锻造工艺设计培训教材课件.ppt

1、工程实践工艺设计FundamentalsofMaterialsFormingProcess工程训练中心工程训练中心锻造工艺设计 金属塑性成形锻造的特点:1）改善金属组织、提高力学性能；2）生产效率高；3）材料利用率高；4）便于组织批量生产；5）适用范围广。缺点-不能加工脆性材料，生产的零件形状相对简单，易产生氧化、脱碳和烧损。CastingMachiningForgingl 锻件相对铸件和机加工零件，有更高的强度和韧性锻件相对铸件和机加工零件，有更高的强度和韧性锻造成形锻造工艺设计 锻造的应用:主要用于生产各种重要的、承受重载荷的机器零件或毛坯如机床的主轴和齿轮、内燃机的连杆、起重机的吊钩等。

2、锻造成形锻造工艺设计 自由锻 用简单的通用性工具，或在锻造设备的上下砧间直接使坯料变形从而获得所需的几何形状和尺寸的锻件的方法。锻造工艺设计 自由锻优点：优点：所需的工具简单，具有很强的通用性，生产准备周期短，因而应用较为广泛。采用自由锻方法既可以生产不足1千克的小锻件，也可以生产大至200300吨以上的大型锻件，而且自由自由锻是生产大型锻件的唯一方法锻是生产大型锻件的唯一方法，因此它在重型机械制造中具有特别重要的作用，常用来生产大型零件的毛坯。不足：不足：生产效率低，锻件形状简单，尺寸精度低，表面粗糙；工人劳动强度高，锻件的形状和尺寸主要取决于操作者的技术水平，不易实现机械化和自动化。锻造工

3、艺设计 1.自由锻造的主要设备自由锻锻造工艺设计 自由锻造工序自由锻基本工序辅助工序精整工序金属坯料能产生一定程度的塑性变形，以的工艺过程。镦粗、拔长、冲孔、弯曲、切割、扭转、错移及锻接为基本工序操作方便而进行的预变形工序。等。而进行的工序。清除锻件表面凹凸不平及整形等。锻造工艺设计 自由锻造工序基本工序自由锻锻造工艺设计 制定工艺规程的目的：组织生产过程 规定操作规范 控制和检查产品质量自由锻工艺规程的制定 锻造工艺设计 自由锻工艺规程的内容：绘制锻件工艺图计算坯料的质量和尺寸锻造工序的选择选定锻压设备、确定锻造温度范围加热与冷却规范填写工艺卡片自由锻工艺规程的制定 锻造工艺设计 1.绘制锻

4、件图-以零件图为基础自由锻工艺规程的制定 锻造工艺设计 1.绘制锻件图 1)锻件敷料：是为了简化锻件形状，便于锻造而加上去的一部分附加金属。当零件上带有较小的凹槽、台阶、凸肩、法兰和孔时，皆需增加敷料。敷 料自由锻工艺规程的制定 锻造工艺设计 1.绘制锻件图 2)机械加工余量：一般自由锻件的尺寸精度和表面质量都较差，达不到零件图的要求，在锻件的加工表面应增加供切削加工用的余量，称之为锻件机械加工余量，简称锻件余量。材料，形状，材料，形状，尺寸，批量大小尺寸，批量大小锻件余量自由锻工艺规程的制定 锻造工艺设计 1.绘制锻件图 3)锻件公差:在锻造过程中，由于各种因素的影响，如终锻温度的差异、锻压

5、设备工具的精度和操作技术水平的差异等，使得锻件实际尺寸不可能达到公称尺寸，允许其有一定的误差，称为锻件公差。典型锻件图（190）230 4（130）142 2（110）120 3（680）76012（310）35012（240）2802自由锻工艺规程的制定 锻造工艺设计 自由锻工艺规程的制定 自由锻工艺规程的制定 自由锻工艺规程的制定 2.毛坯质量和尺寸的计算1）质量：包括修切锻件端部时的料头质量和冲孔芯料等 锻造工艺设计 烧损切头锻件毛坯mmmm 切头m自由锻工艺规程的制定 2.毛坯质量和尺寸的计算钢料加热烧损 锻造工艺设计 烧损m自由锻工艺规程的制定 2.毛坯质量和尺寸的计算2）毛坯尺寸：

6、计算圆形截面毛坯直径（或方形截面边长）的公式：/坯坯mV5.225.100DH30)0.18.0(坯VD 30)9.075.0(坯Va)D/(VH20坯0420坯0a/VH锻造工艺设计 2.毛坯质量和尺寸的计算2）采用拔长方法锻造锻件时，毛坯尺寸的确定 通常原毛坯直径按下式计算：最后，根据毛坯体积V坯和确定的毛坯截面积求出毛坯的长度L坯。锻造工艺设计 锻坯YAA锻YAD13.103.选择锻造工序1)1)盘类件盘类件:镦粗（拔长、镦粗）、冲孔镦粗（拔长、镦粗）、冲孔2)2)轴类件轴类件:拔长（镦粗、拔长）、切肩、锻台阶拔长（镦粗、拔长）、切肩、锻台阶3)3)筒类件筒类件:镦粗（拔长、镦粗）、冲孔

