鍛造工藝與模具設(shè)計(jì)-錘上模鍛
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1、第六章錘上模鍛 謝利 xlustb@ 材料工程學(xué)院 3=] 錘上模鍛:利用鍛錘驅(qū)動(dòng)完成模 鍛成形的過程,簡(jiǎn)稱錘鍛 in ?蒸汽-空氣模鍛錘、液壓模鍛錘、 對(duì)擊模鍛錘、機(jī)械錘和模鍛空氣 錘 錘鍛模由上下兩個(gè)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(yīng)性戶 優(yōu)點(diǎn):CU錘頭行程和 打擊速度標(biāo)控方便;(2)抗 偏栽能力強(qiáng);……o 缺雖:CU鍛件精度不 嵩;(2)鍛模痔命低;(3J 難以賣現(xiàn)偷動(dòng)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(diǎn)是: (D鍛件的主料線尺寸小于其它兩個(gè)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(wàn)向節(jié)等o c) ③ 棧腔中的會(huì)屬麥形是體積麥形。 這類鍛件帝利用微粗臺(tái)或柏為臺(tái)制坯。 帝見的短袖類件有凍玄、齒輪、 圓餅類鍛件 a)簡(jiǎn)單形狀b)較復(fù)雜形狀c)復(fù)雜形狀 第二類鍛件:長(zhǎng)輔類鍛件 主要將雖: ① 鍛件的圭輔線尺寸大于其它兩個(gè)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(dòng),由于在棧 鍛工步對(duì)僉屬沿主柚線基本上沒有澆動(dòng),又可稱為平 面麥形類。
此類鍛件數(shù)童多,形狀復(fù)雜。挨傲件的幾何形狀 特征,也可分為商組:直長(zhǎng)袖類、專曲柚類、枝芽類 和又類鍛件。
通帝采用披長(zhǎng)或滾壓等工序成形;
長(zhǎng)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(wèi)制壞工步?.1
4?贈(zèng)轄
?
來用按長(zhǎng)制逐或蟻長(zhǎng)加滾榜制逐 幷「坯!g桿瑾件加瘩帕制壞;對(duì)忌桿最 件栓嵬忠薦取料臺(tái).?'
0沁&疼工 < 晚
___ 一 - ― - _ JIAXCiSl I '?;? : :<>? 1 di I r ( (?
係三類鍛件:復(fù)合類鍛件
兼?zhèn)鋬煞N或兩種以上結(jié)構(gòu)的特征,橫粒面蓋 別很丸,制坯過程復(fù)雜,金屬惟棧雎內(nèi)此竄堆境 充的命I件;如"軸■盤■耳"結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)向節(jié)。
63核鍛件圖設(shè)計(jì)
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(jì)、鍛棧檢驗(yàn)及鍛 棧制蓮的依據(jù)O
棧鍛件圖是根據(jù)*為圖 6、段計(jì)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(jì),也是機(jī)械加工部門制走加工 工藝過程,設(shè)計(jì)加工夾具的依據(jù)。
熱鍛件圖用于鍛棧設(shè)計(jì)和加工制適。 熱鍛件圖是對(duì)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(jì)
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(duì)P應(yīng)以徽粗成形為主,還
應(yīng)考慮材 7、料利用率。
分棧面的後置與棧鍛方出直接有關(guān)》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(yīng)考慮下列要求:
HJ盡可能采用直線分棧,使鍛棧結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單, 防止上下模錯(cuò)移。
直線分模防錯(cuò)移
13
(2) 盡可能將分棧後置選盛險(xiǎn)件側(cè)面中部。這 樣易于在生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)上下棧錯(cuò)移。
JIA \ GSUy^|^^I^^FTCCHNOL()(i Y
(3) 對(duì)頭部尺寸較大的長(zhǎng)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(dāng)圖餅類鍛件HMD亦 應(yīng)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(fù)雜部分應(yīng)該盡童安排應(yīng)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(dá)不到零件圖要求的部住,需要盛傲后進(jìn)行機(jī)械加
工,這些部住應(yīng)預(yù)留加工余量。
