厚壁管有芯镦锻成形极限的研究

第5卷第4期1998年12月

塑性工程学报

JOU RNAL O F PLA ST I C IT Y EN G I N EER I N G

V o l

.5　N o .4D ec .　1998

厚壁管有芯镦锻成形极限的研究

(华中理工大学模具技术国家重点实验室　430074)　俞彦勤　黄早文　邓小山

(胜利石油管理局工程机械厂)　王少力　程　鹏　朱明熙

摘　要　本文根据厚壁圆管在两端夹持、有芯轴支撑、轴向加载的条件下,视塑性试验流线分布的结果,建立了变形区域的速度场和应变速率场。采用上限法,确定了管坯镦锻成法兰制件的合理工艺参数;根据能量准则,导出了管料在变形过程中内壁产生凹陷的判别式,首次建立了管坯有芯镦锻的成形极限曲线,所得结果与试验结果符合良好。关键词　镦锻　上限法　成形极限

1　引　言

在两端夹持、有芯轴支撑、轴向加载的条件下,使厚壁管局部加厚,是带有大直径法兰管类制件的一种有效加工方法,这种管坯中部镦锻成形新工艺属于塑性加工领域的前沿课题,有着广泛的应用前景[1],迄今国内涉及者极少,国外学者近年虽有报道,但大多是来自于试验及统计的结果。本文采用上限法,经过详细的推导,确定了管坯中部镦锻成法兰制件的合理工艺参数;根据能量准则,导出了管坯在变形过程中产生内壁凹陷的判别式。在此基础上,建立了管坯有芯中部镦锻的成形极限曲线,并给出了计算实例及试验验证。

2　上限分析

211　管坯变形模型

图1为管坯变形的模型,管坯内径为2r i ,外径为2r o ,管坯上下两端受模具约束,在轴向加载后,管坯中部形成法兰,法兰部分半径为r f ,高度为2h f 。带有芯轴的冲头在下压时,其芯轴限制管坯内径r i 保持不变,在静态加载的条件下,发现子午面上沿变形高度的中部横截面的上下部分是对称的,因而取轴向高度的一半作为研究对象。根据视塑性试验管坯流线的分布分析,可将管料划分为图2所示的成形区域(不考虑上下两端受模具约束部分的变形)。 、 区为塑性变形区, 区为刚性区,设刚性区高度为h ,建立(r ,Η,z )圆柱坐标系如

图2所示。又假定冲头沿轴向相对于坐标轴r 的运动速率为u α0

2

,各区域沿r 、Η和Z 轴的速度

分量为u αri 、u αΗi 、u αz i ,应变速率分量为Εαri 、ΕαΗi 、Εαz i (此处下标i 代表变形区域,i =1

～3),轴对称变形时u αΗi =0,剪应变速率分量为零,并假定管坯材料为理想刚塑性材料

。由体积不变条件有

图1　管坯镦锻示意图

12冲头;22上模;32管料;42下模

F ig 11　T he schem atic draw ing of p i py b lank heading .

图2　变形区域的划分图

F ig 12　T he dividing defo rm ati on zone .

Εαri +ΕαΗi +Εαz i =0 (i =1～3)

(1)

应变速率分量为

Εαri =

5u αri 5r ΕαΗi =u αri r

Εαz i =5u αz i 5z

(i =1～3)(2)

各区域速度分量及应变速率分量计算如下: 区为塑性区,该区金属质点沿z 轴向下运动,同时也沿r 轴正向运动,根据平行速度场的定义[2],该区金属流动的轴向速度与r 轴无关,

设轴向位移速度为u z 1=az +b ,式中a 、b 为常数,利用边界条件u αz 1 z =h f =-u α 2、u αz 1 z =h f -h

=0,可求得u αz 1=-u α2

[z -(h f -h )],将此式与(1)、(2)式联立求解得 区的速度分量及应变速率分量如下:

u αz 1=-u α02[z -(h f -h )]u αr 1=u α04h r 1-r i r 2Εαz 1=-u α02h Εαr 1=u α04h 1+r i r 2ΕαΗ1=u α04h 1-r i r 2(3) 区为塑性区,该区金属质点沿r 轴正向移动,、下模的限制,故轴向速度

分量u αz 2=0,由边界条件u αr 2 r =r 0=u αr 1 r =r 0=u α04h r 01-r 0

2及(1)、(2)式可求得68塑性工程学报第5卷

u αr 2=u α

04h r (r 2

-r 2

i )

u α

z 2=0

Εαr 2=-u α

04h r

2(r 2

0-r 2

i )

ΕαΗ2=

u α

04h r

2(r 20-r 2

i )

Εαz 3

=0(4)

区为刚性区,该区质点沿经向以速度u αr 3产生刚性平移,u αr 3=u αr 2 r =r 0=u α04h r 0

(r 20-r 2i ),沿轴向无位移,u αz 3=0,即有

u αr 3=u α

4h r 0(r 20

-r 2

i )

u α

z 3=0

(5)

塑性变形区域 、 的等效应变速率为

ΕΗ

i =

23

(Εαri -ΕαΗi )2+(ΕαΗi -Εαz i )2+(Εαz i -Εαri

)2 (i =1～2) 将(3)、(4)式中的应变速率分量分别代入上式可得

ΕΗ

1=

u α0

2

3h

3+

r i

r

4

ΕΗ2=

u α0(r 2

0-r 2i )23h r 2

(6)

经验证,塑性区 、 的速度场及应变速率场均满足运动边界条件及体积不变条件,因而是运动学许可的速度场及应变速率场。212　各项功率消耗计算21211　塑性变形功率消耗

塑性区 、 的塑性变形功率消耗为

W

αp i =

∫

v i

Ρs ΕΗ

i d V i (i =1～2)

式中　Ρs ——材料单向拉伸实验确定的屈服应力

ΕΗ

i ——等效应变速率,由(6)式给出

V i ——塑性变形区的体积

将(6)式代入上式整理得

W

αp 1

=ΠΡs u α0r i 2

23

3

r 0

r i

4

+1-ln

r i r 0

2

+3+

r i r 0

4

+2(1-ln 3)

h f

h

-1

W αp 2=ΠΡs u α0(r 02-r i 2

)3

ln r f r 0h f

h

(7)

21212　速度间断面上消耗的功率

管料变形时,在#1、#2面(见图2)上存在速度间断,其功率消耗分别为

7

8第4期 俞彦勤等:厚壁管有芯镦锻成形极限的研究

W α#1=

∫r 0

r i

Ρs 32Πr u αr 1-u αr 3 d r

W α#2=∫

h f h Ρs 32Πr 0 u αz 1-u αz 2 d z =∫

h f

h

Ρs 3

2Πr 0 u αz 1 d z 将(3)、(4)、(5)式中的速度分量分别代入上两式并整理得

W α#1=ΠΡs u α02323

r i 3-16r 03-r i 4

2r 0 1h W α#2=ΠΡs u α0r 03

2h f -h 2

f 2h -32h

(8)

21213　摩擦功率消耗

沿f 1、f 2、f 3柱面上(见图2),管料与工具间存在摩擦,其摩擦功率为

W αf 1=∫

r f

r 0

m Ρs

3

u αr 2 2Π

r d r W αf 2=

∫h f h

m Ρs

3 -u α

2+u αz 1

2Πr i

d z

W αf 3

=

∫h

m Ρs

3 -u α0

2 2Πr i

d z

式中,m 表示管料与工具间的摩擦因子,其取值为(0～1)。将(3)、(4)式中的有关速度分量代入上三式可得

W αf 1=

ΠΡs u α0m 23

(r 02-r i 2)(r f -r 0)1h W αf 2=ΠΡs u α0m r i 3

(3h f -h 2f 2h -52h )W αf 3=ΠΡs u α0m r i 3

h

(9) 管坯变形的总功率消耗为

W αT =2(W αp +W α#+W αf )(10)图3　内壁凹陷

F ig 13T he recess of inner w all

. 由于只是分析了管料上半部分的变形,因而上式中右边乘以2,将(10)式两边除以ΠΡs u α0(r 20-r 2

i )得单位变形力为p Ρs

=2(W αp +W α#+W αf ) ΠΡs u α

0(r 20-r 2i )。令5(p Ρs )5h f

=0,可解得单位变形力的最佳上限值(p Ρs )op t 。

3　成形极限曲线的建立

管料在轴向载荷作用下,其单位变形力达到(p Ρs )op t 时,若

继续加载则极有可能导致管料产生塑性失稳[3],对本文所论及

的问题而言,为保证刚性区 (见图2)及塑性区 在法向速度分

量连续,则刚性区产生沿r 轴正向的刚性平移,使管料内壁出现如图3所示的凹陷,以此满足

88塑性工程学报

第5卷

管料与初始边界运动学条件相协调的运动,根据能量准则[4],当d W T <0时,则管料内壁出现凹陷,由d W T d h f <0及式(7)、(8)、(9)、(10),并考虑到0≤h

ln

r i

r 0

2

+3+

r i r 0

4

+2

h f

r i r 0

r i

+m -2(1-ln 3)-

3r 0r i

4

+1-2r 2

0r 2i

-1ln

r f

r 0

>0(11)

图4　成形极限图

F ig 14　T he fo rm ing li m it diagram .

