金属塑性成形工艺及模具设计 教学课件 作者 夏巨谌 第四章.pptVIP

第四章 精密模锻工艺及模具设计要点 第一节 精密模锻的特点及应用 第二节 影响锻件尺寸精度的主要因素及其控制方法 第三节 模具设计要点 第四节 应用实例 1.精密模锻及工艺特点 1) 精密模锻的概念 精密模锻也称为精密锻造或精密成形，是提高锻件精度和降低表面粗糙度的一种先进的模锻方法。是当前精密成形技术（近净成形或净成形技术）的主要手段。精密模锻主要用于生产精化毛坯或生产精密模锻零件两个方面。其分类情况如下： (1) 按成形温度。 可分为热精密模锻、冷精密模锻和温精密模锻。 热精密模锻是坯料采用少无氧化加热，然后在高温下成形，金属的塑性好，变形抗力小，但防止氧化的效果还不够理想。 冷精密模锻简称冷模锻，是在室温下进行，不存在氧化、脱碳和热胀冷缩问题，但金属变形抗力大，塑性较低。 温精密模锻是将坯料加热到未产生严重氧化和脱碳的温度下进行的，既可防止坯料表面剧烈氧化，又可避免冷精密模锻时变形抗力大的缺点。 (2) 按变形速度。 精密模锻可分为一般精密模锻和高速精密模锻。 (3) 按变形特点。 按精密模锻时的变形情况可分为开式模锻、闭式模锻、挤压和体积精压等。 2) 精密模锻的工艺特点 (1) 锻件的余量和公差小。锻件精度一般可达±0.2mm，表面粗糙度Ra可达到0.8~3.2μm以上，能部分或全部代替零件的机械加工，能节约大量的机械加工量，提高劳动生产率和材料利用率，大大地降低了零件的成本。 (2) 锻件力学性能好。采用精密模锻方法生产的零件，由于金属流线不仅没有被切断，而且流线分布更合理，因此力学性能比采用切削加工的零件高，使用寿命也长。 (3) 复杂零件的生产。 采用精密模锻的方法，可以成批生产某些形状复杂、使用性能高，而且难于用机械加工方法制造的零件，如齿轮、带齿零件、叶片、航空零件等等。 (4) 毛坯质量要求较严格。 毛坯的形状和尺寸直接影响到锻件成形、金属充满效果及模具寿命，因此要求毛坯尺寸精确、形状合理，同时表面要进行清理，去除氧化皮、油污、锈斑、腐蚀点等，以保证锻件质量和延长模具使用寿命。 (5) 毛坯加热质量要求高。 为了得到尺寸精确、表面光洁的锻件，要求采用少无氧化加热的方法。如在带有保护气氛的加热炉中加热、感应炉中加热、以及在电炉中快速加热，或采用在毛坯表面上涂刷玻璃滑润剂后进行加热等。 (6) 锻件冷却方法要求高。 精锻后的锻件需要在保护介质中冷却，如在砂箱、石棉粉或在无焰油中进行冷却等。 第二节 影响锻件尺寸精度的主要因素及其控制方法 一、坯料体积的波动及其控制方法 坯料体积的偏差是由两方面因素引起的： 1.下料不准确 2.毛坯加热时，各个坯料烧损的质量不一样。 毛坯体积波动的控制方法主要有两种： 1.精密下料，使下料的质量偏差控制在1%以内； 2.采用调节和补偿方法，对于开式精密模锻可通过在分模面周围生成的小飞边来调节和补偿；对于闭式精密模锻可通过设置多余金属分流腔（孔)来起调节和补偿作用。 二、模镗的尺寸精度和磨损及其控制方法 对于精密模锻，在大量生产中可采用如下模具磨损公差：模具的外长度、外宽度和外径尺寸的磨损公差，是用外长度、外宽度和外径尺寸乘以相应的材料系数而得。这个公差加在锻件外长度、外宽度和外径尺寸的正偏差上。 模具的内长度、内宽度和内径尺寸的磨损公差可按同样方法计算，但这个公差加在内长度、内宽度和孔径尺寸的负偏差上。 模具内、外尺寸上单面公差均为计算总值的一半。 三、模具温度和锻件温度的波动及其控制方法 四、零件结构工艺性的影响及其控制方法 五、模具和锻件的弹性变形及其控制方法。 第三节 模具设计要点 1.模镗尺寸 2.模镗的尺寸精度和表面粗糙度 3.闭式模锻时，在凹模上必须设置分流降压腔 4.有深凹穴且形状复杂 模镗的装置 5.对于可分凹模模锻，应有足够的凹模夹紧力 6.有可靠的推出装置 7.模具上应设置导向装置 8.凸模尺寸和强度计算 第四节 应用实例 一、锥齿轮闭式冷精锻 1.冷精锻工艺过程 2.锻件图设计 （1）分模面位置 （2）加工余量 （3）冲孔连皮 3.闭式精密模锻工艺的优化 （1）闭式精锻成形原理 （2）毛坯的高径比 （3）预成形毛坯的设计 4.锥齿轮闭式冷精锻的效果 二、气体发生器压盖与壳体热精锻 1.闭式精密模锻工艺 2.模具设计 3.模锻过程及工艺效果 * 第一节 精密模锻的特点及应用 *