【正文】 部加載時(shí)沿加載方向的應(yīng)力分布規(guī)律 三、金屬塑性變形的不均勻性 四、塑性變形時(shí)金屬的流動(dòng)方向 第二節(jié) 鐓粗 一、鐓粗工序的主要質(zhì)量問(wèn)題和變形流動(dòng)特點(diǎn) 二、鐓粗時(shí)的注意事項(xiàng) 第三節(jié) 拔長(zhǎng) — 、矩形截面坯料的拔長(zhǎng) 二、圓截面坯料的拔長(zhǎng) 三、空心件拔長(zhǎng) 二、難點(diǎn) 1． 金屬塑性變形的基本規(guī)律和影響因素。 鐓粗、拔長(zhǎng)工序的金屬變形和流動(dòng)特點(diǎn)。 沖孔、擴(kuò)孔、彎曲工序的金屬變形和流動(dòng)特點(diǎn)。 設(shè)備噸位的計(jì)算公式。 開(kāi)式模鍛時(shí)影響金屬成形主要有哪些因素？ 飛邊槽由幾部分組成？它們各自的作用是什么？ 橋口阻力與哪些因素有關(guān)？怎樣依據(jù)模膛充滿(mǎn)的難易程度或設(shè)備類(lèi)型來(lái)確定橋口尺寸？ 閉式模鍛的優(yōu)點(diǎn)是什么？它的正常生產(chǎn)條件及其用途是怎樣的？ 試述閉式模鍛 三變形階段的變形情況。 坯料體積、模膛體積、打擊能量和模壓力變化對(duì)閉式模鍛成形質(zhì)量的影響。 “死區(qū)”產(chǎn)生的原因是什么？一般 “死區(qū)”存在哪兩種變形情況？ “死區(qū)”容易產(chǎn)生哪些缺陷？怎樣防止？ 擠壓時(shí)常存在哪些缺陷？ 可采取什么措施防止？ 徑向擠壓變形過(guò)程的主要特征是什么？張模力與何因素有關(guān)？ 擠壓縮孔產(chǎn)生的原因是什么？擠壓制品裂紋的產(chǎn)生與哪些因素有關(guān)？ 五、 要求重點(diǎn)掌握的知識(shí)點(diǎn) 擠壓的應(yīng)力應(yīng)變分析 擠壓筒內(nèi)金屬的變形流動(dòng)特點(diǎn)、規(guī)律及其影響因素。 頂鐓的三規(guī)則。 六、所需學(xué)時(shí) 3 學(xué)時(shí) 第十一次講課 一、講授內(nèi)容 第七章 模鍛工藝 第四節(jié) 模鍛工藝過(guò)程制定的內(nèi)容和模鍛工藝方案選擇 一、模鍛工藝過(guò)程制定的內(nèi)容 二、模鍛工藝方案選擇 第五節(jié) 模鍛變形工步的確定 一、長(zhǎng)軸類(lèi)鍛件制坯工步選擇 二、難點(diǎn) 計(jì)算毛坯的設(shè)計(jì)、簡(jiǎn)化和計(jì)算毛坯圖繪制。 確定粗大部分桿類(lèi)鍛件變形工步的有關(guān)計(jì)算和原則。 不同模式聚集工步的特點(diǎn)。 試闡述頂鐓類(lèi)鍛件的坯料選擇原則及其機(jī)理。 試述鉗口的作用及其常見(jiàn)結(jié)構(gòu)型式。 拔長(zhǎng)模膛的設(shè)計(jì)原則和公式。 制坯工步采用的模膛及其作用。 1模具破壞的主要形式及其產(chǎn)生原因。 螺旋壓力機(jī)采用的變形工步及其鍛模設(shè)計(jì)特點(diǎn)。 初步了解和掌握鍛模及其工藝設(shè)計(jì)的全過(guò)程。 試闡述表面清理工序的目的和方法。 自由鍛分類(lèi)： 手工鍛造和機(jī)器鍛造 兩種。 （一）基本工序 使金屬坯料產(chǎn)生一定程度的塑性變形，以得到所需形狀、尺寸或改善材質(zhì)性能的工藝過(guò)程。 