(11)式即为管料变形时产生凹陷的判别式,对于一定参数(r 0、r i )的管坯而言,由判别式(11),选取不同的摩擦因子m ,则可得到管坯轴向镦锻形成法兰的成形极限,图4为2r 0=<36,2r i =<25,即r 0 r i =1144的管坯,采用三次样条插值拟合的成形极限图。图4中,称m <011曲线的上部分为管料因失稳而产生内壁凹陷的凹陷区;m >019曲线的下部分为管料镦锻正常进行的安全区,介于m =011与m =019之间的区域为临界区,在此区域内,管料的变形力可取得最佳的上限值。由该曲线图,可确定管坯在端部约束、轴向加载局部镦粗的合理法兰尺寸h f 、r f 值。

4　试验及分析

用图1所示的镦锻方式及模具,在W I 260材料试验机上进

行准静态试验。试验材料选用通过挤压模挤出的铅管,铅管外径2r 0=36mm 、内径2r i =25mm ,由圆环镦粗法[5]测定出铅管与工具的摩擦因子:在有黄油作润滑剂的条件下,m ≈012;用碳酸钙粉作润滑剂时,m ≈015。将铅管镦粗成不同尺寸的法兰形状后,沿轴向剖开,其实验观察结果列入表1。

表1

2h f 252530321535352r f 28

30

35

35

40

55

m =012×<<××

×

×

×

×

×

×

表中“×”——产生凹陷;“<”——不产生凹陷

从表1中可看出:当法兰高度2h f 一定时,法兰直径越大即管料变形时厚度增加越大时,越不易产生内壁凹陷;当法兰直径2r f 一定时,法兰高度愈大即管料的轴向压缩量愈小,则愈容易产生凹陷;工具与管料间的摩擦因子值越大,对于一定法兰高度和法兰直径而言,则产生凹陷的可能性越大。

5　结　论

厚壁管在两端夹持、有芯轴支撑的条件下,进行轴向镦锻时,形成的管件法兰的高度与

9

8第4期 俞彦勤等:厚壁管有芯镦锻成形极限的研究

09塑性工程学报第5卷

直径应满足一定的几何关系,当判别式(式11)成立时,则管料产生凹陷。模具与管料的摩擦对管件形成法兰有很大影响,摩擦因子愈大,愈易形成内壁凹陷,反之亦然,本文所建立的管料镦锻成形极限曲线,可供类似管料镦锻工艺的制订及模具设计时参考。

参考文献

1　A ren toft M.R eview of research in to the in jecti on fo rging of tubu tar m eterials.J.M ater.P rocess.T ech., 1995,52(2～4):460～471

2　R.A.C.斯莱特.工程塑性理论及其在金属成形中的应用.机械工业出版社,1983

3　梁炳文,胡世光.弹塑性稳定理论.国防工业出版社,1983

4　王仁,黄克智,朱兆祥.塑性力学进展.中国铁道出版社,1988

5　肖景容,李尚健.塑性成形模拟理论.华中理工大学出版社,1994

A STUDY ON FOR M ING L I M IT OF TH I CK CYL IND ER

UND ER AX I AL PRESSURE W ITH SUPPORT OF M AND REL

Yu Yanqin　H uang Zaow en　D eng X iao shan

(State Key L ab of D ie T echno logy　430074)

W ang Shao li　Cheng Peng　Zhu M ingx i

(Engineering M ach inery Facto ry of Shengli Petro leum A dm in istrati on)

Abstract　T h is paper is based on resu lt of visi op lasticity test of th ick cylinder du ring ax ial p ressu re w ith sup2 po rt of m andrel,velocity field and strain rate field w ere estab lished.T he op ti m um techn ique param eters w ere defined by upper2bound m ethod.T he fo rm u la of the local bu lk ing at inner w all w as also ob tained from energy criteri on.In th is study,au thers set a fo rm ing li m it diagram of th ick cylinder du ring ax ial p ressu re w ith sup2 po rt of m andrel,A ll the conclu si on s have the good agreem en t w ith experi m en ts of lead tube up setting. Keywords　up setting,upper2bound m ethod,fo rm ing li m it

冷镦锻工艺与模具设计

以GB5786-M8六角头螺栓为例来说明...冷镦锻工艺是一种少无切削金属压力加工工艺。它是一种利用金属在外力作用下所产生的塑性变形，并借助于模具，使金属体积作重新分布及转移，从而形成所需要的零件或毛坯的加工方法。 冷镦锻工艺的特点： 1．冷镦然是在常温条件进行的。冷镦锻可使金属零件的机械性能得到改善。 2．冷镦锻工艺可以提高材料利率。它是以塑性变形为基础的压力加工方法，可实现少切削或者无切削加工。一般材料利用率都在85%以上，最高可达99%以上。 3．可提高生产效率。金属产品变形的时间和过程都比较短，特别是在多工位成形机上加工零件，可大大提高生产率。 4．冷镦锻工艺能提高产品表面粗糙度、保证产品精度。 二、冷镦锻工艺对原材料的要求 1．原材料的化学成份及机械性能应符合相关标准。 2．原材料必须进行球化退火处理，其材料金相组织为球状珠光体4-6级。 3．原材料的硬度，为了尽可能减少材料的开裂倾向，提高模具使用寿命还要求冷拔料有尽可能低的硬度，以提高塑性。一般要求原材料的硬度在HB110~170（HRB62-88）。 4．冷拔料的尽寸精度一般应根据产品的具体要求及工艺情况而定，一般来说，对于缩径和强缩尺寸精度要求低一些。 5．冷拔料的表面质量要求有润滑薄膜呈无光泽的暗色，同时表面不得有划痕、折叠、裂纹、拉毛、锈蚀、氧化皮及凹坑麻点等缺陷。 6．要求冷拔料半径方向脱碳层总厚度不超过原材料直径的1-1.5%(具体情况随各制造厂家的要求而定）。 7．为了保证冷成形时的切断质量，要求冷拔料具有表面较硬，而心部较软的状态。 8．冷拔料应进行冷顶锻试验，同时要求材料对冷作硬化的敏感性越低越好，以减少变形过程中，由于冷作硬化使变形抗力增加。 三、紧固件加工工艺简述 紧固件主要分两大粪：一类是螺纹类紧固件；另一类是非螺纹类紧固件或联接件。这里仅针对螺纹类紧固件进行简述。 1. 螺纹类紧固件加工流程一般都是由剪断、冷镦、或者冷挤压、切削、螺纹加工、热处理、表面处理等生产工序组成的。 材料改制工艺流程一般为： 酸洗→拉丝→退火→磷化皂化→拉丝→(球化磷化) 螺纹类紧固件冷加工艺流程订要有以下几种情况: 8.8级以下的螺纹紧固件产品加工流程 打头→清洗→搓螺纹→清洗→表面处理→包装 8.8级以下的螺纹紧固件产品加工流程 打头→清洗→切削→热处理→穿垫搓螺纹→清洗→表面处理→包装 8.8-10.9级螺纹紧固件产品加工流程 打头→清洗→切削→搓螺纹→热处理→清洗→表面处理→包装 10.9-12.9级螺纹紧固件产品加工流程 打头→清洗→热处理→切削→滚螺纹→清洗→无损检测→清洗→表面处理→包装 2. 螺纹类紧固件常用材料

