鍛造加工技術(shù)

第1章 鍛造的基本知識(shí)

1.1 常用金屬材料及熱處理

1.1.1 鋼材

1.1.2 有色金屬

1.1.3 鋼的外國牌號

1.1.4 鍛件常用熱處理工藝

1.2 電力拖動(dòng)及控制原理基礎(chǔ)

1.2.1 電力拖動(dòng)系統(tǒng)的組成

1.2.2 電力拖動(dòng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩

1.2.3 電動(dòng)機(jī)的工作原理和基本結(jié)構(gòu)

1.2.4 常用控制電器元件的種類及用途

1.3 液壓傳動(dòng)基本知識(shí)

1.3.1 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的工作原理

1.3.2 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的組成

133液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn)23

134液壓泵24

135液壓缸25

136液壓控制閥26

14常用鍛件檢測方法及檢驗(yàn)器具的

使用30

141鍛件的尺寸和幾何形狀的

檢查30

142電感式測微儀和光學(xué)投影儀

的應(yīng)用33

143鍛件的表面質(zhì)量和檢查34

第2章常用精密與特種鍛造設(shè)備38

21鍛造設(shè)備的發(fā)展概況38

22液壓模鍛錘38

221液壓模鍛錘基本特點(diǎn)38

222液壓模鍛錘工作原理和結(jié)構(gòu)

形式39

23輥鍛機(jī)40

231輥鍛變形的特點(diǎn)及其

適用性40

232輥鍛機(jī)的結(jié)構(gòu)形式41

233輥鍛機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)42

24楔橫軋機(jī)45

241概述45

242楔橫軋機(jī)的形式46

243軋機(jī)的結(jié)構(gòu)組成47

25擺動(dòng)輾壓機(jī)48

251擺輾技術(shù)的成形原理48

252擺輾機(jī)的主要類型49

253擺輾機(jī)的結(jié)構(gòu)50

254專用擺輾機(jī)53

26徑向鍛造機(jī)54

261徑向鍛造的工作原理及

特點(diǎn)54

262徑向鍛造機(jī)的分類55

263徑向鍛造機(jī)的主要結(jié)構(gòu)55

264徑向鍛造機(jī)實(shí)例56

27旋壓機(jī)59

271概述59

272旋壓機(jī)的工作原理及特點(diǎn)59

273旋壓機(jī)的分類及結(jié)構(gòu)組成60

274普通旋壓機(jī)61

275強(qiáng)力旋壓機(jī)62

276特種旋壓機(jī)64

第3章金屬的塑性及加熱規(guī)范66

31影響金屬塑性、塑性變形和流動(dòng)的

因素66

311塑性、塑性指標(biāo)和塑性圖66

312變形條件對金屬塑性的

影響67

313其他因素對塑性的影響71

314提高金屬塑性的途徑73

315摩擦對金屬塑性變形和流動(dòng)的

影響74

316工具形狀對金屬塑性變形和

流動(dòng)的影響74

317金屬各部分之間的關(guān)系對

塑性變形和流動(dòng)的影響75

318金屬本身性質(zhì)不均勻?qū)λ苄?

變形和流動(dòng)的影響76

32金屬的超塑性76

321超塑性的概念和種類77

322細(xì)晶超塑性變形力學(xué)特征78

323影響細(xì)晶超塑性的主要

因素79

324超塑性變形機(jī)理81

325超塑性的應(yīng)用82

33加工硬化84

331加工硬化的現(xiàn)象和機(jī)理84

332加工硬化的后果及應(yīng)用85

34金屬鍛造溫度范圍的確定85

341始鍛溫度86

342終鍛溫度86

35金屬的加熱規(guī)范88

351裝料時(shí)的爐溫88

352加熱速度90

353保溫時(shí)間92

354加熱時(shí)間93

36金屬的少無氧化加熱95

361快速加熱95

362介質(zhì)保護(hù)加熱95

363少無氧化火焰加熱96

第4章鍛件圖及大型、復(fù)雜鍛件工藝99

41鍛件圖的繪制99

411錘上模鍛件圖設(shè)計(jì)99

412熱模鍛壓力機(jī)上模鍛件圖

設(shè)計(jì)特征105

413摩擦壓力機(jī)上模鍛件圖設(shè)計(jì)

特征106

414平鍛機(jī)上模鍛件圖設(shè)計(jì)

