第三章固态成形技术课件.ppt

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1、材材料料科科学学与与工工程程系系Department of Materials Science&Engineering Page Page Page Page 1 1 1 1 材料成形技术基础材料成形技术基础 第三章第三章 固态材料塑性成形过程固态材料塑性成形过程材材料料科科学学与与工工程程系系Department of Materials Science&Engineering Page Page Page Page 2 2 2 2 第第1 1节节 概述概述第第2 2节节 金属塑性成形过程的理论基础金属塑性成形过程的理论基础第第3 3节节 锻造方法锻造方法第第4 4节节 板料成形方法板料成形

2、方法第第5 5节节 其它其它他塑性成形简介他塑性成形简介主要内容主要内容材材料料科科学学与与工工程程系系Department of Materials Science&Engineering Page Page Page Page 3 3 3 3 3.1 3.1 概述概述金属塑性成形的概念金属塑性成形的概念 它是指在外力作用下，使它是指在外力作用下，使金属金属材料产生材料产生预期的预期的塑性变形塑性变形，以，以获得所需形状、尺寸和获得所需形状、尺寸和力学性能的毛坯或零件的加工方法力学性能的毛坯或零件的加工方法。在工业生产中又称在工业生产中又称压力加工压力加工。材材料料科科学学与与工工程程系系D

3、epartment of Materials Science&Engineering Page Page Page Page 4 4 4 4 3.1 3.1 概述概述金属材料固态成形的金属材料固态成形的基本成形条件基本成形条件:1.1.被成形的金属材料应具备一定的被成形的金属材料应具备一定的塑性塑性;2.2.要有要有外力外力作用于固态金属材料上。作用于固态金属材料上。金属固态成形受到内外两方面因素的制约。1.内在因素内在因素即金属本身能否进行固态变形和可形变的能力大小。2.外在因素外在因素即需要多大的外力。另外，外界条件（如温度等）对内外因素有相当大的影响，且成形过程中两因素相互影响。材材料料

4、科科学学与与工工程程系系Department of Materials Science&Engineering Page Page Page Page 5 5 5 5 材材料料科科学学与与工工程程系系Department of Materials Science&Engineering Page Page Page Page 6 6 6 6 优点：优点：组织细化致密、力学性能提高；组织细化致密、力学性能提高；体积不变的材料转移成形，材料利用率高体积不变的材料转移成形，材料利用率高;生产率高，易机械化、自动化等。生产率高，易机械化、自动化等。可获得精度较高的零件或毛坯，可实现少无切削加工。可获得

5、精度较高的零件或毛坯，可实现少无切削加工。缺点：缺点：不能加工脆性材料；不能加工脆性材料；难以加工形状特别复杂（特别是内腔）、体积特别大的制品；难以加工形状特别复杂（特别是内腔）、体积特别大的制品；设备、模具投资费用大。设备、模具投资费用大。金属固态塑性成形优缺点金属固态塑性成形优缺点材材料料科科学学与与工工程程系系Department of Materials Science&Engineering Page Page Page Page 7 7 7 7 按金属固态成形时的温度分为两大类：按金属固态成形时的温度分为两大类：冷变形过程冷变形过程冷变形是指金属在进行塑性变形时的温度冷变形是指金属

6、在进行塑性变形时的温度低于低于该金属该金属的的再结晶温度再结晶温度。冷变形过程的特征：冷变形过程的特征：变形后具有加工硬化现象，强度、变形后具有加工硬化现象，强度、硬度升高，塑性和韧度下降硬度升高，塑性和韧度下降.热变形过程热变形过程是指金属材料在其是指金属材料在其再结晶温度以上再结晶温度以上进行的塑性变形。进行的塑性变形。3.1 3.1 概述概述材材料料科科学学与与工工程程系系Department of Materials Science&Engineering Page Page Page Page 8 8 8 8 冷变形过程的特征冷变形过程的特征：变形后具有加工硬化现象，强度、硬度升高，

