鍛壓工藝學(xué)課件

鍛前加熱鍛造溫度：始鍛溫度和終鍛溫度間的溫度間隔。要求：始鍛溫度：主要受過熱、過燒的限制。終鍛溫度：鍛造結(jié)束之前金屬還具有足夠的塑性注意的問題：

亞共析鋼：應(yīng)在A3以上15～50C左右鍛造。低碳鋼(C<0.3％)：GS線(A3)以下的兩相區(qū)(+)也有足夠的塑性，因此終鍛溫度可在GS線以下。

過共析鋼：高于A1(SE線)50～100C以上。自由鍛造概述自由鍛造：只用簡單的通用工具，或在鍛造設(shè)備的上、下砧間直接對坯料施加外力，使坯料產(chǎn)生變形而獲得所需幾何形狀及內(nèi)部質(zhì)量的鍛件的加工方法。

手工鍛造：錘上自由鍛造：生產(chǎn)中、小型自由鍛件。

液壓機(jī)上自由鍛造：生產(chǎn)大型自由鍛件。第一章錘上自由鍛造第一節(jié)自由鍛造的基本工序自由鍛造的基本工序有鐓粗、拔長、沖孔、彎曲、扭轉(zhuǎn)、切割和鍛焊。一、鐓粗鐓粗：局部鐓粗：用途：由橫斷面積較小的毛坯得到橫斷面積較大而高度較小的鍛件；沖孔前增大毛坯橫斷面積和平整毛坯端面；提高鍛件的力學(xué)性能和減少力學(xué)性能的異向性；破碎合金工具鋼中的碳化物，并使其均勻分布。平砧鐓粗工藝參數(shù)：壓下量H、相對變形H、對數(shù)變形δH、前后的高度之比KH?；蚴街蠬0、H鐓粗前、后坯料的高度；δH坯料高度方向的對數(shù)變形，；H坯料高度方向的相對變形，。圖1-1平砧鐓粗圖1-2平砧鐓粗時(shí)坯料子午面的網(wǎng)格變化

圖l—3鐓粗時(shí)變形程度沿軸向和徑向的分布

h—高度方向變形程度第I區(qū)：困難變形區(qū)。原因：（1）；（2）。后果：鑄態(tài)組織不易破碎和再結(jié)晶的結(jié)果，仍保留粗大的鑄態(tài)組織。

第Ⅱ區(qū)變形程度最大，溫度最高。組織狀態(tài)：鑄態(tài)組織被破碎和再結(jié)晶，形成細(xì)小晶粒的鍛態(tài)組織，錠料中部的原有孔隙也被焊合了。第Ⅲ區(qū)變形程度居中。易產(chǎn)生的缺陷及原因：短毛坯（H/D≤0.5)鐓粗：較高的毛坯(H/D3)鐓粗：常常先要產(chǎn)生雙鼓形。

毛坯更高(H/D>3)：易失穩(wěn)而彎曲。鐓粗時(shí)的注意意事項(xiàng)：1)為防止縱縱向彎曲，毛毛坯高度與直直徑之比應(yīng)在一定范圍圍。鐓粗前毛坯端端面應(yīng)平整，，并與軸心線線垂直。鐓粗前毛坯加加熱溫度應(yīng)均均勻。2)注意每次次的壓縮量及及終鍛溫度。。3)對有皮下下缺陷的錠料料，鐓粗前應(yīng)應(yīng)進(jìn)行倒棱制坯。目的的：5)鐓粗時(shí)毛毛坯高度應(yīng)與與設(shè)備空間相相適應(yīng)。在錘錘上鐓粗時(shí)，應(yīng)使使式中H——錘頭的最大大行程；h0—毛坯的原始始高度。6)鐓粗高合合金低塑性材材料圖1—6鉚鐓鍛錘噸位的確確定：圖1—7鐓粗毛坯和鍛鍛錘規(guī)格的關(guān)關(guān)系二、拔長拔長：拔長變形特點(diǎn)點(diǎn)：每送進(jìn)壓壓下一次，只只部分金屬變形。鍛造比比（簡簡稱鍛鍛比））KL來表示示：拔長變變形計(jì)計(jì)算：：1．矩形形斷面面毛坯坯的拔拔長圖1-8拔長（1））送進(jìn)進(jìn)量大大小對對變形形的影影響送進(jìn)量量較小小：送進(jìn)量量較大大：通常：：l=(0.4~0.8)b，b平砧砧寬度度。