特征106

42大型自由鍛件的工藝制定107

421大型鍛件的鍛造工藝

方法108

422大型鍛件鍛造工藝實(shí)例115

43復(fù)雜鍛件的工藝制定117

431復(fù)雜彎軸類鍛件的復(fù)合鍛造

工藝117

432雙鉤的鍛造成形工藝119

433大型支承軸的空心鍛造

技術(shù)122

434凸緣叉的模鍛工藝123

第5章精密模鍛125

51精密模鍛成形過程的分析125

511開式精密模鍛成形過程的

分析125

512閉式精密模鍛成形過程的

分析126

52影響精密模鍛件尺寸精度的主要

因素127

521毛坯體積的波動(dòng)127

522模膛的尺寸精度和磨損127

523模具溫度和鍛件溫度的

波動(dòng)129

524零件結(jié)構(gòu)的工藝性130

525鍛件高度尺寸的變化與各種

影響因素的關(guān)系130

53精密模鍛模具的設(shè)計(jì)130

531精密模鍛模具的分類與

結(jié)構(gòu)131

532模膛設(shè)計(jì)132

533凹模尺寸和強(qiáng)度計(jì)算133

534模具的頂出裝置134

535模具的導(dǎo)向裝置135

54精密模鍛變形力的計(jì)算136

541回轉(zhuǎn)體鍛件精密模鍛變形力

的計(jì)算136

542長軸類鍛件精密模鍛變形力

的計(jì)算137

543異形件精密模鍛變形力的

計(jì)算138

55精密模鍛潤滑140

551傳統(tǒng)用鋼熱模鍛潤滑劑和

溫鍛潤滑劑141

552新型綠色鋼熱模鍛

潤滑劑141

56精密模鍛實(shí)例142

561直齒圓錐齒輪的精密

模鍛142

562萬向節(jié)十字軸精密模鍛147

第6章冷擠壓技術(shù)151

61概述151

611冷擠壓工藝的方法分類151

612冷擠壓工藝的優(yōu)缺點(diǎn)153

62冷擠壓基本原理154

621冷擠壓的金屬流動(dòng)規(guī)律154

622加工硬化和熱效應(yīng)156

623附加應(yīng)力和殘余應(yīng)力159

624冷擠壓時(shí)的外摩擦和

潤滑159

63冷擠壓件的毛坯材料準(zhǔn)備160

631原材料的形態(tài)及其要求160

632冷擠壓用材料162

633毛坯的預(yù)成形163

634毛坯軟化處理163

64冷擠壓工藝163

641工藝設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容和

方法163

642典型擠壓件的工藝方案164

65冷擠壓模具設(shè)計(jì)167

651冷擠壓模具設(shè)計(jì)要求167

652凸模設(shè)計(jì)168

653凹模設(shè)計(jì)169

66模具材料及模具壽命171

661模具材料的基本要求171

662常用的模具材料172

663模具失效與使用壽命172

664冷擠壓模具常見的損壞

形式173

665提高模具使用壽命的

方法173

67冷擠壓件質(zhì)量分析174

68溫?cái)D壓技術(shù)176

681溫?cái)D壓工藝的優(yōu)點(diǎn)176

682溫?cái)D壓工藝的缺點(diǎn)177

683溫?cái)D壓的應(yīng)用范圍177

69冷擠壓零件工藝實(shí)例178

691汽車活塞銷冷擠壓178

692芯軸套冷擠壓178

693深孔薄壁殼體冷擠壓179

694階梯形空心件冷擠壓180

695齒輪冷擠壓180

第7章合金鋼與有色合金鍛造182

71合金結(jié)構(gòu)鋼和工具鋼鍛造182

711合金結(jié)構(gòu)鋼鍛造182

712合金鋼的鍛造工藝性182

713合金鋼的鍛造規(guī)范183

72高速鋼鍛造186

721高速鋼的用途及主要性能

要求186

722高速鋼的組織對性能的

影響187

723高速鋼的鍛造與改鍛188

73Cr12型模具鋼鍛造193

731Cr12型高碳高鉻模具鋼的

化學(xué)成分、牌號與用途193

732Cr12型模具鋼的改鍛193

733Cr12型模具鋼筋坯的纖維

方向193

734鍛造操作要點(diǎn)194

735Cr12型模具鋼鍛件的

退火194

74不銹鋼鍛造195

741合金元素對不銹鋼組織和

性能的影響195

742不銹鋼的分類195

743可鍛性和鍛造溫度范圍195

75高溫合金鋼鍛造197

751高溫合金的分類198

752高溫合金的鍛造198

76鋁合金和鎂合金鍛造201

761鋁合金鍛造201

762鎂合金鍛造204

77銅及銅合金鍛造206

771銅及銅合金206

772銅合金的鍛造性能和鍛造

溫度范圍207

78鈦合金鍛造210

781鈦及鈦合金210

782鍛造溫度范圍210

79有色合金鍛模設(shè)計(jì)213

