鍛造工藝與模具設計-錘上模鍛

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1、第六章錘上模鍛 謝利 xlustb@ 材料工程學院 3=] 錘上模鍛:利用鍛錘驅(qū)動完成模 鍛成形的過程,簡稱錘鍛 in ?蒸汽-空氣模鍛錘、液壓模鍛錘、 對擊模鍛錘、機械錘和模鍛空氣 錘 錘鍛模由上下兩個模塊組成 ,兩模塊借助燕尾、楔鐵和鍵塊 分別緊固在錘頭和下模座的燕尾 ||| 聶尾使模塊固定在錘頭(或 砧座)上,使燕尾底面與錘頭( 或砧座)底面緊密貼合。 圖3-3-1 蒸汽?空氣錘的工作原理圖 1 一氣缸 2—活塞 3—錘桿 4—錘頭 5—上砧塊 6—鍛坯 7—下砧塊 8—砧枕 9—砧座 楔鐵使模塊在左右方向定位 O鍵塊使模塊在前后方向定位。 2

2、 JIANGSU 卜 TECHNOLCKiY 工藝靈話、適應性戶 優(yōu)點:CU錘頭行程和 打擊速度標控方便;(2)抗 偏栽能力強;……o 缺雖:CU鍛件精度不 嵩;(2)鍛模痔命低;(3J 難以賣現(xiàn)偷動化; 二、錘鍛工藝澆程 見鐫本圖&2 圖7?1模鍛錘的外觀和操縱系統(tǒng)

3、 5 OF I ECHWOLOGY |§2璘鍛件〕賓 — —^二11二… 第一類鍛件:短柚類或餅類鍛件 主體輔線立置于朕腔成形,水平方向二維尺寸相近 的鍛件。其特點是: (D鍛件的主料線尺寸小于其它兩個方向的尺寸; ② 麥形工序的作用力方向與主粘線i方向一致; a) 十字軸、萬向節(jié)等o c) ③ 棧腔中的會屬麥形是體積麥形。 這類鍛件帝利用微粗臺或柏為臺制坯。 帝見的短袖類件有凍玄、齒輪、 圓餅類鍛件 a)簡單形狀b)較復雜形狀c)復雜形狀 第二類鍛件:長輔類鍛件 主要將雖: ① 鍛件的圭輔線尺寸大于其它兩個方向的尺寸;

4、 ② 麥形工序的鍛擊方向一般垂直于主輔線; ③ 僉屬主要沿著嵩度和寬度方向渝動,由于在棧 鍛工步對僉屬沿主柚線基本上沒有澆動,又可稱為平 面麥形類。 此類鍛件數(shù)童多,形狀復雜。挨傲件的幾何形狀 特征,也可分為商組:直長袖類、專曲柚類、枝芽類 和又類鍛件。 通帝采用披長或滾壓等工序成形; 長軸類鍛件分組 RS- 工藝辻程特證, 1.宜圧抽常祥" Q~ZI-->- -^=^=3> J 制壞或諼擠制妊 2-:裁孵札 n

5、諼擠制圻. 田加威老制妊或增m衙爲制壞工步?.1 4?贈轄 ? 來用按長制逐或蟻長加滾榜制逐 幷「坯!g桿瑾件加瘩帕制壞;對忌桿最 件栓嵬忠薦取料臺.?' 0沁&疼工 < 晚 ___ 一 - ― - _ JIAXCiSl I '?;? : :<>? 1 di I r ( (? 係三類鍛件:復合類鍛件 兼?zhèn)鋬煞N或兩種以上結構的特征,橫粒面蓋 別很丸,制坯過程復雜,金屬惟棧雎內(nèi)此竄堆境 充的命I件;如"軸■盤■耳"結構的轉向節(jié)。 63核鍛件圖設計 朕鍛件圖是棧鍛生產(chǎn)過程、棧鍛工藝 過程規(guī)范制訂、鍛棋謖計、鍛棧檢驗及鍛 棧制蓮的依據(jù)O 棧鍛件圖是根據(jù)*為圖

6、段計的,分為 冷鍛件圖和熱鍛件圖兩種。 TFCH\<)1 (Ki> 冷鍛件圖即為傲件圖。 冷鍛件圖用于最終越I件的檢臉和枝正 棧的段計,也是機械加工部門制走加工 工藝過程,設計加工夾具的依據(jù)。 熱鍛件圖用于鍛棧設計和加工制適。 熱鍛件圖是對冷鍛件圖上各尺寸相J&地 加上熱脹童而繪制的。 0 & &疼工 < 悅 JIA\(iS(. u>avricS!TY OF | } ( m\ 錘上枝鍛件圖段計 6.3」分棧面後置的選擇 確走分棧面後置最基本原則是保證鍛件 形狀盡可能與率件形狀相同,以及鍛件彖易 從傲模核膛中取岀。 確走分棧面對P應以徽粗成形為主,還 應考慮材

7、料利用率。 分棧面的後置與棧鍛方出直接有關》它 決定著鍛件內(nèi)部全屬纖維方向。 0注&邂工 <悅 JIANGSI Y OF I ECHNOl.OGY 鍛件分僕位置一般都選擇卷具有最殳輪廊 線的地方。此外,還應考慮下列要求: HJ盡可能采用直線分棧,使鍛棧結構簡單, 防止上下模錯移。 直線分模防錯移 13 (2) 盡可能將分棧後置選盛險件側面中部。這 樣易于在生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)上下棧錯移。 JIA \ GSUy^|^^I^^FTCCHNOL()(i Y (3) 對頭部尺寸較大的長柚類鍛件可以 折線分棧,使上下棧膛灤度大敷相等,使 尖角處易于克滿。