7、塑性变形后具有加工硬化现象，强度、硬度升高，塑性和韧度下降。和韧度下降。热变形过程的特征：热变形过程的特征：金属在热变形中始终保持金属在热变形中始终保持良好的塑性良好的塑性，可使工件进，可使工件进行大量的塑性变形；又因高温下金属的屈服强度较低，行大量的塑性变形；又因高温下金属的屈服强度较低，故故变形抗力低，易于变形变形抗力低，易于变形。热变形使内部组织结构致密细小，力学性能特别是热变形使内部组织结构致密细小，力学性能特别是韧度明显改善和提高韧度明显改善和提高。因为金属材料内部的缩松、气因为金属材料内部的缩松、气孔或空隙被压实，孔或空隙被压实，粗大（树枝状）的晶粒组织结构被粗大（树枝状）的晶粒组

8、织结构被再结晶细化。再结晶细化。形成形成纤维组织纤维组织，力学性能，力学性能具有方向性。具有方向性。3.1 3.1 概述概述材材料料科科学学与与工工程程系系Department of Materials Science&Engineering Page Page Page Page 9 9 9 9 材材料料科科学学与与工工程程系系Department of Materials Science&Engineering Page Page Page Page 10101010 3.2 3.2 金属塑性成形过程的理论基础金属塑性成形过程的理论基础塑性成形性能塑性成形性能（可锻性）（可锻性）衡量因素衡

9、量因素塑性指标和变形抗力；塑性指标和变形抗力；塑性越高，变形抗力越低，可锻性越好塑性越高，变形抗力越低，可锻性越好。材材料料科科学学与与工工程程系系Department of Materials Science&Engineering Page Page Page Page 11111111 影响金属塑性成形性能的因素影响金属塑性成形性能的因素：内在因素、加工条件、应力状态等。内在因素、加工条件、应力状态等。内在因素：内在因素：化学成分化学成分钢的含碳量越大，塑性成形性越差钢的含碳量越大，塑性成形性越差;钢的合金元素含量越高，塑性成形性能越差钢的合金元素含量越高，塑性成形性能越差.金属组织金属

10、组织单相固溶体的塑性成形性优于多相组单相固溶体的塑性成形性优于多相组织，常温下，均匀细晶的塑性成形性优于粗晶组织，钢织，常温下，均匀细晶的塑性成形性优于粗晶组织，钢中存在网状二次渗碳体时塑性成形性下降。中存在网状二次渗碳体时塑性成形性下降。3.2 3.2 金属塑性成形过程的理论基础金属塑性成形过程的理论基础材材料料科科学学与与工工程程系系Department of Materials Science&Engineering Page Page Page Page 12121212 材材料料科科学学与与工工程程系系Department of Materials Science&Engineeri

11、ng Page Page Page Page 13131313 应力状态：应力状态：三个方向中的三个方向中的压应力数目压应力数目越多，塑性越好，变形抗力越多，塑性越好，变形抗力增大；拉应力数目多，则金属的塑性就差，变形抗力降低。增大；拉应力数目多，则金属的塑性就差，变形抗力降低。3.2 3.2 金属塑性成形过程的理论基础金属塑性成形过程的理论基础材材料料科科学学与与工工程程系系Department of Materials Science&Engineering Page Page Page Page 14141414 材材料料科科学学与与工工程程系系Department of Materia

12、ls Science&Engineering Page Page Page Page 15151515 定义：定义：自由锻造是利用冲击力或压力使金属材料自由锻造是利用冲击力或压力使金属材料在在上下两个砧铁之间或锤头与砧铁之间上下两个砧铁之间或锤头与砧铁之间产生变形，从产生变形，从而获得所需形状、尺寸和力学性能的锻件成形过程。而获得所需形状、尺寸和力学性能的锻件成形过程。3.3.1 3.3.1 自由锻造自由锻造3.3 3.3 锻造方法锻造方法车床主轴自由锻盘套类锻件锻造材材料料科科学学与与工工程程系系Department of Materials Science&Engineering Page

13、 Page Page Page 16161616 自自由由锻锻优优点点3.3.1 3.3.1 自由锻造自由锻造材材料料科科学学与与工工程程系系Department of Materials Science&Engineering Page Page Page Page 17171717 材材料料科科学学与与工工程程系系Department of Materials Science&Engineering Page Page Page Page 18181818 自由锻成形过程自由锻成形过程3.3.1 3.3.1 自由锻造自由锻造零件图零件图-绘制锻件图绘制锻件图-计算坯料质量计算坯料质量和尺寸

