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1、制制作作：周周宗宗明明第九章第九章第九章第九章 锻锻锻锻 压压压压 第三节第三节 模锻和胎模锻模锻和胎模锻 第四节第四节 板板 料料 冲冲 压压第九章 锻 压制制作作：周周宗宗明明第第三三节节 模模锻锻和和胎胎模模锻锻 第三节第三节 模锻和胎模锻模锻和胎模锻 模锻是使金属坯料在锻模膛内，承受冲击力或压力作用模锻是使金属坯料在锻模膛内，承受冲击力或压力作用而被迫塑性变形。获得锻件的成形方法。而被迫塑性变形。获得锻件的成形方法。模锻的主要特点是：模锻的主要特点是：优点：优点：1 1）生产效率高）生产效率高.金属变形是在模膛内进行金属变形是在模膛内进行,锻件成形快。锻件成形快。2 2）节约金属）节约
2、金属,锻件尺寸相对精确锻件尺寸相对精确,加工余量小加工余量小,降低成本。降低成本。3 3）可以锻出形状比较复杂的锻件。）可以锻出形状比较复杂的锻件。4 4）操作简单，易于实现机械化和自动化生产。）操作简单，易于实现机械化和自动化生产。缺点：缺点：1 1）坯料是在模膛内整体变形，变形抗力大。）坯料是在模膛内整体变形，变形抗力大。2 2）设备投资大，锻模制造成本高。）设备投资大，锻模制造成本高。3 3）工艺灵活性不如自由锻。）工艺灵活性不如自由锻。因此，模锻适用于中、小型锻件的大批量生产。因此，模锻适用于中、小型锻件的大批量生产。制制作作：周周宗宗明明第第三三节节 模模锻锻和和胎胎模模锻锻 一、锤
3、上模锻一、锤上模锻 锤上模锻所用设备有：蒸汽锤上模锻所用设备有：蒸汽空气模锻锤、无砧座锤、空气模锻锤、无砧座锤、高速锤等。其中蒸汽高速锤等。其中蒸汽空气模锻锤应用最广泛。其工作原理空气模锻锤应用最广泛。其工作原理与蒸汽与蒸汽空气自由锻锤基本相同。于由模锻锤工作时受力大，空气自由锻锤基本相同。于由模锻锤工作时受力大，要求设备刚性好，导向精度高。要求设备刚性好，导向精度高。因此，模锻锤的机架与砧座相连接，形成封闭结构。锤因此，模锻锤的机架与砧座相连接，形成封闭结构。锤头与导轨之间的间隙较小，保证合模准确性。模锻锤吨位为头与导轨之间的间隙较小，保证合模准确性。模锻锤吨位为1 11616吨，锻件质量为
4、吨，锻件质量为0.50.5150 150 kgkg1 1、锻模、锻模锤上模锻用的锻模如锤上模锻用的锻模如图图9898 1 1）制坯模膛）制坯模膛 主要作用是使坯料形状基本接近模锻件主要作用是使坯料形状基本接近模锻件形状，合理分布金属材料，更易于充满模膛。一般有以下几形状，合理分布金属材料，更易于充满模膛。一般有以下几种类型：种类型：锻模模膛可分为制坯模膛和模锻模膛两大类：锻模模膛可分为制坯模膛和模锻模膛两大类：模膛模膛 用于减少坯料某部分横截面积，增加该部分用于减少坯料某部分横截面积，增加该部分长度的模膛。长度的模膛。制制作作：周周宗宗明明第第三三节节 模模锻锻和和胎胎模模锻锻 2 2）模锻模
5、膛）模锻模膛 又分预锻模膛和终锻模膛两种又分预锻模膛和终锻模膛两种 预锻模膛预锻模膛 作用是使坯变形到接近于锻件的形状和作用是使坯变形到接近于锻件的形状和尺寸。使金属更易充满模膛。减少模膛的磨损，延长模膛的尺寸。使金属更易充满模膛。减少模膛的磨损，延长模膛的使用寿命。使用寿命。终锻模膛终锻模膛 其形状和锻件相同。考虑到锻件冷却时其形状和锻件相同。考虑到锻件冷却时的收缩，终锻模膛的尺寸应比锻件尺寸放大一个收缩量，使的收缩，终锻模膛的尺寸应比锻件尺寸放大一个收缩量，使坯料最后变形到锻件所要求的形状和尺寸。坯料最后变形到锻件所要求的形状和尺寸。飞边槽的作用是增加金属从模膛中流出的阻力，促使金飞边槽的
