金工實習(xí)：鍛壓部分

1、鍛壓部分目 錄第一節(jié)鍛壓概述(指導(dǎo)人員用)2一、鍛壓概念2二、鍛造對零件力學(xué)性的影響2第二節(jié)金屬的加熱與鍛件的冷卻4一、金屬的加熱4二、鍛件的冷卻8三、鍛件的熱處理8第三節(jié)自由鍛造9一、自由鍛的特點9二、自由鍛的基本工序9第四節(jié)模型鍛造16一、模鍛16二、胎模鍛16第五節(jié)板料沖壓18一、沖壓生產(chǎn)概述18二、板料沖壓的主要工序18三、沖壓主要設(shè)備19第六節(jié)自由鍛造的工具和設(shè)備(實踐操作用)22一、機器自由鍛及其設(shè)備22二、手工自由鍛25鍛造實習(xí)安全技術(shù)守則27第一節(jié) 鍛壓概述（指導(dǎo)人員用）一、鍛壓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

2、機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。自由鍛還可分為手工鍛和機器鍛兩種。用于鍛壓的材料應(yīng)具有良好的塑性，以便鍛壓時產(chǎn)生較大的塑性變形而不致被破壞。在常用的金屬材料中，鑄鐵無論是在常溫或加熱狀態(tài)下，其塑性都很差，不能鍛壓。低中碳鋼、鋁、銅等有良好的塑性，可以鍛壓。在生產(chǎn)中，不同成分的鋼材應(yīng)分別存放，以防用錯。在鍛壓車間里，常用火花鑒別法來確定鋼的大致成分。鍛造生產(chǎn)的工藝過程為：下料加熱鍛造熱處理檢驗。在鍛造中、小型鍛件時，常以經(jīng)過軋制的圓鋼或方鋼為原材料，用鋸床、剪床或其它切割方法將原材料切成一定長度，送至加熱爐中加熱到一定溫度后，在鍛錘或壓力機進

3、行鍛造。塑性好、尺寸小的鍛件，鍛后可堆放在干燥的地面冷卻；塑性差、尺寸大的鍛件、應(yīng)在灰砂或一定溫度的爐子中緩慢冷卻，以防變形或裂縫。多數(shù)鍛件鍛后要進行退火或正火熱處理，以消除鍛件中內(nèi)的應(yīng)力和改善金屬組織。熱處理后的鍛件，有的要進行清理，去除表面油垢及氧化皮，以便檢查表面缺陷。鍛件毛坯經(jīng)質(zhì)量檢查合格后要進行機械加工。沖壓多以薄板金屬材料為原材料，經(jīng)下料沖壓制成所需要的沖壓件。沖壓件具有強度高、剛性大，結(jié)構(gòu)輕等優(yōu)點。在汽車、拖拉機、航空、儀表以及日用品等工業(yè)的生產(chǎn)中占有極為重要的地位。二、鍛造對零件力學(xué)性的影響經(jīng)過鍛造加工后的金屬材料，其內(nèi)部原有的缺陷（如裂紋，疏松等）在鍛造力的作用下可被壓合，且

4、形成細小晶粒。因此鍛件組織致密、力學(xué)性能（尤其是抗拉強度和沖擊韌度）比同類材料的鑄件大大提高。機器上一些重要零件（特別是承受重載和沖擊載荷）的毛坯，通常用鍛造方法生產(chǎn)。使零件工作時的正應(yīng)力圖1-1 螺栓的纖維組織比較a)車削方法 b)鐓粗法與流線的方向一致，切應(yīng)力的方向與流線方向垂直。圖1-1所示，用圓棒料直接以車削方法制造螺栓時，頭部和桿部的纖維不能連貫而被切斷，頭部承受切應(yīng)力時與金屬流線方向一致，故質(zhì)量不高。而采用局部鐓粗法制造螺栓時，其纖維未被切斷，且具有較好的纖維方向，故質(zhì)量較高。有些零件，為保證纖維方向和受力方向一致，應(yīng)采用保持纖維方問連續(xù)性的變形工藝，使鍛造流線的分節(jié)與零件外形輪廓

