第二章 锻压
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2．锻造温度范围
锻造温度范围——锻件的始锻温度到终锻温度的温度间隔。
3．加热速度
加热温度——加热时坯料表面温度升高的速度（℃/h）。
第二章 锻压 二、自由锻
自由锻——是利用冲击力或压力使金属在上、下砧面间 各个方向自由变形，不受任何限制而获得所需形状和尺寸及 一定力学性能的锻件的一种加工方法。
1．自由锻设备
缓慢冷却的方法 速度较堆冷低
锻件入灰（砂）温度一般不低于
将热态锻件埋入 炉渣、灰或砂中缓 慢冷却的冷却方法
500℃，冷却至150℃左右出灰（砂）， 周围蓄砂厚度不能小于80mm
灰砂冷的冷却速度低于坑冷
锻后锻件放入炉 锻后置原加热炉中，随炉冷却，冷速
中缓慢冷却的方法 极慢，其冷却速度低于灰砂冷
适用场合
形，有较大量的塑性流动
冲压
轧制 拉拔
挤压
加工方法图示
产品图例
第二章 锻压
锻造
在冲压加工中，坯料主要通过改变各部
位面积的空间位置而成型
冲压
轧制 拉拔
挤压
加工方法图示
产品图例
第二章 锻压
锻造
使坯料在旋转轧辊的压力作用下，产生
连续塑性变形，获得要求的截面形状并改变
冲压
其性能
轧制
拉拔
挤压
加工方法图示
产品图例
冲压
第二章 一、冲压常用设备
1．机械压力机（冲床）
锻压
开式双柱压力机
闭式压力机
第二章 锻压
冲压机应用曲柄滑块机构将曲轴（相当于曲柄） 的旋转运动转换为冲压头（相当于滑块）的往复 直线运动。
动画
2．剪切机
第二章 锻压
b）c） 剪切机
剪切
剪切刀片
第二章 锻压
二、冲压工序
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。
整体镦粗
局部锻粗
第二章 锻压
拔长——是使坯料长度增加、横截面面积减小的锻造工序。 拔长时，每次送进量L应为砧宽B的0.3～0.7倍。若L太大， 拔长效率反而下降；若L太小，又易产生夹层。
a）
b）
c）
拔长的送进量
a）送进量合适 b）送进量太大，拔长效率低 c）送进量太小，易产生夹层
第二章 锻压
较重锻件的拔长
剪切
第二章 锻压
剪切
第二章 锻压
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。
第二章 锻压
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。
弯形
第二章 锻压
动画1
圆筒状制件的成形过程
动画2
动画3
第二章 锻压
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。
b）落料
a）落料或冲孔
c）冲孔
第二章 锻压
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。
第二章 锻压
落料
冲孔源自文库
冲孔落料 复合模1
冲孔落料 复合模2
第二章 锻压
扭转——使坯料的一部分相对于另一部分旋转一定 角度的锻造工序。
第二章 锻压
切断——分割坯料或切除料头的锻造工序。
方形截面切断
第二章 锻压
圆形截面切断
第二章 锻压
3．自由锻的特点及应用
（1）设备和工具有很大的通用性，且工具简单，通 常只能制造形状简单的锻件。
（2）自由锻可以锻制质量不足1kg到300t左右的锻件。 大型锻件只能采用自由锻，因此自由锻在一般机械制造中 具有重要意义。
第二章 锻压
1 第一节 压力加工 2 第二节 锻造 3 第三节 冲压
第二章 锻压
第一节 压力加工
一、压力加工方法
压力加工——使毛坯材料产生塑性变形或分离而无 切屑的加工方法。
常见的压力加工有锻压、轧制、拉拔、挤压等。
常见的压力加工方法
锻造
冲压 轧制 拉拔 挤压
第二章 锻压
第二章 锻压
锻造
在锻造中，坯料整体发生明显的塑性变
锻压新技术和新工艺
第二章 锻压
二、锻压的特点
工艺 类别 锻造
冲压
特点
（1）改善金属的内部组织，提高金属的力学性能， 如能提高工件的强度、塑性和韧性
（2）具有较高的劳动生产率 （3）采用精密模锻可使锻件尺寸、形状接近成品，
因而可大大节约金属材料和减少切削加工工时
