(完整版)主要锻造方法的工艺特点
2.3 锻造工艺解析
机械制造工艺基础——锻压工艺
5、平锻机上模锻：
• 平锻机的主要结构与曲柄压力机相同。只因 滑块是作水平运动，故称平锻机。
机械制造工艺基础——锻压工艺
5、平锻机上模锻：
•平锻机上模锻的特点： （1）有两个分模面，可以锻出其他模锻方 法无法锻出的锻件。 （2）生产率高，400-900件/小时。 （3）锻件尺寸精确，表面粗糙度低。 （4）材料利用率达85-95%。 （5）非回转体及中心不对称的锻件较难锻 造。平锻机造价高。 （6）适合于带头部的杆类和有孔零件的模 锻成型。
机械制造工艺基础——锻压工艺
补充: 典型零件模锻工艺过程： （1）零件图纸的分析
（2）选择分模面
（3）确定锻孔
（4）确定模锻工序
（5）绘制锻件图
(6) 锻模设计
机械制造工艺基础——锻压工艺
（1）零件图纸的分析
• 汽车后闸传动杆零件，上下端面、四个大孔、 20.3孔的端面和8孔需机械加工，其余均需模 锻锻出。
机械制造工艺基础——锻压工艺
1、模锻件图的绘制：
4)锻模圆角： •所有两表面交角处都应 有圆角。一般内圆角半 径（R）应大于其外圆半 径（r）。 5)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。
机械制造工艺基础——锻压工艺
1、模锻件图的绘制：
• 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。
机械制造工艺基础——锻压工艺
3.摩擦压力机上模锻
④ 摩擦压力机承受偏心载荷能力差，通 常只适用于单膛锻模进行模锻。对于形 状复杂的锻件，需要在自由锻设备或其 它设备上制坯。 •应用： 适合于中小件的小批生产。如铆钉、 螺钉、螺母、气门、齿轮和三通阀体等。
锻造成型工艺介绍
＊ 再结晶：
当加热温度T再： T再=0.4T熔 原子获得更多热能，开始的某些碎晶或杂质为核心 构成新晶粒，因为是通过形核和晶核长大方式进行 的，故称再结晶。
再结晶后清除了全部加工硬化。
再结晶后晶格类型不变，只改变晶粒外形。
上升， 而塑性、韧 性下降。 ＊ 原因：滑移面附近的 晶粒碎晶块， 晶格扭曲畸变， 增大滑移阻力， 使滑移难以 进行。
● 3、金属的回复与再结晶 ＊ 回复：
冷作硬化是一种不稳定的现象，具有自发恢复到稳定 状态的倾向。室温下不易实现。当提高温度时，原子 获得热能，热运动加剧，当加热温度T回(用K氏温标)
●加工硬化的利用、消除
＊利用：冷加工后使材料强度↑硬度↑。如冷拉
钢，不能热处理强化的金属材料。
＊消除：再结晶退火（P29）650—750℃
● 热变形对金属组织和性能的影响 冷变形和热变形 ＊ 冷变形
在再结晶温度以下的变形； 冷变形后金属强度、硬度较高，低粗糙度值。但 变形程度不宜过大，否则易裂。 ＊ 热变形 再结晶温度以上变形。 变形具有强化作用，再结晶具有强化消除作用。在热变 形时无加工硬化痕迹。 金属压力加工大多属热变形，具有再结晶组织。
模膛 飞边槽
锤头
上模
分模面,parting plane 下模
模垫
⑵ 制坯模膛 ＊ i) 拔长模膛 增加某一部分长度。 ii)滚压模膛 减小某部分横截面积,以增大另一部分横截面积，坯料长度基本
不变。 切断金属。
此外还有成型模镗，镦粗台， 击扁面等制坯模镗。
在设计和制造零件时，应使最大正应力的方向于纤维 方向重合，最大切应力的方向于纤维方向垂直。尽量 使纤维组织不被切断。
锻造工艺及产品介绍
锻造成形的优势
1、 金属锻压件可以完成普通冲压件做不到的壁厚不一致产品，它可 以避免激光焊接、冲压铆合螺柱等工序的发生
锻造成形的优势
