金属塑性成形工艺设计.ppt

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1、3.3金属塑性成形工艺设计3.3.1自由锻工艺设计主要内容：①绘制锻件图；②确定变形工序；③计算坯料的重量和尺寸；④确定加热温度及冷却方式；⑤选定锻造设备等。1.绘制锻件图锻件图＝零件图+余块+加工余量+锻造公差绘制方法：一般用粗实线画出锻件最终轮廓,用双点划线画出零件的主要轮廓形状。在尺寸线上方或左面标注锻件的尺寸与公差；在尺寸线下方或右面用圆括号标出零件尺寸。例：如图所示的轴，批量为10件/月，材料为45号钢。安徽工程科技学院机械系AUTS2.确定变形工序锻造变形工序应依据锻件的形状、尺寸、技术要求、生产批量和生产条件等综合考虑。一般来说，盘类锻件以

2、镦粗为主，轴杆类锻件以拔长为主，空心件肯定要冲孔(大孔还需要进一步扩孔)，弯杆少不了弯曲。各类自由锻件的基本变形工序方案见表3-8。3.计算毛坯重量m0=（md+mc+mq）（1+δ）式中m0——毛坯重量（kg）md——锻件重量（kg）mc——冲孔芯料重量（kg）mq——切除料头重量（kg）δ——烧损率，燃料加热一般取2％~3％，电加热取0.5%~1%。4.计算毛坯尺寸当锻造的第一工序为镦粗时：则坯料直径：D0≥0.8当锻造的第一工序为拔长时：D0≥DmaxD0—毛坯直径（mm）；V0—坯料的体积（mm3）；Dmax—拔长后锻件的最大直径（mm）；Y—锻

3、造比。根据算出的坯料重量可算出坯料的体积，坯料的尺寸则取决于第一工序的性质。若是镦粗，则坯料的高径比不应超过2.5（以免镦弯），但要大于1.25（使下料方便）；若是拔长，则按锻件的最大截面（最小变形）处满足锻造比要求来选择坯料尺寸。最后所确定的坯料直径或边长应为标准值(市场可买到），再按体积计算坯料的长度，即：L0＝V0/F0＝4V0/D02采用钢锭为坯料的大型锻件，则根据算出的坯料重量选取标准钢锭。5.确定锻造温度范围及加热冷却规范（1）锻造温度范围：对于45号钢始锻温度：1200℃，终锻温度：800℃（2）加热：箱式加热炉（煤、油或电能）可将冷的坯

4、料直接送入高温的加热炉中，提高生产率。（3）冷却：空冷：WC≤0.5%的碳钢及WC≤0.3%的低合金钢中、小锻件一般采用空冷。6.选择锻造设备（1）选择依据：锻件重量、类型和尺寸。设备吨位大小要适当，既不能造成能量的过分浪费，又要保证锻件能充分锻透。（2）确定方法：理论计算法和查表法。目前生产中比较实用的是查表法，可根据锻件大小和形状查表选择锻锤的吨位。工艺设计还包括选用工夹具、确定加热设备、制定加热及冷却规范、热处理工艺等内容，最终需将设计结果填写在工艺卡片上。7.零件结构的自由锻工艺性①应避免锥形、楔形，尽量采用圆柱面或平行平面,以利于锻造。②各表面

5、交接处应避免弧线或曲线，尽量采用直线或圆，以利于锻制。③应避免肋板或凸台，以利于减少余块和简化锻造工艺。④大件和形状复杂的锻件，可采用锻-焊、锻-螺纹联接等组合结构，以利于锻造和机械加工。8.自由锻工艺设计示例例：试绘出图示齿轮轴的自由锻件图，并选择锻造工序和计算坯料尺寸。安徽工程科技学院机械系AUTS解：①绘锻件图：根据锻件总长度340，最大直径100查表知，a=10±4绘出锻件图如下。50±8150±8360±8(30)(130)(340)110±470±450±4(40)(60)(100)②变形工序：头部镦粗→杆部分段拔长③计算坯料：头部镦粗

6、段V1＝3.14×0.552×0.5＝0.475dm3D01＝（0.8～1）＝（63～79）mm杆部拔长段D02＝Dmax＝(1.14～1.22)×70＝（80～86）mm最终取D0＝80mmV锻＝3.14×(0.552×0.5+0.352×1+0.252×2.1)＝1.27dm3m锻＝V锻×ρ，m烧损＝m锻＝3％m锻，m料损忽略不计m坯＝1.03m锻＝1.03×V锻×ρL0＝mm即坯料尺寸为φ80×260。3.3.2锤模锻工艺设计主要内容：1、绘制模锻件图；2、计算坯料的重量和尺寸；3、确定模锻工步；4、选择锻压设备；5、设计锻模模膛；6、确定锻造温

7、度范围、加热和冷却规范。AUTS1.绘制模锻件图模锻件图＝零件图+分模面+加工余量+模锻斜度+冲孔连皮+余块+圆角+公差★分模面（上、下模的分界面）选择原则：A.应选在锻件最大截面处，以利锻件脱模;B.尽量选用平面，以简化模具结构、方便制造;C.应选在上、下模膛轮廓相同的位置上，以便于及时发现错模；D.选在模膛深度最浅且上、下模深度基本一致的位置，以便于金属充满模膛。例1:★余块（为简化形状而增加的料块）:窄槽、齿形、小孔（孔径小于25mm）、深孔（深度大于3倍直径）、横向孔以及其它妨碍出模的凹部均不锻出。★冲孔连皮（为避免上、下冲头对撞损坏模具而在模锻

8、通孔时留下的金属层）:连皮厚度一般为4～8mm，锻后再由冲孔切边模切除。★加工余