圖1-9軸向和和橫向向變形形程度度隨相相對送送進(jìn)量量的變變化情情況l—軸向向變形形程度度a一橫向向變形形程度度圖l—15拔長時(shí)時(shí)的變變形分分布圖1-10表面橫橫向裂裂紋圖1-11角裂（2））送進(jìn)進(jìn)量和和壓下下量對對質(zhì)量量的影影響送進(jìn)量量l／／h過過大：：易產(chǎn)產(chǎn)生外外部橫橫向裂紋紋、角角裂和和對角線線裂紋紋。圖1—13內(nèi)部橫橫向裂裂紋送進(jìn)量量過小小：易易產(chǎn)生生內(nèi)部部橫向向裂紋紋。原因：：2．圓圓斷面面毛坯坯的拔拔長原因：①通通過AB及及BC兩個(gè)個(gè)面將將力傳傳給毛毛坯的的其它它部分分，形形成橫橫向應(yīng)應(yīng)力R；；②變形形主要要集中中在上上、下下部分分，軸軸心部部分金金屬變變形很很小，，使變變形金金屬主主要沿沿橫向向流動動，并并對軸軸心部部分作作用以以附加加拉應(yīng)應(yīng)力。。圖1-22平砧大大壓下下量拔拔長時(shí)時(shí)坯料料的變變形情情況拔長圓圓斷面面毛坯坯的兩兩種方方法：：(1)在平平砧上上，先先將圓圓斷面面毛坯坯壓成成矩形形斷面面，再再將矩矩形斷斷面毛毛坯拔拔長到到一定定尺寸寸，然然后再再壓成成八角角形，，最后后鍛成成圓形形，主主要變變形階階段是是矩形形斷面面毛坯坯在平平砧下下拔長長。圖1—23圓斷面面毛坯坯拔長長時(shí)截截面的的變化化過程程(2)在型砧砧(或摔子子)內(nèi)進(jìn)行行拔長長，利利用工工具的的側(cè)面面壓力限限制金金屬的的橫向向流動動，迫迫使金金屬沿沿軸向向伸長長。圖1—24型砧拔拔長圓圓斷面面毛坯坯拔長時(shí)時(shí)的注注意事事項(xiàng)：：（1））拔長長操作作(2)每次次錘擊擊的壓壓下量量應(yīng)小小于材材料塑塑性所所允許許的數(shù)數(shù)值，，為保保證不不產(chǎn)生生局部部夾層層：1)每每次壓壓縮后后的鍛鍛件寬寬度與與高度度b／／h<2～～2.5。。2)單單邊壓壓下量量h/2應(yīng)應(yīng)小于于送進(jìn)進(jìn)量l。(3)沿方方形毛毛坯的的對角角線鍛鍛壓，，應(yīng)鍛鍛得輕輕些，，以免免中心心部分分產(chǎn)生生裂紋紋。(4)上上、下下砧的的邊緣緣應(yīng)作作出圓圓角，，以防防鍛件件表面面裂紋紋，同同時(shí)減減少產(chǎn)產(chǎn)生夾夾層的的危險(xiǎn)險(xiǎn)。（5））拔長長鍛件件端部部，為為防止止端部部內(nèi)凹凹和夾夾層現(xiàn)現(xiàn)象，，端部部壓料料長度度的最最小值值應(yīng)滿滿足下下列規(guī)規(guī)定：：1)對對圓形形斷面面：A>0.3D2)對對矩形形斷面面：當(dāng)B/H>1.5時(shí)時(shí)，A>0.4B;當(dāng)B/H《《1.5時(shí)時(shí)，A>0.5B。。（6））拔長長臺階階軸鍛鍛件時(shí)時(shí)三、芯芯軸拔拔長一種減減小空空心毛毛坯外外徑(壁厚)而增加加其長長度的的鍛造工序序。圖1-30用芯軸軸拔長長預(yù)沖孔孔的直直徑dl如小于于芯軸軸的直直徑，，則拔拔長前前需進(jìn)進(jìn)行擴(kuò)擴(kuò)孔，，坯料料尺寸寸取H0D0為宜。。