6、作用是增加金属从模膛中流出的阻力，促使金属充满模膛，容纳多余的金属。属充满模膛，容纳多余的金属。根据模锻件的复杂程度不同，锻模又可分为单膛模锻和根据模锻件的复杂程度不同，锻模又可分为单膛模锻和多膛模锻。多膛模锻。单膛锻模是在一副锻模上只具有一个终锻模膛，多膛锻单膛锻模是在一副锻模上只具有一个终锻模膛，多膛锻模是在一副锻模上具有两个以上的模膛。模是在一副锻模上具有两个以上的模膛。图图9-99-9是弯曲连杆是弯曲连杆模锻件的多膛锻模。模锻件的多膛锻模。滚压模膛滚压模膛 用于减少坯料某部分的横截面积，增大用于减少坯料某部分的横截面积，增大另一部分横截面积，使金属按模锻件形状分布。另一部分横截面积，使
7、金属按模锻件形状分布。弯曲模膛弯曲模膛 用于弯曲杆类模锻件的坯料用于弯曲杆类模锻件的坯料。制制作作：周周宗宗明明第第三三节节 模模锻锻和和胎胎模模锻锻 2 2、锤上模锻工艺规程的制定、锤上模锻工艺规程的制定 工艺流程为：切断工艺流程为：切断加热加热模锻模锻切边切边校正校正热处理热处理中间检验中间检验清理（酸洗或喷丸）清理（酸洗或喷丸）精压精压检验等过程。最检验等过程。最后获得成品锻件。后获得成品锻件。模锻生产的工艺规程包括绘制模锻件图、坯料尺寸计算、模锻生产的工艺规程包括绘制模锻件图、坯料尺寸计算、确定模锻工步（选择模膛），选择模锻设备、安排修整及辅确定模锻工步（选择模膛），选择模锻设备、安排
8、修整及辅助工序等。助工序等。1 1）绘制模锻件图：绘制模锻件图：模锻件图是以零件图为依据模锻工艺模锻件图是以零件图为依据模锻工艺特点绘制的。它是设计和制造锻模，计算坯料和检验锻件的特点绘制的。它是设计和制造锻模，计算坯料和检验锻件的依据。绘制模锻件图时应考虑以下几个问题：依据。绘制模锻件图时应考虑以下几个问题：确定分模面。分模面如确定分模面。分模面如图图9-109-10所示是上下锻模在锻所示是上下锻模在锻件上的分界面。确定分模面要遵循下列原则：件上的分界面。确定分模面要遵循下列原则：制制作作：周周宗宗明明第第三三节节 模模锻锻和和胎胎模模锻锻 根据锻件大小、形状和精度等级选择余量、公差和根据锻
9、件大小、形状和精度等级选择余量、公差和敷料。敷料。一般余量为一般余量为1 1 4 4mmmm，公差为公差为 0.30.3 3 3mmmm。模锻斜度的大小与锻件高度和设备类型有关模锻斜度的大小与锻件高度和设备类型有关图图9-119-11a a。一般锻件外壁斜度取一般锻件外壁斜度取5 50 010100 0 一般凸圆角半径一般凸圆角半径r r等于单面加工余量加上零件圆角等于单面加工余量加上零件圆角半径的值，凹圆角半径半径的值，凹圆角半径R=R=（2 23 3）r r见见图图9-119-11b b。2 2）坯料计算：坯料计算：计算的步骤与自由锻件类同，要求计算的步骤与自由锻件类同，要求计算精确。计算
10、精确。.分模面分模面应选在锻件最大尺寸截面处应选在锻件最大尺寸截面处,保证模锻件能从保证模锻件能从模膛中取出。模膛中取出。.尽可能使模膛尽可能使模膛深度深度最浅便于制造锻模。最浅便于制造锻模。.为为便于发现错模便于发现错模，上、下模膛分界处的轮廓应一致。，上、下模膛分界处的轮廓应一致。.分模面最好为分模面最好为平面平面，应使锻件上所加敷料最少。尽，应使锻件上所加敷料最少。尽可能使上下模膛深度相等，便于起模和金属充满模膛。可能使上下模膛深度相等，便于起模和金属充满模膛。制制作作：周周宗宗明明3 3）模锻工步：模锻工步：主要依据锻件的形状和尺寸来确定。主要依据锻件的形状和尺寸来确定。长轴类模锻件，
11、如台阶轴、连杆等，一般要经过拔长长轴类模锻件，如台阶轴、连杆等，一般要经过拔长滚压滚压弯曲弯曲预锻预锻终锻等工步；终锻等工步；盘套类模锻件，如齿轮、法兰盘等，常用镦粗盘套类模锻件，如齿轮、法兰盘等，常用镦粗预锻预锻终锻等工步。终锻等工步。4 4）模锻设备模锻设备的吨位的吨位选择：选择：（参照下表）（参照下表）16 16 7 7 10 10 5.0 5.0 3.0 3.0 2.0 2.0 1,5 1,5 1.01.00.50.50.750.75模锻锤吨位（模锻锤吨位（t t）100 100 100 100 40 40 25 25 12 12 5 5 1.5 1.5 0.5 0.5 模锻件重量模锻
