隔环锻造工艺分析及模具设计.doc

1、 隔环锻造工艺分析及模具设计摘要：采用自由锻可以减少生产时间，降低生产成本，提高生产效率，胎模锻可以减轻工人的劳动强度，使锻件的质量和产量进一步提高，降低金属的的消耗，工艺操作灵活，制造经济简便，可在一种锻锤上锻出形状较复杂的锻件。本设计详细的论述了自由锻，胎模锻的全过程。自由锻（含胎模锻）是指借助简单的工具，如锤、砧、型砧、摔子、冲子、型铁等对铸锭或棒材进行镦粗、拔长、弯曲、冲孔、扩孔等方式生产零件毛坯，胎模是在自由锻锤上采用活动锻模进行模锻生产的一种工艺方法。隔环是一个形状比较简单的环形件，所用的材料时45号钢，而且是一定尺寸的圆钢。需要的工序有镦粗-胎模锻。经工艺计算和分析确定了合理的锻

2、造工艺方案，提出了选用自由锻方法将坯料预锻成接近锻件的形状，然后在胎模中最终锻制成形。在自由锻前要经过尺寸计算得到坯料的尺寸和质量，采用锯切的方法将圆钢以一定的尺寸下料，选用接触电加热炉将坯料加热。然后经过各个锻造工序最终将毛坯锻造成锻件。关键词：隔环；自由锻；镦粗、胎模Every ring forging process analysis and die designAbstract:Using free forging can reduce production time, reduce production cost, improve production efficiency, tir

3、e die forging can reduce the labor intensity of workers, the forging quality and production to further improve, reduce the consumption of metal craft operation is flexible and convenient manufacturing economy, can be in a forging hammer forging shape more complex forging.This design detailed discuss

4、es the free forging, tire die forging process. Free forging (including tire die forging) refers to using simple tools, such as hammer, anvil, anvil, child, punch, such as iron ingot or bar for upsetting, drawing out, bending, punching, expanding production parts blank, tire mold is on free forging h

5、ammer forging die forging production using activity of a kind of technological process.Spacer ring is a ring shape is simple, the material of 45 # steel, and it is of a certain size. Need to process have a upsetting - die forging. The process calculation and analysis to determine the reasonable forg

6、ing process scheme, puts forward a method to choose the free forging billet pre forging into close to the shape of the forgings, and then final forging is made in the tire mold. Should pass before free forging size to calculate the size and quality of the billet, adopt the method of sawing materials

7、 will round steel to a certain size, selection of electrical contact heat the billet heating furnace. And then through the various forging process will end up blank forging forgings.Keywords: distance ring; Free forging; Upsetting, tire mold 目 录1前 言11.1锻造的概念、种类、特性及运领用域11.1.1 锻造的概念11.1.2 锻造的分类11.1.3

8、锻造加工的特性及应用领域11.2 锻压技术的历史与发展22零件图33根据零件图及尺寸计算锻件图的尺寸44绘制锻件图45确定变形工序及工具。56坯料质量和尺寸的计算97钢加热时的性能变化107.1加热对钢的力学性能的影响107.2加热过程中的氧化107.2.1氧化形式107.2.2影响氧化的因素107.2.3防止和减少氧化的措施127.3加热过程中的脱碳127.4加热过程中的过热或者过烧127.4.1过热127.4.2过烧137.4.4加热过程中金属内部的裂纹148钢的加热规范及锻造温度范围148.1加热规范的内容148.1.1加热温度158.1.2加热速度158.1.3加热时间15II8.2加

9、热规范的类型178.3钢加热的规范188.3.1钢锭加热的规范188.3.2钢材的的加热规范198.3.3加热规范的确定208.3.4加热温度的测定208.3.5钢的锻造温度范围229锻造用的材料249.1钢锭内部组织结构249.2大型钢锭的主要缺陷249.2.1偏析259.2.2夹杂259.2.3气体259.2.4缩孔与疏松269.3型材的常见缺陷269.3.1划痕269.3.2折叠279.3.3发裂279.3.4结疤279.3.5碳化物偏析279.3.6白点279.3.7非金属夹杂289.3.8粗晶环2810下料2810.1剪切2810.2冷折法3010.3锯切3010.4气割3110.5

10、砂轮切割3111加热炉的选择与分析3211.1燃料加热3211.2电加热3211.3加热炉的选择 3312设备的选择与分析3412.1 螺旋压力机吨位的确定3412.2 压力机型号和参数的选择3513编写零件的机加工工艺卡及工序卡35结论43参考文献44致谢451前 言1.1锻造的概念、种类、特性及运领用域1.1.1 锻造的概念 锻造是一种利用锻压设备对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法，锻压（锻造与冲压）的两大组成部分之一。通过锻造能消除金属在冶炼过程中产生的铸态疏松等缺陷，优化微观组织结构，同时由于保存了完整的金属流线，锻件的机械性能一般

