造性能
表示；
变形抗力：反映金属变形的难易程度，
金属组织 变形温度
化学成分
变形速度
用屈服强度或抗拉强度表示
注意： 1.塑性好，变形抗力不一定小；
应力状态
2.变形抗力小，塑性不一定好；
塑性越好，变形抗力越小，金属的锻造性能越好。
1、锤上模锻
——在专用的模锻空气锤 或模锻蒸汽锤的锻锤和模 垫上分别固定上下模，上 下模经锤击合拢，而获得 锻件的方法。
特点：
锤上模锻具有一般
模锻的优点，但冲击大、
震动大、噪声大、效率
蒸汽-空气模锻锤 （a）模锻锤外形 （b）模锻锤结构
低。一般仅用于中小吨
1—砧座；2—下模； 3—锤头；4—气 缸 5—活塞；6—锤杆 7—上模
第三章 锻压工艺基础知识
§3.1 概述 §3.2 锻造方法 §3.3 冲压 §3.4 锻压新工艺
§3.2 锻造方法
锻造（Forging）：
——使金属坯料在热态下经过压力加工获得锻 件的工艺方法。
锻造方法：
自由锻：金属坯料在上、下 砥铁间受到压力产生塑性变 形的加工方法。
模锻：金属坯料放在锻模 模膛内，在压力作用下， 使金属在模膛内变形的加 工方法。
基本工序：
自由锻
2、自由锻的工序
基本工序：
自由锻
2、自由锻的工序
辅助工序：压钳口、倒棱、压痕等； 平整工序：校直、滚圆、平整等；
自由锻
2、自由锻的工序
压棱边
压钳口
自由锻
3、自由锻件结构工艺性
——自由锻由于受到锻造设备、工具及工艺特点 的限制，在自由锻零件设计时，除满足使用性 能外，还应具有良好的结构工艺性，即形状应 尽量简单、对称。
表：自由锻锻件的结构工艺性要求
工艺要求
不合理结构
合理结构
避免加强筋 、凸台、工字 形结构
形状复杂的 锻件，可以分 成几部分分别 锻造，然后再 进行机械连接 或焊接成整体
§3.2 锻造方法
二、模锻（Die Forging）
——锻模上预先制出与锻件形状一致的模膛，使 坯料在模膛内受压或冲击而变形的锻造方法。
自由锻
模锻
(a) (b) (c
板料冲压
挤压
轧制
拉拔
锻压
锻压的特点：
金属锻压成形加工具有的优点：
（1）改善了金属内部组织，提高金属的力学性能； （2）材料利用率高，工件强度提高，节省金属材料； （3）坯料表面光洁、精度高、刚度大； （4）易实现自动化，具有较高的生产率；
金属锻压成形加工存在的缺点：
（1）不能获得形状很复杂的制件； （2）有些加工方法(如自由锻)的尺寸精度、形状精度 和表面质量还不够高； （3）加工设备比较昂贵，制件的加工成本比铸件高；
锻压
锻压加工适用范围：
一般应用在制造强度高、可靠性好的汽车零 件毛坯。如；发动机的曲轴、凸轮轴、连杆， 底盘的驱动轴、十字轴、前车轴、后车轴，转 向系统的转向节、转向节臂； 工具、磨具上的主要零件。如导柱、拉杆等； 军工器械。如枪炮、枪械等；
分类—— 根据锻件形状复杂程度和生产条件，锻模可分为：
• 锻模：单多膛膛锻锻模模
根据功用的不同，模膛可分为：
拔长模膛 • 制坯模膛： 滚压模膛
模 膛
弯曲模膛
切断模膛
•
模锻模膛：
预锻模膛 终锻模膛
锻 模
多膛锻模
切 边 模
单膛锻模
制 ①拔长
坯 工
②滚挤
步 ③弯曲
模 ④预锻
锻 工
步 ⑤终锻
切 断
工 ⑥切边