12、件重量（kgkg）模锻锤吨位（锻造能力）表模锻锤吨位（锻造能力）表 5 5）锻件的修整：锻件的修整：主要包括切边、冲连皮、校正、清理、主要包括切边、冲连皮、校正、清理、精压以及锻后热处理等。精压以及锻后热处理等。第第三三节节 模模锻锻和和胎胎模模锻锻 制制作作：周周宗宗明明第第三三节节 模模锻锻和和胎胎模模锻锻 二、胎模锻二、胎模锻 在自由锻设备上，使用可移动胎模具生产锻件在自由锻设备上，使用可移动胎模具生产锻件的锻造方法称为胎模锻。胎模不固定在自由锻砧块的锻造方法称为胎模锻。胎模不固定在自由锻砧块上，需用时才放上去。锻造时，将加热后的坯料放上，需用时才放上去。锻造时，将加热后的坯料放入胎模中
13、锻制成形。入胎模中锻制成形。1 1、胎模锻的特点、胎模锻的特点 胎模锻是介于自由锻与模锻之间的一种锻造方胎模锻是介于自由锻与模锻之间的一种锻造方法，具有以下特点：法，具有以下特点：1 1）扩大了自由锻设备的应用范围，降低了成本。）扩大了自由锻设备的应用范围，降低了成本。2 2）锻件表面质量好，形状、尺寸精度比自由锻）锻件表面质量好，形状、尺寸精度比自由锻件高。件高。3 3）金属在胎模内成形，锻件余块少，加工余量）金属在胎模内成形，锻件余块少，加工余量小，节省了金属和加工时间。小，节省了金属和加工时间。制制作作：周周宗宗明明第第三三节节 模模锻锻和和胎胎模模锻锻 4 4）胎模锻工艺操作灵活，可以
14、局部成形。）胎模锻工艺操作灵活，可以局部成形。5 5）胎模锻结构简单，容易制造，且造价低。）胎模锻结构简单，容易制造，且造价低。6 6）工人劳动强度大，生产效率较模锻低。）工人劳动强度大，生产效率较模锻低。2 2、胎模锻的形式、胎模锻的形式 胎模种类很多，主要有扣模、套筒模及合模三种。其结胎模种类很多，主要有扣模、套筒模及合模三种。其结构如构如图图9-129-12作业：作业：P142 9-4P142 9-4 1 1）扣模）扣模 用来对坯料进行全部或局部扣形，主要生产用来对坯料进行全部或局部扣形，主要生产杆状非回转体锻件。杆状非回转体锻件。2 2）套筒模）套筒模 成套筒主要用于锻造齿轮、法兰盘类
15、零件。成套筒主要用于锻造齿轮、法兰盘类零件。3 3）合模）合模 由上模和下模组成，为防止锻件错位常采用由上模和下模组成，为防止锻件错位常采用导柱等定位。主要用于生产形状较复杂的连杆、叉形件等导柱等定位。主要用于生产形状较复杂的连杆、叉形件等非回转体锻件。非回转体锻件。制制作作：周周宗宗明明第第四四节节 板板 料料 冲冲 压压 第四节第四节 板板 料料 冲冲 压压 冲压特点是：利用板料在凸、凹模之间生产分冲压特点是：利用板料在凸、凹模之间生产分离或变形。冲压操作简单，易于实现机械化、自动离或变形。冲压操作简单，易于实现机械化、自动化生产，生产效率高。冲压件的尺寸精度高，互换化生产，生产效率高。冲
16、压件的尺寸精度高，互换性强、可获得形状复杂的零件，性强、可获得形状复杂的零件，一般不需要再经一般不需要再经过切削加工，而且制件重量轻、强度高、刚性好。过切削加工，而且制件重量轻、强度高、刚性好。一、冲压设备一、冲压设备板料冲压设备主要有剪床和冲床。板料冲压设备主要有剪床和冲床。剪床用于把板料切成需要的宽度的条料，以供剪床用于把板料切成需要的宽度的条料，以供冲压工序使用。冲压工序使用。冲床有多种类型，主要有单柱冲床、双柱冲床冲床有多种类型，主要有单柱冲床、双柱冲床等。冲床吨位是以凸模下行至最低点时产生的最大等。冲床吨位是以凸模下行至最低点时产生的最大压力表示的。吨位有：压力表示的。吨位有：4 4
