課題名稱鍛壓課次30教學(xué)目的與要求知識(shí)目標(biāo)：1.掌握自由鍛的特點(diǎn)、設(shè)備和工序；2.掌握模鍛的概念、特點(diǎn)、設(shè)備及分類；3.掌握板料沖壓特點(diǎn)和工序；4.熟悉擠壓、軋制及拉拔等加工方法。能力目標(biāo)：1.能選擇合理的鍛壓設(shè)備和方法。重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn)：自由鍛、模鍛和板料沖壓的特點(diǎn)和設(shè)備。難點(diǎn)：自由鍛、模鍛和板料沖壓的工序。教學(xué)設(shè)計(jì)（方法、教具、手段、內(nèi)容）教學(xué)方法：討論法、板書講解、實(shí)例分析、簡(jiǎn)圖教學(xué)用具：教材、教案、PPT、動(dòng)畫教學(xué)內(nèi)容：課題引入一、握自由鍛的特點(diǎn)、設(shè)備和工序；二、模鍛的概念、特點(diǎn)、設(shè)備及分類；三、板料沖壓特點(diǎn)和工序；四、其他壓力加工課外作業(yè)何為自由鍛，有何特點(diǎn)？何為模鍛，有何特點(diǎn)？何為沖壓，有何特點(diǎn)？授課教案鍛造教案一、自由鍛自由鍛是利用砧鐵和一些簡(jiǎn)單工具，將金屬坯料在上下砧間自由流動(dòng)成形，從而獲得所需形狀的壓力加工方法。1.特點(diǎn)適應(yīng)性強(qiáng)，靈活性大，生產(chǎn)周期短，成本低。缺點(diǎn)是鍛件尺寸精度低，加工余量大，金屬材料消耗多，生產(chǎn)率低，要求操作者的技術(shù)水平較高。自由鍛適合于單件、小批和大型鍛件的生產(chǎn)。自由鍛生產(chǎn)率低，加工余量大，但工具簡(jiǎn)單，通用性大，故被廣泛用于鍛造形狀較簡(jiǎn)單的單件、小批生產(chǎn)的鍛件。2.自由鍛鍛設(shè)備自由鍛的設(shè)備主要有空氣錘、蒸汽—空氣錘和液壓機(jī)等，空氣錘是利用壓縮空氣推動(dòng)鍛錘工作可實(shí)現(xiàn)錘頭上懸、壓下、單打、連打四個(gè)動(dòng)作。常用噸位為65-750千克，用于鍛造小型鍛件。蒸汽-空氣錘是利用蒸汽或壓縮空氣推動(dòng)鍛錘工作。常用噸位為1-5噸，用于鍛造中型鍛件，是模鍛的主要設(shè)備。液壓機(jī)是利用高壓液體為動(dòng)力進(jìn)行工作?？快o壓力工作。常用噸位為5-150噸，用于鍛造大型鍛件。3.基本工序自由鍛工序分為基本工序、輔助工序和精整工序。其中基本工序包括鐓粗、拔長(zhǎng)、沖孔、彎曲、切割等。墩粗是使坯料的高度減小而截面增大的工序稱為鐓粗。主要用于鍛造齒輪坯、法蘭盤等圓盤類工件。拔長(zhǎng)是使坯料橫截面積減小而長(zhǎng)度增加的鍛造工序。拔長(zhǎng)時(shí)需將坯料沿軸向送進(jìn)并連續(xù)鍛壓，鍛造軸類、桿類工件時(shí)常用這種工序。自由鍛拔長(zhǎng)沖孔是用沖子在坯料上沖出通孔或不通孔的鍛造工序。常用的沖孔方法有三種：實(shí)心沖子沖孔、空心沖子沖孔和墊環(huán)沖孔。主要用于鍛造齒輪坯、圓環(huán)和套筒等工件在鐓粗后常接著進(jìn)行沖孔。沖孔切割是將坯料的分割開(kāi)或部分割裂的鍛造工序，又稱剁料。