鍛造實(shí)習(xí)教案

1、鍛造實(shí)習(xí)教案一、鍛造實(shí)習(xí)的目的1、了解鍛造基本概念2、了解主要鍛造設(shè)備的結(jié)構(gòu)、工作原理和特點(diǎn)4、熟悉鍛造的簡單工序及應(yīng)用二、安全注意事項(xiàng)1 .實(shí)習(xí)前穿戴好各種安全防護(hù)用品，檢查各種工具的木柄是否牢固。空氣錘上、下鐵砧是 否穩(wěn)固，鐵砧上不許有油、水和氧化皮。2 .要根據(jù)加熱坯料的形狀選擇好夾鉗，夾持牢靠后方可鍛打，以免坯料飛出傷人。3 .只有在指導(dǎo)人員直接指導(dǎo)下才能操作空氣錘。空氣錘嚴(yán)禁空擊或鍛打較硬的東西。4 .鍛錘工作時，嚴(yán)禁用手伸入工作區(qū)域內(nèi)或在工作區(qū)域內(nèi)放取各種工具、模具。5 .鍛區(qū)內(nèi)的鍛件毛坯必須用鉗子夾取，不能直接用手拿取，以防燙傷，要知“紅鐵不燙人 而黑鐵燙人”的常識。6 .設(shè)備一

2、旦發(fā)生故障時應(yīng)首先關(guān)機(jī)、切斷電源。三、鍛造的基本概念鍛壓是在外力作用下使金屬材料產(chǎn)生塑性變形，從而獲得具有一定形狀和尺寸的毛坯或零 件的加工方法。它是機(jī)械制造中的重要加工方法。鍛壓包括鍛造和沖壓。鍛造又可分為自由鍛造和模型鍛造兩種方式。鍛造能消除金屬鑄錠中的一些鑄造缺陷，使 其內(nèi)部晶粒細(xì)化，組織致密，力學(xué)性能顯著提高。重要的機(jī)器零件和工具部件，如車床主軸、 高速齒輪、曲軸、連桿、鍛模、刀桿等，大都采用鍛造制坯。鍛造生產(chǎn)工藝過程：下料一一加熱一一鍛造一一冷卻一一檢驗(yàn)。自由鍛造是利用沖擊力或壓力使金屬在上下砧面間各個方向自由變形，不受任何限制而獲 得所需形狀及尺寸和一定機(jī)械性能的鍛件的一種加工方法

3、，簡稱自由鍛。自由鍛造分手工自由 鍛和機(jī)器自由鍛兩種。四、自由鍛造的工具和設(shè)備常用的機(jī)器自由鍛設(shè)備有空氣錘、蒸氣-空氣錘和水壓機(jī)，其中空氣錘使用靈活， 操作方便，是生產(chǎn)小型鍛件最常用的自由鍛設(shè)備?？諝忮N的規(guī)格是用落下部分的質(zhì)量 來表示，一般為201000kg。（另外還有加熱爐及鍛件冷卻。簡要介紹） 空氣錘的型號（用漢語拼音字母和數(shù)字表示）：C 41- 75 B第二次改進(jìn) 主參數(shù)（落下部分重量為 75公斤）型別（第4組第1型空氣錘） 類別（錘類）1、空氣錘的結(jié)構(gòu)原理空氣錘是由錘身（單柱式）、雙缸（壓縮缸和工作缸）、傳動機(jī)構(gòu)、操縱機(jī)構(gòu)、落下部分和bo錘砧等幾個部分組成， 如圖a所示?？諝忮N是將電能