17、400400T T（单柱冲床单柱冲床）和和16016040004000T T（双柱冲床）。双柱冲床）。如如图图9-139-13和和图图9-149-14制制作作：周周宗宗明明二、冲压模具二、冲压模具 冲模是冲压生产中必不可缺的工艺装备，按冲冲模是冲压生产中必不可缺的工艺装备，按冲压工序的组合程度不同可分为简单冲模、连续冲模压工序的组合程度不同可分为简单冲模、连续冲模和复合冲模三种。其结构形式是根据冲压件的生产和复合冲模三种。其结构形式是根据冲压件的生产批量、尺寸大小、精度要求、形状复杂程度和生产批量、尺寸大小、精度要求、形状复杂程度和生产条件等多方面的因素确定的。条件等多方面的因素确定的。1 1
18、、简单冲模、简单冲模 在冲床的一次行程中，只完成一个工序的冲模在冲床的一次行程中，只完成一个工序的冲模叫简单冲模。如图叫简单冲模。如图9-159-15和图和图9-15a9-15a所示。所示。第第四四节节 板板 料料 冲冲 压压 2 2、连续冲模、连续冲模 在冲床的一次冲程中，在模具不同位置上，同在冲床的一次冲程中，在模具不同位置上，同时完成数道冲压工序的模具时完成数道冲压工序的模具，叫连续冲模叫连续冲模。如图如图9-169-16所示所示制制作作：周周宗宗明明1 1、分离工序、分离工序第第四四节节 板板 料料 冲冲 压压 三、冲压的基本工序三、冲压的基本工序 冲压生产可进行的工序有较多，其基本的
19、工序冲压生产可进行的工序有较多，其基本的工序有，分离工序和变形工序两类。有，分离工序和变形工序两类。分离工序是使坯料的一部分与另一部分分离的分离工序是使坯料的一部分与另一部分分离的工序工序。如落料如落料、冲孔冲孔、切断切断、精冲等。其中落料和精冲等。其中落料和冲孔一般称为冲裁。凸、凹模间隙要合理冲孔一般称为冲裁。凸、凹模间隙要合理，一般取一般取单边间隙为板料厚度的单边间隙为板料厚度的（5 51010），对硬钢板可增对硬钢板可增大，此外还应考虑零件尺寸公差和冲模的制造大，此外还应考虑零件尺寸公差和冲模的制造公差。冲裁时板料变形过程如图公差。冲裁时板料变形过程如图917917和和917917A A
20、所所示。示。3 3、复合冲模、复合冲模 在冲床的一次冲程中，在模具同一部位上完成在冲床的一次冲程中，在模具同一部位上完成数道冲压工序的模具，叫复合冲模。此种模具适用数道冲压工序的模具，叫复合冲模。此种模具适用于产量大、精度高的冲压件生产。于产量大、精度高的冲压件生产。制制作作：周周宗宗明明2 2、变形工序、变形工序 变形工序是使坯料的一部分相对于另一部分产变形工序是使坯料的一部分相对于另一部分产生位移而不破裂的工序。生位移而不破裂的工序。如拉深如拉深 、弯曲、旋压、翻边、胀形等。、弯曲、旋压、翻边、胀形等。1 1）拉深）拉深 拉深是使坯料在模具间变形，成为拉深是使坯料在模具间变形，成为杯状件的
21、工序。拉深还以制成筒形、阶梯形、盒杯状件的工序。拉深还以制成筒形、阶梯形、盒形、球形和其他复杂形状的薄壁零件。形、球形和其他复杂形状的薄壁零件。拉深模与冲裁模不同，拉深凸、凹模都有拉深模与冲裁模不同，拉深凸、凹模都有一定的圆角而不是锋利的刃口，其单边间隙稍大于一定的圆角而不是锋利的刃口，其单边间隙稍大于板料厚度。如图板料厚度。如图918918所示。所示。拉深件最易产生起皱和拉裂缺陷。最危险拉深件最易产生起皱和拉裂缺陷。最危险的部位是侧壁与底部的过渡处，因此，应采取以的部位是侧壁与底部的过渡处，因此，应采取以下措施：下措施：第第四四节节 板板 料料 冲冲 压压 制制作作：周周宗宗明明第第四四节节
