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1、第4章 壓力加工 4.1? 概?述 4.1.1? 鍛壓的概念 鍛壓是在外力作用下使金屬材料產(chǎn)生塑性變形，從而獲得具有一定形狀和尺寸的毛坯或零件的加工方法。鍛壓是鍛造和沖壓的總稱，它們是屬于壓力加工的一部分。鍛造又可分為自由鍛和模鍛兩種方式。自由鍛還可分為手工自由鍛和機(jī)器自由鍛兩種。 用于鍛壓的材料應(yīng)具有良好的塑性和較小的變形抗力。以便鍛壓時(shí)產(chǎn)生較大的塑性變形而不致被破壞。在常用的金屬材料中，鍛造用的材料有低碳鋼、中碳鋼、低合金鋼、純金屬以及具有良好塑性的鋁、銅等有色金屬，受力大或有特殊性能要求的重要合金鋼零件；沖壓多采用低碳鋼等薄板材料。鑄鐵無(wú)論是在常溫或加熱狀態(tài)下，其塑

2、性都很差，不能鍛壓。 在生產(chǎn)中，不同成分的鋼材應(yīng)分別存放，以防用錯(cuò)。在鍛壓車間里，常用火花鑒別法來(lái)確定鋼的大致成分。 鍛造生產(chǎn)的工藝過(guò)程為：下料—加熱—鍛造—熱處理—檢驗(yàn)。 在鍛造中、小型鍛件時(shí)，常以經(jīng)過(guò)軋制的圓鋼或方鋼為原材料，用鋸床、剪床或其它切割方法將原材料切成一定長(zhǎng)度，送至加熱爐中加熱到一定溫度后，在鍛錘或壓力機(jī)上進(jìn)行鍛造。塑性好、尺寸小的鍛件，鍛后可堆放在干燥的地面冷卻；塑性差、尺寸大的鍛件、應(yīng)在灰砂或一定溫度的爐子中緩慢冷卻，以防變形或裂紋。多數(shù)鍛件鍛后要進(jìn)行退火或正火熱處理，以消除鍛件中的內(nèi)應(yīng)力和改善金屬基體組織。熱處理后的鍛件，有的要進(jìn)行清理，去除表面油垢及氧化皮，

3、以便檢查表面缺陷。鍛件毛坯經(jīng)質(zhì)量檢查合格后再進(jìn)行機(jī)械加工。 沖壓多以薄板金屬材料為原材料，經(jīng)下料沖壓制成所需要的沖壓件。沖壓件具有強(qiáng)度高、剛性大，結(jié)構(gòu)輕等優(yōu)點(diǎn)。在汽車、拖拉機(jī)、航空、儀表以及日用品等工業(yè)的生產(chǎn)中占有極為重要的地位。 4.1.2 鍛造對(duì)零件力學(xué)性能的影響 經(jīng)過(guò)鍛造加工后的金屬材料，其內(nèi)部原有的缺陷（如裂紋，疏松等）在鍛造力的作用下可被壓合，且形成細(xì)小晶粒。因此鍛件組織致密、力學(xué)性能（尤其是抗拉強(qiáng)度和沖擊韌度）比同類材料的鑄件大大提高。機(jī)器上一些重要零件（特別是承受重載和沖擊載荷）的毛坯，通常用鍛造方法生產(chǎn)。使零件工作時(shí)的正應(yīng)力與流線的方向一致，切應(yīng)力的方向與流線方向

4、垂直，如圖4-1所示。用圓棒料直接以車削方法制造螺栓時(shí)，頭部和桿部的纖維不能連貫而被切斷，頭部承受切應(yīng)力時(shí)與金屬流線方向一致，故質(zhì)量不高。而采用鍛造中的局部鐓粗法制造螺栓時(shí)，其纖維未被切斷，具有較好的纖維方向，故質(zhì)量較高。 有些零件，為保證纖維方向和受力方向一致，應(yīng)采用保持纖維方問(wèn)連續(xù)性的變形工藝，使鍛造流線的分布與零件外形輪廓相符合而不被切斷，如吊鉤采用鍛造彎曲工序、鉆頭采用扭轉(zhuǎn)工序等。曲軸廣泛采用的“全纖維曲軸鍛造法” ，如圖4-2b所示。可以顯著提高其力學(xué)性能，延長(zhǎng)使用壽命。 ?圖4-1 螺栓的纖維組織比較 a)車削方法 b)鐓粗法 ? ? 圖4-2

5、曲軸纖維分布示意圖 a) 纖維被切斷 b) 纖維完整分布 　 4.2? 金屬的加熱與鍛件的冷卻 4.2.1金屬的加熱 加熱的目的是提高金屬的塑性和降低變形抗力，即提高金屬的鍛造性能。除少數(shù)具有良好塑性的金屬可在常溫下鍛造成形外，大多數(shù)金屬在常溫下的鍛造性能較差，造成鍛造困難或不能鍛造。但將這些金屬加熱到一定溫度后，可以大大提高了塑性，并只需要施加較小的鍛打力，便可使其發(fā)生較大的塑性變形，這就是熱鍛。 加熱是鍛造工藝過(guò)程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，它直接影響鍛件的質(zhì)量。加熱溫度如果過(guò)高，會(huì)使鍛件產(chǎn)生加熱缺焰，甚至造成廢品。因此，為了保證金屬在變形時(shí)具有良好的塑性，又不致產(chǎn)生加

6、熱缺陷，鍛造必須在合理的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行。各種金屬材料鍛造時(shí)允許的最高加熱溫度稱為該材料的始鍛溫度；終止鍛造的溫度稱為該材料的終鍛溫度。 一、鍛造加熱設(shè)備 鍛造加熱爐按熱源的不同，分為火焰加熱爐和電加熱爐兩大類。 ? 圖4-3 明火爐結(jié)構(gòu)示意圖 1-排煙筒 2-坯料 3-爐膛 4-爐蓖 5-風(fēng)門 5-風(fēng)管 1、? 火焰加熱爐 采用煙煤、焦炭、重油、煤氣等作為燃料。當(dāng)燃料燃燒時(shí)，產(chǎn)生含有大量熱能的高溫火焰將金屬加熱?，F(xiàn)介紹幾種火焰加熱爐。 （1）明火爐：將金屬坯料置于以煤為燃料的火焰中加熱的爐子，稱為明火爐，又稱為手鍛爐。其結(jié)構(gòu)如圖4-3所示。由爐膛

7、、爐罩、煙筒、風(fēng)門和風(fēng)管等組成。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，但生產(chǎn)率低，熱效率不高，加熱溫度不均勻和速度慢。在小件生產(chǎn)和維修工作中應(yīng)用較多。鍛工實(shí)習(xí)常使用這種爐子。因此，常用來(lái)加熱手工自由鍛及小型空氣錘自由鍛的坯料，也可用于桿形坯料的局部加熱。 （2）油爐和煤氣爐：這兩種爐分別以重油和煤氣為燃料，結(jié)構(gòu)基本相同，僅噴嘴結(jié)構(gòu)不同。油爐和煤氣爐的結(jié)構(gòu)形式很多，有室式爐、開(kāi)隙式爐、推桿式連續(xù)爐和轉(zhuǎn)底爐等。如圖4-5所示，為室式重油加熱爐示意圖，由爐膛、噴嘴、爐門和煙道組成。其燃燒室和加熱室合為一體，即爐膛。坯料碼放在爐底板上。噴嘴布置在爐膛兩側(cè)，燃油和壓縮空氣分別進(jìn)入噴嘴。壓縮空氣由噴嘴噴出時(shí)，將燃油帶