8、直線分模 折線分模 上下模膛深度大致相等易充滿 w? q g注? JIANGSU (4) 當圖餅類鍛件HMD亦 應采取徑向分 棧p不壹采用粘向分棧。 D r H 產(chǎn)品圖 徑向分模 餅類鍛件分模位置 軸向分模 (5) 鍛件形狀軼復雜部分應該盡童安排應上棧。 6.3.2余塊> 余受和鍛罐公蓋 傲件上凡是尺寸精度和表面醃質(zhì)(表面粗糙度丿 達不到零件圖要求的部住,需要盛傲后進行機械加 工,這些部住應預留加工余量。 棧鍛件的加工余量要丸小恰當O 精密棧鍛的目的旻虛不

9、彩響率件加工醃質(zhì)的裔 提下棧鍛出小余量或者無余量精鍛件。 ? 1、鍛件公差的種類 尺寸公差 包括長度、寬度、厚度、中心距、 角度、模鍛斜度、圓弧半徑和圓角半徑等公差。 形位公差包括直線度、平面度、深孔軸的同 軸度、錯移量、剪切端變形量和桿部變形量等。 表面技術要素公差包括深度、剪拉毛刺的尺寸 、頂桿壓痕深度和表面粗糙度等。 ?各項公差都不應互相疊加。 2、影響余量和鍛件公差的因素 (1)公稱尺寸和鍛件質(zhì)量鍛件重量根據(jù)鍛件圖的公 稱尺寸進行計算(按鍛件大小初定余量)。 (2)鍛件形狀復雜系數(shù)(S)為鍛件的重量或體積(Gd ,Vd)與其外輪廓包容體的重量或體積(

10、Gb, Vb)的比值, 即:S = Gd/Gb = Vd/Vb 圓形鍛件的外廓包容體按圓柱體計算; 非圓形鍛件的外廓包容體按矩形六面體計算; 19 ?鍛件形狀復雜系數(shù)S可分為四個等級,S越小表示鍛件形 狀越復雜,見表6?2: 級別 代號 形狀復雜系數(shù)值S 形狀復雜程度 I S1 0.63 ?1 簡單 n S2 0.32 ?0.63 一般 m S3 0.16 ?0.32 較復雜 IV S4 <0.16 復雜 (3)鍛件材質(zhì)系數(shù)(M)按材料可鍛性難易程度劃分。 質(zhì)模鍛件分為兩類,Ml,M2O 航標中將航空模鍛件分為四類:

11、 M0: 鋁、鎂合金; Ml: <0. 65%C的碳鋼或合金總含量v 5.0%的合金鋼。 M2: M0?65%C的碳鋼或合金總含量M5.0%的合金鋼。 M3:不銹鋼、高溫耐熱合金和鈦合金。 選取余量和鍛件公差的程序: 零件公稱尺寸 T估選余量-鍛件公稱尺寸T估算鍛件質(zhì)量- 查表-修正 見課本P139示例o _— JIANGSUUMt- . ? 1 I CHNOLCKiY 63.3模鍛斜度(出模斜度或拔模斜度) ? 1、模鍛斜度 定義: 為了克服模具的彈性收縮和摩擦阻礙作用,易于取件 O在鍛件側表面上需要一定的斜度,稱為模鍛斜度。 側表面指,在鍛

12、件上與分模面相垂直方向上的平面或 曲面。 ?包括它固有的斜度(也就是自然斜度)和鍛件側表面 上所附加的斜度。 ?熱鍛件冷縮會離開模膛側壁的部位稱為外斜度G (鍛 件外壁上的斜度) ?熱鍛件冷縮會更加緊貼模膛側壁的部位稱為內(nèi)斜度卩 (內(nèi)壁上的斜度) ◎河熱蟄灑悅 F TECHNOLOGY 、JIA T'roFTECHNOl.tKi Y ■1?籠擇原則:取件方便;節(jié)省金屬材亦和加工 ? (1)在保證出模的前提下,模鍛斜度應盡量小。( 最小原則) ?a大到一定值時,可自動脫模,但a太大將會增大 金屬的消耗量和余量。 ?但是,為了便于出模,高度較小的鍛件可采用較 大的斜度

13、,這時,多消耗的金屬量不大。如: H<50mm,查到3 ° 改為5 ° ; H<30mm,查的3 ° 、5° 一律改為7° o ◎鴻熱邂-工遺悅 二 - _ — _ /IA\(:SI I '?;m 5 I ?( ?^\O:.(KiY ⑵侗一鍛件上內(nèi)模鍛斜度要比外模鍛斜度天。 (大小原則)原因在于鍛件冷卻時,外壁趨向離開 模壁,而內(nèi)壁正相反。 ?(3)模鍛斜度的大小(標準原則) 外斜度a標準值為:3。、5。、7。、10°、 12°等,常取7。; 內(nèi)斜度卩標準值為:5°、7°、10°、12°、 15°等,一般取10。o ? (4)同一鍛件上的外模鍛斜度和內(nèi)模鍛斜度不應取 ?

