《锻造模具设计》PPT课件
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钢材按化学成分可分为碳素钢和合金钢。
碳素钢按质量分数高低可分为低碳钢、中碳钢、高碳钢。
按合金元素总的质量分数的多少,合金钢可分为低、中、高 合金钢。
2.锻造用有色金属
锻造用有色金属主要有铜、铝及其合金等。
(1)铜及铜合金
纯铜、黄铜、青铜。
(2)铝及铝合金
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机电纯工铝程系、铝合金。
二.下料
(3)公差项目 模锻件公差可分为精密级和普通级。 GB/T12362-1990适于范围要求用电、油、煤气加
热。若用煤或经二次加热,余量和公差均应适当增加。
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三.模锻斜度
为便于模具制造,模具斜度可按下列数值选用:0°15′ , 0 °30′, 1°,1°30′,3°,5°,7°,10°,12° ,15°。在同一锻模上不宜选用过多中模锻斜度。
3.飞边槽形式
常见的飞边槽形式如图所示:
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4.确定飞边槽尺寸
设计飞边槽目前有计算法和吨位法两种方法。 (1)计算法
按经验公式计算飞边桥h飞:
(2)吨位法 在生产中,常根据锻锤吨位确定飞边槽尺寸。
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三.钳口
根据钳口不同的功能可分为常用钳口、特殊钳口、 圆形钳口、共享钳口等形式。
锻件形状复杂系数是锻件质量mf与相应的锻件外廓包容体质量mN之比:
根据S值的大小,锻件形状复杂系数分为4级:
S1级(简单):0.63 <S≤1; .63;
S2级(一般):0.32 <S≤0
S3级(宁德较职复业杂技)术学:院0.16
<S≤0.32;
S4级(复杂):0
<S≤0.16。
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2.模锻件公差
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第四节 预锻模镗设计
一.预锻模镗作用
1.改善金属的流动条件; 2.使坯料易于充满型腔,避免充不满的缺陷; 3.减少终锻模镗磨损,提高锻模寿命。 采用预锻模镗后也会产生如下缺点: 1.使终锻时产生偏心打击,上下模容易错移; 2.增大了模块尺寸; 3.预锻、终锻若用两套模具分别在两台设备上联合捶打,成本高; 4.降低了生产率。
,一次打击下坯料
变形功为
,根据能量守恒定律得:
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(三)工厂中常见的简便公式
1.胎模锻
2.模锻 (1)模锻锤吨位经验公式
(2)布留哈诺夫和列别尔斯基公式 圆形锻件:
非圆形锻件:
3.热模锻曲柄压力机和锻锤换算公式
自由锻: 模 锻:
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总结
本章主要讲述锻造工艺的基础知识、锻造的工艺过 程和工艺方法,以及常用锻造设备的构造、原理和应用。重点 掌握锻造材料、下料方法和锻造温度的确定及锻造设备的选用 。
1.锻前加热的目的
提高金属的塑性,降低变形力;
以利于锻造和获得良好的锻后组织;
减少设备吨位,降低燃料消耗。
2.锻前加热的方法
根据热源不同,在锻造生产中金属的加热可分为两
大类:火焰炉加热,电加热。比较速热、控温、条件、成本等
。
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(二)锻造温度范围的确定
锻造温度范围是指始锻温度和 终锻温度间的一段温度间隔。钢料 在高温单相区具有良好的塑性,所 以锻造温度范围最好在这个区间。 如图是在铁碳合金基础上制订的碳 钢锻造温度范围(3)。
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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。
宁机锻德电件职工业程最技系术常学采院 用的热处理方法有退火、正火、调质等7 。
第二节 锻造工艺的基本工序和工步
一.锻造工艺的种类和特点
锻造工艺按加工方法的不同,又可分为自由锻、胎模锻和模锻。
二.锻造工序和工步的内容
一般情况下锻件生产流程为:备料-加热-锻造工序-后续工序。
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(三)锻件的冷却和锻后热处理
1.锻件的锻后冷却方法 常用的锻件冷却方法,按其冷却速度的由快到慢的
顺序分为空冷、堆冷、坑冷(或箱冷)、灰冷(或沙冷)、炉 冷等。 2.锻件的锻后热处理
锻件的锻后热处理目的是调整锻件的硬度,以利于 锻件切削加工; 调整锻件内应力,避免在机械加工时变形; 改善锻件内部组织,细化晶粒; 对于不再进行最终热处理的 锻件,应保证达到规定的力学性能要求。
第二节 锻件图设计
一.确定分模面
1.分模面与分模线
锻模的分模面是指上下模的分接面。分模轮廓线是指终锻模镗 分模面与锻件轮廓的交线。分模轮廓线在视图平面上的投影称为分模线。
2.确定分模面的原则
(1)容易脱模;
(2)成形良好;
(3)平衡侧压力;
(4)保证承力面强度;
(5)便于检查错移;
(6)简化锻模制造。
在锻造前,一般要在专门的下料设备上把金属棒料 切成所需长度。常用的下料方法介绍如下:
1.锯切; 2.剪切; 3.冷折下料; 4.砂轮切割; 5.气割; 6.精密剪切下料。
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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三.锻前加热、锻后冷却和热处理
(一)锻前加热的目的与方法
2.公称吨位F
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(二)锻锤吨位的确定
锻锤是利用下落部分在高速下落时和锻模模腔内坯 料发生撞击而使坯料成形的。它的打击力随着坯料抵抗情况而 变化,空击或冷击时,打击力最大。所以它不是按打击力来选 择设备,而是一次打击时能释放出的最大能量来确定锻锤吨位 的。
锻锤一次打击能量为
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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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二.模锻件的分类
1.圆盘类
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2.长轴类
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三.锻模设计步骤
(1)设计锻件图; (2)设计终锻模镗; (3)确定模锻设备吨位; (4)设计制坯模镗; (5)确定坯料长度; (6)绘出锻模装配总图,给出锻模技术条件,再绘制
