为铁路货车装货口盖成形工艺及模具设计

第一篇：为铁路货车装货口盖成形工艺及模具设计

为铁路货车装货口盖成形工艺及模具设计

作者：齐齐哈尔铁路车辆集团 高

广军

摘要：分析了装货口盖成形

工艺性，并进行了理论计算和模拟验证，由此制定了该工件的成形工艺、模具设计方案。

关键词：工艺分析；起伏成形；数值模拟；模具设计前言

我公司作为铁路货车出口基地，在出口车市场上占有相当大的份额，澳大利亚粮食漏斗车是我公司继2000年以后又一次向西方发达国家出口的铁路货车。装货口盖(图1)是该车的重要外覆盖件，生产数量多、质量要求高。

工件材质09CuPCrNi，是铁路货车常用的耐侯钢，具有良好的抗腐蚀性和较高的强度，但它的成形性能比08-F或Q235要差一些。从产品结构上看，零件中部加

强筋是典型起伏成形，而两侧则是弯曲成形。从近年来我厂生产实践验证，该类

材料屈服强度较高、塑性较差，成形时容易出现破裂、翘曲等质量问题。成形工艺分析及工艺计算

起伏成形是一种使材料局部区域发生变形、拉薄，造成局部凹进或突起，来改变毛坯形状的冲压加工方法。这种方法提高了工件自身的刚度，而且使工件的外形美观，同时工件在组装焊接时，抗热应力变形的强度也得到提高。

装货口盖成形的难点就在于中部加强筋的成形，主要有两个方面的问题：其一是由于板料变形产生拉薄，加上塑性较差，极易导致成形部位破裂；其二是成形时，材料流动的速度和方向不一样，工件内部应力分布不均匀，造成板料失稳起皱、翘曲。而且后者靠增加工序等手段是很难修复的。

2.1 成形极限判断

首先，根据加强筋的形状和材料性能，计算材料在一次成形工序中的极限伸长率(图2)即：

由此可确定，装货口盖加强筋可以一次成形。

2.2 压边力的计算

装货口盖加强筋起伏成形时，在筋端头处，板料要向凸筋流动，以补充材料的不足。这样在筋端头部分的材料应力状态与椭圆形件拉深相似，径向产生拉应力，切向产生压应力。如果不用压边，该处将会失稳起皱。其压边力：

从计算结果看，所需的压边力较大，应该采用设备驱动压边。

2.3 成形数值模拟及工艺方案的确定

我厂自2000年初开始实施“铁路货车产品开发并行工程”以来，现已装备了数值模拟软件--Dy-naform。它是由ETA公司研制的基于LS-DANA的饭金冲压仿真分析系统的专业软件，是专门处理板材成形有限元分析的数值模拟系统。基于工艺计算结果，在计算机上利用冲压成形数值模拟系统Dynaform进行了成形模拟分析。分析结果的应力云图见图3。

从数值模拟分析结果看，在压边力的作用下，加强筋端头的褶皱基本消除，但在工件长边的两侧出现较大的波浪翘曲现象。主要是由于在压筋时，每个加强筋端头成形致使板料产生的内应力相互作用，从而出现波浪翘曲现象，直接影响后序侧边弯曲。

通过数值模拟分析，可以预知，采用先压加强筋，再进行两侧长边折弯的工艺方法会产生难以修复的质量问题。

考虑到工件两侧是弯曲成形，可以采用复合工序的手段，利用双动压力机，先完成工件两侧的弯，然后再压加强筋(图4所示)。这样第一个动作完成了工件的弯曲成形，又负责压筋时的压边，尤其是在完成弯曲成形后，工件的弯曲部位起到了拉延坎的作用，两道拉延坎的阻力再加上第一个动作设备自身的压力，完全阻止了工件长边两侧材料的流动，使加强筋两端成形完全处于胀形状态。另外由于弯曲成形在先，增加了工件的自身刚度，阻止了压筋时导致的翘曲现象。模具设计

前文已经确定了装货口盖冲压成形的工艺方案。下面将介绍复合成形模具的结构设计。在模具设计时，适当减小压筋凹模的圆角r,r=2t(t为板厚)，第一是考虑压筋凹模的圆角较易磨损，减小凹模圆角可以预留磨损量，第二是使筋在不破裂的前提下，使加强筋的轮廓更加清晰、美观。另外压筋是靠凸模和凹模圆角成形，所以在压筋凸模下方的凹模部分采用镂空方式，以避免成形时出现干涉现象。

实践证明，压筋同样存在回弹现象，这里的回弹是指压形后加强筋的实际高度值，要比设计凸模高度值小。为了保证筋的尺寸，压筋凸模高度取16mm。

在第一个动作弯曲成形时，为了提高成形平面度、减小弯曲回弹，采用弹性压料，弹性压料装置在全部成形终了时，兼作卸件器。压筋凹模镶在压料板上。

模具主要结构见图5。模具工作过程如下：

弯曲上模下行，接触板料，并在压料板的作用下压紧板料，弯曲七模继续下行，完成弯曲成形后负责压紧坯件。压筋上模下行，压筋凸模接触坯件，压筋上模继续下行，完成加强筋胀形。压筋上模上行，弯曲上模上行，压料板在弹簧力的作用下将工件顶出弯曲凹模。至此，完成工件的全部成形。结束语

通过对装货口盖成形工艺分析，对可能出现的质量问题作了预测，找到了较为可靠的复合工艺方法，利用弯曲成形来抑制或改善压筋的质量缺陷，同时也简化了工艺过程，提高了生产效率。

模具投人使用后，顺利完成了澳大利亚粮食漏斗车装货口盖的压制工作，工件外观光滑、棱线清晰，无开裂、无翘曲。可以认为，装货口盖冲压成形工艺分析及模具结构设计，对铁路货车生产中的类似覆盖件成形，都有借鉴价值。