8、出并噴成霧狀，與空氣均勻混合并燃燒以加熱坯料。用調(diào)節(jié)噴油量及壓縮空氣的方法來(lái)控制爐溫的變化。這種加熱爐用于自由鍛，尤其是大型坯料和鋼錠的加熱，它的爐體結(jié)構(gòu)比反射爐簡(jiǎn)單、緊湊，熱效率高。 近年來(lái)，為提高鍛件表面質(zhì)量，通過(guò)控制燃燒爐氣的性質(zhì)，實(shí)現(xiàn)坯料的少或無(wú)氧化加熱。如圖4-6所示，為我國(guó)精鍛生產(chǎn)中采用的一室二區(qū)敞焰少無(wú)氧化加熱爐示意圖。 ? 圖4-5 室式重油爐示意圖 圖4-6 一室二區(qū)敞焰少無(wú)氧化加熱爐示意圖 2、? 電加熱爐 電加熱爐有電阻加熱爐、接觸電加熱爐和感應(yīng)加熱爐等，如圖4-7所示。電阻爐是利用電流通過(guò)布置在爐膛圍壁上的電熱元件產(chǎn)生的電阻熱為熱源，通過(guò)

9、輻射和對(duì)流將坯料加熱的。爐子通常作成箱形，分為中溫箱式電阻爐如圖4-8所示和高溫箱式電阻爐，如圖4-9所示。 前者的發(fā)熱體為電阻絲，如圖4-8所示。最高工作溫度950℃，一般用來(lái)加熱有色金屬及其合金的小型鍛件；后者的發(fā)熱體為硅碳棒，最高工作溫度為1350℃，可用來(lái)加熱高溫合金的小型鍛件。電阻加熱爐操作方便，可精確控制爐溫，無(wú)污染，但耗電量大，成本較高，在小批量生產(chǎn)或科研實(shí)驗(yàn)中廣泛采用。 ? ? 圖4-7 電加熱的方式 (a)電阻加熱 (b)接觸電加熱 (c)感應(yīng)加熱 ? 圖4-8 箱式電阻爐示意圖 1-爐門；2-電阻體

10、；3-熱電偶；4-工件 ? 圖4-9 紅外箱式爐示意圖 ? 1-踏桿 2-爐門 3-爐膛 4-溫度傳感器? 5-硅碳棒冷端 6-硅碳棒熱端 7-耐火磚 8-反射層 ? 二、鍛造溫度范圍 ? 坯料開(kāi)始鍛造的溫度（始鍛溫度）和終止鍛造的溫度（終鍛溫度）之間的溫度間隔，稱為鍛造溫度范圍見(jiàn)表4-1。在保證不出現(xiàn)加熱缺陷的前提下，始鍛溫度應(yīng)取得高一些，以便有較充足的時(shí)間鍛造成形，減少加熱次數(shù)。在保證坯料還有足夠塑性的前提下，終鍛溫度應(yīng)選得低一些，以便獲得內(nèi)部組織細(xì)密、力學(xué)性能較好的鍛件，同時(shí)也可延長(zhǎng)鍛造時(shí)間，減少加熱次數(shù)。但終鍛溫度過(guò)低會(huì)使金屬難以繼續(xù)變形，易出現(xiàn)鍛裂現(xiàn)象和損傷鍛

11、造設(shè)備。 1、鍛造溫度的控制方法 (1) 溫度計(jì)法 通過(guò)加熱爐上的熱電偶溫度計(jì)，顯示爐內(nèi)溫度，可知道鍛件的溫度；也可以使用光學(xué)高溫計(jì)觀測(cè)鍛件溫度。 表4-1 常用鋼材的鍛造溫度范圍 材料種類 始鍛溫度表(℃) 終鍛溫度(℃) 材料種類 始鍛溫度(℃) 終鍛溫度(℃) 碳素結(jié)構(gòu)鋼 合金結(jié)構(gòu)鋼 碳素工具鋼 合金工具鋼 鋁　合　金 1200-1250 1150-1200 1050-1150 1050-1150 450-500 800 800-850 750-800 800-850 350-380

12、高速工具鋼 耐 熱 鋼 彈 簧 鋼 軸 承 鋼 銅　合　金 1100-1150 1100-1150 1100-1150 1080 800-900 900 800-850 800-850 800 650-700 ? (2) 目測(cè)法 實(shí)習(xí)中或單件小批生產(chǎn)的條件下可根據(jù)坯料的顏色和明亮度不同來(lái)判別溫度，即用火色鑒別法見(jiàn)表4-2。 表4-2 碳鋼溫度與火色的關(guān)系 火色 黃白 淡黃 黃 淡紅 櫻紅 暗紅 赤褐 溫度(℃) 1300 1200 1100 900 800 700 600

13、 ? 三、碳鋼常見(jiàn)的加熱缺陷 由于加熱不當(dāng)，碳鋼在加熱時(shí)可出現(xiàn)多種缺陷，碳鋼常見(jiàn)的加熱缺陷見(jiàn)表4-3。 表4-3 碳鋼常見(jiàn)的加熱缺陷 名稱 實(shí) 質(zhì) 危 害 防止（減少）措施 氧化 坯料表面鐵元素氧化 燒損材料；降低鍛件精度和表面質(zhì)量；減少模具壽命 在高溫區(qū)減少加熱時(shí)間；采用控制爐氣成分的少無(wú)氧化加熱或電加熱等。采用少裝、勤裝的操作方法。在鋼材表面涂保護(hù)層 脫碳 坯料表層被燒損使含碳量減少 降低鍛件表面硬度、變脆，嚴(yán)重時(shí)鍛件邊角處會(huì)產(chǎn)生裂紋 過(guò)熱 加熱溫度過(guò)高，停留時(shí)間長(zhǎng)造成晶粒粗大 鍛件力學(xué)性能降低，須再經(jīng)

14、過(guò)鍛造或熱處理才能改善 過(guò)熱的坯料通過(guò)多次鍛打或鍛后正火處理消除 過(guò)燒 加熱溫度接近材料熔化溫度，造成晶粒界面雜質(zhì)氧化 坯料一鍛即碎，只得報(bào)廢 　　正確地控制加熱溫度和保溫的時(shí)間 裂紋 坯料內(nèi)外溫差太大，組織變化不勻造成材料內(nèi)應(yīng)力過(guò)大 坯料產(chǎn)生內(nèi)部裂紋，并進(jìn)一步擴(kuò)展，導(dǎo)致報(bào)廢 某些高碳或大型坯料，開(kāi)始加熱時(shí)應(yīng)緩慢升溫 4.2.2? 鍛件的冷卻 熱態(tài)鍛件的冷卻是保證鍛件質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。通常，鍛件中的碳及合金元素含量越多，鍛件體積越大，形狀越復(fù)雜，冷卻速度越要緩慢，否則會(huì)造成表面過(guò)硬不易切削加工、變形甚至開(kāi)裂等缺陷。常用的冷卻方法有三種，見(jiàn)表4-4。

