平锻机上模锻
2.3 锻造工艺解析
机械制造工艺基础——锻压工艺
5、平锻机上模锻:
• 平锻机的主要结构与曲柄压力机相同。只因 滑块是作水平运动,故称平锻机。
机械制造工艺基础——锻压工艺
5、平锻机上模锻:
•平锻机上模锻的特点: (1)有两个分模面,可以锻出其他模锻方 法无法锻出的锻件。 (2)生产率高,400-900件/小时。 (3)锻件尺寸精确,表面粗糙度低。 (4)材料利用率达85-95%。 (5)非回转体及中心不对称的锻件较难锻 造。平锻机造价高。 (6)适合于带头部的杆类和有孔零件的模 锻成型。
机械制造工艺基础——锻压工艺
补充: 典型零件模锻工艺过程: (1)零件图纸的分析
(2)选择分模面
(3)确定锻孔
(4)确定模锻工序
(5)绘制锻件图
(6) 锻模设计
机械制造工艺基础——锻压工艺
(1)零件图纸的分析
• 汽车后闸传动杆零件,上下端面、四个大孔、 20.3孔的端面和8孔需机械加工,其余均需模 锻锻出。
机械制造工艺基础——锻压工艺
1、模锻件图的绘制:
4)锻模圆角: •所有两表面交角处都应 有圆角。一般内圆角半 径(R)应大于其外圆半 径(r)。 5)留出冲孔连皮: •锻 件 上 直 径 小 于 25mm 的孔,一般不锻出,或 只压出球形凹穴。
机械制造工艺基础——锻压工艺
1、模锻件图的绘制:
• 大于25mm的通孔,也不能直接模锻出通孔, 而必须在孔内保留一层连皮。 • 冲孔连皮的厚度s与孔径d有关,当d =30~ 80mm时,s =4~8mm。
机械制造工艺基础——锻压工艺
3.摩擦压力机上模锻
④ 摩擦压力机承受偏心载荷能力差,通 常只适用于单膛锻模进行模锻。对于形 状复杂的锻件,需要在自由锻设备或其 它设备上制坯。 •应用: 适合于中小件的小批生产。如铆钉、 螺钉、螺母、气门、齿轮和三通阀体等。
模锻
模 锻
模锻设备 锤上模锻工艺 胎膜锻
模 锻
模锻:使加热到锻造温度的金属坯料在锻模模膛内一次或 多次承受冲击力或压力的作用,而被迫流动成形以获得锻 件的压力加工方法。
模锻件的特点及应用
特点: 操作简单,易于实现机械化自动化, 生产率较高; 尺寸精度高,加工余量小,材料利用 率高; 锻件形状复杂; 应用: 流线完整、性能好。
长 轴 类 锻 件
短 轴 类 锻 件
蒸汽—空气模锻锤
锤上模锻
锤上模锻
锻模结构
终锻模膛
模锻模膛 预锻模膛 拔长模膛 制坯模膛 滚压模膛 弯曲模膛 切断模膛
模膛
锤上模锻
锤上模锻
锻模结构
锤上模锻
锻模结构
拔长模膛
开 式
闭 式
锤上模锻
锻模结构
滚压模膛
开 式
闭 式
锤上模锻
锻模结构
弯曲模膛
锤上模锻
锻模结构
切断模膛
锤上模锻
锻模结构
预锻模膛
预锻模膛与终锻模膛 的区别是前者的圆角 和斜度较大,没有飞 边槽。
锤上模锻
切边和冲孔 校正
模锻工艺规程
修整工序
热处理
清理 精压
锤上模锻工艺
模锻的变形工步和模锻模膛
弯曲连杆的多 模膛锻模 制坯工步,制坯模膛 (锻件初步成形) 模锻工步,模锻模膛 (锻件最终成形)
2、胎膜锻的工艺过程 胎膜锻工艺过程包括制订工艺规程、制造胎 膜、备料、加热、锻制及后续工序等。
法兰盘胎膜锻造过程,所用胎膜为套筒模,它由模筒、模 垫和冲头组成。原始坯料加热后,先用自由锻锻粗,然后 将模垫和模筒放在下砧铁上,再将镦粗的坯料平放在模筒 内,压上冲头后终锻成形,最后将连皮冲掉。
模锻工艺
D计=1.08(V坯/m)1/3
m —坯料的高径比
2)轴类锻件Macro Axis:一般拔长、滚挤制坯。 D坯=1.13(K•Fmax)1/3
k —模膛系数:不制坯或有拔长工步时, k=1; 有滚挤工步时,k=0.7~ 0.85。
