锻造工艺过程及模具设计_课件
《锻压成形工艺》课件
模具与工具
锻造模具
用于使金属在模具内塑性 变形,形成所需的形状和 尺寸。
切削工具
用于对金属进行切削加工 ,使其达到所需的精度和 表面粗糙度。
量具和夹具
用于测量和固定金属,保 证加工精度和稳定性。
06
锻压成形工艺实例分析
自由锻造实例
总结词
自由锻造是一种不受模具限制的锻造方法,主要依靠锻锤的冲击力使 金属变形。
模锻实例
总结词
详细描述
模锻是一种在模具中进行的锻造方法,通 过模具的限制使金属变形,以获得所需的 形状和尺寸。
模锻实例包括汽车曲轴、连杆、齿轮等, 这些零件在生产过程中需要经过模锻,以 获得精确的形状和尺寸。
总结词
详细描述
模锻的优点在于生产效率高,精度高,适 用于大批量生产,但模具成本较高。
模锻的实例包括汽车曲轴、连杆、齿轮等 ,这些零件在生产过程中需要经过模锻, 以获得精确的形状和尺寸。
详细描述
自由锻造实例包括大型锻件、轴类锻件、饼类锻件等,这些锻件在生 产过程中需要经过多次自由锻造,以获得所需的形状和性能。
总结词
自由锻造的优点在于灵活性高,适用于单件和小批量生产,但生产效 率较低,劳动强度较大。
详细描述
自由锻造的实例包括大型锻件、轴类锻件、饼类锻件等,这些锻件在 生产过程中需要经过多次自由锻造,以获得所需的形状和性能。
应力状态与温度场
总结词
影响材料流动和成形过程稳定性
详细描述
应力状态与温度场是影响锻压成形工艺的重要因素。在 锻压过程中,应力状态与温度场的变化相互影响,共同 决定了材料的流动和成形过程的稳定性。合理的应力状 态可以促进材料的塑性变形和流动,提高成形质量;而 稳定的温度场则可以保证材料在变形过程中保持稳定的 物理性能,防止因温度波动引起的缺陷。因此,合理控 制应力状态与温度场是实现高质量锻压成形的重要手段 。
《锻造技术培训》课件
本课程将介绍锻造技术的基础知识,包括金属材料的性质和分类、锻造工艺 的综述,以及锻造模具设计要点。
金属材料的性质和分类
材料的分类
了解常见金属材料的分类和特性,包括钢、铝合金、铜合金等。
机械性能
讨论金属材料的强度、硬度、韧性等机械性能的重要性。
耐腐蚀性
了解各种金属材料的耐腐蚀性能及其应用领域。
故障排除
指导如何准确诊断和解决锻造过 程中的常见故障和问题。
锻造质量检验方法
目视检查
讲解如何通过目视检查来评估 锻造件的外观和质量。
非破坏性检测
介绍各种非破坏性检测方法, 如超声波检测和磁粉检测等。
力学性能测试
讨论锻造件力学性能测试的方 法和标准。
航天领域中锻造技术的应用案例,如发动机零部件和机身结构。
锻造工艺综述
1
锻造工艺类别
介绍常见的热锻、冷锻和半热锻等不同
步骤与工艺参数
2
类型的锻造工艺。
深入了解锻造过程中的步骤和关键工艺
参数,如温度、压力等。
3
设备与工具
讲解各种锻造工艺所需的设备、工具及 其作用。
锻造模具设计要点
1 模具结构设计
探讨锻造模具的结构设计原则和关键要点,以提高锻造效率和成品质量。
2 材料与制造工艺
介绍选择合适模具材料及制造工艺的重要性,并分享一些最佳实践。
3 模具维护与保养
指导如何合理维护和保养锻造模具,延长使用寿命和提高生产效率。
锻造常见问题及解决方案
缺陷分析
探讨常见的锻造缺陷,如气孔、 夹渣等,以及有效的解决方案。
工艺优化
分享提高锻造效率和成品质量的 工艺优化技巧和策略。
锻造工艺过程及模具设计
锻造工艺过程及模具设计1. 引言锻造是一种通过对金属材料施加压力,使其产生塑性变形,从而得到所需形状和性能的工艺方法。
锻造工艺及模具设计在制造业中具有广泛的应用。
本文将介绍锻造的工艺过程和模具设计的基本原理和方法。
2. 锻造工艺过程2.1 热锻工艺热锻是指在高温下进行的锻造工艺。
其基本过程包括预热、装料、锻造和冷却四个步骤。
2.1.1 预热预热是将锻造原料加热至一定温度,以提高其塑性和降低锻造压力。
预热温度的选择取决于材料的类型和要求。
2.1.2 装料装料是将预热好的原料放置在锻造模具上,以准备进行下一步的锻造操作。
装料时需要考虑材料的定位和固定,确保锻造过程中的准确性和一致性。
2.1.3 锻造锻造是通过对装料施加压力,使其发生塑性变形,从而得到所需形状和性能的过程。
在锻造过程中,需要控制加压力、防止材料裂纹和变形等问题。
2.1.4 冷却冷却是将锻件从锻造中取出后,使其慢慢冷却,以缓解残余应力和提高材料的硬度和强度。
2.2 冷锻工艺冷锻是指在室温下进行的锻造工艺。
与热锻相比,冷锻可以更好地控制材料的性能和形状,并且不需要进行预热和冷却,节约能源。
2.2.1 材料的选择冷锻对材料的要求较高,一般选用具有良好塑性和变形能力的材料,如铝、铜等。
2.2.2 模具的设计冷锻模具的设计需要考虑以下几个方面:模具材料的选择、模具结构的设计、模具的可制造性和可维修性等。
3. 模具设计3.1 模具的分类模具按照其所用材料的不同可以分为金属模具、木模具和塑料模具等。
其中金属模具是最常用的一种,具有强度高、耐磨性好的特点。
3.2 模具结构的设计模具的结构设计包括上模、下模和侧模的设计。
上模是与锻件上表面接触的模具,下模是与锻件下表面接触的模具,侧模用于锻造中需要有孔的部位。
3.3 模具材料的选择模具材料的选择需要考虑模具的使用寿命、成本和性能要求等。
常用的模具材料有工具钢、合金钢和铸铁等。
3.4 模具的制造工艺模具制造工艺包括模具的加工和装配过程。
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。
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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
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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?