2、相对于金属压铸产品的锻造件表面质量好，且我们通常会选择塑性比较好的 铝合金材料来做锻压产品, 它可以进行表面的抛光、喷砂、拉丝、阳极等表面处 理工艺
锻造成形的优势
连续式超声波清洗机
单体式超声波清洗机
锻造件结构设计原则
锻造件形状设计主要考虑的因素:
1.工艺性：重点要考虑金属流动性，特征直角处采用圆角过渡，减少成型 工序和中间的退火次数，将锻造压力减到最小为标准； 2.材料利用率及减少切削成本：减少切削加工部位及余量，降低原料损耗； 3.品质：品质和精度容易控制和保证； 4.模具结构：模具结构根据产品特征排列成平衡方式，避免金属流动性造 成模具损坏和特征偏心。
3、增加产品的金属质感，还可以对电子辐射起到屏蔽作用,这些都是 塑料件无法具有的特点。
目前新开发的手机外壳的趋势就是往金属方向发展
锻造工艺介绍
下料
清洗
退火
沾油
成型
切边/ 冲孔
检验
包装
锻造工
成型一（热锻）
冲孔
清洗
分切
成型二
退火
锻造工艺介绍
下料：
C2680 -H铜棒 下料后
清洗后
锻造工艺介绍
退火：
退火产品
锻造工艺介绍
成形二：
500T-油压机
成型模
锻造工艺介绍
分切：
冲床
冲孔模
分切前
分切后
锻造工艺介绍
结论：
热压锻造工艺之所以能够在锻件精化上发挥作用，主要原因有： (1)锻造过程接近材料的真实塑性变形，锻造过程不考虑温降影响，将复杂问题简单化， 即将材料变形本构模型简单化，有利于锻件变形过程流动规律和组织性能演变的控制； (2)热压锻造可以减少变形死区的产生，从而减少机械加工余量，起到精化锻件的作用； (如图1） (3)热压锻造大幅度减小了机床吨位，提高模具寿命以较少的变形工步成形具有复杂形状 的锻件（如图2）
锻压生产特点及工艺简介
6、几种锻造结构图
第二节 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。
冲压：有时也称板材成形, 但略有区别。所谓板材成型是指用板材、薄壁管、 薄型材等作为原材料进行 塑性加工的成形方法统称为板材成形，此时，厚板厚 方向的变形一般不着重考虑
4、锻件与铸件相比的特点
金属经过锻造加工后能改善其组织结构和力学性能。铸造组织经过锻造方法 热加工变形后由于金属的变形和再结晶，使原来的粗大枝晶和柱状晶粒变为晶粒 较细、大小均匀的等轴再结晶组织，使钢锭内原有的偏析、疏松、气孔、夹渣等 压实和焊合，其组织变得更加紧密，提高了金属的塑性和力学性能。
锻造的特点
锻造的特点锻造是一种利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法，锻压(锻造与冲压)的两大组成部分之一。
通过锻造能消除金属在冶炼过程中产生的铸态疏松等缺陷，优化微观组织结构，同时由于保存了完整的金属流线，锻件的机械性能一般优于同样材料的铸件。
相关机械中负载高、工作条件严峻的重要零件，除形状较简单的可用轧制的板材、型材或焊接件外，多采用锻件。
锻造的分类变形温度按变形温度，锻造又可分为热锻（锻造温度高于坯料金属的再结晶温度）、温锻（锻造温度低于金属的再结晶温度）和冷锻（常温）。
钢的开始再结晶温度约为727℃，但普遍采用800℃作为划分线，高于800℃的是热锻；在300～800℃之间称为温锻或半热锻。
坯料的移动方式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。
1、自由锻。
利用冲击力或压力使金属在上下两个抵铁（砧块）间产生变形以获得所需锻件，主要有手工锻造和机械锻造两种。
2、模锻。
模锻又分为开式模锻和闭式模锻．金属坯料在具有一定形状的锻模膛内受压变形而获得锻件，又可分为冷镦、辊锻、径向锻造和挤压等等。