14、(5)只要鍛件能形成自然斜度,不必另外增設模鍛 多種斜度,而應各取一統(tǒng)一數(shù)值。 (統(tǒng)一原則) 斜度。(自然原則) 6.3.4鍛件圓角 ?作用:保證金屬流動.提高模具壽命、提高鍛件質(zhì)量 和便于出模。 鍛件上的凸圓角半徑稱為外圓角半徑r,也就是 模具模膛上的凹圓角。作用是避免模具上的凹圓角太 小造成應力集中導致開裂,以及鍛件充滿。 凹圓角半徑稱為內(nèi)圓角半徑R,也就是模膛上的 凸圓角,作用是便于金屬流動,防止鍛件折迭和模具 壓塌。 27 外圓角半徑過小,充填困難,鍛模崩裂; i Av過大,機械加工余量小 [Rn太小,會造成纖維被割斷、折疊,鍛件報廢,模具壓 塌,影

15、響出模; 厶n太大,使余量加大,導致充不滿。 般可按公式: Av二余量+零件相應處圓角半徑或倒角值 Rn =(2?3) Rw 111 角半徑應選標準數(shù)值,便于選用相應的制造模具的標準 刀具。 6.3.5沖孔連皮 ?對于有內(nèi)孔的鍛件,錘上模鍛不能直接鍛出透孔,必須 在孔內(nèi)保留一層連皮。然后,在切邊壓力機上沖除。 ? 1、平底連皮常用形式。連皮厚度s可根據(jù)經(jīng)驗選取或或 按書上給的公式計算(P143式6?1) o R ?用于較大的內(nèi)孔:d>2.5h,或d>60mmo ?以利于金屬流動,避免產(chǎn)生折疊和模具過早磨損或 壓塌。但沖除時

16、易使鍛件走樣。 ?尺寸為: S大=1?35S ; S小=0.65S ; ? di=(0.25?0?3)d 或di=0?12d£ s按平底連皮厚度計算) JIANGSU 3、帶倉連皮若鍛件需采用預鍛成形,對于較大的孔, 可在預鍛時采用斜底連皮,而在終鍛時采用帶倉連皮。 優(yōu)點是周邊薄, 易沖除。 # # 帶倉連皮的實質(zhì)就是內(nèi)飛邊槽,倉部的作用是為斜 # # 底連皮回流提供空間。 c) d) 31 Q河t邂二聲配 JIANG

17、SU UNtVI RS. n (H IM H\:)l 一一 —— 4、壓凹 古鍛件內(nèi)孔直徑較小,不易鍛出逢皮,皮故為壓凹形扎, 通過壓凹變形有助于小頭祁分砲滿成形。 帶逢皮的核鍛件,不需繪出連皮的形狀和尺寸。產(chǎn)晶 圖的主要輪廊線要用點劃線盛朕鍛件圖上表示,便于表示 各部分的加工余受。 33 6?3?6鍛件圖和鍛件技術條件 鍛件圖(冷)是在零件圖基礎上,加上余量、余塊 或其它特殊留量后繪制的圖,圖中鍛件外形用 粗實線表示,零件外形用雙點劃線表示。 鍛件的公稱尺寸與公差注在尺寸線的上面,而 零件的尺寸注在尺寸線的下面的括號內(nèi)。 鍛件圖中無法表示的有關鍛件

18、質(zhì)量和檢驗要求的內(nèi)容, 列入技術條件: ① 未注明的模鍛斜度a和圓角半徑R ; ② 允許的錯移量和殘余飛邊的寬度; ③ 允許的表面缺陷深度; ④ 鍛后熱處理方法及硬度要求; ⑤ 表面清理方法; ⑥ 需要取樣的取樣位置; ⑦ 其它特殊要求,如直線度、平面度等。 ?棋鍛棋膛包括:終鍛模膛和預鍛棋膛。 ?任何鍛件的 棋鍛工藝過程都必須有終鍛,都 耍用終鍛模膛。 ?棋鍛件的幾何形狀和 尺寸靠終鍛棋膛保證, 預鍛棋膛耍根據(jù)具體情況決定否采用o JIAN(iSI I Xi . I RS: I Y6F TECHNO! OGY ———— 石?4.1終鍛模膛設計

19、, 它用來兜成鍛件最終成形的終鍛工步。 35 # ?通過終鍛模膛可以獲得帶飛邊的鍛件。 ?終鍛模膛通常由模膛本體. 飛邊槽和鉗口三 部分組成, 其中 模膛本體是根據(jù)熱鍛件 # # 計的。 ?終鍛棋膛設計的主耍任務處設計熱鍛件 選擇飛邊槽和設口 o JIANGSIJLL F 1 LCHNOl.OGY ?熱鍛件圖是將冷鍛件 的所有尺寸計入收縮 車而繪制的。鋼鍛件的收縮率取1?2%-1.5%; 鈦合金鍛件取0.5%-0.7%;鋁合金鍛件:取 0. 8%-1. 0%;銅合金鍛件取1.0%-1.3%;鎂

20、合 金鍛件取0. 8%左右。 ■加放收縮率時, 對夭坐標中心的圓片半悝不 加放收縮車;對于細長的桿類鍛件、薄的鍛 件.冷卻快或打擊次數(shù)較多而終鍛遍度較低 的鍛件,收縮率取小值;帶大頭的長桿類鍛 件,可根據(jù)具體情況將校大的頭部和較細桿 部取不同的收縮率。 ◎江 t ><* < 心產(chǎn)“ JIA\(iSI I X; < ? ! I ( HNOlXKiY "MS?終鍛滅度難以準確控亦7X廚誡件的準確收 縮 車往往卿耍在長期 實踐 中 修正。 C "1 ? 一般情況下,熱鍛件闔瘧狀與鍛件圖形狀憲全相 同。但在某些情況下夕 鯨將熱鍛件闔尺才作適當 的改先以適應鍛遺工藝過程耍

