锻造工艺学1.pptx
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1、锻锻 造造 工工 艺艺 学学第一章第一章 绪绪 论论塑性成型生产过程简述什么是锻造？什么是锻造？金属塑性加工方法之一金属塑性加工方法之一锻造是利用手锤、锻锤或压力设备上的模具对加锻造是利用手锤、锻锤或压力设备上的模具对加热的金属坯料施力，使金属材料在不别离条件下热的金属坯料施力，使金属材料在不别离条件下产生塑性变形，以获得形状、尺寸和性能符合要产生塑性变形，以获得形状、尺寸和性能符合要求的零件。为了使金属材料在高塑性下成型，通求的零件。为了使金属材料在高塑性下成型，通常锻造是在热态下进行，因此锻造也祢为热锻。常锻造是在热态下进行，因此锻造也祢为热锻。锻造是一种通过模具和工具利用压力使工件成型的
2、锻造是一种通过模具和工具利用压力使工件成型的工艺方法，它是最古老的金属加工方法之一，可以工艺方法，它是最古老的金属加工方法之一，可以追溯到公元前追溯到公元前4000年年甚至甚至8000年。年。锻造生产广泛应用于机械、冶金、造船、航空、航锻造生产广泛应用于机械、冶金、造船、航空、航天、兵器以及其它许多工业部门。天、兵器以及其它许多工业部门。航空航天航空航天武器装备武器装备交通运输交通运输中国动车组列车中国动车组列车全全铝铝汽汽车车齿轮齿轮曲轴曲轴连杆连杆1任任务务：解解决决锻锻件件的的成成形形及及其其内内部部组组织织性性能能的的控制，以获得所需形状、尺寸和质量的锻件。控制，以获得所需形状、尺寸和
3、质量的锻件。2目目的的：锻锻造造的的根根本本目目的的是是利利用用外外加加载载荷荷冲冲击击载载荷荷或或静静载载荷荷通通过过锻锻压压设设备备或或模模具具使使金金属属毛毛坯坯产产生生塑塑性性变变形形，从从而而获获得得所所需需形形状状和和尺尺寸寸的的锻锻件件，同同时时使使锻锻件件机机械械性性能能和和内内部部组组织织符符合合一一定定的的技术的要求。技术的要求。实质实质：锻造工艺的实质是如何利：锻造工艺的实质是如何利用金属的塑性使金属毛坯改变形用金属的塑性使金属毛坯改变形状和性能而成为合格锻件的加工状和性能而成为合格锻件的加工过程。过程。一、锻造生产的特点及其在国民经济中的作用一、锻造生产的特点及其在国民
4、经济中的作用一锻造生产的优点和缺点一锻造生产的优点和缺点1优点：优质、高产、低消耗、灵活。优点：优质、高产、低消耗、灵活。1优质优质指可以改善金属组织性能。指可以改善金属组织性能。金属零件的传统生产过程是：金属零件的传统生产过程是：冶炼冶炼制坯制坯切削加工切削加工热处理热处理制坯有三条途径：铸造毛坯、轧制型材、锻造毛坯。制坯有三条途径：铸造毛坯、轧制型材、锻造毛坯。铸造毛坯铸造毛坯的组织性能差，只适用于性能要求低的零、部件的组织性能差，只适用于性能要求低的零、部件锻造：锻造：纤纤维维组组织织变变形形后后的的杂杂质质仍仍具具有有方方向向性性，呈呈现现纤纤维维状状条纹条纹锻锻造造流流线线变变形形后
5、后杂杂质质的的纤纤维维分分布布，使使组组织织、性性能能呈呈方向性方向性钢锭锻造过程中纤维组织形成的示意钢锭锻造过程中纤维组织形成的示意2高产高产指机械化生产，生产率高指机械化生产，生产率高二、三百件二、三百件/小时，现在更高了，一百多件小时，现在更高了，一百多件/分，分，1.2万件万件/小时。据统计，每模锻小时。据统计，每模锻100万吨钢，由于提高万吨钢，由于提高了生产率，可比切削加工减少了生产率，可比切削加工减少23万工人，少用万工人，少用15000台机床。在现今技术水平条件下，几乎任何一种金属材台机床。在现今技术水平条件下，几乎任何一种金属材料都可用锻造方法制成半成品零件，只是难易程度不同