5、相符合而不被切斷，如吊鉤用彎曲、鉆頭用扭轉(zhuǎn)等。廣泛采用的“全纖維曲軸鍛造法”（圖1-2b），可以顯著提高其力學(xué)性能，延長使用壽命。圖1-2 曲軸纖維分布示意圖a) 纖維被切斷 b) 纖維完整分布第二節(jié) 金屬的加熱與鍛件的冷卻一、金屬的加熱加熱的目的是提高金屬的塑性和降低其變形抗力，即提高金屬的可鍛性。除少數(shù)具有良好塑性的金屬可在常溫下鍛造成形外，大多數(shù)金屬在常溫下的可鍛性較低，造成鍛造困難或不能鍛造。但將這些金屬加熱到一定溫度后，可以大大提高可鍛性，并只需要施加較小的鍛打力，便可使其發(fā)生較大的塑性變形，這就稱熱鍛。加熱是鍛造工藝過程中的一個重要環(huán)節(jié)，它直接影響鍛件的質(zhì)量。加熱溫度如果過高，會使

6、鍛件產(chǎn)籩加熱缺焰，甚至造成廢品。因此，為了保證金屬在變形時具有良好的塑性，又不致產(chǎn)生加熱缺陷，鍛造必須在合理的溫度范圍內(nèi)進行。各種金屬材料鍛造時允許的最高加熱溫度稱為該材料的始鍛溫度；終止鍛造的溫度稱為該材料的終鍛溫度。1. 加熱設(shè)備按所用能源和形式的不同，鍛造爐有多種分類。在鍛工實習(xí)中常用的是以煙煤為燃料的手鍛爐，如圖2-1所示。由爐膛、爐罩、煙筒、風(fēng)門和風(fēng)管等組成。它結(jié)構(gòu)簡單，操作容易，但生產(chǎn)率低，加熱質(zhì)量不高，在小件生產(chǎn)和維修工作中應(yīng)用較多。手鍛爐點燃步驟如下：先關(guān)閉風(fēng)門然后合閘開動鼓風(fēng)機，將爐膛內(nèi)的碎木或油棉紗點燃；逐漸打開風(fēng)門，向火苗四周加干煤；待煙煤點燃后覆以濕煤并圖2-1 手鍛爐

7、結(jié)構(gòu)示意圖1-煙筒 2-爐罩 3-爐膛 4-風(fēng)門 5-風(fēng)管加大風(fēng)量，待煤燒旺后，即可放入坯料進行加熱。(1) 反射爐反射爐也是以煤為燃料的火焰加熱爐，結(jié)構(gòu)如圖2-2所示。燃燒室中產(chǎn)生的高溫爐氣越過火墻進入加熱室(爐膛)加熱坯料，廢氣經(jīng)煙道排出，坯料從爐門裝取。反射爐的點燃步驟如下：先小開風(fēng)門，依次引燃木材、煤焦和新煤后，再加大風(fēng)門。(3) 油爐和煤氣爐此兩種爐分別以重油和煤氣為燃料，結(jié)構(gòu)基本相同，僅噴嘴結(jié)構(gòu)有異。油爐和煤氣爐的結(jié)構(gòu)形式很多，有室式爐、開隙式爐、推桿式連續(xù)爐和轉(zhuǎn)底爐等。圖2-3為室式重油加熱爐示意圖，由爐膛、噴嘴、爐門和煙道組成。其燃燒室和加熱室合為一體，即爐膛。坯料碼放在爐底板

8、上。噴嘴布置在爐膛兩側(cè)，燃油和壓縮空氣分別進入噴嘴。壓縮空氣由噴嘴噴出時，將燃油圖2-2 反射爐結(jié)構(gòu)示意圖1-一次送風(fēng)管道 2-水平爐篦 3-燃燒室4-二次送風(fēng)管道 5-火墻 6-加熱室（爐膛）7-裝出爐料門 8-鼓風(fēng)機 9-煙囪10-煙閘 11-煙道 12-換熱器帶出并噴成霧狀，與空氣均勻混合并燃燒以加熱坯料。用調(diào)節(jié)噴油量及壓縮空氣的方法來控制爐溫的變化。(4) 電阻爐 電阻爐是利用電流通過布置在爐膛圍壁上的電熱元件產(chǎn)生的電阻熱為熱源，通過輻射和對流將坯料加熱的。爐子通常作成箱形，分為中溫箱式電阻爐和高溫箱式電阻爐。中溫箱式電阻爐如圖2-4所示，以電阻絲為電熱元件，通常做成絲狀或帶狀，放在爐

