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锻压成形
第八章锻压成形
锻压是对坯料施加外力,使其产生塑性变形、改变尺寸、形状及改善性能,用以制造机械零件、工件或毛坯的成形加工方法,它是锻造与冲压的总称。
锻压能改善金属组织,提高力学性能,重要零件应采用锻件毛坯。
锻压不足之处是不能加工脆性材料(如铸铁)和形状毛坯。
第一节锻压成形工艺基础
一、金属塑性变形的实质
金属在外力作用下首先要产生弹性变形,当外力增大到内应力超过材料的屈服点时,就会产生塑性变形。
锻压成形加工需要利用塑性变形。
金属塑性变形是金属晶体每个晶粒内部的变形和晶粒间的相对移动、晶粒的转动的综合结果。
单晶体的塑性变形主要是通过滑移的形式实现。
即在切应力的作用下,晶体的一部分相对于另一部分沿着一定的晶面产生滑移,如图8-1所示。
单晶体的滑移是通过晶体内的位错运动来实现的,而不是沿滑移而所有的原子同时作刚性移动的结果,所以滑移所需要的切应力比理论值低得多。
位错运动滑移机制的示意图见图8-2所示。
二、塑性变形对金属组织和性能的影响
1、冷塑性变形后的组织变化金属在常温下经塑性变形,其显微组织出现晶粒伸长、破碎、晶粒扭曲等特征,并伴随着内应力的产生。
2、冷变形强化金属在塑性变形过程中,随着变形程度的增加,强度和硬度提高而塑性和韧性下降的现象称为冷变形强化(也称加工硬化)。
冷变形强化在生产中具有重要的意义,它是提高金属材料强度、硬度和耐磨性的重要手段之一。
但冷变形硬化后由于塑性和韧性进一步降低,给进一步变形带来困难,甚至导致开裂和断裂,冷变形的材料各向异性,还会引起材料的不均匀变形。
3、回复与再结晶冷变形强化是一种不稳定状态,具有恢复到稳定状态的趋势。
当金属温度提高到一定程度,原子热运动加剧,使不规则原子排列变为规则排列,消除晶格扭曲,内应力大为下降,但晶粒的形状、大小和金属的强度、塑性变形不大,这种现象称为回复。
当温度继续升高,金属原子活动具有足够热运动力时,则开始以碎晶或杂质为核心结晶出新的晶粒,从而消除了冷变形强化现象,这个过程称为再结晶。
金属开始再结晶的温度称为再结晶温度,一般为该金属熔点的0.4倍,即
图8-3为冷变形后的金属在加热过程中发生回复与再结晶的组织变化示意图。
通过再结晶后,金属的性能恢复到变形前的水平。
金属在常温下进行压力加工,常安排中间再结晶退火工序。
在实际生产中为缩短生产周期,通常再结晶退火温度比再结晶温度高100~200℃。
再结晶过程完成后,如再延长加热时间或提高温度,则晶粒会产生明显长大,成为粗晶组织,导致材料力学性能下降,使锻造性能恶化。
三、金属的冷变形和热变形
金属在再结晶温度以下进行的塑性变形称为冷变形。
如钢在常温下进行的冷冲压、冷轧、冷挤压等。
在变形过程中,有冷变形强化现象而无再结晶组织。
冷变形工件没有氧化皮,可获得较高的公差等级,较小的表面粗糙度,强度和硬度较高。
由于冷变性金属存在残余应力和塑性差等缺点,因此常常需要中间退火,才能继续变形。
热变形是在再结晶温度以上进行的,变形后只有再结晶组织而无冷变形强化现象。
如热锻、热轧、热挤压等。
热变形与冷变形相比,其优点是塑性良好,变形抗力低,容易加工变形,但高温下金属容易产生氧化皮,所以制件的尺寸精度低,表面粗糙。
