第七章 塑性成形件的工艺设计.ppt

第七章 塑性成形件的工艺设计 自由锻件的工艺设计 模锻件的工艺设计 板料冲压件的工艺设计 锻件工艺设计实例 第一节 自由锻件的工艺设计 一、自由锻工艺规程的制定 自由锻工艺规程的内容包括：绘制锻件图，坯料质量和尺寸的计算，选择锻造工序，确定锻造设备和吨位，确定锻造温度范围、冷却和热处理规范，提出锻件技术要求和检查要求，填写工艺卡。 绘制锻件图 以零件图为基础结合自由锻工艺特点绘制而成的。 绘制锻件图应考虑以下几个因素： 敷料：为了简化锻件形状，便于锻造而增加的一部分金属。 锻件余量：在零件的加工表面上增加供切削加工用的金属。 锻件公差：锻件公差是锻件名义尺寸的允许偏差。 典型锻件图 2．坯料质量及尺寸计算 坯料质量 G坯料＝G锻件十G烧损十G料头 G坯料——坯料质量 G锻件——经件质置 G烧损——加热时坯料表面被烧损的质量 G料头——在锻造过程中冲掉或被切掉的那部分金属质量 当锻造大型锻件采用钢锭做坯料时，还要考虑切掉钢锭头部和钢锭尾部的质量。 确定坯料尺寸时，应考虑到锻造比等问题: 对于用碳素钢锭作坯料并采用拔长方法锻制的锻件，锻造比一般不小于2.5~3；如果采用轧材作为坯料，则锻造比可取1.3~1.5。 3．选择锻造工序 自由锻锻造工序，根据工序特点和锻件形状来确定。 对一般锻件的大致分类及所采用的工序，如教材表8—1所示。 自由锻工序的选择与锻造工艺过程中的火次数和变形程度有关。 工艺规程的内容中要规定：确定所用工夹具、加热设备、加热规范、加热火次、坯料成形所经工序、冷却规范、锻造设备和锻件的后续处理等。 典型自由锻件(半轴)的锻造工艺卡，如教材表8—2所示。 二、自由锻锻件结构工艺性 锻件上具有锥体和斜面的结构，从工艺角度衡量是不合理的。因为锻造这种结构，必须制造专用工具，锻件成形也比较困难，导致工艺过程复杂，操作不便，影响设备的使用效率，所以要尽量避免，应改进设计。 锻件由数个简单几何体构成时，几何体的交接处不应形成空间曲线，这种结构锻造成形极为困难，应改成平面与圆柱、平面与平面相接，以消除空间曲线结构，锻造成形容易。 自由锻锻件上不允许设计出加强肋、凸台、工字形截面和空间曲线形表面，这种结构难以用自由锻方法获得，如果采用特殊工具和特殊工艺措施来生产，必将降低生产率，增加产品成本。将锻件结构改成下图b所示结构，则工艺性好，经济效益大。 锻件的横截面积有急剧变化或形状较复杂时，应设计成由几个简单件构成的组合体。每个简单锻件锻制成形后，再用焊接或机械连接方法构成整体零件。 第二节 模锻件的工艺设计 一、模锻工艺规程的制定 制定模锻工艺规程主要包括：绘制锻件图，计算坯料的质量和尺寸，选择锻锤吨位，确定模锻变形工步并设计锻模，确定修正工序等。 绘制模锻件图 模锻件图是确定模锻工步、设计模膛、计算坯料和检验锻件的依据。确定模锻件图时应考虑如下几个问题： 选择分模面(上下锻模在模锻件上的分界面)的位置： 便于缎件从模膛中顺利取出； 有利于金属充满模膛； 便于检查上模与下模的相对错移； 减少敷料； 简化模具制造。 齿轮坯锻件分模面的选择 机械加工余量、公差和敷料 模锻件的机械加工余量、公差比自由锻件小很多。 机械加工余量一般为1~4mm，公差一般取?0.3~3mm。 应尽量不加或少加敷料。对于复杂锻件，如某些凹档、台阶阻碍锻件从模膛中取出，就应加上敷料。 孔径d大于25mm的锻件孔应锻出，但需留冲孔连皮。孔径为30~80mm时，冲孔连皮厚度为4~8mm。 模锻斜度 为便于锻件出模，垂直于分模面的表面必须有斜度。 模膛深度与相应宽度的比值(h/b)越大，则斜度越大。 圆角半径 在零件上所有两平面的交角处均需做成圆角。 钢的模锻件外圆角半径r取1.5~12mm，内圆角半径R比外圆角半径r大2~3倍。 模膛深度越深，圆角半径越大，取高限值。 2．确定模锻工步 模锻工步主要根据锻件的形状和尺寸来确定。 模锻件按形状可分为两大类：一类是长轴类零件；另一类为盘类锻件。 对于长轴类取件，锻件的长度与宽度之比较大，锻造过程中锤击方向垂直于锻件轴线。终锻时，金属沿高度与宽度方向流动，长度方向流动不显著。一般常采用拨长、滚压、弯曲、预锻和终锻等工步。 拔长和滚压时，坯料沿轴线方向流动，金属体积重新分配，使坯料的各横截面积与锻件相应的横截面积近似相等。 坯料横截面面积大于锻件最大横截面面积时，可只选用拔长工步；而当坯料横截面面积小于锻件最大横截面面积时，采用拔长和滚压工步。 锻件轴线为曲线时，应选用弯曲工步。 对于小型长轴类锻件，为了减少钳口料和提高生产率，常采用一根料锻造几个件的方法，因此应增设切断工步，将锻好的件切离。 对于形状复杂的锻件，还需选用预锻工步，最后在终锻模膛中模锻成形。 锻造弯曲连杆锻件，坯料经过拔长、滚压、弯曲等三个工步，使坯