4、轉(zhuǎn)化為壓縮空氣的壓力能來產(chǎn)生打擊力的。 空氣錘的傳動是由電動機(jī)經(jīng)過一級皮帶輪減速，通過曲軸連桿機(jī)構(gòu)，使活塞在壓縮缸內(nèi)作往復(fù) 運(yùn)動產(chǎn)生壓縮空氣，進(jìn)入工作缸使錘桿作上下運(yùn)動以完成各項(xiàng)工作?？諝忮N的工作原理如圖1-工作缸2-旋閥3-壓縮缸4-手柄5-錘身6-減速機(jī)構(gòu)7-電動機(jī)8-腳踏桿 9-砧座10-砧墊11-下砧塊12-上砧塊13-錘桿14-工作活塞15-壓縮活塞16-連桿17-上旋閥18-下旋閥機(jī)鍛工具(1)夾持工具：如圓鉗、方鉗，槽鉗、抱鉗、尖咀鉗、專用型鉗等。(2)切割工具：剁刀、剁墊、克棍等。(3)變形工具：如壓鐵、摔子、壓肩摔子、沖子、墊環(huán)等。(4)測量工具：如鋼直尺、內(nèi)外卡鉗等。(5)

5、吊運(yùn)工具：如吊鉗、叉子等。3、機(jī)器自由鍛的操作接通電源，啟動空氣錘后通過手柄或腳踏桿，操縱上下旋閥，可使空氣錘實(shí)現(xiàn)空轉(zhuǎn)、錘頭 懸空、連續(xù)打擊、壓錘和單次打擊五種動作，以適應(yīng)各種加工需要。(1)空轉(zhuǎn)(空行程)當(dāng)上、下閥操縱手柄在垂直位置，同時中閥操縱手柄在“空程”位置時；壓縮缸上、下腔 直接與大氣連通，壓力變成一致，由于沒有壓縮空氣進(jìn)入工作缸，因此錘頭不進(jìn)行工作。（2）錘頭懸空當(dāng)上、下閥操縱手柄在垂直位置，將中閥操縱手柄由“空程”位置轉(zhuǎn)至“工作”位置時， 工作缸和壓縮缸的上腔與大氣相通。此時，壓縮活塞上行，被壓縮的空氣進(jìn)入大氣；壓縮活塞 下行，被壓縮的空氣由空氣室沖開止回閥進(jìn)入工作缸的下腔，使錘

6、頭上升，置于懸空位置。（3）連續(xù)打擊（輕打或重打）中閥操縱手柄在“工作”位置時，驅(qū)動上、下閥操縱手柄（或腳踏桿）向逆時針方向旋轉(zhuǎn) 使壓縮缸上、下腔與工作缸上、下腔互相連通。當(dāng)壓縮活塞向下或向上運(yùn)動時，壓縮缸下腔或 上腔的壓縮空氣相應(yīng)地進(jìn)入工作缸的下腔或上腔，將錘頭提升或落下。如此循環(huán)，錘頭產(chǎn)生連 續(xù)打擊。打擊能量的大小取決于上、下閥旋轉(zhuǎn)角度的大小，旋轉(zhuǎn)角度越大，打擊能量越大。（4）壓錘（壓緊鍛件）當(dāng)中閥操縱手柄在“工作”位置時，將上、下閥操縱手柄由垂直位置向順時針方向旋轉(zhuǎn)45。此時工作缸的下腔及壓縮缸的上腔和大氣相連通。當(dāng)壓縮活塞下行時，壓縮缸下腔的壓縮空氣 由下閥進(jìn)入空氣室，并沖開止回閥經(jīng)側(cè)

7、旁氣道進(jìn)入工作缸的上腔，使錘頭壓緊鍛件。（5）單次打擊單次打擊是通過變換操縱手柄的操作位置實(shí)現(xiàn)的。單次打擊開始前，錘處于錘頭懸空位置（即中閥操縱手柄處于“工作”位置），然后將上、下閥的操縱手柄由垂直位置迅速地向逆時針方向旋轉(zhuǎn)到某一位置再迅速地轉(zhuǎn)到原來的垂直位置（或相應(yīng)地改變腳踏桿的位置）這時便得到單次打擊。打擊能量的大小隨旋轉(zhuǎn)角度而變化，轉(zhuǎn)到45。時單次打擊能量最大。如果將手柄或腳踏桿停留在傾斜位置 （旋轉(zhuǎn)角度W 45。），則錘頭作連續(xù)打擊。 故單次打擊實(shí)際上只是連續(xù)打 擊的一種特殊情況。五、鍛造工藝過程及基本工序自由鍛基本工序，著重講徽粗、拔長、沖孔、切斷、彎曲及其應(yīng)用（結(jié)合樣品）1 .鍛粗