22、 板板 料料 冲冲 压压 .正确选择拉深系数。正确选择拉深系数。m=d/D0.5m=d/D0.50.80.8。塑塑性好的材料取下限值。性好的材料取下限值。.拉深系数不宜过小。当过小时，可采取多拉深系数不宜过小。当过小时，可采取多次拉深方法。次拉深方法。.凸、凹模圆角半径的确定，拉深钢制件时凸、凹模圆角半径的确定，拉深钢制件时r r凹凹=10=10（为板料厚度为板料厚度）,r r凸凸=（0.60.61 1）r r凹凹，圆角，圆角半径过小，产品容易拉裂。半径过小，产品容易拉裂。.凸、凹模间隙凸、凹模间隙Z=Z=（1.11.11.21.2）。若间隙过若间隙过小容易擦伤工件表面，降低模具寿命。小容易擦
23、伤工件表面，降低模具寿命。.注意模具的润滑，减小模具的磨损。注意模具的润滑，减小模具的磨损。.可采用设置压边圈的方法来解决起皱问题。可采用设置压边圈的方法来解决起皱问题。2 2）弯曲）弯曲 弯曲是将板材、型材、或管材弯成弯曲是将板材、型材、或管材弯成一定曲率和角度，获得一定形状的零件的冲压工序。一定曲率和角度，获得一定形状的零件的冲压工序。如图如图919919所示。所示。制制作作：周周宗宗明明第第四四节节 板板 料料 冲冲 压压 弯曲后零件容易产生的质量缺陷有弯裂、回弯曲后零件容易产生的质量缺陷有弯裂、回弹和偏移。因此，应采取以下防护措施：弹和偏移。因此，应采取以下防护措施：.在弯曲过程中，坯
24、料外表面的拉应力值最大。在弯曲过程中，坯料外表面的拉应力值最大。为防止弯裂，取为防止弯裂，取r rminmin=(0.25=(0.251)1)。.弯曲时弯曲时，尽可能使弯曲线与坯料纤维方向垂尽可能使弯曲线与坯料纤维方向垂直直。不仅能防止弯裂不仅能防止弯裂，也有利于提高零件的使用寿也有利于提高零件的使用寿命命。.为防止弯曲后的回弹现象，保证零件的尺寸为防止弯曲后的回弹现象，保证零件的尺寸精度，在设计模具时，其角度应比零件角度小一个精度，在设计模具时，其角度应比零件角度小一个回弹角，一般回弹角为回弹角，一般回弹角为0 00 010100 0 .偏移是坯料沿凹模圆角变形时，由于坯受到偏移是坯料沿凹模
25、圆角变形时，由于坯受到不同摩擦阻力影响产生向左或向右偏移现象。一般不同摩擦阻力影响产生向左或向右偏移现象。一般可利用零件上的工艺孔或压料装置加以消除。可利用零件上的工艺孔或压料装置加以消除。弯曲时，坯料内侧受压缩，弯曲时，坯料内侧受压缩，处于压应力状处于压应力状态，外侧受拉伸，处于拉应力状态。板料越厚，弯态，外侧受拉伸，处于拉应力状态。板料越厚，弯曲半径曲半径r r越小，越易弯裂。越小，越易弯裂。制制作作：周周宗宗明明 本次课内容完毕。本次课内容完毕。谢谢大家！谢谢大家！制作：周宗明制作：周宗明 老师老师 制制作作：周周宗宗明明 返 回第第四四节节 板板 料料 冲冲 压压 制制作作：周周宗宗明
26、明 返 回第第四四节节 板板 料料 冲冲 压压 Z制制作作：周周宗宗明明 返 回图图917A第第四四节节 板板 料料 冲冲 压压 制制作作：周周宗宗明明 返 回第第四四节节 板板 料料 冲冲 压压 制制作作：周周宗宗明明 返 回第第四四节节 板板 料料 冲冲 压压 制制作作：周周宗宗明明返 回图图9-15A第第四四节节 板板 料料 冲冲 压压 制制作作：周周宗宗明明 返 回第第四四节节 板板 料料 冲冲 压压 制制作作：周周宗宗明明返 回第第四四节节 板板 料料 冲冲 压压 制制作作：周周宗宗明明 返 回第第四四节节 板板 料料 冲冲 压压 制制作作：周周宗宗明明 返 回第第三三节节 模模锻锻和和胎胎模模锻锻 制制作作：周周宗宗明明 返 回第第三三节节 模模锻锻和和胎胎模模锻锻 制制作作：周周宗宗明明 返 回第第三三节节 模模锻锻和和胎胎模模锻锻 制制作作：周周宗宗明明第第三三节节 模模锻锻和和胎胎模模锻锻 返 回制制作作：周周宗宗明明返 回第第三三节节 模模锻锻和和胎胎模模锻锻 12345槽槽