锻压成形及锻件毛坯概述

毛坯类型 材料利用率 生产周期 生产成本
主要适用范围
受力不大或承压为主的 主要用于制造各种金属 零件，或要求减震、耐 结构，部分用于制造零 件毛坯 磨的零件；球铁、铸钢、 铝、铜合金用于重载或 复杂载荷零件 机架、床身、底座、工 作台、导轨、变速箱、 泵体、阀体、带轮、轴 承座、曲轴、齿轮等
形状简单的零件
1.材料成型方法概述

锻件图的设计
a.以零件图为基础
1.材料成型方法概述

锻件图的设计
b.增加敷料
1.材料成型方法概述

锻件图的设计
c.加放余量
1.材料成型方法概述

锻件图的设计
d.锻件公差
2.公司自主锻造设备及锻造能力
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加强筋、凸台无法通过自由锻造成形
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2.大锻件
2.大型锻造设备及大锻件

锻件的特点
锻造通常是在高温(再结晶温度以上)下进行的，因此也称热锻。锻造加工获得 的产品称为锻件，广义上的锻件还包含部分热轧、热挤的产品，比如环形锻件毛坯， 六角头螺栓毛坯等。
世界上最大的钛合金锻件— —中机身隔框
锻造铝合金轮毂
世界最大船用曲轴
1.材料成型方法概述 锻件由于是压力的作用下成形，可以将坯料中的疏松处压合，提高金属的致密 度；可以击碎高合金工具钢中的碳化物，并使其均匀地分布；可以使粗大的晶粒细 化并形成具有一定方向性的纤维组织（金属流线），因此锻件的机械性能明显比同 成分的铸件或机加工件高。
1.材料成型方法概述
Casting

Machining
Forging
锻件相对铸件和机加工零件，有更高的强度和韧性
1.材料成型方法概述

锻件的缺点
常用的自由锻件精度比较低； 胎模锻和模锻的模具费用较高； 与铸造生产相比，难以生产既有复杂外形又有复杂内腔的毛坯。
1.材料成型方法概述

锻件与其他毛坯类型的比较
（2）生产批量较大时
生产批量较大时，提高生产率和材料的利用率，降低废品率，对降低毛坯的单件 生产成本将具有明显的经济意义。因此，应采用比较先进的毛坯制造方法来生产毛 坯。尽管此时的设备造价昂贵、投资费用高，但分摊到单个毛坯上的成本是较低的， 并由于工时消耗、材料消耗及后续加工费用的减少和毛坯废品率的降低，从而有效 地降低毛坯生产成本。
用于以薄板成形的各种 零件
应用举例
锅炉、压力容器、化工 机床主轴、传动轴、 容器、管道、厂房、吊 曲轴、连杆、齿轮、 车构架、桥梁、车身、 凸轮、螺栓、弹簧、 锻模、冲模等 船体、飞机构件、机架、 立柱等
光轴、丝杠、螺栓、螺 汽车车身覆盖件、机表、 母、销子等 电器及仪器零件、油箱、 水箱各种薄金属件
通常把10MN（1000T）以上锻造压机上锻造 成形的重大锻件成为大锻件，比如转子、大型曲轴 等。大锻件的主要原材料为钢锭，多采用静压力锻 造。成形过程通常需要大量的工装和辅助设备。
成形过程通常需要大量的工装 和辅助设备。
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表各 国 大 型 自 由 锻 液 压 机 分 布
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各国大型模锻液压机分布表
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国内大型模锻液压机


中国大飞机关键支撑装备——8 万吨航空模锻液压机，位于大型 运输机总装地和大型客机主要研 发生产地——西安阎良国家航空 产业基地 大飞机工程配套的大型模锻液压 机项目——苏州昆仑先进制造技 术装备有限公司正式落户周市 镇 ，压力10万吨。
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谢谢！
铸件 液态下成形 流动性好、收缩率低 焊接件 永久性连接 锻件 固态下塑性变形 轧材 同锻件 同锻件 冲压件 同锻件 同锻件 强度高、塑性好、液态 塑性好、变形抗力低 下化学稳定性好
毛坯类型 成形特点 对原材料工艺性 能要求 常用材料
灰铸铁、球墨铸铁、中 低碳钢、低合金钢、不 中碳钢、合金结构钢 碳钢、铝、铜合金 锈钢、铝合金等 晶粒粗大、疏松、杂质 焊缝区为铸态组织，熔 晶粒细小、致密、晶 排列无方向性 合区与过热区有粗大晶 粒呈方向性排列 粒 灰铸铁较差，球墨、可 接头的机械性能可达到 比相同成分的铸钢件 锻铸铁及铸钢较好 或接近母材 好 形状一般不受限制，可 尺寸、形状一般不受限 形状一般较铸件简单 相当复杂 制，结构较轻
1.材料成型方法概述