14、和尺寸-下料下料-确定工序确定工序-加热温度加热温度-设设备等备等-加热坯料、锻打加热坯料、锻打-检验检验-锻件锻件材材料料科科学学与与工工程程系系Department of Materials Science&Engineering Page Page Page Page 19191919 自由锻成形过程自由锻成形过程 1）绘制锻件图）绘制锻件图 绘制锻件图时要考虑绘制锻件图时要考虑:敷料敷料 加工余量加工余量 锻件公差锻件公差3.3.1 3.3.1 自由锻造自由锻造材材料料科科学学与与工工程程系系Department of Materials Science&Engineering Pag

15、e Page Page Page 20202020 锻件加工余量：锻件加工余量：与零件的形状、尺寸、加工精度、表面粗糙度等因素有关，与零件的形状、尺寸、加工精度、表面粗糙度等因素有关，通常自由锻锻件的加工余量为通常自由锻锻件的加工余量为46mm，它与生产的设备、工，它与生产的设备、工装精度、加热的控制和操作技术水平有关，零件越大，形状越装精度、加热的控制和操作技术水平有关，零件越大，形状越复杂，则余量就大。复杂，则余量就大。锻件公差：锻件公差：锻件公差是锻件名义尺寸的允许变动量锻件公差是锻件名义尺寸的允许变动量，因为锻造操作中，因为锻造操作中掌握尺寸有一定困难，外加金属的氧化和收缩等原因，使锻

16、件掌握尺寸有一定困难，外加金属的氧化和收缩等原因，使锻件的实际尺寸总有一定的误差。规定锻件的公差，有利于提高生的实际尺寸总有一定的误差。规定锻件的公差，有利于提高生产率。自由锻锻件的公差一般为产率。自由锻锻件的公差一般为（12）mm。3.3.1 3.3.1 自由锻造自由锻造材材料料科科学学与与工工程程系系Department of Materials Science&Engineering Page Page Page Page 21212121 2）计算坯料质量和尺寸）计算坯料质量和尺寸 确定坯料质量：确定坯料质量：G坯料坯料=G锻件锻件+G烧损烧损+G料头料头 式中：式中：G坯料坯料坯料质

17、量。坯料质量。G锻件锻件锻件质量。锻件质量。G烧损烧损加热时坯料因表面氧化而烧损的质加热时坯料因表面氧化而烧损的质量，第一次加热取被加热金属质量分数的量，第一次加热取被加热金属质量分数的2%3%，以后各次加热取，以后各次加热取1.5%2.0%；G料头料头锻造过程中被冲掉的那部分金属的锻造过程中被冲掉的那部分金属的质量，如冲孔时坯料中部的料芯，修切端部产生质量，如冲孔时坯料中部的料芯，修切端部产生的料头等。的料头等。3.3.1 3.3.1 自由锻造自由锻造材材料料科科学学与与工工程程系系Department of Materials Science&Engineering Page Page P

18、age Page 22222222 确定坯料尺寸确定坯料尺寸 首先根据材料的密度和坯料质量计首先根据材料的密度和坯料质量计算出坯料相应的算出坯料相应的体积体积；根据体积不变原则和采用的基本工根据体积不变原则和采用的基本工序类型（如拔长、镦粗等）的序类型（如拔长、镦粗等）的锻造比、锻造比、高度与直径之比高度与直径之比等；等；然后计算出然后计算出坯料横截面积、直径或坯料横截面积、直径或边长边长等尺寸。等尺寸。3.3.1 3.3.1 自由锻造自由锻造材材料料科科学学与与工工程程系系Department of Materials Science&Engineering Page Page Page P

19、age 23232323 材材料料科科学学与与工工程程系系Department of Materials Science&Engineering Page Page Page Page 24242424 当锻造件的第一工序为拔长时，则：当锻造件的第一工序为拔长时，则：由此便可计算坯料直径由此便可计算坯料直径 ,即即圆坯料圆坯料 方坯料方坯料注意：注意：圆钢直径大小是标准的，如计算的坯料直径与圆钢标圆钢直径大小是标准的，如计算的坯料直径与圆钢标准直径不符，则应将坯料直径就近取成圆钢直径，然后再重准直径不符，则应将坯料直径就近取成圆钢直径，然后再重新计算坯料高度新计算坯料高度H或长度或长度L。3.