圖 27 鐓粗 a）全鐓粗 b）局部鐓粗 ２．拔長(zhǎng) 拔長(zhǎng)是沿垂直于工件的軸向進(jìn)行鍛打，以使其截面積減小，而長(zhǎng)度增加的操作過(guò)程，如圖 28所示?；兂潭扰c沖孔前坯料直徑D0、高度 H0和孔徑 d1 等有關(guān)。鍛件圖必須準(zhǔn)確而全面反映鍛件的特殊內(nèi)容，如圓角、斜度等，以及對(duì)產(chǎn)品的技術(shù)要求，如性能、組織等。鋼軸自由鍛件的余量和鍛件公差，見(jiàn)表 21。 3 9177。 4 12177。為了使操作者了解零件的形狀和尺寸，在鍛件圖上用雙點(diǎn)劃線畫(huà)出零件的主要輪廓形狀，并在鍛件尺寸線的上方標(biāo)注鍛件尺寸與公差，尺寸線下方用圓括弧標(biāo)注出零件尺寸。一般鍛件的分類(lèi)及采用的工序見(jiàn)表 23。它的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，維護(hù)容易，但噸位較小，只能用來(lái)鍛造 100kg以下的小型鍛件。 自由鍛設(shè)備的選擇應(yīng)根據(jù)鍛件大小、質(zhì)量、形狀以及鍛造基本工序等因素，并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際條件來(lái)確定。部分金屬材料的鍛造溫度范圍見(jiàn)表 24。改進(jìn)后的結(jié)構(gòu)如圖 216b 所示。 (3) 模鍛件的尺寸較精確，表面質(zhì)量較好，加工余量較小。 一、錘上模鍛的工藝特點(diǎn) 錘上模鍛是將上模固定在錘頭上，下模緊固在模墊上，通過(guò)隨錘頭作上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)的上模，對(duì)置于下模中的金屬坯料施以直接鍛擊，來(lái) 獲取鍛件的鍛造方法。 （一）制坯模膛 對(duì)于形狀復(fù)雜的模鍛件，為了使坯料基本接近模鍛件的形狀，以便模鍛時(shí)金屬能合理分布，并很好地充滿(mǎn)模膛，必須預(yù)先在制坯模膛內(nèi)制坯?？捎糜趶呐髁仙锨邢洛懠驈腻懠锨秀Q口，也 可用于多件鍛造后分離成單個(gè)鍛件。飛邊槽的常見(jiàn)形式如圖 223所示，圖 223a為最常用的飛邊槽形式，圖 223b用于不對(duì)稱(chēng)鍛件，切邊時(shí)須將鍛件翻轉(zhuǎn) 180176。預(yù)鍛模膛和終鍛模膛的主要區(qū)別是前者的圓角和模鍛斜度較大，高度較大，一般不設(shè)飛邊槽。分模面的選擇應(yīng)按以下原則進(jìn)行。 （５） 最好把分模面選取在能使模膛深度最淺處，這樣可使金屬很容易充滿(mǎn)模膛，便于取出鍛件，如圖 227 所示的ｂ－ｂ面就不適合做分模面。模鍛斜度與模膛深度和寬度有關(guān)，通常模膛深度與寬度的比值（ h／ b）較大時(shí)，模鍛斜度取較大值。 5176。圓弧過(guò)渡有利于金屬的變形流動(dòng)，鍛造時(shí)使金屬易于充滿(mǎn)模膛，提高鍛件質(zhì)量，并且可以避免在鍛模上的內(nèi)角處產(chǎn)生裂紋，減緩鍛模外角處的磨損，提高鍛模使用壽命。圖 231 所示為齒輪坯模鍛件圖。模鍛件按形狀可分為兩類(lèi)：長(zhǎng)軸類(lèi)零件與盤(pán)類(lèi)零件，如圖 232 所示。 