【正文】 要點。 終鍛和預鍛模膛布排設計的中心任務。 錯移力的平衡和導向。 熱鍛件圖繪制。 帶孔鍛件坯料直徑確定原則。 六、所需學時： 2 學時 第十三次講課 一、講授內(nèi)容 第七章 模鍛工藝 第六節(jié) 坯料尺寸的確定 一、長軸類鍛件 二、短軸類鍛件 三、頂鐓類鍛件 第七節(jié) 設備噸位的確定 一、模鍛錘噸位的確定 二、熱模鍛壓力機噸位的確定 三、螺旋壓力機噸位的確定 四、平鍛機噸位的確定 二、難點 不同類型鍛件的坯料制定方法。 為什么要確定沖孔芯料的合理厚度？正確的設計原則是什么？ 試比較在透孔和不透孔鍛件中分別采用平?jīng)_頭和尖沖頭進行沖孔成形的優(yōu)缺點。 長軸類鍛件通常采用的主要制坯工步有哪些？如何確定？ 金屬流動繁重系數(shù)是如何反映制坯工作量的大小？它在制坯工步選擇中有何作用？ 五、要求重點掌握的知識點 模鍛工藝過程與自由鍛工藝過程的異同點。 五、要求重點掌握的知識點 模鍛工藝和模鍛件的分類原則及其主要類別。 徑向擠壓的用途、變形分析及其張模力計算。 常見擠壓缺陷及其預防措施。 飛邊槽的作用、類型及其選擇。 模具形狀對金屬塑性變形和流動的影響。 自由鍛工藝過程的制定包括哪些內(nèi)容？ 鍛造比對鍛件組織和力學性能有哪些影響？其選擇與鍛件 大小有何關系？ 確定自由鍛設備噸位有幾種方法？為什么水壓機鍛造所依據(jù)的變形力能參數(shù)不同？ 五、要求重點掌握的知識點 常見自由鍛件的分類。 擴孔時受力、變形和缺陷產(chǎn)生原因的分析。 4． 拔長時金屬流動特點及其缺陷產(chǎn)生機理（包括矩形截面、圓截面和空心截面坯料）。 三、基本概念 冷卻規(guī)范、白點、網(wǎng)狀碳化物 四、思考題 少無氧化加熱主要有哪幾種方法？其中火焰加熱法的基本工作原理是什么 ？ 金屬斷后冷卻常見缺陷有哪些？各自產(chǎn)生原因是什么？ 為什么硬鋼鍛后冷卻易產(chǎn)生表面縱向裂紋？ 金屬鍛后冷卻規(guī)范一般包括哪些內(nèi)容？ 鍛件熱處理的目的是什么？ 中小鍛件通常采用哪些熱處理？各自作用是什么？ 通常大鍛件采用哪些熱處理？各自作用是什么？ 五、要求重點掌握的知識點 少無氧化加熱方法及其工作原理。 氧化和脫碳有哪些共性和異性？ 氧化和脫碳可產(chǎn)生哪些危害？如何防止？ 過燒和過熱有哪些危害 ? 如何防止？ 導致裂紋產(chǎn)生的內(nèi)應力有幾種？清闡述它們相應的應力狀態(tài)。 鋼錠常見缺陷有哪些？它們產(chǎn)生的原因和危害性是什么？ 常見的型材缺陷有哪些？它們產(chǎn)生的原因和危害性是什么？ 鍛造用型材常采用哪些方法下料？各自有何特點？ 鑄錠作為鍛造坯料時如何下料？ 五 、要求重點掌握的知識點 鋼錠結構及其常見內(nèi)部缺陷。 三、基本概念 偏析、夾雜、縮孔、疏松、濺疤、劃痕、折迭、粗晶環(huán) 四、思考題 試闡述鎮(zhèn)靜鋼錠的結構及其主要缺陷的產(chǎn)生部位。 