金属经塑性变形及再结晶,可使原来存在的不均匀、晶粒粗大的组织得以改善,或将铸锭组织中的气孔、缩松等压合,得到更致密的再结晶组织,提高金属的力学性能。
四、锻造流线及锻造比
热变形使铸锭中的脆性杂质粉碎,并沿着金属主要伸长方向呈碎粒状分布,而塑性杂质则随金属变形,并沿着主要伸长方向呈带状分布,金属中的这种杂质的定向分布通常称为铸造流线。
热变形对金属组织和性能的影响主要取决于热变形的程度,而热变形的大小可用锻造比Y来表示。
锻造比是金属变形程度的一种表示方法,通常用变形前后的截面比、长度比或高度比来计算。
拔长锻造比
镦粗锻造比
式中
、
、
——变形前坯料的截面积、长度和高度;
、
、
——变形后坯料的截面积、长度和高度。
锻造比愈大,热变形程度愈大,则金属的组织、性能改善愈明显,锻造流线也愈明显。
锻造流线使金属的性能呈各向异性。
当分别沿着流线方向和垂直流线方向拉伸时,前者有较高的抗拉强度。
当分别沿着流线方向和垂直方向剪切时,后者有较高的抗剪强度。
在设计和制造机器零件时,必须考虑锻造流线的合理分布,使零件工作时的正应力与流线方向垂直,并尽量使锻造流线与零件的轮廓相符而不被切断。
图8-4a所示为采用棒料直接切削加工制造的螺栓,受横向切应力时使用性能好,受纵向切应力是埸损坏;若采用图8-4b所示局部镦粗方法制造的螺栓,则其受横向、纵向切应力时使用性能均好。
五、合金的锻造性能
合金的锻造性能是指材料在锻压加工时的难易程度。
若金属及合金材料在锻压加工时塑性好,变形抗力小,则锻造性能好;反之,则锻造性能差。
因此,金属及合金的锻造性能常用其塑性及变形抗力来衡量。
合金的锻造性能主要取决于材料的本质及其变形条件。
1、材料的本质
(1)化学成分不同化学成分的合金材料具有不同的锻造性能。
纯金属比合金的塑性好,变形抗力小,因此纯金属比合金的锻造性能好;合金元素的含量越高,锻造性能越差,因此低碳钢比高碳钢的锻造性能好;相同碳含量的碳钢比合金钢的锻造性能好,低合金钢比高合金钢的锻造性能好。
(2)组织结构金属的晶粒越细,塑性越好,但变形抗力越大。
金属的组织越均匀,塑性也越好。
相同成分的合金,单相固溶体比多相固溶体塑性好,变形抗力小,锻造性能好。
2、变形条件
(1)变形温度随变形温度的提高,金属原子的动能增大,削弱了原子间的引力,滑移所需的应力下降,金属及合金的塑性增加,变形抗力降低,锻造性好。
但变形温度过高,晶粒将迅速长大,从而降低了金属及合金材料的力学性能,这种现象称为“过热”。
若变形温度进一步提高,接近金属材料的熔点时,金属晶界产生氧化,锻造时金属及合金易沿晶界产生裂纹,这种现象成为“过烧”。
过热可通过重新加热锻造和再结晶使金属或合金恢复原来的力学性能,但过热使锻造火次增加,而过烧则使金属或合金报废。
因此,金属及合金的锻造温度必须控制在一定的温度范围内,其中碳钢的锻造温度范围可根据铁-碳平衡相图确定。
(2)变形速度变形速度是指单位时间内的变形量。
金属在再结晶以上温度进行变形时,加工硬化与回复、再结晶同时发生。
采用普通锻压方法(低速)时,回复、再结晶不足以消除由塑性变形所产生的加工硬化,随变形速度的增加,金属的塑性下降,变形抗力增加,锻造性降低。