某些鍛件選用周期軋制材料作為坯料時(shí)，如圖 233 所示，可省去拔長(zhǎng)、滾擠等工序，以簡(jiǎn)化鍛模，提高生產(chǎn)率。凹模的通孔形狀與鍛件在分模面上的輪廓一致，凸模工作面的形狀與鍛件上部外形相符。精壓分為平面精壓和體積精壓兩種。 四、錘上模鍛件的結(jié)構(gòu)工藝性 設(shè)計(jì)模鍛零件時(shí)，應(yīng)根據(jù)模鍛特點(diǎn)和工藝要求，使其結(jié)構(gòu)符合下列原則： 1． 模鍛零件應(yīng)具有合理的分模面，以使金屬易于充滿(mǎn)模膛，模鍛件易 于從鍛模中取出，且敷料最少，鍛模容易制造。 圖 236 模鍛件結(jié)構(gòu)工藝性 4． 在零件結(jié)構(gòu)允許的條件下，應(yīng)盡量避免有深孔或多孔結(jié)構(gòu)。胎模鍛適合于中、小批量生產(chǎn)小型多品種的鍛件，特別適合于沒(méi)有模鍛設(shè)備的工廠。對(duì)于要進(jìn)行軋制或鍛造的塑性較差的材料，如鎢和鉬等，為了改善其組織和性能，也可采用擠 壓法對(duì)錠坯進(jìn)行開(kāi)坯。角，如圖 272 所示。 冷擠壓時(shí)，為了降低擠壓力，防止模具損壞，提高零件表面質(zhì)量，必須采取 潤(rùn)滑措施 。目前，熱擠壓越來(lái)越多地用于機(jī)器零件和毛坯的生產(chǎn)。 擠壓方法的分類(lèi)： 1．根據(jù) 金屬流動(dòng)方向 和凸模運(yùn)動(dòng)方向的不同可分為以下四種方式： （１） 正擠壓 金屬流動(dòng)方向與凸模運(yùn)動(dòng)方向相同，如圖 269 所 示。其它塑性成形方法在生產(chǎn)實(shí)踐中也得到了迅速發(fā)展和廣泛的應(yīng)用，例如 擠壓、 拉拔、輥軋、精密模鍛、精密沖裁 等。 圖 238 鍛焊結(jié)構(gòu)模鍛零件 a）模鍛件 b）焊合件 五、其它模鍛方法 除了錘上模鍛外，壓力機(jī)上模鍛和胎模鍛等模鍛方法也有著較為廣泛的應(yīng)用。一般說(shuō)來(lái)，零件的最小截面與最大截面之比不要小于 ，如圖 236a 所示零件的凸緣太薄、太高，中間下凹太深，金屬不易充型。 (～ )mm，表面粗糙度 Rα 可達(dá) ～ m 。 （ 3）熱處理 目的是消除模鍛件的過(guò)熱組織或加工硬化組織，以達(dá)到所需的力學(xué)性能。 ３．修整工序 坯料在鍛模內(nèi)制成模鍛件后，還須經(jīng)過(guò)一系列修整工序，以保證和提高鍛件質(zhì)量。坯料的橫截面積大于鍛件最大橫截面積時(shí)，可只選用拔長(zhǎng)工序；當(dāng)坯料的橫截面積小于鍛件最大橫截面積時(shí)，應(yīng)采用拔長(zhǎng)和滾擠工序。 圖 231 齒輪坯模鍛件圖 （二）計(jì)算坯料質(zhì)量與尺寸 坯料質(zhì)量包括鍛件、飛邊、連皮、鉗口料頭以及氧化皮等的質(zhì)量。 5．沖孔連皮 由于錘上模鍛時(shí)不能靠上、下模的突 起部分把金屬完全排擠掉，因此不能鍛出通孔，終鍛后，孔內(nèi)留有金屬薄層，稱(chēng)為沖孔連皮（圖 224），鍛后利用壓力機(jī)上的切邊模將其去除。 7176?！?5176。模鍛件內(nèi)、外表面的加工余量見(jiàn)表 27。如圖 227 所示，若選ｃ ｃ面為分模面，就不符合此原則。 