3、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。
但是，应注意不能使坯料完全受到限制，为此要严格控制坯料的体积，控制锻模的相对位置和对锻件进行测量，努力减少锻模的磨损。
锻模的运动方式根据锻模的运动方式，锻造又可分为摆辗、摆旋锻、辊锻、楔横轧、辗环和斜轧等方式。
摆辗、摆旋锻和辗环也可用精锻加工。
为了提高材料的利用率，辊锻和横轧可用作细长材料的前道工序加工。
与自由锻一样的旋转锻造也是局部成形的，它的优点是与锻件尺寸相比，锻造力较小情况下也可实现形成。
包括自由锻在内的这种锻造方式，加工时材料从模具面附近向自由表面扩展，因此，很难保证精度，所以，将锻模的运动方向和旋锻工序用计算机控制，就可用较低的锻造力获得形状复杂、精度高的产品,例如生产品种多、尺寸大的汽轮机叶片等锻件。
第二章锻造
弯曲模膛：对于弯曲的杆类模锻件，需采用弯 曲模膛来弯曲坯料。坯料可直接或先经其它 制坯工步后放入弯曲模膛进行弯曲变形。
切断模膛：它是在上模与下模的角部组成的一 对刃口，用来切断金属。单件锻造时，用它 从坯料上切下锻件或从锻件上切下钳口；多 件锻造时，用它来分离成单个锻件。
4．模锻圆角半径
模锻圆角：指模锻件中断面形状和平面形状变
化部位棱角的圆角和拐角处的圆角。
作用：圆角结构可使金属易于充满模膛，避免锻
模的尖角处产生裂纹，减缓锻件外尖角处的磨损， 从而提高锻模的使用寿命。同时可增大锻件的强 度。
大小：模锻件外圆角半径(r)取1.5～12mm，内
圆角半径(R)比外圆角半径大 2～3倍。模膛越深 圆角半径的取值就越大。
二、坯料重量和尺寸的确定
坯料重量可按下式计算：
G坯料=G锻件+G烧损+G料头
式中：G坯料——坯料重量； G锻件——锻件重量； G烧损——加热中坯料ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ面因氧化而烧损的重量； 第一次加热取被加热金属重量的2%～3%； 以后各次加热的烧损量取1.5%～2.0%。 G料头——锻造过程中冲掉或被切掉的那部分金属
第4二.2节锻锻造造
锻造：在加压设备及工具作用下，使坯料、 铸锭产生局部或全部的塑性变形，以获得 一定尺寸、形状和质量的锻件的加工方法。
第一节 锻造方法
一、自由锻
定义：指用简单的通用工具，或在锻造设备的上
下砧间直接使坯料变形而获得所需的几何形状及 内部质量锻件的方法。
设备：
锻锤 中小型锻件 液压锤 大型件
适用范围：大批量生产中锻制中小型锻件。
优点：锻件精度高、生产率高、劳动条件好、节
锻件的主要知识点总结
锻件的主要知识点总结一、锻件的分类1. 按成形温度可分为冷锻件、温锻件和热锻件。
冷锻件是在常温下进行锻造，温锻件是在介于常温和热锻温度之间进行锻造，热锻件是在高温下进行锻造。
2. 按成形方式可分为自由锻造、模具锻造和特殊锻造。
自由锻造是指将金属坯料放置于锻压机上，由工人进行手工锻造；模具锻造是指使用模具将金属坯料进行成形；特殊锻造主要包括滚锻、环锻、精密锻造等。
3. 按加工方法可分为手工锻造、机械锻造和液压锻造。
手工锻造是最早的锻造方式，机械锻造是使用简单的机械设备进行锻造，液压锻造是使用液压机进行锻造。
二、锻件的工艺特点1. 优良的力学性能：由于锻造过程中金属的晶粒得到再排列和加密，使得锻件具有良好的力学性能，如高强度、高韧性、高硬度等。
2. 精度高：锻件具有较高的精度和表面光洁度，适合进行后续的精密加工。
3. 成本低：相比其他金属加工工艺，锻件的成本相对较低，而且可以进行批量生产。
4. 环保：锻造过程中不产生废气、废水和废渣，符合环保要求。
5. 可塑性好：金属在一定温度下进行锻造时，具有良好的塑性，可以得到各种形状和尺寸的工件。