圖1-31長長筒類類鍛件件的鍛鍛造變變形過過程芯軸上上拔長長的主主要質(zhì)質(zhì)量問問題：：內(nèi)孔孔壁易易產(chǎn)生生裂紋，尤尤其是是在兩兩端。。方法和和工具具：1)對對薄壁壁的空空心件件應(yīng)在在型砧砧內(nèi)拔拔長。。2)對對厚壁壁空心心件，，可用用平砧砧，但但必需需先鍛鍛成六六角形再進(jìn)進(jìn)行拔拔長，，達(dá)到到一定定尺寸寸后再再鍛成成圓形形。3)對H/d≤1.5的空心心件，，可不不用芯芯軸，，直接接用沖沖頭拔長長。溫度要要求：：四、沖沖孔在坯料料中沖沖出透透孔或或不透透孔的的工序序。要質(zhì)量問題題：““走樣”、、裂紋紋和孔孔沖偏偏等。。1．““走樣樣”“走樣樣”的的程度度與D／d1有關(guān)，，D／／d1愈小，，“走走樣””愈顯顯著。。為減減少““走樣樣”，，一般般取D/d13。2．裂裂紋外側(cè)表表面裂裂紋：：沖頭頭下部部金屬屬向外外流動動，使使外層層金屬屬切向向受到到拉應(yīng)應(yīng)力和和拉應(yīng)應(yīng)變而而引起起的。。D／／d1愈小，，最外外層金金屬的的切向向伸長長變形形愈大大，愈愈易產(chǎn)產(chǎn)生裂裂紋，，通常常取D／d1≥≥(2.5～3)。。內(nèi)孔圓圓角處處的裂裂紋：：溫度度降低低較多多，塑塑性較較低以以及沖沖子一一般都都有錐錐度，，當(dāng)沖沖子往往下運(yùn)運(yùn)動時(shí)時(shí)，此此處便便被脹脹裂。。3．孔孔沖偏偏沖孔時(shí)時(shí)，毛毛坯高高度H一般般小于于直徑徑D，，個(gè)別別情況況，采采用H／D≤1.5。圖1—34沖孔深深度與與毛坯坯高度度的關(guān)關(guān)系實(shí)心沖沖子沖沖孔時(shí)時(shí)，坯坯料高高度按按以下下考慮慮：當(dāng)時(shí)時(shí)，取取H0=(1.1～1.2)H；時(shí)，取取H0=H式中H—沖沖孔后后要求求的高高度；；H0—沖孔孔前坯坯料的的高度度。注意事事項(xiàng)：：1)沖沖孔前前坯料料必需需鐓粗粗，使使端面面平整整，高高度減減小，，直徑徑增大大；2)沖沖頭必必需放放正，，打擊擊方向向應(yīng)和和沖頭頭端面面垂直直；3)在在沖出出的初初孔內(nèi)內(nèi)應(yīng)撒撒上煤煤末或或木炭炭粉，，以便便取出出沖頭頭；4)沖沖制深深孔時(shí)時(shí)要經(jīng)經(jīng)常取取出沖沖頭在在水中中冷卻卻；五、擴(kuò)擴(kuò)孔減小空空心毛毛坯壁壁厚而而增加加其內(nèi)內(nèi)外徑徑的工工序。。沖頭擴(kuò)擴(kuò)孔前前坯料料的高高度尺尺寸按按下式式計(jì)算算：Hl=1.05H式中H1—擴(kuò)孔孔前坯坯料高高度；；H—鍛鍛件高高度；；1.05——考慮慮端面面修整整的系系數(shù)。。馬杠上上擴(kuò)孔孔前坯坯料的的高度度按下下式計(jì)計(jì)算：：H0=1.05KH式中H0—擴(kuò)孔孔前坯坯料高高度；；H—鍛鍛件高高度；；K—考考慮擴(kuò)擴(kuò)孔時(shí)時(shí)高度度(寬寬度)增大大的系系數(shù)；；1.05——修整整系數(shù)數(shù)。六、彎彎曲將毛坯坯彎成成所規(guī)規(guī)定的的外形形的鍛鍛造工工序叫叫。注意事事項(xiàng)：：1)當(dāng)當(dāng)鍛件件有數(shù)數(shù)處彎彎曲時(shí)時(shí)，彎彎曲的的次序序一般般是先先彎端端部及及彎曲曲部分分與直直線部部分交交界的的地方方，然然后再再彎其其余的的圓弧弧部分分。