791有色合金模具設(shè)計(jì)特點(diǎn)213

792毛邊槽214

793鉗口215

794終鍛型槽、預(yù)鍛型槽和制坯

型槽215

795鍛模表面216

796鍛模材料和硬度216

第8章擺輾技術(shù)217

81概述217

811擺動(dòng)輾壓的工作原理217

812擺動(dòng)輾壓的特點(diǎn)及分類218

82擺輾的基本原理221

821擺動(dòng)輾壓機(jī)擺頭的運(yùn)動(dòng)軌跡

分析221

822擺輾變形222

83冷擺輾成形材料224

831冷擺輾成形材料形狀224

832冷擺輾成形材料材質(zhì)224

833冷擺輾成形材料狀況225

834坯料準(zhǔn)備226

84坯料的加熱227

841金屬的擺輾溫度范圍227

842室式燃煤鍛造加熱爐的

種類228

843燃煤鍛造加熱爐的操作229

844燃?xì)鉅t和燃油爐的結(jié)構(gòu)和

操作230

845電加熱230

85擺輾模具設(shè)計(jì)231

851擺輾模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)考慮的

因素及設(shè)計(jì)要點(diǎn)231

852擺輾模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)232

86擺輾模具壽命234

861影響擺輾模具壽命的

因素234

862提高模具壽命措施235

87擺輾件質(zhì)量分析236

871冷拔開裂236

872冷擺輾開裂237

873擺輾件充填不滿238

874擺輾件厚薄差大或上下底面

不平239

88擺輾成形鍛件實(shí)例240

881熱擺輾成形件240

882冷擺輾成形件242

883溫?cái)[輾成形件243

884擺輾鉚接244

第9章粉末鍛造246

91概述246

911粉末鍛造工藝方法及

特點(diǎn)246

912粉末鍛造的應(yīng)用248

92粉末鍛造時(shí)金屬粉末的選擇248

921金屬粉末的制取及純度249

922粉末的化學(xué)成分及性能249

93粉鍛件和預(yù)成形坯的設(shè)計(jì)252

931粉鍛件的分類與鍛件圖

設(shè)計(jì)252

932預(yù)成形坯的設(shè)計(jì)253

94預(yù)成形坯的壓制與鍛造工藝257

941預(yù)成形坯的壓制成形257

942預(yù)成形坯的燒結(jié)258

943預(yù)成形坯的鍛造258

944粉鍛成形259

95粉末熱鍛模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)262

951鍛模設(shè)計(jì)的要求262

952熱鍛模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)例264

953熱鍛模零件的尺寸計(jì)算266

954粉鍛模具零件加工267

955粉鍛熱作模具的性能要求及

選材268

96粉末熱等靜壓和粉末噴射

鍛造269

961熱等靜壓制269

962粉末噴射鍛造法274

第10章過程質(zhì)量控制與生產(chǎn)管理275

101過程質(zhì)量控制275

1011目前我國質(zhì)量管理的

現(xiàn)狀275

1012生產(chǎn)過程質(zhì)量控制的

重要性276

1013生產(chǎn)過程的質(zhì)量監(jiān)控的

主要程序277

1014如何有效地進(jìn)行制造過程

的質(zhì)量控制278

1015生產(chǎn)過程的質(zhì)量控制不能

忽視的幾個(gè)問題279

1016工序質(zhì)量控制280

1017ISO 9000質(zhì)量管理體系282

1018全面質(zhì)量管理285

102生產(chǎn)管理286

1021生產(chǎn)計(jì)劃管理286

1022生產(chǎn)調(diào)度工作287

1023生產(chǎn)定額的制定與管理288

1024目視管理技術(shù)290

10255S活動(dòng)292

1026定置管理295

參考文獻(xiàn)300

第1章 鍛造的基本知識(shí)

1.1 常用金屬材料及熱處理

1.1.1 鋼材

鋼是用生鐵(煉鋼生鐵)或生鐵加一部分廢鋼煉成的,含碳量低于2.10,并使其雜質(zhì)(主要指S、P)含量降低到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。鋼的種類很多,按照鋼的化學(xué)成分、品質(zhì)、冶煉方法和用途等的不同,可對鋼進(jìn)行多種的分類。按化學(xué)成分可分為碳素鋼和合金鋼;按用途可分為結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼和特殊用途鋼三類。

