锻造工艺学培训课件

绪论 锻造用原材料的下料方法 锻造的热规范 自由锻主要工序分析及工艺 模锻形成工序分析及工艺 精密模锻
第1章 绪论
第1节 锻造工艺概述
锻压——借助外力的作用，使金属坯料产生塑性变 形，从而获得具有一定形状、尺寸和性能的锻压件。 锻压属于体积成型。锻压又称作锻造或冲压。
第1章 绪论
锻造工艺概述
一、锻造生产的重要性
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天生我材必有用，千金散尽还复来。1 1:41:27 11:41:2 711:41 11/25/2 020 11:41:27 AM
➢加快国产水压机的改造， 发展直驱油压快锻压机。国外自 由锻的主力设备是快锻压机， 中国尚不能自行设计和制造大 吨位的快锻压机，目前能够生产制造的800t 快锻线， 也还有 许多地方需要改进。 从趋势上来看， 宜发展直驱油压快锻压 机替代老式自由锻压机。
第1章 绪论
（4）冲压设备需求
2002年， 中国金属板材成型行业发展势头良好，耗各种钢 材约4000多万吨； 消耗模具 1000多万付； 新购设备约62000 台 套； 年生产汽车冲压件约80 万吨/6亿件；摩托车冲压件约23 万 吨 /15亿件； 拖拉机、 农用车冲压件约80 万吨 /6亿件；家用空 调和冰箱冲压件91万吨/1 亿件。2003 年中国制造业将继续保持 两位数以上的增长幅度，各种汽车板材成型设备和模具的需求 将会显著增加，
模锻锤
冲击力
ห้องสมุดไป่ตู้较低
曲柄压力机 压力
较高
平锻机
压力
较高
摩擦压力机 冲击力＋压 力
较高
生产率 较低 较高 较高 较低
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锻造工艺概述
六、锻造工艺的主要生产工序
（1）下料：将原材料切割成所需尺寸的坯料 （2）加热：提高金属的塑性，降低变形抗力，便于模锻成形。 （3）模锻：得到所需锻件的形状和尺寸。 （4）切边或冲孔：切去飞边或冲掉连皮 （5）热校正或热精压：使锻件形状和尺寸更准确 （6）在砂轮上磨毛刺：切边所剩下的毛刺 （7）热处理：保证合适的硬度和力学性能，常用正火和调质。 （8）清除氧化皮：常用喷砂、喷丸、滚筒抛光、酸洗等方法。 （9）冷校正和冷精压：进一步提高锻件精度，降低表面粗糙度 （10）检查锻件
➢热模锻压力机。中国现有热模锻压力机110台， 热模锻压 力机在5 ～ 6年内将有 100台以上的需求；特别要注意开发 适于生产轿车锻件的小于1000t 的高速热模锻压力机，以弥 补国内空白。
➢电液锤和高能螺旋压力机。电液锤在中小模锻件的生产 中具有明显优势， 现在进口趋势较大， 高能螺旋压力机应 进一步提升吨位，近几年生产的多为用于轻型车前轴曲轴 锻造的 高能螺旋压力机。
分类
模锻：工艺定型、生产效率高、工具
复杂、锻件精度高，专用设备多。适于 批量生产
特种锻造：专用设备、生产效率高，
只能生产某一类型产品；适于大批量生 产。如热挤压，辊锻，精密锻造。
第1章 绪论
自由锻：利用冲击力或压力使加热好的金属在上、下抵铁之间 产生变形。 工艺特点：坯料变形时，除与上、下抵铁或其它辅助工具接触 部分表面外，都是自由表面，变形不受限制。
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（3）锻造设备需求
根据中国汽车工业的发展规划，在 2005～2010年期间， 汽车年产量将达到500 ～ 600 万辆； 轿车比重将增加 50 ～ 60 ； 高质量模锻件年产量将达到 120万吨； 农用 汽车、 摩托车、 基础件行业对模锻件的需求将使未来5 ～ 10年的年产量增加到 210万吨.