8、徽粗是使坯料的截面增大，高度減小的鍛造工序。徽粗有完全徽粗、局部徽粗和墊環(huán)鍛粗 等三種方式。局部徽粗按其徽粗的位置不同又可分為端部徽粗和中間徽粗兩種。如圖所示?；沾种饕脕礤懺靾A盤類（如齒輪坯）及法蘭等鍛件，在鍛造空心鍛件時，可作為沖孔前的預(yù)備工序，鍛粗可作為提高鍛造比的預(yù)備工序?；沾值囊话阋?guī)則、操作方法及注意事項(xiàng)如下：被鍛粗坯料的高度與直徑（或邊長）之比應(yīng)小于2.53,否則會徽彎（圖 a）。工件徽彎后應(yīng)將其放平，輕輕錘擊矯正（圖b）。局部徽粗時，徽粗部分坯料的高度與直徑之比也應(yīng)小于2.53。鍛粗的始鍛溫度采用坯料允許的最高始鍛溫度，并應(yīng)燒透。坯料的加熱要均勻，否則鍛a)完全徽粗 b)局部鍛粗

9、 a) 徽彎的產(chǎn)生 b)徽彎的矯正徽粗的兩端面要平整且與軸線垂直，否則可能會產(chǎn)生徽歪現(xiàn)象。矯正徽歪的方法是將坯料斜立，輕打徽歪的斜角，然后放正，繼續(xù)鍛打。如果錘頭或抵鐵的工作面因磨損而變得不平 直時，則鍛打時要不斷將坯料旋轉(zhuǎn)，以便獲得均勻的變形而不致徽歪。錘擊應(yīng)力量足夠，否則就可能產(chǎn)生細(xì)腰形， 如圖a所示。若不及時糾正，繼續(xù)鍛打下去, 則可能產(chǎn)生夾層，使工件報廢，如圖 b所示。J(c)(a)(b)(a)(b)徽歪的產(chǎn)生和矯正細(xì)腰形及夾層的產(chǎn)生a)細(xì)腰形 b)夾層2.拔長拔長是使坯料長度增加，橫截面減少的鍛造工序, 鍛制長而截面小的工件，如軸類、桿類和長筒形零件。又稱延伸或引伸，如圖所示。拔長用

10、于(a)(b)(c)a)拔長拔長的一般規(guī)則,b)局部拔長拔長c) 心軸拔長操作方法及注意事項(xiàng):拔長過程中要將毛坯料不斷反復(fù)地翻轉(zhuǎn)式翻轉(zhuǎn)拔長如圖b所示，是將毛坯沿一個方向作90。，并沿軸向送進(jìn)操作，如圖a所示。螺旋90。翻轉(zhuǎn)，并沿軸向送進(jìn)的操作。單面順序拔長如圖c所示，是將毛坯沿整個長度方向鍛打一遍后，再翻轉(zhuǎn)90。，同樣依次沿軸向送進(jìn)操作。用這種方法拔長時，應(yīng)注意工件的寬度和厚度之比不要超過2.5 ,否則再次翻轉(zhuǎn)繼續(xù)拔長時容易產(chǎn)生折疊。(a)a)反復(fù)翻轉(zhuǎn)拔長(b)(c)拔長時鍛件的翻轉(zhuǎn)方法b)螺旋式翻轉(zhuǎn)拔長c)單面順序拔長拔長時，坯料應(yīng)沿抵鐵的寬度方向送進(jìn)，每次的送進(jìn)量應(yīng)為抵鐵寬度的0.30.7

