机械制造工艺教案(第二章(一))

1、锻造的特点和分类

2、冲压的特点

3、压力加工

4、锻造温度范围

5、锻件的冷却方法

6、加热炉

7、自由锻设备

8、自由锻方法 9、自由锻实例

教学目的要求:

了解锻造和冲压的工艺特点以及金属加热和锻件冷却的方法；了解自由锻和冲压的设备，掌握自由锻的方法。

【板书设计及时间安排】：

§2-1概述

一、压力加工和锻压的概述（10分钟）

1、概念

2、弹性变形和塑性变形

二、锻造的特点和分类（5分钟）

1、概念

2、特点

自由锻

3、分类

模锻

三、冲压的特点（5分钟）

§2-2金属的加热和锻件的冷却

一、锻造温度范围（15分钟）

1、始锻温度

2、终锻温度

3、锻造温度范围

4、加热速度

5、锻件的冷却方法（10分钟）

§2-3 自由锻

一、自由锻的概述（5分钟）

1、概念

2、工艺特点

二、加热（5分钟）

1、加热的方式

2、加热炉的结构

三、自由锻设备（5分钟）

结构

1、空气锤

工作原理

结构

2、水压机

工作原理

四、自由锻的方法（20分钟）

①镦粗和局部镦粗

②拔长、芯棒拔长和扩孔

③冲孔

④弯形

⑤切割

五、自由锻实例（10分钟）

①锻件图②锻造工艺③自由锻常见缺陷

【教学内容】：

§2-1概述

一、压力加工和锻造

1、概念：

利用外力使金属产生塑性变形，来获得具有一定形状、尺寸和力学性能的原材料、毛坯或零件的生产

方法称为金属压力加工。

2、压力加工的种类有：

轧制：金属坯料在两个回转轧辊的空隙中受压变形。

拉拔：将金属坯料通过拔拉模的模孔而变形

挤压：金属坯料在挤压模内受压被挤出模孔而变形。

锻造：在加压设备及工(模) 具的作用下，使金属坯料产生局部或全部的变形。

自由锻：金属坯料在上下抵铁间受冲击力或压力而变形。

模锻：金属坯料在具有一定形状的锻模模膛内受冲击力或压力而变形。

板料冲压：金属板料在冲模之间受压产生分离或变形。

3、变形

●弹性变形

在外力作用下，材料内部产生应力，应力迫使原子离开原来的平衡位置，改变了原子间的距

离，使金属发生变形。并引起原子位能的增高，

但原子有返回低位能的倾向。当外力停止作用后，

应力消失，变形也随之消失。

●塑性变形

内应力超过金属的屈服点后，外力停止作用后，金属的变形并不完全消失。

4、锻造的特点

⑴改善金属的内部组织，提高金属的力学性能。

⑵具有较高的劳动生产率。

⑶能获得与零件相接近的锻件，大大节省了金属

材料和减少了切削加工工时。

⑷适应范围广。

⑸不能锻造出形状复杂的零件。

5、冲压的特点

⑴在分离或成形的过程中，板料厚度变化小，内

部组织也不产生变化。

⑵生产率很高，易实现机械化、自动化生产。

⑶冲压制件尺寸精确，表面光洁，一般不需要再

加工。

⑷适应范围广。

⑸冲压模具精度高，制造复杂，成本高。

§2-2金属的加热和锻件的冷却

一、锻造温度

一般可锻金属材料必须经加热才能进行锻造，金属加热的目的是为了提高其塑性，降低变形抗力，并使内部组

织均匀。金属材料的加热是整个锻造工艺过程中的一个重

要环节，直接影响产品的质量。

1、始锻温度：应尽可能高一些，这样可以提高金属塑

性，延长锻造时间。但温度过高，超过一定限度时，金属

将产生过热或过烧的缺陷，使金属塑性急剧降低，可锻性

变差。

2、终锻温度：应尽可能低一些，这样可以延长锻造时

间，减少加热次数。但温度过低，金属塑性降低，变形抗

力增大，可锻性同样边差，金属还会产生加工硬化，甚至

开裂。若温度过高，锻件会因晶粒比较粗大而降低力学性

能。

3、锻造温度范围

4、加热速度

二、锻件冷却方法

冷却过程中温度与时间的关系称为冷却规范。不同的冷却方法具有不同的冷却规范。

1、空冷在空气中冷却，冷却速度较快。

2、堆冷将热态锻件成堆放在空气中进行冷却，冷却

速度低于空冷。

3、坑冷将热态锻件放在地坑或铁箱中缓慢冷却。

4、灰砂冷将热态锻件埋入炉渣、灰或砂内缓慢冷却。

5、炉冷锻后锻件放入炉中缓慢冷却的方法。

§2-3 自由锻

一、自由锻概述

1、概念

自由锻是利用冲击力或压力使金属在上、下两个抵铁之间变形。从而获得所需形状及尺寸的锻件。在重型机械中，

2、工艺特点

金属沿变形方向可以自由流动，不受限制。但精度不高、形状简单，主要用于单件、小批量生产。自由锻是生产大型锻件和特大型锻件唯一成型的方法。

二、加热

1、加热方式

主要有火焰加热和电加热

2、加热炉的结构

三、自由锻设备

1、空气锤一压缩空气为工作介质，驱动锤头上、下运动打击锻件，主要依靠冲击力使金属变形，只能锻造中小锻件。

①结构

②工作原理

2、液压机：依靠静压力使金属变形，可加工大型锻件。其中水压机可产生很大作用力，是重型机械厂锻造生产的主要设备。

①结构

②工作原理

四、自由锻方法

1、镦粗和局部镦粗：

镦粗是使毛坯高度见效、横截面积增大的锻造工