(3)确定变形工步
(4)锻后工序
切边Trimming、冲孔 Punching Ward
具有锻锤和压力机双重工作特性。
– 行程速度0.5~1.0 m/s,介于模锻锤和曲柄压力机之间。 – 有一定的冲击作用,且滑块行程和打击能量可控,与
锻锤相似。 – 坯料变形中的抗力由封闭框架承受,有压力机的特点。
工艺适用性好:既可完成镦粗、成形、弯曲、预锻、
终锻等成形工序,又可进行校正、精整、切边、冲孔等 后续工序的操作。
•完成。 复杂锻件,坯料可按顺 序放入几个模膛中逐步变 形而获得锻件。
3.螺旋压力机上模锻
Die Forging on Fly Press
利用飞轮旋转所积蓄的能量转化成金属 的变形能进行锻造 。
– 摩擦螺旋压力机:机械摩擦传动 – 液压螺旋压力机:液压传动。
•摩擦螺旋压力机
•摩擦压力机锻造特点
– 孔径d=30~80 mm时,厚度S=4~8 mm。 – 当孔径d<25 mm或冲孔深度h>3d时,只在冲孔处压出凹
穴。
齿轮坯模锻件图
技术要求 1.高度公差: +1.5
-0.75 2.未注圆角半径R=2.5 3.尺寸按交点注 4.热处理硬度 HBS228
(2)确定坯料尺寸
V坯=( V锻 + V飞+ V连)(1+ K) 1)盘类锻件 Brachyaxis:一般镦粗制坯和终锻成
锻压:模锻
料
成
形
基 础第四节 模 锻锻 压返回主页
材 料
第四节
模锻
成
形 基
模锻——将加热后的坯料放在模膛内受压
础
变形而获得锻件的一种加工方法。
锻 压
材 料
模锻件的特点及应用
成
形 特点:
基
尺寸精度高;
础
锻件形状复杂;
操作简单,生产效率高;
流线完整、性能好。
锻 应用: 中、小型锻件的成批和大量生产
确定加工余量和锻造公差(加工表面)
模锻斜度
锻
圆角半径
压
冲孔连皮
材
料 成
选定分模面的原则
形
基
础
齿轮坯锻件分 模面的选择
能从模膛中顺利取出;
金属易于充满模膛;
简化模具制造;
锻
能及时发现错模;
压
减少余块节约金属。
材 料
3、变形工步的确定
成
形
短轴类锻件:
基
镦粗制坯和终锻 成形。
滑块行程、打击能量 可自动调节。
锻 压
材 料
摩擦压力机
成
形
基
础
锻 压
材 料
二、锤上模锻工艺
成 形
1、模锻的变形工步和模锻模膛
基
弯曲连杆的多
础
模膛锻模
制坯工步,制坯模膛 (锻件初步成形)
锻 压
模锻工步,模锻模膛 (锻件最终成形)
材
料
成 2、模锻件图的制订
形
基
齿轮坯模锻件图
础
模锻件图包括的内容:
选定分模面
础 长轴类锻件:
拔长、滚挤、弯曲制坯和
第9章 平锻机上模锻
壁tn应满足tn≤(1.3~1.5)tn-1。
管坯平锻工艺也可按以下方法计算:
1)若管坯带有长度l=(0.5~1.0)t的凸缘时,管坯端部可镦出D=
(2~2.5)d外的凸缘。 2)若l≤0.75d外和D≤时,可用两道工步镦出粗大部分。
3)在l>0.75d外和D≤时,应经过三道或更多道工步。
表9-11
管坯局部聚集成形方式
表9-11
管坯局部聚集成形方式
9.7 平锻机吨位的确定
9.7.1 经验-理论公式
9.7.2 经验公式
9.7.3 查表法
9.7.3 查表法
表9-12 可锻棒料直径与平锻机规格表示法关系
9.8 平锻机上锻模结构特点与模具使用
9.8.1 平锻模的安装 9.8.2 平锻模结构设计特点 9.8.3 型槽设计 9.8.4 平锻模的使用
图9-3 凸凹模之间的分模位置 1—凹模 2—凸模 3—飞边 4—局部镦粗件
9.3.2 机械加工余量和公差
表9-2 平锻件余量和公差
