兰州城市学院实训中心兰州城市学院实训中心 杨淑霞杨淑霞金工实训金工实训锻压篇锻压篇重点重点1.锻件加热的目的、所用设备、工作过程及其特点。锻件加热的目的、所用设备、工作过程及其特点。2.自由锻造所用设备及工具。自由锻造所用设备及工具。3.自由锻造的基本工序及各工序容易产生的缺陷。自由锻造的基本工序及各工序容易产生的缺陷。4.冲压设备特点、冲压基本工序。冲压设备特点、冲压基本工序。难点难点1.自由锻造各工序产生缺陷的避免。自由锻造各工序产生缺陷的避免。2.自由锻造工序顺序的安排。自由锻造工序顺序的安排。 锻锻 压压 锻压锻压是锻造与冲压的总称是锻造与冲压的总称, ,是金属是金属压力加工压力加工中应用中应用最广的两种。最广的两种。 锻压的概念：锻压的概念：对金属材料施加压力，使其产生塑对金属材料施加压力，使其产生塑性变形，改变尺寸、形状及改善性能，用来获得毛坯性变形，改变尺寸、形状及改善性能，用来获得毛坯或零件的加工方法。或零件的加工方法。 对锻压材料的要求：对锻压材料的要求：必须具有良好的塑性，以便必须具有良好的塑性，以便在外力作用下能产生塑性变形而不破裂。如钢、铜、铝在外力作用下能产生塑性变形而不破裂。如钢、铜、铝等可用来锻压；而铸铁不能用于锻压。等可用来锻压；而铸铁不能用于锻压。 思考：为什么？思考：为什么？ 第一节第一节 锻造锻造 锻造：锻造：将金属坯料加热到高温，并在加将金属坯料加热到高温，并在加压设备的作用下使之发生塑性变形，以获得一压设备的作用下使之发生塑性变形，以获得一定尺寸、形状和质量的加工方法。定尺寸、形状和质量的加工方法。 锻造工艺的特点锻造工艺的特点（1）锻造后的金属组织致密，纤维组织沿零锻造后的金属组织致密，纤维组织沿零件轮廓连续分布。其力学性能比铸件的好。所件轮廓连续分布。其力学性能比铸件的好。所以主要用于重要零件的毛坯制造。以主要用于重要零件的毛坯制造。（2）锻件形状的复杂程度一般不如铸件，锻锻件形状的复杂程度一般不如铸件，锻造是在固态下成形的。造是在固态下成形的。图图1-1 锻制与车制曲轴的纤维组织锻制与车制曲轴的纤维组织 a. 锻制曲轴锻制曲轴 b. 车制曲轴车制曲轴（一）加热目的和锻造温度范围（一）加热目的和锻造温度范围 1、加热目的：、加热目的：提高金属的塑性、降低其变形抗力，以便锻时省力，并提高金属的塑性、降低其变形抗力，以便锻时省力，并能产生大的变形而不破坏。能产生大的变形而不破坏。 2、锻造温度范围：、锻造温度范围：始锻温度到终锻温度之间的温度范围。始锻温度到终锻温度之间的温度范围。 （1）始锻温度：金属锻造时允许加热的最高温度。）始锻温度：金属锻造时允许加热的最高温度。(始锻温度比金属材始锻温度比金属材料熔点低料熔点低100 -200 )思考：为什么要加热？是不是加热温度越高越好？思考：为什么要加热？是不是加热温度越高越好？(过热：内部组织迅速长过热：内部组织迅速长大变粗。加压易产生裂纹，用热处理解决；过烧：接近熔化温度，内部晶大变粗。加压易产生裂纹，用热处理解决；过烧：接近熔化温度，内部晶粒间的结合力完全失去。加压碎裂伤人，无法挽救。粒间的结合力完全失去。加压碎裂伤人，无法挽救。) （2）终锻温度：不宜再锻的最低温度。）终锻温度：不宜再锻的最低温度。 一、坯料的加热和锻件的冷却一、坯料的加热和锻件的冷却思考：思考：1.当感觉到锻打很费力的情况下应怎么办？当感觉到锻打很费力的情况下应怎么办？马上停止操作，将坯料重新加热。马上停止操作，将坯料重新加热。 2.锻造温度范围越小越好还是越大越好呢？能否使此温度范围无限增锻造温度范围越小越好还是越大越好呢？能否使此温度范围无限增大？大？各种金属都有它自己最适当的锻造温度范围，为什么？各种金属都有它自己最适当的锻造温度范围，为什么？ 因为一次加热后可进行锻造的时间就长，可减少锻件加热次数。因为一次加热后可进行锻造的时间就长，可减少锻件加热次数。 因始锻温度不可能无限制的提高，终锻温度也不可能无限制的降低，所以锻造温度范围也就不可能无因始锻温度不可能无限制的提高，终锻温度也不可能无限制的降低，所以锻造温度范围也就不可能无限扩大，各种金属都有它自己最适当的锻造温度范围。