32金属塑性成形的方法及设备PPT课件
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3
4
1.胎模锻锻模的种类、结构及用途
名称
动
画
视
频
摔 模
弯 模
54
结构和用途
摔模由上摔、下摔及摔把组成， 常用于回转体轴类锻件的成形 或精整，或为合模制坯
弯模由上模、下模组成，用于 吊钩、吊环等弯杆类锻件的成 形或为合模制坯
5
名称 合 模
扣 模
动
画
55
结构和用途 合模由上模、下模及导向装 置组成，多用于连杆、拨叉 等形状较复杂的非回转体锻 件终锻成形
概述
1、板料冲压概念 板料冲压是在冲床上用冲模使金属或非金属板料产生分离或变形而
获得制件的加工方法。板料冲压通常在室温下进行，所以又叫冷冲压。 2、板料冲压用材
用于冲压的材料必须具有良好的塑性。常用的有低碳钢、高塑性 合金钢、铝和铝合金、铜和铜合金等金属材料以及皮革、塑料、胶木等 3、板料冲压的设备
胎模不固定在设备上，锻造时用工具夹持着进行锻打。 与自由锻相比，胎模锻生产效率高，锻件加工余量少， 精度高；与模锻相比，胎模制造简单，使用方便，成本较低， 也不需要昂贵的设备。 胎模锻曾广泛应用于中型锻件的中小批量生产中。 胎模锻劳动强度大，辅助操作多，模具寿命低，在现代 工业中已逐渐被模锻所取代。
★切断模膛
切断坯料 实际锻造时应根据锻件的复杂程度相应选用单模膛锻
模或多模膛锻模。一般形状简单的锻件采用仅有终锻模膛 的单模膛锻模，而形状复杂的锻件（如截面不均匀、轴线 弯曲、不对称等）则需采用具有制坯、预锻、终锻等多个 模膛的锻模逐步成形。
18
弯曲连杆零件图
19
多 膛 锻 模
20
单 膛 锻 模
弹性变形阶段
塑性变形阶段
断裂分离阶段
38
2）冲裁间隙 冲裁间隙是指冲裁凸模与凹模之间工作部分的尺寸之
差，即 Z = D凹－D凸
冲裁间隙对冲裁过程有很大的影响，它不仅对冲裁件 的质量起决定性的作用，而且直接影响模具的使用寿命。
39
3）凸凹模刃口尺寸的确定
落料：以凹模为设计基准 D凹 = d落 D凸= D凹 – Z
冲孔：以凸模为设计基准
4） 冲裁件的排样
D凸 = d孔 D凹 = D凸 + Z
排样：冲裁件在板料上的布置方式，分为:
冲裁件的排样
有搭边排样 少无搭边排样
40
182.75mm2
117mm2
112.63mm2 97.5mm2
冲裁件的排样
41
2修整
冲裁后的修整有外圆修整、内孔修整
修整前精度∠IT11，表面粗糙度为12.5～6.3μm 修整后精度IT6 ～ IT7，表面粗糙度为0.8 ～ 1.6μm
扣模由上扣、下扣组成，有 时仅有下扣，主要用于非回 转体锻件的整体、局部成形 或为合模制坯
6
目录
名称
冲 切 模
动
画
组 合 套 模
视
频
56
结构和用途
冲切模由冲头和凹模组成， 用于锻件锻后冲孔和切边
组合套模由模套及上模、 下模组成，用于齿轮、法 兰盘等盘类零件的成形
7
2 典型锻件的胎模锻工艺过程
1）轴套胎模锻
8
2）双联齿轮胎模锻
9
3 设备 空 气 锤
10
—
单 柱 蒸 汽 空 气 锤
11
—
双 柱 蒸 汽 空 气 锤
12
3.2.2 模型锻造
概述 1.模型锻概念
将加热到锻造温度的金属坯料放到固定在模锻设备上的锻模模膛内， 使坯料受压变形，从而获得锻件的方法。
2.模型锻特点（与自由锻和胎模锻相比）
1）可锻制形状较为复杂的锻件 2）锻件的形状和尺寸较准确、表面质量好，材料利用率和生产效
剪床、冲床 4、冲压的特点
生产率高、成本低；成品的形状复杂、尺寸精度高、表面质量好 且刚度大、强度高、重量轻，无需切削加工即可使用。 5、板料冲压的应用
在仪表、汽车、拖拉机、电机、电器、日常生活用品及国防等工 业中有广泛应用。
34
35
一、 分离工序
36
1落料及冲孔（冲裁）
37
1）冲裁过程
弹性变形阶段－塑性变形阶段－断裂分离阶段
切断模膛
16
(1)模锻模膛
★预锻模膛 目的是使坯料变形到接近于锻件的形状和尺寸，以便在终锻成形
时金属充型更加容易，同时减少终锻模膛的磨损，延长锻模的使用寿 命。 预锻模膛的圆角、模锻斜度均比终锻模膛大，而且不设飞边槽。 ★终锻模膛
可使坯料变 形到锻件最终尺寸 终锻模膛的分模面上有一圈飞边槽，用以增加金属从模膛中流出的 阻力，促使金属充满模膛，同时容纳多余的金属。模锻件的飞边须在 模锻后切除。
21
二、 压力机上模锻
锤上模锻因其工艺适应性广而被广泛采用。但 锻造过程中振动大、噪音高、效率低、能源消耗多、 劳动条件差等缺点无法克服，所以近年来大吨位的 模锻锤有逐步被压力机取代的趋势。
用于模锻的压力机主要有： 热模锻压力机、摩擦压力机及平锻机等。
22
.