15、 表4-4 鍛件常用的冷卻方式 方 式 特 點(diǎn) 適 用 場(chǎng) 合 空 冷 鍛后置空氣中散放，冷速快，晶粒細(xì)化 低碳、低合金鋼小件或鍛后不直接切削加工件 坑冷（堆冷） 鍛后置干沙坑內(nèi)或箱內(nèi)堆在一起，冷速稍慢 一般鍛件，鍛后可直接進(jìn)行切削加工 爐 冷 鍛后置原加熱爐中，隨爐冷卻，冷速極慢 含碳或含合金成分較高的中、大型鍛件，鍛后可進(jìn)行切削加工 4.2.3? 鍛件的熱處理 在機(jī)械加工前，鍛件要進(jìn)行熱處理，目的是均勻組織，細(xì)化晶粒，減少鍛造殘余應(yīng)力，調(diào)整硬度，改善機(jī)械加工性能，為最終熱處理做準(zhǔn)備。常用的熱處理方法有正火、

16、退火、球化退火等。要根據(jù)鍛件材料的種類和化學(xué)成分來(lái)選擇。 4.3 自由鍛的設(shè)備及工具 4.3.1機(jī)器自由鍛設(shè)備 使用機(jī)器設(shè)備，使坯料在設(shè)備上、下兩砧之間各個(gè)方向不受限制而自由變形，以獲得鍛件的方法稱機(jī)器自由鍛。常用的機(jī)器自由鍛設(shè)備有空氣錘、蒸氣-空氣錘和水壓機(jī)，其中空氣錘使用靈活，操作方便，是生產(chǎn)小型鍛件最常用的自由鍛設(shè)備?？諝忮N的規(guī)格是用落下部分的質(zhì)量來(lái)表示，一般為50～1000kg。 一、空氣錘 空氣錘是由錘身（單柱式）、雙缸（壓縮缸和工作缸）、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、操縱機(jī)構(gòu)、落下部分和錘砧等幾個(gè)部分組成，如圖4-10a所示?？諝忮N是將電能轉(zhuǎn)化為壓縮空氣的壓力能來(lái)產(chǎn)

17、生打擊力的?？諝忮N的傳動(dòng)是由電動(dòng)機(jī)經(jīng)過(guò)一級(jí)帶輪減速，通過(guò)曲軸連桿機(jī)構(gòu)，使活塞在壓縮缸內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生壓縮空氣，進(jìn)入工作缸使錘桿作上下運(yùn)動(dòng)以完成各項(xiàng)工作?？諝忮N的工作原理如圖4-10b所示。 ? 圖4-10 空氣錘 a)外形圖 b)工作原理 1-工作缸 2-旋閥 3-壓縮缸 4-手柄 5-錘身 6-減速機(jī)構(gòu) 7-電動(dòng)機(jī) 8-腳踏桿 9-砧座 10-砧墊 11-下砧塊 12-上砧塊 13-錘桿 14-工作活塞15-壓縮活塞 16-連桿 17-上旋閥 18-下旋閥 空氣錘操作過(guò)程是：首先，接通電源，啟動(dòng)空氣錘后通過(guò)手柄或腳

18、踏桿，操縱上下旋閥，可使空氣錘實(shí)現(xiàn)空轉(zhuǎn)、錘頭懸空、連續(xù)打擊、壓錘和單次打擊五種動(dòng)作，以適應(yīng)各種加工需要。 1、空轉(zhuǎn)（空行程） 當(dāng)上、下閥操縱手柄在垂直位置，同時(shí)中閥操縱手柄在“空程”位置時(shí)；壓縮缸上、下腔直接與大氣連通，壓力變成一致，由于沒(méi)有壓縮空氣進(jìn)入工作缸，因此錘頭不進(jìn)行工作。 2、錘頭懸空 當(dāng)上、下閥操縱手柄在垂直位置，將中閥操縱手柄由“空程”位置轉(zhuǎn)至“工作”位置時(shí)，工作缸和壓縮缸的上腔與大氣相通。此時(shí)，壓縮活塞上行，被壓縮的空氣進(jìn)入大氣；壓縮活塞下行，被壓縮的空氣由空氣室沖開(kāi)止回閥進(jìn)入工作缸的下腔，使錘頭上升，置于懸空位置。 3、連續(xù)打擊（輕打或重打） 中閥操縱

19、手柄在“工作”位置時(shí)，驅(qū)動(dòng)上、下閥操縱手柄（或腳踏桿）向逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)使壓縮缸上、下腔與工作缸上、下腔互相連通。當(dāng)壓縮活塞向下或向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，壓縮缸下腔或上腔的壓縮空氣相應(yīng)地進(jìn)入工作缸的下腔或上腔，將錘頭提升或落下。如此循環(huán)，錘頭產(chǎn)生連續(xù)打擊。打擊能量的大小取決于上、下閥旋轉(zhuǎn)角度的大小，旋轉(zhuǎn)角度越大，打擊能量越大。 4、壓錘（壓緊鍛件） 當(dāng)中閥操縱手柄在“工作”位置時(shí)，將上、下閥操縱手柄由垂直位置向順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)45°，此時(shí)工作缸的下腔及壓縮缸的上腔和大氣相連通。當(dāng)壓縮活塞下行時(shí)，壓縮缸下腔的壓縮空氣由下閥進(jìn)入空氣室，并沖開(kāi)止回閥經(jīng)側(cè)旁氣道進(jìn)入工作缸的上腔，使錘頭壓緊鍛件。 5、單次

20、打擊 單次打擊是通過(guò)變換操縱手柄的操作位置實(shí)現(xiàn)的。單次打擊開(kāi)始前，錘處于錘頭懸空位置（即中閥操縱手柄處于“工作”位置），然后將上、下閥的操縱手柄由垂直位置迅速地向逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)到某一位置再迅速地轉(zhuǎn)到原來(lái)的垂直位置（或相應(yīng)地改變腳踏桿的位置）這時(shí)便得到單次打擊。打擊能量的大小隨旋轉(zhuǎn)角度而變化，轉(zhuǎn)到45°時(shí)單次打擊能量最大。如果將手柄或腳踏桿停留在傾斜位置（旋轉(zhuǎn)角度≤45°），則錘頭作連續(xù)打擊。故單次打擊實(shí)際上只是連續(xù)打擊的一種特殊情況。 二、蒸汽-空氣錘 蒸汽-空氣錘也是靠錘的沖擊力鍛打工件，如圖4-11所示。蒸汽-空氣錘自身不帶動(dòng)力裝置，另需蒸汽鍋爐向其提供具有一定壓力的蒸汽，或

21、空氣壓縮機(jī)向其提供壓縮空氣。其鍛造能力明顯大于空氣錘，一般為500～5000kg(0.5-5t)，常用于中型鍛件的鍛造。 圖4-11 雙柱拱式蒸汽-空氣錘 1-上氣道 2-進(jìn)氣道 3-節(jié)氣閥 4-滑閥 5-排氣管 6-下氣道 7-下砧 8-砧墊 9-砧座 10-坯料 11-上砧 12-錘頭 13-錘桿 14-活塞 15-工作缸 三、水壓機(jī) 圖4-12 水壓機(jī) 1、2-管道 3-回程柱塞 4-回程缸5-回程橫梁 6-拉桿 7-密封圈 8-上砧 9-下砧 10-下橫梁 11-立柱 12-活動(dòng)橫粱13-上橫梁 1