11、倍(圖a)。送進(jìn)量太大，金屬主要向?qū)挾确较蛄鲃樱炊档脱由煨?圖b)。送進(jìn)量太小，又容易產(chǎn)生夾層(圖c)。另外，每次壓下量也不要太大，壓下量應(yīng)等于或下于送進(jìn)量，否則也容易產(chǎn) 生夾層。(a)(b)(c)拔長時的送進(jìn)方向和進(jìn)給量a)送進(jìn)量合適 b)送進(jìn)量太大、拔長率降低 c)送進(jìn)量太小、產(chǎn)生夾層由大直徑的坯料拔長到小 直徑的鍛件時，應(yīng)把坯料先鍛成 正方形，在正方形的截面下拔長， 到接近鍛件的直徑時，再倒棱， 滾打成圓形，這樣鍛造效率高，大直徑坯料拔長時的變形過程質(zhì)量好。如圖所示。(4)鍛制臺階軸或帶臺階的方形、矩形截面的鍛件時，在拔長前應(yīng)先壓肩。壓肩后對一端進(jìn) 行局部拔長即可鍛出臺階。如圖所示

12、。a)方料壓肩圓料壓肩(b)b)180輕打校平。圓 鍛件拔長后須進(jìn)行修整，修整方形或矩形鍛件時，應(yīng)沿下抵鐵的長度方向送進(jìn)，如圖a所示，以增加工件與抵鐵的接觸長度。拔長過程中若產(chǎn)生翹曲應(yīng)及時翻轉(zhuǎn)形截面的鍛件用型錘或摔子修整。如圖b所示。(a)a)方形、矩形面的修整(b)撥長后的修整b)圓形截面的修整3.沖孔沖孔是用沖子在坯料沖出透孔或不透孔的鍛造工序。一般規(guī)定：錘的落下部分重量在 0.155t之間，最小沖孔直徑相應(yīng)為 30100mm孔 徑小于100mm而孔深大于300mml勺孔可不沖出；孔徑小于150mm而孔深大于500mmW孔也不 沖出。根據(jù)沖孔所用的沖子的形狀不同，沖孔分實(shí)心沖子沖孔和空心沖

13、子沖孔。實(shí)心沖子沖孔分單面沖孔和雙面沖孔。 單面沖孔：對于較薄工件，即工件高度與沖孔孔徑之比小于0.125時，可采用單面沖孔（圖）。沖孔時，將工件放在漏盤上，沖子大頭朝下，漏盤的孔徑和沖子的直徑應(yīng)有一定的間隙， 沖孔時應(yīng)仔細(xì)校正，沖孔后稍加平整。雙面沖孔：其操作過程為：徽粗；試沖（找正中心沖孔痕） ；撒煤粉；沖孔，即沖孔到鍛件厚度的2/33/4;翻轉(zhuǎn)180找正中心；沖除連皮；如圖所示。修整內(nèi)孔；修整外圓。沖孔前的徽粗是為了減少沖孔深度并使端面平整。由于沖孔鍛件的局部變形量很大，為了提高塑性，防止沖裂，沖孔應(yīng)在始鍛溫度下進(jìn)行。沖孔時試沖的目的是為了保證孔的位置正確，即先用沖子輕沖出孔位的凹痕，并

14、檢查孔的位置是否正確，如果有偏差，可將沖子放在正確的 位置上再試沖一次，加以糾正?？孜粰z查或修正無誤后，向凹痕內(nèi)撒放少許煤粉或焦炭粒，其作用是便于拔出沖子，因可利用煤粉受熱后產(chǎn)生的氣體膨脹力將沖子頂出，但要特別注意安全,防止沖子和氣體沖出傷人，對大型鍛件不用放煤粉，而是沖子沖入坯料后，立即帶著沖子滾外 圓，直到?jīng)_子松動脫出。沖子拔出后可繼續(xù)沖深，此時應(yīng)注意保持沖子與砧面垂直，防止沖歪， 當(dāng)沖到一定深度時，取出沖子，翻轉(zhuǎn)鍛件，然后從反面將孔沖透。空心沖子沖孔：當(dāng)沖孔直徑超過400mm寸，多采用空心沖子沖孔。對于重要的鍛件，將其有缺陷的中心部分沖掉，有利于改善鍛件的機(jī)械性能。4 .切割切割是使坯料