9、內(nèi)的磚槽中或擱板上，最高使用溫度為1000；高溫電阻爐通常以硅碳棒為電熱元件，最高使用溫度為1350。箱式電阻爐結(jié)構(gòu)簡單，體積小，操作簡便，爐溫均勻并易于調(diào)節(jié)，小批量生產(chǎn)或科研實驗中廣泛采用。圖2-3 室式重油爐示意圖 圖2-4 箱式電阻爐示意圖 1-踏桿（控制爐門升降） 2-爐門 3-裝料、出料爐口 4-電熱體 5-加熱室(5) 電接觸加熱裝置如圖2-5所示，坯料的兩端由觸頭夾持，施以一定的夾緊力，使觸頭緊緊貼合在坯料表面上，將工頻電流通過觸頭引入被加熱的坯料。由于坯料本身具有電阻，產(chǎn)生的電阻熱將其自身加熱。電接觸加熱是直接在被加熱的坯料上將電能轉(zhuǎn)換成熱能，因而具有設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、熱效率高(7

10、585)等優(yōu)點，特 別適于細長棒料加熱和棒料局部加熱。 但它要求被加熱的坯料表面光潔，下料 圖2-5 接觸電加熱原理規(guī)則，端面平整。(6) 感應(yīng)加熱設(shè)備如圖2-6所示，當(dāng)感應(yīng)線圈中通入交流電時，則在線圈周圍空間建立交變磁場，位于線圈中部的工件表面產(chǎn)生感應(yīng)電流，密集于工件表面的交變電流使工件表面被迅速加熱至8001000，而其心部溫度只接近于室溫。感應(yīng)器中一般通入中頻或高頻交流電，線圈中交流電的頻率越高，工件受熱層越薄。工件在加熱的同時旋轉(zhuǎn)向下運動，此時可立即噴水冷卻加熱好的部位。該設(shè)備可加熱、冷卻連續(xù)進行，主要用于軸類零件表面的快速加熱、冷卻，以實現(xiàn)表面淬火的要求。感應(yīng)電加熱設(shè)備復(fù)雜，但 圖2

11、-6 感應(yīng)加熱原理加熱速度快，加熱規(guī)范穩(wěn)定，具有良好的重復(fù)性，適于大批量生產(chǎn)。2. 鍛造溫度范圍坯料開始鍛造的溫度（始鍛溫度）和終止鍛造的溫度（終鍛溫度）之間的溫度間隔，稱為鍛造溫度范圍（見表2-1）。在保證不出現(xiàn)加熱缺陷的前提下，始鍛溫度應(yīng)取得高一些，以便有較充裕的時間鍛造成形，減少加熱次數(shù)。在保證坯料還有足夠塑性的前提下，終鍛溫度應(yīng)定得低一些，以便獲得內(nèi)部組織細密、力學(xué)性能較好的鍛件，同時也可延長鍛造時間，減少加熱火次。但終鍛溫度過低會使金屬難以繼續(xù)變形，易出現(xiàn)鍛裂現(xiàn)象和損傷鍛造設(shè)備。 表2-1 常用鋼材的鍛造溫度范圍:鋼 類始鍛溫度終鍛溫度鋼 類始鍛溫度終鍛溫度碳素結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼碳素工

12、具鋼合金工具鋼1200-12501150-12001050-11501050-1150800800-850750-800800-850高速工具鋼耐 熱 鋼彈 簧 鋼軸 承 鋼1100-11501100-11501100-11501080900800-850800-8508003. 鍛造溫度的控制方法(1) 溫度計法 通過加熱爐上的熱電偶溫度計，顯示爐內(nèi)溫度，可知道鍛件的溫度；也可以使用光學(xué)高溫計觀測鍛件溫度。(2) 目測法 實習(xí)中或單件小批生產(chǎn)的條件下可根據(jù)坯料的顏色和明亮度不同來判別溫度，即用火色鑒別法。見表2-2。表2-2 碳鋼溫度與火色的關(guān)系火色黃白淡黃黃淡紅櫻紅暗紅赤褐溫度()1300

13、120011009008007006004. 碳鋼常見的加熱缺陷由于加熱不當(dāng)，碳鋼在加熱時可出現(xiàn)多種缺陷，碳鋼常見的加熱缺陷見表2-3。表2-3 碳鋼常見的加熱缺陷名稱實 質(zhì)危 害防止（減少）措施氧化坯料表面鐵元素氧化 燒損材料；降低鍛件精度和表面質(zhì)量；減少模具壽命在高溫區(qū)減少加熱時間；采用控制 爐氣成分的少無氧化加熱或電加熱等脫碳坯料表面碳分氧化降低鍛件表面硬度，表層易產(chǎn)生龜裂過熱加熱溫度過高，停留時間長造成晶粒大鍛件力學(xué)性能降低，須再經(jīng)過鍛造或熱處理才能改善控制加熱溫度，減少高溫加熱時間過燒加熱溫度接近材料熔化溫度，造成晶粒界面雜質(zhì)氧化坯料一鍛即碎，只得報廢裂紋坯料內(nèi)外溫差太大，組織變化不