22、4-工作柱寒 15-工作缸 大型鍛件需要在液壓機(jī)上鍛造，水壓機(jī)是最常用的一種，如圖4-12所示。水壓機(jī)不依靠沖擊力，而靠靜壓力使坯料變形，工作平穩(wěn)，因此工作時(shí)震動(dòng)小。不需要笨重的砧座；鍛件變形速度低，變形均勻，易將鍛件鍛透，使整個(gè)截面呈細(xì)晶粒組織，從而改善和提高了鍛件的力學(xué)性能，容易獲得大的工作行程并能在行程的任何位置進(jìn)行鍛壓，勞動(dòng)條件較好。但由于水壓機(jī)主體龐大，并需配備供水和操縱系統(tǒng)，故造價(jià)較高。水壓機(jī)的壓力大，規(guī)格為500～12500t,能鍛造1～300t的大型重型坯料。 4.3.2 自由鍛工具 一、機(jī)器自由鍛的工具 根據(jù)工具的功能可分為以下幾類，如圖4-13所示：

23、 1．夾持工具：如圓鉗、方鉗，槽鉗、抱鉗、尖咀鉗、專用型鉗等。 2．切割工具：剁刀、剁墊、刻棍等。 3．變形工具：如壓鐵、摔子、壓肩摔子、沖子、墊環(huán)(漏盤)等。 4．測(cè)量工具：如鋼直尺、內(nèi)外卡鉗等。 5．吊運(yùn)工具：如吊鉗、叉子等。 圖4-13 機(jī)鍛工具 鉗手 刻棍 壓鐵 剁刀 沖子 墊環(huán) 剁墊 摔子 壓肩摔子 ? 二、手工自由鍛工具 利用簡(jiǎn)單的手工工具，使坯料產(chǎn)生變形而獲得的鍛件方法，稱手工自由鍛，如圖4-14所示。 1

24、、手工鍛造工具分類如下： (1) 支持工具：如羊角砧等； (2) 鍛打工具：如各種大錘和手錘； (3) 成型工具：如各種型錘、沖子、漏盤等； (4) 夾持工具：各種形狀的鉗子； (5) 切割工具：各種鏨子及切刀； (6) 測(cè)量工具：鋼直尺、內(nèi)外卡鉗等。 圖4-14 手鍛工具 a)羊角鉆 b)鍛錘 c)襯墊工具 d)手鉗 e)測(cè)量工具 ? 2、手工自由鍛的操作 (1) 鍛擊姿勢(shì) 手工自由鍛時(shí)，操作者站離鐵砧約半步，右腳在左腳后半步，上身稍向前傾，眼睛注視鍛件的鍛擊點(diǎn)。左手握住鉗桿的中部，右手握住手錘柄的端部，指示大錘的錘擊。

25、 鍛擊過(guò)程，必須將鍛件平穩(wěn)地放置在鐵砧上，并且按鍛擊變形需要，不斷將鍛件翻轉(zhuǎn)或移動(dòng)。 (2) 鍛擊方法 手工自由鍛時(shí)，持錘鍛擊的方法可有： 手揮法 主要靠手腕的運(yùn)動(dòng)來(lái)?yè)]錘鍛擊，鍛擊力較小，用于指揮大錘的打擊點(diǎn)和打擊輕重。 肘揮法 手腕與肘部同時(shí)作用、同時(shí)用力，錘擊力度較大。 臂揮法 手腕、肘和臂部一起運(yùn)動(dòng)，作用力較大，可使鍛件產(chǎn)生較大的變形量，但費(fèi)力甚大。 三、鍛造過(guò)程嚴(yán)格注意做到“六不打”： ① 低于終鍛溫度不打； ② 鍛件放置不平不打； ③ 沖子不垂直不打； ④ 剁刀、沖子、鐵砧等工具上有油污不打； ⑤ 鐓

26、粗時(shí)工件彎曲不打； ⑥ 工具、料頭易飛出的方向有人時(shí)不打。 ? 4.4 自由鍛工藝 4.4.1 自由鍛的工藝特點(diǎn) 一．應(yīng)用設(shè)備和工具有很大的通用性，且工具簡(jiǎn)單，所以只能鍛造形狀簡(jiǎn)單的鍛件，操作強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低。 二．自由鍛可以鍛出質(zhì)量從不到1kg到200～300t的鍛件。對(duì)大型鍛件，自由鍛是唯一的加工方法，因此自由鍛在重型機(jī)械制造中有特別重要的意義。 三．自由鍛依靠操作者控制其形狀和尺寸，鍛件精度低，表面質(zhì)量差，金屬消耗也較多。 所以，自由鍛主要用于品種多，產(chǎn)量不大的單件小批量生產(chǎn)，也可用于模鍛前的制坯工序。 4.4.2 自由鍛的基本工序 無(wú)

27、論是手工自由鍛、錘上自由鍛以及水壓機(jī)上自由鍛，其工藝過(guò)程都是由一些鍛造工序所組成。所謂工序是指在一個(gè)工作地點(diǎn)對(duì)一個(gè)工件所連續(xù)完成的那部分工藝過(guò)程。根據(jù)變形的性質(zhì)和程度不同，自由鍛工序可分為：基本工序，如鐓粗、拔長(zhǎng)、沖孔、擴(kuò)孔、芯軸拔長(zhǎng)、切割、彎曲、扭轉(zhuǎn)、錯(cuò)移、鍛接等，其中鐓粗、拔長(zhǎng)和沖孔三個(gè)工序應(yīng)用得最多；輔助工序，如切肩、壓痕等；精整工序，如平整、整形等三類。 一．鐓粗 鐓粗是使坯料的截面增大，高度減小的鍛造工序。鐓粗有完全鐓粗如圖4-15所示和局部鐓粗。局部鐓粗按其鐓粗的位置不同又可分為端部鐓粗和中間鐓粗兩種，如圖4-16所示。 圖4-16完全鐓粗 鐓粗主要用來(lái)鍛造圓盤類

28、（如齒輪坯）及法蘭等鍛件，在鍛造空心鍛件時(shí)，可作為沖孔前的預(yù)備工序。 鐓粗的一般規(guī)則、操作方法及注意事項(xiàng)如下： 1．被鐓粗坯料的高度與直徑（或邊長(zhǎng)）之比應(yīng)小于2.5～3，否則會(huì)鐓彎，如圖4-17a所示。工件鐓彎后應(yīng)將其放平，輕輕錘擊矯正，如圖4-17b所示。局部鐓粗時(shí)，鐓粗部分坯料的高度與直徑之比也應(yīng)小于2.5～3。 2．鐓粗的始鍛溫度采用坯料允許的最高始鍛溫度，并應(yīng)燒透。坯料的加熱要均勻，否則鐓粗時(shí)工件變形不均勻，對(duì)某些材料還可能鍛裂。 圖2-17 局部鐓粗 a)漏盤上鐓粗 b)胎膜內(nèi)鐓粗 c)中間鐓粗 圖4-17 鐓彎的產(chǎn)生和矯正 （a）鐓彎的產(chǎn)生

