锻造工艺学培训课件

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。
➢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。
第1章 绪论
锻造工艺概述
二、锻造分类 按加工方式分： 自由锻、模锻、特种锻造
除自由锻外，其它两种均用到模具。
按变形温度分： 热锻——温锻——冷锻
再结晶温度
室温
根据工作时所受作用力的来源分 ：手工锻造、机器锻造
第1章 绪论
锻造工艺概述
二、锻造分类
自由锻（胎模锻）工艺灵活、工
具简单、锻件精度差、生产效率低、 操作水平要求高；适于单件小批量生 产。
第1章 绪论
➢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。
➢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。
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
模锻锤
冲击力
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
第1章 绪论
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
➢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ห้องสมุดไป่ตู้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，
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。
第1章 绪论
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
第1章 绪论
模锻设备 模锻设备 锻造力性质 锻件精度
2）掌握锻造工艺分析的初步方法； 3）具有分析和解决锻件质量问题的能力。
本节小结
基本概念
锻压 自由锻 胎膜锻
思考题
1、锻造生产的特点。 2、锻造生产的分类及工艺流程。 3、锻造生产的发展趋势。
第五章 锻造工艺与模具设计
空气锤
第五章 锻造工艺与模具设计
可以镦粗、拔长、
模锻锤
滚挤、弯曲、成形、 预锻、终锻。
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。
第1章 绪论
➢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
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。
➢塑性加工的智能化：塑性加工技术与现代信息技术全方位地 密切结合， 以实现塑性加工的智能化， 这是当今塑性技术发展 的一个最为明显的趋势。 计算机模拟则是目前塑性加工中一个 最为活跃的领域。采用这一技术来进行塑性加工工艺过程的模 拟， 可使人们预知金属的流动、 应变、应力、 温度分布、 模 具受力、 可能的缺陷及失效形式。
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。
第1章 绪论
锻造工艺概述
第1章 绪论
锻造工艺概述
第1章 绪论
锻造工艺概述
第1章 绪论
锻造工艺概述
《锻造工艺学》
材料成型与控制系：张建飞
教材： 吕炎．锻造工艺学．机械工业出版社，1995
参考书： [1] 高锦张．塑性成形工艺与模具设计．机 械工业出版社，2001 [2] 姚泽坤．锻造工艺学．西北工业大学出 版社，1998
考试方面：
1、考试方式：待定 2、考试时间：课程结束即考试。
课程内容：
➢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。
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。
➢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。
第1章 绪论
（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，
(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
第1章 绪论
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；
长 轴 类 锻 件
短 轴 类 锻 件
第五章 锻造工艺与模具设计
曲柄压力机
行程不能调节； 不能拔长和滚挤； 每个变形工步在 一次行程中完成。
第五章 锻造工艺与模具设计
摩擦压锻机
螺杆与滑块非刚性连接， 承受偏心能力差；
滑块行程、打击能量 可自动调节。
第五章 锻造工艺与模具设计
摩擦压力机
第五章 锻造工艺与模具设计
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）
•
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
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
（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.
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。
•
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
分为手工自由锻和机器自由锻。
第1章 绪论
第二节 锻模设计简介
胎模锻
在自由锻备上设采用活动模具成型锻件的 方法称为胎模锻。
锻件尺寸精度高于自由锻；设备比模锻简 单。但人力操作胎模劳动强度大。
适应于小型锻件,中、小批量生产。
第1章 绪论
锻造工艺概述
三、锻造加工特点
优点： 1、能改善金属的组织，提高金属的机械性能； 2、提高材料的利用率和经济效益（节省材料和切削加工工时); 3、具有较高的劳动生产率。