铸造成型工艺

名词解释 1.材料成形技术：利用生产工具对各种原材料进行增值加工或处理，材料制备成具一定结构形式和形状工件的方法 2.液态成型：将液态金属浇注到与零件形状相适应的铸型型腔中，待其冷却凝固，以获得毛坯或零件的生产方法 3.逐层凝固：纯金属和共晶成分的合金在凝固中不存在固液两相并存的凝固区，所以固液分界面清晰可见，一直向铸件中心移动（铸铁） 4.糊状凝固：铸件在结晶过程中，当结晶温度范围很宽且铸件界面上的温度梯度较小，则不存在固相层，固液两相共存的凝固区贯穿整个区域（铸钢） 5.同时凝固原则：铸件相邻各部位或铸件各处凝固开始及结束的时间相同或相近，甚至是同时完成凝固过程，无先后的差异及明显的方向性 6.顺序凝固原则：在铸件上可能出现缩孔的厚大部位通过安放冒口等工艺措施，使铸件远离冒口的部位先凝固，然后是靠近冒口的部位凝固，最后才是冒口本身凝固。 7.均衡凝固原则：利用铸铁件石墨的共晶膨胀消除缩松的工艺方式 8.砂型铸造：以型砂（SiO2）为铸型、在重力下充型的液态成形工艺方法 9.金属型铸造：以金属为铸型、在重力下的液态成形方法。 10.熔模铸：以蜡为模型，以若干层耐火材料为铸型材料，成形铸型后，熔去蜡模形成型腔，最终在重力下成形的液态成形方法 11.压力铸：把液态或半液态的金属在高压作用下，快速充填铸型，并在高压下凝固而获得铸型的方法 12.低压铸造：是液态金属在较小的压力（20—80Kpa）作用下，使金属液由下而上对铸型进项充型，并在此压力下凝固成型的铸造工艺 13.反重力铸造：液态金属在与重力相反方向力的作用下完成充型，凝固和补缩的铸造成型 14.离心铸造：将液态金属浇注到高速旋转的铸型中，使金属在离心力的作用下充填型腔并凝固成型的方法 15.消失模铸造：用泡沫塑料制成带有浇冒系统的模型，覆上涂料，用干砂造型，无需取模，直接浇注的铸件方法 16.浇注系统：液态金属流入型腔的通道的总称，通常由浇口杯，直浇道，直浇道窝，横浇道和内浇道组成 17.阻流界面：在浇注系统各组元中，截面积最小的部分称为阻流截面 18.集渣包：横浇道上被局部加大加高的部分 19.浇口比：直浇道，横浇道，内浇道截面积之比 20.热节：在壁的相互连接处由于壁厚增加，凝固速度最慢，最容易形成收缩类缺陷 分型面：两半铸型相互接触的表面。分为平直和曲面。作用：便于造型、下芯和起模具。 21.砂芯：为了起模方便并形成铸件的内腔、孔和铸件外形不能出砂的部位，所采用的砂块 22.芯头：伸出铸件以外不与金属液接触的砂芯部分芯头种类：垂直芯头、水平芯头、特殊结构的芯头 23.冒口：铸型内用于储存金属液的空腔，在铸件凝固过程中补给金属，起到防止缩孔，缩松，排气和集渣的作用 冒口=冒口区+轴线缩松区+末端区 24.冒口的补缩距离：冒口补缩后形成的致密冒口区和致密末端区之和 25.补贴：为实现顺序凝固和增强补缩效果，在靠近冒口的壁厚上补加倾斜的金属块 26.均衡凝固：利用铸铁件石墨的共晶膨胀消除缩松的工艺方法 27.缩孔与缩松：液态合金在冷凝过程中，若其液态收缩和凝固收缩所缩减的容积得不到补充，则在铸件最后凝固的部位形成一些孔洞。大而集中的称为锁孔，细小而分散的称为缩松 28.收缩时间分数：铸铁件表观收缩时间与铸件凝固时间的比值 29.补缩量：铸件从浇注系统，冒口抽吸的补缩液量收缩模数：均衡凝固时均衡点的模数 30.复合材料：由有机高分子，无机非金属和金属等几类不同材料人工复合而成的新型材料。它既保留原组分的主要特征，又获得了原组分不具备的优越性能 31.机械加工余量：在铸件加工表面上流出的、准备切削去的金属厚度。 32.冒口补缩通道：末端多了一个散热面，散热快—构成一个朝向冒口而递增的温度梯度；存在平行于轴线的散热表面，形成一个朝向冒口的楔形的补缩通道 33.工艺出品率：铸件质量占铸件及浇注系统（含冒口）质量的比例 34.反重力铸造：指液态金属在与重力方向相反方向力的作用下完成充型，补缩和凝固过程的铸造成型方法 35.离心铸造：指将液态金属浇入高速旋转的铸型中，使金属在离心力的作用下充填型腔并凝固成型的方法

锻造基本知识

锻造知识太汇总 锻造是一种利用锻压机械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优于同样材料的铸件。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. 变形温度 钢的开始再结晶温度约为727 ℃，但普遍采用800 ℃作为划分线，高于800℃ 的是热锻；在300 ～800 ℃之间称为温锻或半热锻，在室温下进行锻造的称为冷锻。用于大多数行业的锻件都是热锻，温锻和冷锻主要用于汽车、通用机械等零件的锻造，温锻和冷锻可以有效的节材。 2. 锻造类别 上面提到，根据锻造温度，可以分为热锻、温锻和冷锻。 根据成形机理，锻造可分为自由锻、模锻、碾环、特殊锻造。 1）自由锻。指用简单的通用性工具，或在锻造设备的上、下砧铁之间直接对坯料施加外力,使坯料产生变形而获得所需的几何形状及内部质量的锻件的加工方法。采用自由锻方法生产的锻件称为自由锻件。自由锻都是以生产批量不大的锻件为主，采用锻锤、液压机等锻造设备对坯料进行成形加工，获得合格锻件。自由锻的基本工序包括镦粗、拔

长、冲孔、切割、弯曲、扭转、错移及锻接等。自由锻采取的都是热锻方式。 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，模锻一般用于生产重量不大、批量较大的零件。模锻可分为热模锻、温锻和冷锻。温锻和冷锻是模锻的未来发展方向，也代表了锻造技术水平的高低。 按照材料分，模锻还可分为黑色金属模锻、有色金属模锻和粉末制品成形。顾名思义，就是材料分别是碳钢等黑色金属、铜铝等有色金属和粉末冶金材料。 挤压应归属于模锻，可以分为重金属挤压和轻金属挤压。 闭式模锻和闭式镦锻属于模锻的两种先进工艺，由于没有飞边，材料的利用率就高。用一道工序或几道工序就可能完成复杂锻件的精加工。由于没有飞边，锻件的受力面积就减少，所需要的荷载也减少。但是，应注意不能使坯料完全受到限制，为此要严格控制坯料的体积，控制锻模的相对位置和对锻件进行测量，努力减少锻模的磨损。 3）碾环。碾环是指通过专用设备碾环机生产不同直径的环形零件，也用来生产汽车轮毂、火车车轮等轮形零件。 4）特种锻造。特种锻造包括辊锻、楔横轧、径向锻造、液态模锻等锻造方式，这些方式都比较适用于生产某些特殊形状的零件。例如，辊锻可以作为有效的预成形工艺，大幅降低后续的成形压力；楔横轧可以生产钢球、传动轴等零件；径向锻造则可以生产大型的炮筒、台阶轴等锻件。 5）锻模

冷镦成型工艺设计

目录 1.形状、尺寸 2. 坯料准备 3. 自动锻压机的型号 4. 凹模孔的直径 5. 滚压螺纹坯径尺寸的确定 6. 送料滚轮设计 7. 切料模 8. 送料与切料时常见的缺陷、产生的原因 9. 初镦 10. 终镦冲模 11. 镦锻凹模 12. 减径模 13. 切边 14. 常用模具材料及硬度要求 15. 冷成形工艺对原材料的要求 16. 切边时容易出现的缺陷、产生原因 17. 化学成份对材料冷成形性能的影响 18. SP.360设备参数 19. 台湾设备参数 20. 台湾搓丝机参数 21. 国内搓丝机、滚丝机参数 22. YC－420、YC－530滚丝机参数 23. 磨床参数 24. 单位换算 25. 钻床参数

