2机械制造工艺基础第五版第二章

反射炉
二、自由锻设备
常用设备有空气锤和水压机。
空气锤
水压机
三、自由锻方法
自由锻的工序：基本工序、辅助工序和精整工序。
自由锻的基本工序：镦粗、拔长、冲孔、弯曲、切割。
1．镦粗和局部镦粗
镦粗——使毛坯高度减小、横断面积增大的锻造工 序。 局部镦粗——在坯料上某一部分进行的镦粗。
2．拔长
拔长——使毛坯横断面积减小、长度增加的锻造工 序。
3．锻造温度范围——锻件的始锻温度到终锻温度的温
度间隔。 4．加热速度——加热时坯料表面温度升高的速度 （℃/h）。
二、锻件的冷却方法
1．冷却规范
冷却规范——冷却过程中温度与时间的关系。
2．冷却方式

空冷：热态锻件在空气中冷却 堆冷：将热态锻件成堆放在空气中进行冷却 坑冷：将热态锻件放在地坑（或铁箱）中缓慢冷却 灰砂冷：将热态锻件埋入炉渣、灰或砂中缓慢冷却 炉冷：锻后锻件放入炉中缓慢冷却
双面冲孔
单面冲孔
5．弯形
弯形——采用一定的工模具将毛坯弯成所规定外形 的锻造工序。
1—成形压铁 2—坯料 3—成形垫铁
自由弯形
成形弯形
6．切割
切割——把板材或型材等切成所需形状和尺寸的坯料 或工件的锻造工序。


单面切割 双面切割和四面切割 圆料切割

单面切割

双面切割和四面切割 双面切割——在坯料的两个相对面上先后切割。 四面切割——先切割两相对面，再切割相邻的两相 对面。 双面和四面切割一般用于切割截面较大的坯料。
反复90°翻转法
沿螺旋线翻转法
3．心棒拔长和扩孔
心棒拔长——在空心毛坯中加心棒进行变形以减小空 心毛坯外径（即壁厚）而增加其长度的锻造工序。
扩孔——减小空心毛坯壁厚而增大其内径和外径的锻 造工序。
心棒拔长
冲头扩孔
心轴扩孔
4．冲孔
冲孔——在坯料上冲出透孔或不透孔的锻造工序。

双面冲孔 单面冲孔
§2－3 自由锻
自由锻——只用简单的通用性工具，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的锻件的锻造方法。
一、 加热炉
二、自由锻设备
三、自由锻方法
四、自由锻常见缺陷
五、自由锻实例
一、 加热炉
加热炉的加热方式主要有：火焰加热和电加热。目 前在一般中小型工厂中，较普遍采用的是以烟煤作燃料 的反射炉。

圆料切割
四、自由锻常见缺陷

裂纹 末端凹陷 轴心裂纹 折叠
末端凹陷和轴心裂纹
折叠
五、自由锻实例
压盖锻件图
wk.baidu.com
印槽
一端拔小
端部镦粗
滚圆
外 圆 修 正
冲孔
锻出凸台
两垫环中修正
§2－4 模锻
模锻——利用模具使毛坯变形而获得锻件的 锻造方法。
一、 胎模锻
二、模锻
一、 胎模锻
1．特点
胎模锻——在自由锻设备上使用可移动模具生产锻 件的一种锻造方法。

在分离或成形过程中，板料的厚度变化很小，内部 组织也不产生变化。 生产效率很高，易实现机械化、自动化生产。 冲压制件尺寸精确，表面光洁，一般不再进行加工 或仅按需要补充进行机械加工即可使用。 适应范围广，从小型的仪表零件到大型的汽车横梁 等均能生产，并能制出形状较复杂的冲压制件。 冲压使用的模具精度高，制造复杂，成本高，所以 主要适用于大批量生产。

自由锻简单、灵活


能制造形状复杂、尺寸准确锻件
适用于小批量生产中用自由锻成形困难、模锻又 不经济的复杂形状锻件的生产
2．胎模的类型
（1）制坯整形模
摔模
扣模
（2）成形模
套模
合模
（3）切边冲孔模
二、模锻
1．模锻设备
常用的横锻设备有模锻空气锤、螺旋压力机、平锻机 等。
2．锻模及模膛
锻模——模锻时使坯料成形而获得模锻件的工具。
弯形
圆筒状制件的成形过程
2．拉深
拉深——又称拉延，是变形区在一拉一压的应力状 态作用下，使板料（或浅的空心坯）成形为空心件（深 的空心件）而厚度基本不变的加工方法。
1－板料 2－凸模 3－压板 4－工件 5－凹模 6－拉深制件
3．其他冲压成形工序简介
其他冲压成形工序
第二章 锻压
§2－1 §2－2 §2－3 §2－4 §2－5 概述 金属的加热和锻件冷却 自由锻 模锻 冲压
§2－1 概述
锻压——对坯料施加外力，使其产生塑性变 形、改变尺寸、形状及改善性能，用以制造机械 零件、工件或毛坯的成形加工方法。
一、 锻造 二、冲压 三、 压力加工简介
一、 锻造
锻造——在加压设备及工（模）具的作用下， 使金属坯料或铸锭产生局部或全部的塑性变形， 以获得一定几何形状、尺寸和质量的锻件的加工 方法。 锻件——金属材料经过锻造变形而得到的工 件或毛坯。
连杆弯形的锻模及模锻过程
1－弯形模膛 2－预锻模膛 3－滚挤模膛 4－拔长模膛 5－终锻模膛 6－滚挤模膛断面
§2－5 冲压
一、冲压常用设备 二、分离工序 三、成形工序
一、冲压常用设备
机械压力机
剪切机
二、分离工序
分离工序——使板料的一部分和另一部分分开的 工序，包括冲裁和切断。
1．冲裁
冲裁——利用冲模将板料以封闭的轮廓与坯料分离的 一种冲压方法。 落料：利用冲裁取得一定外形的制件或坯料的冲压方 法。 冲孔：将冲压坯料内的材料以封闭的轮廓分离开来， 得到带孔制件的一种冲压方法。
分离工序和成形工序
分离工序示意
成形工序示意
三、 压力加工简介

轧制 拉拔 挤压
其他常见压力加工方法
§2－2 金属的加热和锻件冷却
金属加热的目的：提高塑性，降低变形抗 力，并使内部组织均匀。
一、锻造温度范围 二、锻件的冷却方法
一、锻造温度范围
1．始锻温度——开始锻造的温度。 2．终锻温度——终止锻造的温度。
落料
冲孔
2．切断
切断——将板料沿不封闭的曲线分离的一种冲压方 法。分切断和切口。
切断：两部分板料沿不封闭曲线完全分离。 切口：两部分板料沿不封闭曲线部分地分离，且分离 部分的材料发生弯曲。
切口
三、成形工序
成形工序——使板料发生塑性变形，以获得规定形 状工件的工序，包括弯形和拉深。
1．弯形
弯形——将板料在弯矩作用下弯成具有一定曲率和 角度的制件的一种成形方法。
锻造概述
自由锻
模锻
锻件
锻造特点：

改善金属的内部组织，提高金属的力学性能 具有较高的劳动生产率 适应范围广 可以大大地节省金属材料和减少切削加工工时 不能锻造形状复杂的锻件
二、冲压
冲压——使板料经分离或成形而得到制件的工 艺。 冲压件——用冲压的方法制成的工件或毛坯。
冲压
冲压的特点：