因此塑性较差的材料(如铜和高合金钢)宜采用较低的变形速度(即用液压机而不用锻锤)成形。
当变形速度高于临界速度时,产生大量的变形热,加快了再结晶速度,金属的塑性增加,变形抗力下降,锻造性提高。
因此生产上常用高速锤锻造高强度、低塑性等难以锻造的合金。
(3)变形方式(应力状态)变形方式不同,变形金属的内应力状态也不同。
拉拔时,坯料沿轴向受到拉应力,其他方向为压应力,这种应力状态的金属塑性较差。
镦粗时,坯料中心部分受到三向压应力,周边部分上下和径向受到压应力,而切向为拉应力,周边受拉部分塑性较差,易镦裂。
挤压时,坯料处于三向压应力状态,金属呈现良好的塑性状态。
实践证明,拉应力的存在会使金属的塑性降低,三向受拉金属的塑性最差。
三个方向上压应力的数目越多,则金属的塑性越好。
第二节自由锻
利用自由锻设备的上、下砧或一些简单的通用性工具,直接使坯料变形而获得所需的几何形状及内部质量的锻件,这种方法称为自由锻。
由于自由锻所用的工具简单,并具有较大的通用性,因而自由锻应用较为广泛。
生产的自由锻件质量可以从1克的小件到300吨的大件。
对于特大型锻件,自由锻是唯一可行的加工方法,所以自由锻在重型工业中具有重要意义。
自由锻不足之处是锻件精度低,生产率低,生产条件差。
自由锻适用于单件小批量生产。
一、自由锻的基本工序
自由锻工序分为基本工序、辅助工序、精整(或修整)工序三大类。
自由锻的基本工序是指锻造过程中使金属产生塑性变形,从而达到锻件所需形状和尺寸的工艺过程。
1、基本工序是使金属材料产生一定程度的塑性变形,以达到所需形状和所需尺寸的工艺过程,如镦粗、拔长、冲孔、切割、弯曲和扭转等,见表8-1。
2、辅助工序是为基本工序操作方便而进行的预先变形工序,如压钳口、压肩、钢锭倒棱等。
3、精整工序是用以减少锻件表面缺陷而进行的工序,如校正、滚圆、平整等。
实际生产中最常用的是镦粗、拔长和冲孔三个基本工序。
二、自由锻工艺规程的制订
制订工艺规程、编写工艺卡片是进行自由锻生产必不可少的技术准备工作,是组织生产过程、规定操作规程、控制和检查产品质量的依据。
其主要内容包括:
1、绘制锻件图锻件图是制定锻造工艺过程和检验的依据,绘制时主要考虑余块、余量和锻件公差。
(1)余块对键槽、齿槽、退刀槽以及小孔、盲孔、台阶等难以用自由锻方法锻出的结构,必须暂时添加一部分金属以简化锻件的形状。
为了简化锻件形状以便于进行自由锻造而增加的这一部分金属,称为余块(或敷料),如图8-6所示。
(2)锻件余量在零件的加工表面上增加供切削加工用的余量,称之为锻件余量,如图8-6所示。
锻件余量的大小与零件的材料、形状、尺寸、批量大小、生产实际条件等因素有关。
零件越大,形状越复杂,则余量越大。
(3)锻件公差锻件公差是锻件名义尺寸的允许变动量,其值的大小与锻件形状、尺寸有关,并受生产具体情况的影响。
2、计算坯料质量与尺寸
(1)确定坯料质量自由锻所用坯料的质量为锻件的质量与锻造时各种金属消耗的质量之和,可由下式计算:
。
式中
——坯料质量;
——锻件质量;
——加热时坯料表面氧化而烧损的质量;
——冲孔时芯料的质量;
——端部切头损失质量。
对于大型锻件,当采用钢锭作坯料进行锻造时,还要考虑切掉的钢锭头部和尾部的质量。
(2)确定坯料尺寸根据塑性加工过程中体积不变原则和采用的基本工序类型(如拔长、镦粗等)的锻造比、高度与直径之比等计算出坯料横截面积、直径或边长等尺寸。