14、勻造成材料內(nèi)應(yīng)力過大坯料產(chǎn)生內(nèi)部裂紋，報廢某些高碳或大型坯料，開始加熱時應(yīng)緩慢升溫二、鍛件的冷卻鍛件冷卻是保證鍛件質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。通常，鍛件中的碳及合金元素含量越多，鍛件體積越大，形狀越復(fù)雜，冷卻速度越要緩慢，否則會造成表面過硬不易切削加工、變形甚至開裂等缺陷。常用的冷卻方法有三種。1空冷鍛后在無風(fēng)的空氣中，放在干燥的地面上冷卻。常用于低、中碳鋼和合金結(jié)構(gòu)鋼的小型鍛件。2坑冷鍛后在充填有石灰、砂子或爐灰的坑中冷卻。常用于合金工具鋼鍛件，而碳素工具鋼鍛件應(yīng)先空冷至650700，然后再坑冷。3爐冷鍛后放入500700的加熱爐中緩慢冷卻。常用于高合金鋼及大型鍛件。表2-5 鍛件常用的冷卻方式方 式特

15、 點適 用 場 合空 冷鍛后置空氣中散放，冷速快，晶粒細化低碳、低合金中小件或鍛后不直接切削加工件坑冷（堆冷）鍛后置干沙坑內(nèi)或箱內(nèi)堆在一起，冷速稍慢一般鍛件，鍛后可直接切削爐 冷鍛后置原加熱爐中，隨爐冷卻，冷速極慢含碳或含合金成分較高的中、大件，鍛后可切削三、鍛件的熱處理在機械加工前，鍛件要進行熱處理，目的是均勻組織，細化晶粒，減少鍛造殘余應(yīng)力，調(diào)整硬度，改善機械加工性能，為最終熱處理做準(zhǔn)備。常用的熱處理方法有正火、退火、球化退火等。要根據(jù)鍛件材料的種類和化學(xué)成分來選擇。第三節(jié) 自由鍛造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械性能

16、的鍛件的一種加工方法，簡稱自由鍛。自由鍛造分手工自由鍛和機器自由鍛兩種。一、自由鍛的特點 應(yīng)用設(shè)備和工具有很大的通用性，且工具簡單，所以只能鍛造形狀簡單的鍛件，操作強度大，生產(chǎn)率低； 自由鍛可以鍛出質(zhì)量從不到1kg到20000t的鍛件。對大型鍛件，自由鍛是唯一的加工方法，因此自由鍛在重型機械制造中有特別重要的意義； 自由鍛依靠操作者控制其形狀和尺寸，鍛件精度低，表面質(zhì)量差，金屬消耗也較多。所以，自由鍛主要用于品種多，產(chǎn)量不大的單件小批量生產(chǎn)，也可用于模鍛前的制坯工序。工序是指在一個工作地點對一個工件所連續(xù)完成的那部分工藝過程。無論是手工自由鍛、錘上自由鍛以及水壓機上自由鍛，其工藝過程都是由一些

17、鍛造工序所組成。根據(jù)變形的性質(zhì)和程度不同，自由錘工序可分為：基本工序，如鐓粗、拔長、沖孔、擴孔、芯軸拔長、切割、彎曲、扭轉(zhuǎn)、錯移、鍛接等，其中鐓粗、拔長和沖孔三個工序應(yīng)用得最多；輔助工序，如切肩、壓痕等；精整工序，如平整、整形等三類。二、自由鍛的基本工序1. 鐓粗鐓粗是使坯料的截面增大，高度減小的鍛造工序。鐓粗有完全鐓粗、局部鐓粗和墊環(huán)鐓粗等三種方式。局部鐓粗按其鐓粗的位置不同又可分為端部鐓粗和中間鐓粗兩種。如圖3-1所示。鐓粗主要用來鍛造圓盤類（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，鐓粗可作為提高鍛造比的預(yù)備工序。鐓粗的一般規(guī)則、操作方法及注意事項如下： 被鐓粗坯