棧鍛件的加工余量要丸小恰當(dāng)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(zhǎng)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(cuò)移量、剪切端變形量和桿部變形量等。
表面技術(shù)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(xiàng)公差都不應(yīng)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(jìn)行計(jì)算(按鍛件大小初定余量)。
(2)鍛件形狀復(fù)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(jì)算;
非圓形鍛件的外廓包容體按矩形六面體計(jì)算;
19
?鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)S可分為四個(gè)等級(jí),S越小表示鍛件形
狀越復(fù)雜,見表6?2:
級(jí)別
代號(hào)
形狀復(fù)雜系數(shù)值S
形狀復(fù)雜程度
I
S1
0.63 ?1
簡(jiǎn)單
n
S2
0.32 ?0.63
一般
m
S3
0.16 ?0.32
較復(fù)雜
IV
S4
<0.16
復(fù)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(biāo)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(cè)表面上需要一定的斜度,稱為模鍛斜度。 側(cè)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(cè)表面
上所附加的斜度。
?熱鍛件冷縮會(huì)離開模膛側(cè)壁的部位稱為外斜度G (鍛
件外壁上的斜度)
?熱鍛件冷縮會(huì)更加緊貼模膛側(cè)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(yīng)盡量小。( 最小原則)
?a大到一定值時(shí),可自動(dòng)脫模,但a太大將會(huì)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(shí),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(shí),外壁趨向離開 模壁,而內(nèi)壁正相反。
?(3)模鍛斜度的大小(標(biāo)準(zhǔn)原則)
外斜度a標(biāo)準(zhǔn)值為:3。、5。、7。、10°、 12°等,常取7。;
內(nèi)斜度卩標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)取 ? 14、(5)只要鍛件能形成自然斜度,不必另外增設(shè)模鍛
多種斜度,而應(yīng)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(dòng).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(yīng)力集中導(dǎo)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(dòng),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(jī)械加工余量小
[Rn太小,會(huì)造成纖維被割斷、折疊,鍛件報(bào)廢,模具壓 塌,影 15、響出模;
厶n太大,使余量加大,導(dǎo)致充不滿。
般可按公式:
Av二余量+零件相應(yīng)處圓角半徑或倒角值
Rn =(2?3) Rw
111
角半徑應(yīng)選標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值,便于選用相應(yīng)的制造模具的標(biāo)準(zhǔn)
刀具。
6.3.5沖孔連皮
?對(duì)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(jī)上沖除。
? 1、平底連皮常用形式。連皮厚度s可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選取或或 按書上給的公式計(jì)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(dòng),避免產(chǎn)生折疊和模具過早磨損或 壓塌。但沖除時(shí) 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(jì)算)
JIANGSU
3、帶倉(cāng)連皮若鍛件需采用預(yù)鍛成形,對(duì)于較大的孔,
可在預(yù)鍛時(shí)采用斜底連皮,而在終鍛時(shí)采用帶倉(cāng)連皮。
優(yōu)點(diǎn)是周邊薄,
易沖除。
#
#
帶倉(cāng)連皮的實(shí)質(zhì)就是內(nèi)飛邊槽,倉(cāng)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(diǎn)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(shù)條件