三、锻件的生产设备1. 锻造设备：主要包括冲压机、锻造机床、冷、热镦机、滚锻机、轧制机等。
2. 辅助设备：包括加热设备、冷却设备、清洁设备、检测设备等。
3. 材料处理设备：包括金属切割机、金属成形机、热处理设备等。
四、锻件的现状与发展趋势1. 现状：随着工业化进程的加快，锻件在航空、汽车、机械和船舶等领域的需求不断增加，市场前景广阔。
中国是世界上最大的锻件生产国，生产规模和技术水平在不断提高。
2. 发展趋势：随着科技的不断进步，锻件制造技术将向精密化、自动化和智能化方向发展，提高生产效率和产品质量。
另外，节能环保和绿色制造也将成为锻件产业的发展趋势。
综上所述，锻件作为一种重要的金属加工工艺，在制造业中具有十分重要的地位。
通过本文的总结，读者对锻件的分类、工艺特点、生产设备和现状及发展趋势有了更为全面的了解，希望能够对相关行业的从业人员和学习锻件技术的同学有所帮助。
锻造方法
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。图 3-12所示为一般工厂中 常用的蒸汽一空气模锻 锤。该种设备上运动副 之间的间隙小，运动精 度高，可保证锻模的合 模准确性。模锻锤的吨 位(落下部分的重量)为 1～16 t，可锻制150kg 以下的锻件。
锤上模锻生产所用的锻模如图3-13所示。上模2和下模4 分别用楔铁10、7固定在锤头1和模垫5上，模垫用楔铁6固定 在砧座上。上模随锤头作上下往复运动。9为模膛，8为分模 面，3为飞边槽。
模膛根据其功用的不同，分为模锻模膛和制坯模 膛两种：
(1)模锻模膛 由于金属在此种模膛中发生整体变形，故作用在锻 模上的抗力较大。模锻模膛又分为终锻模膛和预锻模膛 两种。 (2)制坯模膛 对于形状复杂的模锻件，为了使坯料形状基本接近 模锻件形状，使金属能合理分布和很好地充满模锻模膛， 就必须预先在制坯模膛内制坯。
优点：
锤上模锻虽具有设备投资较少， 锻件质量较好， 适应性强， 可以实现多种变形工步，
锻制不同形状的锻件，
缺点：
锤上模锻震动大、噪声大， 完成一个变形工步往往需要经过多次锤击， 难以实现机械化和自动化，
生产率在模锻中相对较低。
2. 曲柄压力机上模锻
曲柄压力机是一种机械式压力机， 其传动系统如图3-19所示。
由于不可能靠上、下模的突起部分 把金属完全挤压到旁边去，故终锻 后在孔内留有一薄层金属，称为 (图3-14)。因此，把冲孔连皮和飞 边冲掉后，才能得到具有通孔的模 锻件。
2)预锻模膛
作用：
1. 预锻模膛的作用是使坯料变形到接近于锻件的形状和 尺寸，这样再进行终锻时，金属容易充满终锻模膛。
2.同时减少了终锻模膛的磨损，延长锻模的使用寿命。
锻造工艺学(完整版)课件
控制锻造工艺参数
如温度、压力、时间等，以获 得最佳的锻造效果。
制定检验标准
对锻造产品进行严格的质量检 验，确保产品符合标准。
持续改进
根据质量反馈，不断优化锻造 工艺和质量控制措施。
质量检测方法
目视检测
通过肉眼或低倍放大镜观察产品表面和内部 质量。
无损检测
利用X射线、超声波等无损检测技术对产品 内部进行检测。
有色金属
复合材料
如铜、铝、锌等，具有良好的导热性和塑 性，适用于制造要求轻量化和美观的零件 。
由两种或多种材料组成，具有优异的性能 ，如高强度、高刚性和轻量化，适用于航 空、航天等高科技领域。
锻造工具
锻锤
是最常用的锻造工具之 一，通过敲击使材料变 形，达到锻造的目的。
压力机
通过施加压力使材料变 形，适用于大型和重型
提高材料利用率和降低成本
通过合理的锻造工艺，可以减少材料浪费，降低生产成本。
锻造工艺的历史与发展
古代锻造工艺
现代锻造工艺