锻造工艺过程及模具设计第7章模锻工艺
锻造工艺过程及模具设计第7章模锻 工艺
(3)对头部尺寸较大的长轴类锻件可以折线 分模,使上下模膛深度大致相等,使尖角处易于 充满,如7.9所示。
图7.9 上下模膛深度大致相等易充满
锻造工艺过程及模具设计第7章模锻 工艺
(4)当圆饼类锻件H≤D时,应采取径向分
模,不宜采用轴向分模(图7.10)。
四、和垂直分模平锻机相比,水 平分模平锻机在操作上的优点:
1.夹紧力大,可利用夹紧滑块作为模锻变 形机构,扩大了应用范围,提高了锻件 精度。
2.模锻时坯料沿水平方向传送,易于实现 机械化和自动化。
锻造工艺过程及模具设计第7章模锻 工艺
五、和垂直分模平锻机相比,水平分模平 锻机有如下缺点:
1.曲柄连杆式的夹紧机构,夹紧保持时间 有限,不宜进行深冲孔和管坯端部镦锻成形。
模锻件图是根据产品图设计的,分为 冷锻件图和热锻件图两种。
锻造工艺过程及模具设计第7章模锻 工艺
冷锻件图即为锻件图。 冷锻件图用于最终锻件的检验和校正 模的设计,也是机械加工部门制定加工 工艺过程,设计加工夹具的依据。 热锻件图用于锻模设计和加工制造。 热锻件图是对冷锻件图上各尺寸相应地 加上热胀量而绘制的。
锻造工艺过程及模具设计第7章模锻 工艺
采用带导柱的组合模,能锻出精度较 高的锻件。
采用带镶块的组合模具,可节约大量 模具钢。
切边模也可以装在同一副模架上。
锻造工艺过程及模具设计第7章模锻 工艺
7.1.3 螺旋压力机及其工艺过程特征
目前 国内用得 较多的螺 旋压力机 是摩擦压 力机。图 7-4为摩擦 压力机的 传动系统
3、摩擦压力机设备制造成本低,劳动条件好。 4、摩擦压力机的缺点是生产率低、传动效率 低、抗偏载能力差。
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• 带铭文出土文物“越王勾践剑”也是青铜 剑。传说中的“干将、莫邪雌雄剑”当然 也该是铸造的。
• 从比较严格的意义上讲,中国古代的锻造技 术基本是和钢同时出现的,从2000多年前的
汉代开始即被广泛应用于社会生活的各个
领域。钢质锻件的的出现使“铁器时代” 向前跨进了一大步,促进了历史文明的发展, 但受锻造成形原理所限,它没有像古代铸造
料。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。当没有专 门的下料设备时,也可以在其他设备上进行切料。常用的下料方法介绍如下:
1.锯切 锯切常在圆盘锯、弓形锯和带锯上进行。圆盘锯是由电动机带动带齿的锯盘 慢速旋转并移动,而将棒料切断。圆盘锯通用性强,锯盘的最大直径可达2m, 能够锯切的棒料直径在750mm以下。
5.气割 气割是利用氧气和可燃气体的气割器(称割炬),产生温度很高的火焰,使割缝上 的金属熔化而烧断金属材料。
6.精密剪切下料 由于无飞边锻模、精密锻造、冷挤压以及精密辗压等新工艺的出现和日益广泛的 应用.对棒料剪切下料工艺的要求也越来越高。要求采用精密下料方法,以提高 断面质量,减少切断变形,严格控制下料公差和提高劳动生产率。
2.1 一般加热方法 ①加热方法按照采用的热源不同分:
火焰加热 电加热(电阻加热;感应加热) ②两种加热方法的加热原理和优缺点?
