第1章锻造工艺概述

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第1章锻造工艺概述
•第1章 绪论
•中国未来 模具设备存在的问题及发展重点
•目前, 中国模具设备同国外相比主要存在下述问题: 模具设备水平差, 基础理论薄弱, 研究成果用于实践 少。 模具加工技术及热处理工艺、 装备差。 模具材料品种、规格少,冷、温锻模材料几乎全部依靠 进口。 模具加工周期长, 寿命和精度低, 成本高。 模具设计人员和工艺人员脱节, 使用模拟技术少。 模具使用没有引起人们足够的重视和研究。
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•第1章 绪论
•锻造工艺概述
•一、锻造生产的重要性
•(一)国防工业 :飞机上的锻压件重量占85%;坦克上的锻压件重量占

70 %;大炮、枪支上的大部分零件都是锻制而成的。
(二)机床制造工业 :主轴、传动轴、齿轮和切削刀具等都由锻件制成的。
(三)电力工业:水轮机主轴、透平叶轮、轮子、护环等均由锻件制成。
较高
较低
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•锻造工艺概述
•六、锻造工艺的主要生产工序
•(1)下料:将原材料切割成所需尺寸的坯料 •(2)加热:提高金属的塑性,降低变形抗力,便于模锻成形。 •(3)模锻:得到所需锻件的形状和尺寸。 •(4)切边或冲孔:切去飞边或冲掉连皮 •(5)热校正或热精压:使锻件形状和尺寸更准确 •(6)在砂轮上磨毛刺:切边所剩下的毛刺 •(7)热处理:保证合适的硬度和力学性能,常用正火和调质。 •(8)清除氧化皮:常用喷砂、喷丸、滚筒抛光、酸洗等方法。 •(9)冷校正和冷精压:进一步提高锻件精度,降低表面粗糙度 •(10)检查锻件
因此, 预计未来冲压设备将出现下述需求:
➢汽车覆盖件成型生产线和压力机。中国目前的许多汽车冲压 件生产线已经处于饱合状态,而且设备老化, 急需更新。据估 计, 中国在未来的10 年内, 将有200 多条汽车覆盖件生产线投 入,同时还会有相应的配套冲压设备投入, 这是一个可观的市 场。
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•锻造工艺概述
•四、锻造设备
•1.自由锻设备:锻锤、空气锤、蒸汽-空气锻锤

水压机、油压机
•2.模锻设备:锤上模锻

压力机模锻

摩擦压力机模锻
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•第1章 绪论
•模锻设备 模锻设备 锻造力性质 锻件精度
生产率
模锻锤
冲击力
较低
较低
曲柄压力机 压力
较高
较高
平锻机
压力
较高
较高
摩擦压力机 冲击力+压 力
(四)交通运输工业:机床上的锻压件重量占60%;汽车上的锻压件重量

占80%;轮船上的发动机曲轴和推力轴由锻制而成。
(五)农业:拖拉机、收割机的主要零件也都是锻制成的,如拖拉机上就

有560多种锻件。
(六)日常生活用品:锤子、斧头、小刀、钢丝钳等亦均是锻制而成。
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•第1章 绪论
•锻造工艺概述
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•第1章 绪论
➢激光成型技术:激光由于其功率强、 可控性好, 在 制造业得到越来越广泛的应用,如激光切割、 焊接、 快速原型制造等。激光成型是依靠激光使板材局部快 速加热及冷却, 在热应力作用下, 金属产生微小变形; 反复加热选择的部位,就可获得所需的形状。这种技 术的关键所在是其精度与形状的控制, 包括几何形状 的三维检测计算机模拟及生成数控指令。
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课程内容:
绪论 锻造用原材料的下料方法 锻造的热规范 自由锻主要工序分析及工艺 模锻形成工序分析及工艺 精密模锻
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•第1章 绪论
•第1节 锻造工艺概述
•锻压——借助外力的作用,使金属坯料产生塑性 变形,从而获得具有一定形状、尺寸和性能的锻压 件。锻压属于体积成型。锻压又称作锻造或冲压。 •
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•第1章 绪论
➢复合技术:所谓复合技术就是借鉴其它成型工艺的 特点来完善和提高本工艺。如, 先铸后锻工艺为铸锻 复合工艺;先冲后锻工艺为冲锻复合工艺;先热锻后 冷锻工艺为冷热复合锻造工艺还有先轧后锻轧锻复合 工艺等。这些工艺的发展必将产生新的工艺和新的设 备与技术。
➢液压成型技术:利用流体介质来代替模具传递力以 实现金属塑性加工称为液压成型。 液压成型不光是简 化了模具结构, 缩短了产品的生产周期, 而且可以制 造出其它方法所不能制造的复杂工件。这对提高汽车 性能,减少零件数量和减少汽车自重有十分重要的意 义。
•再结晶温度


