塑性成形设备教案.docx

第1章 绪论[1]本章学习要求 1.掌握塑性成形设备的分类和特点 2.了解塑性成形设备的发展方向[2]重点和难点 1.塑性成形设备的特点1.1 塑性成形设备的地位和作用1.2 塑性成形设备的分类和特点1、机械压力机 包括手动压力机、单柱压力机、开式压力机、闭式压力机、拉深压力机、压制压力机、板材自动压力机、精压挤压压力机2、液压机 手动液压机、锻压液压机、压制液压机、打包压块液压机、一般用途液压机、校正压装液压机、层压液压机、挤压液压机3、自动锻压机 包括自动镦锻机、自动挫丝、滚丝机、自动冷镦机、自动卷簧机、自动弯曲机4、锻锤 蒸汽-空子自由锻锤、蒸汽-空气模锻锤、蒸汽-空气对击锤、空气锤、自动液压锤、高速锤和螺旋压力机5、锻件 包括平锻机、热模锻压力机、辊锻机、模横轧机、轧环机、摆动碾压机、径向锻机6、剪切机 包括手动剪切机、板料剪切机、联合冲剪机、型材棒料剪断机、板材切割机7、弯曲校正机8、其它锻造设备 包括板料开卷校平机、锻造操作机等。1.3 塑性成形设备的发展概况1、提高设备制造能力，发展专用设备2、提高设备加工制造精度，发展精密成形设备3、提高塑性成形设备数控程度和柔性化4、完善设计手段，提高设计水平5、推广新材料技术和信息技术6、发展绿色设计和制造第2章 锻锤[1]本章学习要求 1.掌握锻锤的分类、主要特点和打击特性 2.了解蒸汽-空气锤的结构和工作原理 3.掌握空气锤的结构和工作原理 4.掌握液压模锻锤的结构 5.掌握电液锤和螺旋压力机的特点和工作原理[2]重点和难点 1.掌握锻锤的打击特性 2.掌握空气锤和液压锤的工作原理 3.掌握电液锤和螺旋压力机的工作特性2.1 锻锤概述1、锻锤的分类（1）机械锤：用电动机驱动，靠机械传动提升锤头，它主要依靠重力位能实现锻件变形的单作用落锤。（2）空气锤：由电动机驱动，通过减速机构和曲轴，带动压缩活塞上下往复运动，在压缩缸内产生压缩空气。压缩空气通过配气旋阀进入工作缸，驱动工作活塞和锤头上、下运动。通过操纵配气机构，可实现空气锤各种动作循环。空气锤应用很普遍，主要用于自由锻和胎膜锻。（3）蒸汽-空气锤：利用来自动力站的蒸汽或压缩空气作为工作介质，通过滑阀配气机构和气缸驱动落下部分作上下往复运动的锤。工作介质通过滑阀配气结构和工作气缸内进行各种热力过程，将热力学能转换成锻锤落下部分的动能，从而完成锻件变形。（4）蒸汽-空气对击锤：使用蒸汽和压缩空气作为工作介质，用上跳的下锤头代替了固定的砧座。工作过程中。工作介质驱动上锤头向下打击的同时，通过联动结构带动下锤头向上作加速运动，与上锤头等行程实现悬空对击。（5）高速锤：气缸中一次性充入高压氮气，回程时靠来自于液压系统的高压液体驱动锤头回程，使气缸中的气体得到进一步压缩；打击时，液体快速排出，气体膨胀做通，驱动锤头快速下落，同时气缸中气体反作用力驱动锤身向上运动，与锤头实现对击。该锤的打击速度可达15-25m/s。（6）液压模锻锤：采用液气驱动，工作前气缸一次性充入压缩空气或氮气，来自于液压系统的压力液体推动上锤头回程，气缸中的压缩气体推动上锤头向下做加速运动，与此同时，通过联动油路推动下锤头微动上跳，与上锤头实现对击。（7）电液锤：采用液压和液气驱动的有砧座的锻锤。（8）螺旋压力机：螺旋压力机是一种利用驱动装置使飞轮旋转储能，以螺杆滑块机构作为执行机构，依靠滑块动能完成锻件变形的成形设备。2、锻锤的主要特点（1）锻锤是一种冲击成形设备，打击速度高。（2）锻锤行程次数高，生产效率高。（3）锻锤操作灵活，功能性强，作为模锻设备时可在一台锤上完成拔长，滚挤、预锻、终锻等各种工序的操作。（4）锻锤是一种定能量设备，它不同于定行程设备的机械压力机和定力设备的液压机，锻锤头没有固定的下死点。当一次打击力不够时，可多次打击。（5）结构简单，制造容易，安装方便。（6）有砧座锤工作时震动，噪声大，工作环境恶劣。（7）蒸汽-空气锤需要配套蒸汽动力设备或大型空气压缩站，能量有效利用低。3、锻锤的发展概况2.2、锻锤的打击特征1、锻锤的打击能量（1）有砧座锤：（2）对击锤：（3）如果考虑机械效率，则依靠重力位能的单作用锤的打击能量为：（4）对于重力位能和气缸气体膨胀双作用的锤：2、打击过程锻锤的打击过程是在千分之一秒内完成的。对于有砧座锤来说，锤头将打击能量传递给工件和固定的砧座。对于对击式锤，上下两锤头完成等行程撞击或等能量撞击。锤锻打击过程如同两个物体的碰撞过程，因此可以根据理论力学关于两个物体碰撞理论来分析和研究锻锤的打击过程。锤锻的打击过程可以分为两个阶段：第一阶段是加载阶段，锤头与砧座彼此接近，使锻件产生塑性变形，同时锻件、模具、锤头或机架伴随着弹性变形。这一阶段完成后，锻件获得最大变形。第二阶段是