锻造工艺与模具设计

1.自由锻工艺规程一般包括以下内容：(1)根据零件图绘制锻件图(2)确定坯料的质量和尺寸(3)制定变形工艺和确定锻造比(4)选择锻造设备(5)确定锻造温度范围，制定坯料加热和锻件冷却规范(6)制定锻件热处理规范(7)制定锻件的技术条件和检验要求(8)填写工艺规程卡片等。

2.冷锭加热规范：加热过程分为预热、加热、均热。保温目的(1)低温装炉温度下保温目的是减小坯料断面温差，防止因温度应力而引起破裂(2)中温800~810°C 保温的目的是减小前段加热后坯料断面上的温差，减小温度应力，并缩短坯料在锻造温度下的保温时间，以减小氧化，脱碳，甚至过热过烧。(3)锻造高温下的保温，是为了防止坯料中心温度过低，引起锻造变形不均，还可以通过高温扩散作用，使坯料组织均匀化，以提高塑性，减少变形不均。

3.确定锻造比：锻造比是表示锻件变形程度的指标，它是指在锻造过程中，锻件镦粗或拔长前后的截面积之比或高度之比，即

(Ao,Do,Ho,和A,D,H,分别为锻件锻造前后的截面积，直径和高度)

4.三拐曲轴的锻造过程：锻造曲轴类锻件的基本工序是拔长错移和扭转。锻造曲轴时应尽可能采用那些不切断纤维和不使用钢材心部材料外露的工艺方案，当生产批量较大且条件允许时，应尽量采用全纤维锻造。另外，扭转时，尽量采用小角度扭转。

过程：(1)下料(2)压槽<卡出II段>(3)错移<压出II拐扁方>(4)压槽(5)压出(6)压槽(7)摔出中间，两端轴颈(8)扭转I,III拐各扭30°

5.弯曲类锻件的锻造过程：锻造该类锻件的基本工序是拔长和弯曲。当锻件上有多处弯曲时，其弯曲的次序一般是先弯端部及弯曲部分与直线部分的交界处，然后再弯其余的圆弧部分。对于形状复杂的弯曲件，弯曲时最好采用垫模或非标累工装等，以保证形状和尺寸的准确性并且提高生产效率。

过程20t吊钩的锻造过程：1）下料2）拔杆部及两端头部3)弯头部4）弯曲根部5）旋转180°弯根部6)弯曲端部7）弯曲中部8）直立墩弯9）锻出斜面

卡瓦的锻造过程：1）下料2）压槽卡出粮囤3)拔出中间部分4）弯曲左端圆弧5）弯曲右端圆弧6）弯曲中间圆弧。

6.墩粗的目的在于：(1)由横截面积较小的坯料得到横截面积较大而高度较小的坯料或锻件。(2)增大冲孔前坯料的横截面积以便于冲孔，平整端面。(3)反复墩粗，拔长，可提高下一步坯料拔长的锻造比(4)反复墩粗和拔长可使合金钢中碳化物破碎，达到均匀分布。(5)提高锻件的力学性能和减小力学性能的异向性。

7.敦粗与高径比的关系：(1)坯料高径比为H。/D。>3时，坯料墩粗时易产生失稳，导致纵向弯曲。弯曲了的坯料若不及时校正而继续墩粗就可能陈燕生折叠。

(2)坯料高径比H。/D。<0.5时，由于坯料相对高度较小，三个变形区各处的变性条件相差不大，坯料的上下变形区相接触，当继续变形时，该区也产生一定的变形，因此，在该种情况下的变形，鼓肚相对较小。(3)坯料高径比D。/H。=2.5~1.5时，开始在坯料的两端先产生鼓形，形成四个变形区。(4)坯料高径比H。/D。=1.5~1.0时，又开始的双鼓形逐渐向单鼓形过渡。

8. 胎模锻优点（与自由锻，模锻相比）：(1)由于胎模锻时，锻件的最终形状与尺寸是靠模具型槽所获得，因此，它能完成自由锻中对操作技术要求高、体力消耗大的某些复杂工序，从而可减轻工人的劳动强度，也降低了对工人的技术要求。