20、3.1 3.3.1 自由锻造自由锻造材材料料科科学学与与工工程程系系Department of Materials Science&Engineering Page Page Page Page 25252525 典型锻件的锻造比典型锻件的锻造比锻件名称锻件名称计算计算部位部位 锻造比锻造比 锻件锻件名称名称计算计算部位部位锻造比锻造比 碳素钢轴类碳素钢轴类零件零件 最大截面 2.02.5 锤头 最大截面 2.5 合金钢轴类合金钢轴类零件零件 最大截面 2.53.0水轮机主轴 轴身 2.5 热轧辊热轧辊 辊身 2.53.0水轮机立柱 最大截面 3.0 冷轧辊冷轧辊 辊身 3.55.0模块 最大

21、截面 3.0 齿轮轴齿轮轴 最大截面 2.53.0航空用大型锻件 最大截面 6.08.0 3.3.1 3.3.1 自由锻造自由锻造材材料料科科学学与与工工程程系系Department of Materials Science&Engineering Page Page Page Page 26262626 选择锻造工序、确定锻造温度和冷却规范等。选择锻造工序、确定锻造温度和冷却规范等。选择锻造工序选择锻造工序 分为分为基本工序、辅助工序、精整工序基本工序、辅助工序、精整工序三类。三类。基本工序基本工序：镦粗、拔长、冲孔镦粗、拔长、冲孔等等3.3.1 3.3.1 自由锻造自由锻造材材料料科科学学

22、与与工工程程系系Department of Materials Science&Engineering Page Page Page Page 27272727 材材料料科科学学与与工工程程系系Department of Materials Science&Engineering Page Page Page Page 28282828 筒及环类锻件筒及环类锻件弯曲类锻件弯曲类锻件可采用镦粗、冲孔、拔长、整修可采用镦粗、冲孔、拔长、整修可采用拔长、弯曲可采用拔长、弯曲3.3.1 3.3.1 自由锻造自由锻造材材料料科科学学与与工工程程系系Department of Materials Scie

23、nce&Engineering Page Page Page Page 29292929 曲拐轴类锻件曲拐轴类锻件其他复杂锻件其他复杂锻件可采用拔长、分段、错移、整修可采用拔长、分段、错移、整修可采用拔长、分段、镦粗、冲孔、整修可采用拔长、分段、镦粗、冲孔、整修3.3.1 3.3.1 自由锻造自由锻造材材料料科科学学与与工工程程系系Department of Materials Science&Engineering Page Page Page Page 30303030 材材料料科科学学与与工工程程系系Department of Materials Science&Engineering

24、Page Page Page Page 31313131 锻造温度范围及加热冷却范围锻造温度范围及加热冷却范围 常用金属材料的锻造温度范围常用金属材料的锻造温度范围3.3.1 3.3.1 自由锻造自由锻造合金种类合金种类始锻温度始锻温度/终锻温度终锻温度/碳素钢碳素钢15，25，3012001250750 750 80035，40，45120080080060，65，T8,T101100800800合金钢合金钢合金结构钢1150 1200800 800 850低合金工具钢1100 1150850850高速钢1100 1150900900有色金属有色金属H68850700700硬铝4703803

25、80材材料料科科学学与与工工程程系系Department of Materials Science&Engineering Page Page Page Page 32323232 锻后锻件的冷却：锻后锻件的冷却：锻件仍有较高的温度，冷却时由于锻件仍有较高的温度，冷却时由于表面冷却快，内部冷的慢，锻件表里收表面冷却快，内部冷的慢，锻件表里收缩不一，可能使一些塑性较低的或大型缩不一，可能使一些塑性较低的或大型复杂锻件产生变形或开裂等缺陷。复杂锻件产生变形或开裂等缺陷。3.3.1 3.3.1 自由锻造自由锻造材材料料科科学学与与工工程程系系Department of Materials Scien

