《模锻成形工序分析》PPT课件

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1、第六章模锻成形工序分析模锻利用模具使毛坯变形而获锻件的锻造方法。按成形方法的不同，模锻工艺可分为开式模锻、闭式模锻、挤压和顶镦四类。模锻按使用的设备不同分为锤上模锻、热模锻压力机上模锻、曲柄压力机上模锻、平锻机上模锻及摩擦压力机上模锻等。模锻特点：(1)可以锻造形状较复杂的锻件，尺寸精度较高，表面粗糙度较低；(2)锻件的机械加工余量较小，材料利用率较高；(3)操作简单劳动强度较小；（4）生产率较高，锻件成本低；(5）设备投资大，模具成本高；（6）生产准备周期、尤其是锻模的制造周期都较长，只适合大批量生产；（7）工艺灵活性不如自

2、由锻。第一节概述模具形状对金属变形流动的影响：●控制锻件的最终形状和尺寸●控制金属的流动方向●控制塑性变形区●提高金属的塑性●控制坯料失稳提高成形极限控制锻件的最终形状和尺寸设计模具注意事项：1）热锻时应考虑锻件和模具的热收缩；2）精密成形时还应该考虑模具的弹性变形。控制金属的流动方向各质点向着阻力最小方向移动，因此依靠不同的工具，采取不同的加载方式在变形体内建立不同的应力场实现对金属流动物体内方向的控制控制塑性变形区主要靠利用不同工具在坯料内产生不同的应力状态，使部分金属满足屈服准则，另一部分金属不满足屈服准则，达到控制变形

3、区的目的提高金属的塑性金属的塑性与应力状态有很大关系，静水压力越大，材料的塑性越高，而各种应力状态是通过相应的工具在坯料中建立的。控制坯料失稳提高成形极限控制坯料失稳提高成形极限第一节开式模锻一、开式模锻变形过程●第Ⅰ阶段是由开始模压到金属与模具侧壁接触为止；●第Ⅰ阶段结束到金属充满模膛为止是第Ⅱ阶段；●金属充满模膛后，多余金属由桥口流出，此为第Ⅲ阶段。一、开式模锻变形过程●第Ⅰ阶段：由开始模压到金属与模具侧壁接触为止一、开式模锻变形过程●第Ⅱ阶段：第Ⅰ阶段结束到金属充满模膛为止一、开式模锻变形过程●第Ⅲ阶段：金属充满模膛后，

4、多余金属由桥口流出二、开式模锻各阶段的应力应变分析变形金属可分为A、B两区，A区为主要受力区，B区的受力主要是由A区的变形引起的；A区可分为内外两区，其间有一个流动分界面。●第Ⅰ阶段二、开式模锻各阶段的应力应变分析金属也有两个流动方向，金属一方面充填模腔，一方面由桥口处流出形成飞边，这时由于模壁阻力，特别是飞边桥口部分的阻力作用，迫使金属充满模膛。这一阶段金属处于三向压应力状态，变形抗力迅速增大●第Ⅱ阶段二、开式模锻各阶段的应力应变分析●第Ⅱ阶段二、开式模锻各阶段的应力应变分析主要是将多余金属排入飞边。此时流动界面已不存在，变

5、形仅发生在分模面附近的一个区域内，其它部位●第Ⅲ阶段：则处于弹性状态；多于金属由桥口流出时阻力很大，使变形抗力急剧增大二、开式模锻各阶段的应力应变分析●第Ⅱ阶段是锻件成形的关键阶段；●第Ⅲ阶段是模锻变形力最大的阶段。所以研究锻件的成形问题，主要研究第Ⅱ阶段；而计算变形力时，则应按第Ⅲ阶段三、开式模锻时影响金属成形的主要因素●模膛（模锻件）的具体尺寸和形状；●飞边槽桥口部分的尺寸和飞边槽的位置；●终锻前坯料的具体形状和尺寸；●坯料本身性质的不均匀情况，主要指由于温度不均匀引起的各部分金属流动极限的不均匀情况；●设备工作速度。1、

6、模膛（模锻件）尺寸和形状的影响●模壁与变形金属的摩擦系数变形金属与模壁的摩擦阻力小，有利于金属充满模腔●模壁斜度：模壁斜度是为了模锻后锻件易于取出，但模壁斜度对金属充填模腔不利1、模膛（模锻件）尺寸和形状的影响●孔口圆角半径：孔口圆角半径越小，在孔口处金属质点要拐一个很大的角度再流入孔内，需消耗较多的能量，不易充满模膛●模膛的宽度与深度：模膛愈窄时，金属向孔内流动时的阻力越大，孔内金属的降温也越严重，充满模膛越困难●模具温度：模具温度较低时，金属流入孔部后，温度很快降低，变形抗力增大，充填模膛困难2、飞边槽的影响飞边槽仓部阻止

7、金属外流，迫使金属充满模膛。另外，使飞边减薄，以便于切除。用以容纳多余的金属，以免金属流到分模面上，影响上下模打靠。桥口2、飞边槽的影响飞边槽桥口的摩擦阻力桥口阻止金属外流的作用主要是由于沿上下接触面摩擦阻力作用的结果。桥口阻力（摩擦力在桥口处引起的径向压应力）为：飞边槽桥口阻力的影响因素●桥口阻力大小与b和h飞有关，桥口越宽，高度越小，阻力越大●桥口阻力与飞边部分的变形金属的温度有关，温度越低，桥口部分阻力越大；模锻时，飞边同时与上下模接触时间越长，金属冷却的越快，桥口部分的阻力越大●同一锻件的不同部分充满得难易程度不同，在

8、锻件上较难充满的部分加大桥口阻力，从模具制造方便出发，生产中常常是加大此处的桥口宽度；对锻件上难充满的部分，还常常在桥口部分增加一个制动槽。桥口有制动槽的飞边槽飞边槽发展的过程1、一般的飞边槽2、小飞边模锻3、楔形飞边槽4、扩张形飞边槽5、无飞边模锻一般飞边槽模锻初期，由于h