21、求。 (1) 模膛易磨損處,應在鍛件負公差范圍內(nèi)減 小棋膛尺寸(預留磨損畳),以在保證鍛件合格 率的 情況下延長鍛棋壽命。 mm。 如圖所示的齒輪鍛件,輪栢 部分易磨損,使鍛件輪輻 厚度增加。因此,應將熱 鍛件BB上的尺才蟲比鍛件圖 上的相應尺4?卜0?5-0. 8 41 (2) 形狀復雜且較高的部 位應盡量放在上棋。 ?在待殊情況下要將復雜且 校離的部位放在下模時, 鍛件在該處表面易“缺肉 ”(充不滿)o這處由于 下棋局 部較深處易 積聚氧 化皮。 所示的曲軸 可在其熱鍛件 相應部位 加深約2 mm。 加9E址 38

22、創(chuàng)注& JIANGSIWN: )F TECHNOLOGY 髙度尺寸, 保證 ■門■ ? (3)當設備的噸位偏小, 上下棋有可能 打不靠時,應使熱鍛件圖髙度尺寸比鍛 件BS上相應高度減小(接近負偏差或更小 一些),抵消棋鍛不足的彩響。相反,當 設備噸位偏大或鍛模承擊面偏小時,可 能產(chǎn)生承擊面塌陷,應適當增加熱鍛件 在承擊面下陷 時仍可鍛出合格鍛件。 39 ? (4)鍛件某些部位在 切邊或沖孔時易產(chǎn)生 變形而影響加工余畳 ,應在熱鍛件圖的相 應部位增 加一定的 彌 補量,提髙鍛件合格 率^如 所示。 40

23、 (5) —些形狀特別 的鍛件,不能保證 坯料在下棋膛內(nèi)或 切邊棋內(nèi)準確定位 O在銹擊過程中, 可能 轉動而導致 鍛件報廢。熱鍛件 塊,保證多次鍛擊 過程中的定位以及 上卿增加定位余 41 #

24、 連皮的位置.尺寸全部注明,寫明未注 DS用半程棋鍛斜度與收縮卓。高度方 向尺寸以分模面為基準,以便鍛模機械 加;1^0準備檢驗樣板; 的輪廓線。 ?在熱鍛件 中 不冊注 明 鍛件公蓋和 零件 # ?錘上模鍛為開式棋鍛, 邊槽。 ?飛邊槽作用: a. 增加金屬流出棋膛阻力, 使金屬充滿模膛; b.容納多余金厲; 打擊, 減弱上棋對下棋的 使棋具不易壓蝎和開裂; d.飛邊處厚度校薄,便于切除。 JIANGSl!U>rtVTJ

25、,采用 此形式Q當上模無模膛,個棋膛兜全位于下 棋時,采用此種瘧式飛邊簡化了鍛模的制逍。 45 ?形式in:雙倉形,此種結構的飛邊槽特點是倉 部較大,能容納校多的多余金屬,適用于大型 和形狀復雜的鍛件。 0 4t邂工 <憂 l^fVT:KS(TY Oh I! ( H\i>. ? Ki> ?形式IV:不對稱形,加寬了下棋橋部,提高了 下模壽命。倉部校大,可容納校多的多余金屬 O用于大型、復雜鍛件。 g莎&峰亠 < 憂 JIANGSlJLWrfiRSITY OF TECHNOL

26、深而復雜的模膛。多用于鍛 件形狀復雜、難以充滿的部位,如離肋、叉口 與枝芽等處。 47 # 聞V 49 A亶§fr砒為除披強? g時艮口乾7|>蕪《理?*瑯{時隸口勒? oqM 農(nóng)口拿P7E檢口勒Mb必啦昭韁limp ? >8-CZZC^Hte&BawoJ<')?二 ?;. 連戀"燮曲思O 蟻痔韁b必*m卩(Z)

27、 ① 噸位法:按設備噸位來選定飛邊槽尺寸。 轟8胡飛邊槽尺寸與鍛犍噸位的關系 ”;鈕 用irni A/nini 兄mm 備注 10 1-L6 斗 8 1.5 齒輪鎖扣如T0 20 1.8-12 4 10 25-30 2.5 齒輪鎖扣加=40 弭 2.5-3.0 12 30-40 3 齒輪鎖扣冃5 50 3.070 6 12-14 40-50 3 齒輪鎖扣妒55 100 40~ 6.0 8 14-16 50-60 3 15C 6.0-9.

28、0 10 16-18 60-80 4 (2)計蘇法。 根據(jù)鍛件在分模面上的投影面積,利用 經(jīng)驗公式求出橋口髙度力飛,然后根據(jù)力飛査上表確 定其他有關尺寸。 ^-0.015# 式中s一鍛件在分模面上的投影面積(mm2)。 動,應減小力飛值。棋鍛錘噸位傭小時,應減小 飛邊的變形阻力,防止鍛不足。在保證棋膛充滿 的條件下,應適當增大力飛值。 ?鍛件形狀比校復雜時, 耍增加棋膛阻力,應增加 呱或適當羽I少力飛值。 ?短柚類鍛件鍛模帶有封閉形狀的鎖扣時, 應適當 加大倉部寬度方1。參見表8-1備注欄中尺才。 ■鉗口:指在鍛模的棋鍛模膛前面

29、加工的 空腔, 它一般由夾鉗 o與鉗口頸兩部分組成。 ?鉗口頸用 于加強夾鉗料頭與鍛件之間 的連接強 度。 Mil I 53 ?鉗口的主耍用途:在模鍛時放Jt夾鉗及鉗夾頭, 或奢容納調(diào)頭棋鍛的前一鍛件 (帶飛邊)的相 應部位。 ?在鍛棋制逍時,鉗口還可作為澆鑄金屬鹽溶液 (如30%KN()3和70%NaN()3或鉛熔液)的澆口,澆 鑄件用 作檢驗棋膛加工品質(zhì)和合棋狀況。 ?齒輪類鍛件在模鍛時無夾鉗料頭,鉗口作為鍛 ?鉗口的尺寸主 耍依據(jù)夾鉗料 頭的Jt任及模 膛壁厚等尺寸 ■應保證夾料鉗 子自由操作, 在調(diào)頭鍛逍時 能放Jt下鍛件 的相鄰端部(包 括飛邊