鍛件圖(冷)是在零件圖基礎(chǔ)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(shí)線表示,零件外形用雙點(diǎn)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(hào)內(nèi)。
鍛件圖中無法表示的有關(guān)鍛件 18、質(zhì)量和檢驗(yàn)要求的內(nèi)容,
列入技術(shù)條件:
① 未注明的模鍛斜度a和圓角半徑R ;
② 允許的錯(cuò)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(yù)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(yù)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(shè)計(jì)
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(jì)的。
?終鍛棋膛設(shè)計(jì)的主耍任務(wù)處設(shè)計(jì)熱鍛件
選擇飛邊槽和設(shè)口 o
JIANGSIJLL
F 1 LCHNOl.OGY
?熱鍛件圖是將冷鍛件
的所有尺寸計(jì)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(shí),
對(duì)夭坐標(biāo)中心的圓片半悝不
加放收縮車;對(duì)于細(xì)長(zhǎng)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(zhǎng)桿類鍛 件,可根據(jù)具體情況將校大的頭部和較細(xì)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(zhǔn)確控亦7X廚誡件的準(zhǔn)確收
縮 車往往卿耍在長(zhǎng)期 實(shí)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(dāng) 的改先以適應(yīng)鍛遺工藝過程耍 21、求。
(1) 模膛易磨損處,應(yīng)在鍛件負(fù)公差范圍內(nèi)減 小棋膛尺寸(預(yù)留磨損畳),以在保證鍛件合格 率的 情況下延長(zhǎng)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(yīng)將熱 鍛件BB上的尺才蟲比鍛件圖 上的相應(yīng)尺4?卜0?5-0. 8
41
(2) 形狀復(fù)雜且較高的部
位應(yīng)盡量放在上棋。
?在待殊情況下要將復(fù)雜且 校離的部位放在下模時(shí), 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(yīng)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(dāng)設(shè)備的噸位偏小, 上下棋有可能 打不靠時(shí),應(yīng)使熱鍛件圖髙度尺寸比鍛 件BS上相應(yīng)高度減小(接近負(fù)偏差或更小 一些),抵消棋鍛不足的彩響。相反,當(dāng)
設(shè)備噸位偏大或鍛模承擊面偏小時(shí),可
能產(chǎn)生承擊面塌陷,應(yīng)適當(dāng)增加熱鍛件
在承擊面下陷 時(shí)仍可鍛出合格鍛件。
39
? (4)鍛件某些部位在 切邊或沖孔時(shí)易產(chǎn)生 變形而影響加工余畳 ,應(yīng)在熱鍛件圖的相 應(yīng)部位增 加一定的 彌
補(bǔ)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(zhǔn)確定位 O在銹擊過程中,
可能
轉(zhuǎn)動(dòng)而導(dǎo)致
鍛件報(bào)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(zhǔn),以便鍛模機(jī)械 加;1^0準(zhǔn)備檢驗(yàn)樣板; 的輪廓線。
?在熱鍛件
中 不冊(cè)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(duì)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(dāng)上模無模膛,個(gè)棋膛兜全位于下 棋時(shí),采用此種瘧式飛邊簡(jiǎn)化了鍛模的制逍。
45
?形式in:雙倉(cāng)形,此種結(jié)構(gòu)的飛邊槽特點(diǎn)是倉(cāng) 部較大,能容納校多的多余金屬,適用于大型 和形狀復(fù)雜的鍛件。
0 4t邂工 <憂
l^fVT:KS(TY Oh I! ( H\i>. ? Ki>
?形式IV:不對(duì)稱形,加寬了下棋橋部,提高了
下模壽命。倉(cāng)部校大,可容納校多的多余金屬 O用于大型、復(fù)雜鍛件。
g莎&峰亠 < 憂
JIANGSlJLWrfiRSITY OF TECHNOL 26、深而復(fù)雜的模膛。多用于鍛 件形狀復(fù)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(qiáng)?
