金属塑性成形工艺设计

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1、材料成形工艺基础主讲张小立2金属塑性成形工艺2.4金属塑性成形工艺设计2.5金属塑性成形件结构设计自由锻工艺规则的制定模锻工艺规程的制定冲压工艺规程的制定2.4金属塑性成形工艺设计第一章自由锻工艺规程(TechnologicalFlow)P941、根据零件图绘制锻件图；2、确定坯料的质量和尺寸；3、选择锻造工序，决定变形工艺过程；4、选择锻造设备，确定设备能力；5、确定锻造温度范围、冷却方式和热处理规范；6、规定锻件的技术要求和检验要求；7、编制劳动组织和确定锻造工时定额。自由锻造工艺规程是指导锻造生产的依据,也是生产管理和质量检验的依据。1．绘制锻件

2、图：在零件图上表示出2．确定变形工步(StepsofForming)圆盘类镦粗和冲孔;轴类拔长、切肩和锻台阶(1）锻件必需基本、辅助和精整工序；(2）确定所需工具；(3）各工步顺序和所达尺寸要求。(1)敷料（余块）；(2)尺寸公差；(3)机加工余量。自由锻件图：机加工余量、余块及公差表示方法自由锻变形方式3．坯料重量和尺寸计算(1）重量：G坯=G锻+G锻损=G锻+G锻烧+G锻芯+G锻切(2）尺寸：镦粗件坯料1.25D（A）≤H≤2.5D（A）；H<0.75H形拔长锻造比：y钢锭≥2.5-3.0；y钢型材≥1.3-1.54．选定设备据锻件大小和材料定。锻

3、件大,锻锤也大,大型锻件只能采用水压机锻压。5.确定锻造温度范围：始锻温度固相线-100~200℃，终锻温度：再结晶温度+50~100℃6.锻造工艺卡片：零件图、材质、锻造工序说明、热处理参数A齿轮坯锻件图齿轮坯自由锻工艺过程轴类零件，制定自由锻工艺规程。该零件使用材料为45钢，采用自由锻制坯B长轴类坯锻件图1绘制锻件图，根据零件图并考虑余量和公差绘出锻件图ⅠⅡⅢⅣⅤ2制定变形工艺最大轴径D2=296mm，轴向长度L=1425mm第二章模锻工艺规程P971、设计模锻件图2、计算坯料尺寸3、确定变形工步4、设计锻模5、选择模锻设备6、确定加热规范7、模锻

4、后续工序2.1制定模锻件图1选择分模面原则(1）锻件易取出：最大水平投影截面；(3）坯料易充满：最浅处，上下模膛等高(2）分模面上下轮廓一致：以防错模；(4）敷料最小：节约金属；(5）最好为平面：便于制模。确定模锻件分模位置的面叫作分模面DiePartingArea2确定加工余量、尺寸公差和余块（1）加工余量：0.4-5mm（2）公差：0.3-3mm（3）敷料：30-80mm孔，冲孔连皮：0.3-3mm3确定模锻斜度αDraftAngle,圆角半径rFilletRadius(1)α~5-15°，内壁较大，大模膛取大值。(2）外圆角：使金属易于充满模膛r

5、外=加工余量+零件圆角半径；(3）内圆角：使金属易于充满模膛r内=（2-3）r外且大模膛取大值。4冲孔连皮冲孔连皮punchingRecess：通孔难以锻出孔径d=30～80mm时，厚度S=4～8mm。当孔径d<25mm或冲孔深度h>3d时,只在冲孔处压出凹穴。平底连皮最常用的一种(图1a)。用于O．4d

6、确定坯料尺寸V坯=(V锻+V飞+V连)(1+K)1)盘类锻件Brachyaxis：一般镦粗制坯和终锻成形。D计＝1.08(V坯/m)1/3m—坯料的高径比2)轴类锻件MacroAxis：一般拔长、滚挤制坯。D坯＝1.13(K•Fmax)1/3k—模膛系数：不制坯或有拔长工步时,k=1；有滚挤工步时，k=0.7~0.85。2.3确定变形工步2.4锻模的模膛设计2）特点：(1）预锻模膛—圆角和斜度比终锻模膛大；(2）终锻模膛—四周有飞边槽；(3）制坯模膛—使形状复杂锻件逐步成型，变形均匀，且易充满模膛。1）模膛分类：（1）模锻模膛：预锻和终锻模膛；（2）制

7、坯模膛：弯曲、延伸、滚压和切断。2.5锻造设备的选择结合模锻件的大小、质量、形状复杂程度、所选择的基本工序和工厂的实际条件。2.6锻造温度范围的确定碳钢锻造温度范围始锻温度：在不出现过热与过烧前提下尽量提高。终锻温度：太高在停锻后晶粒会长大；太低变形抗力太大。2.7锻后工序模锻工艺过程：下料Cropping加热Heating制坯Preforming模锻DieForging精整Sizing热处理Heattreating成品检测Inspection校正Sizing热处理HeatTreatment清理Cleaning精压Coining：提高锻件精度和降低表面

8、粗糙度平面精压：用来获得模锻件某些平行平面的精确尺寸。体积精压：用以提高模锻件所有尺寸的精度和