人类早期的锻造工艺主要采用简单的 锤击和砧打方式，用于制作工具和武 器。
随着科技的不断进步，锻造工艺在材 料、设备、工艺控制等方面取得了重 大突破，广泛应用于航空、航天、汽 车、能源等领域。
分类
锻造工艺学根据不同的分类标准可以 分为多种类型，如按变形温度可分为 热锻、温锻和冷锻；按变形程度可分 为自由锻、模锻和精密锻造等。
锻造工艺的重要性
提高金属材料的力学性能
通过塑性变形消除金属内部的缺陷，提高其力学性能，如强度、 韧性等。
实现复杂形状零件的成形
锻造工艺能够将金属材料加工成具有复杂形状和尺寸要求的零件， 满足各种工程应用需求。
锻造工艺学(完整版)
家的工业水平。
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二、锻件生产的分类及其工艺流程
根据所用工具和生产工艺的不同可分为自由锻造、模锻和特 种锻造。
1．自由锻造 把加热好的坯料放在自由锻造设备的平砧之间 或简单的工具中进行锻造的方法称为自由锻。
一般由锻工控制金属的变形方向和形状尺寸。
手工锻造
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自由锻还可以借助简单的模具进行锻造，称 胎模锻。
胎模锻造是把加热好的坯料用自由锻方法预 锻成近似锻件的形状，然后在自由锻设备上用胎 模终锻成形（形状简单的锻件可直接把坯料放入 胎模内成形），这种锻造方法称为胎模锻造。
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2．模锻 把加热好的坯料放在固定于模锻设备上的 模具内进行锻造的方法称为模锻。
这些缺陷的形成与冶炼、浇注和结晶过 程紧密相关，并且不可避免。
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⑴偏析 包括枝晶偏析（指钢锭在晶体范围内化学 成分的不均匀性）和区域偏析（钢锭在宏观范围 内的不均匀性）
造成力学性能不均匀和裂纹缺陷。枝晶偏析现
象可以通过锻造、再结晶、高温扩散和锻后热处
理得到消除。区域偏析只有通过反复镦—拔变形工
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4) 提高锻件的内在质量。 5) 提高机械化、自动化水平。 6) 发展以煤气、油、电等为热源的先进加热 技术，改善劳动条件。
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（三）目前，我国锻造业面临的问题可以归纳 为如下
装备水平低，其主要表现是设备老化、精确度低 管理体制亟待理顺，生产厂点过多，力量分散 厂家封闭式经营 研究和生产不平衡
2) 高产 指机械化生产，生产率高
二、三百件/小时，现在更高了，一百多件/分， 1.2万件/小时。据统计，每模锻100万吨钢，由于提高 了生产率，可比切削加工减少2~3万工人，少用15000 台机床。在现今技术水平条件下，几乎任何一种金属 材料都可用锻造方法制成半成品零件，只是难易程度 不同而已。
常用锻造方法及特点
常用锻造方法及特点金属毛坯锻前加热的目的是提高金属塑性、降低变形抗力、使之易于流动成形并获得良好的锻后组织，锻前加热对提高锻造生产率，保证锻件质量以及节约能耗等都有直接的影响。
一、锻前加热的目的是什么,二、自由锻工序有哪些,制订自由锻工艺规程的主要内容和步骤是什么, 自由锻工序分为基本工序、辅助工序和修整工序。
基本工序有镦粗、拔长、冲孔、弯曲、切割、错移和扭转;辅助工序有压钳口、倒棱和压痕等;修整工序有校正、滚圆、平整等。
制订自由锻工艺规程的主要内容和步骤如下:(1)绘制锻件图:锻件图是在零件图的基础上，考虑切削加工余量、锻件公差、工艺余块等所绘制的图样。