第二篇：塑性成形工艺及模具设计课程教案

精编资料

自由锻工艺过程设计方法.2,模具形状对金属塑性变形和流动的影响.3,课堂进行一简单锻件的自由锻工艺过程设计.六,所需学时2学时第八次讲课...工艺

《塑性成形工艺及模具设计》课程教案之二《锻造工艺学》辅导教案

关 小 军

材料科学与工程学院 材料加工工程系

第一次讲课

一、讲授内容

第一章

绪论

一、锻造工艺学及其性质

二、锻造生产的特点及其在国民经济中的作用

三、我国锻造生产的历史，现状及发展趋势

四、锻造生产方法的分类及工艺流程

五、课程的任务。

第二章

锻造用原材料及下料方法 第一节

锻造用钢锭及型材

一、钢锭及其冶炼.二、钢锭的结构

三、钢锭的内部缺陷

四、型材及其常见缺陷

第二节

下料方法

一、剪切法

二、锯切法

三、砂轮片切割法

四、折断法

五、气割法

六、其它下料方法

二、难点

1、钢锭和型材的缺陷产生原因及其危害。

2、各种下料方法的原理。

三、基本概念

偏析、夹杂、缩孔、疏松、溅疤、划痕、折迭、粗晶环

四、思考题

1、试阐述镇静钢锭的结构及其主要缺陷的产生部位。

2、钢锭常见缺陷有哪些？它们产生的原因和危害性是什么？

3、常见的型材缺陷有哪些？它们产生的原因和危害性是什么？

4、锻造用型材常采用哪些方法下料？各自有何特点？

5、铸锭作为锻造坯料时如何下料？

五、要求重点掌握的知识点

1、钢锭结构及其常见内部缺陷。

2、型材及其常见缺陷。

3、常用下料方法及其选择原则。

六、所需学时

2小时

第二次讲课

一、讲授内容

第三章

锻造的热规范 第—节

金属的锻前加热

一、加热的目的二、加热方法

第二节

金属加热时产生的缺陷及防止措施

一、氧化

二、脱碳

三、过热

四、过烧

五、裂纹

第三节

锻造温度范围的确定

一、始锻温度的确定

二、终锻温度的确定

第四节

金属的加热规范

一、加热规范制定的原则及方法

二、钢锭的加热规范

三、中、小型钢坯的加热规范

二、难点

1、氧化和脱碳的共性和异性。

2、过热和过烧的相关性及其区别

3、加热过程温度应力、组织应力和残余应力的产生机理及其应力分析。

4、始锻温度和终锻温度正确选择的必要性。

5、加热速度的影响因素及其影响规律。

三、基本概念

加热规范、氧化、脱碳、过热、过烧、过热温度、过烧温度、始锻温度、终锻温度、锻造温度范围、金属加热规范、最大可能的加热温度、允许的加热温度、温度头、均热保温、最小保温时间、最大保温时间

