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1、塑性加工教案一、教學(xué)目的及要求1.了解自由鍛生產(chǎn)工藝過(guò)程、特點(diǎn)和應(yīng)用。2.了解自由鍛設(shè)備的結(jié)構(gòu)和工作原理。3.掌握簡(jiǎn)單自由鍛的操作技能,并能對(duì)自由鍛鍛件初步進(jìn)行工藝分析。二、教學(xué)進(jìn)程(總時(shí)間1.5天)單元內(nèi)容進(jìn)行方式具體內(nèi)容和要求時(shí)間備注1自由鍛示范講解學(xué)生操作1.塑性加工工藝特點(diǎn)及應(yīng)用;2.塑性加工訓(xùn)練內(nèi)容及要求;3.塑性加工訓(xùn)練操作注意事項(xiàng);2.5小時(shí)1.加熱目的及缺陷預(yù)防;2.自由鍛基本工序;3.自由鍛設(shè)備;4.空氣錘上基本技能操作。2胎模鍛示范講解1.胎模鍛工藝及特點(diǎn);2.胎模種類。3沖壓示范講解學(xué)生操作1.模具拆裝;2.沖床操作。2.5小時(shí)4數(shù)控沖床示范講解學(xué)生操作1.數(shù)控
2、沖床工作原理及數(shù)控編程;2.學(xué)生編程;3.學(xué)生在數(shù)控沖床上操作。5.5小時(shí)三、教具空氣錘結(jié)構(gòu)示意圖、空氣錘模型、沖壓模具11塑性加工講授內(nèi)容自由鍛自由鍛是利用沖擊力或壓力使金屬在上、下砧之間產(chǎn)生塑性變形,從而得到所需鍛件的鍛造方法。一、金屬加熱加熱的目的是提高坯料的塑性和降低其變形抗力。1.鍛造溫度始鍛溫度:材料在鍛造時(shí)所允許的最高加熱溫度,稱為該材料的始終溫度,一般定在該材料熔點(diǎn)下150~200℃。終鍛溫度:材料停止鍛造的溫度,稱為該材料的終鍛溫度。始鍛溫度與終鍛溫度之間的溫度差稱為鍛造溫度范圍。表1碳鋼的鍛造溫度范圍材料始鍛溫度(℃)終鍛溫度(℃)低碳鋼1200~1250800中
3、碳鋼1150~1200800加熱時(shí)金屬的溫度可用熱電偶高溫計(jì)測(cè)量,它由熱電偶,補(bǔ)償導(dǎo)線,冷、熱接點(diǎn),顯示儀表等組成。熱電偶高溫計(jì)是應(yīng)用熱電效應(yīng)原理制成的溫度計(jì),當(dāng)兩種不同導(dǎo)體兩端接合成通路時(shí),由于兩接點(diǎn)溫度不同,而在所構(gòu)成的回路內(nèi)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì),把電動(dòng)勢(shì)轉(zhuǎn)換成溫度,用顯示儀表把溫度顯示出來(lái)。鍛造時(shí)鍛工一般用觀察火色的方法來(lái)大致判斷溫度。鋼在加熱到530℃以上時(shí)會(huì)發(fā)出不同顏色的光線,其顏色與加熱溫度有關(guān),從顏色上可看出鋼料加熱溫度的高低。溫度越高,亮度越強(qiáng),顏色越淺。2.加熱產(chǎn)生的缺陷及預(yù)防措施1)氧化和脫碳鋼是鐵碳合金,加熱時(shí)鋼表面和高溫的氧氣,二氧化碳及水蒸氣接觸,發(fā)生氧化,使坯料表面