(2)选择锻造工序:确定锻造工序的依据是锻件的形状、尺寸、技术要求和生产数量等。
(3)确定坯料质量和尺寸:坯料有铸锭和型材两种，前者用于大、中型锻件，后者用于中、小型锻件。
(4)选择锻造设备:应根据坯料的种类、质量以及锻造基本工序、设备的锻造能力等因素，并结合工厂现有设备条件综合确定锻造设备。
三、何为模型锻造,常用的模型锻造设备有哪些,与自由段相比，模型锻造有何特点, 模型锻造是金属在外力作用下产生塑性变形并充满模膛而获得锻件的方法。
常用模锻设备有模锻锤、热模锻压力机、平锻机和摩擦压力机等。
与自由锻相比，模锻件尺寸精度高，机械加工余量小，锻件的纤维组织分布更为合理，可进一步提高零件的使用寿命。
模锻生产率高，操作简单，容易实现机械化和自动化。
但设备投资大，锻模成本高，生产准备周期长，且模锻件的质量受到模锻设备吨位的限制，因而适用于中、小型锻件(一般,150 kg)的成批和大量生产。
四、绘制模锻件图时应考虑的主要问题有哪些,绘制模锻件图时应考虑的主要问题如下:1)选择分模面:一般按以下原则确定:?应保证锻件从模膛中顺利取出，故分模面一般应选取在锻件最大尺寸的截面上;?应使分模面处上、下模膛外形一致，以便能及时发现错模;?应使模膛浅而宽，以利于金属充满模膛;?应保证锻件上所加余块最少。
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
锻造工艺学复习知识点
1.体积成形（锻造、热锻）：利用外力，通过工具或模具使金属毛坯产生塑性变形，发生金属材料的转移和分配，从而获得具有一定形状、尺寸和内在质量的毛坯或零件的一种加工方法。
2.自由锻：只用简单的通用性工具，或在锻压设备的上、下砧间直接使坯料成形而获得所需锻件的方法。
特点：1、工具简单，通用性强，操作灵活性大，适合单件和小批锻件，特别是特大型锻件的生产。
2、工具与毛坯部分接触，所需设备功率比生产同尺寸锻件的模锻设备小得多，适应与锻造大型锻件。
3、锻件精度低，加工余量大，生产效率低，劳动强度大3.模锻：利用模具使坯料变形而获得锻件的锻造方法。
通过冲击力或压力使毛坯在一定形状和尺寸的锻模模腔内产生塑性模锻特点：(1)锻件形状较复杂，尺寸精度高; (2)切削余量小，材料利用率高，模锻件成本较低；(3)与自由锻相比，操作简单，生产率高；(4) 设备投资大，锻模成本高，生产准备周期长，且模锻件受到模锻设备吨位的限制，适于小型锻件的成批和大量生产。
变形获得锻件4.锻造工艺流程：备料---加热---模锻---切边、冲孔—热处理—酸洗、清理---校正5.锻造用料：碳素钢和合金钢、铝、镁、铜、钛等及其合金。
材料的原始状态：棒料、铸锭、金属粉末和液态金属。
6.一般加热方法：可分为燃料（火焰）加热和电加热两大类。
7.钢在加热时的常见缺陷：氧化、脱碳、过热、过烧、裂纹8.自由锻主要工序：镦粗、拔长、冲孔、扩孔9.使坯料高度减小，横截面增大的成形工序称为镦粗。
镦粗分类：完全镦粗、端部镦粗、中间镦粗10.镦粗的变形分析：难变形区、大变形区、小变形区11.镦粗工序主要质量问题：①锭料镦粗后上、下端常保留铸态组织②侧表面易产生纵向或呈45度方向的裂纹③高坯料镦粗时常由于失稳而弯曲。