7、、心轴上拔长镦粗（拔长、镦粗）、冲孔、心轴上拔长4)4)环类件环类件:镦粗（拔长、镦粗）、冲孔、心轴上扩孔镦粗（拔长、镦粗）、冲孔、心轴上扩孔6)6)弯曲类件弯曲类件:拔长（镦粗、拔长）、弯曲拔长（镦粗、拔长）、弯曲5)5)曲轴类件曲轴类件:拔长（镦粗、拔长）、错移、锻台阶、扭转拔长（镦粗、拔长）、错移、锻台阶、扭转自由锻工艺规程的制定 锻造工艺设计 3.选择锻造工序 1)盘类件:镦粗（拔长、镦粗）、冲孔自由锻工艺规程的制定 锻造工艺设计 3.选择锻造工序 1)盘类件:镦粗（拔长、镦粗）、冲孔下料 镦粗 镦挤台阶 冲孔滚圆 平整齿轮坯的锻造过程自由锻工艺规程的制定 锻造工艺设计 3.选择锻造工

8、序 2)轴类件:拔长（镦粗、拔长）、切肩、锻台阶自由锻工艺规程的制定 锻造工艺设计 3.选择锻造工序 2)轴类件:拔长（镦粗、拔长）、切肩、锻台阶下料 拔长镦台阶 拔长传动轴的锻造过程自由锻工艺规程的制定 锻造工艺设计 齿轮零件自由锻工艺过程零件材料为45钢，生产数量为20件。自由锻工艺规程的制定 (a)正面 (b)背面 齿轮零件三维模型 锻造工艺设计 自由锻工艺规程的制定 182173160145182230268290+0.0-0.1202+0.00-0.058-3010184252511300.81.6其余0.4齿轮零件图齿轮零件自由锻工艺过程锻造工艺设计 自由锻工艺规程的制定 齿轮零件

9、自由锻工艺过程 1）设计、绘制锻件图 302 5（290）131 6（145）214 5（202）284（18）624（52）齿轮锻件图齿轮坯锻件三维模型 锻造工艺设计 自由锻工艺规程的制定 齿轮零件自由锻工艺过程 2）确定变形工序 垫环局部镦粗冲孔冲子扩孔2862130302214123456131下料；2镦粗；3垫环局部镦粗；4冲孔；5冲子扩孔（三次）；6修整齿轮锻造工艺过程锻造工艺设计 自由锻工艺规程的制定 齿轮零件自由锻工艺过程 3）计算原始坯料体积与尺寸 （1）原始坯料体积（2）原坯料直径和高度)1()(0芯料锻件VVVmmVD1484.1183239046)0.18.0()0.18

10、.0(330坯mmD1300mmDVH244)1304/(3239046)4/(22000303239046mmV 锻造工艺设计 自由锻工艺规程的制定 齿轮零件自由锻工艺过程4.选择锻造设备 锻锤吨位可按下式进行近似计算，G=（0.0020.003）KS K可由文献查得，为安全起见，取最大值13，镦粗后锻件的横截面积S最大不超过锻件的横截面积，可按锻件的最大横截面积计算，为716cm2。经计算，所需锻锤最大吨位为G=0.00313716=28kg，因此可选0.25以上吨自由锻锤。5.确定锻造温度范围 45钢的始锻温度为1200，终锻温度为800。锻造工艺设计 自由锻工艺规程的制定 齿轮零件自由

11、锻工艺过程6.填写工艺卡片 3 0 2 5（2 9 0）1 3 1 6（1 4 5）2 1 4 5（2 0 2）284（18）624（52）锻件名称齿轮坯工艺类别自由锻材料45设备0.5t空气锤加热火次1锻造温度范围1200800锻件图坯料图锻造工艺设计 齿轮零件自由锻工艺过程序号工序名称工序简图使用工具操作要点1自由镦粗火钳镦粗后的高度为90mm 2局部镦粗火钳和镦粗漏盘控制镦粗后的高度为62mm 3冲孔火钳、镦粗漏盘、冲子和冲孔漏盘1注意冲子对中；2采用双面冲孔，左图为工件翻转后将孔冲透的情况 4一次扩孔火钳、镦粗漏盘、冲子和扩孔漏盘注意冲子对中齿轮零件自由锻工艺过程5二次扩孔火钳、镦粗漏