4、產(chǎn)生氧化皮和降低表面含碳量而形成脫碳層。如氧化現(xiàn)象比較嚴(yán)重,就會(huì)產(chǎn)生較厚的氧化皮和脫碳層,甚至造成鍛件報(bào)廢。減少氧化和脫碳的措施是快速加熱,采用少、無(wú)氧等加熱方法。2)過(guò)熱及過(guò)燒11鋼加熱時(shí)如果在始鍛溫度下保溫過(guò)久,內(nèi)部的晶粒會(huì)變得粗大,這種現(xiàn)象稱為過(guò)熱。在隨后的鍛造過(guò)程中粗大晶粒被打碎,可得到細(xì)化晶粒鍛件,也可在鍛后進(jìn)行熱處理,將晶粒細(xì)化。鋼加熱到接近熔點(diǎn)時(shí),晶間低熔點(diǎn)物質(zhì)開(kāi)始熔化,同時(shí)由于爐氣中的氧化性氣體滲入晶界,使晶間物質(zhì)氧化,破壞了晶粒間的聯(lián)系,此種現(xiàn)象稱為過(guò)燒。存在過(guò)燒現(xiàn)象的坯料一經(jīng)鍛打即破碎而成為廢品,不能挽救。3)開(kāi)裂尺寸較大的鋼料及復(fù)雜鍛體在加熱過(guò)程中,如果加熱速度
5、過(guò)快,則可能造成各個(gè)部分之間溫度差較大,因膨脹不一致而產(chǎn)生裂紋。低、中碳鋼塑性好,一般不易產(chǎn)生裂紋。高碳鋼及某些高合金鋼產(chǎn)生裂紋的傾向較大,加熱時(shí)要嚴(yán)格遵守加熱規(guī)范。3.加熱爐加熱爐是用來(lái)加熱金屬的設(shè)備。常用的加熱爐有反射爐、重油爐、煤氣爐、電阻爐等。訓(xùn)練用的是37KW電阻爐。電阻爐由爐體、加熱室、電熱體(硅碳棒)、熱電偶、控溫儀表、控制柜、變壓器爐門升降機(jī)構(gòu)等組成。電阻爐是利用電流通過(guò)爐內(nèi)的電熱體所產(chǎn)生的高溫,以輻射對(duì)流傳熱的方式來(lái)加熱金屬坯料。電阻爐操作過(guò)程的注意事項(xiàng):1)操作時(shí)必須穿好防護(hù)服,帶好手套,配帶防護(hù)眼鏡;2)操作時(shí)注意防止工具和毛坯把耐火磚、爐板和電熱體碰壞,同時(shí)要
6、防止短路造成傷人事故;3)要經(jīng)常清理爐內(nèi)氧化皮,避免落在電熱體上造成短路,把電熱體燒壞;4)爐內(nèi)耐火磚應(yīng)避免急冷急熱。如果高溫時(shí)打開(kāi)爐門以求快速降溫,將會(huì)降低電爐的使用壽命。二、自由鍛設(shè)備自由鍛所用設(shè)備根據(jù)它對(duì)坯料作用力的性質(zhì),分為鍛錘和液壓機(jī)兩大類。生產(chǎn)中使用的自由鍛錘主要是空氣錘和蒸汽—空氣錘。空氣錘由錘身、壓縮缸、工作缸、砧座、傳動(dòng)部分、操縱部分、落下部分等組成??諝忮N的噸位以落下部分總質(zhì)量來(lái)表示??諝忮N工作原理:電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)部分帶動(dòng)壓縮缸內(nèi)的壓縮活塞作往復(fù)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生一定壓強(qiáng)的壓縮空氣,通過(guò)踏桿或手柄,操縱上下旋閥,使錘頭實(shí)現(xiàn)上懸、下壓、連續(xù)打擊、單次打擊、空轉(zhuǎn)五種動(dòng)作。11表2
7、訓(xùn)練用1500??諝忮N主要參數(shù)型號(hào)噸位打擊力打擊次數(shù)錘頭行程C41-1501500牛15萬(wàn)牛180次/min350mm三、自由鍛基本工序及其操作自由鍛的基本工序有鐓粗、拔長(zhǎng)、沖孔、擴(kuò)孔、彎曲、扭轉(zhuǎn)、錯(cuò)移、切割等。其中前三種應(yīng)用最多。1.鐓粗鐓粗是使毛坯高度減小,橫截面增大的工序。鐓粗操作的一般規(guī)則及方法:1)坯料的原始高度H與直徑D之比應(yīng)小于2.5~3,否則會(huì)鐓彎或產(chǎn)生雙鼓形;2)局部鐓粗(使用漏盤);3)坯料的端面應(yīng)平整并且和軸線垂直,各部分加熱溫度要均