15、分開的工序，如切去料頭、下料和切割成一定形狀等。用手工切割小毛坯時, 把工件放在砧面上，塞子垂直于工件軸線，邊塞邊旋轉(zhuǎn)工件，當(dāng)快切斷時，應(yīng)將切口稍移至砧邊處，輕輕將工件切斷。大截面毛坯是在鍛錘或壓力機(jī)上切斷的，方形截面的切割是先將剁刀垂 直切入鍛件，至快斷開時，將工件翻轉(zhuǎn)180。，再用剁刀或克棍把工件截斷，如圖 a所示。切割圓形截面鍛件時，要將鍛件放在帶有圓凹槽的剁墊上，邊切邊旋轉(zhuǎn)鍛件，如圖 b所示。a）方料的切割b)圓料的切割5 .彎曲彎曲用于鍛造吊鉤、鏈環(huán)、彎板等鍛件。使坯料彎成一定角度或形狀的鍛造工序稱為彎曲。彎曲時鍛件的加熱部分最好只限于被彎曲的一段，加熱必須均勻。在空氣錘上進(jìn)行彎曲時

16、，將坯料夾在上下砥鐵間，使欲彎曲的部分露出，用手錘或大錘將坯料打彎，如圖a所示?；蚪柚诔尚蛪|鐵、成型壓鐵等輔助工具使其產(chǎn)生成型彎曲，如圖 b所示。(a)(b)彎曲a）角度彎曲b）成形彎曲六、螺母的鍛造過程鍛造前要根據(jù)鍛件的形狀、尺寸大小及坯料形狀等具體情況，合理選擇基本工序和確定鍛 造工藝過程。螺母的鍛造過程序號火次操作工序工 且備 注1下料男床按鍛件圖尺寸，考慮料頭燒損計算坯料尺寸并使Ho /d。2.521徽粗尖口鉗32沖孔尖口鉗 圓鉤鉗43鍛六角心棒用心棒插入孔中，鍛好一面轉(zhuǎn)60。鍛 第二面，再轉(zhuǎn)60。即鍛好53罩圓 倒角尖口鉗 罩圓凹模63修整心棒 平錘修整溫度可略低于 800 C（先

17、示范，學(xué)生再實(shí)際操作。）機(jī)加工前，鍛件要進(jìn)行熱處理，目的是均勻組織，細(xì)化晶粒，減少鍛造殘余應(yīng)力，調(diào)整硬 度，改善機(jī)械加工性能，為最終熱處理做準(zhǔn)備。（實(shí)習(xí)的目的和意義、實(shí)習(xí)的內(nèi)容及操作步驟、實(shí)習(xí)小結(jié)）1、金屬鍛造前為什么要加熱？2、自由鍛造有哪些基本操作工序？各有何用途？3、指出空氣錘各組成部分的名稱。4、沖壓的主要特點(diǎn)是什么 ？沖壓有哪些基本工序？板料沖壓、沖壓生產(chǎn)概述利用沖壓設(shè)備和沖模使金屬或非金屬板料產(chǎn)生分離或變形的壓力加工方法稱沖壓，也 稱為板料沖壓。這種加工方法通常是在常溫下進(jìn)行的，所以又稱冷沖壓。板料沖壓的原材料是具有較高塑性的金屬材料，如低碳鋼、銅及其合金、鎂合金等。 非金屬（如石

18、棉板、硬橡皮、膠木板、皮革等）的板材、帶材或其他型材。用于加工的板 料厚度一般小于6mm沖壓生產(chǎn)的特點(diǎn)。 可以生產(chǎn)形狀復(fù)雜的零件或毛坯。 沖壓制品具有較高的精度、較低的表面粗糙度，質(zhì)量穩(wěn)定，互換、性能好。 產(chǎn)品還具有材料消耗少、重量輕、強(qiáng)度高和剛度好的特點(diǎn)。 沖壓操作簡單，生產(chǎn)率高，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動化。沖模精度要求高，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，生產(chǎn)周期較長，制造成本較高，故只適用于大批量生產(chǎn) 場合。在一切有關(guān)制造金屬或非金屬薄板成品的工業(yè)部門中都可采用沖壓生產(chǎn)，尤其在日用品、 汽車、航空、電器、電機(jī)和儀表等工業(yè)生產(chǎn)部門，應(yīng)用更為廣泛。沖裁二、板料沖壓的主要工序按板料在加工中是否分離，沖 壓工藝一般可分為