3、选择锻造工序
自由锻锻造工序的选取应根据工序特点和锻件形状来确定。
一般而言,盘类零件多采用镦粗(或拔长-镦粗)和冲孔等工序;轴类零件多采用拔长,切肩和锻台阶等工序。
一般锻件的分类及采用的工序见表8-1。
表8-1锻件分类及所需锻造工序
锻件类别
图例
锻造工序
盘类零件
镦粗(或拔长-镦粗),冲孔等
轴类零件
拔长(或镦粗-拔长),切肩,锻台阶等
筒类零件
镦粗(或拔长-镦粗),冲孔,在芯轴上拔长等
环类零件
镦粗(或拔长-镦粗),冲孔,在芯轴上扩孔等
弯曲类零件
拔长,弯曲等
工艺规程的内容,还包括确定所用工夹具、加热设备、加热规范、加热火次、冷却规范、锻造设备和锻后热处理规范等。
表8-2为一个典型的自由锻件(半轴)的锻造工艺卡示例。
表8-2半轴自由锻工艺卡
锻件名称
半轴
图例
坯料质量
25kg
坯料尺寸
φ130×240
材料
18CrMnTi
火次
工序
图例
1
锻出头部
拔长
拔长及修整台阶
拔长并留出台阶
锻出凹档及拔长端部并修整
三、自由锻锻件的结构设计
自由锻件的设计原则是:
在满足使用性能的前提下,锻件的形状应尽量简单,易于锻造。
1、尽量避免锥体或斜面结构锻造具有锥体或斜面结构的锻件,需制造专用工具,锻件成形也比较困难,从而使工艺过程复杂,不便于操作,影响设备使用效率,应尽量避免,如图8-7所示。
2、避免几何体的交接处形成空间曲线如图8-8a所示的圆柱面与圆柱面相交,锻件成形十分困难。
改成如图8-8b所示的平面相交,消除了空间曲线,使锻造成形容易。
3、合理采用组合结构锻件的横截面积有急剧变化或形状较复杂时,可设计成由数个简单件构成的组合体,如图8-9所示。
每个简单件锻造成形后,再用焊接或机械联接方式构成整体零件。
4、避免加强肋、凸台,工字形、椭圆形或其它非规则截面及外形如图8-10a所示的锻件结构,难以用自由锻方法获得,若采用特殊工具或特殊工艺来生产,会降低生产率,增加产品成本。
改进后的结构如图8-10b所示。
第三节模锻
模锻:
在模锻设备上,利用高强度锻模,使金属坯料在模膛内受压产生塑性变形,而获得所需形状、尺寸以及内部质量锻件的加工方法称为模锻。
在变形过程中由于模膛对金属坯料流动的限制,因而锻造终了时可获得与模膛形状相符的模锻件。
与自由锻相比,模锻具有如下优点:
(1)生产效率较高。
模锻时,金属的变形在模膛内进行,故能较快获得所需形状。
(2)能锻造形状复杂的锻件,并可使金属流线分布更为合理,提高零件的使用寿命。
(3)模锻件的尺寸较精确,表面质量较好,加工余量较小。
(4)节省金属材料,减少切削加工工作量。
在批量足够的条件下,能降低零件成本。
(5)模锻操作简单,劳动强度低。
但模锻生产受模锻设备吨位限制,模锻件的质量一般在150kg以下。
模锻设备投资较大,模具费用较昂贵,工艺灵活性较差,生产准备周期较长。
因此,模锻适合于小型锻件的大批大量生产,不适合单件小批量生产以及中、大型锻件的生产。
模锻按使用的设备不同,可分为:
锤上模锻、压力机上模锻、胎模锻。
一、锤上模锻
上模锻是将上模固定在锤头上,下模紧固在模垫上,通过随锤头作上下往复运动的上模,对置于下模中的金属坯料施以直接锻击,来获取锻件的锻造方法。
