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第二篇 锻造工艺与模具设计.

Vb

4
d h
2
锻件的各种尺寸和余量公差
圆形锻件的外廓包容体重量:
Gb

4
d 2 h
,g/ cm
式中ρ—锻件材质密度
非圆形锻件的外廓包容体重量和体积
Gb lbh
Vb lbh
锻件形状复杂程度等级
级别 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 代号 S1 S2 S3 S4 形状复杂系数值 0.63~1 0.32~ 0.63 0.16~0.32 ≤0.16 形状复杂程度 简单 一般 比较复杂 复杂
M 1级
5)加热条件 6)其它因素 主要影响收缩量和表层氧化。
为什么要全面综合考虑上述因素来确定加 工余量和锻件公差呢? 因为:产品精度要求、材料消耗和加工成本。
三、模锻斜度(GB/T-12361-1990)
锻件上与分模面垂直的平面或曲面所附加的或 固有的斜度称为模锻斜度。 模锻斜度值依模膛深宽比选用3º 、5 º 、7º 等标准 值。上、下模模膛的模锻斜度应相互衔接和匹配, 如图所示。
一 锻造目的及分类 目的:成形和改性(力学性能,内部组织) 分类:(按成形工具分) 自由锻 模锻 胎模锻造 特种锻造 分类:(按成形温度分) 热锻 温锻 冷锻
自由锻造与模型锻造 自由锻造
在锻锤或水压机上,利用简单的工具将金属块 料锻成所需形状和尺寸。用于单件、小批量或大 锻件生产。
模型锻造
用专用模具来使金属成形,又分为开式模锻与 闭式模锻,模锻件外形尺寸精确,效率高,用于 大批量生产。
5.0 等.
模锻件的圆角半径
圆角半径过小,导致 转角处出现开裂
圆角半径与质量关系
圆角半径对金属纤维的影响
折迭与圆角半径的关系 a) 模锻前情况 b) 模锻中间情况 c) 模锻最后情况
五、冲孔连皮
对于d<25mm的加工孔,不予锻制。
对于d>25mm的加工孔,先锻制盲孔,用冲 孔连皮隔离上下凸头。
冲孔连皮形状分为平底连皮 、斜底连皮、 带仓连皮和拱底连皮四类。
常用于预锻模.
s s
1 2
1.35
s 0.65 s
d1 (0.25 ~ 0.3 )d
预锻时斜底连皮的终锻模 3 、带仓连皮 膛中采用。 厚度s和宽度b,按飞边槽 桥口值h,b 确定。
4、拱底连皮
用于锻造内孔大,高度小 的锻件(d>15h)。 可考虑用连皮形成小件, 即采用合锻,一次得到大小 两件。
3) 锻件材质系数(可锻性) —材料锻造难易程度,分为两级:
碳的质量分数<0.65%的碳钢 或合金元素总量<3.0% 的合金钢。 M2 M 级 碳的质量分数≥ 碳的质量分数≥0.65 0.65%的碳钢 %的碳钢 2级 或合金元素总量≥3.0 3.0 % %的合金钢。 的合金钢。
4)锻件精度等级 分为普通 , 精密两级。精密级公差适用于 精密锻件。
这一节是重点
模锻件图类似铸造中的铸造工艺图。属于 锻造基本技术文件。 内容包括: 1)选择分模面; 2)确定工艺参数:机械加工余量,余 块,模锻斜度,锻造圆角,锻件公差等; 3)冲孔连皮形式和尺寸; 4)制定锻件技术条件; 5)绘制模锻件图。


确定分模面
1基本原则:锻件形状尽可能与零件形状 相同,容易从模腔中取出;此外应争取获 得镦粗成形。 选择最大水平投影面;良好的充填成形效 果,金属流动阻力小; 上、下模膛内坯料力求对称分布;深度大 致相同,模膛最浅。
2实例讨论
红线为合理的分 模面。为什么?
对圆饼类锻件,当H≤2~3D时,宜取径向 分模,而不取轴向分模
使金属流线方向与工作中切应力方向相垂直
二、 加工余量和锻件公差
影响因素 : 1)锻件重量和轮廓尺寸 ; 2)锻件形状复杂系数 S,即:
S G d Vd Gb Vb
圆形锻件的外廓包容体体积:
金属塑性成形概述
金属塑性成形的分类,特点
1.体积成形(金属块料) 锻造 挤压 拉拔
扎制
2.板料成形(冲压) 冲裁 弯曲 拉深 翻边 胀形
锻压工艺特点

材料的利用率高 成形件力学性能好 尺寸精度高(相对) 生产效率高 劳动条件差,强度高 投资成本高
第五章
模锻工艺
第一节 锻造工艺概述
热锻 温锻 冷锻 热锻:在再结晶温度以上进行的塑性变形
*减少金属的变形抗力 *改变钢锭的铸态结构 *提高钢的塑性
温锻:室温~再结晶温度之间进行的塑性变形
*减少锻造力 *精度较高
冷锻:在室温时进行塑性变形
*没有温度波动和氧化作用,锻件精度高表面光洁 *提高锻件的强度和硬度 *用于较小的零件,低碳钢及有色金属
锻件出模受力分析 F取=-(FT cosα-Fsinα) = -F(μcosα-sinα)
四、锻模圆角半径( GB/T-12361-1990 )
锻模圆角半径与 B/H 有关。H大,圆角半径也应增大。 锻件凸角处的最小半径 r = 余量+零件的倒角值; 按 铣 刀 标 准 值 选 取 :1.0 、 1.5 、 2.0 、 2.5 、 3.0 、 4.0 、
钢的锻造加热温度范围
碳钢始锻温度在始熔温度下 150 ℃ ~250℃,终锻温度在Ar1上, 高于再结晶温度50~100 ℃

加热规范
加热规范就是要确定加热过程不同阶段的炉 温、升温速度和加热与均热时间。
第二节

模锻件图的设计

作用:工艺规程制订、锻模设计与加工、模锻生 产过程及锻件检验,都离不开锻件图。 锻件图分为冷锻件图和热锻件图,冷锻件图用于 最终锻件检验和热锻件图设计;热锻件图用于锻 模设计与加工制造。 冷锻件图常称为锻件图。

锻前加热
*1加热目的 提高金属塑性,降低变形抗力,使金属易 于流动成形,是锻造生产过程中的一个极 其重要的环节。 *2加热方法 火焰加热,电加热 *3加热中的缺陷 氧化 脱碳 过热 过烧 裂纹

金属材料锻造温度范围的确定
锻造温度范围:始锻温度~终锻温度 原则: *保证金属在锻造温度范围内具有较高的 塑性和较小的变形抗力, *使锻件获得所希望的组织与性能, *锻造温度范围应尽可能取得宽一些。
连皮!
飞边
平底连皮
斜底连皮 带仓连皮
拱底连皮
1、平底连皮
适于d<2.5 h 或 25mm<d<60 mm 的孔。 连皮厚度 s 按图确定或 计算,
s 0.45
d 0.25h 5 0.6 h
R1 R 0.1h 2mm
2、斜底连皮
斜底连皮 适用于 :
d>2.5 h 或 d>60 mm
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