基本工序：使坯料变形，并逐步接近锻件最 终形状和尺寸的工序。如镦粗、 拔长、冲孔、弯曲等；
辅助工序：使坯料预先产生少量变形的工 序。如钢锭倒棱、分段压痕等；
整形工序：最终平整成形，消除表面不平、 歪扭的工序。如弯曲校直、ຫໍສະໝຸດ Baidu面 平整等；
自由锻
2、自由锻的工序
基本工序：
自由锻
2、自由锻的工序
优点： ① 生产率高； ② 锻件精度高，切削加工余量小，强度好； ③ 可获得形状复杂的锻件；
缺点： ①受设备吨位限制，锻件不能太大； ②锻模成本高，制造周期长；
结论：适用于形状较复杂的中小型锻件的批量生产
模锻
锻模：
锤头
——由上锻模和下锻模两部
分组成。
模垫
上锻模 下锻模 模座
模锻
锻模：
第三章 锻压工艺基础知识
§3.1 概述 §3.2 锻造方法 §3.3 冲压 §3.4 锻压新工艺
§3.1 概述
锻压 定义： ——通过外力的作用，使金属产生塑性变形， 获得具有一定形状、尺寸和力学性能的毛坯 或零件的加工方法。 生产方式：
锻压加工方法
轧 拉 挤 锻冲 制 拔 压 造压
锻压
生产方式：
§3.2 锻造方法
一、自由锻（Open Die Forging）
——金属坯料在上、下砥铁平面间变形是自由 流动的。
分类：
手工锻造：适用于单件、要求不高的小型 锻件；
机器锻造：适用于小批量生产大型锻件；
自由锻是制造大型锻件的唯一方法！
自由锻
特点：
优点：适应性强，灵活性大，生产周期短， 成本低；
位的锻锤。
模锻
2、胎模锻 ——在自由锻造的设备上采用活动锻模（胎 膜）生产锻件的一种简单的模锻方法。
它与锤上模锻 不同的是，胎膜 不与锤头和下模 座连在一起。
导销孔 导销
缺点： ①锻件尺寸精度低，加工余量大； ②金属材料消耗多； ③生产率低，劳动强度大、条件差; ④要求操作者的技术水平较高;
自由锻
1、自由锻的设备
主要有空气锤、蒸汽锤、水压机、液压机等。
空气锤 ——适用于小型锻件
蒸汽锤 ——适用于中、小型锻件
自由锻
水压机
大型水压机
——适用于大型锻件
自由锻
2、自由锻的工序
自由锻锻件表面一般只能由平面和圆柱面组成 ，对于横截面尺寸变化较大、形状复杂的锻件 ，可以分成几部分分别锻造，然后再进行机械 连接或焊接成整体。
自由锻
3、自由锻件结构工艺性
表：自由锻锻件的结构工艺性要求
工艺要求
不合理结构
合理结构
尽量避免锥 面或斜面结构
避免空间相贯 曲线
自由锻
3、自由锻件结构工艺性
步
模锻
分类：
根据锻模结构，模锻分为：
• 开式模锻：模膛四周有 飞边槽，以促使金属充满型 腔；
飞边槽
• 闭式模锻：无飞边槽， 有利于金属塑性变形，但坯 料要求精确计算；
模锻
分类：
按使用设备不同，可以分为——
锤上模锻 胎模锻 热模锻曲柄压力机上模锻 摩擦压力机上模锻 平锻机上模锻
模锻
锻压
金属的可锻性
——金属经受锻压成形的难易程度，是金属的 一种工艺性能。
塑性：反映金属的变形能力，用伸长率
金属锻造性能
表示；
变形抗力：反映金属变形的难易程度，
金属组织 变形温度
化学成分
变形速度
用屈服强度或抗拉强度表示
注意： 1.塑性好，变形抗力不一定小；
应力状态
2.变形抗力小，塑性不一定好；
塑性越好，变形抗力越小，金属的锻造性能越好。
1、锤上模锻