胎膜锻
组 合 筒 模
扣 模
第五章 锻造工艺与模具设计
弯曲连杆的多 模膛锻模
制坯工步，制坯模膛 （锻件初步成形）
模锻工步，模锻模膛 （锻件最终成形）
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每一次的加油，每一次的努力都是为 了下一 次更好 的自己 。20.11. 2520.1 1.25We dnesday , November 25, 2020
对冲压技术也提出了更高的要求。产品集约化生产、 个性化 发展、 节能性要求、 环保性要求， 将促使冲压行业出现新 一轮的技术革新和改造；仿真技术的发展和应用是冲压技术发 展必须借助的手段；自动化和灵活性要求是冲压技术发展必须 考虑的因素；复合材料应用将推动冲压技术进步。
针对以上技术发展压力，冲压技术发展的特征表现在：突 出“精、 省、 净”， 冲压成型更加科学化、 数字化和可控化 ， 冲压成型可实现全过程控制， 产品从设计开始即进入控 制， 考虑工艺、 冲压生产的灵活性和柔性以及复合技术的应 用。
缺点： 1、不能获得形状复杂的锻件； 2、初次投资费用高（设备、工模具、厂房）； 3、生产现场劳动条件差。
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锻造工艺概述
四、锻造设备
1.自由锻设备：锻锤、空气锤、蒸汽-空气锻锤 水压机、油压机
2.模锻设备：锤上模锻 压力机模锻 摩擦压力机模锻
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模锻设备 模锻设备 锻造力性质 锻件精度
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➢复合技术：所谓复合技术就是借鉴其它成型工艺的 特点来完善和提高本工艺。如， 先铸后锻工艺为铸锻 复合工艺；先冲后锻工艺为冲锻复合工艺；先热锻后 冷锻工艺为冷热复合锻造工艺还有先轧后锻轧锻复合 工艺等。这些工艺的发展必将产生新的工艺和新的设 备与技术。
➢液压成型技术：利用流体介质来代替模具传递力以 实现金属塑性加工称为液压成型。 液压成型不光是简 化了模具结构， 缩短了产品的生产周期， 而且可以制 造出其它方法所不能制造的复杂工件。这对提高汽车 性能，减少零件数量和减少汽车自重有十分重要的意 义。
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中国未来 模具设备存在的问题及发展重点
因此， 中国今后应重点发展的模具加工设备是：
高速数控加工中心,尺寸精度和粗糙度完全符合要求， 质量好、 寿命长、 成本低。 高精度电火花加工机床。 高精度线切割机床。 高精度数控万能铣床。 数控仿形铣床。 快速成型制造技术和设备。
课程要求
1）掌握自由锻工艺设计、模锻工艺设计和锻模 设计的方法；
➢新材料精密成型工艺：为了减轻机械设备和汽车的 重量， 轻合金（铝、镁、钛等）新材料的应用越来越 多， 这些新材料的精密成型技术是中国急需发展的重 要技术方向，必须研究具有自主知识产权的串行工艺 和装备，进入世界竞争的行列。
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（2）冲压技术方面 目前， 随着汽车、 飞机的发展和环保要求的不断提高，
➢其它特种用途板材加工设备
第1章 绪论
中国未来 模具设备存在的问题及发展重点
目前， 中国模具设备同国外相比主要存在下述问题： 模具设备水平差， 基础理论薄弱， 研究成果用于实践 少。 模具加工技术及热处理工艺、 装备差。 模具材料品种、规格少，冷、温锻模材料几乎全部依靠 进口。 模具加工周期长， 寿命和精度低， 成本高。 模具设计人员和工艺人员脱节， 使用模拟技术少。 模具使用没有引起人们足够的重视和研究。
➢精密冲压设备。无论是汽车业还是电器、日用品等行业， 精密 冲压设备的需求将出现增长势头。
➢液压机。液压深拉深机在中国会有一定的需求增加， 大约有 10000 台左右的需求量。
➢多工位小型高速成型压力机。这种设备主要用于成型小型电子元 件及装饰件。中国目前尚无生产这种设备的成熟企业。
➢高压胀形设备。中国企业还不能生产这种设备，但未来的需求是 肯定存在的。
占80％；轮船上的发动机曲轴和推力轴由锻制而成。 (五)农业：拖拉机、收割机的主要零件也都是锻制成的，如拖拉机上就
有560多种锻件。 (六)日常生活用品：锤子、斧头、小刀、钢丝钳等亦均是锻制而成。
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锻造工艺概述
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锻造工艺概述
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锻造工艺概述
(一)国防工业 ：飞机上的锻压件重量占85％；坦克上的锻压件重量占 70 ％；大炮、枪支上的大部分零件都是锻制而成的。
(二)机床制造工业 ：主轴、传动轴、齿轮和切削刀具等都由锻件制成的。 (三)电力工业：水轮机主轴、透平叶轮、轮子、护环等均由锻件制成。 (四)交通运输工业：机床上的锻压件重量占60％；汽车上的锻压件重量
因此， 预计未来冲压设备将出现下述需求：
➢汽车覆盖件成型生产线和压力机。中国目前的许多汽车冲压 件生产线已经处于饱合状态，而且设备老化， 急需更新。据估 计， 中国在未来的10 年内， 将有200 多条汽车覆盖件生产线投 入，同时还会有相应的配套冲压设备投入， 这是一个可观的市 场。
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➢电器小冲压设备。随着电器业的发展，8-250t的冲压设备将继续 出现增长势头。预计中国每年将有30000-40000台的需求量，主要 集中在广东、浙江和江苏等地区。这些小冲压设备的发展将要求 新技术的引入，特别是结构、 精度及控制方面需要改进和提高。
第1章 绪论
➢1200-1600t多工位、 冷、 温锻压力机。用于轿车及变速箱 轴的冷、 温精密锻造。 目前，1000t 以上的中国仅有 5台， 应进一步开拓市场， 5-6年内再生产5-6台， 以满足国内需求。
➢高速镦锻机。卧式镦锻机（含螺钉螺帽机）在轿车小型零 件的精锻生产中占有相当重要的地位， 全世界有 1万台，日 本占1/3 。今后5-10 年内， 随着汽车生产量的增加， 高速镦 锻机的需求量将剧增， 并将成为发展的重点之一。
第1章 绪论
➢激光成型技术：激光由于其功率强、 可控性好， 在 制造业得到越来越广泛的应用，如激光切割、 焊接、 快速原型制造等。激光成型是依靠激光使板材局部快 速加热及冷却， 在热应力作用下， 金属产生微小变形； 反复加热选择的部位，就可获得所需的形状。这种技 术的关键所在是其精度与形状的控制， 包括几何形状 的三维检测计算机模拟及生成数控指令。
第1章 绪论
七、中国锻压技术发展趋势
（1）锻造技术方面
➢突出发展精密净形成型：发展少无切削技术金属材料的净形 和近净形成型是一种先进的制造技术， 它具有节省材料、 节省 工时、 提高生产率、 降低成本、 提高零件性能和质量的优点， 在制造业尤其是汽车制造中得到广泛应用。