四、思考题

1、试说明锻前加热的目的和方法。

2、氧化和脱碳有哪些共性和异性？

3、氧化和脱碳可产生哪些危害？如何防止？

4、过烧和过热有哪些危害? 如何防止？

5、导致裂纹产生的内应力有几种？清阐述它们相应的应力状态。

6、通常圆柱形坯料产生加热裂纹的危险位置在何处？原因何在？如何防止？

7、锻造温度范围的确定原则和基本方法是什么？

8、怎样确定碳钢的始锻和终锻温度？它们受到哪些因素的影响？

9、为什么要制定合理的加热规范？加热规范包括哪些内容？其核心问题是什么？

10、两种不同概念的加热速度实质上反映了什么因素的影响？

11、选择加热速度的原则是什么？提高加热速度的措施有哪些？

12、均热保温的目的是什么？

13、冷锭和热锭的加热规范各有什么特点？为什么？、五、要求重点掌握的知识点

1、锻前加热的目的和方法。

2、加热金属的常见缺陷及其危害。

3、金属加热过程中缺陷的产生原因和防止措施。

4、加热规范的内容、制定原则和方法。

六、所需学时

2学时

第三次讲课

一、讲授内容

第三章

锻造的热规范 第五节

少无氧化加热

一、快速加热

二、介质保护加热

三、少无氧化火焰加热

第六节

金属的锻后冷却

一、锻后冷却常见缺陷产生的原因和防止措施

二、锻件的冷却方法

三、锻件的冷却规范

第七节

锻件的热处理

一、中、小锻件热处理

二、大型锻件热处理

二、难点

1、少无氧化火焰加热法的工作原理。

2、冷却过程温度应力、组织应力和残余应力的产生机理及其应力分析。

3、冷却速度的影响因素及其影响规律。

三、基本概念

冷却规范、白点、网状碳化物

四、思考题

1、少无氧化加热主要有哪几种方法？其中火焰加热法的基本工作原理是什么？

2、金属断后冷却常见缺陷有哪些？各自产生原因是什么？

3、为什么硬钢锻后冷却易产生表面纵向裂纹？

4、金属锻后冷却规范一般包括哪些内容？

5、锻件热处理的目的是什么？

6、中小锻件通常采用哪些热处理？各自作用是什么？

7、通常大锻件采用哪些热处理？各自作用是什么？

五、要求重点掌握的知识点

1、少无氧化加热方法及其工作原理。

2、金属锻后冷却常见缺陷及其危害。

3、金属锻后冷却中缺陷的产生原因和防止措施。

4、冷却规范的内容、制定原则和方法。

5、常用的锻件热处理方法。

六、所需学时

2学时

第四次讲课

一、讲授内容

第四章

自由锻主要工序分析 第—节

概述

一、影响金属塑性变形流动的几个基本因素

二、局部加载时沿加载方向的应力分布规律

三、金属塑性变形的不均匀性

四、塑性变形时金属的流动方向

第二节

镦粗

一、镦粗工序的主要质量问题和变形流动特点

二、镦粗时的注意事项

第三节

拔长

—、矩形截面坯料的拔长

二、圆截面坯料的拔长

三、空心件拔长

二、难点

1．金属塑性变形的基本规律和影响因素。2．在几种变形工序中金属流动规律的分析。

3．镦粗时金属流动特点及其缺陷产生机理（包括圆截面和矩形截面坯料）。4．拔长时金属流动特点及其缺陷产生机理（包括矩形截面、圆截面和空心截面坯料）。

三、基本概念

镦粗、拔长、镦粗比、锻造比、进料比（相对送进量）、相对压缩程度

四、思考题

1、导致金属塑性变形不均匀性的原因是什么？

2、镦粗和拔长各有哪些用途？

3、镦粗工序主要存在哪些质量问题？试分析它们产生的原因及其预防措施。

4、拔长工序主要存在哪些质量问题？试分析它们产生的原因及其预防措施。

5、为什么采用平砧小压缩量拔长圆截面坯料时效率低且质量差？应怎样解决？

6、空心件拔长时孔内壁和端面裂纹产生的原因是什么？应采取哪些措施加以解决？

五、要求重点掌握的知识点

1、金属塑性变形所遵循的基本规律和影响因素。

2、镦粗、拔长工序的金属受力分析。

2、镦粗、拔长工序的金属变形和流动特点。

3、镦粗、拔长时常见金属缺陷、产生机理及其预防措施。

六、所需学时

3学时

第五次讲课

一、讲授内容

第四章

自由锻主要工序分析

第四节

冲孔

一、冲孔的受力变形分析

二、冲孔的质量分析

第五节

扩孔

一、冲子

二、芯轴

三、辗压

第六节 弯曲

第七节 其它工序（补充内容）

一、错移

二、扭转

二、难点

1、冲孔时受力、变形和缺陷产生原因的分析。

2、扩孔时受力、变形和缺陷产生原因的分析。

3、弯曲时受力、变形和缺陷产生原因的分析。

三、基本概念

冲孔、走样、扩孔、弯曲

四、思考题

1、试阐述开式冲孔时金属变形和流动特点并画出相应的应力、应变图。

2、冲孔时易出现哪些质量问题？应采取什么措施解决？

3、试阐述冲子扩孔时金属变形和流动特点并画出相应的应力、应变图。

4、芯轴扩孔时金属主要沿切向流动的原因是什么？此时锻件尺寸变化特点是什么？应怎样防止壁厚不均？

5、辗压扩孔的工艺特点是什么？生产时易产生哪些质量缺陷？怎样防止？

6、弯曲时坯料易产生哪些缺陷？它们产生的原因是什么？

五、要求重点掌握的知识点

1、冲孔、扩孔、弯曲工序的应力、应变分析。

2、冲孔、扩孔、弯曲工序的金属变形和流动特点。

3、冲孔、扩孔、弯曲工序中常见的加工缺陷种类、产生原因及其预防措施。

六、所需学时

2学时

第六次讲课

一、讲授内容

第五章 自由锻工艺

第—节 自由锻件的分类

第二节 自由锻件变形方案的确定 第三节 自由锻工艺过程的制定

一、锻件图的制定

二、确定坯料的重量和尺寸

三、确定变形工艺和锻造比

四、确定锻造设备吨位

第四节

大型锻件锻造的特点（自学）—、钢锭冶金质量对锻件的影响

二、大型钢锭的加热特点

三、热锻变形对金属组织和性能的影响

四、大锻件变形工艺分析

二、难点

自由锻件变形方案的确定

三、基本概念

机械加工余量、锻造余块、试样余块、锻件工称尺寸、锻造比

四、思考题

1、自由锻工艺的特点及其主要用途是什么？不同材料自由锻面临的主要问题是什么？为什么？

2、试述自由锻件的分类及其采用的基本工序。

3、自由锻工艺过程的制定包括哪些内容？

4、锻造比对锻件组织和力学性能有哪些影响？其选择与锻件大小有何关系？

5、确定自由锻设备吨位有几种方法？为什么水压机锻造所依据的变形力能参数不同？

五、要求重点掌握的知识点

1、常见自由锻件的分类。

2、自由锻件变形方案的选择原则和实际应用。

3、考虑机械加工余量、锻造公差、锻造余块、试样余块等影响所绘制的锻件图。

4、坯料重量的计算方法。

5、变形工艺特别是工序顺序、工序尺寸、锻造比等的确定。

6、设备吨位的计算公式。

六、所需学时 1学时

第七次讲课与课堂练习

一、讲授内容

第五章 第三节

五、自由锻工艺过程制定举例 第六章

模锻成形工序分析

第一节 概述

二、难点

1、如何掌握自由锻工艺过程设计方法

3、所选择的自由锻过程中各工序尺寸的确定。

三、思考题

模具形状对金属变形和流动的主要影响表现在哪些方面？

五、要求重点掌握的知识点

1、自由锻工艺过程设计方法。

2、模具形状对金属塑性变形和流动的影响。

3、课堂进行一简单锻件的自由锻工艺过程设计。

六、所需学时

2学时

第八次讲课

一、讲授内容

第六章 模锻成形工序分析 第二节

开式模锻

一、开式模锻各阶段的应力应变分析

二、开式模锻时影响金属成形的主要因素 第三节

闭式模锻

一、闭式模锻的变形过程分析

二、坯料体积和模膛体积变化对锻件尺寸的影响

三、打击能量和模压力对成形质量的影响

四、各类锻压设备闭式模锻的特点

二、难点

1、开式模锻的应力应变分析。

2、闭式模锻的变形过程分析。

三、基本概念

开式模锻、闭式模锻、飞边槽

四、思考题

1、试分析开式模锻三变形阶段的应力应变状态及其成形特点。

2、开式模锻时影响金属成形主要有哪些因素？

3、飞边槽由几部分组成？它们各自的作用是什么？

4、桥口阻力与哪些因素有关？怎样依据模膛充满的难易程度或设备类型来确定桥口尺寸？

5、闭式模锻的优点是什么？它的正常生产条件及其用途是怎样的？

6、试述闭式模锻三变形阶段的变形情况。

7、闭式模锻模壁受力情况与锻件尺寸关系有何关系？