——在专用的模锻空气锤 或模锻蒸汽锤的锻锤和模 垫上分别固定上下模，上 下模经锤击合拢，而获得 锻件的方法。
特点：
锤上模锻具有一般
模锻的优点，但冲击大、
震动大、噪声大、效率
蒸汽-空气模锻锤 （a）模锻锤外形 （b）模锻锤结构
低。一般仅用于中小吨
1—砧座；2—下模； 3—锤头；4—气 缸 5—活塞；6—锤杆 7—上模
第三章 锻压工艺基础知识
§3.1 概述 §3.2 锻造方法 §3.3 冲压 §3.4 锻压新工艺
§3.2 锻造方法
锻造（Forging）：
——使金属坯料在热态下经过压力加工获得锻 件的工艺方法。
锻造方法：
自由锻：金属坯料在上、下 砥铁间受到压力产生塑性变 形的加工方法。
模锻：金属坯料放在锻模 模膛内，在压力作用下， 使金属在模膛内变形的加 工方法。
基本工序：
自由锻
2、自由锻的工序
基本工序：
自由锻
2、自由锻的工序
辅助工序：压钳口、倒棱、压痕等； 平整工序：校直、滚圆、平整等；
自由锻
2、自由锻的工序
压棱边
压钳口
自由锻
3、自由锻件结构工艺性
——自由锻由于受到锻造设备、工具及工艺特点 的限制，在自由锻零件设计时，除满足使用性 能外，还应具有良好的结构工艺性，即形状应 尽量简单、对称。
表：自由锻锻件的结构工艺性要求
工艺要求
不合理结构
合理结构
避免加强筋 、凸台、工字 形结构
形状复杂的 锻件，可以分 成几部分分别 锻造，然后再 进行机械连接 或焊接成整体
§3.2 锻造方法
二、模锻（Die Forging）
——锻模上预先制出与锻件形状一致的模膛，使 坯料在模膛内受压或冲击而变形的锻造方法。
自由锻
模锻
(a) (b) (c
板料冲压
挤压
轧制
拉拔
锻压
锻压的特点：
金属锻压成形加工具有的优点：
（1）改善了金属内部组织，提高金属的力学性能； （2）材料利用率高，工件强度提高，节省金属材料； （3）坯料表面光洁、精度高、刚度大； （4）易实现自动化，具有较高的生产率；
金属锻压成形加工存在的缺点：
（1）不能获得形状很复杂的制件； （2）有些加工方法(如自由锻)的尺寸精度、形状精度 和表面质量还不够高； （3）加工设备比较昂贵，制件的加工成本比铸件高；
锻压
锻压加工适用范围：
一般应用在制造强度高、可靠性好的汽车零 件毛坯。如；发动机的曲轴、凸轮轴、连杆， 底盘的驱动轴、十字轴、前车轴、后车轴，转 向系统的转向节、转向节臂； 工具、磨具上的主要零件。如导柱、拉杆等； 军工器械。如枪炮、枪械等；
分类—— 根据锻件形状复杂程度和生产条件，锻模可分为：
• 锻模：单多膛膛锻锻模模
根据功用的不同，模膛可分为：
拔长模膛 • 制坯模膛： 滚压模膛
模 膛
弯曲模膛
切断模膛
•
模锻模膛：
预锻模膛 终锻模膛
锻 模
多膛锻模
切 边 模
单膛锻模
制 ①拔长
坯 工
②滚挤
步 ③弯曲
模 ④预锻
锻 工
步 ⑤终锻
切 断
工 ⑥切边
基本工序：使坯料变形，并逐步接近锻件最 终形状和尺寸的工序。如镦粗、 拔长、冲孔、弯曲等；
辅助工序：使坯料预先产生少量变形的工 序。如钢锭倒棱、分段压痕等；
整形工序：最终平整成形，消除表面不平、 歪扭的工序。如弯曲校直、ຫໍສະໝຸດ Baidu面 平整等；
自由锻
2、自由锻的工序
基本工序：
自由锻
2、自由锻的工序