（1）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
低碳、低合金中小 型锻件或锻后不直接 切削加工件
低碳钢、中碳钢的 小型锻件
低合金钢及截面尺 寸较大的锻件，锻后 可直接切削加工
高合金钢及中大型 锻件锻后可切削加工
第二章 锻压
六、自由锻的常见缺陷
裂纹
产生原因 （1）坯料质量不好 （2）加热不充分 （3）锻造温度过低 （4）锻件冷却不当 （5）锻造方法有误
操作前检查管道阀门及装置是否完好、无泄漏。
第二章 锻压
操作前须进行空运转试车，确认一切正常方可开始工作。 操作设备时必须坚守工作岗位，不做与工作无关的事，必须
离开时，要停机并切断电源。 规范操作设备，不得超范围、超负荷使用设备。 操作完毕，应整理工具和产品制件，清扫工作场地和设备，
并擦拭干净设备各部位，各滑动面应加油保护。
（2）主要适用于大批量 生产
第二章 锻压
三、锻压设备安全操作规程
操作前确认设备床身、工作台面、导轨以及其他主要滑动 面上不得有障碍物，润滑部位油量充足。
操作前、后应检查各操作机构的手柄、阀、杆等是否放在 说明书规定的非工作位置上。
操作前检查安全防护装置是否齐全完好，各主要零部件及 紧固件有无异常松动现象。
自由锻分为手工自由锻和机器自由锻两种。
第二章 锻压
手工自由锻
机械自由锻
第二章 锻压
空气锤
蒸汽—空气锤
水压机
第二章 锻压
2．自由锻的基本工序
（1）镦粗 （2）拔长 （3）冲孔
（4）弯曲 （5）扭转 （6）切断
第二章 锻压
镦粗——是对原坯料沿轴向锻打，使其高度降低、横 截面面积增大的操作过程 。分为整体镦粗和局部锻粗 。
（2）生产效率很高，易实现机械化、自动化生产 （3）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 （4）冲压使用的模具精度高，制造复杂，成本高
应用场合
（1）适应范围广。既可 进行单件、小批量生产， 又可进行大批量生产
（2）不能锻造形状复杂 的工件
（1）适应范围广，并能 制出形状较复杂的冲压 制件
（3）自由锻依靠操作者的技术控制形状和尺寸，锻 件精度低，表面质量差，金属消耗多。
第二章 锻压
三、模锻
模锻——将加热后的坯料放在锻模的模腔内，经过锻 造，使其在模腔所限制的空间内产生塑性变形，从而获得 锻件的锻造方法。
模锻件
液压模锻锤
第二章 锻压
1．模锻工艺过程
模锻的锻模结构有单模膛锻模和多模膛锻模。
第二章 锻压
四、胎模锻
胎模锻——是自由锻与模锻相结合的加工方法，即在 自由锻设备上使用可移动的模具生产锻件。
1．胎模结构
锤子
锤头胎模结构
第二章 锻压
2．胎模锻的特点及应用
模具结构简单、易于制造、不需要专用锻造设备 胎模锻件质量没有模锻件高 工人劳动强度较大 胎模寿命短 生产率较低
第二章 锻压
第二章 锻压
第二节 锻造
锻造——是在压力设备及工（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。
锻造概述
第二章 锻压
自由锻 模锻
第二章 锻压
一、坯料的加热
1．金属材料的始锻温度和终锻温度
始锻温度——允许加热达到的最高温度。 终锻温度——停止止锻造的温度。
第二章 锻压
锻造
坯料在牵引力作用下通过模孔拉出，使
之产生塑性变形且截面缩小、长度增加
冲压
轧制 拉拔
挤压
加工方法图示
产品图例
第二章 锻压
锻造
坯料在三向不均匀压应力作用下，从模具
的孔口或缝隙挤出，使之横截面积减小、长度
冲压
增加，成为所需制品。分为冷挤、温挤和热挤。
轧制
拉拔
挤压
加工方法图示
产品图例
第二章 锻压
第二章 锻压
末端凹陷和轴心裂纹
产生原因
（1）锻造时坯料内部未热 透，变形只产生在坯料表面
（2）坯料整个截面未锻透， 变形只产生在坯料表面
第二章 锻压
折叠
产生原因 坯料在锻压时送进量小于单面 压下量。
第二章 锻压
第三节 冲压
冲压——利用冲压设备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。 冲压加工通常是在常温下进行的，所以习惯上又 称为冷冲压，简称冷冲或冲压。