形状、尺寸： 1.圆角半径――取直径的1/20～1/5。冷锻时圆角过大反而难锻造。 2.镦粗头部和法兰部尺寸――头部或法兰部体积V在2D3（D为坯 料直径）以下时用单击镦锻机，3.5D3以下时可用双击镦锻机加工，而不会产生纵向弯曲。如V为4.7D3必须经三道镦粗工序。这部分的直径D1，（镦粗后直径）对于C<0.2％的碳素钢，不经中间退火能够镦粗到2.5D。超过上述范围必须中间退火。侧面尺寸由于难以控制，公差要尽可能放宽。 3.镦粗部分的形状――头部或头下部的高度比直径大时，侧壁上向 上和向下设置2°左右的锥度，使材料填充良好。球形头部顶上允许设计成小平面。 4.挤压件坯料和挤出部分断面积之比A0/A1，即挤压比R，对S10C、 BSW1的实心、空心正挤压件，如在5～10以下，对反挤压杯形件，如在1.3～4间，能够一次成形。自由挤压件的R如在1.25～ 1.4以下，能经一道工序加工。杯形件反挤压时的冲头压力，当R 约为1.7时最小。

锻造工艺

复杂弯轴类锻件辊锻-摩擦压力机模锻复合锻造工艺 一、前言 复杂弯轴类锻件的最佳成形法一直是锻造行业致力研究的问题，前些年我国轻轿车生产数量不大，没有形成规模经营，故轻轿车复杂弯轴锻件的生产主要以传统的锤上模锻工艺进行小批量生产，有的厂家甚至采用自由锻—胎模锻工艺，需几火次才能锻成。近年来，我国轻轿车生产迅速发展，生产批量越来越大，整机制造水平越来越高，对复杂弯轴类锻件而言，不仅形状复杂，而且锻件尺寸精度，表面质量等方面的要求也更加严格，故探索轻轿车复杂弯轴类锻件的合理锻造方法，显得尤为重要。根据一汽轻轿车生产实际需求，在试验研究的基础上，我们采用了辊锻制坯—摩擦压力机模锻复合工艺替代传统的锤上模锻，生产了轻型车左转向节臂，奥迪轿车左、右下控制臂等五种复杂弯轴类锻件，其锻件技术水平达到了轻型车、奥迪轿车原图纸设计要求，各项技术经济指标均达到了预期目标。 二、工艺分析与方案确定 轻轿车复杂弯轴类锻件，其特点是轴线呈空间曲线形，多向弯曲，截面差与落差大，外形复杂，锻造成形与模具加工难度较大。以左转向节臂（图1）为例，按传统的锤上模锻工艺，一般要采用拨长—滚压—弯曲—锻造等工步。其突出缺点是锻件精度较差，工作时震动噪音大，材料消耗与能耗大，劳动条件差。如采用较先进的热模锻压力机成形法，虽然工人劳动条件好，生产率及锻件尺寸精度较高，也便于实现机械化和自动化，但其突出缺点是制造成本高，不便于拔长、滚压等制坯工步，需配其它辅助设备制坯。 图1 针对现有锻造工艺的诸多问题及复杂弯轴类锻件自身的技术特点，我们确定了辊锻——摩擦压力机模锻复合锻造工艺的方案，其工艺流程为：下料→中频感应加

YPD400镦锻机液压系统的设计

YPD400镦锻机液压系统的设计 根据镦锻实际工况，及现场要求，设计了一种用于石油机械空心、实心、抽油杆、油管热成形及油管的管端加厚工艺的液压系统。为满足快速，采用差动回路，为减少回程冲击，采用预泄荷阀，减少对油路及设备损害。 标签：YPD400；镦锻液压机；液压系统；差动 1 YPD400镦锻液压机及其工作原理 YPD400B镦锻液压机是我公司根据客户需求，而自主研究的一款新型的液压镦锻液压装置。采用全液压驱动，与机械与液压结合驱动相比，克服了机械固有力不能改变的事实，采用液压可随时改变镦挤力，以使镦锻液压机达到最好性能。 本镦锻液压机属于新型石油机械应用产品，用于空心、实心、抽油杆、油管热成形及油管的管端加厚工艺的镦锻设备。本产品具有独立的动力机构及电气系统，并采用按钮集中控制，可实现调整（点动）、工作（半自动）两种操作方式。液压机的工作压力、行程范围均可根据工艺需要进行调整。合模最大夹紧力3500KN；镦挤公称力2250KN；挤压退回力1540KN；液压体最大工作压力28MPa。 2 液压系统的设计及其工作原理 该镦锻液压系统的镦锻力为3500吨，驱动原理为纯液压驱动，依靠电器控制其液压联动，需要液压系统满足大流量，高压力，控制油路反应讯速，动作灵敏等要求。因此系统镦锻油路采用差动回路。因本系统压力大，油量大，所以换向冲击大，所以在进给镦锻油路安装预泄荷阀，在换向中先泄荷，以降低系统压力，对设备起到安全保护作用，延长了液压系统及整体设备的使用寿命。液压系统原理如图1所示。 1、油箱， 2、5、7、19过滤器， 3、22、31球阀， 4、液位控制器，6、液位液温计，8、减振喉，9、10电机泵组，11、蝶阀，12、25安全阀，13、27、30、33测压软管，14、28、34压力表，1 5、24单向阀，1 6、1 7、1 8、2 9、37电磁换向阀，20、泵，21、联轴器，23、电机，26、测压接头，32、电磁水阀，35、冷却器，36、38、40油缸，39、压力继电器 图1 YPD400液压原理图 本液压系统一拖二配控制，可同时满足两套镦锻机液压要求，整个液压系统由辅助油路，夹紧油路，镦锻油路，泵站高压供油油路，泵站低压辅助供油油路，冷却油路组成。 主油路采用大流量阀、结合油缸差动控制技术，具有控制压力稳定，大流量，

材料成形工艺期末复习总结

7.简述铸造成型的实质及优缺点。 答：铸造成型的实质是：利用金属的流动性，逐步冷却凝固成型的工艺过程。优点：1.工艺灵活生大，2.成本较低，3.可以铸出外形复杂的毛坯 缺点：1.组织性能差，2机械性能较低，3.难以精确控制，铸件质量不够稳定4.劳动条件太差，劳动强度太大。 8.合金流动性取决于哪些因素？合金流动性不好对铸件品质有何影响？ 答：合金流动性取决于 1.合金的化学成分 2.浇注温度 3.浇注压力 4.铸型的导热能力5.铸型的阻力 合金流动性不好：产生浇不到、冷隔等缺陷，也是引起铸件气孔、夹渣和缩孔缺陷的间接原因。 9.何谓合金的收缩，影响合金收缩的因素有哪些？ 答：合金的收缩：合金在浇注、凝固直至冷却到室温的过程中体积或缩减的现象 影响因素：1.化学成分 2 浇注温度 3.铸件的结构与铸型条件 11.怎样区别铸件裂纹的性质？用什么措施防止裂纹？ 答：裂纹可以分为热裂纹和冷裂纹。 热裂纹的特征是：裂纹短、缝隙宽，形状曲折，裂纹内呈氧化色。 防止方法：选择凝固温度范围小，热裂纹倾向小的合金和改善铸件结构，提高型砂的退让。 冷裂纹的特征是：裂纹细小，呈现连续直线状，裂缝内有金属光泽或轻微氧化色。 防止方法:减少铸件内应力和降低合金脆性，设置防裂肋 13.灰铸铁最适合铸造什么样的铸件？举出十种你所知道的铸铁名称及它们为什么不用别的材料的原因。 答：发动机缸体，缸盖，刹车盘，机床支架，阀门，法兰，飞轮，机床，机座，主轴箱 原因是灰铸铁的性能：[组织]：可看成是碳钢的基体加片状石墨。按基体组织的不同灰铸铁分为三类：铁素体基体灰铸铁；铁素体一珠光体基体灰铸铁；珠光体基体灰铸铁。 [力学性能]：灰铸铁的力学性能与基体的组织和石墨的形态有关。灰铸铁中的片状石墨对基体的割裂严重，在石墨尖角处易造成应力集中，使灰铸铁的抗拉强度、塑性和韧性远低于钢，但抗压强度与钢相当，也是常用铸铁件中力学性能最差的铸铁。同时，基体组织对灰铸铁的力学性能也有一定的影响，铁素体基体灰铸铁的石墨片粗大，强度和硬度最低，故应用较少；珠光体基体灰铸铁的石墨片细小，有较高的强度和硬度，主要用来制造较重要铸件；铁素体一珠光体基体灰铸铁的石墨片较珠光体灰铸铁稍粗大，性能不如珠光体灰铸铁。故工业上较多使用的是珠光体基体的灰铸铁。 [其他性能]：良好的铸造性能、良好的减振性、良好的耐磨性能、良好的切削加工性能、低的缺口敏感性 14.可锻铸铁是如何获得的？为什么它只适宜制作薄壁小铸件？ 答：制造可锻铸铁必须采用碳、硅含量很低的铁液，以获得完全的白口组织。 可锻铸铁件的壁厚不得太厚，否则铸件冷却速度缓慢，不能得到完全的白口组织。 17. 压力铸造工艺有何缺点？它熔模铸造工艺的适用范围有何显著不同？ 答：压力铸造的优点： 1.生产率高 2.铸件的尺寸精度高，表面粗糙度低，并可直接铸出极薄件或带有小孔、 螺纹的铸件 3.铸件冷却快，又是在压力下结晶，故晶粒细小，表层紧实，铸件的强 度、硬度高 4.便于采用嵌铸法 压力铸造的缺点： 1.压铸机费用高，压铸型成本极高，工艺准备时间长，不适宜单件、不批生产。 2.由于压铸型寿命原因，目前压铸尚不适于铸钢、铸造铁等高熔点合金的铸造。