它常用于切除鋼錠底部、夾持鍛件的鉗把部分、鍛件料頭以及分割鍛件等場(chǎng)合。扭轉(zhuǎn)是將坯料的一部分相對(duì)于另一部分繞其共同的軸線旋轉(zhuǎn)一定角度的鍛造工序。鍛造多拐曲軸、麻花鉆和校正鍛件時(shí)常用扭轉(zhuǎn)工序。對(duì)于小型坯料扭轉(zhuǎn)角度不大時(shí)，可用錘擊方法；對(duì)于大型坯料如曲軸，可用吊車和帶有長(zhǎng)柄的夾叉來(lái)扭轉(zhuǎn)。錯(cuò)移是將坯料的一部分相對(duì)于另一部分平行錯(cuò)開(kāi)的鍛造工序。鍛造曲軸就需用錯(cuò)移工序，首先在錯(cuò)移部位壓肩，然后加墊板及支撐，鍛打錯(cuò)開(kāi)，最后修整。4.工藝規(guī)程的制定

序號(hào)內(nèi)

容說(shuō)

明1繪制鍛件圖自由鍛件的鍛件圖是在零件圖的基礎(chǔ)上考慮了工藝余塊、加工余量、鍛造公差等之后繪制的圖。2坯料質(zhì)量和尺寸的計(jì)算坯料的質(zhì)量為鍛件的重量與鍛造時(shí)各種金屬損耗的重量之和。3選擇鍛造工序生產(chǎn)車間根據(jù)工序安排生產(chǎn)。4選擇鍛造設(shè)備確定設(shè)備型號(hào)與編號(hào)。5選擇坯料加熱、鍛件冷卻和熱處理確定工藝參數(shù)，確保生產(chǎn)的技術(shù)依據(jù)。鍛件圖是計(jì)算坯料、制訂工藝、設(shè)計(jì)工具和檢驗(yàn)鍛件的依據(jù)，其以零件圖樣為基礎(chǔ)并考慮余塊、機(jī)械加工余量和鍛件公差等繪制的?；竟ば颍虹叴?、拔長(zhǎng)、沖孔、彎曲、切割、扭轉(zhuǎn)、錯(cuò)移等；輔助工序：倒棱、壓肩等；精整工序：修平面、校直等。5.結(jié)構(gòu)工藝性設(shè)計(jì)自由鍛件時(shí)，除滿足使用性能要求外，還須考慮自由鍛的工藝性，使鍛件結(jié)構(gòu)合理，鍛造方便、提高生產(chǎn)率的目的。一般用鑄造方法可生產(chǎn)出帶筋的鑄件，而采用自由鍛在平砧上不可能打出筋。合理的辦法可增大或加厚零件來(lái)提高其承載力。一般情況下，凸臺(tái)難以用自由鍛的方法鍛出，而凹坑可通過(guò)加上余塊后得到。二、模鍛模鍛是在模鍛設(shè)備上使坯料放在鍛模模膛內(nèi)成形，從而獲得鍛件的一種加工方法。1.特點(diǎn)模鍛具有尺寸精度高，鍛件形狀復(fù)雜，操作簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高和流線完整、性能好等優(yōu)點(diǎn)。適于小型鍛件的成批大量生產(chǎn)。如飛機(jī)、機(jī)車、軍工、軸承等制造業(yè)中的齒輪、軸、連桿等零件。2.模鍛設(shè)備根據(jù)傳動(dòng)方式的不同，模鍛設(shè)備可分為錘上模鍛、曲柄壓力機(jī)、平鍛機(jī)和摩擦壓力機(jī)。模鍛設(shè)備鍛造力性質(zhì)鍛件精度生產(chǎn)率錘上模鍛沖擊力較低較低曲柄壓力機(jī)壓力較高較高平鍛機(jī)壓力較高較高摩擦壓力機(jī)沖擊力~壓力較高較低利用氣壓或液壓等傳動(dòng)機(jī)構(gòu)使錘頭，在極短的時(shí)間施加給鍛件，使之獲得塑性變形能，完成各種鍛壓工藝的鍛壓機(jī)械稱為鍛錘?？