锻造工艺与模具设计习题培训课件
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《锻造模具设计》PPT课件
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机电工程系
第三节 终锻模镗设计
一.热锻件图
1.收缩率
为保证锻件冷却后符合冷锻件图的要求，热锻件图上尺寸 均在冷锻件图基础上加放收缩率。
2.绘制热锻件图
通常热锻件图形状和冷锻件图相似。热锻件图上圆角半径、
模锻斜度同于冷锻件图，锻件若有内孔，要在热锻件图上绘出
连皮形状并标明尺寸。在热锻件图上不绘出制件轮廓线，也不
• 第一节 锻模的分类及特点 • 第二节 锻件图设计 • 第三节 终锻模镗设计 • 第四节 预锻模镗设计 • 第五节 制坯模镗设计 • 第六节 锤锻模结构设计 • 第七节 机锻模设计
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第一节 锻模的分类及特点
一.锻模的分类
锻模的种类很多，通常锻模是按制造设备来分类，可分为 胎膜、锤锻模、机锻模、平锻模、辊锻模等。
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3.机锻模
在机械压力机上使坯料成形为模锻件或其半成品的模具称 为机械压力机锻模，简称机锻模。
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4.平锻模
在水平锻造机上使坯料成形为模锻件或其半成品的模具称 平锻模。平锻机的工作特点是有两个分型面，主滑块在水平方 向运动，有坯料夹持定位装置。
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5.滚锻模
在辊锻机上将坯料纵轧成形的扇形 模具称为滚锻模。辊锻工艺的生产特点 是生产率比锤上模锻高5~10倍，节约金 属材料，劳动条件好，比较容易实现机 械化、自动化。
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锻造工艺过程及模具设计课件：自由锻主要工序分析-
自由锻主要工序分析
4.4.3 彎曲：將坯料彎成所規定外形的鍛造 工序，用以鍛造各種彎曲類鍛件。
圖4.24 彎曲時坯料的形狀變化
自由锻主要工序分析
4.4.4 錯移：將坯料的一部分相對另一部 分相互平行錯移的鍛造工序。用以鍛造曲 軸類鍛件，錯移前坯料需要壓肩。
动画演示
圖4.25 錯移 a) 在一個平面內的錯移 b) 在兩個平面內的錯移
根據鐓粗後網格的變形程度分為三個變形區:
區域Ⅰ：難變形區； 區域Ⅱ：大變形區； 區域Ⅲ：小變形區，變形程度介於區域Ⅰ與區域Ⅱ之間。
➢變形結果：變形不均勻，易出現缺陷。
自由锻主要工序分析
2. 鐓粗坯料容易出現的缺陷：
(１) 坯料側面出現鼓形，可能引起表面縱裂； (２) 坯料上下兩端出現粗大的鑄造組織； (３) 坯料內部變形不均勻，晶粒大小不均勻，鍛件性 能也不 均勻； (４) 高徑比較大的坯料，易產生縱向彎曲, 變形失穩。
3. 鍛造軸杆鍛件可以提高後續拔長工序的鍛造比；
4. 提高鍛件的力學性能等。
自由锻主要工序分析
主要方法: 平砧鐓粗、墊環鐓粗和局部鐓粗。
4.2.1 平砧鐓粗
平砧镦粗动画
自由锻主要工序分析
1. 平砧鐓粗變形分析
II
h
III
III II I
I
r
圖4.2 平砧鐓粗變形分佈與應力狀態分析
自由锻主要工序分析
自由锻主要工序分析
4.2.3 局部鐓粗 :
•作用：鍛造凸肩直徑和高度較大的餅塊鍛件， 或端部帶有較大法蘭的軸杆鍛件。 •特點：與平砧鐓粗相似，但受“剛端”的 影響。
自由锻主要工序分析
4.10 局部鐓粗
自由锻主要工序分析
4.3 拔長
锻造工艺过程及模具设计PPT课件
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第3章 自由锻主要工序分析
3.1 自由锻工艺过程 ①什么是自由锻? ②自由锻分类? ③自由锻主要工序有哪些? ④自由锻工艺过程的特征?