三、基本概念 加熱規(guī)范、氧化、脫碳、過熱、過燒、過熱溫度、過燒溫度、始鍛溫度、終鍛溫度、鍛造溫度范圍、金屬加熱規(guī)范、最大可能的加熱溫度、允許的加熱溫度、溫度頭、均熱保溫、最小保溫時間、 最大保溫時間 四、思考題 試說明鍛前加熱的目的和方法。 冷卻速度的影響因素及其影響規(guī)律。 3． 鐓粗時金屬流動特點及其缺陷產(chǎn)生機理（包括圓截面和矩形截面坯料）。 六、所需學時 3 學時 第五次講課 一、 講授內(nèi)容 第四章 自由鍛主要工序分析 第四節(jié) 沖孔 一、沖孔的受力變形分析 二、沖孔的質(zhì)量分析 第五節(jié) 擴孔 一、沖子 二、芯軸 三 、輾壓 第六節(jié) 彎曲 第七節(jié) 其它工序（補充內(nèi)容） 一、錯移 二、扭轉 二、難點 沖孔時受力、變形和缺陷產(chǎn)生原因的分析。 六、所需學時 2 學時 第六次講課 一、講授內(nèi)容 第五章 自由鍛工藝 第 — 節(jié) 自由鍛件的分類 第二節(jié) 自由鍛件變形方案的確定 第三節(jié) 自由鍛工藝過程的制定 一、鍛件圖的制定 二、確定坯料的重量和尺寸 三、確定變形工藝和鍛 造比 四、確定鍛造設備噸位 第四節(jié) 大型鍛件鍛造的特點（自學） — 、鋼錠冶金質(zhì)量對鍛件的影響 二、大型鋼錠的加熱特點 三、熱鍛變形對金屬組織和性能的影響 四、大鍛件變形工藝分析 二、難點 自由鍛件變形方案的確定 三、基本概念 機械加工余量、鍛造余塊、試樣余塊、鍛件工稱尺寸、鍛造比 四、思考題 自由鍛工藝的特點及其主要用途是什么？不同材料自由鍛面臨的主要問題是什么？為什么？ 試述自由鍛件的分類及其采用的基本工序。 三、思考題 模具形狀對金屬變形和流動的主要影響表現(xiàn)在哪些方面？ 五、要求重點掌握的知識點 自由鍛工藝過程設計方法。 模膛尺寸和形狀對金屬成形的影響。 關于“死區(qū)”的應力應變分析及其對成形質(zhì)量的不良影響 。 常見擠壓缺陷的形成原因及其預防措施。 模鍛件的冷、熱鍛件圖的作用各是什么？其鍛件圖設計內(nèi)容與自由鍛 件相比有何不同？ 錘上模鍛選擇分模位置的最基本原則是什么？ 為什么模鍛件的正偏差大于負偏差？它的機械加工余量和公差怎樣選擇和確定？ 模鍛斜度和圓角半徑的作用是什么？為什么它們應選擇合適值？ 錘上模鍛時有幾種形式的沖孔連皮？為什么要選擇厚度合適的沖孔連皮？ 試比較各類模鍛設備上模鍛件圖設計特點。 三、基本概念 模鍛工藝過程、計算毛坯圖、金屬流動繁重系數(shù) 四、思考題 模鍛工藝過程主要有哪些工序組成？它的制定包括哪 些內(nèi)容且較自由鍛工藝過程相比有什么變化？ 模鍛工藝方案選擇主要涉及哪些方面？基本原則是什么？ 試述計算毛坯圖的內(nèi)容及其在制坯工步中的作用。 三、基本概念 成形鐓粗（預成性）、滾壓、局部鐓粗（聚集）、頂鐓規(guī)則 四、思考題 短軸類鍛件通常采用的主要制坯工步有哪些？經(jīng)坯料鐓粗后的制坯尺寸確定原則是什么？ 在熱模鍛壓力機上可采用何種短軸類鍛件制坯工步？原因何在？ 頂鐓類鍛件通常采用的主要制坯工步 有哪些？ 