塑性加工教案

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1、塑性加工教案一、教学目的及要求1．了解自由锻生产工艺过程、特点和应用。2．了解自由锻设备的结构和工作原理。3．掌握简单自由锻的操作技能，并能对自由锻锻件初步进行工艺分析。二、教学进程（总时间1.5天）单元内容进行方式具体内容和要求时间备注1自由锻示范讲解学生操作1．塑性加工工艺特点及应用；2．塑性加工训练内容及要求；3．塑性加工训练操作注意事项；2.5小时1．加热目的及缺陷预防；2．自由锻基本工序；3．自由锻设备；4．空气锤上基本技能操作。2胎模锻示范讲解1．胎模锻工艺及特点；2．胎模种类。3冲压示范讲解学生操作1．模具拆装；2．冲床操作。2.5小时4数控冲床示范讲解学生操作1.数控

2、冲床工作原理及数控编程；2.学生编程；3.学生在数控冲床上操作。5.5小时三、教具空气锤结构示意图、空气锤模型、冲压模具11塑性加工讲授内容自由锻自由锻是利用冲击力或压力使金属在上、下砧之间产生塑性变形，从而得到所需锻件的锻造方法。一、金属加热加热的目的是提高坯料的塑性和降低其变形抗力。1．锻造温度始锻温度：材料在锻造时所允许的最高加热温度，称为该材料的始终温度，一般定在该材料熔点下150~200℃。终锻温度：材料停止锻造的温度，称为该材料的终锻温度。始锻温度与终锻温度之间的温度差称为锻造温度范围。表1碳钢的锻造温度范围材料始锻温度（℃）终锻温度（℃）低碳钢1200~1250800中

3、碳钢1150~1200800加热时金属的温度可用热电偶高温计测量，它由热电偶，补偿导线，冷、热接点，显示仪表等组成。热电偶高温计是应用热电效应原理制成的温度计，当两种不同导体两端接合成通路时，由于两接点温度不同，而在所构成的回路内产生电动势，把电动势转换成温度，用显示仪表把温度显示出来。锻造时锻工一般用观察火色的方法来大致判断温度。钢在加热到530℃以上时会发出不同颜色的光线，其颜色与加热温度有关，从颜色上可看出钢料加热温度的高低。温度越高，亮度越强，颜色越浅。2．加热产生的缺陷及预防措施1）氧化和脱碳钢是铁碳合金，加热时钢表面和高温的氧气，二氧化碳及水蒸气接触，发生氧化，使坯料表面

4、产生氧化皮和降低表面含碳量而形成脱碳层。如氧化现象比较严重，就会产生较厚的氧化皮和脱碳层，甚至造成锻件报废。减少氧化和脱碳的措施是快速加热，采用少、无氧等加热方法。2）过热及过烧11钢加热时如果在始锻温度下保温过久，内部的晶粒会变得粗大，这种现象称为过热。在随后的锻造过程中粗大晶粒被打碎，可得到细化晶粒锻件，也可在锻后进行热处理，将晶粒细化。钢加热到接近熔点时，晶间低熔点物质开始熔化，同时由于炉气中的氧化性气体渗入晶界，使晶间物质氧化，破坏了晶粒间的联系，此种现象称为过烧。存在过烧现象的坯料一经锻打即破碎而成为废品，不能挽救。3）开裂尺寸较大的钢料及复杂锻体在加热过程中，如果加热速度

5、过快，则可能造成各个部分之间温度差较大，因膨胀不一致而产生裂纹。低、中碳钢塑性好，一般不易产生裂纹。高碳钢及某些高合金钢产生裂纹的倾向较大，加热时要严格遵守加热规范。3．加热炉加热炉是用来加热金属的设备。常用的加热炉有反射炉、重油炉、煤气炉、电阻炉等。训练用的是37KW电阻炉。电阻炉由炉体、加热室、电热体（硅碳棒）、热电偶、控温仪表、控制柜、变压器炉门升降机构等组成。电阻炉是利用电流通过炉内的电热体所产生的高温，以辐射对流传热的方式来加热金属坯料。电阻炉操作过程的注意事项：1）操作时必须穿好防护服，带好手套，配带防护眼镜；2）操作时注意防止工具和毛坯把耐火砖、炉板和电热体碰坏，同时要

6、防止短路造成伤人事故；3）要经常清理炉内氧化皮，避免落在电热体上造成短路，把电热体烧坏；4）炉内耐火砖应避免急冷急热。如果高温时打开炉门以求快速降温，将会降低电炉的使用寿命。二、自由锻设备自由锻所用设备根据它对坯料作用力的性质，分为锻锤和液压机两大类。生产中使用的自由锻锤主要是空气锤和蒸汽—空气锤。空气锤由锤身、压缩缸、工作缸、砧座、传动部分、操纵部分、落下部分等组成。空气锤的吨位以落下部分总质量来表示。空气锤工作原理：电机通过传动部分带动压缩缸内的压缩活塞作往复运动产生一定压强的压缩空气，通过踏杆或手柄，操纵上下旋阀，使锤头实现上悬、下压、连续打击、单次打击、空转五种动作。11表2

7、训练用1500牛空气锤主要参数型号吨位打击力打击次数锤头行程C41-1501500牛15万牛180次/min350mm三、自由锻基本工序及其操作自由锻的基本工序有镦粗、拔长、冲孔、扩孔、弯曲、扭转、错移、切割等。其中前三种应用最多。1．镦粗镦粗是使毛坯高度减小，横截面增大的工序。镦粗操作的一般规则及方法：1）坯料的原始高度H与直径D之比应小于2.5~3，否则会镦弯或产生双鼓形；2）局部镦粗（使用漏盘）；3）坯料的端面应平整并且和轴线垂直，各部分加热温度要均