26、ce&Engineering Page Page Page Page 33333333 锻件冷却方式常有下列锻件冷却方式常有下列3种：种：1）直接在空气中冷却（空冷），直接在空气中冷却（空冷），此种多用于碳含此种多用于碳含量小于量小于0.5%的碳钢和碳含量小于的碳钢和碳含量小于0.3%的低合金钢的低合金钢中小型锻件。中小型锻件。2）在炉灰或干砂中缓冷在炉灰或干砂中缓冷 对用于中碳钢、高碳钢和对用于中碳钢、高碳钢和大多数低合金钢中的中型锻件。大多数低合金钢中的中型锻件。3）随炉缓冷随炉缓冷 锻后随即将锻件放入锻后随即将锻件放入500到到700摄氏度摄氏度的炉中随炉缓冷，用于中碳钢和低合金钢的大型

27、锻的炉中随炉缓冷，用于中碳钢和低合金钢的大型锻件以及高合金钢的重要锻件。件以及高合金钢的重要锻件。3.3.1 3.3.1 自由锻造自由锻造材材料料科科学学与与工工程程系系Department of Materials Science&Engineering Page Page Page Page 34343434 自由锻典型过程举例自由锻典型过程举例 轴类、盘类、环类、筒类、弯曲类等轴类、盘类、环类、筒类、弯曲类等轴类件自由锻工序轴类件自由锻工序3.3.1 3.3.1 自由锻造自由锻造材材料料科科学学与与工工程程系系Department of Materials Science&Enginee

28、ring Page Page Page Page 35353535 锻锻件名称：件名称：齿轮轴齿轮轴坯料坯料质质量：量：2.8kg2.8kg坯料坯料规规格：格：90 x59mm90 x59mm锻锻件材料：件材料：40Cr40Cr锻锻造造设备设备：150kg150kg空气空气锤锤锻件图：锻件图：火次火次温度（温度（）操作操作说说明明简图简图1 112001200800800镦镦粗粗拔拔长长、打、打圆圆压压肩肩拔拔长长、打、打圆圆3.3.1 3.3.1 自由锻造自由锻造材材料料科科学学与与工工程程系系Department of Materials Science&Engineering Page

29、Page Page Page 36363636 盘类件自由锻工序盘类件自由锻工序3.3.1 3.3.1 自由锻造自由锻造材材料料科科学学与与工工程程系系Department of Materials Science&Engineering Page Page Page Page 37373737 锻锻件名称：双件名称：双联齿轮联齿轮坯料坯料质质量：量：2.1kg2.1kg坯料坯料规规格：格：65x83mm65x83mm锻锻件材料：件材料：4545钢钢锻锻造造设备设备：150kg150kg空气空气锤锤 锻件图：锻件图：火次火次温度（温度（）操作操作说说明明简图简图1 11200120080080

30、0镦镦粗粗压压肩肩拔拔长长、打、打圆圆3.3.1 3.3.1 自由锻造自由锻造材材料料科科学学与与工工程程系系Department of Materials Science&Engineering Page Page Page Page 38383838 环类件自由锻工序环类件自由锻工序3.3.1 3.3.1 自由锻造自由锻造材材料料科科学学与与工工程程系系Department of Materials Science&Engineering Page Page Page Page 39393939 筒类件自由锻工序筒类件自由锻工序3.3.1 3.3.1 自由锻造自由锻造材材料料科科学学与与工

31、工程程系系Department of Materials Science&Engineering Page Page Page Page 40404040 弯曲件自由锻工序弯曲件自由锻工序3.3.1 3.3.1 自由锻造自由锻造材材料料科科学学与与工工程程系系Department of Materials Science&Engineering Page Page Page Page 41414141 锻造设备：锻造设备：中小型锻件所采用的主要是空气锤，空气锤的中小型锻件所采用的主要是空气锤，空气锤的吨位选择见下表或查锻造手册。吨位选择见下表或查锻造手册。3.3.1 3.3.1 自由锻造自由锻

32、造锤的吨位锤的吨位/kg150150250250400400560560锻件质量锻件质量/kg6 6101026264040材材料料科科学学与与工工程程系系Department of Materials Science&Engineering Page Page Page Page 42424242 自由锻件结构技术特征自由锻件结构技术特征自由锻件上应避免锥体、曲线或曲线交接以及自由锻件上应避免锥体、曲线或曲线交接以及椭圆形、工字形截面等结构椭圆形、工字形截面等结构3.3.1 3.3.1 自由锻造自由锻造材材料料科科学学与与工工程程系系Department of Materials Scien