30、)。 55 長柚類鍛件常用型式; # 用于棋鍛質(zhì)量大于10 kg的鍛件 0 &熱歿〉聲配 IIAX(?SI A—A 57 IT # # 用于棋鍛齒輪等類鍛件 # ?如:預鍛棋膛, 且預鍛與終鍛兩棋膛的鉗口 間壁小于15 mm時,為了便于模具加工,可將 兩相鄰棋膛的鉗口開通。 ,按其作用可分為三大類: 1、模鍛工步 預鍛:易產(chǎn)生折疊和充不滿的鍛件應采用。 預

31、鍛需根據(jù)鍛件的復雜程度及其要求等因素加以選擇, 并不象終鍛那樣是每一模鍛件所必不可少的工步。 終鍛:必不可少 2、切斷工步:只有一種,就是切斷, 3、制坯工步:拔長、滾擠.卡壓(直長軸類) 彎曲(彎軸類,帶枝芽類) 鍬粗、拍扁(短軸類) 制坯工步作用:改變原毛坯的形狀,合理分配坯料,以適 應鍛件橫截面形狀的要求,更好的充滿模鍛模膛。 圓餅類模鍛件一般使用徹粗制坯,形狀復雜 的宜用成型徹粗制坯。不過在特殊情況下,也有 用拔長、滾擠或打扁制坯的。 圓餅類鍛件制坯工步示例 61 # 鍛件簡圖 變形工步 說明 自由徹粗 鍬粗 一

32、般齒輪鍛 件 自由徹粗 成形轍粗 終鍛 輪轂較高的 法蘭鍛件 # 63 0注&疼工聲憂 JIANOSl I M^RSITYOF rECHNOl.OGV e圖6-36J,為了防 盛確走坯蚪徽粗后的尺寸對,商需朗確以下幾 & ? 輪轂矮的鍛件 1、輪轂較矮的鍛件(參12 止輪轂和輪緣間*生折疊,徽粗后直徑%應滿 足卩> 2. 輪轂軟富的鮫件,

33、為了防止輪轂和輪緣間產(chǎn) 生折4L徽粗后直徑Q鍛應滿足 比導>%>。2 圖7?22輪轂高的鍛件 JIANGSlJLt I IECHNOI.OGY 3. 檜轂富且有內(nèi)孔和凸緣的傲件,為櫬證鍛件 充満并便于坯料在終鍛撲雎中放穩(wěn),壹采用成形徽粗。 徽粗后的坯料尺寸應符合下列條件: H\> H、 D{ 盞疼工聲悅 JIAX(.SI I >. I Ol I r CHN01 (KiY 長袖類棧鍛件有直長柚件、專曲軸件.帶枝芽長軸 件和帶又長袖件等。由于形狀的需要,長袖類模鍛件 的核徴工序有拔長

34、、滾搟、專曲等制坯工步。 67 # # 2?彎曲軸 鍛件 長擠曲 拔滾彎 3?帶枝芽 長軸件 拔成預 長形鍛 69 「)4」 拔滾預 4?帶叉長 軸件 按金屬流動敢率,長柚類模鍛件制坯工 步的優(yōu)先決序是:拔長、滾琳、卡壓。為 了得到考曲柚棧鍛件或帶枝茅、帶又長柚 件,還要用到育曲和成形工步。 披長.滾擠和

35、卡壓三種制坯工步, 以“計算毛坯圖 ”為基礎,參展經(jīng)殮和圖 表資料,結合具體生*惜況確定。 也可用經(jīng)殮類此出選走制坯工步。 661短粘類鍛件 一般用傲粗制坯,所以坯料尺寸以傲粗麥形為 依據(jù)計算。 坯料直徑為: Do = (0. 80 - 1. 01)妮 6?6?2長軸類棧鍛件 坯料尺寸計算以計算坯料截面圖上的平均截面 積為依據(jù),并考慮不同制坯工步的需要,算出各 種棧鍛方法所需飛邊截面積。 一-- — ?制 坯工步的作用:為 了初步改變原坯料的形狀, 合理地分配坯料,以這應鍛件橫藏面積利弟狀的 耍求,使金屬能較好地充滿棋膛。 ?不同形狀的鍛件釆用的制

36、坯工步不同。錘上鍛模 所用的制坯模膛主要有滾壓棋膛. 拔長模膛、彎 曲 棋膛、成形棋膛等。 71 ?滾壓棋膛:改變坯料形狀,分配金屬,lit坯料某一 部分截面積減小,某一部分截面積稍稍增大(聚料) 獲得接近計蘇毛坯 形狀和尺才的作用o 合。在兩端受到阻礙的1*況下桿部拔長,而桿部金 屬流入頭部使頭部鍛粗。 ?在毎次錘擊后大量金屬橫向流動,僅*小部分流入 頭部。毎次錘擊后翻轉90 °珥行錘擊并反復進行。 JL到接近毛坯形狀和計算尺寸為止。另外,滾壓還 可以將毛坯滾淸除氧化皮。 ?滾壓模膛從結構上可以 分為以下幾種。 (1)開式棋膛構截面為 矩形,側