試比較分別在凸模內(nèi)或凹模內(nèi)聚集的優(yōu)缺點。 幾種不同情況的管類鍛件局部頂鐓變形。 頂鐓類鍛件計算毛坯圖。 終鍛模膛和預鍛模膛設計的內(nèi)容和方法。 平衡鎖扣及其對應的模膛中心位置確定。 鍛模結構設計的目的和任務。 1模塊尺寸設計。 六、 所需學時 2 學時 第十七 次講課 一、講授內(nèi)容 第八章 鍛模設計 第五節(jié) 自由鍛錘上模鍛與胎模鍛鍛模 一、胎模鍛鍛模 二、固定模模鍛鍛模 第六節(jié) 鍛模材料 一、錘鍛模用材料 二、摩擦壓力機鍛模用材料 三、熱模鍛壓力機鍛模用材料 四、平鍛機鍛模用材料 五，液壓機鍛模用材料 第七節(jié) 鍛模設計實例 一、鍛件圖設計 二、計算鍛件的主要參數(shù) 三、鍛錘噸位的確定 四、確定飛邊槽的型式和尺寸 五，終鍛模膛設計 六、預鍛模膛設計 七、繪制計算毛坯圖 八、制坯工步選擇 九、確定坯料尺寸 十、制坯模膛設計 十一、鍛模結構設計 十二、連桿模鍛工藝 流程 二、難點 熱鍛模具材料的基本性能。 切邊模模具閉合高度及其與凸模高度的關系。 精壓工序的目的、分類和變形特點。機器鍛造是自由鍛的主要方法。實際生產(chǎn)中最常用的是鐓粗、拔長和沖孔三個工序。 對于圓形坯料，一般先鍛打成方形后再進行拔長，最后鍛成所需形狀，或使用 V 型砧鐵進行拔長，如圖 29 所示，在鍛造過程中要將坯料繞軸線不斷翻轉。 圖 210 沖孔 a）薄坯料沖孔 b）厚坯料沖孔 1－沖頭 2－坯料 3－墊環(huán) 4－芯料 沖孔 錯移 扭轉 （二）輔助工序 為使基本工序操作方便而進行的預變形工序稱為輔助工序（壓鉗口、切肩等）。為了簡化鍛件形狀以便于進行自由鍛 造而增加的這一部分金屬，稱為敷料，如圖 211所示。 2 6177。 3 11177。 3 9177。 圖 212 典型 鍛件圖 （二）計算坯料質(zhì)量與尺寸 1．確定坯料質(zhì)量 自由鍛所用坯料的質(zhì)量為鍛件的質(zhì)量與鍛造時各種金屬消耗的質(zhì)量之和，可由下式計算： G 坯料 = G 鍛件 +G 燒損 +G 料頭 式中 G 坯料 —— 坯料質(zhì)量，單位為 kg； G 鍛件 —— 鍛件質(zhì)量，單位為 kg； G 燒損 —— 加熱時坯料因表面氧化而燒損的質(zhì)量，單位為 kg；第一次加熱取被加熱金 屬質(zhì)量分數(shù)的 2%~3%，以后各次加熱取 %~%； G 料頭 —— 鍛造過程中被沖掉或切掉的那部分金屬的 質(zhì)量，單位為 kg；如沖孔時坯料 中部的料芯，修切端部產(chǎn)生的料頭等。所需火次與每一火次中坯料成形所經(jīng)歷的工序都應明確規(guī)定出來，寫在工藝卡片上。 圖 213 蒸汽－空氣錘示意圖 液壓機產(chǎn)生靜壓力使金屬坯料變形。 （五）確定鍛造溫度范圍 鍛造溫度范圍是指 始鍛溫度 和 終鍛溫度 之間的溫度范圍。 