模锻工作示意图如图8-11所示。
锤上模锻的工艺特点是:
(1)金属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)锤上模锻的适应性广,可生产多种类型的锻件,可以单膛模锻,也可以多膛模锻。
由于锤上模锻打击速度较快,对变形速度较敏感的低塑性材料(如镁合金等),进行锤上模锻不如在压力机上模锻的效果好。
1、锻模根据模膛功用不同,锻模可分为模锻模膛和制坯模膛。
(1)模锻模膛可分为终锻模膛和预锻模膛两种。
1)终锻模膛使金属坯料最终变形到所要求的形状与尺寸,如图8-11所示。
由于模锻需要加热后进行,锻件冷却后尺寸会有所缩减,所以终锻模膛的尺寸应比实际锻件尺寸放大一个收缩量,对于钢锻件收缩量可取1.5%。
飞边槽用以增加金属从模膛中流出的阻力,促使金属充满整个模膛,同时容纳多余的金属,还可以起到缓冲作用,减弱对上下模的打击,防止锻模开裂。
飞边槽在锻后利用压力机上的切边模去除。
2)预锻模膛用于预锻的模膛称为预锻模膛。
对于外形较为复杂的锻件,常采用预锻工步,使坯料先变形到接近锻件的外形与尺寸,以便合理分配坯料各部分的体积,避免折迭的产生,并有利于金属的流动,易于充满模膛,同时可减小终锻模膛的磨损,延长锻模的寿命。
预锻模膛和终锻模膛的主要区别是前者的圆角和模锻斜度较大,高度较大,一般不设飞边槽。
只有当锻件形状复杂、成形困难,且批量较大的情况下,设置预锻模膛才是合理的。
(2)制坯模膛对于形状复杂的模锻件,为了使坯料基本接近模锻件的形状,以便模锻时金属能合理分布,并很好地充满模膛,必须预先在制坯模膛内制坯。
制坯模膛有以下几种:
1)拔长模膛减小坯料某部分的横截面积,以增加其长度。
如图8-13所示(a为开式,b闭式)。
2)滚挤模膛减小坯料某部分的横截面积,以增大另一部分的横截面积。
主要是使金属坯料能够按模锻件的形状来分布。
如图8-14所示(a为开式,b闭式)。
3)弯曲模膛使坯料弯曲。
4)切断模膛在上模与下模的角部组成一对刃口,用来切断金属,如图2-22所示。
可用于从坯料上切下锻件或从锻件上切钳口,也可用于多件锻造后分离成单个锻件。
2、模锻工艺规程的制定模锻工艺规程的制定主要包括绘制模锻件图、计算坯料尺寸、确定模锻工步、选择锻造设备、确定锻造温度范围等。
(1)绘制模锻件图模锻件图是设计和制造锻模、计算坯料以及检验模锻件的依据。
根据零件图绘制模锻件图时,应考虑以下几个问题。
1)分模面上下锻模的分界面。
分模面的选择应按以下原则进行。
①要保证模锻件能从模膛中顺利取出,并使锻件形状尽可能与零件形状相同,一般分模面应选在模锻件最大水平投影尺寸的截面上。
如图8-17所示,若选a-a面为分模面,则无法从模膛中取出锻件。
②按选定的分模面制成锻模后,应使上下模沿分模面的模膛轮廓一致,以便在安装锻模和生产中容易发现错模现象。
如图8-17所示,若选c-c面为分模面,就不符合此原则。
③最好使分模面为一个平面,并使上下锻模的模膛深度基本一致,差别不宜过大,以便于均匀充型。
④选定的分模面应使零件上所加的敷料最少。
如图8-17所示,若将b-b面选作分模面,零件中间的孔不能锻出,其敷料最多,既浪费金属,降低了材料的利用率,又增加了切削加工工作量,所以该面不宜选作分模面。