8、闭式模锻时坯料和体积的变化反映在锻件的哪些尺寸上？影响它们变化的因素有哪些？

五、要求重点掌握的知识点

1、开式模锻各阶段的应力应变图及其分析。

2、模膛尺寸和形状对金属成形的影响。

3、飞边槽的作用、类型及其选择。

4、终锻前坯料尺寸和形状对金属成形的影响。

5、坯料自身性质不均对金属成形的影响。

6、设备工作速度对金属成形的影响。

7、闭式模锻的变形过程分析。

8、坯料体积、模膛体积、打击能量和模压力变化对闭式模锻成形质量的影响。

六、所需学时

2学时

第九次讲课

一、讲授内容

第六章

模锻成形工序分析 第四节 挤压

一、挤压的应力应变分析

二、挤压时筒内金属的变形流动

三、关于“死区”的应力应变分析

四、挤压时常见缺陷的分析

五、径向挤压 第五节

顶镦

一、顶镦

二、电热镦粗

三、在带有导向的模具中镦粗

二、难点

1、挤压的应力应变分析

2、挤压筒内金属的变形流动特点、规律及其影响因素。

3、关于“死区”的应力应变分析及其对成形质量的不良影响。

4、常见挤压缺陷及其预防措施。

5、径向挤压的变形分析及其张力计算。

6、两种顶镦情况模具设计原则。

三、基本概念

挤压、正挤压、反挤压、挤压比、径向挤压、张模力、顶镦

四、思考题

1、试进行挤压过程的应力-应变分析并阐明轴向应力突变的原因。

2、平底凹模正挤压时金属在挤压筒内的流动主要有哪三种情形？为什么？

3、平底凹模正挤压时Α区最小主应力σ3的数值受到哪三种因素的影响？它们的影响规律是怎样的？

4、试讨论在各种不同的具体条件下平底凹模内正挤时所出现的金属变形和流动情况。

5、“死区”产生的原因是什么？一般“死区”存在哪两种变形情况？

6、“死区”容易产生哪些缺陷？怎样防止？

7、挤压时常存在哪些缺陷？可采取什么措施防止？

8、径向挤压变形过程的主要特征是什么？张模力与何因素有关？

9、挤压缩孔产生的原因是什么？挤压制品裂纹的产生与哪些因素有关？

五、要求重点掌握的知识点

1、挤压的应力应变分析

2、挤压筒内金属的变形流动特点、规律及其影响因素。

3、“死区”产生原因、应力应变分析及其对成形质量的不良影响。

4、常见挤压缺陷的形成原因及其预防措施。

5、径向挤压的用途、变形分析及其张模力计算。

6、顶镦用途及其模具设计原则。

六、所需学时

2学时

第十次讲课

一、讲授内容

第七章 模锻工艺

第一节 常用模锻设备及其工艺特点（自学）

一、模锻锤

二、热模锻压力机

三、螺旋压力机

四、平锻机

第二节 模锻工艺及模锻件分类

一、长轴类锻件

二、短轴类(圆饼类)锻件

三、顶镦类锻件

四、复合类型锻件

第三节 模锻件图设计

一、锤上模锻锻件图设计

二、热模锻压力机上模锻件图设计特点

三、螺旋压力机上模锻件图设计特点

四、平锻机上模锻件图设计特点

二、难点

1、鉴于《塑性成形设备》课程的讲授在本课程之后，因此，“常用模锻设备及其工艺特点”的知识理解较为困难，建议作为一般了解的知识由学生自学。

2、不同模锻设备上模锻件图的设计特点比较。

3、分模面和冲孔连皮的确定。

4、顶镦的三规则。

三、基本概念

分模面、锻件形状复杂系数、模锻斜度、冲孔连皮

四、思考题

1、简述各类模锻件所采用的主要变形工布。

2、模锻件的冷、热锻件图的作用各是什么？其锻件图设计内容与自由锻件相比有何不同？

3、锤上模锻选择分模位置的最基本原则是什么？

4、为什么模锻件的正偏差大于负偏差？它的机械加工余量和公差怎样选择和确定？

5、模锻斜度和圆角半径的作用是什么？为什么它们应选择合适值？

6、锤上模锻时有几种形式的冲孔连皮？为什么要选择厚度合适的冲孔连皮？

7、试比较各类模锻设备上模锻件图设计特点。

五、要求重点掌握的知识点

1、模锻工艺和模锻件的分类原则及其主要类别。

2、模锻件图设计的主要内容和方法。

3、各类模锻设备上模锻件图设计特点，特别是分模面、机械加工和锻造公差、模锻斜度等的选择原则。

4、冲孔连皮的作用、类型及其选择。

5、顶镦三规则的正确应用。

六、所需学时

3学时

第十一次讲课

一、讲授内容

第七章 模锻工艺

第四节 模锻工艺过程制定的内容和模锻工艺方案选择

一、模锻工艺过程制定的内容

二、模锻工艺方案选择 第五节 模锻变形工步的确定

一、长轴类锻件制坯工步选择

二、难点

1、计算毛坯的设计、简化和计算毛坯图绘制。

2、金属流动繁重系数及其在制坯工步选择中的作用。

三、基本概念

模锻工艺过程、计算毛坯图、金属流动繁重系数

四、思考题

1、模锻工艺过程主要有哪些工序组成？它的制定包括哪些内容且较自由锻工艺过程相比有什么变化？

2、模锻工艺方案选择主要涉及哪些方面？基本原则是什么？

3、试述计算毛坯图的内容及其在制坯工步中的作用。

4、长轴类锻件通常采用的主要制坯工步有哪些？如何确定？

5、金属流动繁重系数是如何反映制坯工作量的大小？它在制坯工步选择中有何作用？

五、要求重点掌握的知识点

1、模锻工艺过程与自由锻工艺过程的异同点。

2、计算毛坯的有关计算及其相应图的绘制。

3、复杂计算毛坯的简化。

4、应用金属流动繁重系数选择长轴类锻件的制坯工步。

六、所需学时：

2学时

第十二次讲课

一、讲授内容

第七章 模锻工艺

第五节 模锻变形工步的确定

二、短轴类锻件制坯工步选择

三、顶镦类锻件变形工步确定

二、难点

1、短轴类锻件的制坯工步选择原则。

2、确定粗大部分杆类锻件变形工步的有关计算和原则。

3、在聚集工步设计时有关注意事项。

三、基本概念

成形镦粗（预成性）、滚压、局部镦粗（聚集）、顶镦规则

四、思考题

1、短轴类锻件通常采用的主要制坯工步有哪些？经坯料镦粗后的制坯尺寸确定原则是什么？

2、在热模锻压力机上可采用何种短轴类锻件制坯工步？原因何在？

3、顶镦类锻件通常采用的主要制坯工步有哪些？

4、试比较分别在凸模内或凹模内聚集的优缺点。

5、为什么要确定冲孔芯料的合理厚度？正确的设计原则是什么？

6、试比较在透孔和不透孔锻件中分别采用平冲头和尖冲头进行冲孔成形的优缺点。

五、要求重点掌握的知识点

1、短轴类锻件主要制坯工步。

2、短轴类锻件坯料镦粗后的制坯尺寸确定原则。

3、在热模锻压力机上和螺旋压力机上短轴类锻件制坯工步的特点。

4、顶镦类锻件主要制坯工步。

5、不同模式聚集工步的特点。

6、冲孔芯料的设计原则、冲孔成形工步以及冲头的选择。

7、几种不同情况的管类锻件局部顶镦变形。

六、所需学时：

2学时

第十三次讲课

一、讲授内容

第七章 模锻工艺

第六节 坯料尺寸的确定

一、长轴类锻件

二、短轴类锻件

三、顶镦类锻件

第七节 设备吨位的确定

一、模锻锤吨位的确定

二、热模锻压力机吨位的确定

三、螺旋压力机吨位的确定

四、平锻机吨位的确定

二、难点

1、不同类型锻件的坯料制定方法。

2、顶镦类锻件计算毛坯图及坯料直径确定原则。

三、思考题

1、试比较模锻坯料尺寸与自由锻坯料尺寸确定的异同点。

2、试阐述长轴类模锻件坯料尺寸确定的一般步骤。

3、试阐述短轴类模锻件坯料尺寸确定的一般步骤。

4、试阐述顶镦类锻件的坯料选择原则及其机理。

5、带孔锻件坯料直径确定的原则是什么？

6、模锻设备吨位有哪几种方法？

四、要求重点掌握的知识点

1、长轴类、短轴类和顶镦类模锻件坯料尺寸确定的一般步骤。

2、顶镦类锻件计算毛坯图。

3、带孔锻件坯料直径确定原则。

4、各类模锻设备吨位计算公式的正确使用。

五、所需学时：

2学时

第十四次讲课

一、讲授内容

第八章 锻模设计

第—节 锤用锻模

一、模锻模膛设计

二、制坯模膛设计

三、锻模结构设计

二、难点

1、预锻模膛、终锻模膛的结构及其设计。

2、终锻时锻件缺陷产生原因的分析。

三、基本概念

终锻模膛、预锻模膛、钳口、折迭

四、思考题

1、锻模设计包括哪些内容？常用的模锻工步有哪些？

2、终锻模膛设计包括哪些主要内容？

3、热锻件图与锻件图有何差异？绘制时应注意哪些问题？

4、试述飞边槽的组成及其常见结构型式。

