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锻造工艺学与模具设计+2

锻造工艺学与模具设计+2

内容简介本书系统地介绍了在不同

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内容简介

本书系统地介绍了在不同打击速度的锻压设备(锤、曲柄压力机、螺旋压力机、液压机)上生产锻件的工艺过程及模具设计等内容。以锤上模锻工艺及模具设计为主线,同时还介绍了下料、加热、自由锻、锻后法等。

目录

绪论

锻造用材料准备

锻造用钢锭与型材

节下料方法

思考题

锻前加热

节锻前加热的目的及方法

节金属加热时产生的变化

第三节 金属锻造温度范围的确定

第四节 金属的加热规范

第五节金属的少无氧化加热

思考题

第三章自由锻造工艺

节概述

节自由锻工序特点及锻件分类

第三节自由锻基本工序分析

第四节自由锻工艺规程的制定

第五节大型自由锻件锻造工艺特点

思考题·

第四章 锤上模锻

节锤上模锻特点及应用范围节 锤上模锻方式与变形特征

第三节模锻件分类

第四节模锻件图设计

第五节模锻变形工步的确定

第六节坯料尺的确定

第七节模锻锤吨位计算

第八节┄锤锻模型槽设计

第九节锤锻模结构设计

第十节锤锻模设计实例·

第十一节锤锻模材料选择、使用与维护

第十二节锤锻模的失效形式与延寿途径·

思考题·

第五章热模锻曲柄压力机上模锻·

节曲柄压力机上模锻的特点及应用范围·

节锻件图设计特点·

第三节变形工步、工步图设计及坯料尺计算

第四节 变形力计算与设备吨位选择

第五节锻模结构设计.

第六节 工艺举例

思考题

第六锻机上模锻

节工艺特点及应用范围

锻机模锻工步及锻件分类

第三节锻件图设计

第四节顶镦规则及聚集工步计算

第五节通孔锻件和盲孔锻件的工步计算

第六节管锻件的工艺特点

第七锻设备吨位的确定

第八锻机上模锻的锻模结构

思考题·

第七章螺旋压力机上模锻

节螺旋压力机工作特点及应用范围

节锻件图设计特点·

第三节螺旋压力机吨位的确定

第四节螺旋压力机用锻模结构设计

第五节典型锻件工艺举例·

思考题

第八章液压机上模锻

节液压机上模锻成形的特点

节锻件图设计及工艺特点

第三节液压机吨位计算.

第四节 液压机上模锻锻模设计及材料选择

思考题

第九章模锻后续工序

节切边与冲连皮

节锻件冷却与热处理

第三节锻件表面清理

第四节精压与校正·

第五节锻件质量检验

思考题·

第十章专用锻造工艺

节摆动辗压

节环件辗轧

第三节┄液态模锻

第四节等温(热模)锻造

第五节 辊锻

第六节热挤压·

第七节┄精密模锻

第八节粉末锻造

思考题

第十一章锻模计算机辅助设计

基本概念

节锻模CAD系统的组成与开发

第三节锻模CAD系统的开发方法

第四节锻模CAD实例

思考题

参考文献

摘要与插图

一、锻造加工金属零件的优势

锻造是一种借助工具或模具在冲击或压力作用下加工金属机械零件或零件毛坯的方法。与其他加工方法相比,锻造加工生产率高;锻件的形状、尺稳定好,并有佳的综合力学能。锻件的大优势是韧高、纤维组织合理,件与件之间能变化小;锻件的内部质量与加工历史有关,不会被任何一种金属加工工艺超过。图绪-pan style="font-family: 宋体;">所示为铸造、锻造、机械加工三种金属加工方法得到的零件低倍宏观流线。

锻件的优势是由于金属材料通过塑变形,消除了内部缺陷,如锻(焊)合空洞、压实疏松、打碎碳化物、非金属夹杂,并使之沿变形方向分布,改善或消除成分偏析等,得到了均匀、细小的低倍和高倍组织。而铸造工艺得到的铸件,尽管能获得较的尺和比锻件更为复杂的形状,但难以消除疏松、空洞成分及非金属夹杂偏析等缺陷;铸件的抗压强度虽高,但韧不足,难以在受拉应力较大的条件下使用。用机械加工方法获得的零件,尺精度高,表面光洁,但金属内部流线往往被切断,容易造成应力腐蚀,承载拉压交变应力的能力较差。