29、 b)鐓彎的矯正 ? 3．鐓粗的兩端面要平整且與軸線垂直，否則可能會(huì)產(chǎn)生鐓歪現(xiàn)象。矯正鐓歪的方法是將坯料斜立，輕打鐓歪的斜角，然后放正，繼續(xù)鍛打，如圖4-18所示。如果錘頭或砥鐵的工作面因磨損而變得不平直時(shí)，則鍛打時(shí)要不斷將坯料旋轉(zhuǎn)，以便獲得均勻的變形而不致鐓歪。 4．錘擊應(yīng)力量足夠，否則就可能產(chǎn)生細(xì)腰形，如圖4-19a所示。若不及時(shí)糾正，繼續(xù)鍛打下去，則可能產(chǎn)生夾層，使工件報(bào)廢，如圖4-19b所示。 圖4-18 鐓歪的產(chǎn)生和矯正 圖4-19 細(xì)腰形及夾層的產(chǎn)生 a)細(xì)腰形 b)夾層 二、拔長(zhǎng) 拔長(zhǎng)是使坯料長(zhǎng)度增加，橫截面減少的鍛造工序，又稱延伸或引

30、伸，如圖4-20所示。拔長(zhǎng)用于鍛制長(zhǎng)而截面小的工件，如軸類、桿類和長(zhǎng)筒形零件。 圖4-20 拔長(zhǎng) a)拔長(zhǎng) b)局部拔長(zhǎng) c)心軸拔長(zhǎng) 拔長(zhǎng)的一般規(guī)則，操作方法及注意事項(xiàng)： 1．拔長(zhǎng)過(guò)程中要將坯料不斷地翻轉(zhuǎn)，使其壓下面都能均勻變形，并沿軸向送進(jìn)操作。 翻轉(zhuǎn)的方法有三種：如圖4-21(a) 所示，為反復(fù)翻轉(zhuǎn)拔長(zhǎng)，是將坯料反復(fù)左右翻轉(zhuǎn)90o，常用于塑性較高的材料；如圖4-21(b) 所示，為螺旋式翻轉(zhuǎn)拔長(zhǎng)， 是將坯料沿一個(gè)作90o翻轉(zhuǎn)，常用于塑性較低的材料；如圖4-21(c) 所示，為單面前后順序拔長(zhǎng)，是將坯料沿整個(gè)長(zhǎng)度方向鍛打一遍后，再翻轉(zhuǎn)90o，爾后依次進(jìn)行，常用于頻

31、繁翻轉(zhuǎn)不方便的大鍛件，但應(yīng)注意工件的寬度和厚度之比不要超過(guò)2.5，否則再次翻轉(zhuǎn)繼續(xù)拔長(zhǎng)時(shí)容易產(chǎn)生折疊。 圖4-21 拔長(zhǎng)時(shí)鍛件的翻轉(zhuǎn)方法 a)反復(fù)翻轉(zhuǎn)拔長(zhǎng) b)螺旋式翻轉(zhuǎn)拔長(zhǎng) c)單面順序拔長(zhǎng) 2、拔長(zhǎng)時(shí)，坯料應(yīng)沿砥鐵的寬度方向送進(jìn)，每次的送進(jìn)量Ｌ應(yīng)為砥鐵寬度Ｂ的0.3～0.7倍，如圖4-22a所示。送進(jìn)量太大，金屬主要向?qū)挾确较蛄鲃?dòng)，反而降低延伸效率，如圖4-22b所示。送進(jìn)量太小，又容易產(chǎn)生夾層，如圖4-22c所示。另外，每次壓下量也不要太大，壓下量應(yīng)等于或小于送進(jìn)量，否則也容易產(chǎn)生夾層。 3、由大直徑的坯料拔長(zhǎng)成小直徑的鍛件時(shí)，應(yīng)把坯料先鍛成正方形，在正方形的截

32、面下拔長(zhǎng)，到接近鍛件的直徑時(shí)，再倒棱，滾打成圓形，這樣鍛造效率高，質(zhì)量好。如圖4-23所示。 ? 圖4-22 拔長(zhǎng)時(shí)的送進(jìn)方向和進(jìn)給量 a) 送進(jìn)量合適 b)送進(jìn)量太大、拔長(zhǎng)率降低 c)送進(jìn)量太小、產(chǎn)生夾層 圖4-23 大直徑坯料拔長(zhǎng)時(shí)的變形過(guò)程 3．鍛制臺(tái)階軸或帶臺(tái)階的方形、矩形截面的鍛件時(shí)，在拔長(zhǎng)前應(yīng)先壓肩。壓肩后對(duì)一端進(jìn)行局部拔長(zhǎng)即可鍛出臺(tái)階。如圖4-24所示。 圖4-24 壓肩 a)方料壓肩 b)圓料壓肩 5．鍛件拔長(zhǎng)后須進(jìn)行修整，修整方形或矩形鍛件時(shí)，應(yīng)沿下砥鐵的長(zhǎng)度方向送進(jìn)，如圖4-25a所示，以增加工件與砥鐵的接觸長(zhǎng)度。

33、拔長(zhǎng)過(guò)程中若產(chǎn)生翹曲應(yīng)及時(shí)翻轉(zhuǎn)180°輕打校平。圓形截面的鍛件用型錘或摔子修整。如圖4-25b所示。 圖4-25 撥長(zhǎng)后的修整 a)方形、矩形面的修整 b)圓形截面的修整 6．采用專制的芯軸對(duì)孔進(jìn)行拔長(zhǎng)，主要用于孔深的工作，如圖4-26所示。 圖4-26 芯軸拔長(zhǎng) 三、沖孔 沖孔是用沖子在坯料沖出通孔或不通孔的鍛造工序。沖孔主要用于制造帶孔工件，如齒輪坯、圓環(huán)、套筒等。 一般規(guī)定：錘的落下部分重量在0.15～5t之間，最小沖孔直徑相應(yīng)為Φ30～Φ100mm；孔徑小于100mm，而孔深大于300mm的孔可不沖出；孔徑小于150mm，而孔深大于500mm的

34、孔也不沖出；直徑小于20mm的孔不沖出。 根據(jù)沖孔所用的沖子的形狀不同，沖孔可分為實(shí)心沖子沖孔和空心沖子沖孔。實(shí)心沖子沖孔又可分為單面沖孔和雙面沖孔，如圖4-27所示。 圖4-27 沖孔 a)雙面沖孔 b)單面沖孔 c)空心沖子沖孔 1．單面沖孔：對(duì)于較薄工件，即工件高度與沖孔孔徑之比小于0.125時(shí)，可采用單面沖孔。沖孔時(shí)，將工件放在漏盤上，沖子大頭朝下，漏盤的孔徑和沖子的直徑應(yīng)有一定的間隙，沖孔時(shí)應(yīng)仔細(xì)校正，沖孔后稍加平整。 2．雙面沖孔：其操作過(guò)程為：鐓粗；試沖（找正中心沖孔痕）；撒煤粉（煤粉受熱后產(chǎn)生的氣體膨脹力可將沖子頂出）；沖孔，即沖孔到鍛件厚度的2/

35、3～3/4；翻轉(zhuǎn)180°找正中心；沖除連皮；如圖4-28所示。修整內(nèi)孔；修整外圓。 圖4-28 沖孔的步驟 (a)放正沖子，試沖；(b)沖淺坑，撒煤末 (c)沖至工件厚度的2/3深；(d)翻轉(zhuǎn)工件在鐵砧圓孔上沖透 3．空心沖子沖孔：當(dāng)沖孔直徑超過(guò)400mm時(shí)，多采用空心沖子沖孔。對(duì)于重要的鍛件，將其有缺陷的中心部分沖掉，有利于改善鍛件的力學(xué)性能。 四、擴(kuò)孔 擴(kuò)孔是空心坯料壁厚減薄而內(nèi)徑和外徑增加的鍛造工序。其實(shí)質(zhì)是沿圓周方向的變相拔長(zhǎng)。擴(kuò)孔的常用方法有沖子擴(kuò)孔和芯軸擴(kuò)孔等，如圖4-29所示。擴(kuò)孔適用于鍛造空心圈和空心環(huán)鍛件。 圖4-29 擴(kuò)孔 a