锻造成形工艺及其质量控制

锻造成形工艺及其质量控制 汽车前梁成形辊锻工艺日趋成熟，特别是近几年，前梁生产逐步采用整体辊锻模锻复合工艺，它是成形辊锻工艺基础上，引入模锻工艺，原理上汲取各自优点，但组成优于两者的新工艺，该工艺适用于各类轻、中、重型汽车前梁锻件的生产。为少投入、高质量、大批量生产复杂类汽车零部件探索了一条新途径。 1、汽车前轴成形辊锻工艺 汽车前轴（图2-1左右对称）成形辊锻工艺流程如下： 图2-1 汽车前轴锻件图 （1）下料采用G4032带锯条下料。 （2）加热采用KGPS250-1型中频感应炉加热。 （3）成形辊锻采用D42-1000辊锻机，进行制坯、预成形、终成形三道次辊锻或四道次。 （4）弯形局部整形采用6300T磨擦压力机整体弯形、整形。 （5）切边采用1600T摩擦压力整体切边。 （6）热校正采用1600T磨擦压力机整体热校正。 该工艺将圆钢通过制坯、预成形、终成形三道次辊锻制成带飞边直坯锻件，然后通过局部整形、切边、弯形、热校正完成锻件生产，从而达到工艺要求的几何尺寸。 2、下料是将原材料切割成所需尺寸的坯料。 3、锻造所用的原材料种类繁多，有各种钢号和非铁金属，有不同的截面形状，不同的尺寸规格，不同的化学成份的物理学性质等，所以下料方法是多种多样的。

4、辊锻工艺辊锻前轴一般利用圆钢作为初始材料，直径和长度都是设计出来的。 5、不同型号前轴所需圆钢尺寸不一样。印度产品FA90 所需原钢尺寸为Φ150×740 6、因辊锻工艺所需圆钢长度精确，端面平整，所以辊锻工艺采用锯床下料。但存在生产率较低、锯口损耗较大等缺陷。 2.1.1加热 在锻造生产中，金属坯料锻前一般均需加热，其目的是：提高金属塑性，降低变形抗力，使之易于流动成形并获得良好锻压组织。因此，锻前加热是整个锻造过程中的一个重要环节，对提高锻造生产率，保证锻件质量及节约能源消耗等都有直接影响。 圆钢加热主要采用电加热。电加热是通过把电能转变为热能来加热金属坯料。其中有感应电加热，接触电加热，电阻炉加热和盐浴加热等。辊锻工艺要求加热速度快，加热质量好，温度控制准确，金属烧损较少（一般小于0.5%)，故一般采用感应加热。并且感应加热还具有操作简单，工作稳定，便于和锻压设备组成生产线实现机械化一自动化，劳动条件好，对环无污染等优点。 感应加热的原理如图2-2在感应器通入变电流产生的交变磁切作用下，金属坯料内部产生交变涡流。由于涡流发热机磁化发热（磁性转变点以下）便直接将金属坯料加热。 图2-2 感应电加热原理图1—感应器2—坯料

爱知高速镦锻技术

AMP50高速镦锻生产技术及工艺 文／伏中夏·上海爱知锻造有限公司 上海爱知锻造有限公司于1992年从瑞士HATUBER引进了AMP50-XL设备，至今，在该设备上生产的产品已达八十余种，主要分为：齿轮、齿套、内星轮和外星轮四大类，在高速镦锻设备生产方面具有丰富的经验。目前产品主要供给上海大众变速器厂、上海汽车齿轮厂、一汽大众和上海钠铁福等公司。 图1上海爱知公司产品 产品成型的各工序介绍 上海爱知锻造有限公司AMP50生产线是以AMP50-XL高速镦锻机为主，配备有英国NEWEVSO公司的中频热感应加热炉，IPSEN热处理炉，表面抛丸处理、硬度磁感应分选及表面防锈处理等设备。 图2 AMP50-XL高速镦锻机 图3 IPSEN热处理炉 锻造工艺过程 产品生产的基本工艺如下： 材料检验→感应加热→锻造→正火→抛丸→硬度分选→外观检验→打磨毛刺裂纹→最终检验→防锈→点数入库。 ⑴感应加热 使用英国NEWEVSO公司的SFR59中频感应加热机对棒料进行加热，并配有红外线测温仪对每根棒料表面的加热温度进行实时检测，严格控制加热温度在1220oC～1250oC范围内。 由于AMP50-XL上自身带有剪切工序，因此从钢厂轧制出来的棒料无需再剪切，减少了因剪切造成的材料浪费。同时，由于棒料一般长度为4～6m，在进入中频加热时，若棒料直线度过大，容易造成棒料与炉膛的摩擦，致使加热炉损坏。然而中频炉内膛又不能过大，否则会使棒料表面氧化剧烈，内部却又无法充分加热，致使材料损耗严重，锻打力急剧上升，因此我们对棒料的直线度采取了严格的控制，必须小于2.5mm／m。 ⑵锻造 1）AMP50-XL高速镦锻机的特点 a 设备采用横向闭式锻造； b 设备生产效率高，最高可达到100件／min； c 模具与锻件热接触时间短，模具冷却采用水冷，使模具始终保持较低的温度，大大提高模具使用寿命；

材料成型工艺基础习题答案

材料成型工艺基础（第三版）部分课后习题答案第一章 ⑵.合金流动性决定于那些因素？合金流动性不好对铸件品质有何影响？ 答：①合金的流动性是指合金本身在液态下的流动能力。决定于合金的化学成分、结晶特性、粘度、凝固温度范围、浇注温度、浇注压力、金属型导热能力。 ②合金流动性不好铸件易产生浇不到、冷隔等缺陷，也是引起铸件气孔、夹渣、縮孔缺陷的间接原因。 ⑷.何谓合金的收縮？影响合金收縮的因素有哪些？ 答：①合金在浇注、凝固直至冷却至室温的过程中体积和尺寸縮减的现象，称为收縮。 ②影响合金收縮的因素：化学成分、浇注温度、铸件结构和铸型条件。 ⑹.何谓同时凝固原则和定向凝固原则？试对下图所示铸件设计浇注系统和冒口及冷铁，使其实现定向凝固。 答：①同时凝固原则：将内浇道开在薄壁处，在远离浇道的厚壁处出放置冷铁，薄壁处因被高温金属液加热而凝固缓慢，厚壁出则因被冷铁激冷而凝固加快，从而达到同时凝固。 ②定向凝固原则：在铸件可能出现縮孔的厚大部位安放冒口，使铸件远离冒口的部位最先凝固，靠近冒口的部位后凝固，冒口本身最后凝固。 第二章 ⑴ .试从石墨的存在和影响分析灰铸铁的力学性能和其他性能特征。 答：石墨在灰铸铁中以片状形式存在，易引起应力集中。石墨数量越多，形态愈粗大、分布愈不均匀，对金属基体的割裂就愈严重。灰铸铁的抗拉强度低、塑性差，但有良好的吸震性、减摩性和低的缺口敏感性，且易于铸造和切削加工。石墨化不充分易产生白