g時(shí)艮口乾7|>蕪《理?*瑯{時(shí)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(shè)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(guān)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(jì)蘇法。
根據(jù)鍛件在分模面上的投影面積,利用 經(jīng)驗(yàn)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(guān)尺寸。
^-0.015#
式中s一鍛件在分模面上的投影面積(mm2)。
動(dòng),應(yīng)減小力飛值。棋鍛錘噸位傭小時(shí),應(yīng)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(yīng)適當(dāng)增大力飛值。
?鍛件形狀比校復(fù)雜時(shí), 耍增加棋膛阻力,應(yīng)增加 呱或適當(dāng)羽I少力飛值。
?短柚類鍛件鍛模帶有封閉形狀的鎖扣時(shí), 應(yīng)適當(dāng)
加大倉(cāng)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(qiáng)夾鉗料頭與鍛件之間 的連接強(qiáng) 度。
Mil I
53
?鉗口的主耍用途:在模鍛時(shí)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(yīng)部位。
?在鍛棋制逍時(shí),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(yàn)棋膛加工品質(zhì)和合棋狀況。
?齒輪類鍛件在模鍛時(shí)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(yīng)保證夾料鉗 子自由操作, 在調(diào)頭鍛逍時(shí) 能放Jt下鍛件 的相鄰端部(包 括飛邊 30、)。
55
長(zhǎng)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 31、鍛需根據(jù)鍛件的復(fù)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(zhǎng)、滾擠.卡壓(直長(zhǎng)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?cè)鞯男螤?,合理分配坯料,以適 應(yīng)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(fù)雜
的宜用成型徹粗制坯。不過在特殊情況下,也有 用拔長(zhǎng)、滾擠或打扁制坯的。
圓餅類鍛件制坯工步示例
61
#
鍛件簡(jiǎn)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(duì),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(yīng)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(yīng)滿足
比導(dǎo)>%>。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(yīng)符合下列條件:
H\> H、 D{ 34、、滾搟、專曲等制坯工步。
67
#
#
2?彎曲軸
鍛件
長(zhǎng)擠曲
拔滾彎
3?帶枝芽
長(zhǎng)軸件
拔成預(yù)
長(zhǎng)形鍛
69
「)4」
拔滾預(yù)
4?帶叉長(zhǎng)
軸件
按金屬流動(dòng)敢率,長(zhǎng)柚類模鍛件制坯工 步的優(yōu)先決序是:拔長(zhǎng)、滾琳、卡壓。為 了得到考曲柚棧鍛件或帶枝茅、帶又長(zhǎng)柚 件,還要用到育曲和成形工步。
披長(zhǎng).滾擠和 35、卡壓三種制坯工步,
以“計(jì)算毛坯圖
”為基礎(chǔ),參展經(jīng)殮和圖
表資料,結(jié)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(jì)算。
坯料直徑為: Do = (0. 80 - 1. 01)妮
6?6?2長(zhǎng)軸類棧鍛件
坯料尺寸計(jì)算以計(jì)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?cè)髁系男螤睿?合理地分配坯料,以這應(yīng)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(zhǎng)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(jì)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(zhǎng),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(dòng),僅*小部分流入
頭部。毎次錘擊后翻轉(zhuǎn)90 °珥行錘擊并反復(fù)進(jìn)行。
JL到接近毛坯形狀和計(jì)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(jié)構(gòu)上可以
分為以下幾種。
(1)開式棋膛構(gòu)截面為 矩形,側(cè) 37、面開通;結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)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(gòu)截面為 橢圓形,側(cè)面封閉。由 于側(cè)壁的阻力作用,聚 料效杲好,坯料表面光 滑,但模膛制地校復(fù)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(dāng)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(dāng)5 時(shí) 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(duì)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(diǎn),適用于力,0=1?5 的桿類鍛件。