梢早叴?、拔長(zhǎng)、滾擠、彎曲、成型、預(yù)鍛、終鍛。采用曲柄連桿作為工作機(jī)構(gòu)的壓力機(jī)。曲柄壓力機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，動(dòng)作平穩(wěn)，廣泛用于沖壓、模鍛和粉末冶金等工藝。用于局部鐓粗的方法生產(chǎn)鍛件。還可實(shí)現(xiàn)沖孔、翻邊、切邊和切斷等工作。利用飛輪和摩擦盤的接觸傳動(dòng)，并借助螺桿與螺母的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而工作的。3.錘上模鍛鍛模由上、下模組成。上下模分別安裝在錘頭下端和模座上的燕尾槽內(nèi)，用楔鐵緊固。合模后，形成模膛。鍛模上下模的接觸面叫鍛模分模面。模鍛根據(jù)模膛功用可分為制坯模膛和模鍛模膛。坯模膛主要作用是初步鍛成接近鍛件的形狀，無(wú)飛邊。模鍛模膛的主要作用是使坯料達(dá)到鍛件的形狀和尺寸要求。模鍛根據(jù)鍛件的復(fù)雜程度可分為單模膛模鍛和多模膛模鍛。單模膛模鍛是一副鍛模上只有一個(gè)終鍛模膛。多模膛模鍛是一副鍛模上有兩個(gè)以上的模膛。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，并很好地充滿模膛，必須預(yù)先在制坯模膛內(nèi)制坯。在鍛造過(guò)程中模鍛件的分模面即上、下鍛模在鍛件上的分界面。一般應(yīng)選在鍛件最大截面處且分模深度一致，以利充型、脫模。4.胎模鍛胎膜鍛是在自由鍛設(shè)備上，使用可移動(dòng)模具生產(chǎn)模鍛件的一種鍛造方法。鍛造時(shí)，胎膜并不固定在錘頭或砧座上，而是自由地放在錘頭和砧座之間進(jìn)行鍛造。根據(jù)用途有多種摔模，摔模是制坯整形模，主要用于回轉(zhuǎn)體工件的拔長(zhǎng)、摔圓、摔臺(tái)階、摔錐度等?？勰Ｓ缮?、下扣組成或由上砧和下扣組成，鍛造時(shí)鍛件不轉(zhuǎn)動(dòng)，粗鍛成形后鍛件翻轉(zhuǎn)90°在錘砧上平整側(cè)面?？勰３Ｓ脕?lái)鍛造長(zhǎng)桿非回轉(zhuǎn)體鍛件的全部或局部成形，也可用來(lái)制坯。胎模的結(jié)構(gòu)類型主要是開(kāi)式套膜和閉式套膜。開(kāi)式套膜主要用于回轉(zhuǎn)體鍛件如法蘭盤、齒輪的最終成形或制坯，最終成形時(shí)，鍛件的端面必須是平面。閉式套膜主要用于端面有凸臺(tái)或凹坑的回轉(zhuǎn)體類鍛件的制坯或最終成形。合模一般由上、下模組成。為使上、下模吻合和不使鍛件產(chǎn)生錯(cuò)移，常用導(dǎo)柱和導(dǎo)銷定位。合模適用于各類鍛件的終鍛成形，尤其是非回轉(zhuǎn)體類形狀復(fù)雜的鍛件，如連桿、叉形鍛件等。三、板料沖壓板料沖壓是利用沖模，借助沖床的沖擊力使板料產(chǎn)生分離或變形，獲得所需形狀和尺寸制件的加工方法。板料沖壓一般在常溫下進(jìn)行，故又稱為冷沖壓。1.特點(diǎn)板料沖壓所用材料具有良好的塑性和較低的變形抗力；具有較高的尺寸精度和表面質(zhì)量；沖壓件的重量輕、強(qiáng)度和剛性好；操作簡(jiǎn)便，易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化；材料利用率高不需切削加工。