第二章 锻压
2．冲压的应用场合
冲压常用的板材为低碳钢、不锈钢，铝、铜及 其合金等，它们的塑性好，变形抗力小，适于冷加 工。
板料冲压被广泛用于汽车、电器、仪表和航空 等制造业中。
第二章
小结： 作业：习题集P17-20
锻压
单模膛锻模
锻模过程
第二章 锻压
模锻工艺过程
第二章 锻压
2．模锻的特点及应用
（1）由于有模膛引导金属的流动，锻件的形状可以比 较复杂。
（2）锻件内部的锻造流线按锻件轮廓分布，从而提高 了工件的力学性能和使用寿命。
（3）锻件表面光洁、尺寸精度高，可节约材料和切削 加工工时。
（4）生产率较高。 （5）操作简单，易于实现机械化。
1－板料 2－凸模 3－压板 4－工件 5－凹模 6－拉深制件
3．其他成形
第二章 锻压
翻边
缩口
第二章 锻压
起伏
第二章 锻压
液压成形
胀形
橡皮成形
第二章 锻压 三、冲压特点及其应用
1．冲压的特点
（1）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。
（2）生产效率很高，易实现机械化、自动化生产。 （3）冲压制件尺寸精确，表面光洁，无需再进行机械加工。 （4）冲压加工适应范围广。 （5）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。
五、锻件的锻后冷却
冷却 方式
空冷
堆冷
坑冷
灰砂 冷
炉冷
定义
特点
热态锻件在空气 冷却速度较快的一种冷却方式，锻后
中冷却的方法
置空气中散放，冷速快，晶粒细化
将热态锻件成堆
放在空气中进行冷 冷却速度低于空冷
却的方法
将热态锻件放在 锻后置于填有石灰、砂子或炉灰的坑
地坑（或铁箱）中 内或箱内堆在一起。冷速稍慢，其冷却
较小锻件的拔长
第二章 锻压
圆形坯料拔长时的过渡截面形状
第二章 锻压
冲孔——是用冲子在坯料上冲出通孔或不通孔的锻造工序。 1）单面冲孔：厚度小的坯料
2）双面冲孔
第二章 锻压
预冲凹坑 冲至3/4深度
翻转坯料 冲透坯料
第二章 锻压
弯曲——使坯料弯曲成一定角度或形状的锻造工序。
a）
b）
c）
a），b）角度弯曲 c）成形弯曲
锻造温度范围——锻件的始锻温度到终锻温度的温度间隔。
3．加热速度
加热温度——加热时坯料表面温度升高的速度（℃/h）。
第二章 锻压 二、自由锻
自由锻——是利用冲击力或压力使金属在上、下砧面间 各个方向自由变形，不受任何限制而获得所需形状和尺寸及 一定力学性能的锻件的一种加工方法。
1．自由锻设备
缓慢冷却的方法 速度较堆冷低
锻件入灰（砂）温度一般不低于
将热态锻件埋入 炉渣、灰或砂中缓 慢冷却的冷却方法
500℃，冷却至150℃左右出灰（砂）， 周围蓄砂厚度不能小于80mm
灰砂冷的冷却速度低于坑冷
锻后锻件放入炉 锻后置原加热炉中，随炉冷却，冷速
中缓慢冷却的方法 极慢，其冷却速度低于灰砂冷
适用场合
形，有较大量的塑性流动
冲压
轧制 拉拔
挤压
加工方法图示
产品图例
第二章 锻压
锻造
在冲压加工中，坯料主要通过改变各部
位面积的空间位置而成型
冲压
轧制 拉拔
挤压
加工方法图示
产品图例
第二章 锻压
锻造
使坯料在旋转轧辊的压力作用下，产生
连续塑性变形，获得要求的截面形状并改变
冲压
其性能
轧制
拉拔
挤压
加工方法图示
产品图例
冲压
第二章 一、冲压常用设备
1．机械压力机（冲床）
锻压
开式双柱压力机
闭式压力机
第二章 锻压
冲压机应用曲柄滑块机构将曲轴（相当于曲柄） 的旋转运动转换为冲压头（相当于滑块）的往复 直线运动。
动画
2．剪切机
第二章 锻压
b）c） 剪切机
剪切
剪切刀片
第二章 锻压
二、冲压工序
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。
整体镦粗
局部锻粗
第二章 锻压
拔长——是使坯料长度增加、横截面面积减小的锻造工序。 拔长时，每次送进量L应为砧宽B的0.3～0.7倍。若L太大， 拔长效率反而下降；若L太小，又易产生夹层。
a）
b）
c）
拔长的送进量
a）送进量合适 b）送进量太大，拔长效率低 c）送进量太小，易产生夹层
第二章 锻压
较重锻件的拔长
剪切