6、料都可用锻造方法制成半成品零件，只是难易程度不同而已。而已。今天，锻造生产率提高，其锻件精度也愈来愈高，可以到达今天，锻造生产率提高，其锻件精度也愈来愈高，可以到达甚至超过机械加工的一般精度水平，如各种冷温挤压标准件、甚至超过机械加工的一般精度水平，如各种冷温挤压标准件、精锻齿轮、精锻叶片、精锻轴类件等。精锻齿轮、精锻叶片、精锻轴类件等。西航建成国内最大航空发动机叶片精锻生产线西航建成国内最大航空发动机叶片精锻生产线3低消耗低消耗指少、无切削，省工省料。指少、无切削，省工省料。4灵活灵活指锻造可以锻制形状简单的锻件如模块、齿轮指锻造可以锻制形状简单的锻件如模块、齿轮坯等，也可锻制形状复杂、不需
7、或只需少量切削加工的精坯等，也可锻制形状复杂、不需或只需少量切削加工的精密锻件如曲轴、精锻齿轮等密锻件如曲轴、精锻齿轮等锻件的重量小的不到锻件的重量小的不到1公斤公斤大的可达几百吨大的可达几百吨单件小批量生产单件小批量生产大批量生产。大批量生产。万吨级水压机模锻的飞机大梁、火箭捆挷环万吨级水压机模锻的飞机大梁、火箭捆挷环万吨级水压机模锻的飞机大梁、火箭捆挷环万吨级水压机模锻的飞机大梁、火箭捆挷环2缺点：缺点：1模具成本高，加工周期长。模具成本高，加工周期长。2受锻造设备吨位的限制。受锻造设备吨位的限制。二锻造业的地位二锻造业的地位锻造在工业生产中占有举足轻重的地位。锻造在工业生产中占有举足轻重
8、的地位。锻造生产能力及其工艺水平，对一个国家的锻造生产能力及其工艺水平，对一个国家的工业、农业、国防和科学技术的影响，难以工业、农业、国防和科学技术的影响，难以估量。估量。锻造生产的能力在一定程度上锻造生产的能力在一定程度上标志标志着一个国着一个国家的工业水平。家的工业水平。二、锻件生产的分类及其工艺流程二、锻件生产的分类及其工艺流程根据所用工具和生产工艺的不同可分为自由锻造、模锻和特根据所用工具和生产工艺的不同可分为自由锻造、模锻和特种锻造。种锻造。1自自由由锻锻造造把把加加热热好好的的坯坯料料放放在在自自由由锻锻造造设设备备的的平平砧砧之之间间或简单的工具中进行锻造的方法称为自由锻。或简单
9、的工具中进行锻造的方法称为自由锻。一般由锻工控制金属的变形方向和形状尺寸。一般由锻工控制金属的变形方向和形状尺寸。手工锻造手工锻造自由锻自由锻机械锤上自由锻和水压机上自由锻机械锤上自由锻和水压机上自由锻u自由锻造主要用于锻制钢锭和形状简单、粗糙度自由锻造主要用于锻制钢锭和形状简单、粗糙度要求较低、加工余量较大的锻件生产。要求较低、加工余量较大的锻件生产。u使用的是形状简单的通用工具，灵活性大，生产使用的是形状简单的通用工具，灵活性大，生产准备周期短，所以使用范围广。准备周期短，所以使用范围广。u锻件力学性能和外表质量受操作工人的影响较大，锻件力学性能和外表质量受操作工人的影响较大，不易保证，生