9.3.3 模锻斜度
表9-3 平锻件模锻斜度
9.3.4 圆角半径
1.在凹模中成形的部分
2.在冲头或凸模中成形的部分
9.3.5 平锻件允许的形状偏差
表9-4 平锻件允许形状偏差(单位:mm)
13 (ε2+η2+εη)λ=ψ
表9-6
模膛宽裕系数μ
图9-7
锥形型槽内聚集的限制曲线
图9-8
双锥形聚集工步
9.5 通孔和盲孔类平锻件工艺分析
9.5.1 冲孔成形 9.5.2 通孔平锻件热锻件图设计 9.5.3 冲孔次数的确定和冲孔工步设计 9.5.4 冲孔原始坯料尺寸的确定
9.5.1 冲孔成形
锻造工艺过程及模具设计第7章模锻工艺
第7章
模锻工艺过程
3.模锻斜度的选择 为了便于将成形后的锻件从模膛中取出,在锻件上与分模面 相垂直的平面或曲面上必须加上一定斜度的余料,这个斜度就称 为模锻斜度。 外模锻斜度α和内模锻斜度β(图7.11)。在同一锻件上内
模锻斜度β比外模锻斜度α大。 锻件成形后,外模锻斜度有助于锻件出模,内模锻斜度的金 属由于收缩反而将模膛的突起部分夹得更紧。
第7章
模锻工艺过程
锻件的精度可用锻成尺寸与锻件公称尺寸的 偏差判定。锻件图上的公称尺寸所允许的偏差 范围称为尺寸公差,简称公差。
(1)锻件的形状
锻件形状的复杂程度由形状复杂系数S表示。 S是锻件质量或体积(Gd,Vd)与其外廓包容体 的质量或体积(Gb,Vb)的比值,即: S=Gd/Gb= Vd/ Vb
第7章
模锻工艺过程
热模锻压力机模锻工艺过程具有下列特点: 1、对于横截面形状复杂、分模面接近圆形或方形 的锻件(例如薄辐齿轮),必须正确设计预锻工步。 2、对于截面相差很大的长毛坯,一般需要用其它 设备制坯。 3、最好使用电加热及其它少无氧化加热,或在热 坯料送进压力机前有效清除氧化皮。 4、热模锻压力机导向精度较高,工作方式和普通 冲床相近。
第7章
模锻工艺过程
7.2.2 长轴类锻件
按外形、主轴线、分模线特征,长轴类 锻件可分为: 1.直长轴锻件 :一般采用拔长制坯或 滚挤制坯。 2.弯曲轴锻件:除了可能要拔长制坯或 拔长加滚挤制坯外,还要有弯曲制坯或成型 制坯。
第7章
模锻工艺过程
3.枝芽类锻件:带有突出部分。除了需拔 长制坯或拔长加滚挤制坯外,还要有成 型制坯或预锻制坯。 4.叉类锻件:头部呈叉状。若杆部较短, 除拔长制坯或拔长加滚挤制坯外,还要 进行弯曲制坯;若杆部较长,需用带劈 料台的预锻制坯工步,不需弯曲制坯。
机械工艺制造基础课程锻压改进3
金属的塑性成形工艺
二,曲柄压力机上模锻: 曲柄压力机上模锻:
曲柄压力机的传动系统: 曲柄压力机的传动系统: 曲柄压力机上模锻的特点: 曲柄压力机上模锻的特点: 锻件的公差, ① 锻件的公差,余量和模锻 斜度都比锤上模锻的小. 斜度都比锤上模锻的小. 锻模组合模制造简单, ② 锻模组合模制造简单 , 更 换容易,节省贵重模具材料. 换容易,节省贵重模具材料. ③ 能够对杆件的头部进行局 部镦粗. 部镦粗.
�
金属的塑性成形工艺
金属的塑性成形工艺
金属的塑性成形工艺
第五节 模锻件的缺陷
1,错模: ,错模: 2,欠压:即上,下 模分模面未打靠, 模分模面未打靠 , 也 锻不足" 称"锻不足". 3,局部充不满: ,局部充不满: 4,折纹:锻件表面 产生金属重叠. 产生金属重叠 . 由于 折纹处之金属已经氧 化 , 因此一般无法修 正.
金属的塑性成形工艺
第四节 压力机上模膛成型
一,摩擦压力机上模锻: 摩擦压力机上模锻: 摩擦压力机的工作原 理 : 摩擦压力机是通 过摩擦盘带动飞轮转 动 , 利用飞轮带动螺 杆和滑块向下运动时 所积蓄的能量使锻件 变形. 变形.