三个方面:通用性;设备功率小;效率低 ⑤自由锻工序分类? （3个工序）见表3-1
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自由锻件分类
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第3章 自由锻主要工序分析
不完全退火(也称球化退火)：适用于过共析钢，如T8、T12、Gcrl5等。将钢 锻件加热到Ac，以上10～20℃，经过较长时间的保温，然后随炉缓冷至4００～ 500 ℃取出空冷，以获得珠光体组织。
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等温退火：一般是用于亚共析钢、共析钢和过共析钢。将钢锻件加热到Ac３ (亚共析钢)或Ac１(过共析钢)以上20～30 ℃ ，保温一段时间后，快速冷却到 Ac．以下某一温度作较长时间的等温保温，使奥氏体较好地转变成珠光体，然 后炉冷或空冷。等温逞火可获得比完全退火更为均匀的组织，还可比完全退火缩 短退火时问，提高生产率。
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3.2 自由锻基本工序分析 镦粗 ①镦粗的定义? ②镦粗的目的?
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③平砧镦粗与镦粗比? ④平砧镦粗的变形分析?
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减小镦粗鼓形的措施
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垫环镦粗
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局部镦粗
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二、拔长 1.拔长定义与目的？ 2.拔长类型？ ①平砧拔长
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3.拔长变形过程分析 ①拔长时的锻造比？ ②拔长时的变形特点？ ③拔长缺陷与防止措施？
预防白点退火：用于防止白点的专用热处理工艺。 2)正火将钢锻件加热到Ac3(亚共析钢)或Acm。(过共析钢)以上30～50℃，有些高 合金锻件加热到Ac3或Accm以上100～150℃，保温一段时间后空冷。对于亚共析 钢、共析钢和过共析钢，除了细化晶粒、消除内应力外，如还要求增加强度和韧 性，或要消除网状碳化物，便应采用正火。 (3)调质将钢锻件先淬火，然后进行高温回火的热处理工艺叫调质，常用于中碳 钢和合金结构钢，以获得蘸好的力学性能。
第3章 自由锻主要工序分析
3.1 自由锻工艺过程 ①什么是自由锻? ②自由锻分类? ③自由锻主要工序有哪些? ④自由锻工艺过程的特征?
三个方面:通用性;设备功率小;效率低 ⑤自由锻工序分类? （3个工序）见表3-1
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自由锻件分类
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第3章 自由锻主要工序分析
不完全退火(也称球化退火)：适用于过共析钢，如T8、T12、Gcrl5等。将钢 锻件加热到Ac，以上10～20℃，经过较长时间的保温，然后随炉缓冷至4００～ 500 ℃取出空冷，以获得珠光体组织。
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等温退火：一般是用于亚共析钢、共析钢和过共析钢。将钢锻件加热到Ac３ (亚共析钢)或Ac１(过共析钢)以上20～30 ℃ ，保温一段时间后，快速冷却到 Ac．以下某一温度作较长时间的等温保温，使奥氏体较好地转变成珠光体，然 后炉冷或空冷。等温逞火可获得比完全退火更为均匀的组织，还可比完全退火缩 短退火时问，提高生产率。
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3.2 自由锻基本工序分析 镦粗 ①镦粗的定义? ②镦粗的目的?
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③平砧镦粗与镦粗比? ④平砧镦粗的变形分析?