36、)沖子擴(kuò)孔； b)芯軸擴(kuò)孔 五、錯(cuò)移 將毛坯的一部分相對(duì)另一部分上、下錯(cuò)開(kāi)，但仍保持這兩部分軸心線平行的鍛造工序，錯(cuò)移常用來(lái)鍛造曲軸。錯(cuò)移前，毛坯須先進(jìn)行壓肩等輔助工序，如圖4-30所示。 圖4-30 錯(cuò)移 a)壓肩 b)鍛打 c)修整 六、切割 切割是使坯料分開(kāi)的工序，如切去料頭、下料和切割成一定形狀等。用手工切割小毛坯時(shí)，把工件放在砧面上，鏨子垂直于工件軸線，邊鏨邊旋轉(zhuǎn)工件，當(dāng)快切斷時(shí)，應(yīng)將切口稍移至砧邊處，輕輕將工件切斷。大截面毛坯是在鍛錘或壓力機(jī)上切斷的,方形截面的切割是先將剁刀垂直切入鍛件,至快斷開(kāi)時(shí),將工件翻轉(zhuǎn)180

37、°,再用剁刀或克棍把工件截?cái)?，如圖4-31a所示。切割圓形截面鍛件時(shí)，要將鍛件放在帶有圓凹槽的剁墊上，邊切邊旋轉(zhuǎn)鍛件，如圖4-31b所示。 七、彎曲 使坯料彎成一定角度或形狀的鍛造工序稱為彎曲。彎曲用于鍛造吊鉤、鏈環(huán)、彎板等鍛件。彎曲時(shí)鍛件的加熱部分最好只限于被彎曲的一段，加熱必須均勻。在空氣錘上進(jìn)行彎曲時(shí)，將坯料夾在上下砥鐵間，使欲彎曲的部分露出，用手錘或大錘將坯料打彎，如圖4-32a所示。或借助于成型墊鐵、成型壓鐵等輔助工具使其產(chǎn)生成型彎曲，如圖4-32b所示。 圖4-31 切割 a)方料的切割 b)圓料的切割 圖4-32 彎由 a

38、)角度彎曲 b)成形彎曲 八、扭轉(zhuǎn) 扭轉(zhuǎn)是將毛坯的一部分相對(duì)于另一部分繞其軸心線旋轉(zhuǎn)一定角度的鍛造工序，稱為扭轉(zhuǎn)，如圖4-33所示。鍛造多拐曲軸、連桿、麻花鉆頭等鍛件和校直鍛件時(shí)常用這種工序。 扭轉(zhuǎn)前，應(yīng)將整個(gè)坯料先在一個(gè)平面內(nèi)鍛造成形，并使受扭曲部分表面光滑，然后進(jìn)行扭轉(zhuǎn)。扭轉(zhuǎn)時(shí)，由于金屬變形劇烈，要求受扭部分加熱到始鍛溫度，且均勻熱透。扭轉(zhuǎn)后，要注意緩慢冷卻，以防出現(xiàn)扭裂。 九、鍛接 鍛接是將兩段或幾段坯料加熱后，用鍛造的方法連接成牢固整體的一種鍛造工序，又稱鍛焊。鍛接主要用于小鍛件生產(chǎn)或修理工作，如：船舶錨鏈的鍛焊；刃具的夾鋼和貼鋼，它是將兩種成份

39、不同的鋼料鍛焊在一起。典型的鍛接方法有搭接法、咬接法和對(duì)接法。 ? 圖4-33 扭轉(zhuǎn) 4.4.3 自由鍛工藝規(guī)程 制定自由鍛工藝規(guī)程應(yīng)做如下工作。 一、繪制鍛件圖 鍛件圖是根據(jù)零件圖和鍛造該零件毛坯的鍛造工藝來(lái)繪制的，如圖4-34所示，在鍛件圖中尺寸標(biāo)注：尺寸線上面的尺寸為鍛件尺寸；尺寸線下面的尺寸為零件圖尺寸并用括弧注明；也可只標(biāo)注鍛件尺寸。 圖4-34 鍛件圖 (a)鍛件的余量及敷料 (b)鍛件圖 4.4.4 典型鍛件自由鍛工藝過(guò)程 一、齒輪坯自由鍛工藝過(guò)程見(jiàn)表4-5。 表4-5 齒輪坯自由鍛工藝

40、過(guò)程 鍛 件 名 稱 齒 輪 毛 坯 工藝類型 自 由 鍛 材 料 45號(hào)鋼 設(shè) 備 65kg空氣錘 加熱次數(shù) 1次 鍛造溫度范圍 850～1200℃ 鍛 件 圖 坯 料 圖 序號(hào) 工序名稱 工 序 簡(jiǎn) 圖 使用工具 操作工藝 1 鐓 粗 火 鉗 鐓粗漏盤 控制鐓粗后的高度為鐓粗漏盤的45mm。 2 沖 孔 火 鉗 鐓粗漏盤 沖 子 沖子漏盤 1、? 注意沖子對(duì)中。 2、? 采用雙面沖孔，左圖為工伴翻轉(zhuǎn)后將孔沖透的情況。 3 修正外圓 火 鉗 沖 子 邊輕打邊旋轉(zhuǎn)鍛

41、伴件，使外圓清除鼓形，并達(dá)到Φ92±1mm。 4 修整平面 火鉗 輕打（如端面不平還要邊打邊轉(zhuǎn)動(dòng)鍛件），使鍛件厚度達(dá)到44±1mm。 ? 二、齒輪軸零件如圖4-35所示，毛坯自由鍛工藝過(guò)程見(jiàn)表4-6。 圖4-35齒輪軸零件圖 表4-6 齒輪齒輪軸零件如圖坯自由鍛工藝過(guò)程 鍛 件 名 稱 齒 輪 軸 毛 坯 工藝類型 自 由 鍛 材 料 45號(hào)鋼 設(shè) 備 75kg空氣錘 加熱次數(shù) 2次 鍛造溫度范圍 800～1200℃ 鍛 件 圖 坯 料 圖 序號(hào) 工序名稱 工 序 簡(jiǎn)

42、圖 使用工具 操作工藝 1 壓肩 圓口鉗； 壓肩摔子； 邊輕打，邊旋轉(zhuǎn)鍛件。 2 撥長(zhǎng) 圓 口 鉗 將壓肩一端撥長(zhǎng)至直徑不小于Φ40mm。 3 摔圓 圓口鉗； 摔圓摔子； 將撥長(zhǎng)部分摔圓至Φ40±1mm。 4 壓肩 圓口鉗； 壓肩摔子； 截出中段長(zhǎng)度88mm后，將另一端壓肩。 5 撥長(zhǎng) 尖口鉗 將壓肩一端撥長(zhǎng)至直徑不小于Φ40。 6 摔圓修整 圓口鉗； 摔圓摔子； 將拔長(zhǎng)部分摔圓至Φ40±1mm。 4.5 模?鍛 將加熱后的坯料放到鍛模(模具)的模鏜內(nèi)，經(jīng)過(guò)鍛造，使其在模鏜所限制的空間內(nèi)產(chǎn)生塑

