第二章锻造分解

1、敷料、余量及公差： 敷料： 为了简化零件的形状和结构、便于锻造而增加的一部分金属 。如消除零件上的键槽、台阶结构而增加的金属等。 余量： 为切削加工而增加的尺寸。加工余量一般为1～4 mm。
公差：锻件名义尺寸的允许变动量。一般取在±0.3～3 mm 之间。
2、分模面： 上下锻模在模锻件上的分界面。 选择原则： 1)应选在最大截面处 - 要保证模锻件能从模膛中取出。 2)上下两模沿分模面的模膛轮廓一致 - 以便在安装锻模和生产中容易发现错模现象，及时调整锻 模位置。
二、坯料重量和尺寸确定
◆重量：G坯料= G锻件+ G烧损+ G料头 G坯料—坯料重量；G锻件—锻件重量； G烧损—加热中坯料表面因氧化二烧损的重量（第一次加热取 倍加热金属重量的2％～3%，以后各次加热的烧损量取1.5％～
2.0％ ）；
G料头—在锻造过程中，切掉的金属量(料芯、连皮、飞边等) ◆尺寸：
◆飞边槽：沿模膛四周形成的槽。 作用：容纳多余金属，增大金属向ຫໍສະໝຸດ Baidu流动的阻力。
◆冲孔连皮： 终锻后在孔内留有一薄层的 金属成为冲孔连皮。最后冲孔连 皮和飞边冲掉后，得到有冲孔的 模锻件。动画演示。 2.预断模膛： 使坯料预变形，以接近锻件尺寸的模膛。终锻时，金属容易 充满终锻模膛。 特点：预锻模膛形状接近模锻件，模锻圆角及模锻斜度较大 ，没有飞边槽。
第二章锻造分解
第一节 锻造方法 自由锻和模锻两种方法： 一、自由锻 利用冲击力或压力使金属在上下两个抵铁之间产生变形，从 而获得所需形状及尺寸的锻件。– 金属坯料变形时，沿变形方向 可以自由流动，不受限制。视频。 特点：生产所用工具简单，具有较大的通用性，应用较广。 设备：锻锤 – 冲击力使金属坯料变形，用于中、小型件；
4、胎模锻 是在自由锻设备上使用胎膜生产模锻件的工艺方法。一般采 用自由锻方法制坯，然后在胎模中最后成形。 故胎模锻兼有自由锻和模锻的特点。齿轮坯胎膜锻造：视频 ◆胎模的种类：主要有扣模、筒模及合模。胎膜锻用模具。 1）扣模： 用来对坯料进行全部或局部扣形，以 生产长杆非回转体锻件。 2）筒模： 主要用于锻造齿轮、法兰盘等盘类锻 件。组合筒模可锻出形状更复杂的胎模锻 件，扩大了胎膜锻的应用范围。
1、锤上模锻 锤上模锻所用设备为锻模锤，冲击力使金属 变形。锤上模锻视频。
◆模膛根据其功用的不同分： 模锻模膛和制坯模膛两种。 1）模锻模膛： 特点：由于金属在模膛中发生整体变形，故作用在锻模上的 抗力较大。有终锻模膛和预断模膛。 1.终锻模膛： 使坯料最终成形的模膛。 特点：形状、尺寸与锻件相似，尺寸比锻件大一个收缩量， 钢件收缩率1.5％。沿模堂四周有飞边槽。通孔应留有冲孔连皮。
3.弯曲模膛： 可弯曲坯料。 4.切断模膛： 切断坯料的一部分。
◆锤上模锻成型的工艺过程一般为： 切断毛坯→加热坯料→模锻→切除模锻件的飞边→校正锻件 →锻件热处理→表面清理→检验→成堆存放。 ◆锤上模锻成型的工艺设计： 包括制定锻件图、计算坯料尺寸、确定模锻工步(选择模膛) 、选择设备及安排修整工序等。其中最主要的是锻件图的制定和 模锻工步的确定。
2）制坯模膛： 对于形状复杂的模锻件，使坯料形状基本接近于模锻件形状 ◆使金属能合理分布和很好地充满模锻模膛，就必须预先在 制坯模膛内制坯。制坯模膛有以下几种： 1.拔长模膛： 用来减小坯料某部分的横截面积，以增加该部部分的长度。 有开式和闭式。坯料除向前送进外并需不断翻转。