11、优于同样材质的铸件。相关机械中负载高、工作条件严峻的重要零件，除形状较简单的可用轧制的板材、型材或焊接件外，多采用锻件。1.1.2 锻造的分类(1)自由锻 利用冲击力或压力使金属在上下两个抵铁（砧块）间产生变形以获得所需锻件，主要有手工锻造和机械锻造两种。(2)模锻 模锻又分为开式模锻和闭式模锻金属坯料在具有一定形状的锻模膛内受压变形而获得锻件，又可分为冷镦、辊锻、径向锻造和挤压等等。按变形温度锻造又可分为热锻（锻造温度高于坯料金属的再结晶温度）、温锻（锻造温度低于金属的再结晶温度）和冷锻（常温）。钢的再结晶温度约为460，但普遍采用800作为划分线，高于800的是热锻；在300800之间称为

12、温锻或半热锻。（3）胎模锻 胎模锻是在自由锻锤上采用活动锻模（胎模）进行锻造生产的一种工艺方法。胎模锻是在自由锻的基础上发展起来的，进一步又形成了模锻工艺，因此它是介于两者之间的一种工艺形式。一般胎模锻先用自由锻方法把坯料预锻成接近锻件形状、然后在胎模中最终锻制成形，故它兼有自由锻和模锻的特点。1.1.3 锻造加工的特性及应用领域 锻造可以改变金属组织，提高金属性能。铸锭经过热锻压后，原来的铸态疏松、孔隙、微裂等被压实或焊合；原来的枝状结晶被打碎，使晶粒变细；同时改变原来的碳化物偏析和不均匀分布，使组织均匀，从而获得内部密实、均匀、细微、综合性能好、使用可靠的锻件。锻件经热锻变形后，金属呈现纤

13、维组织；经冷锻变形后，金属晶体呈有序性。锻造是使金属进行塑性流动而制成所需形状的工件。金属受外力产生塑性流动后体积不变，而且金属总是向阻力最小的部分流动。生产中，常根据这些规律控制工件形状，实现镦粗拔长、扩孔、弯曲等变形。锻造出的工件尺寸精确、有利于组织批量生产。模锻、挤压、冲压等应用模具成形的尺寸精确、稳定。可采用高效锻压机械和自动锻压生产线，组织专业化大批量或大量生产。锻造的生产过程包括成形前的锻坯下料、锻坯加热和预处理；成形后工件的热处理、清理、校正和检验。常用的锻压设备有锻锤、液压机和机械压力机。锻锤具有较大的冲击速度，利于金属塑性流动，但会产生震动；液压机用静力锻造，有利于锻透金属和

14、改善组织，工作平稳，但生产率低；机械压力机行程固定，易于实现机械化和自动化。 未来锻造工艺将向提高锻压件的内在质量、发展精密锻造和精密冲压技术、研制生产率和自动化程度更高的锻造设备和锻造生产线、发展柔性锻造成形系统、发展新型锻造材料和锻造加工方法等方面发展。提高锻造件的内在质量，主要是提高它们的机械性能(强度、塑性、韧性、疲劳强度)和可靠度。这需要更好地应用金属塑性变形理论；应用内在质量更好的材料；正确进行锻前加热和锻造热处理；更严格和更广泛地对锻压件进行无损探伤。少、无切削加工是机械工业提高材料利用率、提高劳动生产率和降低能源消耗的最重要的措施和方向。锻坯少、无氧化加热，以及高硬、耐磨、长寿

15、模具材料和表面处理方法的发展，将有利于精密锻造、精密冲压的扩大应用。1.2 锻压技术的历史与发展 人类在新石器时代末期，已开始以锤击天然红铜来制造装饰品和小用品。中国约在公元前2000多年已应用冷锻工艺制造工具，如甘肃武威皇娘娘台齐家文化遗址出土的红铜器物，就有明显的锤击痕迹。商代中期用陨铁制造武器，采用了加热锻造工艺。春秋后期出现的快速炼铁，就是经过反复加热锻造以挤出氧化物夹杂并成形的。最初，人们靠抡锤进行锻造，后来出现通过人拉绳索和滑车来提起重锤再自由落下的方法锻打坯料。14世纪以后出现了畜力和水力落锤锻造。1842年，英国的内史密斯制成第一台蒸汽锤，使锻造进入应用动力的时代。以后陆续出现锻造水压机、电机驱动的夹板锤、空气锻锤和机械压力机。夹板锤最早应用于美国内战(18611865)期间，用以模锻武器的零件，随后在欧洲出现了蒸汽模锻锤，模锻工艺逐渐推广。到19世纪末已形成近代锻