圖1-38帶彎鍛鍛件的操作作順序七、扭轉(zhuǎn)將毛坯的一一部分相對對于另一部部分繞其軸軸線旋轉(zhuǎn)一定角度度的鍛造工工序叫扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)。扭轉(zhuǎn)前對毛毛坯的要求求：1)受扭轉(zhuǎn)的部部分表面應(yīng)應(yīng)盡可能夠夠地光滑，，不能有缺陷，此部部分全長上上的橫斷面面積應(yīng)該一一致，對粗粗而短的曲軸軸軸頸，最最好經(jīng)粗加加工后再進(jìn)進(jìn)行扭轉(zhuǎn)。。2)受扭轉(zhuǎn)的部部分應(yīng)該加加熱至材料料塑性最好好的溫度并沿長度上上均勻熱透透。扭轉(zhuǎn)后鍛件件應(yīng)該緩慢慢冷卻，最最好予以退退火。八、錯移將毛坯的一一部分相對對于另一部部分錯移開開，但仍保保持軸心平行行的工序。。錯移前坯料料需進(jìn)行壓壓痕、壓肩肩。拉縮的的數(shù)值與凸凸肩的長度L、壓痕、、壓肩時(shí)的的工具形狀狀等有關(guān)。。圖1-40壓肩時(shí)尺寸寸關(guān)系示意意圖錘上鍛造時(shí)時(shí)，可參考考下列關(guān)系系式確定：：對短臺肩L《0.3D=(0.10.2)D對長臺肩L>0.3D=(0.080.09)D當(dāng)H<20mm時(shí)僅僅采用壓痕痕。當(dāng)H>20mm時(shí)，，先壓痕后后壓肩。第二節(jié)工工藝過程程的制定原則：1））；2）主要內(nèi)容：：1)根據(jù)零零件圖作出出鍛件圖；；2)確定毛毛坯的重量量和尺寸；；3)決定變變形工藝和和工具；4)選擇設(shè)設(shè)備；5)確定火火次、鍛造造溫度范圍圍、加熱和和冷卻規(guī)范范；6)確定熱熱處理規(guī)范范；7)對鍛件件提出技術(shù)術(shù)要求和檢檢驗(yàn)要求；；8)編制工工時(shí)定額。。一、鍛件圖圖的制定機(jī)械加工余余量：鍛件的公稱稱尺寸：鍛造公差：：鍛造余塊：：鍛件圖的繪繪制規(guī)則：：（1）鍛件件形狀用粗粗實(shí)線描繪繪。用假想想線畫出零件簡簡單形狀。。（2）鍛件件的尺寸和和公差標(biāo)注注在尺寸線線上面，零件的的尺寸加括括號標(biāo)注在在尺寸線下下面。二、確定坯坯料重量和和尺寸1．坯料重重量的計(jì)算算圖3鍛件件臺階余面面2．坯料尺尺寸的確定定(1)采用鐓粗法法鍛造：對圓坯料：：對方坯料：：毛坯高度H0，還需按下下式進(jìn)行檢檢驗(yàn)：H0<0.75H行程還應(yīng)小于加加熱爐底的的有效長度度。(2)采用用拔長法鍛鍛造：應(yīng)按按鍛件最大大截面積F鍛，考慮鍛比比、修整量量要求等選選取坯料尺尺寸：3.鋼錠規(guī)規(guī)格的選擇擇方法一：確確定各種金金屬損耗求出鋼錠利利用率算出鋼錠的的計(jì)算重量量G錠選取重量相相等或稍大的鋼錠規(guī)規(guī)格。方法二：經(jīng)經(jīng)驗(yàn)法三、制訂變變形工藝與與鍛比內(nèi)容：確定定成形必需需的基本工工序、輔助助工序和修修整工序，決決定工序順順序，設(shè)計(jì)計(jì)工序尺寸寸等。對于餅塊類類鍛件的變變形工藝：：均以鐓鐓粗成形。。對于軸桿類類鍛件的變變形工藝，，主要采用用拔長工序序。