圖8.25不對(duì)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(shí)也
可用來卡細(xì)坯料,減少料頭損失。
?飛邊4W用 來容納滾擠時(shí)產(chǎn)生的端部 毛刺,防止產(chǎn)生折疊。
?滾壓模膛設(shè)計(jì)主耍是硝定模膛本體 離度和寬度。
#
OF TECHNOLCXiV
77
#
滾壓棋膛的設(shè)計(jì)依據(jù)也是計(jì)算筆坯。
?設(shè)計(jì)棋膛應(yīng)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(jì)算毛坯相應(yīng)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(jì)蘇閉式滾壓棋膛桿部高度時(shí),應(yīng)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¥
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?張護(hù)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(jìn)分棋面會(huì)形
成折疊;反之,
側(cè)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(shè)備噸位的確定
81
#
?設(shè)備 42、噸位過小,鍛件內(nèi)部鍛不透,生產(chǎn)率低;
?設(shè)備選得過大,浪費(fèi)動(dòng)力,
作也不靈活,還易打壞工具。
?鍛造設(shè)備噸位大小要合適。
經(jīng)驗(yàn)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(cāng)的50%計(jì)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)鍛件品質(zhì)、生產(chǎn)率、勞動(dòng)強(qiáng) 度、鍛棋和鍛錘的使用壽命夸今r很大的彩響。
?錘鍛模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括:模膛的布衣社 43、 錯(cuò)移力的
平衡以及鍛模的強(qiáng)度、棋塊尺寸、導(dǎo)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(gè)棋膛,終鍛模膛和預(yù)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(diǎn),它位于錘桿柚心線上,應(yīng)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(shí)棋膛承受鍛件反作用力的合
力作用點(diǎn)叫模膛中心(內(nèi)力作用中Yr) o
?棋膛中心與鍛件形狀*關(guān)。當(dāng)變形抗力分布均
令時(shí),棋膛(包括飛邊橋部)在分模面的水平投
影的形心可當(dāng)作模膛中,可用傳統(tǒng)的吊線法
?變廉抗力分布不均勻時(shí),
模膛中心則由形心向
變形抗力校大的一邊移動(dòng)
85
?移動(dòng)距離的大與棋膛各部分變形抗力相筆程 度孑r關(guān),可憑生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)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(shí), 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(cuò)移,
垂線上,不產(chǎn)生錯(cuò)移力,
?當(dāng)鍛模棋膛中心與鍛模中心偏移一段距離時(shí),鍛 適時(shí)金產(chǎn)生傭心力矩,使上下棋產(chǎn)生錯(cuò)移,逍成 鍛件在分棋面上產(chǎn)生錯(cuò)蓋,增加設(shè)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(cuò)移量以及鍛件錯(cuò)差量縫大。因此終
鍛模膛與預(yù)鍛模膛布排設(shè)計(jì)的中心任務(wù)是最大限
度減小模膛 中 心對(duì)鍛7
中心的偏移量。
?當(dāng)鍛棋無預(yù)鍛棋膛時(shí), 終鍛棋膛中心位置
應(yīng)取在鍛模中心。
?當(dāng)鍛模有預(yù)鍛棋膛時(shí),兩個(gè)模膛中心一般
都不能與鍛棋中Yrlt合。為了減少錯(cuò)差.
保證鍛件品質(zhì),應(yīng)力求終鍛棋膛和預(yù)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(yīng)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(yù)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(yīng)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(yù)鍛的兩倍,
為了減少偏心力矩,
心線距離之比,應(yīng)等于或略小于1/2, 砂a/b<
1/2O
④ 預(yù)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(dāng)鍛件因終鍛模膛偏移使錯(cuò)菱量過大時(shí),允許 采用£/5vavZ/3,即2Z/3 48、①為減小終鍛棋膛與預(yù) 鍛棋膛中心距厶 保證 模膛模壁有足夠的強(qiáng)度
平行排列法,終鍛模膛 和預(yù)鍛模膛中心位于鍵 槽中心線上,L值滅xh 的同時(shí)前后方向的錯(cuò)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(yù)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(shí)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(duì)稱 的大型鍛件。