5、试述钳口的作用及其常见结构型式。

6、预锻模膛的采用原因及其作用什么？它所引起的不利影响是什么？

7、终锻时产生折迭和充不满的原因分别是什么？应采取什么措施加以抑制？

8、为什么锤上模锻高肋件时要采用预锻？设计该模膛的主要出发点是什么？通常在设计中应采取哪些方法？

9、什么情况下终锻和预锻模膛的设计基本相同？此时两者之间还存在哪些差异？

五、要求重点掌握的知识点

1、锻模设计的内容和常用的模锻工步。

2、终锻模膛和预锻模膛设计的内容和方法。

3、热锻件图绘制。

4、飞边槽和钳口的选择。

5、终锻时锻件缺陷产生的原因和防止措施。

6、采用预锻模膛的必要性及其设计原则。

六、所需学时：

2学时

第十五次讲课

一、讲授内容

第八章 锻模设计

第—节 锤用锻模

二、制坯模膛设计

三、锻模结构设计

二、难点

1、滚压模膛的设计原则和公式。

2、拔长模膛的设计原则和公式。

3、模膛的布排要点。

4、平衡锁扣及其对应的模膛中心位置确定。

5、错移力的平衡和导向。

三、基本概念

滚压工步、成形工步、锁扣、锻模中心、模膛中心、模块中心、错移力

四、思考题

1、制坯工步主要采用哪几种模膛？这些模膛的作用是什么？

2、滚压模膛有几种结构形式？它们的设计原则如何？

3、拔长模膛有几种分类原则？其设计内容及其相应方法是什么？

4、弯曲模膛和成形模膛的设计要点分别是什么？

5、试述镦粗台和压扁台的作用、设计方法及其在模块上的位置。

6、试述切断模膛在模块上的位置和设计方法。

7、锻模结构设计应着重解决哪些问题？什么情况下锻模中心和模膛中心重合？

8、终锻和预锻模膛布排设计的中心任务是什么？

9、锻模中心和模膛中心不重合时会产生哪些不良后果？

10、为什么要确定带平衡锁扣模膛的中心位置？一般中心位置有几种情况？

11、错移力产生的原因是什么？应从哪两方面考虑减小它的不良影响？

12、欲减小错移力的影响模具结构设计中主要采用哪些方法？

13、模具的主要破坏形式有哪些？各自产生的原因是怎样的？

14、试比较平衡锁扣和导向锁扣的异同点。

五、要求重点掌握的知识点

1、模锻时常用的制坯工步及其确定原则。

2、制坯工步采用的模膛及其作用。

3、各种制坯模膛的结构类型、设计内容、设计原则和相关公式。

4、锻模结构设计的目的和任务。

5、终锻和预锻模膛布排设计的中心任务。

7、各种制坯模膛在模快上的位置选择。

8、锻模中心和模膛中心的重合问题。

9、平衡锁扣的类型及其在锻模结构中的作用。

10、错移力产生的原因、危害及其消除措施。

11、模具破坏的主要形式及其产生原因。

12、基于强度考虑的锻模有关尺寸设计。

13、模块尺寸设计。

六、所需学时

3学时

第十六次讲课

一、讲授内容

第八章 锻模设计

第二节 热模锻压力机用锻模

一、模膛设计特点

二、锻模结构特点

第三节 螺旋压力机用锻模

一、锻模设计特点

二、锻模结构特点

第四节平锻机用锻模（自学）

一、平锻模的固定及固定空间

二、平锻模结构设计特点

三、模膛设计

二、难点

1、热模锻压力机预锻模膛的设计要点。

2、热模锻压力机的锻模闭合高度。

3、螺旋压力机锻模设计特点。

三、基本概念

模具闭合高度、压力机最小闭合高度

四、思考题

1、热模锻压力机要采用哪些变形工步？其预锻和终端模膛设计与锤上模锻相比有哪些特点？

2、热模锻压力机的锻模结构有什么特点？

3、螺旋压力机的锻模设计与锤上模锻相比有哪些特点？其锻模模块有哪几种紧固形式？

4、螺旋压力机锻模的导向装置有几种类型？各自用途如何？

5、平锻机模具分为哪三个部分？它由几个分模面？其结构设计特点如何？

6、平锻机模具固定空间最重要的参数是什么？依据何在？

五、要求重点掌握的知识点

1、热模锻压力机采用的变形工步及其锻模设计特点。

2、热模锻压力机的锻模结构特点。

3、螺旋压力机采用的变形工步及其锻模设计特点。

4、螺旋压力机的锻模结构特点。

六、所需学时

2学时

第十七次讲课

一、讲授内容

第八章 锻模设计

第五节 自由锻锤上模锻与胎模锻锻模

一、胎模锻锻模

二、固定模模锻锻模 第六节 锻模材料

一、锤锻模用材料

二、摩擦压力机锻模用材料

三、热模锻压力机锻模用材料

四、平锻机锻模用材料 五，液压机锻模用材料 第七节 锻模设计实例

一、锻件图设计

二、计算锻件的主要参数

三、锻锤吨位的确定

四、确定飞边槽的型式和尺寸 五，终锻模膛设计

六、预锻模膛设计

七、绘制计算毛坯图

八、制坯工步选择

九、确定坯料尺寸

十、制坯模膛设计

十一、锻模结构设计

十二、连杆模锻工艺流程

二、难点

1、热锻模具材料的基本性能。

2、模膛设计时考虑实际生产经验对有关设计计算尺寸的修改和形状的简化。

三、思考题

1、胎模锻与自由镦相比有哪些优点？其锻模按用途分为哪三大类？

2、固定胎模锻在模锻时上、下模块为什么易错移？应采取哪些措施加以防止？

3、热锻模具材料应具备哪些基本性能？

4、各类锻压设备可共同采用哪两种热锻模具材料？其道理是什么？

四、要求重点掌握的知识点

1、胎模锻特点、种类及其用途。

2、固定胎模结构及其安装。

3、热锻模具材料的基本性能。

4、常用热锻模具材料及其选用原则。

5、初步了解和掌握锻模及其工艺设计的全过程。

五、所需学时

2学时

第十八次讲课

一、讲授内容

第九章 模锻的后续工序

第一节 切边、冲孔及其模具设计

一、切边和冲孔的基本方式及模具类型

二、切边模

三、冲孔模和切边冲孔复合模 四，切边力和冲孔力的计算

第二节 精压和校正的应用及模具设计

一、精压

二、校正

第三节 模锻件的表面清理

二、难点

1、切边模和冲孔模中凸凹模的作用特点。

2、切边模模具闭合高度及其与凸模高度的关系。

3、切边冲孔复合模设计。

三、基本概念

简单模、连续模、复合模、精压、切边模具闭合高度、压力机最大封闭高度、压力机最小封闭高度

四、思考题

1、试比较切边模和冲孔模中凸、凹模的作用。

2、试比较热切（冲）和冷切（冲）两种工作方式的特点。

3、切边模有哪几部分组成？它有几种类型？

4、切边凹模有哪几种刃口？它们各自用途是怎样的？

5、为什么要合理确定切边模凸、凹模之间的间隙？

6、切边模具闭合高度及其凸模高度怎样确定？

7、精压工序的目的是什么？试阐述它的分类和变形特点。

8、校正工序的目的是什么？试阐述它的分类和用途。

9、试阐述表面清理工序的目的和方法。

五、要求重点掌握的知识点

1、切边模和冲孔模的组成部分及其作用和设计方法。

2、精压工序的目的、分类和变形特点。

3、校正工序的目的、分类和确定原则。

4、表面清理工序的目的和方法。

六、所需学时

2学时

参考资料：

1、吕 炎.《锻造工艺学》.机械工业出版社, 1995年

2、张志文.《锻造工艺学》.机械工业出版社, 1983年

3、汪大年.《塑性成性原理》.机械工业出版社, 1987年

4、李培武, 杨文成.《塑性成形设备》.机械工业出版社, 1994年

5、崔忠圻.《金属学与热处理》.机械工业出版社, 1994年 所需总学时： 38学时

所授课程的重点、难点、要点、基本概念、基本要求和有关教学参考资料、辅助资料，课程进度和学时分配等等。

第三篇：铁路货车涂装工艺2007

铁路货车涂装工艺2007-01-09 14:32:56 来源：中国铁路网 浏览次数：0 网友评论 0 条从防腐涂装工艺来看，铁道货车制造工厂普通采用喷涂的涂装工艺。近几十年来，随着科学技术的进步，表面防腐涂装的涂料材质、涂装的工艺手段都有突飞猛进的发展，现将已经在其他领域应用成熟、防腐效果优良、生产效率较高的涂装工艺简单介绍如下。

1粉末涂料涂装

粉末涂料可分为热固性和热塑性两大类。热固性粉末涂料主要是由各种固性的合成树脂组成，如环氧、聚酯、丙烯酸、聚氨酯等，其中环氧、环氧改性和聚酯的粉末用途最广，在粉末的配方中加有固化剂，在一定温度下会发生交联反应而固化成膜。热塑性粉末涂料由热塑性全成塑料作为主要成膜物质如聚乙烯、聚丙烯、氟碳等。热塑性粉末涂料经熔化、流平、冷却凝固成膜。

