工学塑性成型ppt课件.ppt

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1、三、模锻工艺过程分析模锻是把热态金属坯料放在具有一定形状和尺寸的锻模模膛内承受冲击力或静压力产生变形而获得锻件的加工方法。1.(与自由锻相比)模锻的特点优点1）生产率要高几倍乃至几十倍2）锻件形状复杂程度高3）加工余量少，尺寸精确高4）锻件纤维分布合理5）锻件力学性能较高缺点1）模锻锻模加工成本高因而只适用于大批量生产2）模锻时工件是整体变形，受设备能力限制一般仅用于锻造450kg以下的中小型锻件。2.锻模结构锻模一般由上模和下模组成，下模固定在砧座（或工作台）上，上模固定在锤头（或压力机的滑块）上，并同锤头一起作上、下运动。坯料置于下模膛，当上、下模膛

2、合拢时，坯料受锤击（或压力）变形并充满模膛，最后获得与模膛形状一致的模锻件。锻件从模膛中取出时，多数带有飞边，还需用切边模切除飞边。切边时可能引起锻件变形，还需要进行校正。锻模模膛分两大类模锻模膛制坯模膛2.1模锻模膛模锻模膛包括终锻模膛和预锻模膛。终锻模膛是锻件最终成形的模膛。模膛尺寸应为模锻件图的相应尺寸加上收缩量（钢制锻件的收缩量约为1.5％）。模膛分模面周围有飞边槽，起阻流、缓冲和调节金属量以保证终锻成形、尺寸精度等作用。预锻模膛是当锻件形状较复杂时，需经过预锻，以保证终锻成形饱满，延长模膛使用寿命。预锻模膛的形状、尺寸与终锻模膛相近，但具有较大

3、的斜度和圆角，没有飞边槽。2.2制坯模膛为使坯料具有与锻件相适应的截面变化和形状，复杂形状的锻件多需预先制坯。镦粗平台:一般置于锻模一角，对于圆盘类锻件，用来将坯料镦粗，然后再放入模锻模膛完成终锻。拔长模膛:用来减少坯料某部分横截面积并增加其长度。操作时须送进并翻转。滚压模膛:用来减小坯料某部分横截面积以增大另一部分横截面积。坯料可直接或先经拔长而送入滚压模膛，操作时须不断翻转。弯曲模膛:用来使坯料某部分弯曲变形。切断模膛:它是在上模与下模的角上组成一对切口，用来切下已锻好的锻件。图2-1-73连杆锻模（下模膛）与模锻工序形状简单的锻件，在锻模上只需一个

4、终锻模膛；形状复杂的锻件。根据需要可在锻模安排多个模膛。图2-1-73是弯曲连杆锻件的锻模（下模）及模锻工序图。锻模上有５个模膛。坯料经拔长、滚压、弯曲３个制坯工序，使截面变化，并使轮廓与锻件相适应，再经过预锻、终锻制成带有飞边的锻件。最后在切边模上切飞边。四.模锻工艺1.模锻件图的制定模锻件图（图2-1-74）是制定模锻工艺的基础，也是设计和制造锻模的依据，它是根据零件图制定的。（1）分模面分模面是上、下模的分界面，选择分模面时应符合下述原则：保证锻件能顺利从模膛中取出，它应使模膛浅而宽，以有利于金属充满模膛和便于模膛加工；易于发现上、下模的相对位移；

5、应尽量选择平直分模面，避免产生水平分力；简化锻模制造，便于切除飞边等。（2）锻件的公差、加工余量及余料由于锻件尺寸比较精确，表面粗糙度不高，故其公差和加工余量都较自由锻件小。公差一般为±0.3～3mm，加工余量一般为１～４mm。阻碍锻件从模膛中取出的凹槽、凹台等应加上余料，不予锻出。制定时应考虑以下几点:（4）模锻斜度为使锻件易于从模膛中取出，沿锤击方向的表面应有模锻斜度，外壁约为5～15。当模膛深度大而宽度小时，取较大值。考虑到锻件在冷却时容易与内壁夹紧。所以内壁斜度要比外壁斜度大２～-３。（3）冲孔连皮直径小于30ｍｍ的孔，一般不锻出；直径大

6、于30mm的孔，不能直接冲成通孔，而必须在孔内保留一层冲孔连皮，其厚度一般为4～8mm图2-1-75模锻斜度（5）圆角半径锻件上所有两平面交角处均应做成圆角，以易于金属充满模膛和提高锻模寿命。通常锻件的外圆角半径取1.5～12ｍｍ，内圆角半径较外圆角半径大２～３倍。为获得图2-1-76ａ所示的锻件，将坯料放在孔板间进行镦挤（图2-1-76b），使金属挤入孔内。坯料内各处的金属由于受力情况不同分别向两个方向流动，即沿径向流入两垫环的空隙处和沿轴向流入垫环的孔内。在坯料内每一瞬间都有一个流动的分界面多，分界面的位置取决于沿两个方向流动的阻力大小。因此，为使较

7、多的金属流入孔内，必须增加沿径向外流的阻力，于是人们在实践中改进了工具，将孔板改为模具（图2-1-76ｃ）。这样，除了垂直方向的模壁引起阻力外，由于飞边部分减薄，径向阻力增大，保证了金属流入孔内充满模膛。最后，多余的金属由飞边处流出，即是开式模锻。2.模锻方式从模锻的成形方式上，可分为开式模锻和闭式模锻。2.1开式模锻图2-1-76孔板间镦粗和开式模锻2.1.1开式模锻各阶段的变形分析开式模锻时，金属变形流动过程见图2-1-76，由图中可看出模锻变形过程可以分为三个阶段：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

8、段；金属充满模膛后，多余金属由桥口流出，此为第Ⅲ阶段。下面分析各阶段的应力应变和