二、锻造方法分类、锻造工艺的作用及锻件应用范围

锻造生产根据使用工具和生产工艺的不同而分为自由锻、模锻和特种锻造。

pan style="font-family: 宋体;">自由锻造

自由锻造一般是指借助简单工具,如锤、砧、型砧、摔子、冲子、垫铁等对铸锭或棒行镦粗、拔长、弯曲、冲孔、扩孔等方式生产零件毛坯。其特点是加工余量大,生产效率低;锻件力学能和表面质量受生产操作工人的影响大,不易保证尺精度及内部质量。这种锻造方法只适合单件或极小批量或大锻件的生产;不过,模锻的制坯工步有时也采用自由锻。

自由锻设备依锻件质量大小而选用空气锤、蒸-空气锤或锻造水压机。

自由锻还可以借助简单的模行锻造,亦称胎模锻,其效果要比人工操作效率高,成形效果亦大为改善。

2.模锻

模锻是指将坯料放入上、下模块(按零件形状尺加工)的型槽间,借助锻锤锤头、压力机滑块或液压机活动横梁向下的冲击或压力成形为锻件。锻模的上、下模块分别固紧在锤头和底座生。模锻件余量小,只需少量的机械加工(有的甚不加工)。模锻生产效率高,内部组织均匀,件与件之间的能变化小,形状和尺主要是靠模具保证,受操作人员的影响较小。模锻须要借助模具,加大了投资,因此不适合单件和小批量生产。模锻还常需要配置自由锻或辊锻设备制坯,尤其是曲柄压力机和液压机上模锻。

模锻常用的设备主要是模锻锤、曲柄压力机、摩擦压力机、电动(或液压)螺旋锤、模锻液压机等。

3.特种锻造

有些零件采用专用设备可以大幅度提高生产率,锻件的各种要求(如尺、形状、能等)也可以得到很好的保证。如螺钉,采用镦头机和搓丝机,生产效率成倍增长。利用摆动辗压生产盘形件或杯形件,可以节省设备吨位,即用小设备干大活。利用旋转锻造生产棒材,其表面质量高,生产效率也较其他设备高,操作也方便。特种锻造有的局限,特种锻造机械只能生产某一类型产品,因此只适合于生产批量大的单一品种零配件。

锻造工艺在锻件生产中起着重大作用。工艺流程不同,得到的锻件质量(指形状、尺精度、力学能、流线等)有很大的差别,使用设备类型、吨位也相去甚远。有些锻件的特殊能要求只能靠更换强度更高的材料或新的锻造工艺解决,如航空发动机压气机盘、涡轮盘,在使用过程中,盘缘和盘毂温度梯度较大(高达300~400℃),为适应这种工作环境,出现了双能盘,通过锻造工艺和热处理工艺的适当安排,生产出的双能盘确实能同时满足高温和室温两种能要求。工艺流程安排恰当与否,不仅影响质量,还影响锻件的生产成本;合理的工艺流程应该是得到的锻件质量好,成本低,操作方便、简单,而且能充分发挥出材料的潜力。

对工艺重要的认识是随着生产的深入发展和科技的不步而逐步加深的。等温锻造工艺的出现,解决了锻造大型精密锻件和难变形合金需要特大吨位设备和成形能差的困难。锻件所用材料、锻件形状千差万别,所用工艺不尽相同,如何正确处理这些问题正是从事锻造业工程师的任务。

锻件应用的范围很广。几乎所有运动的重大受力构件都由锻造成形,不过推动锻造(是模锻)技术发展的大动力是来自交通工具的制造业——汽车制造业和后来的飞机制造业。锻件尺、质量越来越大,形状越来越复杂,锻造的材料日益广泛,锻造的难度更大。这是由于现代重型工业、交通运输业对产品追求的目标是高度的可靠和长的使用寿命。如航空发动机的推重比要求越来越大。一些重要的受力构件,如涡轮盘、轴、压气机叶片、盘、轴等,使用温度范围变得更宽,工作环境更苛刻,受力状态更复杂而且受力急剧增大。这要求承力零件有更高的抗拉强度、疲劳强度、蠕变强度和断裂韧等综合能。

随着科技步,工业化程度的日益提高,要求锻件的数量逐年增长。到20世纪末,飞机上采用的锻压括板料成形)零件占85%,汽车占60%70%,农机、拖拉机占70%。目前全世界仅钢模锻件的年产量在2000多万吨。

三、锻造业的历史沿革及发展

锻造在机器制造业中有着不可代替的作用,正如前面所论述的,由锻造方法生产出来的锻件,其能是其他加工方法难以与之匹敌的。锻造(主要是模锻)的生产效率是相当高的,一个国家的锻造,反映了这个国家机器制造业的。

几千年前,锻造技术被人们所掌握。早期的锻造产品是武器、首饰和日用品,其中为的要数陕西秦始皇兵马俑坑出土的公元前200年以前锻制的三把合金钢宝剑,其中一把……

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