热固性粉末涂料一般用静电喷涂机雾化后从带有高压静电的喷嘴喷出，这些雾状带高压静电的粉末，吸咐在接地金属件表面，然后在高温固化炉中流平、发生交联反应，冷却到常温固化成膜。

热塑性粉末涂料一般在流化床中与通过多孔板的压缩空气混合流化成为浓雾状流体，然后将预热到粉末熔化温度的金属件放入粉末流体中，粉末被熔化在金属表面而形成均匀的涂层。粉末涂装的特点是涂膜具有良好的强度和韧性，与金属底材的附着力十分牢固，耐腐蚀性、耐磨性、而冲击性都优于普通溶剂型涂料得到的涂层。其一次涂膜厚度即可达到150μm，涂料可重复使用，无消耗，无有机溶剂对环境的污染，涂装效率高，但其造价比普通溶剂型涂料高。目前铁道客车的门窗，内饰构件、五金件已大量使用粉末涂料。

2电泳涂装

电泳涂装分为阳极电泳和阴极电泳2种，由于阴极电泳涂料有更高的耐腐蚀性、高泳透力，现在阴极电泳已逐步取代阳极电泳。阴极电泳涂料是由用有机酸中具有叔胺基的合成树脂形成的水溶性或胶体分散型树脂、添加剂、有机溶剂和纯水配制而成，树脂在水中离解，带正电荷，被涂金属件作阴极，另一不锈钢板作阳极，浸在阴极电泳涂液中通直流电压，在电场的作用下伴随着复杂的物理化学、胶体化学、电化学过程，合成树脂沉积在金属件表面，然后在高温固化炉中固化成膜。

电泳涂装的特点是涂膜厚度均匀可控，内外表面都可得到良好的涂层，无死角，附着力强，耐腐蚀性、耐磨性良好。电泳涂装不使用有机溶剂，工艺用水可以重复循环使用，无污染，生产效率和涂装质量极高。电泳涂料和电泳设备造价比较高，不适合小批量生产。目前，阴极电泳涂装在汽车底盘、车身构件、轮毂等防腐涂装领域广泛使用，长期防腐效果良好。

3热浸镀

热浸镀是将一种金属构件浸在熔融状态的另一种耐腐蚀低熔点有色金属中，在其表面形成一层金属保护膜的涂装方法。镀层金属主要有锌、锡、铝、铅等。热浸镀锌是一种公认的经济实用、应用广泛、防腐效果良好的钢构件保护方法，其涂镀过程是：首先被镀金属构件经过酸洗、水洗后获得清洁的表面，再进行溶剂的助镀处理和烘干处理，然后浸入熔融的锌液中镀锌，镀后除去多余的锌，最后进行水冷、纯化处理。

热浸镀锌的特点是钢构件表面和锌层之间形成锌铁互熔层，锌层和钢构件的结合十分牢固，覆盖性能比电镀锌好，涂层较厚，耐腐蚀性、耐磨性良好，是钢结构长期重防腐的最佳方法之一。目前热浸镀锌在高速公路防撞板、建筑钢结构、钢塔、化工设备、电力设备中得到广泛应用，对钢结构的有效防护时间达20年以上。

4热喷涂

热喷涂是一种采用专用设备利用热源将金属或非金属材料迅速加热到熔化状态，再用高速气流将其雾化并喷涂到金属构件表面而形成涂层的涂装方法。常见的热喷涂方法有火焰线材喷涂、火焰粉末喷涂、电弧喷涂、等离子喷涂、超音速喷涂等。热喷涂材料主要有锌、铝、锡、镍及其合金喷涂或喷涂粉，氧化物、碳化物、硅化物等陶瓷喷涂粉，聚乙烯、尼龙、环氧树脂等塑料材料。

热喷涂的特点是涂装工艺简单，不受被涂构件体积、厂地限制，适合大型钢结构的重防腐涂装，涂层而腐蚀性良好。目前，热喷涂锌、铝防腐保护已在建筑钢结构、桥梁钢结构、化工设备中得到广泛使用。国外已建立了热喷涂锌、铝的钢材预处理线，处理后的钢材进行加工，焊接成整体，然后对焊缝处再补喷，就成为完全由锌、铝防护的产品，有极好的防护性能。

5达克罗

达克罗涂装工艺是一种全新的表面处理技术。达克罗是由厚0.2μm左右的锌片、铬酸、专用纤维素等组成的高分散水剂溶液。钢构件表面清洗干净后，浸涂或喷涂达克罗溶液，在300度的高温中烘烤，在烘烤过程中涂层中的水和添加剂挥发，六价格氧化物可还原成无定形的三价铬氧化物，并对锌片进行纯化处理，将锌片与钢材表面紧密地结合在一起，而锌片像多层的鱼鳞片一样相互重叠覆盖形成多层次的屏蔽涂层，具有优良的防腐性能。

达克罗涂层的特点是具有极高的耐热腐蚀性、优异的耐候性和耐化学品稳定性。达克罗涂层比传统的镀锌层耐腐蚀性提高7倍~10倍，厚8μm的达克罗涂层耐盐雾试验达到1000h以上。达克罗生产工艺简单，无污染排放，已在国外广泛应用，在国内的汽车制造领域使用较多，是一种正在发展、优良的防腐涂装方法。

铁道货车制造企业目前正进行“先油漆，后组装”的模块化生产方式，将会给铁道货车制造工艺及产品质量带动来重大变革，这也为铁道货车不同的部件采用不同的防腐工艺以达到整车最佳的防腐效果创造了可行的条件。

信息来源：中国铁路行业第一网站-中国铁道网

原文地址：

第四篇：塑性成形工艺及模具设计期末考试复习资料材型专业

一.填空题

伸长类变形:当作用于毛坯变形区的拉应力的绝对值最大时,在这个方向上的变形是伸长变形,这种冲压变形为伸长类变形。(胀形、圆孔翻边、扩口、拉形等)压缩类变形:当作用于毛坯变形区内的压应力的绝对值最大时,在这个方向上的变形是压缩变形,这种冲压变形为压缩类变形。(筒形件拉深、缩口等。)拉深系数及拉深比:拉深系数(反映切向变形程度的大小)是拉深后零件的直径与拉深前毛坯的直径之比。它反映了毛坯外边缘在拉伸后切向压缩变形的大小。拉深系数的倒数称为拉深比,也可作为拉深变形程度的参数。冲裁变形过程:弹性变形阶段;塑性变形阶段;断裂分离阶段。锻造温度范围:从始锻温度到终锻温度之间的温度区间。加热规范:指金属毛坯从装炉开始到出炉结束的整个过程中，炉温和料温随时间变化的规定。厚向异性指数:是评定板料压缩类成形性能的一个重要参数，r值是板料试件单向拉伸试验中宽度应变εb与厚度应变εt之比,即r=εb/εt平面方向性系数的定义、意义:板料由于冶炼、轧制的原因,在板平面不同方向上的板料性能有差别,板料的这种特性被称为板平面方向性。在圆筒形零件拉深中,由于板料的板平面方向性导致拉深件口部形成凸起的耳朵现象,因而,板平面方向性也称为凸耳参数。△r越小,板料的各向性能越均匀;△r越大,则板料的各向异性越严重。所以,在冲压生产中应尽量用低△r值的板料,以保证冲压成形的顺利实施,提高冲压产品质量。