锻模零件图。
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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。
1.胎膜
胎模锻是在自由锻设备上,利用不固定于设备上的 专用胎膜,进行模锻件生产的一种工艺。适于小型锻件、中小 批量生产。
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2.锤锻模
在模锻锤上使坯料成行为模锻件或其半成品的模具 称锤锻模。锤锻的特点是在锻压设备动力作用下,毛坯在锻模 模镗中被迫塑性流动成形,从而获得比自由锻质量更高的锻件 。
模锻件公差主要由锻件质量、锻件形状复杂系数、 材质系数和分模面形状确定,同时要考虑锻造工艺、锻造设备 和加热方法等。
(1)分模线形状
锻件分模线分为两类,一类是平直或对称的,另一类是 不对称的。
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(2)材质系数M
锻件材质系数分为M1和M2。 M1:Wc<0.65%, W<3.0% M2:Wc≥0.65%, W ≥ 3.0%
四.圆角半径
在制件公差允许条件下,圆角半径应尽可能大。
1.外圆角半径r 一般情况下r值按下式确定:
2.内圆角半径R R太小,会使脱模困难,还会造成模锻时金属流动形
成的纤维被割断甚至产生折叠。
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五.冲孔连皮
对内孔大于25mm的锻件模锻时不能直接锻出通孔, 在分模面上留有较薄的一层金属称为连皮。常用连皮有四种形 式:
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二.确定机械加工余量和锻件公差
1.机械加工余量和工艺余块
加工余量主要由锻件质量、零件机加工精度和锻件复杂程度查 表确定或与加工部门协商。 (1)锻件质量mf
按锻件基本尺寸进行计算的质量。 (2)零件机加工精度
一般情况下,表面粗糙度值分成Ra < 1.6μm和Ra≥1.6μm两档。 (3)锻件形状复杂系数S
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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,也不标宁注德职锻业件技术公学院差。
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二.飞边槽设计
1.飞边形成过程
坯料在锤上模锻时,金属在终锻模镗内成形有如下四个阶段 :
(1)自由墩粗变形阶段;
(2)形成飞边阶段;
(3)充满模镗阶段;
(4)最好锻足阶段。
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2.飞边槽的作用
(1)造成足够大的水平方向的阻力; (2)容纳多余的金属; (3)承受冲击力,起缓冲作用。
(1)动载撞击的锻造设备;
(2)动、静载联合的锻造设备;
(3)高效能冲击的锻造设备。
(二)旋转运动的锻造设备
这类设备运转时,锻模分别安装在两个或两个以上 作相对旋转运动的辊轴上。
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二.主要锻造设备的结构原理和应 用
1.锻锤
利用蒸汽或液压等传动机构,使落 下部分产生运动并积蓄动能,将此动能 施加到锻件上,使锻件产生变形的锻压 机器称为锻锤。
锻造与压铸模
第四章 锻前准备
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目录
• 第一节 锻造前的准备和锻后热处理 • 第二节 锻造工艺的基本工序和工步 • 第三节 锻造设备简介
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第一节 锻造前的准备和锻后热处理
一.锻造生产用的原材料
锻造生产用的原材料可分为锻造用钢和锻造用有色金属。
1.锻造用钢
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第三节 锻造设备简介
一.锻造设备分类
锻造设备种类很多,按照工作部分运动方式不同, 锻造设备可分为直线往复运动和相对旋转运动两大类。
(一)直线往复运动的锻造设备
带仓连皮尺寸计算和终锻模飞边槽设计一致:连皮
厚度为飞边槽桥部高度h飞,b为飞边槽桥部宽度。
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4.拱底连皮
锻打直径大而高度低的内孔时金属流动很困难。当d /h>15时应采用拱底连皮,其尺寸计算如下:
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六.绘制锻件图
一般锻件图上技术条件内容如下: 1.锻件热处理及硬度要求; 2.未注圆角半径和模锻斜度; 3.允许表面缺陷深度; 4.允许错差量和残余飞边量; 5.标出试验取样的位置; 6.表面清理方法; 7.其它要求。
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锻造与压铸模
第七章 锻模设计
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• 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
目录
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1.平底连皮
连皮厚s可按下式计算:
连皮内圆角半径R1可按下式取值:
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2.斜底连皮
当锻件内孔直径d与孔深h之比大于2.5或d>60mm时
,应采用斜底连皮。各尺寸计算如下:
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3.带仓连皮
为了解决切除连皮的困难,对内孔较大的锻件最好 预锻时采用斜底连皮,终锻时采用带仓连皮。
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二.预锻模镗设计
1.预锻模镗仅用来减少终锻模镗的磨损
这种情况下,基本和终锻模镗一样,只有外圆角半 径比终锻模镗相应处大,分模面出圆角也大些。
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2.热模锻曲柄压力机
热模锻曲柄压力机又 称锻 压机,其结构如图所示。电动 机通过带轮、传动轴和一对齿 轮带动曲柄连杆机构,使滑块 作上、下往复运动。
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三.锻造设备吨位的确定
各种锻造工序在变形过程中所需的锻压力,主要取决
于两个因素:坯料屈服强度σs和锻件在与锻压力垂直的平面上的 投影A。 (一)热模锻曲柄压力机、螺旋压力机、液压机吨位的确定 1.所需锻压力F0