37、面開通;結構 簡單、制遺方便,但聚 料作用校小,適用于鍛 件各段截面變化校小的 1*況。 (2)閉式棋膛構截面為 橢圓形,側面封閉。由 于側壁的阻力作用,聚 料效杲好,坯料表面光 滑,但模膛制地校復雜 ,適用于鍛件各部分截 面變化校大的情況。 73 (b)閉式 (a)開式 73 ⑶混合式:鍛件的桿 部采用閉式滾壓,而 頭部釆用開式滾壓。 通當用于鍛件頭部具莎 深孔或叉形的1*況。 (4)不等寬式:棋膛的 頭部校寬,桿部校

38、窄 ,當5 時 采用。 因桿部寬度過大不利于 排料,所以在桿部取 校小覓度。 73 2)混合式 (d)不等寬式 # (5)不對稱式 上下棋膛的深度不等,這種棋膛具有 滾壓棋膛與成形棋膛的特點,適用于力,0=1?5 的桿類鍛件。 圖8.25不對稱式滾圧模膛 jiANGSiruM; ?滾壓模膛由鉗口. 模膛本

39、"PM"星刺 4* (飛邊槽)三部分組成。 ?CHNOLOGY # ■鉗口不僅是為了容納夾鉗,同時也 可用來卡細坯料,減少料頭損失。 ?飛邊4W用 來容納滾擠時產(chǎn)生的端部 毛刺,防止產(chǎn)生折疊。 ?滾壓模膛設計主耍是硝定模膛本體 離度和寬度。 # OF TECHNOLCXiV 77 # 滾壓棋膛的設計依據(jù)也是計算筆坯。 ?設計棋膛應從以下幾方面考慮。 2模膛的離度 在桿部,模膛離度比 (1) 滾」 計算毛坯相應部分的直飪小。使毎次壓下量校 大,由桿部須g入頭部的金屬增多。滾壓

40、最后坯 料斷面不是EI形,但是只耍截面積相等即可。 ?在計蘇閉式滾壓棋膛桿部高度時,應注意: ①滾」 1! j| ?- TECHNOLOGY 之比B/a二3/2 ,由上式可求得桿部 高度h桿: 3.26琛壓模瞠高度 # 碎秒迪甫蕪離嶽k掛訊毎9 kT蕪—童劣苛詮y r=(0?7 I 0?8) d¥ ?聲9串*媒訊yBq理司庸更漪迪s件 F H (0? 65 |0? 75) d* ?媒訊蕪矗護専9聲W朗令q農(nóng)最*9斗聘M朗 4a斜零?gjt戒。葛 r=l?05 —r 15 )尸 ?張護専#體毎口毎9 M—専?嶺JR&那口獸任? 說毎惦舞賀

41、1?05。 金厲在滾壓過程中流進分棋面會形 成折疊;反之, 側壁阻力戒小,降低 j n ■ ■ ■ 滾齊而且增大棋塊尺玄 見 課本 P166 -167 §68設備噸位的確定 81 # ?設備

42、噸位過小,鍛件內(nèi)部鍛不透,生產(chǎn)率低; ?設備選得過大,浪費動力, 作也不靈活,還易打壞工具。 ?鍛造設備噸位大小要合適。 經(jīng)驗公式:雙作用模鍛錘 G=(3?5?6?3)K?S件 (kg) 式中S件一-件和毛邊(按飛邊倉的50%計算)在水平 面上的投影面積; K 材料鋼種系數(shù)。 系數(shù)3.5用于生產(chǎn)率并不高的條件下,而系數(shù)6.3用于要求 高生產(chǎn)率的條件下。 g&&邂工 <配 JI ANGSU UMVErSITY OF TECHNOlx KiY ?錘鍛模的結構設計對鍛件品質(zhì)、生產(chǎn)率、勞動強 度、鍛棋和鍛錘的使用壽命夸今r很大的彩響。 ?錘鍛模的結構設計包括:模膛的布衣社

43、 錯移力的 平衡以及鍛模的強度、棋塊尺寸、導向等。 1. 83 # ?模膛的布排要根據(jù)棋膛數(shù)以及各棋膛的作用利操 作:安排。 ?錘鍛棋一般有多個棋膛,終鍛模膛和預鍛模膛的 憑形力較大, 在模膛布豈過程中~般首先考慮棋 鍛棋膛。 # 錘鍛棋的緊 一般都是利 用 楔鐵和鍵塊配合燕星緊 固在下棋座和錘頭上。 鍛模中心:指鍛棋燕屋中 心線與燕尾上鍵槽 中 線的交點,它位于錘桿柚心線上,應是鍛錘打擊力 的作用中心(外力作用中心)O R1 3.24鍛樓燕尾中心線與燕足上誕唱中心皺 0泡熱疼工 < 悅 JI ? "i

44、 I , , k. ? ?模膛中心:鍛逍時棋膛承受鍛件反作用力的合 力作用點叫模膛中心(內(nèi)力作用中Yr) o ?棋膛中心與鍛件形狀*關。當變形抗力分布均 令時,棋膛(包括飛邊橋部)在分模面的水平投 影的形心可當作模膛中,可用傳統(tǒng)的吊線法 ?變廉抗力分布不均勻時, 模膛中心則由形心向 變形抗力校大的一邊移動 85 ?移動距離的大與棋膛各部分變形抗力相筆程 度孑r關,可憑生產(chǎn)經(jīng)驗確定。 ? 一般情況下不宜粗過下表所列的 數(shù)據(jù)。 我瞠中心 舉件形心 1-2 lim S1S.35模膛中心的偽琢 置相董合時, 鍛錘打擊力與鍛件反作用 力在同 h

