常用的鍛壓成形方法

A. 鍛壓工藝方法使用

鍛壓工藝是鍛造和沖壓的合稱，是利用鍛壓機械的錘頭、砧塊、沖頭或通過模具對坯料施加壓力，使之產生塑性變形，從而獲得所需形狀和尺寸的製件的成形加工方法。在鍛造加工中，坯料整體發生明顯的塑性變形，有較大量的塑性流動；在沖壓加工中，坯料主要通過改變各部位面積的空間位置而成形，其內部不出現較大距離的塑性流動。鍛壓主要用於加工金屬製件，也可用於加工某些非金屬，如工程塑料、橡膠、陶瓷坯、磚坯以及復合材料的成形等類在新石器時代末期，已開始以錘擊天然紅銅來製造裝飾品和小用品。中國約在公元前2000多年已應用冷鍛工藝製造工具，如甘肅武威皇娘娘台齊家文化遺址出土的紅銅器物，就有明顯的錘擊痕跡。商代中期用隕鐵製造武器，採用了加熱鍛造工藝。春秋後期出現的塊煉熟鐵，就是經過反復加熱鍛造以擠出氧化物夾雜並成形的。 最初，人們靠掄錘進行鍛造，後來出現通過人拉繩索和滑車來提起重錘再自由落下的方法鍛打坯料。14世紀以後出現了畜力和水力落錘鍛造。

B. 常見的金屬材料金屬材料成型方法

1、金屬凝固成型習慣上稱為鑄造。鑄造是將熔融金屬澆注、壓射或吸入鑄型腔中，待其凝固後而獲得一定形狀和性能的鑄件的工藝方法。
2、金屬塑性成形是利用金屬材料所具有的塑性變形能力，在外力的作用下使金屬材料產生預期的塑性變形來獲得具有一定形狀、尺寸和力學性能的零件或毛坯的加工方法。其工藝常可分為自由鍛、模鍛、板料沖壓、擠壓、壓制等
其性能在工程上常用金屬的鍛造性表示。鍛造性的好壞，常用金屬的塑性和變形抗力兩個指標來衡量。塑性高，變形抗力地，則鍛造性好;反之，則鍛造性差。
3、金屬焊接成形工藝。焊接是通過加熱或加壓或兩者並用，並且用或不用填充材料，使金屬材料達到原子結合的一種成形方法。通常分類是熔焊、壓焊、釺焊。