•根据工作时所受作用力的来源分 :手工锻造、机器锻 造
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•锻造工艺概述
•二、锻造分类
自由锻(胎模锻)工艺灵活、工
具简单、锻件精度差、生产效率低、 操作水平要求高;适于单件小批量生 产。
分 类
模锻:工艺定型、生产效率高、工具
复杂、锻件精度高,专用设备多。适于 批量生产
锻造的 高能螺旋压力机。
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•第1章 绪论
➢1200-1600t多工位、 冷、 温锻压力机。用于轿车及变速箱 轴的冷、 温精密锻造。 目前,1000t 以上的中国仅有 5台, 应进一步开拓市场, 5-6年内再生产5-6台, 以满足国内需求。 ➢高速镦锻机。卧式镦锻机(含螺钉螺帽机)在轿车小型零 件的精锻生产中占有相当重要的地位, 全世界有 1万台,日 本占1/3 。今后5-10 年内, 随着汽车生产量的增加, 高速镦 锻机的需求量将剧增, 并将成为发展的重点之一。 ➢加快国产水压机的改造, 发展直驱油压快锻压机。国外自 由锻的主力设备是快锻压机, 中国尚不能自行设计和制造大 吨位的快锻压机,目前能够生产制造的800t 快锻线, 也还有 许多地方需要改进。 从趋势上来看, 宜发展直驱油压快锻压 机替代老式自由锻压机。
➢热模锻压力机。中国现有热模锻压力机110台, 热模锻压 力机在5 ~ 6年内将有 100台以上的需求;特别要注意开发 适于生产轿车锻件的小于1000t 的高速热模锻压力机,以弥 补国内空白。
➢电液锤和高能螺旋压力机。电液锤在中小模锻件的生产
中具有明显优势, 现在进口趋势较大, 高能螺旋压力机应
进一步提升吨位,近几年生产的多为用于轻型车前轴曲轴
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•课程要求
•1)掌握自由锻工艺设计、模锻工艺设计和锻模 • 设计的方法; •2)掌握锻造工艺分析的初步方法; •3)具有分析和解决锻件质量问题的能力。
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•本节小结 •基本概念
•锻压 自由锻 胎膜锻
•思考题
•1、锻造生产的特点。 •2、锻造生产的分类及工艺流程。 •3、锻造生产的发展趋势。
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•第1章 绪论
•中国未来 模具设备存在的问题及发展重点
•因此, 中国今后应重点发展的模具加工设备是:
高速数控加工中心,尺寸精度和粗糙度完全符合要求, 质量好、 寿命长、 成本低。 高精度电火花加工机床。 高精度线切割机床。 高精度数控万能铣床。 数控仿形铣床。 快速成型制造技术和设备。
➢新材料精密成型工艺:为了减轻机械设备和汽车的 重量, 轻合金(铝、镁、钛等)新材料的应用越来越 多, 这些新材料的精密成型技术是中国急需发展的重 要技术方向,必须研究具有自主知识产权的串行工艺 和装备,进入世界竞争的行列。
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•第1章 绪论
(2)冲压技术方面 目前, 随着汽车、 飞机的发展和环保要求的不断提高, 对冲压技术也提出了更高的要求。产品集约化生产、 个性化 发展、 节能性要求、 环保性要求, 将促使冲压行业出现新 一轮的技术革新和改造;仿真技术的发展和应用是冲压技术 发
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•第1章 绪论
•锻造工艺概述
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•锻造工艺概述
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•锻造工艺概述
•二、锻造分类 •按加工方式分: •自由锻、模锻、特种锻造
•除自由锻外,其它两种均用到模具。
•按变形温度分: •热锻——温锻——冷锻
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•分为手工自由锻和机器自由锻。
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•第二节 锻模设计简介
•胎模锻 • 在自由锻备上设采用活动模具成型锻件 的方法称为胎模锻。 • 锻件尺寸精度高于自由锻;设备比模锻简 单。但人力操作胎模劳动强度大。
• 适应于小型锻件,中、小批量生产。