(2)金属在胎模内成形，是操作简化，火次减少，同时由于金属流动受到型槽模壁的限制，使内部组织比较致密，纤维连续，因此锻件的质量与产量都比自由锻

有较大提高。(3)锻件表面质量、形状及尺寸精度比自由锻高，从而使原来的机械加工余量、工艺余块、烧损等方面造成的金属损耗大为降低，节约了金属，并减少了后续工序的机械加工工时。(4)工序操作灵活，可以局部成形，改变制坯程度，这样就能随时调整金属胎模内的变形量，能在较小设备上制出同样形状与尺寸的模锻件。(5)胎模锻模具结构简单，精度要求低，容易制造，因此，生产成本低，生产准备周期短。(6)胎模部件可以灵活组合更换，容易实现两向分模，可锻出带侧凹的复杂锻件。采用闭式套模时还可以获得无飞边、无斜度的锻件。胎膜锻一般适合于中小批生产。

9.模具形状对金属变形和流动的主要影响有如下几个方面：1）控制锻件的最终形状和尺寸2）控制金属的流动方向3）控制塑性变形区4）提高金属的塑性5）控制坯料失稳，提高成形极限。

10.分析开式模锻时金属的流动过程，飞边槽的作用及飞边槽桥部高度与宽度尺寸对金属流动的影响：开式模锻时金属流动过程的三个阶段a）镦粗阶段b）充满模膛阶段c）多余金属挤入飞边槽；------飞边槽包括桥口和仓部。桥口主要作用是阻止金属外流，迫使金属充满模膛。另外，使飞边厚度减薄，以便于在后续工序中切除。仓部的作用是容纳多余的金属，以免金属流到分模面上，影响上下模打靠。桥口越宽，高度越小，阻力越大。为保证金属充满模膛，希望桥口阻力大些；但是若过大，变形抗力将会很大，因此阻力大小应取得适当。

11.分析闭式模锻时坯料体积和模膛体积变化对锻件尺寸的影响：闭式模锻时，忽略纵向飞边的材料损耗，如果坯料体积和模膛体积之间存在偏差，则锻件高度尺寸将发生变化，其变化量H∆为H∆=4V∆/πD²式中,D是锻件最大外径。影响V∆的因素有两方面：一方面是坯料实际体积的变化，其中主要是坯料直径和下料长度的公差、烧损量的变化、实际锻造温度的变化等；另一方面是模膛实际体积的变化，其中主要是模膛的磨损、设备和模具因工作载荷变化引起的弹性变形量的变化、锻模温度的变化等。

12.打击能量和模压力对成形质量的影响：1）在不加限程装置的情况下，打击能量合适时，成形良好，而过大时则产生飞边，过小时则充不满。2）闭式模锻时，对体积准确的坯料，增加限程装置，可以改善因打击能量过大而产生飞边的情况，以获得成形良好的锻件。3）对机械压力机，由于行程一定，模压力大小和成形情况取决于坯料体积的大小。

13.锤锻工艺流程：1）下料2）加热3）模锻4）热切边5）冷却6）热处理7）表面清理8）最终检验9）入库。

14.模锻件图设计：(1)分模面(2)余块、余量和锻件公差(3)模锻斜度(4)锻件圆角(5)冲孔连皮(6)锻件图。

15.确定分模面：1）容易发现上下模相对错移2）金属容易充满型槽3）提高金属利用率4）简化模具制造。

16.合模在模具设计方面和简模有下列几方面差别：1）飞边槽2）导向定位装置1.导柱2.导锁3.导柱导锁联用4.导套3）模块尺寸与浇口。

17.典型锤锻模构造及锻件成形过程：1键槽2.燕尾3.起重孔4.锁扣5.飞边槽6.滚压模膛7.拔长模膛8.钳口9.检验角10.钳口颈11.弯曲模膛12.承击面13.预锻模膛14.终端模膛；------ 过程：(1).设计锻件图(2).设计热键图(3).预选飞边槽,分析锻件截面及绘计算毛坯图(4).确定制坯工步(5).确定坯料尺寸(6).设计制坯模膛(7).确定锻件主要参数(8).选用模锻锤规格(9).设计飞边槽(10).设计预锻模膛等。18.锻造生产的特点:锻造加工生产率高,锻造的形状尺寸稳定性好,并有最佳的综