C. 鍛壓設備的製造工藝

（1）熱模鍛
模鍛全稱為模型鍛造，是將加熱後的坯料放置在固定於模鍛設備上的鍛模內鍛造成形的加工方法，模鍛可以在多種設備上進行。在工業生產中，錘上模鍛大都採用蒸汽-空氣錘，噸位在5KN～300KN（0.5～30t）。壓力機上的模鍛常用熱模鍛壓力機，噸位在25000KN～63000KN（2500～6300t）。
在眾多鍛造方法中，以熱模鍛的工藝流程最長，一般順序為：
（2）自由鍛
自由鍛是將加熱好的金屬坯料放在鍛造設備的上、下砥鐵之間，施加沖擊力或壓力，直接使坯料產生塑性變形，從而獲得所需鍛件的一種加工方法。
自由鍛由於鍛件形狀簡單，操作靈活，適用於單件，小批量及重型鍛件的生產。自由鍛分手工自由鍛和機器自由鍛。手工自由鍛生產效率低，勞動強度大，僅用於修配或簡單、小型、小批鍛件的生產，在現代工業生產中，機器自由鍛已成為鍛造生產的主要方法，在重型機械製造中，它具有特別重要的作用。
自由鍛造的基本工序包括拔長、鐓粗、沖孔、切割、彎曲、扭轉、錯移及鍛接等。
拔長
拔長也稱延伸，它是使坯料橫斷面積減小、長度增加的鍛造工序。拔長常用於鍛造桿、軸類零件。拔長的方法主要有兩種：
1、在平砧上拔長。
2、在芯棒上拔長。鍛造時，先芯棒插入沖好孔的坯料中，然後當作實心坯料進行拔長。拔長時，一般不是一次拔成，先將坯料拔成六角形，鍛到所需長度後，再倒角滾圓，取出芯棒。為便於取出芯棒，芯棒的工作部分應有1：100 左右的斜度。這種拔長方法可使空心坯料的長度增加，壁厚減小， 而內徑不變，常用於鍛造套筒類長空心鍛件。
鐓粗
鐓粗是使毛坯高度減小，橫斷面積增大的鍛造工序。鐓粗工序主要用於鍛造齒輪坯、圓餅類鍛件。鐓粗工序可以有效地改善坯料組織，減小力學性能的異向性。 鐓粗與拔長的反復進行，可以改善高合金工具鋼中碳化物的形態和分布狀態。
鐓粗主要有以下三種形式：
1、 完全鐓粗。完全鐓粗是將坯料豎直放在砧面上， 在上砧的錘擊下， 使坯料產生高度減小，橫截面積增大的塑性變形。
2、 端部鐓粗。將坯料加熱後，一端放在漏盤或胎模內，限制這一部分的塑性變形，然後錘擊坯料的另一端， 使之鐓粗成形。用漏盤的鐓粗方法，多用於小批量生產；胎模鐓粗的方法， 多用於大批量生產。在單件生產條件下，可將需要鐓粗的部分局部加熱，或者全部加熱後將不需要鐓粗的部分在水中激冷，然後進行鐓粗。
3、 中間鐓粗。這種方法用於鍛造中間斷面大，兩端斷面小的鍛件，例如雙面都有凸台的齒輪坯就採用此法鍛造。坯料鐓粗前，需先將坯料兩端拔細，然後使坯料直立在兩個漏盤中間進行錘擊，使坯料中間部分鐓粗。
為了防止鐓粗時坯料彎曲，坯料高度h與直徑d之比h/d ≤ 2.5。
沖孔
沖孔是在坯料上沖出透孔或不透孔的鍛造工序。沖孔的方法主要有以下兩種：
1、雙面沖孔法。用沖頭在坯料上沖至2/3～3/4深度時，取出沖頭，翻轉坯料，再用沖頭從反面對准位置，沖出孔來。
2、單面沖孔法。厚度小的坯料可採用單面沖孔法。沖孔時，坯料置於墊環上，一略帶錐度的沖頭大端對准沖孔位置，用錘擊方法打入坯料，直至孔穿透為止。
彎曲
彎曲採用一定的工模具將坯料彎成所規定的外形的鍛造工序，稱為彎曲。
常用的彎曲方法有以下兩種：
1、 鍛錘壓緊彎曲法。 坯料的一端被上、下砧壓緊，用大錘打擊或用吊車拉另一端，使其彎曲成形。
2、模彎曲法。在墊模中彎曲能得到形狀和尺寸較准確的小型鍛件。
切割
切割是指將坯料分成幾部分或部分地割開，或從坯料的外部割掉一部分，或從內部割出一部分的鍛造工序。
錯移
錯移是指將坯料的一部分相對另一部分平行錯開一段距離，但仍保持軸心平行的的鍛造工序，常用於鍛造麯軸零件。錯移時，先對坯料進局部切割，然後在切口兩側分別施加大小相等、方法相反且垂直於軸線的沖擊力或壓力，使坯料實現錯移。
鍛接
鍛接是將坯料在爐內加熱至高溫後，用錘快擊，使兩者在固態結合的鍛造工序。鍛接的方法有搭接、對接、咬接等。鍛接後的接縫強度可達被連接材料強度的70%～80%。
扭轉
扭轉是將毛料的一部分相對於另一部分繞其軸線旋轉一定角度的鍛造工序。該工序多用於鍛造多拐曲軸和校正某些鍛件。小型坯料扭轉角度不大時，可用錘擊方法。
（3）螺旋壓力機
用螺桿、螺母作為傳動機構，並靠螺旋傳動將飛輪的正反向回轉運動轉變為滑塊的上下往復運動的鍛壓機械。工作時，電動機使飛輪加速旋轉以儲蓄能量，同時通過螺桿、螺母推動滑塊向下運動。當滑塊接觸工件時，飛輪被迫減速至完全停止，儲存的旋轉動能轉變為沖擊能，通過滑塊打擊工件，使之變形。打擊結束後，電動機使飛輪反轉，帶動滑塊上升，回到原始位置。螺旋壓力機的規格用公稱工作力來表示。
螺旋壓力機通常由電動機通過摩擦盤帶動飛輪輪緣而使飛輪旋轉，所以這種壓力機又稱摩擦壓力機，中國最大的摩擦壓力機為25兆牛。更大規格的螺旋壓力機用液壓系統驅動飛輪，稱為液壓螺旋壓力機,最大規格的有125兆牛。後來又出現用電機直接驅動飛輪的電動螺旋壓力機，它的結構緊湊，傳動環節少，由於換向頻繁，對控制電器要求較高，並需要特殊電機。
螺旋壓力機無固定下死點，對較大的模鍛件，可以多次打擊成形，可以進行單打、連打和寸動。打擊力與工件的變形量有關，變形大時打擊力小，變形小（如冷擊）時打擊力大。在這些方面，它與鍛錘相似。但它的滑塊速度低（約0.5米/秒，僅為鍛錘的1/10）,打擊力通過機架封閉，故工作平穩，振動比鍛錘小得多，不需要很大的基礎。螺旋壓力機裝有打滑保險機構，將最大打擊力限制在公稱壓力的2倍以內，以保護設備安全。
一般螺旋壓力機的下部都裝有鍛件頂出裝置。螺旋壓力機兼有模鍛錘、機械壓力機等多種機械的作用，萬能性強，可用於模鍛、沖裁、拉深等工藝。此外，螺旋壓力機，特別是摩擦壓力機結構簡單，製造容易，所以應用廣泛。螺旋壓力機的缺點是生產率和機械效率較低。
幾種鍛壓設備製造工藝特點的比較 設備名稱 設備製造工藝特點 應用領域 熱模鍛 金屬的流動緩慢，便於加工，金屬加工變形均勻，熱模鍛件尺寸精度高、模鍛斜度小 熱模鍛可用在各種設備上進行，錘上模鍛一般用蒸汽-空氣錘，壓力機上常用熱模鍛壓力機 自由鍛 鍛件較簡單，操作靈活 適用於單件、小批量及重型鍛件的生產 螺旋壓力機 無固定下死點，對較大的模鍛件，可以多次打擊成形，內裝有打滑保險機構，能夠保證設備工作安全，缺點是生產率和機械效率較低 螺旋壓力機兼有模鍛錘、機械壓力機等機械的作用，萬能性強，可用於模鍛、沖裁、拉深等工藝，設備結構簡單，製造容易，應用廣泛