12、盘、冲子和扩孔漏盘注意冲子对中6三次扩孔火钳、镦粗漏盘、冲子和扩孔漏盘注意冲子对中7修整外圆火钳和冲子边轻打边旋转锻件，使外圆消除弧形并达到直径为3025mm8修整平面火钳和镦粗漏盘轻打（如砧面不平还要打边转动锻件），使锻件厚度达到624mm 传动轴自由锻工艺过程自由锻工艺规程的制定 锻造工艺设计 自由锻工艺规程的制定 1.绘制锻件图绘制锻件图（1）确定锻件余块 查表可知，直径62及右端可段出一层台阶，其余部位台阶高度h小于5的不锻出，而5h8的可锻出的台阶或凹档最小长为100mm。由此，最大其左端台阶不锻出。（2）确定机械加工余量与公差。根据GB/T 15826.7-1995台阶轴类锻件机械

13、加工余量与公差标准，精度为F级的该锻件，零件直径46mm和62mm，其机械加工余量和公差为83。零件总长为248mm和长度为111mm的台阶，其机械加工余量和公差为163。绘制锻件图，如图所示。锻造工艺设计 自由锻工艺规程的制定 1.绘制锻件图绘制锻件图锻造工艺设计 传动轴锻件图自由锻工艺规程的制定 2.计算坯料质量和规格计算坯料质量和规格锻件的质量由基本尺寸再加上二分之一上偏差来计算。由表，锻件两端切头质量为由 按一般火焰加热，烧损率取为3%。取 本锻件全部采用拔长工序完成。取锻比为2.5，则坯料的直径，根据表3.7国家标准棒料直径，取毛坯直径为115mm，毛坯的长度kgVm65.6)37.

14、1555.0285.1715.0(485.722锻锻kgm93.085.7)715.0555.0(22.033切头烧损切头锻件毛坯mmmmkgkgmmmmmm8074.703.1)93.065.6(%)31()(切头锻烧损切头锻件毛坯kgm8.7毛坯mmYAD19.1134/5.715.213.113.120锻mmDmL96)4(85.7/(20毛坯0自由锻工艺规程的制定 3.拟定锻造工序拟定锻造工序 轴类锻件的锻造工序主要拔长、压肩和精整工序。自由锻变形工序为：下料-拔长-压肩-拔长一端-修正。工艺过程如图所示。1下料；2拔长；3压肩；4拔长一端；5切料头，修整图 传动轴锻造工艺过程自由锻工

15、艺规程的制定 4.确定锻压设备与工具确定锻压设备与工具 由锻件尺寸，由表3.9可知，选用0.25t自由锻锤即可。5.锻造温度范围锻造温度范围由表3.10查得，40Cr始锻温度为1200，终锻温度为800。自由锻工艺规程的制定 6.填写工艺卡片填写工艺卡片 自由锻工艺规程的制定 6.填写工艺卡片填写工艺卡片 激励学生学习的名言格言激励学生学习的名言格言220、每一个成功者都有一个开始。勇于开始，才能找到成功的路。221、世界会向那些有目标和远见的人让路（冯两努香港著名推销商）222、绊脚石乃是进身之阶。223、销售世界上第一号的产品不是汽车，而是自己。在你成功地把自己推销给别人之前，你必须百分之

16、百的把自己推销给自己。224、即使爬到最高的山上，一次也只能脚踏实地地迈一步。225、积极思考造成积极人生，消极思考造成消极人生。226、人之所以有一张嘴，而有两只耳朵，原因是听的要比说的多一倍。227、别想一下造出大海，必须先由小河川开始。228、有事者，事竟成；破釜沉舟，百二秦关终归楚；苦心人，天不负；卧薪尝胆，三千越甲可吞吴。229、以诚感人者，人亦诚而应。230、积极的人在每一次忧患中都看到一个机会，而消极的人则在每个机会都看到某种忧患。231、出门走好路，出口说好话，出手做好事。232、旁观者的姓名永远爬不到比赛的计分板上。233、怠惰是贫穷的制造厂。234、莫找借口失败，只找理由成

17、功。（不为失败找理由，要为成功找方法）235、如果我们想要更多的玫瑰花，就必须种植更多的玫瑰树。236、伟人之所以伟大，是因为他与别人共处逆境时，别人失去了信心，他却下决心实现自己的目标。237、世上没有绝望的处境，只有对处境绝望的人。238、回避现实的人，未来将更不理想。239、当你感到悲哀痛苦时，最好是去学些什么东西。学习会使你永远立于不败之地。240、伟人所达到并保持着的高处，并不是一飞就到的，而是他们在同伴们都睡着的时候，一步步艰辛地向上爬241、世界上那些最容易的事情中，拖延时间最不费力。242、坚韧是成功的一大要素，只要在门上敲得够久、够大声，终会把人唤醒的。243、人之所以能，是相信能。244、没有口水与汗水，就没有成功的泪水。245、一个有信念者所开发出的力量，大于99个只有兴趣者。246、环境不会改变，解决之道在于改变自己。247、两粒种子，一片森林。248、每一发奋努力的背后，必有加倍的赏赐。249、如果你希望成功，以恒心为良友，以经验为参谋，以小心为兄弟，以希望为哨兵。250、大多数人想要改造这个世界，但却罕有人想改造自己。