计算毛坯的定义及做法:计算毛坯是指根据平面应变假设进行计算并修正所得的具有圆形截面的中间坯料。做法:一般根据冷锻件图作计算毛坯图,首先从锻件图上选取若干具有代表性的截面,计算出轴向各横截面积,然后在坐标纸上绘制计算毛坯截面图。详细见P33 排样、搭边的定义:冲裁件在条料,带料或板料上的布置方法叫排样;排样时冲裁件之间以及冲裁件与条料侧边之间留下的工艺废料叫搭边。搭边的作用：补偿了定位误差和剪板误差，确保冲出合格件；增加条料刚度，方便调料送进，提高劳动效率；避免冲裁时调料边缘的毛刺被拉入模具，从而提高模具的寿命。

锻模中心:锻模燕尾中心线与键槽中心线的交点,它位于锤杆的轴心线上。模膛中心:锻造时模膛承受锻件反作用力的合力作用点。模块中心:对角线的交点

压力中心:冲压力合力的作用点,应该通过压力机滑块的中心线。

飞边槽的作用:

1、造成足够大的横向金属流动阻力,促使模膛充满。

2、容纳坯料上的多余金属,起补偿与调节作用。

3、对锤类设备有缓冲作用。

锻造工步根据作用的分类及具体内容(第一类制坯工步,第二类制坯工步的内容):1.制坯工步与制坯模膛、其主要作用是重新分配坯料体积或改变坯料轴线形状,使坯料沿轴线的截面面积与锻件大致相适应。它包括镦粗、压扁、拔长、卡压、成形、弯曲等工步或模膛。2模锻工步与模锻模膛、其主要作用是使坯料按照所用模膛的形状形成锻件或基本形成锻件,这种工步称为模锻工步,所用模膛称为模锻模膛,有终锻、预锻两种。3切断工步与切断模膛、其作用是将锻件从棒料上切开分。

模锻斜度的定义及具体内容:为了便于从模膛中取出锻件,模锻上平行于锤击方向的表面必须具有斜度,称为模锻斜度;模锻斜度与模膛深度与宽度有关。模锻斜度分为外壁斜度和内壁斜度,外壁斜度用a表示,内壁斜度用β表示,一般外壁斜度比内壁斜度大2~5度。

冲孔连皮的定义及形式:由于锤上模锻不能靠上下模的突起部分把金属完全排挤掉,因此不能锻出通孔。终锻后留有的金属薄层,称为冲孔连皮。冲孔连皮通常有五种形式,分别是平底连皮、斜底连皮、带仓连皮、拱底、压凹。作用：造成必要的横向阻力，迫使金属填充模膛；补偿下料误差；具有缓冲作用。钳口的组成及作用:钳口是由夹钳口和钳口颈组成;作用:1锻件起模2在锻模制造时,钳口浇注模膛检验件的浇口。

二、简答题

简述冲裁件的断面特征及形成原因

冲裁件断面形成明显的区域性特征,即塌角、光亮带、剪裂带和毛刺,塌角是当凸模压入材料时,刃口附近的材料被牵拉变形的结果,在大间隙和软材料冲裁时,塌角尤为明显,光亮带是塑性变形阶段刃口切入板料后,材料被模具侧面挤压形成的,光亮带光滑、垂直、断面质量好。剪裂带是在断裂分离阶段造成的撕裂面剪裂带表面粗糙,不与板平面垂直,往往是后续变形时的裂纹源,毛刺是在出现微纹时形成的,冲头继续下行,使已形成的毛刺拉长,并残留在冲裁件上。

拉深变形的特点

1、变形区为毛坯的凸缘部分,与凸模端面接触的部分基本上不变形。

2、毛坯变形区在切向压应力和径向拉应力的作用下,产生切向压缩和径向拉伸的“一拉一压”的变形。

3、极限变形参数主要受到毛坯传力区的承载能力的限制。

4、拉深件的口部有增厚、底部圆角处有减薄的现象称为“危险断面”(底部的厚度基本保持不变)

5、拉深工件的硬度也有所不同,愈靠近口部,硬度愈高(这是因为口部的塑性变形量最大,加工硬化现象最严重）

6、有起皱、拉裂两个主要缺陷。简述弯曲变形的特点

1、外层受拉应力发生拉应变,内层受压应力发生压应变。

2、外层拉裂与内层起皱是限制弯曲的主要因素

3、弯曲精度的主要影响因素为弹性恢复

4、窄板弯曲是平面应力,立体应变状态;宽板弯曲是立体应力,平面应变状态。影响板料弯曲回弹的主要因素是什么

1.材料的力学性能σs/E越大,回弹越大。2.相对弯曲半径r/t越大,回弹越。

3.弯曲中心角α,α越大,变形区的长度越长,回弹积累值也越大,故回弹角△α越大。4.弯曲方式及弯曲模。

5.工件的形状,一般而言,弯曲件越复杂次弯曲成形角的数量越多,回弹量就越小。简述螺旋压力机模锻工艺特点

1.工艺用途广,因为螺旋压力机具有锤和压力机的双重工作特性,因而能满足各种主要锻压工序的力能要求。能在螺旋压力机上实现的锻压工序有:普通模锻精密模锻、镦粗、挤压、精整、压印、弯曲、切边、冲孔和校正等。

2.锻件精度高。因螺旋压力机的行程不固定,锻件精度不受自身弹性变形的影响;同时,螺旋压力机上一般装有下顶出器,又可采用特殊结构的组合模,可减小或消除锻件上的模锻斜度和余块,尤其配上少无氧化加热设备,可得到净化毛坯甚至成品零件

其缺点是:1.螺旋压力机的螺杆和滑块间是非刚性联接,滑块承受偏心载荷的能力差,不适宜于多模膛模锻。2.螺旋压力机每分钟行程次数少、打击速度低,所以生产率不高,且不宜用拔长类制坯工序。

三段式加热规范,试用文字说明加热规范的内容

[V]金属允许的加热速度;[Vm]最大可能的加热速度。

第一段保温的目的:

1、减小温差,使内外温度相差不大,近似相等

2、缩短下阶段的保温时间使。

第二阶保温的目的:

1、消除前段温差,是内外温度近似相等

2、缩短下一阶段的保温时间。第三段保温的目的:消除前段温差,借助扩散作用使成分组织均匀。

试述减少闭式模锻模膛工作压力的设想,分流腔的设计原则及分流腔的基本形式

减小模腔工作压力的设想:通常,模锻时的工作压力主要包括材料的理想变形抗力和变形抗力和阻力。理想变形抗力可用下式表示;piymln(R),式中,ym为锻件材料的名义流动应力；1-RR为相对面积缩减率。工作压力随相对面积缩减率R的增加而增加，当R=1时,增至无限大。相对面积缩减率R也称为变形强度,它是工件与模膛接触面积与其总的表面积之比，挤压相对面积缩减率:R=(AO-A1)/AO,A0为试样截面积,A1为产品截面积。模锻相对面积缩减率:R=(A-F)/A,F为自由表面积,(A-F)为产品与模具接触面积,A为产品总的表面积。挤压时R值为常数。开式模锻时,由于工件自由表面的减小而使R值增大。因此,如果能控制R值的增加就可减小工作压力。