18、料的高度與直徑（或邊長）之比應(yīng)小于2.53，否則會鐓彎（圖3-2a）。工件鐓彎后應(yīng)將其放平，輕輕錘擊矯正（圖3-2b）。局部鐓粗時，鐓粗部分坯料的高度與直徑之比也應(yīng)小于2.53。 鐓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，否則鐓粗時工件變形不均勻，對某些材料還可能鍛裂。(a) (b) (a) (b)圖3-1 鐓粗 圖3-2 鐓彎的產(chǎn)生和矯正a)完全鐓粗 b)局部鐓粗 a)鐓彎的產(chǎn)生 b)鐓彎的矯正 鐓粗的兩端面要平整且與軸線垂直，否則可能會產(chǎn)生鐓歪現(xiàn)象。矯正鐓歪的方法是將坯料斜立，輕打鐓歪的斜角，然后放正，繼續(xù)鍛打（圖3-3）。如果錘頭或抵鐵的工作面因磨損而變得不平

19、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鐓歪。 錘擊應(yīng)力量足夠，否則就可能產(chǎn)生細腰形，如圖3-4a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3-4b所示。(a) (b) (c) (a) (b)圖3-3 鐓歪的產(chǎn)生和矯正 圖3-4 細腰形及夾層的產(chǎn)生a)細腰形 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，又稱延伸或引伸，如圖3-5所示。拔長用于鍛制長而截面小的工件，如軸類、桿類和長筒形零件。(a) (b) (c)圖3-5 拔長a)拔長 b)局部拔長 c)心軸拔長拔長的一般規(guī)則，操作方法及注意事項： 拔長過程中要將毛坯料不斷反復(fù)地翻轉(zhuǎn)90&

20、#176;，并沿軸向送進操作，如圖3-6a所示。螺旋式翻轉(zhuǎn)拔長如圖3-6b所示，是將毛坯沿一個方向作90°翻轉(zhuǎn)，并沿軸向送進的操作。單面順序拔長如圖3-6c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) (b) (c)圖3-6 拔長時鍛件的翻轉(zhuǎn)方法a)反復(fù)翻轉(zhuǎn)拔長 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，每次的送進量應(yīng)為抵鐵寬度的0.30.7倍（圖3-7a）。送進量太大，金屬主要向?qū)挾确较蛄鲃?，反而降低延伸?/p>

21、率（圖3-7b）。送進量太小，又容易產(chǎn)生夾層（圖3-7c）。另外，每次壓下量也不要太大，壓下量應(yīng)等于或下于送進量，否則也容易產(chǎn)生夾層。(a) (b) (c)圖3-7 拔長時的送進方向和進給量a)送進量合適 b)送進量太大、拔長率降低 c)送進量太小、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，質(zhì)量好。如圖3-8所示。 圖3-8 大直徑坯料拔長時的變形過程 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。壓肩后對一端進行局部拔長即可鍛出臺階。如圖3-9所示。(a) (b)圖3-9

22、壓肩a)方料壓肩 b)圓料壓肩 鍛件拔長后須進行修整，修整方形或矩形鍛件時，應(yīng)沿下抵鐵的長度方向送進，如圖3-10a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)180°輕打校平。圓形截面的鍛件用型錘或摔子修整。如圖3-10b所示。(a) (b)圖3-10 撥長后的修整a)方形、矩形面的修整 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300mm的孔可不沖出；孔徑小于150mm，而孔深大于500mm的孔也不沖出。根據(jù)沖孔所用的沖

23、子的形狀不同，沖孔分實心沖子沖孔和空心沖子沖孔。實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3-11）。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)仔細校正，沖孔后稍加平整。 雙面沖孔：其操作過程為：鐓粗；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3-12所示。修整內(nèi)孔；修整外圓。(a) (b)圖3-11 單面沖孔 圖3-12 雙面沖孔沖孔前的鐓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

24、大，為了提高塑性，防止沖裂，沖孔應(yīng)在始鍛溫度下進行。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?？招臎_子沖孔：當(dāng)沖孔直徑超過400m

25、m時，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械性能。4. 擴孔擴孔是空心坯料壁厚減薄而內(nèi)徑和外徑增加的鍛造工序。其實質(zhì)是沿圓周方向的變相拔長。擴孔的方法有沖頭擴孔、馬杠擴孔和劈縫擴孔等三種。擴孔適用于鍛造空心圈和空心環(huán)鍛件。5. 錯移將毛坯的一部分相對另一部分上、下錯開，但仍保持這兩部分軸心線平行的鍛造工序，錯移常用來鍛造曲軸。錯移前，毛坯須先進行壓肩等輔助工序，如圖3-13所示。(a) (b) (c)圖2-13 錯移a)壓肩 b)鍛打 c)修整6. 切割切割是使坯料分開的工序，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，