45、.. 上下棋沒孚r明顯錯移, 垂線上,不產(chǎn)生錯移力, ?當鍛模棋膛中心與鍛模中心偏移一段距離時,鍛 適時金產(chǎn)生傭心力矩,使上下棋產(chǎn)生錯移,逍成 鍛件在分棋面上產(chǎn)生錯蓋,增加設備磨損。 ?棋膛中 心與鍛棋中心的偏移量越大,偏心力矩越 大,上下模錯移量以及鍛件錯差量縫大。因此終 鍛模膛與預鍛模膛布排設計的中心任務是最大限 度減小模膛 中 心對鍛7 中心的偏移量。 ?當鍛棋無預鍛棋膛時, 終鍛棋膛中心位置 應取在鍛模中心。 ?當鍛模有預鍛棋膛時,兩個模膛中心一般 都不能與鍛棋中Yrlt合。為了減少錯差. 保證鍛件品質(zhì),應力求終鍛棋膛和預鍛模 膛中心靠近鍛棋中

46、心。 87 直池鑫躍心悅 OOLOGY ①在鍛模前后方向上, 兩棋膛中心均應在 k-* L 11 A 1ft申赴\ 縛ifm程 中詢 燕圮屮也純 中無戯 .1- 1 卜惶笊桃披睜屮也 B1 8.35終鍛、預嘏棋膊中心的布排 89 ?② 在鍛棋左右方向上,終鍛棋膛中心與 燕尾中心線(鍛模中Yr線)的偏移量, 不應趨過下*列數(shù)值。 柏 勰與顒瀬中幟間的允肚移黔 10 1.5 25 30

47、 40 50 60 70 (3) 一般1*況下,終鍛的打擊力約為預鍛的兩倍, 為了減少偏心力矩, 心線距離之比,應等于或略小于1/2, 砂a/b< 1/2O ④ 預鍛模膛中心線必須在燕尾歩L度內(nèi),棋膛趨出 燕星部分的血度不傅大于模膛總覓度的1/3O ⑤ 當鍛件因終鍛模膛偏移使錯菱量過大時,允許 采用£/5vavZ/3,即2Z/3

48、①為減小終鍛棋膛與預 鍛棋膛中心距厶 保證 模膛模壁有足夠的強度 平行排列法,終鍛模膛 和預鍛模膛中心位于鍵 槽中心線上,L值滅xh 的同時前后方向的錯差 量也較小,鍛件品質(zhì)校 妤。 8.37平行排列 -Sr* 04—^oxfrfc# 雄床y nr ism卑馥蕉 靈第離帛 親帰讀床勒W4K 反向排列法: 預鍛棋膻和終 鍛模膛反向布排,這 種布找E能戒<1

49、7值,同 時有利于去除坯料上 的 氧化皮并使棋膛更 好充滿,操作也 主耍用于上下模對稱 的大型鍛件。 ◎注鑫勢謂悅 I m z I ^Ol.OGY B.3B-反向排列 列方法 JIA\(.SL ! :. ?>! I ? :.\;>: ? i:i> 澳膛前后方向的排 95 后,模膛在棋塊還不能兜全放置,還冊耍 對模膛的前后方向進行須E列。具體排列方 法有2種。 JIANGSl; l^itVERSTTYOF TECHXOL(KiY ◎河熱空插記 ^^£__ 一^^ D 鍛件大頭靠近

50、鉗口,使鍛件質(zhì)量大且難出棋 的一端接近操作者,這樣操作方便.省力。 (2)鍛件大頭難充滿部分放在鉗口對面,對金屬 充滿模膛有利。這種布排法還可利用鍛件桿 部作為夾鉗料, 省去夾鉗料頭。 圖E.41鍛件丈頭?F鉗口對面的蔓鍛棋膛布疋 KO 圖B43鍛件大頭算近鉗口的終鍛樓膛布貫 ?除終鍛棋膛和預鍛棋膛以外的其他棋膛由于成瘧力 校<1、,可布置在終鍛棋膛與預鍛棋膛兩側。具體原 則如下: (1)制坯模膛按工藝過程順序找E列,操作時一般只讓 坯料運動方向 改變一次, 以求縮短操作時間。 (2)模膛的排列應與加熱爐.切邊壓力機和吹風管的 位置相適應。 例如, 膛,應t

51、fc于*近加熱爐的一側,且在吹風管對面, 不耍讓氧化皮吹落到終鍛模膛. 預鍛棋膛內(nèi)。 97 ◎"贏瘞工 <阮 - —__ l.\;VTi Ob I ? --NOl 的位jl應便于將彎曲后的坯料jik手 (a)所示° 七: (3) 彎曲棋膛 送入終鍛棋膛內(nèi), (4) 拔長模膛位Jt如在鍛棋右邊,應采用直式, 如在左邊,應采取斜式,這樣可方便操作。 g r* t瘞亠曝憂 .HAX(iSI L -MVKrS! ! '< ? ? l ECHNOHKiY 二 _ ■■— 卅八丸竺丿坤切醯如仃 OF TF.CHXO: (? —2?錯

52、移力的平褲與鎖扣設計 _ ?錯移力一方面使鍛件錯移,影響尺寸精 度和加工余量;另一方面加速鍛錘導軌 是保證鍛件尺才精度和錘桿失效的 磨損,使錘桿過早折斷。 此錯移力的 —矍耍問題。 ?設備的精度對減小鍛件的錯 4T 一定的 影響,但是最根本.最有積極意義的是 在模具設計方面釆取措施,因為后者的 彩響更直接,更具有決定作用。 99 # ?當鍛件的分模面為斜面、曲面, 或鍛棋中Yr與 棋膛中心的偏移量較大時, 在模鍛過程中產(chǎn)生 水平分力。這種分力通常稱為錯移力,會弓I擔 鍛模在鍛打過程 中 錯移。 ?鍛件分模線不在同 平