分流降压腔的设置原则:分流降压腔的位置应选择在模膛最后充满的部位,确保模膛完全充满后多余金属才分流多余金属分流时在模膛内所产生的压力应比模膛刚充满时所产生的压力略有增加,以免増加总的模锻力和加快模膛的磨损。

分流腔的结构形式:

1、孔式分流腔

2、在毛坯上预留分流孔或形成减压轴

3、端部轴向分流孔热模锻压力机模锻工艺和模具设计有哪些特点

1、行程速度慢,一次行程打击中金属变形量大,且坯料中部变形大,金属沿水平方向流动剧烈。向高度方向流动较缓慢,充填模膛较困难,通常需要采用预锻。

2、热模锻压力机行程固定,不便于进行拔长、滚压等制坯工步。对于截面积变化较大的锻件,需配备其他设备进行制坯。

3、具有顶出装置,某些长轴类锻件可以竖立起来进行模锻或挤压,可以采用较小的模锻斜度进行模锻,可以提高锻件精度。

4、行程固定且变形力由机架本身承受,为了防止设备闷车,上模与下模不能压靠,期间必须留有间隙。

5、载荷是静压力,不便于制坯,坯料表面的氧化皮不易去除,因此,需配备氧化皮清除装置。

6、模具内金属变形剧烈,因此,模具寿命一般较低,所以需要采用较好的模具钢和模具润滑剂,为了提高终锻模膛的使用寿命,锻压机上模锻采用预锻是有必。

7、由于是静压力,模具可以采用镶块组合结构,它可以由上、下模板、各种垫板,上、下模块、导向装置、顶料装置等部件组成。它比整体结构的锤锻模要复杂和强大,初次投资费用较大。因此,锻压机的模具设计不仅仅是设计模膛和镶需要较为全面的考虑,设计结构合理的模架,做到适应性强,经济合理，可靠耐用。锤上模锻工艺特点是什么

（1）在模膛中是在一定速度下,经过多次连续锤击而逐步成形的。(2)锤头的行程、打击速度均可调节,能实现轻重缓急不同的打击,因而可进行制坯工作（3）由于惯性作用,金属在上模模膛中具有更好的充填效果。(4)锤上模锻适应性广,可生产多种类型的锻件,可以单膛模锻,也可以多膛模锻。锻前加热的目的

1提高金属的塑性2降低变形抗力,使金属易于流动成型并获得良好的锻后组织。制坯公工步：

1圆饼锻件制坯工步的选择:圆饼类锻件一般采用镦粗制坯,形状较为复杂的，易用成形镦粗制坯,其目的是避免终锻时产生折叠,兼有除去氧化皮,从而提高锻件表面质量和提高锻模寿命的作用。2长轴类锻件制坯工步的选择:长轴类锻件有直长轴线、弯曲轴线、带枝芽的和叉形件等四种。由于形状的需要,长轴类锻件的模锻工序由拔长、滚挤、弯曲、卡压、成形等制坯工步和预锻工步所组成

另外两个简答题

1给一个制坯工步的图形，填出各制坯的工步名称（如连杆）。一共8步。（毛坯、镦粗、拔长、滚挤、卡压、成型、弯曲、预断、终锻）2给一个凹模图，画出排样图和冲裁后的零件图。

三.问答题

简述冷锻件图和热锻件图的含义及其用途,锻件图有那些设计内容,锤锻模设计步骤是什么 冷锻件图:以零件图为基础,加上机械加工余量和锻造公差后绘制而成的。用途用于最终锻件检验是机械加工部门制订加工工艺、设计加工夹具的依据,简称为锻件图。

热锻件图:把冷锻件图上所有的尺寸加1~1.5%,为热锻件图。用途:用于锻模的设计和制造。设计内容:(1)选择分模面的位置和形状(2确定机械加工余量、余块和锻件公差3)确定模锻斜度:(4)确定圆角半径;(5)确定冲孔连皮的形式和尺寸;(6)制定锻件技术条件:(7)绘制锻件图。

锤模锻设计步骤:1.根据零件图制定锻件图2.计算锻件的主要参数,锻件在水平的投影面积、锻件的周边长度,体积和重量。3.决定设备吨位,为了能分析比较，需用两个以上不同的公式进行计算4.做热锻件图,确定终锻模膛5.决定飞边槽的形式和尺寸6.画计算毛坯图7.选择制坯工步8.决定坯料尺寸,计算下料长度9.设计预锻模膛10.设计制坯模膛11.模具结构设计,考虑是否采用锁扣模膛布置和模块尺寸,模具的安装和调整,模具的起重运输,模具材料,加工及热处理12.绘制锻模图,切边模图等。什么是冲裁间隙,为什么说冲裁间隙是重要的 凸模与凹模工作部分的尺寸之差称为间隙。冲裁模间隙都是指的双面间隙。间隙之所以重要,体现在以下几个方面

1）裁间隙对冲裁件质量的影响

（1）间隙对断面质量的影响,模具间隙合理时,凸模与凹模处的裂纹(上下裂纹)在冲压过程中相遇并重合,此时断面塌角较小,光面所占比例较宽,毛刺较,容易去除。断面质量较好;如果间隙过大,凸模刃口处的裂纹较合理间隙时向内错开一段距离,上下裂纹未重合部分的材料将受很大的拉伸作用而产生撕裂,使塌角增大,毛面增宽,光面减少,毛刺肥而长,难以去除,断面质量较差。

间隙过小时,凸模与凹模刃口处的裂纹较合理间隙时向外错开一段距离上下裂纹中间的一部分材料,随着冲裁的进行将进行二次剪切,从而使断面上产生二个光面,并且,由于间隙的减小而使材料受挤压的成分增大,毛面及塌角都减少,毛刺变少,断面质量最好。因此,对于普通冲裁来说,确定正确的冲裁间隙是控制断面质量的一个关键。

(2)冲裁间隙对尺寸精度的影响材料在冲裁过程中会产生各种变形,从而在冲裁结束后,会产生回弹,使制件的尺寸不同于凹模和凸模刃口尺寸。其结果,有的使制件尺寸变大,有的则减小。其一般规律是间隙小时,落料件尺寸大于凹模尺寸,冲出的孔径小于凸模尺寸;间隙大时,落料}件尺寸小于凹模尺寸,冲出的孔径大于凸模尺寸。2)冲裁间隙对冲压力的影响

一般来说,在正常冲裁情况下,间隙对冲裁力的影响并不大,但间隙对卸料力推件力的影响却较大。间隙较大时,卸料及推料时所需要克服的摩擦阻力小,从凸模上卸料或从凹模内推料都较为容易,当单边间隙大到15%~20%料厚时,卸料力几乎等于零。3)冲裁间隙对冲模寿命的影响

由于冲裁时,凸模与凹模之间,材料与模具之间都存在摩擦。而间隙的大小则直接影响到摩擦的大小。间隙越小,摩擦造成的磨损越严重,模具寿命就越短,而较大的间隙,可使摩擦造成的磨损减少,从而提高了模具的寿命。