表 24 部分金屬材料的鍛造溫度范圍 材料類型 鍛造溫度 /℃ 保溫時間 /min﹒ mm1 始 鍛 終 鍛 1 2 3 4 50 1200 800 ～ 15CrA、 16Cr2MnTiA、 38CrA、 20MnA、 20CrMnTiA 1200 800 ～ 12CrNi3A、 12CrNi4A、 38CrMoAlA、 25CrMnNiTiA、 30CrMnSiA、 50CrVA、 18Cr2Ni4WA、 20CrNi3A 1180 850 ～ 40CrMnA 1150 800 ～ 銅合金 800~900 650~700 — 鋁合金 450~500 350~380 — （六） 填寫工藝卡片 半軸的自由鍛造工藝卡片見表 25。每個簡單件鍛造成形后，再用焊接或機械聯(lián)接方式構成整體零件。在批量足夠的條件下，能降低零件成本。 （ 2） 錘頭的行程、打擊速度均可調(diào)節(jié)，能實現(xiàn)輕重緩急不同的打擊，因而可進行制坯工作。如圖 219 所示。 （二）模鍛模膛 模鍛模膛包括預鍛模膛和終鍛模膛。飛邊槽在鍛后利用壓力機上的切邊模去除。 圖 224 帶有飛邊槽與沖孔連皮的模鍛件 1— 沖孔連皮 2— 鍛件 3— 飛邊 4— 分模面 圖 225 工字型截面鍛件的折迭 根據(jù)模鍛件的復雜程度不同，所需的模膛數(shù)量不等，可將鍛模設計成單膛鍛模或多膛 鍛模。如圖 227所示，若選ａ ａ面為分模面，則無法從模膛中取出鍛件。 2．加工余量和鍛件公差 為了達到零件尺寸精度及表 面粗糙度的要求，鍛件上需切削加工而去除的金屬層，稱為鍛件的加工余量。外壁指鍛件冷卻時鍛件與模壁離開的表面；內(nèi)壁指當鍛件冷卻時鍛件與模壁夾緊的表面。 5176。模膛深度越深，圓角半徑值越大。由于零件輪輻部分不加工，故無加工余量。 圖 232 模鍛零件 a)長軸類零件 b)盤類零件 1．長軸類模鍛件基本工序 常用的工序有拔長、滾擠、彎曲、預鍛和終鍛等。 對于形狀簡單的盤類零件，可只選用終鍛工序成形。 圖 234 切邊模及沖孔模 a）切邊模 b）沖孔模 1— 凸模 2— 凹模 （ 2）校正 在切邊及其它工序中都可能引起鍛件的變形，許多鍛件，特別是形狀復雜的鍛件在切邊沖孔后還應該進行校正。體積精壓如圖235b 所示，主要用來提高鍛件所有尺寸的精度、減小模鍛件的質(zhì)量差別。模鍛件的非加工表面之間形成的角應設計模鍛圓角，與分模面垂直的非加工表面，應設計出模鍛斜度。如圖 237 所示齒輪零件，為保證纖維組織的 連貫性以及更好的力學性能，常采用模鍛方法生產(chǎn)，但齒輪上的四個Φ 20mm的孔不方便鍛造，只能采用機加工成形。在工藝規(guī)程制訂中，分模面的選取可靈活一些，分模面的數(shù)量不限于一個，而且在不同工序中可選取不同的分模面，以便于制造胎模和使鍛件成形。 （ 3） 可以實現(xiàn)少、無屑加工，一般尺寸精度為 IT8～ IT9，表面粗糙度為 ～ m， 從而 （ 4） 擠壓變形后零件內(nèi)部的纖維組織連續(xù)，基本沿零件外形分布而不被切斷，從而提高了金屬的力學性能。熱擠壓時，金屬變形抗力較小，塑性較好，允許每次變形程度較大，但產(chǎn)品的尺寸精度較低，表面