43、性變形，從而獲得鍛件的鍛造方法叫做模型鍛造，簡(jiǎn)稱模鍛。模鍛的生產(chǎn)率高，并可鍛出形狀復(fù)雜、尺寸準(zhǔn)確的鍛件，適宜在大批量生產(chǎn)條件下，鍛造形狀復(fù)雜的中、小型鍛件，如在汽車、拖拉機(jī)等制造廠中應(yīng)用較多。 模鍛可以在多種設(shè)備上進(jìn)行。常用的模鍛設(shè)備有模鍛錘(蒸氣-空氣模鍛錘、無(wú)砧座錘、高速錘等)、曲柄壓力機(jī)、摩擦壓力機(jī)、平鍛機(jī)及液壓機(jī)等。模鍛方法也依所用設(shè)備而隨名，如使用模鍛錘設(shè)備的模鍛方法，統(tǒng)稱為錘上模鍛，其余可分別稱為曲柄壓力機(jī)上模鍛、摩擦壓力機(jī)上模鍛、平鍛機(jī)上模鍛等。其中使用蒸氣-空氣錘設(shè)備的錘上模鍛是應(yīng)用最廣的一種模鍛方法。 蒸氣-空氣模鍛錘的結(jié)構(gòu)，如圖4-35所示。它的砧座比自由鍛大得多，

44、而且與錘身連成一個(gè)封閉的剛性整體，錘頭與導(dǎo)軌之間的配合十分精密，保證了錘頭的運(yùn)動(dòng)精度高。上模和下模分別安裝在錘頭下端和模座上的燕尾槽內(nèi)，用楔鐵對(duì)準(zhǔn)和緊固，如圖4-36所示。在錘擊時(shí)能保證上、下鍛模對(duì)準(zhǔn)。 ? 圖4-35 蒸氣-空氣模鍛錘 圖4-36 錘上模鍛工作示意圖 1—坯料；2—鍛造中的坯料； 3—帶飛邊和連皮的鍛件； 4—飛邊和連皮；5—鍛件 鍛模由專用的熱作模具鋼加工制成，具有較高的熱硬性、耐磨性、耐沖擊等特殊性能。鍛模由上模和下模組成，兩半模分開(kāi)的界面稱分模面，上、下模內(nèi)加工出的與鍛件形狀相一致的空腔叫模膛，根據(jù)模鍛件的復(fù)雜程度不同，所需變形的模腔

45、數(shù)量不等，如有拔長(zhǎng)模膛、滾壓模膛、彎曲模膛、切斷模膛等。模膛內(nèi)與分模面垂直的表面都有5o～10o的斜度，稱為模鍛斜度，以便于鍛件出模。模膛內(nèi)所有相交的壁都應(yīng)是圓角過(guò)渡，以利于金屬充滿模膛及防止由于應(yīng)力集中使模膛開(kāi)裂。為了防止鍛件尺寸不足及上、下模直接撞擊，一般情況下坯料的體積均稍大于鍛件，故模膛的邊緣相應(yīng)加工出容納多余金屬的飛邊槽，如圖4-36所示。在鍛造過(guò)程中，多余的金屬即存留在飛邊槽內(nèi)，鍛后再用切邊模膛將飛邊切除。帶孔的鍛件不可能將孔直接鍛出，而留有一定厚度的沖孔連皮，鍛后再將連皮沖除。如圖4-37是錘上模鍛件的生產(chǎn)工藝過(guò)程。 ? 圖4-37 錘上模鍛的工藝過(guò)程 4.6

46、? 胎模鍛 胎模鍛是在自由鍛設(shè)備上使用可移動(dòng)的模具（稱為胎模）生產(chǎn)模鍛件的方法。它也是介于自由鍛和模鍛之間的一種鍛造方法。常采用自由鍛的鐓粗或拔長(zhǎng)等工序初步制坯，然后在胎膜內(nèi)終鍛成形。 胎模的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且形式較多，如圖2-38為 其中一種合模，它由上、下模塊組成，模塊間的 空腔稱為模膛，模塊上的導(dǎo)銷和銷孔可使上、下模膛對(duì)準(zhǔn)，手柄供搬動(dòng)模塊用。 胎模鍛同時(shí)具有自由鍛和模鍛的某些特點(diǎn)。與模鍛相比，不需昂貴的模鍛設(shè)備。模具制造簡(jiǎn) 圖4-38 胎模 1-上模塊 2-手柄 3-下模塊 4-模膛 5-導(dǎo)銷 6-銷孔 單且成本較低，但不如模鍛精度高，且勞動(dòng)強(qiáng)度 大、胎膜壽命

47、低、生產(chǎn)率低；與自由鍛相比，坯料最終是在胎膜的模膛內(nèi)成形，可以獲得形狀較復(fù)雜，鍛造質(zhì)量和生產(chǎn)率較高的鍛件。因此，正由于胎膜鍛所用的設(shè)備和模具比較簡(jiǎn)單、工藝靈活多變，故在中、小工廠得到廣泛應(yīng)用，適合小型鍛件的中、小批生產(chǎn)。 常用的胎膜結(jié)構(gòu)有扣模、合模、套筒模、摔模和彎模等。 1.扣模 它用于對(duì)坯料進(jìn)行全部或局部扣形，如圖4-39a所示。主要生產(chǎn)長(zhǎng)桿非回轉(zhuǎn)體鍛件，也可為合模鍛造制坯。用扣模鍛造時(shí)毛坯不轉(zhuǎn)動(dòng)。 2.合模 它通常由上模和下模組成，如圖4-39b所示。主要用于生產(chǎn)形狀復(fù)雜的非回轉(zhuǎn)體鍛件，如連桿、叉形鍛件等。 3.套筒模 簡(jiǎn)稱筒?；蛱啄?，鍛模呈套筒形，可分為開(kāi)式筒模，

48、如圖4-40a所示和閉式筒模，如圖4-40b所示兩種。主要用于鍛造法蘭盤、齒輪等回轉(zhuǎn)體鍛件的鍛造。 胎模鍛造所用胎模不固定在錘頭或砧座上，按加工過(guò)程需要，可隨時(shí)放在上下砥鐵上進(jìn)行鍛造，也可隨時(shí)搬下來(lái)。鍛造時(shí)，先把下模放在下砥鐵上，再把加熱的坯料放在模膛內(nèi)，然后合上上模，用鍛錘鍛打上模背部。待上、下模接觸，坯料便在模膛內(nèi)鍛成鍛件。 圖4-39 扣模和合模的結(jié)構(gòu) 圖4-40 套筒模的結(jié)構(gòu) ? 4.7? 沖壓 4.7.1沖壓概述 利用沖壓設(shè)備和沖模使金屬或非金屬板料產(chǎn)生分離或成形而得到制件的工藝方法稱為板料沖壓，簡(jiǎn)稱沖壓。這種加工方法通常是在常溫