2.滚压模膛： 在坯料长度基本不变，减小坯料某部分的横截面积，以增大 另一部分的横截面积。需不断翻转坯料，但不作送进运动。
第三节 锻造结构的工艺性 设计锻造成形的零件时，除应满足使用性能要求外，还必须 考虑锻造工艺的特点。可使锻造成形方便、节约金属，保证质量 和提高生产率。 一、自由锻件的结构工艺性 1、若有锥体或斜面结构，应改进设计。 2、几何体间交接处形成空间曲线，应改进平面与圆柱、平面 与平面相接的结构。
3、自由锻件上不应设计出加强筋、凸台、工字形截面或空间 曲线形表面。
◆模膛设计： 根据模锻件的复杂程度，所需变形的模膛数量不等，可将锻 模设计成单膛锻模或多膛锻模。
单膛锻模： 在一副锻模上只具有终锻模膛一个 锻模 – 齿轮坯模锻件。 多膛锻模： 在一副锻模上具有两个以上模膛的 锻模 – 弯曲或曲柄连杆。动画演示。
◆锤上模锻特点： 优点： 设备投资少，锻件质量好，适应性强，可以实现多种变形工 步，锻制不同形状的锻件等。
◆小轴类零件 - 也可利用 轧制的方法先生产出坯料，然后 模锻成锻件。
2）短轴类模锻件（盘类模锻件）： 如齿轮、法兰盘等。常选用镦粗、预锻、终锻等工步。 ◆模锻工步确定以后，再根据已确定的工步选择相应的制 坯模膛和模锻模膛。 四、其他内容 锻造温度范围和加热规范、设备以及辅助工序确定(校正, 切飞边,冲连皮,清理,热处理等)。 ◆风动机曲轴自由锻实例：视频。
4、横截面若有急剧变化或形状复杂时，应设计成由几个简单 件构成的组合体。
二、模锻件的结构工艺性 ◆模锻件上必须具有一个合理的分模面，以保证模锻成形后 ，容易从锻模中取出。并且，应使敷料最少，锻模容易制造。 ◆零件上与锤击方向平行的非加工表面，应设计出模锻斜度 。非加工表面所形成的角都应按模锻圆角设计。 1、为了使金属容易充满模膛和减少工序，零件外形力求简单 、平直和对称。 2、尽量避免零件截面间差别过大，或具有薄壁、高筋、凸起 等结构。 80/160 = 0.5 - 不符；扁而薄 - 冷却快；高而薄 难以充满。
缺点： 震动大、噪声大，难以实现机械化和自动化,上产率相对较 低。
2、曲柄压力机上模锻(工作原理示意图动画演示) ◆结构特点： 1）工作无震动，噪音小； 2）行程大小由曲柄尺寸决定； 3）能自动把锻造完的锻件从模膛中顶出。参看图3-19。 ◆模锻特点： 1）生产率高； 2）锻件尺寸精度高，加工余量小； 3）有利于金属成型，模具简单。 3、摩擦压力机上模锻 ◆结构特点： 1）滑块有一定的冲击力； 2）滑块行程不定，但可控； 3）坯料变形抗力由机架承受。参看图3-21。 ◆摩擦压力机工艺优点： 1）有利于塑性变形，但生产率低； 2）可实现轻打、重大； 3）模具简单；4）只适用于单膛模锻。
常用锻造方法：表3-2常用锻造方法的比较。
第二节 锻造工艺规程的制订 制订工艺规程是组织生产过程、规定操作规范、控制和检查 产品质量的依据。 其主要内容：绘制锻件图、坯料重量和尺寸及锻造工序确定 等。自由锻工艺规程的制定：视频演示。 一、 绘制锻件图 锻件图是以零件图为基础，结合锻造工艺特点绘制而成。绘 制锻件图时应考虑的内容有：敷料、余量及公差。
根据坯料重量和几何形状确定，还考虑坯料锻造中的 锻造 比。
◆锻造比：
锻造过程中，表示材料的变形程度的量称为“锻造比”。 通常：拔长时，y拔＝A0/A；镦粗时，y镦＝H0 / H。 碳钢钢锭坯料：拔长锻造比不小于2.5～3。
轧材坯料：拔长锻造比不小于1.3～1.5。
性能要求高的材料或某些合金钢：锻造比要求更高。