限扩大，各种金属都有它自己最适当的锻造温度范围。表表1 碳钢及有色合金锻造温度范围碳钢及有色合金锻造温度范围合 金 种 类始锻温度（）终锻温度（）碳素钢Wc%d）（2 2）拔长：使毛坯横截面积减小，长度增加的）拔长：使毛坯横截面积减小，长度增加的锻造工序。常用于杆类、轴类等零件的锻造。锻造工序。常用于杆类、轴类等零件的锻造。3、自由锻的基本操作、自由锻的基本操作(续续) 图图 1-7 拔长的类型拔长的类型1）拔长的类型：如图）拔长的类型：如图1-7方法：方法：加热加热工件，垂直于工件，垂直于工件轴向锻打工件轴向锻打注意：注意：局部拔长时，只加热拔长部分，以减少金属氧化损耗局部拔长时，只加热拔长部分，以减少金属氧化损耗2）拔长的翻转顺序）拔长的翻转顺序 图图1-8 拔长的翻转方法拔长的翻转方法 拔长时，用手钳将坯料夹紧，锤击时应绕其轴心线不断拔长时，用手钳将坯料夹紧，锤击时应绕其轴心线不断地翻转坯料，以保证毛坯在延伸过程中各处温度、变形均匀。地翻转坯料，以保证毛坯在延伸过程中各处温度、变形均匀。常用的翻转方法如图常用的翻转方法如图1-8所示。所示。a)压肩压肩:（用压肩摔子，如右图所示）。（用压肩摔子，如右图所示）。锻台阶时，要先在截面分界处压出凹槽，锻台阶时，要先在截面分界处压出凹槽，称为压肩。称为压肩。注意：先压肩再拔长，以获得平整的过度部分。注意：先压肩再拔长，以获得平整的过度部分。b)拔长锻打拔长锻打:方法如下图所示。方法如下图所示。3）拔长的步骤）拔长的步骤（以圆截面工件的（以圆截面工件的局部局部拔拔长长为例）为例）第一步第一步 压肩压肩第二步第二步 拔长锻打拔长锻打第三步第三步 用摔子修成圆形用摔子修成圆形图图1-9 圆料拔长的方法圆料拔长的方法c)圆料的修整。用摔子摔圆。圆料的修整。用摔子摔圆。（3 3）冲孔：指坯料上冲出通孔或不通孔的锻造）冲孔：指坯料上冲出通孔或不通孔的锻造工序。其方法有双面冲孔和单面冲孔两种。工序。其方法有双面冲孔和单面冲孔两种。 3、自由锻的基本操作（续）、自由锻的基本操作（续） 图图1-10 双面冲孔的过程双面冲孔的过程双面冲孔方法：双面冲孔方法：先镦粗先镦粗试冲凹试冲凹坑坑冲冲2/3的深度的深度翻转翻转冲另一冲另一面，使孔冲通面，使孔冲通3、自由锻的基本操作、自由锻的基本操作 （续）单面冲孔方法：单面冲孔方法： 坯料置于漏盘上，将冲子坯料置于漏盘上，将冲子的大头向下，直接将孔冲穿。的大头向下，直接将孔冲穿。 自由锻的特点：自由锻的特点：工具简单，设备工具简单，设备通用性强。但对工人的技术水平要求通用性强。但对工人的技术水平要求较高，因此只用于单件小批量生产。较高，因此只用于单件小批量生产。 说明：说明：直径小于直径小于25mm的孔一般不锻的孔一般不锻出，可在机械加工时钻出。出，可在机械加工时钻出。图图1-11 单面冲孔的过程单面冲孔的过程（4 4）切割（切断）切割（切断）: :将坯料分割开或部分割断的锻造工序。将坯料分割开或部分割断的锻造工序。 3、自由锻的基本操作、自由锻的基本操作 （续）图图1-12 切断切断1.摇杆轴锻造工艺过程摇杆轴锻造工艺过程4、自由锻的工艺过程示例、自由锻的工艺过程示例2.齿轮坯自由锻工艺过程齿轮坯自由锻工艺过程 图图 1-13 模具模具（二）模型锻造（模锻）简介（二）模型锻造（模锻）简介 模锻的概念：模锻的概念：将加热后的坯料放入模具模腔将加热后的坯料放入模具模腔内，施加冲击力或压力，使其在有限制的空间内内，施加冲击力或压力，使其在有限制的空间内产生塑性变形，从而获得与模腔形状相同的锻件产生塑性变形，从而获得与模腔形状相同的锻件的加工方法。（见右图的加工方法。（见右图1-13所示）所示） 模锻的特点（与自由锻相比）：模锻的特点（与自由锻相比）：效率高，加效率高，加工余量小。但模锻生产受到设备吨位的限制，只工余量小。但模锻生产受到设备吨位的限制，只是用于中小锻件的生产，又由于模具制造费用高，是用于中小锻件的生产，又由于模具制造费用高，故不适于单件小批量生产。故不适于单件小批量生产。 1、模锻设备：、模锻设备：最常用的是蒸汽最常用的是蒸汽-空气锤空气锤（简称锤上模锻）。