D. 常用的金屬材料成型工藝有哪些

1、壓鑄（注意壓鑄不是壓力鑄造的簡稱）

是一種金屬鑄造工藝，其特點是利用模具腔對融化的金屬施加高壓。模具通常是用強度更高的合金加工而成的，這個過程有些類似注塑成型。

2、砂模鑄造

就是用砂子製造鑄模。 砂模鑄造需要在砂子中放入成品零件模型或木製模型(模樣)，然後在模樣周末填滿砂子，開箱取出模樣以後砂子形成鑄模。

為了在澆鑄金屬之前取出模型，鑄模應做成兩個或更多個部分;在鑄模製作過程中，必須留出向鑄模內澆鑄金屬的孔和排氣孔，合成澆注系統。 鑄模澆注金屬液體以後保持適當時間，一直到金屬凝固。 取出零件後，鑄模被毀，因此必須為每個鑄造件製作新鑄模。

3、熔模鑄造

又稱失蠟鑄造，包括壓蠟、修蠟、組樹、沾漿、熔蠟、澆鑄金屬液及後處理等工序。失蠟鑄造是用蠟製作所要鑄成零件的蠟模，然後蠟模上塗以泥漿，這就是泥模。泥模晾乾後，在焙燒成陶模。一經焙燒，蠟模全部熔化流失，只剩陶模。一般制泥模時就留下了澆注口，再從澆注口灌入金屬熔液，冷卻後，所需的零件就製成了。

4、模鍛

是在專用模鍛設備上利用模具使毛坯成型而獲得鍛件的鍛造方法。根據設備不同，模鍛分為錘上模鍛，曲柄壓力機模鍛，平鍛機模鍛，摩擦壓力機模鍛等。輥鍛是材料在一對反向旋轉模具的作用下產生塑性變形得到所需鍛件或鍛坯的塑性成形工藝。它是成形軋制(縱軋)的一種特殊形式。

5、軋制

又稱壓延，指的是將金屬錠通過一對滾輪來為之賦形的過程。如果壓延時，金屬的溫度超過其再結晶溫度，那麼這個過程被稱為「熱軋」，否則稱為「冷軋」。壓延是金屬加工中最常用的手段。

E. 鍛壓以及鍛壓加工的基本方式

鍛壓機械是指在鍛壓加工中用於成形和分離的機械設備。鍛壓機械包括成形用的鍛錘、機械壓力機、液壓機、螺旋壓力機和平鍛機，以及開卷機、矯正機、剪切機、鍛造操作機等輔助機械。

鍛壓機械主要用於金屬成形，所以又稱為金屬成形機床。鍛壓機械是通過對金屬施加壓力使之成形的，力大是其基本特點，故多為重型設備，設備上多設有安全防護裝置，以保障設備和人身安全。