但沖模制造復(fù)雜，成本高，只適合大批量生產(chǎn)。沖壓用原材料須具有足夠的塑性，常用金屬材料有低碳鋼、高塑性合金鋼、鋁、銅及其合金等；沖壓件廣泛應(yīng)用于汽車、拖拉機(jī)、航空、電器、儀表、國(guó)防等工業(yè)部門。2.基本工序板料沖壓的基本工序分為分離工序和變形工序兩大類。分離工序是指使坯料的一部分相對(duì)于另一部分分離的工序；變形工序是使坯料產(chǎn)生塑性變形而不破裂的工序。板料沖壓主要分為分離工序和變形工序兩個(gè)部分，分離工序主要作用有剪切、沖裁和修整。變形工序的主要作用是彎曲、拉深、翻邊等。剪切是使坯料按要求的輪廓分離的工序。通常在剪床上進(jìn)行，其任務(wù)是將坯料切成具有一定寬度的條料，供下一工序使用。沖裁是利用沖裁模使板料沿封閉的輪廓線分離的工序，包括落料和沖孔。落料和沖孔這兩種工序的坯料變形過(guò)程是一樣的，只是用途不同。落料是被沖下的部分為工件，而周邊是廢料；沖孔是被沖下的部分是廢料，而周邊是工件。修邊的精度要求高的零件，沖裁后還要在修整模上進(jìn)行修整，以去除塌角、毛刺和斷裂帶。修整模的間隙為0.006～0.01mm，單邊切除量為0.05～0.2mm，尺寸公差等級(jí)為IT7~IT6，粗糙度Ra值為1.6～0.8μm。彎曲是將坯料的一部分相對(duì)于另一部分彎成一定角度的工序。彎曲時(shí)內(nèi)側(cè)壓縮為壓應(yīng)力；外側(cè)產(chǎn)生拉伸為拉應(yīng)力。外表面層的應(yīng)變量最大。當(dāng)外側(cè)拉應(yīng)力超過(guò)坯料的抗拉強(qiáng)度時(shí)，會(huì)造成坯料破裂（彎裂）。為防止彎裂，應(yīng)使彎曲半徑不得小于允許的最小彎曲半徑rmin。彎曲件的圓角半徑不能小于材料強(qiáng)度所允許的最小彎曲半徑；彎曲時(shí)應(yīng)盡量使彎曲線垂直于板料纖維方向。彎邊長(zhǎng)度不能太短，一般b>2t。彎曲帶孔件時(shí)，孔的位置不能離彎曲處太近，一般b>1.5t，以防孔的變形。拉深是指變形區(qū)在一拉一壓的應(yīng)力作用下，使板料（或淺的空心坯）成形為空心件（或深的空心件），而厚度基本不變的成形方法，又稱拉延。拉深過(guò)程中環(huán)形區(qū)（成為側(cè)壁的部分）存在大的切向壓應(yīng)力和徑向拉應(yīng)力，變形主要集中在環(huán)形區(qū)，當(dāng)切向應(yīng)力不穩(wěn)定會(huì)產(chǎn)生皺折，一般用壓邊圈壓住坯料，且壓邊圈上的壓力以不產(chǎn)生皺折為宜。冷變形時(shí)坯料會(huì)產(chǎn)生加工硬化，使拉深件側(cè)壁的抗拉強(qiáng)度大于底部，如果拉應(yīng)力超過(guò)底部的強(qiáng)度極限，則底部會(huì)被拉裂。拉深時(shí)，如果拉深系數(shù)過(guò)小，不能一次拉深成形時(shí)則可采用多次拉深工藝。拉深可制成筒形、階梯形、錐形、方盒形等多種形狀的薄壁零件，如汽車蓋板、儀表殼體、生活用器皿等。翻邊是在帶孔的平板坯料上用擴(kuò)孔的方法在孔周圍獲得凸緣的工序。