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•锻造工艺概述
•三、锻造加工特点
•优点: •1、能改善金属的组织,提高金属的机械性能; •2、提高材料的利用率和经济效益(节省材料和切削加工工时); •3、具有较高的劳动生产率。
•缺点: •1、不能获得形状复杂的锻件; •2、初次投资费用高(设备、工模具、厂房); •3、生产现场劳动条件差。
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•第1章 绪论
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•第1章 绪论
•七、中国锻压技术发展趋势
•(1)锻造技术方面
➢突出发展精密净形成型:发展少无切削技术金属材料的净形 和近净形成型是一种先进的制造技术, 它具有节省材料、 节省 工时、 提高生产率、 降低成本、 提高零件性能和质量的优点, 在制造业尤其是汽车制造中得到广泛应用。 ➢塑性加工的智能化:塑性加工技术与现代信息技术全方位地 密切结合, 以实现塑性加工的智能化, 这是当今塑性技术发展 的一个最为明显的趋势。 计算机模拟则是目前塑性加工中一个 最为活Leabharlann Baidu的领域。采用这一技术来进行塑性加工工艺过程的模 拟, 可使人们预知金属的流动、 应变、应力、 温度分布、 模 具受力、 可能的缺陷及失效形式。
•第1章 绪论
(3)锻造设备需求
根据中国汽车工业的发展规划,在 2005~2010年期 间, 汽车年产量将达到500 ~ 600 万辆; 轿车比重将增加 50 ~ 60 ; 高质量模锻件年产量将达到 120万吨; 农用 汽车、 摩托车、 基础件行业对模锻件的需求将使未来5 ~ 10年的年产量增加到 210万吨.
特种锻造:专用设备、生产效率高,
只能生产某一类型产品;适于大批量生 产。如热挤压,辊锻,精密锻造。
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•第1章 绪论
•自由锻:利用冲击力或压力使加热好的金属在上、下抵铁之 间产生变形。 •工艺特点:坯料变形时,除与上、下抵铁或其它辅助工具接 触部分表面外,都是自由表面,变形不受限制。
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•第1章 绪论
(4)冲压设备需求
2002年, 中国金属板材成型行业发展势头良好,耗各种钢 材约4000多万吨; 消耗模具 1000多万付; 新购设备约62000 台 套; 年生产汽车冲压件约80 万吨/6亿件;摩托车冲压件约23 万 吨 /15亿件; 拖拉机、 农用车冲压件约80 万吨 /6亿件;家用空 调和冰箱冲压件91万吨/1 亿件。2003 年中国制造业将继续保持 两位数以上的增长幅度,各种汽车板材成型设备和模具的需求 将会显著增加,
展必须借助的手段;自动化和灵活性要求是冲压技术发展必 须 考虑的因素;复合材料应用将推动冲压技术进步。 针对以上技术发展压力,冲压技术发展的特征表现在:突 出“精、 省、 净”, 冲压成型更加科学化、 数字化和可控 化 , 冲压成型可实现全过程控制, 产品从设计开始即进入控 制, 考虑工艺、 冲压生产的灵活性和柔性第1以章锻及造工复艺概合述 技术的应
•第1章 绪论
➢电器小冲压设备。随着电器业的发展,8-250t的冲压设备将继续 出现增长势头。预计中国每年将有30000-40000台的需求量,主要 集中在广东、浙江和江苏等地区。这些小冲压设备的发展将要求 新技术的引入,特别是结构、 精度及控制方面需要改进和提高。 ➢精密冲压设备。无论是汽车业还是电器、日用品等行业, 精密 冲压设备的需求将出现增长势头。 ➢液压机。液压深拉深机在中国会有一定的需求增加, 大约有 10000 台左右的需求量。 ➢多工位小型高速成型压力机。这种设备主要用于成型小型电子元 件及装饰件。中国目前尚无生产这种设备的成熟企业。 ➢高压胀形设备。中国企业还不能生产这种设备,但未来的需求是 肯定存在的。 ➢其它特种用途板材加工设备
第1章锻造工艺概述
2020/11/25
第1章锻造工艺概述
•教材: • 吕炎.锻造工艺学.机械工业出版社,1995
•参考书:
• [1] 高锦张.塑性成形工艺与模具设计.机

械工业出版社,2001
• [2] 姚泽坤.锻造工艺学.西北工业大学出

版社,1998
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•考试方面: •1、考试方式:待定 •2、考试时间:课程结束即考试。
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