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减小镦粗鼓形的措施
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垫环镦粗
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局部镦粗
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二、拔长 1.拔长定义与目的？ 2.拔长类型？ ①平砧拔长
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3.拔长变形过程分析 ①拔长时的锻造比？ ②拔长时的变形特点？ ③拔长缺陷与防止措施？
预防白点退火：用于防止白点的专用热处理工艺。 2)正火将钢锻件加热到Ac3(亚共析钢)或Acm。(过共析钢)以上30～50℃，有些高 合金锻件加热到Ac3或Accm以上100～150℃，保温一段时间后空冷。对于亚共析 钢、共析钢和过共析钢，除了细化晶粒、消除内应力外，如还要求增加强度和韧 性，或要消除网状碳化物，便应采用正火。 (3)调质将钢锻件先淬火，然后进行高温回火的热处理工艺叫调质，常用于中碳 钢和合金结构钢，以获得蘸好的力学性能。
锻造工艺过程及模具设计 ppt课件
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2.铸造
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3.压铸
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4.注塑
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压铸和注塑的发展100多年的历史。
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从工艺的角度谈区别
1.锻造
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除上述切割方法外，还有等离子切割法、电子束切割法、阳极切割法等。
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2.3 模锻时的润滑 ①锻造时为什么要润滑? ②润滑剂的分类? （传统的润滑剂、新型的
润滑剂）
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第二章 锻前加热
3.1 一般加热方法 金属材料锻前加热的目的：
是为了提高金属的塑性，降低变形抗力，以利于 锻造和获得良好的锻后组织。
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第一章 概述
1.2 锻造生产的发展过程 ① 模锻件的数量增加,自由锻造的数量减少; ② 材料利用率; ③ 模锻的流程; （备料………校正） ④ 20世纪锻造的基本发展情况?
锻造工艺学与模具设计(《锻造工艺学与模具设计》辅导教案)
《锻造工艺学与模具设计》辅导教案机电工程学院压力加工教研室第一次讲课一、讲授内容第一章绪论一、锻造工艺学及其性质二、锻造生产的特点及其在国民经济中的作用三、我国锻造生产的历史，现状及发展趋势四、锻造生产方法的分类及工艺流程五、课程的任务。
第二章锻造用原材料及下料方法第一节锻造用钢锭及型材一、钢锭及其冶炼.二、钢锭的结构三、钢锭的内部缺陷四、型材及其常见缺陷第二节下料方法一、剪切法二、锯切法三、砂轮片切割法四、折断法五、气割法六、其它下料方法二、难点1、钢锭和型材的缺陷产生原因及其危害。
2、各种下料方法的原理。
三、基本概念偏析、夹杂、缩孔、疏松、溅疤、划痕、折迭、粗晶环四、思考题1、试阐述镇静钢锭的结构及其主要缺陷的产生部位。
2、钢锭常见缺陷有哪些？它们产生的原因和危害性是什么？3、常见的型材缺陷有哪些？它们产生的原因和危害性是什么？4、锻造用型材常采用哪些方法下料？各自有何特点？5、铸锭作为锻造坯料时如何下料？五、要求重点掌握的知识点1、钢锭结构及其常见内部缺陷。
2、型材及其常见缺陷。
3、常用下料方法及其选择原则。