第二章 锻压
剪切
第二章 锻压
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。
第二章 锻压
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。
弯形
第二章 锻压
动画1
圆筒状制件的成形过程
动画2
动画3
第二章 锻压
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。
b）落料
a）落料或冲孔
c）冲孔
第二章 锻压
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。
第二章 锻压
落料
冲孔源自文库
冲孔落料 复合模1
冲孔落料 复合模2
第二章 锻压
扭转——使坯料的一部分相对于另一部分旋转一定 角度的锻造工序。
第二章 锻压
切断——分割坯料或切除料头的锻造工序。
方形截面切断
第二章 锻压
圆形截面切断
第二章 锻压
3．自由锻的特点及应用
（1）设备和工具有很大的通用性，且工具简单，通 常只能制造形状简单的锻件。
（2）自由锻可以锻制质量不足1kg到300t左右的锻件。 大型锻件只能采用自由锻，因此自由锻在一般机械制造中 具有重要意义。
第二章 锻压
1 第一节 压力加工 2 第二节 锻造 3 第三节 冲压
第二章 锻压
第一节 压力加工
一、压力加工方法
压力加工——使毛坯材料产生塑性变形或分离而无 切屑的加工方法。
常见的压力加工有锻压、轧制、拉拔、挤压等。
常见的压力加工方法
锻造
冲压 轧制 拉拔 挤压
第二章 锻压
第二章 锻压
锻造
在锻造中，坯料整体发生明显的塑性变
锻压新技术和新工艺
第二章 锻压
二、锻压的特点
工艺 类别 锻造
冲压
特点
（1）改善金属的内部组织，提高金属的力学性能， 如能提高工件的强度、塑性和韧性
（2）具有较高的劳动生产率 （3）采用精密模锻可使锻件尺寸、形状接近成品，
因而可大大节约金属材料和减少切削加工工时
（1）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
低碳、低合金中小 型锻件或锻后不直接 切削加工件
低碳钢、中碳钢的 小型锻件
低合金钢及截面尺 寸较大的锻件，锻后 可直接切削加工
高合金钢及中大型 锻件锻后可切削加工
第二章 锻压
六、自由锻的常见缺陷
裂纹
产生原因 （1）坯料质量不好 （2）加热不充分 （3）锻造温度过低 （4）锻件冷却不当 （5）锻造方法有误
操作前检查管道阀门及装置是否完好、无泄漏。
第二章 锻压
操作前须进行空运转试车，确认一切正常方可开始工作。 操作设备时必须坚守工作岗位，不做与工作无关的事，必须
离开时，要停机并切断电源。 规范操作设备，不得超范围、超负荷使用设备。 操作完毕，应整理工具和产品制件，清扫工作场地和设备，
并擦拭干净设备各部位，各滑动面应加油保护。
（2）主要适用于大批量 生产
第二章 锻压
三、锻压设备安全操作规程
操作前确认设备床身、工作台面、导轨以及其他主要滑动 面上不得有障碍物，润滑部位油量充足。
操作前、后应检查各操作机构的手柄、阀、杆等是否放在 说明书规定的非工作位置上。
操作前检查安全防护装置是否齐全完好，各主要零部件及 紧固件有无异常松动现象。
自由锻分为手工自由锻和机器自由锻两种。
第二章 锻压
手工自由锻
机械自由锻
第二章 锻压
空气锤
蒸汽—空气锤
水压机
第二章 锻压
2．自由锻的基本工序
（1）镦粗 （2）拔长 （3）冲孔
（4）弯曲 （5）扭转 （6）切断
第二章 锻压
镦粗——是对原坯料沿轴向锻打，使其高度降低、横 截面面积增大的操作过程 。分为整体镦粗和局部锻粗 。
（2）生产效率很高，易实现机械化、自动化生产 （3）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 （4）冲压使用的模具精度高，制造复杂，成本高
应用场合
（1）适应范围广。既可 进行单件、小批量生产， 又可进行大批量生产
（2）不能锻造形状复杂 的工件
（1）适应范围广，并能 制出形状较复杂的冲压 制件