⑤最好把分模面选取在能使模膛深度最浅处,这样可使金属很容易充满模膛,便于取出锻件,如图8-17所示的b-b面就不适合做分模面。
按上述原则综合分析,选用如图8-17所示的d-d面为分模面最合理。
2)加工余量和锻件公差加工余量和锻件公差比自由锻小得多。
查相关手册。
3)模锻斜度为便于从模膛中取出锻件,模锻件上平行于锤击方向的表面必须具有斜度,称为模锻斜度,一般为5°~15°之间。
模锻斜度与模膛深度和宽度有关,通常模膛深度与宽度的比值(h/b)较大时,模锻斜度取较大值。
4)模锻圆角半径模锻件上所有两平面转接处均需圆弧过渡,此过渡处称为锻件的圆角,如图8-18所示。
圆弧过渡有利于金属的变形流动,锻造时使金属易于充满模膛,提高锻件质量,并且可以避免在锻模上的内角处产生裂纹,减缓锻模外角处的磨损,提高锻模使用寿命。
上述各参数确定后,便可绘制锻件图。
图2-31所示为齿轮坯模锻件图。
图中双点划线为零件轮廓外形,分模面选在锻件高度方向的中部。
由于零件轮辐部分不加工,故无加工余量。
图中内孔中部的两条直线为冲孔连皮切掉后的痕迹。
(2)计算坯料尺寸包括锻件、飞边、连皮、钳口料头以及氧化皮等的质量。
通常,飞边是锻件质量的20%~25%;氧化皮约占锻件和飞边总和质量分数的2.5%~4%。
(3)确定模锻工序
模锻工序主要根据锻件的形状与尺寸来确定。
根据已确定的工序即可设计出制坯模膛、预锻模膛及终锻模膛。
模锻件按形状可分为两类:
长轴类零件与盘类零件,如图8-20所示。
长轴类零件的长度与宽度之比较大,例如台阶轴、曲轴、连杆、弯曲摇臂等;盘类零件在分模面上的投影多为圆形或近于矩形,例如齿轮、法兰盘等。
1)长轴类模锻件基本工序常用的工序有拔长、滚挤、弯曲、预锻和终锻等。
拔长和滚挤时,坯料沿轴线方向流动,金属体积重新分配,使坯料的各横截面积与锻件相应的横截面积近似相等。
坯料的横截面积大于锻件最大横截面积时,可只选用拔长工序;当坯料的横截面积小于锻件最大横截面积时,应采用拔长和滚挤工序。
锻件的轴线为曲线时,还应选用弯曲工序。
对于小型长轴类锻件,为了减少钳口料和提高生产率,常采用一根棒料上同时锻造数个锻件的锻造方法,因此应增设切断工序,将锻好的工件分离。
当大批量生产形状复杂、终锻成形困难的锻件时,还需选用预锻工序,最后在终锻模膛中模锻成形。
2)盘类模锻件基本工序常选用镦粗、终锻等工序。
对于形状简单的盘类零件,可只选用终锻工序成形。
对于形状复杂,有深孔或有高肋的锻件,则应增加镦粗、预锻等工序。
3)修整工序坯料在锻模内制成模锻件后,还须经过一系列修整工序,以保证和提高锻件质量。
修整工序包括以下内容。
①切边与冲孔模锻件一般都带有飞边及连皮,须在压力机上进行切除。
切边模如图8-21a所示,由活动凸模和固定凹模组成。
凹模的通孔形状与锻件在分模面上的轮廓一致,凸模工作面的形状与锻件上部外形相符。
冲孔模如图8-21b所示,凹模作为锻件的支座,冲孔连皮从凹模孔中落下。
②校正在切边及其它工序中都可能引起锻件的变形,许多锻件,特别是形状复杂的锻件在切边冲孔后还应该进行校正。
校正可在终锻模膛或专门的校正模内进行。
③热处理目的是消除模锻件的过热组织或加工硬化组织,以达到所需的力学性能。
常用的热处理方式为正火或退火。