49、下進(jìn)行的，所以又稱冷沖壓。 沖壓的原材料是具有較高塑性的金屬薄板，如低碳鋼、銅及其合金、鎂合金等。非金屬板料，如石棉板、硬橡膠、膠木板、纖維板、絕緣紙、皮革等也適于沖壓加工。用于沖壓加工的板料厚度一般小于6mm，當(dāng)板厚超過(guò)8～10mm時(shí)則采用熱沖壓。 沖壓生產(chǎn)的特點(diǎn)。 ① 可以生產(chǎn)形狀復(fù)雜的零件或毛坯。 ② 沖壓制品具有尺寸精確、表面光潔，質(zhì)量穩(wěn)定，互換性好，一般不再進(jìn)行切削加工即可裝配使用。 ③ 產(chǎn)品還具有材料消耗少、重量輕、強(qiáng)度高和剛度好等優(yōu)點(diǎn)。 ④ 沖壓操作簡(jiǎn)單，生產(chǎn)率高，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。 ⑤ 沖模精度要求高，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，生產(chǎn)周期較長(zhǎng)，制造成本較高，故

50、只適用于大批量生產(chǎn)場(chǎng)合。 在所有制造金屬或非金屬薄板成品的工業(yè)部門中都可采用沖壓生產(chǎn)，尤其在日用品、汽車、航空、電器、電機(jī)和儀表等工業(yè)生產(chǎn)部門，應(yīng)用更為廣泛。 4.7.2? 沖壓主要設(shè)備 沖壓所用的設(shè)備種類有多種，主要設(shè)備有剪床和沖床。 1. 剪床 剪床是下料用的基本設(shè)備，它是將板料切成一定寬度的條料或塊料，以供給沖壓所用。反映剪床的主要技術(shù)參數(shù)是它所能剪板料的厚度和長(zhǎng)度，如Q11-2×1000型剪床，表示能剪厚度為2mm、長(zhǎng)度為1000mm的板材。如圖4-43所示為剪床的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。 電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)帶輪和齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，離合器閉合使曲軸旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)裝有上刀片的滑塊沿導(dǎo)軌作上下運(yùn)動(dòng)，

51、與裝在工作臺(tái)上的下刀片相剪切而進(jìn)行工作。為了減小剪切力和利于剪切寬而薄的板料，一般將上刀片作成具有斜度為6o～9o的斜刃，對(duì)于窄而厚的板料則用平刃剪切；檔鐵起定位作用，便于控制下料尺寸；制動(dòng)器控制滑塊的運(yùn)動(dòng)，使上刀片剪切后停在最高位置上，便于下次剪切。 圖4-43 剪床結(jié)構(gòu)及剪切示意圖 2. 沖床 沖床是進(jìn)行沖壓加工的基本設(shè)備，它可完成除剪切外的絕大多數(shù)沖壓基本工序。沖床按其結(jié)構(gòu)可分為單柱式和雙柱式、開(kāi)式和閉式等；按滑塊的驅(qū)動(dòng)方式分為液壓驅(qū)動(dòng)和機(jī)械驅(qū)動(dòng)兩類。機(jī)械式?jīng)_床的工作機(jī)構(gòu)主要由滑塊驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)（如曲柄、偏心齒輪、凸輪等）、連桿和滑塊組成。 如圖4-44所示，為開(kāi)式雙柱式

52、沖床的外形和傳動(dòng)簡(jiǎn)圖。電動(dòng)機(jī)通過(guò)減速系統(tǒng)帶動(dòng)大帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)踩下踏板后，離合器閉合并帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)，再經(jīng)連桿帶動(dòng)滑塊沿導(dǎo)軌作上、下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，完成沖壓動(dòng)作。沖模的上模裝在滑塊的下端，隨滑塊上、下運(yùn)動(dòng)，下模固定在工作臺(tái)上，上、下模閉合一次即完成—次沖壓過(guò)程。踏板踩下后立即抬起，滑塊沖壓一次后便在制動(dòng)器作用下，停止在最高位置上，以便進(jìn)行下一次沖壓。若踏板不抬起，滑塊則進(jìn)行連續(xù)沖壓。 表示沖床性能的幾個(gè)主要參數(shù)是： （1）公稱壓力(單位為N或t)：即沖床的噸位，它是滑塊運(yùn)行至最下位置時(shí)所產(chǎn)生的最大壓力。 （2）滑塊行程(單位為mm)：曲軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，滑塊從最上位置到最下位置所走過(guò)的距離，它等于曲柄

53、回轉(zhuǎn)半徑的兩倍。 （3）閉合高度(單位為mm)：滑塊在行程至最下位置時(shí)，其下表面到工作臺(tái)面的距離。沖床的閉合高度應(yīng)與沖模的高度相適應(yīng)。沖床連桿的長(zhǎng)度一般都是可調(diào)的，調(diào)整連桿的長(zhǎng)度即可對(duì)沖床的閉合高度進(jìn)行調(diào)整。 圖4-44 沖床 a)外觀圖 b)傳動(dòng)簡(jiǎn)圖 沖床操作安全規(guī)范： ⑴ 沖壓工藝所需的沖剪力或變形力要低于或等于沖床的標(biāo)稱壓力。 ⑵ 開(kāi)機(jī)前應(yīng)鎖緊所有調(diào)節(jié)和緊固螺栓，以免模具等松動(dòng)而造成設(shè)備、模具損壞和人身安全事故。 ⑶ 開(kāi)機(jī)后，嚴(yán)禁將手伸入上下模之間，取下工件或廢料應(yīng)使用工具。沖壓進(jìn)行時(shí)嚴(yán)禁將工具伸入沖模之間。 ⑷ 兩人以上共同操作時(shí)應(yīng)

54、由一人專門控制踏腳板，踏腳板上應(yīng)有防護(hù)罩，或?qū)⑵浞旁陔[蔽安全處，工作臺(tái)上應(yīng)取盡雜物，以免雜物墜落于踏腳板上造成誤沖事故。 ⑸ 裝拆或調(diào)整模具應(yīng)停機(jī)進(jìn)行。 ? 4.7.3 沖壓基本工序 按板料在加工中是否分離，沖壓工藝一般可分為分離工序和成形工序兩大類。 1、分離工序 分離工序是在沖壓過(guò)程中使沖壓件與坯料沿一定的輪廓線互相分離的沖壓工序，主要有切斷和沖裁等，見(jiàn)表4-7所示。 2、成形工序 成形工序是使坯料塑性變形而獲得所需形狀和尺寸的制件的沖壓工序。主要有拉深、彎曲、翻邊、卷邊、脹形、壓印等，見(jiàn)表4-7所示。 表4-7常見(jiàn)沖壓基本工序及示意圖 工藝名

55、稱 簡(jiǎn) 圖 所用模具的名稱 簡(jiǎn) 要 說(shuō) 明 ? 分 ? 離 ? 工 ? 序 落料 落料模 沖落的部分是零件。 沖孔 沖孔模 沖落的部分是廢料 切邊 切邊模 切去多余的邊緣。 切斷 切斷模 將板條料切斷 成 ? 形 ? 工 ? 序 彎曲 彎曲模 將板料彎曲成各種形狀。 卷圓 卷圓模 將板料端部卷成接近封閉的圓頭。 拉深 拉深模 將板料拉成空心容器的形狀。 翻邊 翻邊模 將板料上平孔翻成豎立孔。 脹形 脹形模 將柱狀工件脹成曲面狀工件。 壓印 壓印模 在板料的平面上壓出加強(qiáng)筋或凹凸標(biāo)識(shí)。