26、鏨子垂直于工件軸線，邊鏨邊旋轉(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2-14a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2-14b所示。(a) (b)圖2-14 切割a)方料的切割 b)圓料的切割7. 彎曲使坯料彎成一定角度或形狀的鍛造工序稱為彎曲。彎曲用于鍛造吊鉤、鏈環(huán)、彎板等鍛件。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。在空氣錘上進行彎曲時，將坯料夾在上下砥鐵間，使欲彎曲的部

27、分露出，用手錘或大錘將坯料打彎，如圖2-15a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2-15b所示。(a) (b)圖2-15 彎由a)角度彎曲 b)成形彎曲8. 扭轉(zhuǎn)扭轉(zhuǎn)是將毛坯的一部分相對于另一部分繞其軸心線旋轉(zhuǎn)一定角度的鍛造工序，稱為扭轉(zhuǎn)，如圖2-16所示。鍛造多拐曲軸、連桿、麻花鉆等鍛件和校直鍛件時常用這種工序。扭轉(zhuǎn)前，應(yīng)將整個坯料先在一個平面內(nèi)鍛造成形，并使受扭曲部分表面光滑，然后進行扭轉(zhuǎn)。扭轉(zhuǎn)時，由于金屬變形劇烈，要求受扭部分加熱到始鍛溫度，且均勻熱透。扭轉(zhuǎn)后，要注意緩慢冷卻，以防出現(xiàn)扭裂。圖2-16 扭轉(zhuǎn)9. 鍛接鍛接是將兩段或幾段坯料加熱后，用鍛造的方法

28、連接成牢固整體的一種鍛造工序，又稱鍛焊。鍛接主要用于小鍛件生產(chǎn)或修理工作，如：錨鏈的鍛焊；刃具的夾鋼和貼鋼，它是將兩種成份不同的鋼料鍛焊在一起。典型的鍛接方法有搭接法、咬接法和對接法。搭接法是最常用的，也易于保證鍛件質(zhì)量，而交錯搭接法操作較困難，用于扁坯料。咬接法的缺點是鍛接時接頭中氧化溶渣不易擠出。對接法的鍛接質(zhì)量最差，只在被鍛接的坯料很短時采用。鍛接的質(zhì)量不僅和鍛接方法有關(guān)，還與鋼料的化學(xué)成分和加熱溫度有關(guān)，低碳鋼易于鍛接，而中、高碳鋼則困難，合金鋼更難以保證鍛接質(zhì)量。第四節(jié) 模型鍛造一、模鍛將加熱后的坯料放到鍛模的模腔內(nèi)，經(jīng)過鍛造，使其在模腔所限制的空間內(nèi)產(chǎn)生塑性變形，從而獲得鍛件的鍛造

29、方法叫做模型鍛造，簡稱模鍛。如圖4-1所示。模鍛的生產(chǎn)率高，并可鍛出形狀復(fù)雜、尺寸準(zhǔn)確的鍛件，適宜在大批量生產(chǎn)條件下，鍛造形狀復(fù)雜的中、小型鍛件。目前常用的模鍛設(shè)備有蒸圖4-1 模鍛工作示意圖1-上模用鍵 2-下模用鍵 3-砧座4-模座用楔 5-模座 6-下模用楔7-下楔 8-上模 9-上模用楔 10-錘頭汽-空氣模鍛錘、摩擦壓力機等。蒸汽-空氣模鍛錘的規(guī)格也以落下部分的重量來表示，常用的為110t。二、胎模鍛胎模鍛是在自由鍛設(shè)備上使用簡單的模具（稱為胎模）生產(chǎn)鍛件的方法。胎模的結(jié)構(gòu)形式較多，如圖4-2為其中一種，它由上、下模塊組成，模塊上的空腔稱為模膛，模塊上的導(dǎo)銷和銷孔可使上、下模膛對準(zhǔn)，

30、手柄供搬動模塊用。胎模鍛的模具制造簡便，在自由鍛錘上即可進行鍛造，不需模鍛錘。成批生產(chǎn)時，與自由鍛相比較，鍛件質(zhì)量好，生產(chǎn)效率高，能鍛造形狀較復(fù)雜的鍛件，在中小批生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。但勞動強度大，只適于小型鍛件。胎模鍛造所用胎模不固定在錘頭或砧座上，圖4-2 胎模1-上模塊 2-手柄 3-下模塊4-模膛 5-導(dǎo)銷 6-銷孔按加工過程需要，可隨時放在上下砥鐵上進行鍛造。鍛造時，先把下模放在下砥鐵上，再把加熱的坯料放在模膛內(nèi)，然后合上上模，用鍛錘鍛打上模背部。待上、下模接觸，坯料便在模膛內(nèi)鍛成鍛件。胎模鍛時，鍛件上的孔也不能沖通，留有沖孔連皮；鍛件的周圍亦有一薄層金屬，稱為毛邊。因此，胎模鍛后也要進行