33、ce&Engineering Page Page Page Page 43434343 3.3.1 3.3.1 自由锻造自由锻造材材料料科科学学与与工工程程系系Department of Materials Science&Engineering Page Page Page Page 44444444 自由锻件上应避免加强筋、凸台等结构自由锻件上应避免加强筋、凸台等结构。3.3.1 3.3.1 自由锻造自由锻造材材料料科科学学与与工工程程系系Department of Materials Science&Engineering Page Page Page Page 45454545 当锻件

34、的横截面有急剧变化或形状较复杂时，可将当锻件的横截面有急剧变化或形状较复杂时，可将其设计成几个简单件构成的组合件，用焊接或机械连其设计成几个简单件构成的组合件，用焊接或机械连接方法连成整体件。接方法连成整体件。3.3.1 3.3.1 自由锻造自由锻造材材料料科科学学与与工工程程系系Department of Materials Science&Engineering Page Page Page Page 46464646 复杂件结构复杂件结构成形性差的结构成形性差的结构 成形性好的结构成形性好的结构3.3.1 3.3.1 自由锻造自由锻造材材料料科科学学与与工工程程系系Department

35、of Materials Science&Engineering Page Page Page Page 47474747 3.3.2 3.3.2 模型锻造模型锻造定义：定义：它是将坯料置于锻模模腔内它是将坯料置于锻模模腔内，然后施加冲击力或压力使然后施加冲击力或压力使坯料发生塑性变形而获得锻件的成形过程坯料发生塑性变形而获得锻件的成形过程。模型锻造时坯料是模型锻造时坯料是整体塑性成形整体塑性成形坯料坯料三向受压三向受压。材材料料科科学学与与工工程程系系Department of Materials Science&Engineering Page Page Page Page 4848484

36、8 与自由锻相比，模锻具有如下优点与自由锻相比，模锻具有如下优点:生产效率高。生产效率高。能锻造形状复杂的锻件，并可使金属流线分布更为合能锻造形状复杂的锻件，并可使金属流线分布更为合理。理。模锻件的尺寸较精确，表面质量好，加工余量较小。模锻件的尺寸较精确，表面质量好，加工余量较小。节省金属材料，减少切削加工工作量。在批量足够的节省金属材料，减少切削加工工作量。在批量足够的条件下，能降低零件成本。条件下，能降低零件成本。模锻操作简单，劳动强度低。模锻操作简单，劳动强度低。3.3.2 3.3.2 模型锻造模型锻造材材料料科科学学与与工工程程系系Department of Materials Sci

37、ence&Engineering Page Page Page Page 49494949 缺点：缺点：模锻设备吨位限制，锻件质量一般在模锻设备吨位限制，锻件质量一般在150kg以下。设备投资较大，模具费用高，以下。设备投资较大，模具费用高，工艺灵活性较差，生产准备周期较长。工艺灵活性较差，生产准备周期较长。适合于小型锻件的大批、大量生产。适合于小型锻件的大批、大量生产。3.3.2 3.3.2 模型锻造模型锻造材材料料科科学学与与工工程程系系Department of Materials Science&Engineering Page Page Page Page 50505050 模锻已广

38、泛应用于飞机、机车、汽车、拖拉机、模锻已广泛应用于飞机、机车、汽车、拖拉机、军工、轴承等制造业中。军工、轴承等制造业中。最常见的零件是齿轮、轴、连杆、杠杆、手柄最常见的零件是齿轮、轴、连杆、杠杆、手柄等，但等，但模锻常限制在模锻常限制在150kg以下的零件以下的零件。冷成形工艺（冷镦、冷锻）主要生产一些小型冷成形工艺（冷镦、冷锻）主要生产一些小型制品或零件，如螺钉、钉子、铆钉、螺栓等，由制品或零件，如螺钉、钉子、铆钉、螺栓等，由于锻模造价高，制造周期长，故模型锻造仅适用于锻模造价高，制造周期长，故模型锻造仅适用于大批量生产。于大批量生产。3.3.2 3.3.2 模型锻造模型锻造材材料料科科学学