1 摩 擦 压 力 机 上 模 锻
23
率高。 3）模锻需采用专用的模锻设备和锻模，投资大、前期准备时间
长，并且由于受三向压应力变形，变形抗力大。
3.应用
中小型锻件的大批量生产
4.模锻的分类: 锤上模锻、压力机上模锻
13
一、锤上模锻
1.锤上模锻原理
14
15
2.锻模
上模 锻模
下模
分模面
模膛
终锻模膛 模锻模膛
预锻模膛
拔长模膛
制坯模膛
滚压模膛 弯曲模膛
3.2 金属塑性变形的方法及设备
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总体概述
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3.2.1 胎模锻
胎模锻是在自由锻设备上使用可移动的简单模具生产锻 件的一种锻造方法。
胎模锻造一般先采用自由锻制坯，然后在胎模中终锻成 形。锻件的形状和尺寸主要靠胎模的型槽来保证。
(2)制坯模膛
制坯模膛主要作用是按照锻件形状合理分配坯料体积，使坯料形状 基本接近锻件形状。制坯模膛分为拔长模膛、滚压模膛、弯曲模膛、 成形模膛、镦粗台及压扁面等。
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★拔长模膛
减小坯料某部分横截面积以增加该部分的长度。
★滚压模膛
减小坯料某部分的横截面积以增加另一部分的横截面积。
★弯曲模膛
将坯料轴线由直线变成曲线形状。
3切断
外圆修整
摩擦压力机模型及原理图
24
25
.
2 曲 柄 压 力 机 上 模 锻
26
27
3.平锻机上模锻 平锻机是沿水平方向对坯料施加压力的锻
造机械，即卧式的曲柄压力机。 其结构上的最大特点是具有两个互相垂
直的滑块，分别承担镦锻和夹紧的功能。
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平锻机模型及原理图
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31
32百度文库
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3.2.3 板料冲压
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1.胎模锻锻模的种类、结构及用途
名称
动
画
视
频
摔 模
弯 模
54
结构和用途
摔模由上摔、下摔及摔把组成， 常用于回转体轴类锻件的成形 或精整，或为合模制坯
弯模由上模、下模组成，用于 吊钩、吊环等弯杆类锻件的成 形或为合模制坯
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名称 合 模
扣 模
动
画
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结构和用途 合模由上模、下模及导向装 置组成，多用于连杆、拨叉 等形状较复杂的非回转体锻 件终锻成形
概述
1、板料冲压概念 板料冲压是在冲床上用冲模使金属或非金属板料产生分离或变形而
获得制件的加工方法。板料冲压通常在室温下进行，所以又叫冷冲压。 2、板料冲压用材
用于冲压的材料必须具有良好的塑性。常用的有低碳钢、高塑性 合金钢、铝和铝合金、铜和铜合金等金属材料以及皮革、塑料、胶木等 3、板料冲压的设备
胎模不固定在设备上，锻造时用工具夹持着进行锻打。 与自由锻相比，胎模锻生产效率高，锻件加工余量少， 精度高；与模锻相比，胎模制造简单，使用方便，成本较低， 也不需要昂贵的设备。 胎模锻曾广泛应用于中型锻件的中小批量生产中。 胎模锻劳动强度大，辅助操作多，模具寿命低，在现代 工业中已逐渐被模锻所取代。
★切断模膛
切断坯料 实际锻造时应根据锻件的复杂程度相应选用单模膛锻
模或多模膛锻模。一般形状简单的锻件采用仅有终锻模膛 的单模膛锻模，而形状复杂的锻件（如截面不均匀、轴线 弯曲、不对称等）则需采用具有制坯、预锻、终锻等多个 模膛的锻模逐步成形。
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弯曲连杆零件图
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多 膛 锻 模
20
单 膛 锻 模
弹性变形阶段
塑性变形阶段
断裂分离阶段
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2）冲裁间隙 冲裁间隙是指冲裁凸模与凹模之间工作部分的尺寸之
差，即 Z = D凹－D凸
冲裁间隙对冲裁过程有很大的影响，它不仅对冲裁件 的质量起决定性的作用，而且直接影响模具的使用寿命。
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3）凸凹模刃口尺寸的确定
落料：以凹模为设计基准 D凹 = d落 D凸= D凹 – Z
冲孔：以凸模为设计基准
4） 冲裁件的排样
D凸 = d孔 D凹 = D凸 + Z
排样：冲裁件在板料上的布置方式，分为:
冲裁件的排样
有搭边排样 少无搭边排样
40
182.75mm2
117mm2
112.63mm2 97.5mm2
冲裁件的排样
41
2修整
冲裁后的修整有外圆修整、内孔修整