對于空心類類鍛件的變變形工藝，，一般均需需鐓粗、沖沖孔。圖4錘上上鍛造空心心鍛件的工工藝方案選選擇圖圖5水壓壓機(jī)鍛造空空心鍛件的的工藝方案案選擇圖線線鍛造成形時(shí)時(shí)表示變形形程度的主主要方法：：鍛比。鍛比過?。海哄懕冗^大：：鋼錠與鋼材材的比較：：合金鋼與碳碳素鋼：四、選定鍛鍛造設(shè)備噸噸位重要性：確定方法：：（1）理論論計(jì)算法（2）經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)類比法五、制訂自自由鍛工藝藝過程舉例例以齒輪為例例，圖8為齒輪零零件圖，材材料為45鋼，生產(chǎn)數(shù)數(shù)量20件件。鍛件余余量和公差差為：，，，，內(nèi)內(nèi)孔余量為為1.2a，取，，于于是便可繪繪出齒輪的的鍛件圖（（圖9）。。2.計(jì)算坯坯料重量和和尺寸鍛件重量：：芯料重量：：燒損重量：：坯料重量等等于：采用鐓粗成成形，坯料料尺寸按下下式計(jì)算：：確定坯料尺尺寸為120202毫米米。3.確定定變形工藝藝和工具根據(jù)鍛件尺尺寸D=212，d=130，H=62，得到到D/d=1.6，H/d=0.47，，H/D=2.7。。采取墊環(huán)局局部鐓粗-沖孔-沖沖子擴(kuò)孔變變形工藝方方案。第三節(jié)大大型自由由鍛件的鍛鍛造工藝工藝特點(diǎn)：：1)大型鍛鍛件一般采采用鋼錠直直接鍛造2)由于大大型鍛件的的截面尺寸寸很大3)在鍛后后冷卻及熱熱處理復(fù)復(fù)雜4)通常大大型鍛件的的內(nèi)部缺陷陷多一、鍛造對對金屬組織織和性能的的影響大型鍛件鍛鍛造的任務(wù)務(wù)：1．鍛造對對金屬組織織的影響(1)消除除鑄態(tài)組織織粗大的樹樹枝晶并獲獲得均勻細(xì)細(xì)化等軸晶。(2)可破破碎并改善善碳化物及及非金屬夾夾雜物在鋼鋼中的分布布(3)鍛合合內(nèi)部孔隙隙圖13鐓鐓粗變形程程度對內(nèi)部部缺陷鍛合合的影響2．鍛造對對金屬性能能的影響二、提高大大型鍛件質(zhì)質(zhì)量的工藝藝措施1．改變鋼鋼錠的錠型型圖15三三瓣九角形形鋼錠及拔拔長砧子2．改變坯坯料的形狀狀圖16鋼鋼錠預(yù)先壓壓成凹形而而后鐓粗a)鋼錠為為普通鋼錠錠；b)鋼錠為短短粗鋼錠3．改變工工具的結(jié)構(gòu)構(gòu)采用以下下幾種結(jié)構(gòu)構(gòu)砧子，可可以改善鍛鍛件內(nèi)部質(zhì)質(zhì)量。(1)凸弧弧形砧子(2)帶斜斜度砧子圖19帶帶斜度砧子子斜角<摩擦角4.改變操操作方法拔長操作時(shí)時(shí)：(1)橫向向順序送進(jìn)進(jìn)：(2)橫向向交替送進(jìn)進(jìn)：圖20拔拔長橫向送送進(jìn)方法a)橫向順順序送進(jìn)；；b)橫向向交替送進(jìn)進(jìn)b1、b2、b3-橫向送進(jìn)進(jìn)量；B-砧寬5．表面降降溫鍛造圖21表表面降溫鍛鍛造的變形形方式1-小砧；；2-鍛坯坯；3-平平臺；4-平砧；b0-坯料料寬度；B-小砧寬寬度；L-小砧長度度第四節(jié)鍛鍛件質(zhì)量量檢查與質(zhì)質(zhì)量分析鍛件質(zhì)量檢檢查的內(nèi)容容：1．化學(xué)成成分2．外觀尺尺寸檢查3．宏觀組組織檢查4．顯微組組織檢查5．機(jī)械性性能檢查6．