零件毛坯选择的基本原则
A. 使用性能原则
（1）结构形状和尺寸的要求
对于结构形状简单的中小型零件，可选择自由锻毛坯 对于结构形状复杂的中小型零件，应选择铸件毛坯 对于结构形状较为复杂，且抗冲击能力、抗疲劳强度要求较高的中小型零件， 宜选择模锻件毛坯
对于结构形状相当复杂且轮廓尺寸又较大的大型零件，宜选择组合毛坯
1.材料成型方法概述
B.工艺性能原则
材料的工艺性能是指毛坯满足各种加工工艺要求的能力，毛坯的工艺性 能与其材料和结构特征有关
（1）毛坯的材料
材料的铸造性能：流动性好，收缩率低。 材料的锻造性能：塑性好，变形抗力低。高碳钢、高合金钢较差。 材料的焊接性能：低碳钢及碳当量＜0.4%的合金钢具有较好的焊接性。
材料成型及锻件毛坯概述
目 录
目 录
1. 材料成型方法概述 2. 大型锻造设备及大锻件
1.材料成型方法概述
1.材料成型方法概述

材料成型（材料加工）就是把不定形或初定形的原材料按一定 方法加工成形状、尺寸和性能满足要求的产品。 按材料的变化,金属材料成型分为以下三类： 体积和质量减小—— 切削成型（机械加工） 液态成型（铸造）、连接成型 （铆、焊） 塑性成型（锻压、轧制）
低、中碳钢、合金结构 低碳钢及有色金属薄板 钢、铝、铜合金等 同锻件 拉深后沿拉深方向形成 流线组织，其余工序组 织基本不变 变形部分的强度硬度提 高、结构刚性好
金属组织特征
机械性能
接近锻件
结构特征
形状简单，横向尺寸变 结构轻巧，形状可较复 化小 杂
1.材料成型方法概述

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锻件与其他毛坯类型的比较
铸件 高 长 较低 焊接件 较高 较短 较低 锻件 低 自由锻短、模锻长 自由锻较低，模锻批 量越大，成本越低 用于对机械性能，尤 其是强度和韧性要求 较高的传动零件和工 具、模具 轧材 较低 短 较低 冲压件 较高 长 批量越大，成本越低

体积和质量增加——
体积和质量不变——
1.材料成型方法概述

金属塑性成型：就是在外力的作用下，利用金属的塑性，使金属坯料产生塑 性变形，从而获得具有一定形状、尺寸和机械性能的毛坯或者零件的加工方 法，也称为金属的压力加工。
轧制
钢板、型钢
挤压
六角头螺栓
拉拔
钢丝
锻造
冲压
转子等锻件
汽车覆盖件
1.材料成型方法概述
（2）毛坯的结构特征
形状复杂件，特别是有复杂内腔的毛坯，只能用铸造的方法获得。圆饼、 方块、套环、齿轮等形状简单的零件，可以采用自由锻工艺；外形较为复杂， 并且表面质量要求较高时，则要采用胎膜锻或模锻完成。
1.材料成型方法概述
C. 经济性原则
（1）生产批量较小时 生产批量较小时，毛坯生产的生产率不是主要问题，材料利用率的 矛盾也不太突出，这时应主要考虑的总是是减少设备、模具等方面的投资，即使用 价格比校便宜的设备和模具，以降低生产成本。如使用型材、砂型铸造件、自由锻 件、胎模锻件、焊接结构件等作为毛坯。
1.材料成型方法概述
（2）力学性能的要求
在工作中承受冲击和交变载荷的零件，一般应选择锻造毛坯
（3）表面质量的要求
对于表面外观质量要求较高、尺寸较小的非铁金属件，宜选择金属 型铸造、压力铸造或精密模锻 对于尺寸较小的钢铁件，则宜选择熔模铸造或精密模锻
（4）其它方面的要求
对于具有特殊要求的零件，必须结合毛坯材料和生产方法来满足其要求