防止措施: 1、使用润滑剂和预热工具 2、采用凹形毛坯 3、采用软金属垫 4、采用叠镦和套环内镦粗 5、采用反复镦粗拔长的锻造工艺12.使坯料横截面积减小而长度增加的成形工序叫拔长13.在坯料上锻制出透孔或不透孔的工序叫冲孔14.冲孔的质量分析：走样、裂纹、孔冲偏15.减小空心坯料壁厚而增加其内、外径的锻造工序叫扩孔16.采用一定的工模具将坯料弯成所规定的外形的锻造工序称为弯曲17.扭转是将坯料的一部分相对于另一部分绕其轴线旋转一定角度的锻造工序18.按成形方法的不同，模锻工艺可分为开式模锻、闭式模锻、挤压和顶镦四类19.模具形状对金属变形流动的影响：⑴控制锻件的最终形状和尺寸⑵控制金属的流动方向⑶控制塑性变形区⑷提高金属的塑性⑸控制坯料失稳提高成形极限20.开式模锻变形过程：第Ⅰ阶段是由开始模压到金属与模具侧壁接触为止；第Ⅰ阶段结束到金属充满模膛为止是第Ⅱ阶段；金属充满模膛后，多余金属由桥口流出，此为第Ⅲ阶段。
模型锻造的工艺特点
模型锻造的工艺特点
1.热加工加工方法
锻造是一种热加工加工方法，这意味着原材料需要经过加热处理才能形成所需的物理形态。
加热可以增加材料的塑性和可变形性，使之更容易塑形成所需的形态。
2.增加密度和强度
模型锻造可以通过挤压和压缩等方式增加材料的密度和强度。
在锻造过程中，原材料被有针对性地加工形成所需形态，同时也会产生变形和重塑，增加了材料的密度和强度。
3.成形精度高
锻造过程具有非常高的成形精度，因为锻造是一种有针对性的加工方法，可以精确地控制形态和尺寸，相比较其他的加工方法，模型锻造可以做到更高的精度。
4.耐腐蚀性能优良
锻造所形成的材料，其表面平整、工件成形完美、尺寸精度较高，同时内部空隙也很少，这使得它具有更高的耐腐蚀性能，尤其是在制造船舶、化工、压力容器等对耐腐蚀性能要求较高的行业中应用广泛。
5.适用性广泛
锻造工艺适用于各种类型和形状的材料，包括铸造、锻造之后的材料等，还可以通过在锻造过程中利用多种不同的工具和设备来形成所需的物理形态，提高了材料的生产和加工的灵活性和适应性。
模具设计与制造—— 热锻工艺概述
内容简介：
在了解锻造工艺特点的基础上，本章介绍锻造原材料的 下料方法、锻前加热的目的与方法以及温度范围的确定，认 识一些基本的热锻设备。
学习目的与要求：
1．了解锻造用原材料及下料方法； 2．了解锻前加热的目的与方法。
第六章 锻造工艺概述
第一节 锻造工艺特点
一、锻造生产的重要性
锻造是塑性加工的重要分支，它是利用材料的塑性，对材 料施加外力使之发生塑性变形，从而得到所需形状、尺寸、 组织和性能的锻件。
第六章 锻造工艺概述
第二节 锻造用材料及下料方法－锯切法
锯床下料极为普遍，虽效率低，锯口损耗大，但下料长 度准确，锯割断面平整，是一种主要的下料方法。有圆盘锯、 带锯、弓形锯等。
圆盘锯是由电动机带动带齿的锯盘旋转并移动，将棒料 切断。
弓形锯是由电动机带动带齿的锯条作往复移动，将棒料 切断。
第六章 锻造工艺概述
加热时间：毛坯从开始加热至始锻温度时所需的时间。不包括毛 坯在始锻温度下的保温时间。
第六章 锻造工艺概述
第六节 少无氧化加热
通常称金属烧损量在0.5%以下的锻造加热为少氧化加热。 称金属烧损量在0.1%以下的锻造加热为无氧化加热。 少无氧化加热除了可减少金属氧化、脱碳外，还可显著提高
锻件表面质量和尺寸精度，减少模具磨损等；是实现精密锻造必 不可少的配套技术。
快速加热 利用介质保护加热
少无氧化火焰加热
第六章 锻造工艺概述
第六节 少无氧化加热－炉气
第六章 锻造工艺概述
第六节 少无氧化加热－快速加热
包括：火焰炉中的辐射快速加热和对流快速加热，感应电加热和 接触电加热等。
理论依据：采用技术上可能的加热速度加热金属时，坯料内部产 生的温度应力、留存的残余应力和组织应力叠加的结果，不足以 引起坯料产生裂纹。
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辗扩
扩孔机
轧辊相对旋转，工作轧辊上刻出环的截面
变形连续，压下量小，具有表面变形特征，壁厚均匀，精度较高。热辗扩主要用于生产等截面的大、中型环形毛坯，辗扩直径范围40～5000mm，重量6t以上