对于锤上模锻，模锻斜度一般为5º～10º (α1) ，且内α2 比 外α1 大 2º～5º。模锻斜度与模膛深度和宽度有关。h / b↑，
斜度↑。
4、模锻圆角半径： 在模锻件上所有两平面的交角均需做成圆角。易于充满模膛, 避免尖角处产生裂纹。 ◆外圆角取1.5-12mm，内圆角=(3-4)外圆角。
5、冲孔连皮： 由于模锻件无法锻出通孔，故应留有冲孔连皮。 模锻件大于25mm的通孔应予冲出。孔径为25～80mm时，连皮 厚度为4～8mm。
2、锻件分类及基本工序方案：一般分六类，主要工序表3-1
二、模锻 模锻是使金属坯料在冲击力或压力作用下，在锻模模膛内变 形，从而获得锻件的工艺方法。动画演示。视频。 ◆特点：金属在模膛内变形，因而模锻生产的锻件尺寸精确 、加工余量较小、结构可以复杂，而且生产率高。 ◆模锻分类： 按使用设备不同分-锤上模锻、曲柄压力机 上模锻、摩擦压力机上模锻、胎膜锻等。视频。
液压机- 压力使金属坯料变形，用于大型锻件。 ◆自由锻的工具和设备：视频。锻造加热设备:视频。 1、自由锻工序： 分基本工序、辅助工序和精整工序三大类。 1）基本工序： 使金属坯料实现主要的变型要求，达到或基本达到锻件所需 形状和尺寸的工序。主要有以下基本工序：
镦粗：使坯料高度减小、横截面积增大的工序。用盘套类。 动画演示。
三、锻造工序(工步)确定 - 根据工序特点和锻件类型来确定 1、采用自由锻生产锻件：参阅表3-1选定。 2、采用模锻方法生产模锻件：根据模锻件形状和尺寸确定
◆模锻件按形状和结构分：长轴类和短轴类两大类。 1）长轴类模锻件：如阶梯轴、曲轴、连杆、弯曲摇臂等； 一般为拔长、滚挤、弯曲、预锻、终锻成型。
3）合模： 合模由上模和下模组成，并有导向结构，可生产形状复杂、 精度较高的非回转体锻件。 ◆胎模锻的特点：
1、和自由锻相比：
1) 操作简便，生产率高；
2) 锻件尺寸精度高，形状复杂，敷料少
，加工余量小；
3) 锻件内部组织致密，纤维分布合理。
2、和模锻相比： 1）胎模锻不需昂贵设备，使用自由锻设备即可； 2）工艺、操作灵活，可以局部成形，小设备可锻大锻件； 3）模具结构简单，制造容易，可降低锻件成本。 缺点： 锻件尺寸精度不如模锻件，工人劳动强度大，胎模易损坏， 生产率不够高。 ◆胎模锻适合于中小批量的锻件生产。
拔长：使坯料横截面积小、长度增大的工序。用于轴、杆类 。有整体和局部镦粗。动画演示。
冲孔：使坯料具有通孔或盲孔的工序。 弯曲：使坯料轴线产生一定曲率的工序。 扭转：使坯料的一部分相对于另一部分绕其轴线旋转一定角 度的工序。 错移：使坯料的一部分相对于另一部分平移错开的工序，是 生产曲拐或曲轴类锻件必须的工序。 切割：是分隔坯料或去除锻件余量的工序。 ◆自由锻的基本工序：视频。 2）辅助工序：是指基本工序之前的工序。如压钳口、倒稜、 压肩等。 3）精整工序：是在完成基本工序之后，用以提高锻件尺寸及 位置精度的工序。
3、在零件结构允许的条件下，设计时尽量避免有深孔或多孔 结构。
4、在可能条件下，应采用锻 - 焊组合工艺，以减少敷料， 简化模锻工艺。
谢谢！
3)分模面应选在模膛深度最浅处 - 这样可使金属很容易充满模膛，便于取出锻件，并有利于 锻模的制造。 4)选定分模面应使敷料最少。 5)分模面最好是一个平面 - 使上下锻模的模膛深度基本一致，差别不宜过大，以便于 制造锻模。动画演示。
3、模锻斜度： 模锻件上垂直于锤击方向（垂直于分模面）的表面必须具有 斜度，以便于从模膛中取出锻件。