圖 226 彎曲連桿鍛模（下模）與模鍛工序 1— 拔長(zhǎng)模膛 2— 滾擠模膛 3— 終鍛模膛 4— 預(yù)鍛模膛 5— 彎曲模膛 三、錘上模鍛工藝規(guī)程的制定 錘上模鍛工藝規(guī)程的制定主要包括繪制模鍛件圖、計(jì)算坯料尺寸、確定模鍛工步、選擇鍛造設(shè)備、確定鍛造溫度范圍等。 2．預(yù)鍛模膛 用于預(yù)鍛的模膛稱(chēng)為預(yù)鍛模膛。 1．終鍛模膛 使金屬坯料最終變形到所要求的形狀與尺寸，如 圖 218 所示。主要是使金屬坯料能夠按模鍛件的形狀來(lái)分布。 （ 4） 錘上模鍛的適應(yīng)性廣，可生產(chǎn)多種類(lèi)型的鍛件，可以單膛模鍛，也可以多膛模鍛。 但模鍛生產(chǎn)受模鍛設(shè)備噸位限制，模鍛件的質(zhì)量一般在 150kg以下。在變形過(guò)程中由于模膛對(duì)金屬坯料流動(dòng)的限制，因而鍛造終了時(shí)可獲得與模膛形狀相符的模鍛件。 1．盡量避免錐體或斜面結(jié)構(gòu) 鍛造具有錐體或斜面結(jié)構(gòu)的鍛件，需制造專(zhuān)用工具，鍛件成形也比較困難，從而使工藝過(guò)程復(fù)雜，不便于操作，影響設(shè)備使用效率，應(yīng)盡量避免，如圖 214 所示。加熱的始鍛溫度一般取固相線以下 100~200℃，以保證金屬不發(fā)生過(guò)熱與過(guò)燒。由于靜壓力作用時(shí)間長(zhǎng)，容易達(dá)到較大的鍛透深度，故液壓機(jī)鍛造可獲得整個(gè)斷面為細(xì)晶粒組織的鍛件。 鍛錘產(chǎn)生沖擊力使金屬坯料變形。 2．確定坯料尺寸 根據(jù)塑性加工過(guò)程中體積不變?cè)瓌t和采用的基本工序類(lèi)型（如拔長(zhǎng)、鐓粗等）的鍛造比、高度與直徑之比等計(jì)算出坯料橫截面積、直徑或邊長(zhǎng)等尺寸。 3 11177。 2 8177。 2 8177。鍛件余量的大小與零件的材料、形狀、尺寸、批量大小、生產(chǎn)實(shí)際條件等因素有關(guān)。 二、自由鍛工藝規(guī)程的制定 制訂工藝規(guī)程、編寫(xiě)工藝卡片是進(jìn)行自由鍛生產(chǎn)必不可少的技術(shù)準(zhǔn)備工作，是組織生產(chǎn)、規(guī)范操作、控制和檢查產(chǎn)品質(zhì)量的依據(jù)。常用于鍛造齒輪、套筒和圓環(huán)等空心鍛件，對(duì)于直徑小于 25mm 的孔一般不鍛出，而是采用鉆削的方法進(jìn)行加工。常用來(lái)鍛造齒輪坯、凸緣、圓盤(pán)等零件，也可用來(lái)作為鍛造環(huán)、套筒等空心鍛件沖孔前的預(yù)備工序。自由鍛件的質(zhì)量范圍可由不及一千克到二、三百?lài)崳瑢?duì)于大型鍛件，自由鍛是唯一的加工方法，這使得自由鍛在重型機(jī)械制造中具有特別重要的作用，例如水輪機(jī)主軸、多拐曲軸、大型連桿、重要的齒輪等零件在工作時(shí)都承受很大的載荷，要求具有較高的力學(xué)性能，常采用自由鍛方法生產(chǎn)毛坯。 表面清理工序的目的和方法。 三、基本概念 簡(jiǎn)單模、連續(xù)模 、復(fù)合模、精壓、切邊模具閉合高度、壓力機(jī)最大封閉高度、壓力機(jī)最小封閉高度 四、思考題 試比較切邊模和沖孔模中凸、凹模的作用。 三、思考題 胎模鍛與自由鐓相比有哪些優(yōu)點(diǎn)？