口，铸铁硬、脆，难以切削加工；石墨化过分，则形成粗大的石墨，铸铁的力学性能降低。 ⑵.影响铸铁中石墨化过程的主要因素是什么？相同化学成分的铸铁件的力学性能是否 相同？ 答：①主要因素：化学成分和冷却速度。 ②铸铁件的化学成分相同时铸铁的壁厚不同，其组织和性能也不同。在厚壁处冷却速度较慢，铸件易获得铁素体基体和粗大的石墨片，力学性能较差；而在薄壁处，冷却速度较快，铸件易获得硬而脆的白口组织或麻口组织。 ⑸.什么是孕育铸铁？它与普通灰铸铁有何区别？如何获得孕育铸铁？ 答：①经孕育处理后的灰铸铁称为孕育铸铁。 ②孕育铸铁的强度、硬度显著提高，冷却速度对其组织和性能的影响小，因此铸件上厚大截面的性能较均匀；但铸铁塑性、韧性仍然很低。 ③原理：先熔炼出相当于白口或麻口组织的低碳、硅含量的高温铁液，然后向铁液中冲入少量细状或粉末状的孕育剂，孕育剂在铁液中形成大量弥散的石墨结晶核心，使石墨化骤然增强，从而得到细化晶粒珠光体和分布均匀的细片状石墨组织。 ⑻.为什么普通灰铸铁热处理效果不如球墨铸铁好？普通灰铸铁常用的热处理方法有哪 些？其目的是什么？ 答：①普通灰铸铁组织中粗大的石墨片对基体的破坏作用不能依靠热处理来消除或改进；而球墨铸铁的热处理可以改善其金属基体，以获得所需的组织和性能，故球墨铸铁性能好。 ②普通灰铸铁常用的热处理方法：时效处理，目的是消除内应力，防止加工后变形；软化退火，目的是消除白口、降低硬度、改善切削加工性能。

辊锻轧制技术

辊锻轧制技术 周艳鸿成型082 2008101208 1.辊锻变形特点 辊锻是材料在一对反向旋转模具的作用下产生塑性变形得到所需锻件或锻坯的塑性成形工艺。辊锻变形原理如图1所示。辊锻变形是复杂的三维变形。大部分变形材料沿着长度方向流动使坯料长度增加，少部分材料横向流动使坯料宽度增加。辊锻过程中坯料根截面面积不断减小。辊锻适用于轴类件拔长，板坯辗片及沿长度方向分配材料等变形过程。 2.辊锻基本原理 (1)坯料的咬入只有坯料被辊锻模咬入才能建立起辊锻过程，在实际生产中有端都自然咬入和中间咬入两种咬入方式，如图2所示。在端部自然咬入进，模具与坯料之词的摩擦力是咬入的主动力，而坯料受到的压力p的分力是咬入的阻力，图中α称咬入角。提高摩擦系数，减少咬入角有利于实现咬入条件，提高摩擦系数可用模具表面粗糙化来实现，减少咬入角可用减少绝对压下量来实现。中间咬入是由辊锻模上的突出部位直接压入坯料而强行将坯料拽入变形区，咬入时不受摩擦影响，咬入角可以加大。为了减少辊锻道次，增加每道次的压下量采用中间咬入是必需的。端部自然咬入时咬入角不大于25?，中间咬入时可达：32?～37?。 (2)前滑辊锻过程中，每一时刻流入变形区与流出变形区的材料体积相等，而变形区的高度是变化的，因此材料沿辊锻方向运动速度也是变化的，在变形区出口处材料运动速度大于锻辊线速度。这一现象称为前滑。由于辊锻件的长度由出口处运动速度决定，因此计算前滑有重要意义，计算前滑的芬克公式为 S＝(R/h-1/2)r2 r＝(α/2)×（1-α/2β) 式中S——前滑值； R——辊锻模半径； α——咬入角； β——摩擦角； h——变形区出口处高度。 芬克公式是在忽略宽民的条件下导出的，是计算简单变形的近似公式。对于受型槽约束的纵向变断面辊锻，其前滑值较简单辊锻小。

厚壁管有芯镦锻成形极限的研究

第5卷第4期1998年12月 塑性工程学报 JOU RNAL O F PLA ST I C IT Y EN G I N EER I N G V o l .5　N o .4D ec .　1998 厚壁管有芯镦锻成形极限的研究 (华中理工大学模具技术国家重点实验室　430074)　俞彦勤　黄早文　邓小山 (胜利石油管理局工程机械厂)　王少力　程　鹏　朱明熙 摘　要　本文根据厚壁圆管在两端夹持、有芯轴支撑、轴向加载的条件下,视塑性试验流线分布的结果,建立了变形区域的速度场和应变速率场。采用上限法,确定了管坯镦锻成法兰制件的合理工艺参数;根据能量准则,导出了管料在变形过程中内壁产生凹陷的判别式,首次建立了管坯有芯镦锻的成形极限曲线,所得结果与试验结果符合良好。关键词　镦锻　上限法　成形极限 1　引　言 在两端夹持、有芯轴支撑、轴向加载的条件下,使厚壁管局部加厚,是带有大直径法兰管类制件的一种有效加工方法,这种管坯中部镦锻成形新工艺属于塑性加工领域的前沿课题,有着广泛的应用前景[1],迄今国内涉及者极少,国外学者近年虽有报道,但大多是来自于试验及统计的结果。本文采用上限法,经过详细的推导,确定了管坯中部镦锻成法兰制件的合理工艺参数;根据能量准则,导出了管坯在变形过程中产生内壁凹陷的判别式。在此基础上,建立了管坯有芯中部镦锻的成形极限曲线,并给出了计算实例及试验验证。 2　上限分析 211　管坯变形模型 图1为管坯变形的模型,管坯内径为2r i ,外径为2r o ,管坯上下两端受模具约束,在轴向加载后,管坯中部形成法兰,法兰部分半径为r f ,高度为2h f 。带有芯轴的冲头在下压时,其芯轴限制管坯内径r i 保持不变,在静态加载的条件下,发现子午面上沿变形高度的中部横截面的上下部分是对称的,因而取轴向高度的一半作为研究对象。根据视塑性试验管坯流线的分布分析,可将管料划分为图2所示的成形区域(不考虑上下两端受模具约束部分的变形)。 、 区为塑性变形区, 区为刚性区,设刚性区高度为h ,建立(r ,Η,z )圆柱坐标系如 图2所示。又假定冲头沿轴向相对于坐标轴r 的运动速率为u α0 2 ,各区域沿r 、Η和Z 轴的速度 分量为u αri 、u αΗi 、u αz i ,应变速率分量为Εαri 、ΕαΗi 、Εαz i (此处下标i 代表变形区域,i =1 ～3),轴对称变形时u αΗi =0,剪应变速率分量为零,并假定管坯材料为理想刚塑性材料 。由体积不变条件有

材料成形工艺知识点

一．铸造成型 1.1收缩：铸造合金在液态、凝固态和固态的冷却过程中，由于温度降低而引起的体积减小的现象，称为收缩。 缩松缩孔：铸件在冷却和凝固过程中，由于合金的液态和凝固收缩，往往在铸件最后凝固的部分出现空洞。容积大而集中孔洞称为缩孔，细小而分散的孔洞称为缩松。 影响缩孔和缩松的因素及防止措施： 因素：浇筑温度，合金的结晶范围，铸型的冷却能力越大 防止措施：用顺序凝固方法 1.1.5铸造应力怎么产生的： 铸件凝固后在冷却过程中，由于温度下降将继续收缩。有些合金还会发生固态相变而引起收缩或膨胀，这导致铸件的体积和长度发生变化，若这种变化受到阻碍，就会在铸件内产生应力，称为铸造应力。 1.2砂型铸造 剖面示意图：上型下型，明冒口，出气冒口，浇口杯，型砂，砂箱，直浇道，横浇道，暗冒口，内浇口，型腔，型芯，分型面。 工艺流程！ 1.3金属型铸造 金属型铸造又称硬模铸造，它是将金属液浇入金属型中，以获得金属铸件的一种工艺方法。（永久型铸造） 1.4熔模铸造：熔模铸造又称失蜡铸造，通常是在蜡模表面涂上数层耐火材料，待其硬化干燥后，将其中的蜡模熔去而制成型壳，再经过焙烧，然后进行浇注，而获得铸件的一种方法。熔模铸造工艺（重点） 1.5压力铸造：在高压作用下，使得液态或半液态金属以较高的速度充填压铸模型腔，并在压力下成形和凝固。 1.6铸造工艺设计 1.6.2铸件结构的工艺性。 1.铸造结构形式：结构外形应方便起模，尽可能减少和简化分型面，铸件的内腔应尽量不用或少用型芯。 2.合理的铸件壁厚：铸件壁厚过小，易产生浇不到、冷隔等缺陷；壁厚过大，易产生缩孔、缩松、气孔等缺陷。壁厚应均匀。 3.铸件壁的链接：连接处或者转角处应有结构圆角。，厚壁与薄壁间的链接要逐步过渡。 4.铸件应尽量避免有过大的平面 1.6.4型芯设计的作用是形成铸件的内腔、孔洞、形状复杂阻碍取模部分的外形以及铸型中有特殊要求的部分。 1.6.5浇注系统设计：浇口杯，直浇道，横浇道，内浇道。 金属型的浇筑位置一般分为三种：顶注式、底注式和侧注式。 基本要求： 1.防止浇不足缺陷 2．液态金属平稳地流入型腔 3.能把混入合金液中的熔渣挡在浇筑系统中 4能够合理地控制和调节铸件各部分的温度分布，减少或消除缩松缩孔 5.结构简单，体积小