其结构与工作原理与自由（简称锤上模锻）。其结构与工作原理与自由锻所用空气锤基本相同。但锤头锤击力大，上锻所用空气锤基本相同。但锤头锤击力大，上下运动精度高，则上下模能对准。下运动精度高，则上下模能对准。图图1-14 成型方法成型方法 2、成型方法：、成型方法：如下图，上模和下模分别安装在蒸汽如下图，上模和下模分别安装在蒸汽-空气锤的锤头和空气锤的锤头和模座上，工作时，上模随锤头一起上下运动，上模向下扣合时，对模膛中模座上，工作时，上模随锤头一起上下运动，上模向下扣合时，对模膛中的坯料进行冲击，使之充满整个模膛，从而获得与模腔形状一致的锻件。的坯料进行冲击，使之充满整个模膛，从而获得与模腔形状一致的锻件。 定义：使板料经过分离或变形而获得零件的工艺统称为定义：使板料经过分离或变形而获得零件的工艺统称为 板料冲压（或叫冷冲压），简称冲压。板料冲压（或叫冷冲压），简称冲压。 一冲压设备及工具一冲压设备及工具 第二节第二节 冲压冲压1.冲压设备冲压设备剪床剪床 图图2-1 剪床剪床a)外形图外形图 b)传动示意图传动示意图 图图2-2 冲床冲床a)外形图外形图 b)传动示意图传动示意图2.冲压设备冲压设备冲床冲床 2.2.冲压工具冲压工具-冲裁模冲裁模图图2-3 冲裁模冲裁模 冲压件的独特优点：冲压件的独特优点： 冲压件的尺寸与冲压件的尺寸与形状精度由模具保形状精度由模具保证，所以冲压件的证，所以冲压件的质量稳定，互换性质量稳定，互换性好，具有好，具有“一模一一模一样样”的特征，一般的特征，一般不需要再进行机械不需要再进行机械加工。加工。 二冲压的基本操作二冲压的基本操作分离和变形分离和变形1分离：指金属坯料的一部分与另一部分相互分离的操作分离：指金属坯料的一部分与另一部分相互分离的操作 。1）冲孔）冲孔2）落料）落料思考思考:1.为什么冲孔和落料时材料会分离呢？为什么冲孔和落料时材料会分离呢？（凸模与凹模之间的间隙很小，并有锋利的刃口。）（凸模与凹模之间的间隙很小，并有锋利的刃口。） 2. 冲孔和落料的方法相同，只是作用不同，有什么不同呢？冲孔和落料的方法相同，只是作用不同，有什么不同呢？ 图图2-4 冲孔和落料冲孔和落料变形过程：弹性变形变形过程：弹性变形-塑性变形塑性变形-分离分离图图2-5 弯曲冲模弯曲冲模2变形：使金属坯料在不破裂的条件下产生塑性变形：使金属坯料在不破裂的条件下产生塑性变形的操作变形的操作 。1）弯曲：使板料弯成具有一定）弯曲：使板料弯成具有一定角度的加工方法。角度的加工方法。注意：注意：凸凹模有适当的圆角，凸凹模有适当的圆角， 以免工件弯裂以免工件弯裂1）弯曲：使板料弯成所需形状的加工方法。如图）弯曲：使板料弯成所需形状的加工方法。如图2-5所示所示a)板料经多次弯曲后，制成圆筒状零件的弯曲过程板料经多次弯曲后，制成圆筒状零件的弯曲过程（图（图2-6）b)c)d)图图2-6 筒状零件的弯曲过程筒状零件的弯曲过程2）拉深：）拉深：将平板坯料制成空心杯状或盒状工件的过程。如图将平板坯料制成空心杯状或盒状工件的过程。如图2-7所示所示图图2-7 拉深拉深思考：思考：拉深过程仅使板料变形而不会使拉深过程仅使板料变形而不会使 之分离，为什么？之分离，为什么？ 作业思考题作业思考题1.为什么金属锻造前要加热？不加热行不行？为什么金属锻造前要加热？不加热行不行？2.何谓锻造温度范围？不同金属锻造温度范围相同吗？何谓锻造温度范围？不同金属锻造温度范围相同吗？3.加热过程中如加热不当，锻件毛坯会出现哪些缺陷？产生原加热过程中如加热不当，锻件毛坯会出现哪些缺陷？产生原因为何？因为何？4.自由锻的基本工序主要有哪些？它们各自用在什么地方？自由锻的基本工序主要有哪些？它们各自用在什么地方？5.冲孔与落料有何不同？它们在凸模和凹模的尺寸上，有哪些冲孔与落料有何不同？它们在凸模和凹模的尺寸上，有哪些不同的考虑？不同的考虑？6.何谓拉深？为什么拉深过程仅使板料变形而不会使之分离？何谓拉深？为什么拉深过程仅使板料变形而不会使之分离？7.不少冲压设备上都有大的飞轮，它们在冲压设备上起什么作不少冲压设备上都有大的飞轮，它们在冲压设备上起什么作用？不用它行不行？用？不用它行不行？