10、产效率低。不易保证，生产效率低。自由锻还可以借助简单的模具进行锻造，称自由锻还可以借助简单的模具进行锻造，称胎模锻。胎模锻。胎模锻造是把加热好的坯料用自由锻方法预胎模锻造是把加热好的坯料用自由锻方法预锻成近似锻件的形状，然后在自由锻设备上用胎锻成近似锻件的形状，然后在自由锻设备上用胎模终锻成形形状简单的锻件可直接把坯料放入模终锻成形形状简单的锻件可直接把坯料放入胎模内成形，这种锻造方法称为胎模锻造。胎模内成形，这种锻造方法称为胎模锻造。2模锻模锻把加热好的坯料放在固定于模锻设备上的把加热好的坯料放在固定于模锻设备上的模具内进行锻造的方法称为模锻。模具内进行锻造的方法称为模锻。由于模具型槽限制金
11、属的变形，而获得与型槽形状由于模具型槽限制金属的变形，而获得与型槽形状一致的锻件。一致的锻件。根据变形特点，分为开式模锻和闭式模锻。根据变形特点，分为开式模锻和闭式模锻。根根据据设设备备结结构构特特性性和和工工艺艺特特性性的的不不同同，分分为为锤锤上上模模锻锻自自由由锻锻锤锤上上模模锻锻、高高速速锤锤上上模模锻锻、摩摩擦擦压压力力机机上上模模锻锻、热热模模锻锻压压力力机机上上模模锻锻、液液压压机机上上模模锻锻、平平锻锻机机上模锻、专用锻压机上模锻等。上模锻、专用锻压机上模锻等。模模锻锻适适用用于于形形状状复复杂杂，尺尺寸寸精精度度较较高高，加加工工余余量量小小，批量生产的中、小型锻件。批量生产
12、的中、小型锻件。形状和尺寸靠模具保证，人为影响因素小。形状和尺寸靠模具保证，人为影响因素小。精密锻件的成形也要通过模锻来实现。精密锻件的成形也要通过模锻来实现。3特特种种锻锻造造即即在在专专用用锻锻压压设设备备上上或或在在特特殊殊模模具具型槽内使坯料成形的一种特殊锻造工艺。型槽内使坯料成形的一种特殊锻造工艺。一一般般锻锻造造方方法法很很难难到到达达要要求求时时，可可用用特特种种锻锻造造工艺。工艺。如如精精密密模模锻锻，温温热热挤挤压压，辊辊锻锻，电电镦镦，摆摆动动辗辗压压，粉粉末末锻锻造造，液液态态模模锻锻，等等温温模模锻锻和和超超塑塑性性模锻等。模锻等。锻造工艺流程锻造工艺流程是指生产一个锻
13、件所经过的是指生产一个锻件所经过的锻造生产过程。锻造生产过程。以模锻为例，其锻造工艺流程是：以模锻为例，其锻造工艺流程是：备料加热模锻切边、冲孔备料加热模锻切边、冲孔热处理酸洗、清理校正。热处理酸洗、清理校正。一一般般来来说说，一一种种锻锻件件选选用用哪哪一一种种锻锻造造方方法法生生产产，与与形形状状、尺尺寸、技术要求和生产批量大小等很多因素有关。寸、技术要求和生产批量大小等很多因素有关。通常，单件、小批量生产通常，单件、小批量生产自由锻方法自由锻方法大批量大批量模锻方法模锻方法生产生产但但有有些些航航空空重重要要产产品品上上的的锻锻件件，虽虽然然批批量量不不大大，但但由由于于流流线线和和性性
14、能能等等方方面面的的要要求求，要要求求工工艺艺的的一一致致性性等等，通通常常也也采采用用模锻方法生产。模锻方法生产。三、锻造工艺的开展简史及其开展趋势三、锻造工艺的开展简史及其开展趋势一锻造技术的开展简史一锻造技术的开展简史人人类类在在新新石石器器时时代代末末期期，已已开开始始以以锤锤击击天天然然红红铜铜来来制制造造装装饰饰品品和和小小用用品品。中中国国约约在在公公元元前前2000多多年年已已应应用用冷冷锻锻工工艺艺制制造造工工具具，如如甘甘肃肃武武威威皇皇娘娘娘娘台台齐齐家家文文化化遗遗址址出出土土的的红红铜器物，就有明显的锤击痕迹。铜器物，就有明显的锤击痕迹。最最初初，人人们们靠靠抡抡锤锤
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