成批大量
热精压
普通模锻设备
与热模锻工艺相比，通常要增加精压工序，要有制造精密锻模和无氧化、少氧化加热和冷却的手段，加热温度低，变形量小。适用于叶片等精密模锻
冷精压
精压机
滑块与曲轴借助于杠杆机构连接，滑块行程小，压力大
不加热，其余特点同上。适用于压制零件不加工的配合表面，零件强度极限及表面硬度均有提高
成批大量
冷挤压
机械压力机
采用摩擦压力机需设顶出装置，在模具上设导向、限程装置，采用曲柄压力机需增强刚度，加强顶出装置
适用于挤压深孔、薄壁、异形断面小型零件，生产率高，操作简便，材料利用率达70%以上，冷挤压用材料应有较好的塑性，较低的冷作硬化敏感性。冷挤压分正挤压、反挤压、复合挤压、镦挤结合几种方式。模具强度、硬度要求较高，锻件精度高
成批大量
螺旋压力机上模锻
摩擦螺旋压力机
行程不固定，工作速度为1.5～2m/s，有顶杆，一般设备刚性差，打击能量可调
每分钟行程次数低，金属冷却快，不宜拔长、滚压，对偏载敏感。一般用于中小件单膛模锻，配备制坯设备时，也能模锻形状较复杂的锻件，还可以用于镦锻、精锻、挤压、冲压、切边、弯曲、校正
成批
水压机上模锻
行程不固定，上下锤头为平的，空气锤振动大，水压机无振动
在自由锻设备上采用活动胎模。与自由锻相比，锻件形状较复杂，尺寸较精确，节省金属，生产率高，设备能力较大。与模锻相比，适用性广，胎模制造简便，但生产率较低，锻件表面质量、模具寿命较低
成批
蒸汽空气锤
水压机
锤上模锻
有砧座锤
行程不固定，工作速度6～8m/s，振动大，有砧座，无顶杆，行程次数60～100次/min
金属在每一模膛中一次成形，不宜拔长、滚压，但可用于挤压，锻件精度较高，模锻斜度小，一般要求联合模锻及无氧化加热或严格清理氧化皮。适用于短轴类锻件，配备制坯设备时也能模锻长轴类锻件
成批大量
平锻
平锻机
行程固定，工作速度≈0.3m/s，具有互相垂直的两组分模面，无顶出装置，设备刚性好，导向准确
金属在每一模膛中一次成形，除积聚镦粗外，还可切边、穿孔，余量及模锻斜度较小，易于机械化，自动化。需采用较高精度的棒料，加热要求严格。适合锻造各种合金锻件，带大头的长杆形锻件，环形、筒形锻件，多采用闭式锻模
水压机
行程不固定，工作速度为0.1～0.3m/s，无振动，有顶杆
模锻时一次压成，不宜多膛模锻，复杂零件在其他设备上制坯。适合锻造镁铝合金大锻机
模膛置于两扇轧辊上，辊锻时轧辊相对旋转
金属在模膛中变形均匀，。适宜拔长，主要用于模锻前制坯或形状不复杂锻件的直接成形，模锻扁长锻件。冷辊锻用于终成形或精整工序
可以多次打击成形，打击轻重可以控制，适用多膛模锻，便于进行拔长、滚压，适用于各类锻件，多采用带飞边开式锻模
大批
无砧座锤
下锤头活动，无砧座，模锻时无振动
上下模上下对击，操作不方便，不宜于拔长、滚压，适用于形状较简单的大型锻件单膛模锻
热模锻压机上模锻
热模压力机
行程固定，工作速度为0.5～0.8m/s，行程次数35～90次/min，设备刚度好，导向准确，有顶杆
锻造方法
设备类型
工艺特点
生产规模
名称
构造特点
自由锻造
空气锤
行程不固定，上下锤头为平的，空气锤振动大，水压机无振动
原材料为锭料或轧材，人工掌握完成各道工序，形状复杂的零件要多次加热，宜用于锻造形状简单的零件以及大的环形、盘形零件，适用于锭料开坯、模锻前制坯、新产品试制
单件小批
蒸汽空气锤
水压机
胎模锻
空气锤
大批大量
热挤压
液压挤压机、机械挤压机
采用摩擦压力机需设顶出装置，在模具上设导向、限程装置，采用曲柄压力机需增强刚度，加强顶出装置
适用于各种等截面型材，不锈钢、轴承钢零件以及非铁合金的坯料，变形力很大，突凹模强度、硬度要求高，表面应光洁
大批大量