31、沖孔和切邊，以去除 連皮和毛邊。其過程如圖4-3所示。常用的胎模結(jié)構(gòu)形式主要套筒模和合模兩種。套筒模有開式筒模、閉式筒模和組合式筒模，主要用于鍛造齒輪、法蘭盤等回轉(zhuǎn)體鍛件。合模主要用于鍛造連桿、叉形件等形狀較復(fù)雜的非回轉(zhuǎn)體鍛件。圖4-3 胎模鍛的生產(chǎn)過程a)用胎模鍛出的鍛件 b)用切邊模切邊 c)沖掉連皮 d)鍛件第五節(jié) 板料沖壓一、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（如石棉板、硬橡皮、膠木板、皮革等

32、）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。 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、強度高和剛度好的特點。 沖壓操作簡單，生產(chǎn)率高，易于實現(xiàn)機械化和自動化。 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、電機和儀表等工業(yè)生產(chǎn)部門，應(yīng)用更為廣泛。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分離工序和變形工序兩大類。分離工序是

33、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。 圖5-1 沖裁在分離工序中，剪裁主要是在剪床上完成的。落料和沖孔又統(tǒng)稱為沖裁，如圖5-1所示，一般在沖床上完成。圖5-2 彎曲示意圖 圖5-3 拉深示意圖在變形工序中，還可按加工要求和特點不同分為彎曲（圖5-2）、拉深（圖5-3）（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（如電氣箱體加工）、滾彎機（如自行車輪圈制造等）上實行。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（圖5-4）、擴口、卷邊、脹形和壓印等。(

34、a) (b)圖5-4 翻邊a)內(nèi)孔翻邊 b)外緣翻邊三、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Q11-2×1000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。圖5 -5 剪床傳動機構(gòu)示意圖1-電動機 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

35、曲柄壓力機的一種，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)動和機械驅(qū)動兩類。機械式?jīng)_床的工作機構(gòu)主要由滑塊驅(qū)動機構(gòu)（如曲柄、偏心齒輪、凸輪等）、連桿和滑塊組成。圖5-6為開式雙柱式?jīng)_床的外形和傳動簡圖。電動機經(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)運動，完成沖壓加工。沖模的上模裝在滑塊上，隨滑塊上下運動，上下模閉合一次即完成次沖壓過程。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，以便進行下一次沖壓。若踏板不抬起，滑塊則

36、進行連續(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。(a) (b)圖5-6 沖床a)外觀圖 b)傳動簡圖1-電動機 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)如圖5-7所示。一副沖模由若干零件組成，大致可分為以下幾類：工作零件 如凸模l和凹模2，為沖模的工作部分，它們分別通過壓板固定在上下模板

37、上，其作用是使板料變形或分離，這是模具關(guān)鍵性的零件。定位零件 如導(dǎo)料板9，定位銷10。用以保證板料在沖模中具有準(zhǔn)確的位置。導(dǎo)料板控制坯料進給方向，定位銷控制坯料進給量。卸料零件 如卸料板8。當(dāng)沖頭回程時，可使凸模從工件或坯料中脫出。亦可用彈性卸料，即用彈簧、橡皮等彈性元件通過卸料板推下板料。模板零件 如上模板3，下模板4和模柄5等。上模借助上模板通過模柄固定在沖床滑塊上，并可隨滑塊上、下運動；下模借助下模板用壓板螺栓固定在工作臺上。導(dǎo)向零件 如導(dǎo)套11、導(dǎo)柱12等，是保證模具運動精度的重要部件，分別固定在上、下模板上，其作用是保證凸模向下運動時能對準(zhǔn)凹?？祝⒈ＷC間隙均勻。固定板零件 如凸模壓