53、面上(即鍛件具和落差) ,在鍛打過程中, 分模面上產(chǎn)生水平方向的錯 移力, 錯移力的方向明」 , 在沖擊載荷的作用下,容易發(fā)生生產(chǎn)事故。 ?平衡錯移力措施 ⑴成 小鍛件。 圖843 成對鍛造 ⑵鍛件傾斜:鍛件較大,落差較小。由于 傾斜了一 開度y, 拔模斜度發(fā)生變化 O為保證鍛件鍛后能從模膛取出,升度 y值不宜過大。一般y <7° , 且以小于 拔模斜度JR佳。 圖8.44傾斜一定角度 ◎海&邂亠 < 悅 —— 一 _ ― : ?.()FTECHNOl.()

54、3)平衡鎖扣:落蓋校大(15-50 mm),用傾斜法 解決不好。鎖扣高度等于鍛件分棋面落差髙度 O 鎖扣所受的力很大,容易損壞,鎖扣的厚度 應不小于1.5h。鎖扣斜度:當h= 15-30 mm時 , a =5° ; h= 30-60 mm時,a =3° o 鎖扣 間隙d =0. 2-0. 4 mm, 須

55、.下砧面不平行產(chǎn)生水 平錯移力。為減XJ、錯移力,除設計時盡量使 鎖扣。 還可采用導向 ?導向鎖扣的圭耍功能足導向, 平衡錯移力, 它孫充了設備的導向 功能,便于模具安裝和 調(diào)基。 g & &多工 < 悅 JI A\(iSl IJhHV'KRSn Y Ob 門(;mi' ? 一棋多件鍛適、鍛件的冷切邊以及耍求鍛件小 于0. 5 mm的錯差等。 易產(chǎn)生錯差的鍛件的鍛進, "7- 細長柚類鍛件、 形狀復雜的鍛件、 鍛適時棋膛 中 心偏離鍛棋 中心較大時 的鍛屯 ?不易檢査和調(diào)基其錯移畳的鍛件的鍛造,如: 齒輪類鍛件、 叉形鍛件. 形鍛件等。 ?鍛錘悽

56、頭與導軌間隙過大,導向長度低° # (1) DH形鎖扣(做粗臺): 用于齒輪類鍛件和環(huán)形鍛 件一鍛件很難確定其錯移 方向o 縱向鎖扣:用于直長 軸類鍛件。能保證柚類鍛 件在宜任方向有校小的錯 移,常應用于一棋多件的 模鍛。 107 圖8.48縱向鎖扣 107 (3) 側面鎖扣:用于 防止上棋與下棋相對 轉動或在縱橫任一方 向發(fā)生錯移,但制造 107 107 校少采用。 107 圖&49側面鎖扣 #

57、 (4) *農(nóng)% -韋初為 i 0 \ ▽ i沁 r 也 1 S8.50砂理君 1 ?鎖扣的高度. 寬度. 長度料斜度一般都按鍛錘噸tfc 確定,設計鎖扣時應保證有足夠的強度。為防止模 鍛時鎖扣相 磁撞,在鎖扣導向面上設計*斜度,一 般取3° - 5° o ?在上、下鎖扣間應*間隙,一般

58、在 0. 2-0. 6 mmo 這一間隙值是上、下棋打靠時鎖扣間的間隙尺寸。 ?未打靠之前,由于上、下鎖扣導向面上都有斜度, 間隙大<J7t竟化的。因此,鎖扣的導向圭耍在模鍛 的后階段慮作用。 ?與常規(guī)的導柱、導條導向相比,導向的精確性 差。 ?釆用鎖扣可以滅xh鍛件的錯移,但是也帶來了 一些不足之處,例如模具的承擊面藏小, ?棋塊尺寸增大,減少了 加了制進費用等。 &河熱壕*悅 0河&疼工聲配 「 一 _ _ _ - JIANCiSl; TECHNO: o

59、 須考慮棋具的 裝置。 ?錘上精密模鍛時,由于鍛錘上沒有頂出裝 不宜在錘上精?^狀復雜、脫模 難 的鍛件。一般應在棋膛中做出拔棋斜度或 在模具中設計頂出裝st,以利取出鍛件。 JIANGSU OF TECHNOLOGY 6.10 鍛模材料及 ?鍛料的耍求: ? (1)使用方面: 離週條件下, 113 &河熱壕*悅 # &河熱壕*悅 校髙的強度、碳度和沖擊韌性,校好的抗氧化 性, ▼ 1 匕 S ? (2)制適方面:鍛模材料應具汀亀好的淬透 性且熱處理畸變小,具疽亀好的切削加工性能 和拋光性能,同時價格應合理。

60、 # ? (1)半耐熱高初性鋼 5CrNiMo:適合制造各種形狀復雜,沖擊載荷大、 工作週度不太高、邊長>400mm大中型錘鍛模及切邊棋; 5CrMnMo:適合制逍邊長<400inni的 中型錘鍛棋和熱 切邊棋; 5Cr2NiMoV:用 于制遺大型值負荷鍛棋,壽命為 5CrNiMo 的 2-3俗; ? (2)中等耐熱初性鋼 ■ (3)耐髙溫抗磨損鋼 RSITY OF JIANGSU iechnoT.ogy ?破裂:沖擊破裂和疲勞破裂 ?表層熱裂:反復加熱-冷卻形成週度應力 ?磨損 ■變形 3、鍛模的使用和維護 ?正確安裝 ?鍛棋預熱 ?控制終度 ?潤滑及冷卻 115

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