人們為了製造工具，最初是用人力、畜力轉動輪子來舉起重錘鍛打工件的，這是最古老的鍛壓機械。14世紀出現了水力落錘。15～16世紀航海業蓬勃發展，為了鍛造鐵錨等，出現了水力驅動的杠桿錘。18世紀出現了蒸汽機和火車，因而需要更大的鍛件。

1842年，英國工程師內史密斯創制第一台蒸汽錘，開始了蒸汽動力鍛壓機械的時代。1795年,英國的布拉默發明水壓機，但直到19世紀中葉，由於大鍛件的需要才應用於鍛造。

隨著電動機的發明，十九世紀末出現了以電為動力的機械壓力機和空氣錘，並獲得迅速發展。第二次世界大戰以來，七十五萬千牛的模鍛水壓機、一千五百千焦的對擊錘、六萬千牛的板料沖壓壓力機、十六萬千牛的熱模鍛壓力機等重型鍛壓機械，和一些自動冷鐓機相繼問世，形成了門類齊全的鍛壓機械體系。

二十世紀60年代以後，鍛壓機械改變了從19世紀開始的，向重型和大型方向發展的趨勢，轉而向高速、高效、自動、精密、專用、多品種生產等方向發展。於是出現了每分種行程2000次的高速壓力機、六萬千牛的三坐標多工位壓力機、兩萬五千千牛的精密沖裁壓力機、能冷鐓直徑為48毫米鋼材的多工位自動冷鐓機和多種自動機，自動生產線等。各種機械控制的、數字控制的和計算機控制的自動鍛壓機械以及與之配套的操作機、機械手和工業機器人也相繼研製成功。現代化的鍛壓機械可生產精確製品，有良好的勞動條件，環境污染很小。

鍛壓機械主要包括各種鍛錘、各種壓力機和其他輔助機械。

鍛錘是由重錘落下或強迫高速運動產生的動能，對坯料做功，使之塑性變形的機械。鍛錘是最常見、歷史最悠久的鍛壓機械。它結構簡單、工作靈活、使用面廣、易於維修，適用於自由鍛和模鍛。但震動較大，較難實現自動化生產。

機械壓力機是用曲柄連桿或肘桿機構、凸輪機構、螺桿機構傳動，工作平穩、工作精度高、操作條件好、生產率高，易於實現機械化、自動化，適於在自動線上工作。機械壓力機在數量上居各類鍛壓機械之首。

冷鐓機等各種線材成形自動機、平鍛機、螺旋壓力機、徑向鍛造機、大多數彎曲機、矯正機和剪切機等，也具有與機械壓力機相似的傳動機構，可以說是機械壓力機的派生系列。

液壓機是以高壓液體(油、乳化液等)傳送工作壓力的鍛壓機械。液壓機的行程是可變的，能夠在任意位置發出最大的工作力。液壓機工作平穩，沒有震動，容易達到較大的鍛造深度，最適合於大鍛件的鍛造和大規格板料的拉深、打包和壓塊等工作。液壓機主要包括水壓機和油壓機。某些彎曲、矯正、剪切機械也屬於液壓機一類。

旋轉鍛壓機是鍛造與軋制相結合的鍛壓機械。在旋轉鍛壓機上，變形過程是由局部變形逐漸擴展而完成的，所以變形抗力小、機器質量小、工作平穩、無震動，易實現自動化生產。輥鍛機、成形軋制機、卷板機、多輥矯直機、輾擴機、旋壓機等都屬於旋轉鍛壓機。

F. 常見的有哪些鍛造工藝

鍛造是一種利用鍛壓壓力機對金屬坯料施加壓力，使其產生塑性變形以獲得具有一定機械性能、一定形狀和尺寸鍛件的加工方法。許多負載高、工作條件嚴峻的重要零件，多採用鍛件。而形狀較簡單的可用軋制的板材、型材或焊接件，可採用鑄造。

電動螺旋壓力機

鍛造按成形方式通常分為自由鍛造、胎膜鍛和模鍛。每種鍛造方法有它的特點和適用范圍，在選擇鍛造方法的時候，必須從鍛造產品零件的要求,採用合理的方法，選擇合適的壓力機。

對於單件、小量、復雜而又較大的鍛件，多數採用自由鍛造，手動自由鍛和機器自由鍛兩種類型。自由鍛所用工具簡單，常用鍛錘和液壓機

而成批生產或批量不大的鍛件，則可以採用胎模鍛造或模鍛，常用的設備有電動螺旋機壓力機，曲柄壓力機，液壓機等。
對於大量大批生產，則應採用模鍛或其他的特種模鍛。
總之，要依據工藝性和經濟性分析的結果，選擇合理可行和節能、節材、高效的鍛造工藝方案和壓力機。