修整前精度∠IT11，表面粗糙度为12.5～6.3μm 修整后精度IT6 ～ IT7，表面粗糙度为0.8 ～ 1.6μm
扣模由上扣、下扣组成，有 时仅有下扣，主要用于非回 转体锻件的整体、局部成形 或为合模制坯
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目录
名称
冲 切 模
动
画
组 合 套 模
视
频
56
结构和用途
冲切模由冲头和凹模组成， 用于锻件锻后冲孔和切边
组合套模由模套及上模、 下模组成，用于齿轮、法 兰盘等盘类零件的成形
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2 典型锻件的胎模锻工艺过程
1）轴套胎模锻
8
2）双联齿轮胎模锻
9
3 设备 空 气 锤
10
—
单 柱 蒸 汽 空 气 锤
11
—
双 柱 蒸 汽 空 气 锤
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3.2.2 模型锻造
概述 1.模型锻概念
将加热到锻造温度的金属坯料放到固定在模锻设备上的锻模模膛内， 使坯料受压变形，从而获得锻件的方法。
2.模型锻特点（与自由锻和胎模锻相比）
1）可锻制形状较为复杂的锻件 2）锻件的形状和尺寸较准确、表面质量好，材料利用率和生产效
剪床、冲床 4、冲压的特点
生产率高、成本低；成品的形状复杂、尺寸精度高、表面质量好 且刚度大、强度高、重量轻，无需切削加工即可使用。 5、板料冲压的应用
在仪表、汽车、拖拉机、电机、电器、日常生活用品及国防等工 业中有广泛应用。
34
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一、 分离工序
36
1落料及冲孔（冲裁）
37
1）冲裁过程
弹性变形阶段－塑性变形阶段－断裂分离阶段
切断模膛
16
(1)模锻模膛
★预锻模膛 目的是使坯料变形到接近于锻件的形状和尺寸，以便在终锻成形
时金属充型更加容易，同时减少终锻模膛的磨损，延长锻模的使用寿 命。 预锻模膛的圆角、模锻斜度均比终锻模膛大，而且不设飞边槽。 ★终锻模膛
可使坯料变 形到锻件最终尺寸 终锻模膛的分模面上有一圈飞边槽，用以增加金属从模膛中流出的 阻力，促使金属充满模膛，同时容纳多余的金属。模锻件的飞边须在 模锻后切除。
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二、 压力机上模锻
锤上模锻因其工艺适应性广而被广泛采用。但 锻造过程中振动大、噪音高、效率低、能源消耗多、 劳动条件差等缺点无法克服，所以近年来大吨位的 模锻锤有逐步被压力机取代的趋势。
用于模锻的压力机主要有： 热模锻压力机、摩擦压力机及平锻机等。
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1 摩 擦 压 力 机 上 模 锻
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率高。 3）模锻需采用专用的模锻设备和锻模，投资大、前期准备时间
长，并且由于受三向压应力变形，变形抗力大。
3.应用
中小型锻件的大批量生产
4.模锻的分类: 锤上模锻、压力机上模锻
13
一、锤上模锻
1.锤上模锻原理
14
15
2.锻模
上模 锻模
下模
分模面
模膛
终锻模膛 模锻模膛
预锻模膛
拔长模膛
制坯模膛
滚压模膛 弯曲模膛
3.2 金属塑性变形的方法及设备
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3.2.1 胎模锻
胎模锻是在自由锻设备上使用可移动的简单模具生产锻 件的一种锻造方法。
胎模锻造一般先采用自由锻制坯，然后在胎模中终锻成 形。锻件的形状和尺寸主要靠胎模的型槽来保证。
(2)制坯模膛
制坯模膛主要作用是按照锻件形状合理分配坯料体积，使坯料形状 基本接近锻件形状。制坯模膛分为拔长模膛、滚压模膛、弯曲模膛、 成形模膛、镦粗台及压扁面等。
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★拔长模膛
减小坯料某部分横截面积以增加该部分的长度。
★滚压模膛
减小坯料某部分的横截面积以增加另一部分的横截面积。
★弯曲模膛
将坯料轴线由直线变成曲线形状。
3切断
外圆修整
摩擦压力机模型及原理图
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2 曲 柄 压 力 机 上 模 锻
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3.平锻机上模锻 平锻机是沿水平方向对坯料施加压力的锻
造机械，即卧式的曲柄压力机。 其结构上的最大特点是具有两个互相垂
直的滑块，分别承担镦锻和夹紧的功能。
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平锻机模型及原理图
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32百度文库
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3.2.3 板料冲压