19、分離工序和變形 工序兩大類。分離工序是在沖壓過 程中使沖壓件與坯料沿一定的輪廓 線互相分離；而變形工序是使沖壓 坯料在不破壞的條件下發(fā)生塑性變 形，并轉(zhuǎn)化成所要求的成品形狀。在分離工序中，剪裁主要是在剪床上完成的。落料和沖孔又統(tǒng)稱為沖裁，如上圖所示，一般在沖床上完成。彎曲示意圖在變形工序中，還可按加工要求和特點(diǎn)不同分為彎曲、拉深（又稱拉延）和成形等類。其中彎曲工序除了在沖床上完成之外，還可以在折彎機(jī)（如電氣箱體加工）、滾彎機(jī)（如自行車輪圈制造等）上實(shí)行。彎曲的坯料除板材之外還可以是管子或其他型材。變形工序又可分為縮口、 翻邊、擴(kuò)口、卷邊、脹形和壓印等。工怦上模(a)(b)翻邊a）內(nèi)孔翻邊b）外

20、緣翻邊三、沖壓主要設(shè)備沖壓所用的設(shè)備種類有多種，但主要設(shè)備是剪床和沖床。1 .剪床剪床的用途是將板料切成一定寬度的條料或塊料，以供給沖壓所用，剪床傳動機(jī)構(gòu)如圖5-5所示。剪床的主要技術(shù)參數(shù)是能剪板料的厚度和長度，如 Q11-2X 1000型剪床，表示能剪厚度 為2mm、長度為1000mm的板材。剪切寬度大的板材用斜刃剪床，當(dāng)剪切窄而厚的板材時，應(yīng) 選用平刃剪床。剪床傳動機(jī)構(gòu)示意圖1-電動機(jī) 2-帶輪 3-制動器4-曲柄 5-滑塊6-齒輪 7-離合器8-板料9-下刀片10-上刀件11-導(dǎo)軌 12-工作臺13-擋鐵2 .沖床沖床是曲柄壓力機(jī)的一種，可完成除剪切外的絕大多數(shù)基本工序。沖床按其結(jié)構(gòu)可分

21、為單 柱式和雙柱式、開式和閉式等；按滑塊的驅(qū)動方式分為液壓驅(qū)動和機(jī)械驅(qū)動兩類。機(jī)械式?jīng)_床 的工作機(jī)構(gòu)主要由滑塊驅(qū)動機(jī)構(gòu)（如曲柄、偏心齒輪、凸輪等）、連桿和滑塊組成。下圖為開式雙柱式?jīng)_床的外形和傳動簡圖。電動機(jī)經(jīng)V帶減速系統(tǒng)使大帶輪轉(zhuǎn)動，再經(jīng)離合器使曲軸旋轉(zhuǎn)。當(dāng)踩下踏板后，離合器閉合并帶動曲軸旋轉(zhuǎn)，再通過連桿帶動滑塊沿導(dǎo)軌作 上下往復(fù)運(yùn)動，完成沖壓加工。沖模的上模裝在滑塊上，隨滑塊上下運(yùn)動，上下模閉合一次即 完成一次沖壓過程。踏板踩下后立即抬起，滑塊沖壓一次后便在制動器作用下，停止在最高位 置上，以便進(jìn)行下一次沖壓。若踏板不抬起，滑塊則進(jìn)行連續(xù)沖壓。通用性好的開式?jīng)_床的規(guī)格以額定標(biāo)稱壓力來表示，如100kN （10t）。其他主要技術(shù)參數(shù)有滑塊行程距離（mm）、滑塊行程次數(shù)（次/min）和封閉高度等。沖床a）外觀圖b）傳動簡圖1-電動機(jī)2-小帶輪3-大帶輪4-小齒輪5-大齒輪6-離合器7-曲軸8-制動器9-連桿 10-滑塊 11-上模 12-下模 13-墊板 14-工作臺 15-床身 16-底座 17-腳踏 板3 .沖模結(jié)構(gòu)沖模是板料沖壓的主要工具，其典型結(jié)構(gòu)如下圖所示