电加热(电阻加热;感应加热)
③什么是感应加热的趋 肤效应? ④感应加热时候的原则?
2.2 钢加热时的缺陷及防止措施? ①氧化、脱碳、增碳 产生的原因及防止措施? ②过热、过烧 产生的原因及防止措施? ③裂纹 产生的原因及防止措施?
第二章 锻造用原材料及坯料准备
2.1 锻造用原材料 ①锻造用的原材料的对象? (棒料、板料、
管料)。 ②锻造用的原材料的材质?
(钢、有色金属) ③钢的分类? 含碳量;化学成分;碳的质量分数;加入合
金元素
2.1 锻造用原材料 ④锻造用有色金属主要有铜、铝及合金等。
1.1 锻造用原材料的下料
锻造用钢是各种类型的钢锭和钢坯;锻造用有色金属一般是各种类型的坯料。 除大、中型自由锻件采用钢锭为坯料外,一般锻件都采用各种金属棒料为坯
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。
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)
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。
第三章 锻造的加热规范
2.3 锻造温度范围的确定?
2.4加热规范
(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~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,图4-2是在铁碳合金相图 基础上制定的碳钢锻造温度范围。 开始锻造的温度称为始锻温度。它应低于固相线AE约150~200℃,以防止过热 和过烧。
第一章 概述
1.3 锻造技术发展的未来趋势 ① 数字化塑性成形技术;
锻造技术发展的未来是锻造技术数字化。 数字化的体现是什么? (CAD/CAM/CAE) ② 锻造设备和工艺技术发展趋势? 三个方面:设备大型化;自动化、精密化; 绿色化。
第一章 概述
1.4 学习本课程的任务: ① 设能力; ② 分析能力; ③ 解决锻件缺陷问题的能力。
锻造工艺过程及模具设计
主讲:王泽
第一章 概述
1.1 锻造生产 ① 锻造的目的或者什么是锻造? ② 锻造与铸造,压铸,注塑发展以及区
别? 从历史的角度谈发展; 从工艺的角度谈区别。
• 晚商时代的青铜鼎
西周青铜鼎
中华 第一 剑, 刺出 最古 铁器 时代
西周晚期
• 兵马佣出土的青铜剑
铜战 剑国
时 代 青
结束锻造时的温度称为终锻温度。终锻温度主要应保证在结束锻造之前金属还具 有足够的塑性以及锻件在锻后获得再结晶组织,但过高的终锻温度电会使 锻件在冷却过程中晶粒继续长大,因而降低了力学性能,尤其是冲击韧度。 对过共析钢,为避免形成二次网状渗碳体,在Es线下还应继续锻打,它的终锻 温度应高于PsE’线50~100℃。对亚共析钢,由于在高温单相区内有良好塑 性,所以终锻造温度应在Gs线上15~20℃。对于低碳钢,在Gs线(A3)以下的两 相区(r+a)也有足够的塑性,因此低碳钢的终锻温度。 对于最后一次锻造的终锻 温度还要根据剩余变形程度查再结晶图,以避免锻件晶粒粗大。对于锻后立即进 行余热热处理的锻件,终锻温度还要考虑余热热处理的要求。精整工序的终锻温 度允许比规定值低50~80℃。
④ 我国锻造的基本情况? ⑤ 模锻的特点? ⑥ 通用的锻造设备有哪些? (油压机,模锻锤,曲柄压力机,摩擦 压力机等)
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?
(生产对象的发展) (生产设备的发展)
由于生产条件的不同,各工厂所用的锻造温度范围也不完全相同。钢料的锻 造温度范围见表4-1;有色金属的锻造温度范同见表4-2。
技术那样为后人留下无数灿烂辉煌、令人 瞩目的艺术作品,因而也就从未受到过应有 的重视,让人更为遗憾的是,许多传统的锻造 技术现在已经消失或正被遗忘。
压铸和注塑的发展100多年的历史。
从工艺的角度谈区别
1.锻造
2.铸造
3.压铸
4.注塑
③ 锻造的分类? (自由锻,模锻,开式模锻,闭式模锻)
2.剪切 一般在剪床上进行,可以剪切直径为200mm以下的钢材。对于低碳钢、中碳钢 等断面尺寸较小的钢坯可以冷剪。
3.冷折下料 在水压机或曲柄压力机上,通过冲头将压力 传到材料上,从而使被折材料沿预先加工好 的切折断,
切口宽度b=(5~8)mm; 切口深度h=(a)1/3mm;
4.砂轮切割 砂轮切割是在砂轮切割机上将钢坯切断。 砂轮切割机是由电动机带动薄片砂轮 (厚度一般在3mm以下)高速旋转,并用 手动或机动使它作上下运动而将钢坯切断。 砂轮切割机可切割直径在40mm以下的任何硬度的 金属材料。