殘余應(yīng)應(yīng)力檢查危害：（1））機(jī)械加工時(shí)時(shí)，由于殘殘余應(yīng)力失去平衡而而使工件產(chǎn)產(chǎn)生變形，，影響裝配配。（2）使用用過程中，，由于殘余余應(yīng)力和工工作應(yīng)力疊加還會會造成零件件失效，以以致?lián)p壞整整臺機(jī)器。7．超聲波波探傷圖24鍛鍛件超聲波波探傷示意意圖1-探頭；；2-缺陷陷；3-鍛鍛件；4-探傷儀9、靜夜四無鄰鄰，荒居舊業(yè)業(yè)貧。。12月-2212月-22Thursday,December29,202210、雨雨中中黃黃葉葉樹樹，，燈燈下下白白頭頭人人。。。。22:00:2622:00:2622:0012/29/202210:00:26PM11、以我我獨(dú)沈沈久，，愧君君相見見頻。。。12月月-2222:00:2622:00Dec-2229-Dec-2212、故人江海海別，幾度度隔山川。。。22:00:2622:00:2622:00Thursday,December29,202213、乍見翻疑夢夢，相悲各問問年。。12月-2212月-2222:00:2622:00:26December29,202214、他鄉(xiāng)鄉(xiāng)生白白發(fā)，，舊國國見青青山。。。29十十二二月202210:00:26下下午午22:00:2612月月-2215、比不了了得就不不比，得得不到的的就不要要。。。十二月2210:00下下午12月-2222:00December29,202216、行動出成果果，工作出財(cái)財(cái)富。。2022/12/2922:00:2622:00:2629December202217、做前，能能夠環(huán)視四四周；做時(shí)時(shí)，你只能能或者最好好沿著以腳腳為起點(diǎn)的的射線向前前。。10:00:26下下午10:00下午22:00:2612月-229、沒沒有有失失敗敗，，只只有有暫暫時(shí)時(shí)停停止止成成功功??！。。12月月-2212月月-22Thursday,December29,202210、很多事情努努力了未必有有結(jié)果，但是是不努力卻什什么改變也沒沒有。。22:00:2622:00:2622:0012/29/202210:00:26PM11、成功就就是日復(fù)復(fù)一日那那一點(diǎn)點(diǎn)點(diǎn)小小努努力的積積累。。。12月-2222:00:2622:00Dec-2229-Dec-2212、世間成成事，不不求其絕絕對圓滿滿，留一一份不足足，可得得無限完完美。。。22:00:2622:00:2622:00Thursday,December29,202213、不知知香積積寺，，數(shù)里里入云云峰。。。12月月-2212月月-2222:00:2622:00:26December29,202214、意意志志堅(jiān)堅(jiān)強(qiáng)強(qiáng)的的人人能能把把世世界界放放在在手手中中像像泥泥塊塊一一樣樣任任意意揉揉捏捏。。29十十二二月月202210:00:26下下午午22:00:2612月月-2215、楚塞三湘湘接，荊門門九派通。。。。十二月2210:00下午12月-2222:00December29,202216、少少年年十十五五二二十十時(shí)時(shí)，，步步行行奪奪得得胡胡馬馬騎騎。。。。2022/12/2922:00:2622:0