1、第三节 塑性成形工艺设计 介绍自由锻、模锻、冲压的基本工艺内容 与主要参数 一、自由锻 1、绘制锻件图 是制定锻造工艺过程和锻件检验的依据 为了简化形状(余块)加工余量公差 画图(双点划线为零件轮廓) 2、计算坯料质量与尺寸 确定原材料质量 m料=m锻件m烧损m料头 确定坯料尺寸:坯料横截面积、直径或边长等 3、选择变形工序(锻造) 应根据工序特点和锻件形状来确定 例:小齿轮(盘类镦粗和冲孔等) 下料镦粗挤台阶(胎模)冲孔滚 圆平整 传动轴(杆类拔长、切肩等) 下料拔长镦法兰拔长 利用锻造比控制变形量。主要考虑材料、 性能(各向异性)。 4、选择锻造设备 根据作用在坯料上力的性质:锻锤和液压机
2、 锻锤:冲击力使坯料变形,以落下部分的 质量表示 液压机:静压力使坯料变形 5、确定锻造温度范围 终锻始锻的选择 考虑原则:良好的塑性、较低的变形抗力, 保证质量与效率。 6、确定加热、冷却及热处理规范 7、填写工艺卡片 二、模锻 1、绘制模锻件图 A、确定分模面(大、浅、平、检、省) 应选在锻件最大尺寸的截面上; 应选在模膛深度的最浅处; 分模面最好为一个平面,上下模的模膛 深度基本一致,以便于均匀充型; 应使上下模沿分模面的模膛轮廓一致; 选定的分模面应使所加的余块最少; B、确定加工余量及公差 模锻件比自由锻件小 C、设定模锻斜度 为了便于从模膛中取出锻件,垂直于分模 面的表面所设定的斜
3、度 D、设定圆角半径 避免锻件变形时应力集中开裂、纤维组织 被拉断,增加变形过程流动性,减少模具磨 损。 E、确定冲孔连皮:终煅后孔内留有的金属 薄层 F、锻件图 2、材料质量计算 V料V锻V连V飞 V氧 3、确定模锻工序 A、制坯与模锻 根据不同形状零件以某种成形为主。最后 都进入终锻。 B、切断与精整 切边、冲孔,校正、精压 4、确定设备(吨位) 5、确定锻造温度及热规范 三、冲压 1、分析工艺性 确定是否有难成形部分(间距、精度、 塑性与板厚是否能达到变形要求等)。 2、制定冲压方案 根据形状、变形程度等制定冲压工序。 3、计算坯料尺寸 A、弯曲: l=l1+l2+l0 =l1+l2+(
4、r+ks)/180 B、拉深(考虑切边) 4、确定排样及材料利用率 A、排样方式 单排、双排 斜排、直排 对排 B、利用率计算 (落料个数冲裁件面积/条料面积)100 5、计算中间工序次数及尺寸 每一次变形受材料抗拉极限限制时,需 分步完成总变形。 拉深系数 m=d/D(d:本次,D:前次) 6、选择冲压设备 根据冲裁力、拉深力确定 利用拉深系数确定各次拉深直径举例 圆形坯料直径153,板厚1, 成形圆桶直径52 计算m查表确定各次变形系数判断总 变形系数是否小于计算m计算各次拉深直 径 余块 自由锻锻件图 模锻1 模锻2 零件图绘制锻件图(坯料质量和尺寸 的计算下料确定工序加热温度设 备加热
5、坯料、锻打)检验锻件 锻件类别 图 例 锻造工序 盘类零件 镦粗(或拔长镦 粗),冲孔等 轴类零件 拔长(或镦粗拔 长),切肩,锻台阶等 筒类零件 镦粗(或拔长镦 粗),冲孔,在芯轴上 拔长等 环类零件 镦粗(或拔长镦 粗),冲孔,在芯轴上 扩孔等 弯曲类零 件 拔长,弯曲等 材料类型 锻造温度/ 始 锻 终 锻 10、15、20、25、30、 35、40、45、50 1200 800 15CrA、16Cr2MnTiA、 38CrA、20MnA、 1200 800 12CrNi3A、12CrNi4A、 38CrMoAlA 1180 850 40CrMnA 1150 800 铜合金 800900 650700 铝合金 450500 350380 锻件名称 半 轴 坯料质量 25kg 坯料尺寸 130240 材 料 18CrMnTi 工 序 图 例 锻出头部 拔长 拔长及修整 台阶 拔长并留出 台阶 锻出凹档及 拔长端部并 修整 模锻圆角半径