39、与与工工程程系系Department of Materials Science&Engineering Page Page Page Page 51515151 模锻过程模锻过程3.3.2 3.3.2 模型锻造模型锻造材材料料科科学学与与工工程程系系Department of Materials Science&Engineering Page Page Page Page 52525252 模锻过程模锻过程1)绘制模锻件图绘制模锻件图 应考虑分模面、加工余量、锻件公差和敷料应考虑分模面、加工余量、锻件公差和敷料、模锻斜度、模锻斜度、模锻件圆角半径、模锻件圆角半径 等。等。分模面分模面 确定分

40、模面位置原则：确定分模面位置原则：a)要保证模锻件易于从模膛中取出，故通常分模面选择在模锻件要保证模锻件易于从模膛中取出，故通常分模面选择在模锻件最大截面最大截面上上。b)所选定的分模面应能所选定的分模面应能使模膛的深度最浅使模膛的深度最浅，这样有利于金属充满模膛，便，这样有利于金属充满模膛，便于锻件的取出和锻模的制造。于锻件的取出和锻模的制造。c)选定的分模面应能使选定的分模面应能使上下两模沿分模面的模膛轮廓一致上下两模沿分模面的模膛轮廓一致，这样在安装锻，这样在安装锻模和生产中发现错模现象时，便于及时调整锻模位置。模和生产中发现错模现象时，便于及时调整锻模位置。3.3.2 3.3.2 模型

41、锻造模型锻造材材料料科科学学与与工工程程系系Department of Materials Science&Engineering Page Page Page Page 53535353 d）分模面）分模面最好是平面最好是平面，且上下锻模的模膛深度尽可，且上下锻模的模膛深度尽可能一致，便于锻模制造。能一致，便于锻模制造。e)所选分模面尽可能使锻件上所加的所选分模面尽可能使锻件上所加的敷料最少敷料最少，这样，这样既可提高材料的利用率，又减少了切削加工的工作量。既可提高材料的利用率，又减少了切削加工的工作量。第第2种孔不能锻。种孔不能锻。3.3.2 3.3.2 模型锻造模型锻造材材料料科科学学与

42、与工工程程系系Department of Materials Science&Engineering Page Page Page Page 54545454 分模面选择比较图分模面选择比较图材材料料科科学学与与工工程程系系Department of Materials Science&Engineering Page Page Page Page 55555555 加工余量、锻件公差和敷料加工余量、锻件公差和敷料 模锻件的加工余量和公差比自由锻模锻件的加工余量和公差比自由锻件的小得多。小型模锻件的加工余量一件的小得多。小型模锻件的加工余量一般在般在24mm，锻件公差一般为，锻件公差一般为0.

43、5 1mm。3.3.2 3.3.2 模型锻造模型锻造材材料料科科学学与与工工程程系系Department of Materials Science&Engineering Page Page Page Page 56565656 对于孔径对于孔径d 25mm的的模锻件，孔应锻出，模锻件，孔应锻出，但须留但须留冲孔连皮冲孔连皮；冲孔连皮厚度与冲孔连皮厚度与孔径有关，当孔径为孔径有关，当孔径为30 80mm时，连时，连皮厚度为皮厚度为4 8mm。3.3.2 3.3.2 模型锻造模型锻造材材料料科科学学与与工工程程系系Department of Materials Science&Engineeri

44、ng Page Page Page Page 57575757 模锻斜度模锻斜度 目的目的是便于是便于从模膛中取出锻件从模膛中取出锻件。常用模锻斜度系列为：常用模锻斜度系列为：357101215 模锻斜度与模膛深度有关，当模锻斜度与模膛深度有关，当模膛深度与宽度的比值（模膛深度与宽度的比值（h/b)越越大时，取较大的斜度值。大时，取较大的斜度值。内壁斜内壁斜度应比外壁斜度大度应比外壁斜度大25 在具有在具有顶出装置的锻压机械顶出装置的锻压机械上，其模锻件上的斜度比没有顶上，其模锻件上的斜度比没有顶出装置的小一级出装置的小一级。3.3.2 3.3.2 模型锻造模型锻造材材料料科科学学与与工工程程