（3）自由锻依靠操作者的技术控制形状和尺寸，锻 件精度低，表面质量差，金属消耗多。
第二章 锻压
三、模锻
模锻——将加热后的坯料放在锻模的模腔内，经过锻 造，使其在模腔所限制的空间内产生塑性变形，从而获得 锻件的锻造方法。
模锻件
液压模锻锤
第二章 锻压
1．模锻工艺过程
模锻的锻模结构有单模膛锻模和多模膛锻模。
第二章 锻压
四、胎模锻
胎模锻——是自由锻与模锻相结合的加工方法，即在 自由锻设备上使用可移动的模具生产锻件。
1．胎模结构
锤子
锤头胎模结构
第二章 锻压
2．胎模锻的特点及应用
模具结构简单、易于制造、不需要专用锻造设备 胎模锻件质量没有模锻件高 工人劳动强度较大 胎模寿命短 生产率较低
第二章 锻压
第二章 锻压
第二节 锻造
锻造——是在压力设备及工（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。
锻造概述
第二章 锻压
自由锻 模锻
第二章 锻压
一、坯料的加热
1．金属材料的始锻温度和终锻温度
始锻温度——允许加热达到的最高温度。 终锻温度——停止止锻造的温度。
第二章 锻压
锻造
坯料在牵引力作用下通过模孔拉出，使
之产生塑性变形且截面缩小、长度增加
冲压
轧制 拉拔
挤压
加工方法图示
产品图例
第二章 锻压
锻造
坯料在三向不均匀压应力作用下，从模具
的孔口或缝隙挤出，使之横截面积减小、长度
冲压
增加，成为所需制品。分为冷挤、温挤和热挤。
轧制
拉拔
挤压
加工方法图示
产品图例
第二章 锻压
第二章 锻压
末端凹陷和轴心裂纹
产生原因
（1）锻造时坯料内部未热 透，变形只产生在坯料表面
（2）坯料整个截面未锻透， 变形只产生在坯料表面
第二章 锻压
折叠
产生原因 坯料在锻压时送进量小于单面 压下量。
第二章 锻压
第三节 冲压
冲压——利用冲压设备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。 冲压加工通常是在常温下进行的，所以习惯上又 称为冷冲压，简称冷冲或冲压。
第二章 锻压
2．冲压的应用场合
冲压常用的板材为低碳钢、不锈钢，铝、铜及 其合金等，它们的塑性好，变形抗力小，适于冷加 工。
板料冲压被广泛用于汽车、电器、仪表和航空 等制造业中。
第二章
小结： 作业：习题集P17-20
锻压
单模膛锻模
锻模过程
第二章 锻压
模锻工艺过程
第二章 锻压
2．模锻的特点及应用
（1）由于有模膛引导金属的流动，锻件的形状可以比 较复杂。
（2）锻件内部的锻造流线按锻件轮廓分布，从而提高 了工件的力学性能和使用寿命。
（3）锻件表面光洁、尺寸精度高，可节约材料和切削 加工工时。
（4）生产率较高。 （5）操作简单，易于实现机械化。
1－板料 2－凸模 3－压板 4－工件 5－凹模 6－拉深制件
3．其他成形
第二章 锻压
翻边
缩口
第二章 锻压
起伏
第二章 锻压
液压成形
胀形
橡皮成形
第二章 锻压 三、冲压特点及其应用
1．冲压的特点
（1）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。
（2）生产效率很高，易实现机械化、自动化生产。 （3）冲压制件尺寸精确，表面光洁，无需再进行机械加工。 （4）冲压加工适应范围广。 （5）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。
五、锻件的锻后冷却
冷却 方式
空冷
堆冷
坑冷
灰砂 冷
炉冷
定义
特点
热态锻件在空气 冷却速度较快的一种冷却方式，锻后
中冷却的方法
置空气中散放，冷速快，晶粒细化
将热态锻件成堆
放在空气中进行冷 冷却速度低于空冷
却的方法
将热态锻件放在 锻后置于填有石灰、砂子或炉灰的坑
地坑（或铁箱）中 内或箱内堆在一起。冷速稍慢，其冷却
较小锻件的拔长
第二章 锻压
圆形坯料拔长时的过渡截面形状
第二章 锻压
冲孔——是用冲子在坯料上冲出通孔或不通孔的锻造工序。 1）单面冲孔：厚度小的坯料
2）双面冲孔
第二章 锻压
预冲凹坑 冲至3/4深度
翻转坯料 冲透坯料
第二章 锻压
弯曲——使坯料弯曲成一定角度或形状的锻造工序。
a）
b）
c）
a），b）角度弯曲 c）成形弯曲