5.5 锻压新技术和新工艺（课件）·高一《金属加工基础》同步精品课堂(机工版·第2版）

《金属加工基础》（第1版）机械工业出版社 同步精品课程——中职专业课 锻压 锻压新技术和新工艺（第5课时） 知识目标 了解锻压的新技术和新工艺。 能力目标 熟悉计算机在锻压技术中的应用。 情感目标 提供对基础知识的学习和运用，乐于探索机械专业的学习规律，培养学生综合学习的能力。 三维目标 第一章 绪论 导入情景 01 思考：新的锻压技术和工艺都有哪些？ 新知学习 02 模块五 锻压新技术与新工艺 随着现代工业的不断发展，对锻压加工工艺的要求也越来越高，如实现少切削或无切削 加工，做到清洁生产，提高自动化程度等，这种趋势促进了锻压技术和工艺的发展。在传统 的锻压加工工艺基础上，人们相继研发了一些成熟的金属锻压新技术与新工艺，如精密模 锻、高速锤锻、辊锻、挤压、液态模锻、超塑性模锻等。 新知学习 02 一 、精密模锻 精密模锻是指利用某些刚度大、精度高的模锻设备(如曲柄压力机、摩擦压力机等) 锻造出形状复杂、高精度锻件的锻造工艺。其主要特点是使用两套不同精度的锻模。锻造 时，先使用粗锻模对锻件进行锻造，留有0.1～1.2mm的精锻余量；然后，切下锻件的飞 边，锻件经酸洗后重新加热到700～900℃,再使用精锻模进行锻造，锻件精度高，可以实 现少切削或无切削加工。精密模锻主要用于制造锥齿轮、汽轮机叶片、航空及电器零件等。 新知学习 02 二 、高速锤锻 高速锤锻是利用高压空气或氮气发出来的高速气体，使滑块带着模具进行锻造或挤压的 加工工艺。高速锤锻锤头的打击速度可达30m/s, 可提高金属的可锻性，能够锻打高强度 钢、耐热钢、工具钢及高熔点合金等，锻造工艺性能好；其生产的锻件精度高、质量好，设 备投资少。高速锤锻适合于锻造形状复杂、薄壁、高肋的高精度锻件，如叶片、涡轮、壳体、齿轮等。 新知学习 02 三、辊 锻 辊锻是用一对相向旋转的扇形模具使坯料产生塑性变形，以获得所需锻件或锻坯的锻造工艺，如图5-38所示。辊锻时，坯料被扇形模具挤压成形，常作为模锻前的制坯工序，也可直接制造锻件。例如，扳手、连杆、叶片、火车轮箍、齿圈、法兰和滚动轴承内、外圈 等就是采用辊锻锻造成形的。 新知学习 02 四 、挤 压 挤压是使坯料在挤压模中受到很大的三向压力的作用，而使其产生塑性变形的锻压工 艺。挤压时，金属坯料处于三向受压状态，金属坯料的塑性好；挤压可生产形状复杂、深 孔、薄壁、异形面的锻件；锻件的精度高，生产率很高，节省原材料，锻造流线分布合理， 锻件力学性能好。但挤压的变形抗力大， 一般多用于挤压非铁金属锻件、低碳钢锻件、低合 金钢锻件、不锈钢锻件等。挤压按被挤压金属的流动方向和凸模运动关系可分为正挤压、反 挤压、复合挤压和径向挤压，如图5-39所示。挤压常用于生产中空锻件，如排气阀、油 杯等。 新知学习 02 五 、液态模锻 液态模锻是将定量的液态金属直接浇入金属型内，在一定时间内以一定的压力作用在金 属液(或半液态)上，经过结晶、塑性流动使之成形的加工工艺。它是一种介于压力铸造 和模锻之间的新工艺，具有两种加工工艺的优点。由于结晶过程是在压力下进行的，改变了 常态下结晶的组织特征，因此可以获得细小的等轴晶粒。液态模锻的锻件尺寸精度高，力学 性能好，可用于各种类型的合金，如铝合金、铜合金、灰铸铁、不锈钢等；其工艺过程简 单，容易实现自动化。 新知学习 02 六 、超塑性模锻 超塑性是指金属在特定的组织、温度条件和变形速度下变形时，其塑性比常态提高几倍 到几百倍(部分金属的延伸率>1000%),而变形抗力降低到常态的几分之一甚至几十分之 一的异乎寻常的性质。例如，纯钛的伸长率可达300%以上，锌铝合金的伸长率可达1000% 以上。目前，常用的超塑性成形材料主要有铝锌合金、钛合金及高温合金等，常用的超塑性成 形方法有超塑性模锻和超塑性挤压等。金属在超塑性状态下不产生缩颈现象，变形抗力很 小。因此，利用金属材料在特定条件下所具有的超塑性来进行塑性加工，可以加工出形状复杂的零件。超塑成形加工具有金属填充模膛性能好，锻件尺寸精度高，切削加工余量小，锻 件组织细小、均匀等特点。 新知学习 02 七、计算机在锻压技术中的应用 计算机在锻压技术中的应用主要体现在模锻工艺方面，利用计算机辅助设计 (CAD) 和计算机辅助制造 (CAM) 程序，通过人机对话，借助有关资料，对模具、坯料、工序安 排等内容进行优化设计，可以获得最佳模锻工艺设计方案，达到缩短设计周期，提高模具精 度和寿命，提高锻件质量，降低生产成本的目的。 新知学习 02 计算机辅助制造（CAM） 新知学习 02 计算机辅助设计（CAD） 课堂小结 03 通过对金属加工基础第五章模块五的学习，掌握锻压新技术和新工艺，了解计算机在锻压技术的应用。通过图文结合的学习方式，完成