45、系系Department of Materials Science&Engineering Page Page Page Page 58585858 模锻件圆角半径模锻件圆角半径 模锻件上凡是面与面相交处均应做成圆角。模锻件上凡是面与面相交处均应做成圆角。目的目的:增大锻件强度，利于锻造时金属充满模膛，避免锻增大锻件强度，利于锻造时金属充满模膛，避免锻模上的内尖角处产生裂纹，减缓锻模外尖角处的磨损，提高锻模上的内尖角处产生裂纹，减缓锻模外尖角处的磨损，提高锻模的使用寿命模的使用寿命。3.3.2 3.3.2 模型锻造模型锻造要求要求:钢质模锻件钢质模锻件 外圆角半径外圆角半径取取1.5 12mm

46、，内圆角半径内圆角半径比比外圆角大外圆角大2 3倍倍；模膛深度越深，圆角半径取值越模膛深度越深，圆角半径取值越大。大。材材料料科科学学与与工工程程系系Department of Materials Science&Engineering Page Page Page Page 59595959 例例 一齿轮，材料为一齿轮，材料为45钢，产量为钢，产量为3000件件/月，选用模锻加工。月，选用模锻加工。该件该件直径直径25的孔不锻出的孔不锻出（因放在机加工余量后孔径（因放在机加工余量后孔径25），外），外径的加工余量放径的加工余量放4mm（半径上放（半径上放2mm），高度上加工余量放），高度上加

47、工余量放2.5mm。分模面如图所示，凡垂直分模面的立壁均放模锻斜度。分模面如图所示，凡垂直分模面的立壁均放模锻斜度5。3.3.2 3.3.2 模型锻造模型锻造材材料料科科学学与与工工程程系系Department of Materials Science&Engineering Page Page Page Page 60606060 2）坯料质量和尺寸计算）坯料质量和尺寸计算 模锻件坯料质量模锻件坯料质量=模锻件质量模锻件质量+氧化烧损质量氧化烧损质量+飞边（连皮）质量飞边（连皮）质量 飞边质量飞边质量的多少与锻件形状和大小有关，一的多少与锻件形状和大小有关，一般按锻件质量的般按锻件质量的20

48、%25%计算。计算。氧化烧损氧化烧损按锻件质量和飞边质量总和的按锻件质量和飞边质量总和的3%4%计算，其他规则可参照自由锻坯料质量及计算，其他规则可参照自由锻坯料质量及尺寸计算。尺寸计算。3.3.2 3.3.2 模型锻造模型锻造材材料料科科学学与与工工程程系系Department of Materials Science&Engineering Page Page Page Page 61616161 3）模锻工序确定）模锻工序确定 盘类模锻件：盘类模锻件：一般采用一般采用镦粗和镦粗和终锻终锻工序；对于一些工序；对于一些高轮毂、薄轮辐的模高轮毂、薄轮辐的模锻件，采用锻件，采用镦粗镦粗-预预锻锻

49、-终锻工序。终锻工序。3.3.2 3.3.2 模型锻造模型锻造材材料料科科学学与与工工程程系系Department of Materials Science&Engineering Page Page Page Page 62626262 长轴类模锻件工序选长轴类模锻件工序选择有：择有：预锻预锻-终锻终锻滚压滚压-预锻预锻-终锻终锻拔长拔长-滚压滚压-预锻预锻-终锻终锻拔长拔长-滚压滚压-弯曲弯曲-预锻预锻-终终锻等锻等3.3.2 3.3.2 模型锻造模型锻造材材料料科科学学与与工工程程系系Department of Materials Science&Engineering Page Pag

50、e Page Page 63636363 模锻件成形过程中工序模锻件成形过程中工序的多少的多少与零件结构设计、与零件结构设计、坯料形状及制坯手段坯料形状及制坯手段等等有关。有关。如：弯曲连杆模锻如：弯曲连杆模锻3.3.2 3.3.2 模型锻造模型锻造材材料料科科学学与与工工程程系系Department of Materials Science&Engineering Page Page Page Page 64646464 锻造截面变化较大的长轴类锻件时，常采用断面锻造截面变化较大的长轴类锻件时，常采用断面呈周期性变化的坯料见图所示：呈周期性变化的坯料见图所示：（a）周期性轧制坯料）周期性轧制