38、板6、凹模壓板7等，使凸模、凹模分別固定在上、下模板上。此外還有螺釘、螺栓等聯(lián)接件。 以上所有模具零件并非每副模具都須具備，但工作零件、模板零件、固定板零件等則是每副模具所必須有的。圖5-7 沖裁模1-凸模 2-凹模 3-上模板 4-下模板 5-模柄 6-壓板 7-壓板8-卸料板 9-導(dǎo)料板 10-定位銷 11-導(dǎo)套 12-導(dǎo)柱沖床操作安全規(guī)范： 沖壓工藝所需的沖剪力或變形力要低于或等于沖床的標(biāo)稱壓力。 開機前應(yīng)鎖緊所有調(diào)節(jié)和緊固螺栓，以免模具等松動而造成設(shè)備、模具損壞和人身安全事故。 開機后，嚴(yán)禁將手伸入上下模之間，取下工件或廢料應(yīng)使用工具。沖壓進行時嚴(yán)禁將工具伸入沖模之間。 兩人以上共同操

39、作時應(yīng)由一人專門控制踏腳板，踏腳板上應(yīng)有防護罩，或?qū)⑵浞旁陔[蔽安全處，工作臺上應(yīng)取盡雜物，以免雜物墜落于踏腳板上造成誤沖事故。 裝拆或調(diào)整模具應(yīng)停機進行。第六節(jié) 自由鍛造的工具和設(shè)備(實踐操作用)一、 機器自由鍛及其設(shè)備 使用機器設(shè)備，使坯料在設(shè)備上、下兩砧之間受力變形，從而獲得鍛件的方法稱機器自由鍛。常用的機器自由鍛設(shè)備有空氣錘、蒸氣-空氣錘和水壓機，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。空氣錘的型號（用漢語拼音字母和數(shù)字表示）：C41 - 75B第二次改進 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）空氣錘的規(guī)格是用落下部分的質(zhì)量來表

40、示，一般為501000kg。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）、傳動機構(gòu)、操縱機構(gòu)、落下部分和錘砧等幾個部分組成，如圖6-1a所示。空氣錘是將電能轉(zhuǎn)化為壓縮空氣的壓力能來產(chǎn)生打擊力的?？諝忮N的傳動是由電動機經(jīng)過一級皮帶輪減速，通過曲軸連桿機構(gòu)，使活塞在壓縮缸內(nèi)作往復(fù)運動產(chǎn)生壓縮空氣，進入工作缸使錘桿作上下運動以完成各項工作。空氣錘的工作原理如圖6-1b。圖6-1 空氣錘a)外形圖 b)工作原理1-工作缸 2-旋閥 3-壓縮缸 4-手柄 5-錘身 6-減速機構(gòu)7-電動機 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 1

41、5-壓縮活塞 16-連桿 17-上旋閥 18-下旋閥2. 蒸汽-空氣錘 如圖6-3所示，也靠錘的沖擊力鍛打工件。蒸汽-空氣錘自身不帶動力裝置，另需蒸汽鍋爐向其提供具有一定壓力的蒸汽，或空氣壓縮機向其提供壓縮空氣。其鍛造能力明顯大于空氣錘，一般為5005000kg(0.5-5t)，常用于中型鍛件的鍛造。圖6-2 雙柱拱式蒸汽-空氣錘1-上氣道 2-進氣道 3-節(jié)氣閥 4-滑閥 5-排氣管 6-下氣道 7-下砧8-砧墊 9-砧座 10-坯料 11-上砧 12-錘頭 13-錘桿 14-活塞 15-工作缸3. 水壓機 大型鍛件需要在液壓機上鍛造，水壓機是最常用的一種，圖6-3所示。水壓機不依靠沖擊力，

42、而靠靜壓力使坯料變形，工作平穩(wěn)，因此工作時震動小。不需要笨重的砧座；鍛件變形速度低，變形均勻，易將鍛件鍛透，使整個截面呈細晶粒組織，從而改善和提高了鍛件的力學(xué)性能，容易獲得大的工作行程并能在行程的任何位置進行鍛壓，勞動條件較好。但由于水壓機主體龐大，并圖6-3 水壓機1、2-管道 3-回程柱塞 4-回程缸5-回程橫梁 6-拉桿 7-密封圈 8-上砧9-下砧 10-下橫梁 11-立柱 12-活動橫粱13上橫梁 14工作柱寒 15-工作缸需配備供水和操縱系統(tǒng)，故造價較高。水壓機的壓力大，規(guī)格為50012500t,能鍛造1300t的大型重型坯料。4. 機器自由鍛的工具（圖6-2）鉗手 克棍 壓鐵 剁

43、刀 沖子 墊環(huán)剁墊 摔子 壓肩摔子圖6-2 機鍛工具(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) 吊運工具：如吊鉗、叉子等。5. 機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入工作缸，因此錘頭不進行工作。(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入工作缸的下腔，使錘頭上升，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動時，壓縮缸下腔或上腔的壓縮空氣相應(yīng)地進入工作缸