冷镦锻工艺简介

冷镦锻工艺简介 一、冷镦锻工艺简介 冷镦锻工艺是一种少无切削金属压力加工工艺。它是一种利用金属在外力作用下所产生的塑性变形，并借助于模具，使金属体积作重新分布及转移，从而形成所需要的零件或毛坯的加工方法。 冷镦锻工艺的特点： 1．冷镦然是在常温条件进行的。冷镦锻可使金属零件的机械性能得到改善。2．冷镦锻工艺可以提高材料利率。它是以塑性变形为基础的压力加工方法，可实现少切削或者无切削加工。一般材料利用率都在85%以上，最高可达99%以上。3．可提高生产效率。金属产品变形的时间和过程都比较短，特别是在多工位成形机上加工零件，可大大提高生产率。 4．冷镦锻工艺能提高产品表面粗糙度、保证产品精度。 二、冷镦锻工艺对原材料的要求 1．原材料的化学成份及机械性能应符合相关标准。 2．原材料必须进行球化退火处理，其材料金相组织为球状珠光体4-6级。 3．原材料的硬度，为了尽可能减少材料的开裂倾向，提高模具使用寿命还要求冷拔料有尽可能低的硬度，以提高塑性。一般要求原材料的硬度在HB110~170（HRB62-88）。 4．冷拔料的尽寸精度一般应根据产品的具体要求及工艺情况而定，一般来说，对于缩径和强缩尺寸精度要求低一些。 5．冷拔料的表面质量要求有润滑薄膜呈无光泽的暗色，同时表面不得有划痕、折叠、裂纹、拉毛、锈蚀、氧化皮及凹坑麻点等缺陷。 6．要求冷拔料半径方向脱碳层总厚度不超过原材料直径的1-1.5%(具体情况随各制造厂家的要求而定）。 7．为了保证冷成形时的切断质量，要求冷拔料具有表面较硬，而心部较软的状态。 8．冷拔料应进行冷顶锻试验，同时要求材料对冷作硬化的敏感性越低越好，以减少变形过程中，由于冷作硬化使变形抗力增加。 三、紧固件加工工艺简述 紧固件主要分两大粪：一类是螺纹类紧固件；另一类是非螺纹类紧固件或联接件。这里仅针对螺纹类紧固件进行简述。 1. 螺纹类紧固件加工流程一般都是由剪断、冷镦、或者冷挤压、切削、螺纹加工、热处理、表面处理等生产工序组成的。 材料改制工艺流程一般为： 酸洗→拉丝→退火→磷化皂化→拉丝→(球化磷化) 螺纹类紧固件冷加工艺流程订要有以下几种情况: 8.8级以下的螺纹紧固件产品加工流程 打头→清洗→搓螺纹→清洗→表面处理→包装 8.8级以下的螺纹紧固件产品加工流程 打头→清洗→切削→热处理→穿垫搓螺纹→清洗→表面处理→包装

锻造工艺

一、自由锻 只用简单的通用性工具，或在锻造设备上、下砧间直接使坯料变形而获得所需的几何形状及内部质量的锻件，称为自由锻。 1、基本工序可分为拔长、镦粗、冲孔、弯曲等。 拔长：也称为延伸，它是使坯料横断面积减小、长度增加的锻造工序。 镦粗：是使毛坯高度减小，横断面积增大的锻造工序。 冲孔：是利用冲头在镦粗后的坯料上冲出透也或不透孔的锻造方法。 弯曲：采用一定的工模具将毛坯弯成所规定的外形的锻造工序。 2、自由锻的特点及应用 特点：工艺灵活性较大，生产准备的时间较短； 生产率低，锻件精度不高，不能锻造形状复杂的锻件。 应用：自由锻是大型锻件的主要生产方法。这是因为自由锻可以击碎钢锭中粗大的铸造组织，锻合钢锭内部气孔、缩松等空洞，并使流线状组织沿锻件外形合理分布。 二、胎模锻 胎模锻是在自由锻设备上使用可移动模具（胎模）生产模锻件的一种锻造方法。 特点：与自由锻相比较优点 ①由于坯料在模膛内成形，所以锻件尺寸比较精确，表面比较光洁，流线组织的分布比较合理，所以质量较高。 ②由于锻件形状由模膛控制，所以坯料成形较快，生产率比自由锻高1～5倍。 ③胎模锻能锻出形状比较复杂的锻件。 ④锻件余块少，因而加工余量较小，既可节省金属材料，又能减少机加工工时。 缺点：需要吨位较大的锻锤；只能生产小型锻件；胎模的使用寿命较低；工作时一般要靠人力搬动胎模，因而劳动强度较大。 应用：胎模锻用于生产中、小批量的锻件。 三、锤上模锻 简称模锻，它是在模锻外向锤上利用模具（锻模）使毛坯变形而获得锻件的锻造方法。 特点：与自由锻、胎模锻比较有如下优点 ①生产效高 ②表面质量高，加工余量小，余块少甚至没有，尺寸准确，锻件公差比自由锻小2/3～3/4，可节省大量金属材料和机械加工工时。 ③操作简单，劳动强度比自由锻和胎模锻都低。 缺点： ①模锻件的重量受到一般模锻设备能力的限制，大多在50～70kg以下； ②锻模需要贵重的模具钢，加上模膛的加工比较困难，所以锻模的制造周期长、成本高； ③模锻设备的投资费用比自由锻大。 应用：一般用于生产大批量锻件。

材料成型与加工技术

第一章绪论 制造业是提高国家工业生产率、经济增长、国家安全及生活质量的基础，是国家综合实力的重要标志。现如今我国制造业面临巨大挑战，因而加强材料成形加工技术与科学基础研究，大力采用先进制造技术，对国民经济的发展具有重要意义。 材料成形加工技术与科学既是制造业的重要组成部分，又是材料科学与工程的四要素之一，对国民经济的发展及国防力量的增强均有重要作用。“新一代材料精确成形加工技术”与“多学科多尺度模拟仿真”是现代两个重要学科研究前沿领域。高新技术材料的出现，将加速发展以“精确成形”及“短流程”为代表的材料加工工艺，包括：全新的成形加工方法与工艺，及传统成形加工方法的改进与工序综合。“模拟仿真”是产品计算机集成制造、敏捷制造的主要内容，是实现制造业信息化的先进方法。并行工程已成为产品及相关制造过程集成设计的系统方法，以计算机模拟仿真与虚拟现实技术为手段的虚拟制造设计将是先进制造技术的重要支撑环境。网络化、智能化是现代产品与工艺过程设计的趋势，绿色制造是现代材料加工技术的进一步发展方向。 面对市场经济、参与全球竞争，必须加强材料成形加工科学与技术的基础和应用研究。只有使用先进的材料加工技术，才能获得高质量产品的结构和性能，这些高性能的先进材料包括传统材料和新材料。发展材料成形加工技术对我国制造业以高新技术生产高附加值的优质零部件有积极作用，可扩大材料及制造范围、提高生产率、降低产品成本、增强企业国际竞争能力。 制造业在过去的几年中发生了巨大变化，而现代高科技及新材料的出现将导致材料成形加工技术的进一步发展与变革，出现全新的成形加工方法与工艺，传统加工方法不断改进并走向工艺综合，材料成形加工技术则逐渐综合化、多样化、柔性化、多科学化。