六、所需学时2小时第二次讲课一、讲授内容第三章锻造的热规范第—节金属的锻前加热一、加热的目的二、加热方法第二节金属加热时产生的缺陷及防止措施一、氧化二、脱碳三、过热四、过烧五、裂纹第三节锻造温度范围的确定一、始锻温度的确定二、终锻温度的确定第四节金属的加热规范一、加热规范制定的原则及方法二、钢锭的加热规范三、中、小型钢坯的加热规范二、难点1、氧化和脱碳的共性和异性。
2、过热和过烧的相关性及其区别3、加热过程温度应力、组织应力和残余应力的产生机理及其应力分析。
4、始锻温度和终锻温度正确选择的必要性。
5、加热速度的影响因素及其影响规律。
三、基本概念加热规范、氧化、脱碳、过热、过烧、过热温度、过烧温度、始锻温度、终锻温度、锻造温度范围、金属加热规范、最大可能的加热温度、允许的加热温度、温度头、均热保温、最小保温时间、最大保温时间四、思考题1、试说明锻前加热的目的和方法。
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①金属流入头部的繁重系数 ，含义:值越大，表示头部 所
需要的金属越多；
②金属沿轴向流动的繁重系数 ，含义:值越大，则金属沿轴
向流动的距离越长；
③杆部斜率
，含义:值越大，表明杆部锥度越大，小头
或杆部的金属越过剩；
3.根据下面的计算毛坯直径图，写出各项繁重系数的表达式并说明各自 的含义，根据给出的数据计算出各繁重系数的具体数据，并由教材上 “长轴类锻件制坯工步选用图表”查找出所需的制坯工步。
1.试确定图示轴的自由锻件图和基本工序 基本工序:拔长，或镦粗+拔长
2.画出图示齿轮的模锻件图
3.根据下面的计算毛坯直径图，写出各项繁重系数的表达式并说明各自 的含义，根据给出的数据计算出各繁重系数的具体数据，并由教材上 “长轴类锻件制坯工步选用图表”查找出所需的制坯工步。
繁重系数的表达式分别为：
7.模锻件整个生产过程中有哪些工序若工艺不当会造成裂纹缺 陷？原因和对策？
原材料制备阶段：产生划痕、发纹、偏析、白点等。 下料：端面产生裂纹、端面凹陷 加热：产生加热裂纹、过烧 模锻：加工温度不当使材料塑性降低、变形速度过快、
变形程度过大，超过材料允许塑性指标等 锻后冷却：冷却中总的内应力超过材料某处强度极限 锻后酸洗清理：产生应力腐蚀裂纹
由图查得宜选用拔长+闭式滚挤制坯工步。
4.盘（饼）块类锻件和空心类锻件应选用哪些基本的锻 造工序？
盘（饼）块类锻件： 镦粗(局部镦粗)、冲孔； 空心类锻件： 镦粗、冲孔、芯轴扩孔、芯轴拔长等。
5.预锻模膛有哪些作用？模锻时一般在什么场合下采 用预锻模膛？
预锻模膛作用：使坯料的尺寸接近最终锻件所要求 的尺寸，避免产生折迭和型腔充不满的现象发生。
预锻模膛的采用： ⑴带有工字形截面的锻件；⑵具有较深孔的锻件; ⑶需要劈开叉形锻件; ⑷具有枝芽的锻件; ⑸具有高筋的锻件; ⑹形状复杂难充满的锻件; ⑺为了提高模具使用寿命。
6.简述冷锻件图和热锻件图的含义及其用途？锻件图有那些设计内 容？
冷锻件图：以零件图为基础，加上机械加工余量和锻造公差后绘 制而成的。
用途：用于最终锻件检验,是机械加工部门制订加工工艺、设计加 工夹具的依据,简称为锻件图。
热锻件图：把冷锻件图上所有的尺寸加1～1.5％，为热锻件图。 用途：用于锻模的设计和制造。
设计内容：⑴选择分模面的位置和形状 ⑵确定机械加工余量、余块和锻件公差； ⑶确定模锻斜度； ⑷确定圆角半径； ⑸确定冲孔连皮的形式和尺寸； ⑹制定锻件技术条件； ⑺绘制锻件图。
锻造工艺与模具设计习题
判断
1. 空气锤的吨位用锤头的质量表示。 √ 2. 自由锻只适用于单件生产。× 3. 坯料加热温度越高越便于锻造。× 4. 一般情况下,锻造冲孔前应先将坯料镦粗,以减小冲
孔深度。 √ 5. 弯曲是自由锻的基本工序之一。 √ 6. 过热的钢料是无可挽回的废品，锻打时必然开裂。×
5.预锻模膛有哪些作用？模锻时一般在什么场合下采用 预锻模膛？
6.冷锻件图和热锻件图的含义及其用途？锻件图有那些 设计内容？
7.模锻件整个生产过程中有哪些工序若工艺不当会造成 裂纹缺陷？原因和对策？
此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！ 感谢和基本工序 2.画出图示齿轮的模锻件图
3.根据下面的计算毛坯直径图，写出各项繁重系数 的表达式并说明各自的含义，根据给出的数据计算 出各繁重系数的具体数据，并由教材上“长轴类锻 件制坯工步选用图表”查找出所需的制坯工步。
已知：
4.自由锻造成形盘（饼）块类锻件和空心类锻件，应选 用哪些基本的锻造工序？