其鍛模按用途分為哪三大類(lèi)？ 固定胎模鍛在模鍛時(shí)上、下模塊為什么易錯(cuò)移？應(yīng)采取哪些措施加以防止？ 熱鍛模具材料應(yīng)具備哪些基本性能？ 各類(lèi)鍛壓設(shè)備可共同采用哪兩種熱鍛模具材料？其道理是什么？ 四、要求重點(diǎn)掌握的知識(shí)點(diǎn) 胎模鍛特點(diǎn)、種類(lèi)及其用途。 熱模鍛壓力機(jī)的 鍛模閉合高度。 各種制坯模膛在模快上的位置選擇。 三、基本概念 滾壓工步、成形工步、鎖扣、鍛模中心、模膛中心、模塊中心、錯(cuò)移力 四、思考題 制坯工步主要采用哪幾種模膛？這些模膛的作用是什么？ 滾壓模膛有幾種結(jié)構(gòu)形式？它們的設(shè)計(jì)原則如何？ 拔長(zhǎng)模膛有幾種分類(lèi)原則？其設(shè)計(jì)內(nèi)容及其相應(yīng)方法是什么？ 彎曲模膛和成形模膛的設(shè)計(jì)要點(diǎn)分別是什么？ 試述鐓粗臺(tái)和壓扁臺(tái)的作用、設(shè)計(jì)方法及其在模塊上的位置。 飛邊槽和鉗口的選擇。 各類(lèi)模鍛設(shè)備噸位計(jì)算公式的正確使用。 頂鐓類(lèi)鍛件計(jì)算毛坯圖及坯料直徑確定原則。 五、要求重點(diǎn)掌握的知識(shí)點(diǎn) 短軸類(lèi)鍛件主要制坯工步。 計(jì)算毛坯的有關(guān)計(jì)算及其相應(yīng)圖的繪制。 模鍛件圖設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容和方法。 頂鐓用途及其模具設(shè)計(jì) 原則。 徑向擠壓的變形分析及其張力計(jì)算。 終鍛前坯料尺寸和形狀對(duì)金屬成形的影響。 課堂進(jìn)行一簡(jiǎn)單鍛件的自由鍛工藝過(guò)程設(shè)計(jì)。 自由鍛件變形方案的選擇原則和實(shí)際應(yīng)用。 彎曲時(shí)受力、變形和缺陷產(chǎn)生原因的分析。 三、基本概念 鐓粗、拔長(zhǎng)、鐓粗比、鍛造比、進(jìn)料比（相對(duì)送進(jìn)量）、相對(duì)壓縮程度 四、思考題 導(dǎo)致金屬塑性變形不均勻性的原因是什么？ 鐓粗和拔長(zhǎng)各有哪些用途？ 鐓粗工序主要存在哪些質(zhì)量問(wèn)題？試分析它們產(chǎn)生的原因及其預(yù)防措施。 金屬鍛后冷卻常見(jiàn)缺陷及其危害。 通常圓柱形坯料產(chǎn)生加熱裂紋的危險(xiǎn)位置在何處？原因何在？如何防止？ 鍛造溫度范圍的確定原則和基本方法是什么？ 怎樣確定碳鋼的始鍛和終鍛溫度？它們受到哪些因素的影響？ 為什么要制定合理的加熱規(guī)范？加熱規(guī)范包括哪些內(nèi)容？其核心問(wèn)題是什么？ 兩種不同概念的加熱速 度實(shí)質(zhì)上反映了什么因素的影響？ 1選擇加熱速度的原則是什么？提高加熱速度的措施有哪些？ 1均熱保溫的目的是什么？ 1冷錠和熱錠的加熱規(guī)范各有什么特點(diǎn)？為什么？、 五、要求重點(diǎn)掌握的知識(shí)點(diǎn) 鍛前加熱的目的和方法。 型材及其常見(jiàn)缺陷。 各種下料方法的原理。 加熱速度的影響因素及其影響規(guī)律。 冷卻過(guò)程溫度應(yīng)力、組織應(yīng)力和殘余應(yīng)力的產(chǎn)生機(jī)理