锻造工艺详细说明

工艺详细说明 压力加工 <<返回工艺列表什么是压力加工? 压力加工利用金属在外力作用下所产生的塑性变形，来获得具有一定形状、尺寸和力学性能的原材料、毛坯或零件的生产方法，称为金属压力加工，又称金属塑性加工。 压力加工分类 1、轧制：金属坯料在两个回转轧辊的缝隙中受压变形以获得各种产品加工方法。靠摩擦力，坯 料连续通过轧辊间隙而受压变形。 主要产品：型材、圆钢、方钢、角钢、铁轨等。 2、锻造：在锻压设备及工(模)具的作用下，使坯料或铸锭产生塑性变形，以获得一定几何尺寸、形状 和质量的锻件的加工方法。 3、挤压：金属坯料在挤压模内受压被挤出模孔而变形加工方法。 4、拉拔：将金属坯料被拉过拉拔模的模孔而变形的加工方法。 5、冲压：金属板料在冲模之间受压产生分离或成形。 6、旋压：在坯料随模具旋转或旋压工具绕坯料旋转中，旋压工具与坯料相对进给，从而使坯料受压并 产生连续、逐点的变形。 压力加工特点 1 优点： （1）结构致密，组织改善，性能提高，强、硬、韧度俱高 （2）少、无切削加工，材料利用率高。 （3）可以获得合理的流线分布（金属塑变是固体体积转移过程）。 （4）生产效率高。 2 缺点： （1）一般工艺表面质量差（氧化）。 （2）不能成型形状复杂件（相对） （3）设备庞大、价格昂贵。 （4）劳动条件差（强度大、噪音大） 压力加工招标采购，询价加工 压力加工采购商只需在环球加工网为其压力加工项目发布一个采购招标盘，系统将会自动将其与对应的压力加工供应商相匹配，进而可获取海量压力加工供应商的报价。您可轻松从中选择优质压力加工供应商，执行加工。注册成为采购商 压力加工竞标供应，获取订单 压力加工供应商加入环球加工网并开通压力加工工艺，即可收到与您匹配的压力加工采购商的在线招标盘。您不再像以往那样被动地等待压力加工客户，而是主动出击，并轻松自如地从海量压力加工招标盘中实现理想的订单。注册成为供应商

锻造基本知识

锻造是一种利用锻压机械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优于同样材料的铸件。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.变形温度 钢的开始再结晶温度约为727℃，但普遍采用800℃作为划分线，高于800℃的是热锻；在300～800℃之间称为温锻或半热锻，在室温下进行锻造的称为冷锻。用于大多数行业的锻件都是热锻，温锻和冷锻主要用于汽车、通用机械等零件的锻造，温锻和冷锻可以有效的节材。 2.锻造类别 上面提到，根据锻造温度，可以分为热锻、温锻和冷锻。 根据成形机理，锻造可分为自由锻、模锻、碾环、特殊锻造。 1）自由锻。指用简单的通用性工具，或在锻造设备的上、下砧铁之间直接对坯料施加外力,使坯料产生变形而获得所需的几何形状及内部质量的锻件的加工方法。采用自由锻方法生产的锻件称为自由锻件。自由锻都是以生产批量不大的锻件为主，采用锻锤、液压机等锻造设备对坯料进行成形加工，获得合格锻件。自由锻的基本工序包括镦粗、拔长、冲孔、切割、弯曲、扭转、错移及锻接等。自由锻采取的都是热锻方式。 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，模锻一般用于生产重量不大、批量较大的零件。模锻可分为热模锻、温锻和冷锻。温锻和冷锻是模锻的未来发展方向，也代表了锻造技术水平的高低。 按照材料分，模锻还可分为黑色金属模锻、有色金属模锻和粉末制品成形。顾名思义，就是材料分别是碳钢等黑色金属、铜铝等有色金属和粉末冶金材料。 挤压应归属于模锻，可以分为重金属挤压和轻金属挤压。 闭式模锻和闭式镦锻属于模锻的两种先进工艺，由于没有飞边，材料的利用率就高。用一道工序或几道工序就可能完成复杂锻件的精加工。由于没有飞边，锻件的受力面积就减少，所需要的荷载也减少。但是，应注意不能使坯料完全受到限制，为此要严格控制坯料的体积，控制锻模的相对位置和对锻件进行测量，努力减少锻模的磨损。

精锻成形技术的现状及其发展

精锻成形技术的现状及其发展青岛建筑工程学院（山东青岛!(("&&）孙令强 【摘要】首先介绍了我国的精锻成形技术；然后介绍了用传统的锻压设备及新型局部连续成形锻压设备进行精密成形的国内外情况，例如冷摆辗、辗环、径向锻造等；最后介绍了精锻技术必须注意的几个问题。 关键词精锻成形径向锻造辊锻冷摆辗 )我国的精锻成形技术现状 锻造工业一直是汽车、矿山、能源、建筑、航空、航天、兵器等工业的重要基础。近十年来，锻压工艺突破了毛坯生产的范畴，人们能生产出不少接近成品的冷锻成形件，其表面质量好，机械加工余量少，尺寸精度高。精锻成形提高了材料利用率，部分取消或减少了切削加工，使金属纤维沿产品轮廓分布，使零件的承载能力增加，提高了整车性能。 我国已拥有&""""台左右的锻压设备，锻件年产量大体为&""多万吨，其中模锻件大约占&"*。我国有模锻设备约&+""台。其中蒸、空模锻锤(+"台；模锻水压机万吨和&+"""吨各一台；)("",$以上的热模锻压力机)""台；螺旋压力机)!""台；平锻机约-""台，用于模锻生产的机械压力机约为-""台。 我国模锻业发展迅速，目前已能为("万千瓦及以下火电站、."万千瓦及以下水电站、&"万千瓦及以下核电站提供汽轮机主轴、发电机转子和核岛锻件。为冶金机械生产.!""//特厚板轧机轧辊，直径!!"""//整体支持辊锻件，为炼油化工行业提供单重+("",$及以下加氢反映容器等大型锻件，能锻造直径!+!""//以下环形锻件。在汽车行业依靠自己的力量建成了汽车前轴自动生产线。在轴承行业已较多的采用多工位热镦工艺取代旧的扩孔工艺；直伞齿轮已普遍采用精锻齿形工艺，等速万向节筒形壳体用冷锻压力机冷挤已试制成功并投入生产。 由此可见，我国精锻成形技术的发展已较为成熟，但与世界先进水平尚有一定的差距。 !采用传统锻压设备进行的精密成形技术 精锻成形工艺的主要应用大体分两类："精化毛坯，即用精锻工序代替粗切削加工工序，将精锻件直接进行精加工得到成品件；#精锻件，大多数是采用精密成形工艺制造零件的主要部分或不易机加工的部分，减少机加工量或只进行少量的切削加工。 精锻成形工艺按金属成形时的变形温度可分为高温精密模锻、中温精锻成形、室温精锻成形和超速等温精锻成形。如按成形式金属的流动情况，则可分为开式精锻成形、闭式精锻成形、半闭式精锻成形。按变形速度可分为一般精密模锻、慢速精锻成形和高速精锻成形。 常规模锻件所达到的合理尺寸精度为0"#)1"#!+//，表面粗糙度值小于!"2!#+$/，而精锻件一般为"#"+//，较高精度可达到"#"+1"#)"//，表面粗糙度可达到!"2 )#(1"#.$/。此外，采用精密模锻成形还可节约材料和机床。据有关资料，每)""万吨钢材由切削加工改为精密模锻，可节约钢材)+万吨，相应可节约机床)+"""台。 冷成形工艺的生产率比切削加工要高几倍到几十倍，材料利用率达-"*1’"*，在冷成形过程中，金属材料处于三向不等的压应力作用下，挤压变形后，金属材料的晶粒组织更加致密；金属流线不被切断，而是沿着挤压件轮廓连续分布；同时由于冷挤压利用了金属材料冷变形的冷作硬化特性，从而使冷挤压件的强度大为提高。 国外已普遍采用冷成形工艺生产低碳钢、中碳钢和合金钢零件，重量由几克到几十克。冷成形的形状多种多样，如齿轮、齿条、同步齿圈、花键等。我国现在可以生产)("",$、!""",$、.""",$、+""",$、(&"",$以至)"""",$的各种型号的冷挤压机。 温锻是("年代至-"年代较为发展的新工艺，其工艺特点为把金属加热到再结晶温度以下（-""1