翻邊系數(shù)用K0表示，K0=d0/d，d0為翻邊前孔直徑，d為翻邊后孔直徑。當(dāng)K0<0.65時(shí)，容易將孔邊緣翻裂，一般可采用先拉深，后沖孔，再翻邊的工藝。脹形是利用局部變形使已制成半成品的部分內(nèi)徑增大的沖壓工藝。它常用的方法有橡皮脹形與液壓脹形兩種。3.沖模沖模是沖壓生產(chǎn)的工具，它的結(jié)構(gòu)對(duì)沖壓件質(zhì)量，生產(chǎn)率都有很大的影響。沖?；旧峡煞譃楹?jiǎn)單模、連續(xù)模和復(fù)合模。連續(xù)沖模是在沖床的一次行程中，在模具的不同部位上同時(shí)完成數(shù)道沖壓工序的模具，適用于大批量生產(chǎn)精度要求不高的中小型零件。復(fù)合沖模是在沖床的一次行程中，在模具的同一部位上同時(shí)完成數(shù)道沖壓工序的沖模，復(fù)合沖模適用于生產(chǎn)批量大，精度高的零件。四、其他壓力加工1.擠壓擠壓是在三向不均勻壓應(yīng)力作用下放在模具中的金屬坯料產(chǎn)生大的塑性變形，由?？谆蛲埂寄？p隙中擠出，以形成零件的加工方法。擠壓時(shí)產(chǎn)生塑性變形的僅僅是坯料中的一部分，而不是全部。按照擠壓加工時(shí)金屬流動(dòng)的方向和凸模運(yùn)動(dòng)方向的關(guān)系可分為正擠壓、反擠壓、復(fù)合擠壓、徑向擠壓四類。擠壓時(shí)金屬流動(dòng)方向與凸模運(yùn)動(dòng)方向相同。反擠壓正擠壓反擠壓正擠壓復(fù)合擠壓：擠壓時(shí)坯料一部分金屬流動(dòng)方向與凸模運(yùn)動(dòng)方向相同，另一部分則相反。徑向擠壓：擠壓時(shí)金屬流動(dòng)方向與凸模運(yùn)動(dòng)方向成90°。冷擠壓是一種高生產(chǎn)率的加工方法，在汽車、拖拉機(jī)、電機(jī)、儀表、航空等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，目前只能對(duì)有色金屬以及中、低碳鋼的小型零件進(jìn)行冷擠壓，而熱擠壓廣泛用于生產(chǎn)鋁、銅等有色金屬的管材和型材等。2.軋制軋制是金屬坯料在回轉(zhuǎn)軋輥的孔隙中，靠摩擦力作用，連續(xù)進(jìn)入軋輥而產(chǎn)生塑性變形的加工方法，是生產(chǎn)鋼材最常用的生產(chǎn)方式，主要用來(lái)生產(chǎn)型材、板材、管材。軋機(jī)是實(shí)現(xiàn)金屬軋制過(guò)程的設(shè)備。泛指完成軋材生產(chǎn)全過(guò)程的裝備，包括有主要設(shè)備、輔助設(shè)備、起重運(yùn)輸設(shè)備和附屬設(shè)備等。軋輥是使金屬塑性變形的部件。根據(jù)軋輥軸線與坯料軸線方向的不同分為縱軋、橫軋和斜軋。縱軋是軋輥軸線與坯料軸線相互垂直的軋制方法。橫軋是軋輥軸線與坯料軸線相互平行的軋制方法。根據(jù)金屬狀態(tài)分有：熱軋和冷軋。熱軋（hotrolling）是在再結(jié)晶溫度以上進(jìn)行的軋制。冷軋（coldrolling）是在再結(jié)晶溫度以下進(jìn)行的軋制。3.拉拔拉拔是將金屬坯料從拉拔模的?？桌龆冃蔚募庸し椒?。一般在室溫下進(jìn)行，故稱冷拉。拉拔的原始坯料為軋制或擠壓的棒材或管材。拉拔模拉拔模坯料