《鍛造加工技術(shù)》可作為從事鍛造加工工藝與操作、工程技術(shù)人員等相關(guān)人員的參考用書,也可作為從事各類鍛造加工職業(yè)的高技能人才的培訓(xùn)教材和大專院校開設(shè)鍛造加工工藝課程的教材。

在沖擊力或靜壓力的作用下，使熱錠或熱坯產(chǎn)生局部或全部的塑性變形，獲得所需形狀、尺寸和性能的做件的加工方法稱為鍛造。

鍛造一般是將軋制圓鋼、方鋼（中、小鍛件）或鋼錠（大鍛件）加熱到高溫狀態(tài)后進(jìn)行加工。鍛造能夠改善鑄態(tài)組織、鑄造缺陷（縮孔、氣孔等），使段件組織緊密、晶粒細(xì)化、成分均勻，從而都顯著提高金屬的力學(xué)性性能。因此，造主要用于那些承受重載，沖擊載荷，交變載荷的重要機(jī)械零件或毛坯，如各種機(jī)床的主軸和齒輪，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸和連桿，起重機(jī)吊鉤及各種刀具、模具等。

鍛造分為自由鍛造，模型造及胎模。

熱加工自由鍛造

只采用通用工具成直接在造設(shè)備的上、下砥鐵間使坯料變形獲得件的方法稱為自由鍛造。自由鍛的原材料可以是軋材（中小型鍛件）或鋼錠（大型件）。自由鍛工藝靈活、工具簡單，主要適合于各種做件的單件小批生產(chǎn)，也是特大型鍛件的唯一生產(chǎn)方法。

熱加工胎膜鍛造

胎模鍛是在自由鍛設(shè)備上使用可移動(dòng)的簡單模具生產(chǎn)鍛件的一種鍛造方法。胎模鍛造一般先采用自由制坯，然后在胎模中終鍛成形，鍛件的形狀和尺存主要靠胎模的型槽來保證。胎模不固定在設(shè)備上，鍛造時(shí)用工具夾持著進(jìn)行鍛打。

熱加工模型鍛造

模型鍛造簡稱為模鍛，是將加熱到鍛造溫度的金屬坯料放到固定在模鍛設(shè)備上的模膛內(nèi)，使坯料受壓變形，從而獲得鍛件的方法。

鍛壓是鍛造和沖壓的合稱，是利用鍛壓機(jī)械的錘頭、砧塊、沖頭或通過模具對坯料施加壓力，使之產(chǎn)生塑性變形，從而獲得所需形狀和尺寸的制件的成形加工方法。

中文名

鍛壓技術(shù)

分類

鍛造和沖壓

應(yīng)用

塑性變形

發(fā)展成熟

明清時(shí)期

歷史沿革

人類在新石器時(shí)代末期，已開始以錘擊天然紅銅來制造裝飾品和小用品。中國約在公元前2000多年已應(yīng)用冷鍛工藝制造工具，如甘肅武威皇娘娘臺(tái)齊家文化遺址出土的紅銅器物，就有明顯的錘擊痕跡。商代中期用隕鐵制造武器，采用了加熱鍛造工藝。春秋后期出現(xiàn)的塊煉熟鐵，就是經(jīng)過反復(fù)加熱鍛造以擠出氧化物夾雜并成形的鍛壓技術(shù)。明清時(shí)期，閩東工匠鍛造鋤頭、鐮刀、廚刀、灶具、銅錫工藝品和金銀首飾，技術(shù)精湛。清雍正年間（1723--1735年）柘榮鍛工用本地土鐵和鋼刃鍛打制成的“柘洋剪刀”馳名省內(nèi)外。民國37年（1948年），福鼎桐山開設(shè)修配店，以手工鍛造方法鍛制加工農(nóng)具，為閩東小件機(jī)件鍛造之始。50年代后期，鍛造加工逐漸轉(zhuǎn)為機(jī)件制造。1985年，古田機(jī)器廠造出閩東第一臺(tái)鍛工夾板錘，并引進(jìn)250kg夾板錘、彈簧錘等鍛造器械，增強(qiáng)鍛造機(jī)械化能力。80年代，沖壓技術(shù)被廣泛應(yīng)用。80年代后期，閩東電機(jī)廠采用復(fù)式?jīng)_模和用“條料三聯(lián)沖”工藝，沖模用固定卸料型式，卸料板固定在凹模上，保證沖壓條料位置精確。