◎注鑫勢(shì)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(cè)耍 對(duì)模膛的前后方向進(jìn)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(duì)面,對(duì)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(duì)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(yù)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(yù)鍛棋膛兩側(cè)。具體原 則如下:
(1)制坯模膛按工藝過程順序找E列,操作時(shí)一般只讓
坯料運(yùn)動(dòng)方向 改變一次, 以求縮短操作時(shí)間。
(2)模膛的排列應(yīng)與加熱爐.切邊壓力機(jī)和吹風(fēng)管的
位置相適應(yīng)。
例如,
膛,應(yīng)t 51、fc于*近加熱爐的一側(cè),且在吹風(fēng)管對(duì)面,
不耍讓氧化皮吹落到終鍛模膛. 預(yù)鍛棋膛內(nèi)。
97
◎"贏瘞工 <阮
- —__ l.\;VTi 52、移力的平褲與鎖扣設(shè)計(jì) _
?錯(cuò)移力一方面使鍛件錯(cuò)移,影響尺寸精
度和加工余量;另一方面加速鍛錘導(dǎo)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(cuò)移力的
—矍耍問題。
?設(shè)備的精度對(duì)減小鍛件的錯(cuò) 4T 一定的 影響,但是最根本.最有積極意義的是 在模具設(shè)計(jì)方面釆取措施,因?yàn)楹笳叩?彩響更直接,更具有決定作用。
99
#
?當(dāng)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(shí), 在模鍛過程中產(chǎn)生
水平分力。這種分力通常稱為錯(cuò)移力,會(huì)弓I擔(dān)
鍛模在鍛打過程 中 錯(cuò)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(cuò)
移力,
錯(cuò)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(cuò)移力措施 ⑴成 小鍛件。
圖843
成對(duì)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(yīng)不小于1.5h。鎖扣斜度:當(dāng)h= 15-30 mm時(shí) , a =5° ; h= 30-60 mm時(shí),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(cuò)移力。為減XJ、錯(cuò)移力,除設(shè)計(jì)時(shí)盡量使
鎖扣。
還可采用導(dǎo)向
?導(dǎo)向鎖扣的圭耍功能足導(dǎo)向,
平衡錯(cuò)移力,
它孫充了設(shè)備的導(dǎo)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(cuò)差等。
易產(chǎn)生錯(cuò)差的鍛件的鍛進(jìn),
"7-
細(xì)長(zhǎng)柚類鍛件、
形狀復(fù)雜的鍛件、
鍛適時(shí)棋膛 中 心偏離鍛棋 中心較大時(shí) 的鍛屯
?不易檢査和調(diào)基其錯(cuò)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(dǎo)軌間隙過大,導(dǎo)向長(zhǎng)度低°
#
(1) DH形鎖扣(做粗臺(tái)): 用于齒輪類鍛件和環(huán)形鍛 件一鍛件很難確定其錯(cuò)移 方向o
縱向鎖扣:用于直長(zhǎng) 軸類鍛件。能保證柚類鍛 件在宜任方向有校小的錯(cuò) 移,常應(yīng)用于一棋多件的 模鍛。
107
圖8.48縱向鎖扣
107
(3) 側(cè)面鎖扣:用于
防止上棋與下棋相對(duì) 轉(zhuǎn)動(dòng)或在縱橫任一方
向發(fā)生錯(cuò)移,但制造
107
107
校少采用。
107
圖&49側(cè)面鎖扣
#
57、
(4) *農(nóng)% -韋初為
i
0
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▽
i沁
r
也
1
S8.50砂理君
1
?鎖扣的高度. 寬度. 長(zhǎng)度料斜度一般都按鍛錘噸tfc 確定,設(shè)計(jì)鎖扣時(shí)應(yīng)保證有足夠的強(qiáng)度。為防止模 鍛時(shí)鎖扣相 磁撞,在鎖扣導(dǎo)向面上設(shè)計(jì)*斜度,一 般取3° - 5° o
?在上、下鎖扣間應(yīng)*間隙,一般 58、在 0. 2-0. 6 mmo 這一間隙值是上、下棋打靠時(shí)鎖扣間的間隙尺寸。
?未打靠之前,由于上、下鎖扣導(dǎo)向面上都有斜度, 間隙大<J7t竟化的。因此,鎖扣的導(dǎo)向圭耍在模鍛 的后階段慮作用。
?與常規(guī)的導(dǎo)柱、導(dǎo)條導(dǎo)向相比,導(dǎo)向的精確性 差。
?釆用鎖扣可以滅xh鍛件的錯(cuò)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(jìn)費(fèi)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(shí),由于鍛錘上沒有頂出裝
不宜在錘上精?^狀復(fù)雜、脫模
難
的鍛件。一般應(yīng)在棋膛中做出拔棋斜度或
在模具中設(shè)計(jì)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(qiáng)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(yīng)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(shí)價(jià)格應(yīng)合理。 60、
#
? (1)半耐熱高初性鋼
5CrNiMo:適合制造各種形狀復(fù)雜,沖擊載荷大、 工作週度不太高、邊長(zhǎng)>400mm大中型錘鍛模及切邊棋;
5CrMnMo:適合制逍邊長(zhǎng)<400inni的 中型錘鍛棋和熱 切邊棋;
5Cr2NiMoV:用 于制遺大型值負(fù)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(fù)加熱-冷卻形成週度應(yīng)力 ?磨損 ■變形
3、鍛模的使用和維護(hù)
?正確安裝
?鍛棋預(yù)熱
?控制終度
?潤(rùn)滑及冷卻
115
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