④清理为了提高模锻件的表面质量,改善模锻件的切削加工性能,模锻件需要进行表面清理,去除在生产中产生的氧化皮、所沾油污及其它表面缺陷等。
⑤精压对于要求尺寸精度高和表面粗糙度小的模锻件,还应在压力机上进行精压。
精压分为平面精压(如图8-22a所示)和体积精压(图8-22b所示)两种。
3、模锻件的结构设计为了便于模锻件生产和降低成本,设计模锻零件时,应根据模锻特点和工艺要求,使其结构符合下列原则:
(1)模锻零件应具有合理的分模面、模锻斜度和圆角半径。
(2)由于模锻的精度较高,表面粗糙度低,因此零件的配合表面可留有加工余量;非配合面一般不需要加工,不留加工余量。
(3)零件的外形应力求简单、平直、对称,避免零件截面间差别过大,或具有薄壁、高肋、等不良结构。
一般说来,零件的最小截面与最大截面之比不要小于0.5,如图8-23a所示零件的凸缘太薄、太高,中间下凹太深,金属不易充型。
如图8-23b所示零件过于扁薄,薄壁部分金属模锻时容易冷却,不易锻出,对保护设备和锻模也不利。
如图8-23c所示零件有一个高而薄的凸缘,使锻模的制造和锻件的取出都很困难。
改成如图8-23d所示形状则较易锻造成形。
(4)在零件结构允许的条件下,应尽量避免有深孔或多孔结构。
孔径小于30mm或孔深大于直径两倍时,锻造困难。
(5)对复杂锻件,为减少敷料,简化模锻工艺,在可能条件下,应采用锻造—焊接或锻造—机械联接组合工艺,如图8-24所示。
二、胎模锻
胎模是一种不固定在锻造设备上的模具,结构较简单,制造容易,如图2-39所示。
胎模锻是在自由锻设备上用胎模生产模锻件的工艺方法,因此胎模锻兼有自由锻和模锻的特点。
胎模锻适合于中、小批量生产小型多品种的锻件,特别适合于没有模锻设备的工厂。
胎模锻工艺过程包括制订工艺规程、制造胎模、备料、加热、胎模锻及后续加工工序等。
在工艺规程制订中,分模面的选取可灵活一些,分模面的数量不限于一个,而且在不同工序中可选取不同的分模面,以便于制造胎模和使锻件成形。
三、压力机上模锻
用于模锻生产的压力机有摩擦压力机、平锻机、水压机、曲柄压力机等,其工艺特点的比较见表8-3。
表8-3压力机上模锻方法的工艺特点比较
锻造方法
设备类型
工艺特点
应用
结构
构造特点
摩擦压力机上模锻
摩擦压力机
滑块行程可控,速度为(0.5~1.0)m/s,带有顶料装置,机架受力,形成封闭力系,每分钟行程次数少,传动效率低
特别适合于锻造低塑性合金钢和非铁金属;简化了模具设计与制造,同时可锻造更复杂的锻件;承受偏心载荷能力差;可实现轻、重打,能进行多次锻打,还可进行弯曲、精压、切飞边、冲连皮、校正等工序
中、小型锻件的小批和中批生产
曲柄压力机上模锻
曲柄压力机
工作时,滑块行程固定,无震动,噪音小,合模准确,有顶杆装置,设备刚度好
金属在模膛中一次成形,氧化皮不易除掉,终锻前常采用预成形及预锻工步,不宜拔长、滚挤,可进行局部镦粗,锻件精度较高,模锻斜度小,生产率高,适合短轴类锻件
大批大量生产
平锻机上模锻
平锻机
滑块水平运动,行程固定,具有互相垂直的两组分模面,无顶出装置,合模准确,设备刚度好
扩大了模锻适用范围,金属在模膛中一次成
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