金属的塑性成形工艺
一,摩擦压力机上模锻: 摩擦压力机上模锻:
摩擦压力机上模锻的特点: 摩擦压力机上模锻的特点: 不仅能满足模锻各种主要成型工序的要求, ① 不仅能满足模锻各种主要成型工序的要求, 还可以进行弯曲,压印,热压,精压, 还可以进行弯曲 , 压印 , 热压 , 精压 , 切飞 冲连皮及校正等工序. 边,冲连皮及校正等工序. ② 特别适合于锻造低塑性合金钢和有色金属 (如铜合金 等. 如铜合金)等 如铜合金 ③ 模具设计和制造得以简化,节约材料和降 模具设计和制造得以简化, 低生产成本,同时可以锻制出形状更为复杂, 低生产成本, 同时可以锻制出形状更为复杂, 敷料和模锻斜度都很小的锻件, 敷料和模锻斜度都很小的锻件 , 并可将轴类 锻件直立起来进行局部镦锻. 锻件直立起来进行局部镦锻.
平锻机模锻平锻机模锻特点及应用范围
带入得 1 = ( 2+ 2+ ) 3
解得
=
3
3 3 3 - 2- 或= - 2- 4 2 - 4 2
ε 是一个关于、 函数。下图是锥形型槽内聚集的限制曲线,设 计时采用abc曲线以下的系数,可获得合格的产品。由长径比数值 与曲线的交点确定系数、,求出聚集工步尺寸Dm= d,dm= d0。
2 2 d 计= D锻 -d 锻
带孔锻件坯料直径计算: 当(1)d计/ d锻=1.0~1.2时,取d坯=(0.82~1.0)d计; (2) d计/ d锻> 1.2时,取d坯> d锻 (3)d计/ d锻< 1.2时,取d坯< d锻 坯料长度的计算: L坯=1.27V坯/d2坯 其中 V坯=(V锻+V芯+M毛)(1+δ )
6-4 顶镦规则及聚集工步计算
一、顶镦规则 顶镦:坯料端部的局部墩粗为顶镦或聚集,是平锻机的基本工步。 1)顶镦第一规则:当长径比 ≤ 3,端部较平时,可在平锻机中自 由墩粗到任意大的直径而不弯曲。即:不弯曲的工艺条件 ≤ 3。
长径比过大造成弯曲
端面不平,长径比过大造成弯曲
允许长径比允
2)顶镦第二规则:在凹模内顶镦时,若:Dm ≤1.5d0时,f ≤ d0 或 Dm ≤ 1.25d0时,f ≤ 1.5d0, > 允,可进行正常的局部墩粗而不 产生折叠。如图(b),用于 <10锻件。即:细长杆镦粗时,产 生纵向弯曲,但不致于引起折叠的工艺条件。
模锻过程原理图
2.平锻机模锻工艺、设备特点及其应用 工艺特点: (1)设有两个相互垂直的分模面,能锻出两个不同方向具有凹档和凹 孔的锻件。
(2)坯料水平放料,锻件长度不受设备空间限制,能进行长杆类 锻件和长杆空心类锻件的模锻,进行深穿孔或深冲孔工作。
金属工艺学--模锻(PPT59张)
17
例
18
齿轮锻件图
19
2)加工余量、公差、余块和冲孔连皮
★加工余量和公差:只在锻后需机加工之处添加。
★余块(为简化形状而增加的料块):窄槽、齿形、小
孔(孔径小于25mm)、深孔(深度大于3倍直径)、 横向孔以及其它妨碍出模的凹部均不锻出。
★冲孔连皮(为避免上、下冲头对撞损坏模具而在模锻
通孔时留下的金属层): 连皮厚度一般为4~8 mm, 锻后再由冲孔切边模切除。
三 模锻
一、模锻特点 模锻:利用模具使 毛坯变形获得锻件 的方法。常用的模 锻设备有蒸汽-空 气模锻锤、压力机 等。
锤锻模具由带有燕尾的上模、 下模组成。下模固定在模座上, 上模固定在锤头上,并随锤头作 上下往复锤击运动使锻坯在模膛 中成形。 制坯模膛(体积分配) 模膛 ● 种类
镦粗 拔长 滚挤★ 弯曲 … 预锻→初步成形 终锻→最终成形
45
•
•
(1)扣模 扣模由上、下扣组成(图2.28a)或上扣由上砧代替(图2.28b)。 锻造时锻件不转动,初锻成形后锻件翻转90°在锤砧上平整 侧面。扣模常用来生产长杆非回转体锻件的全部或局部扣形, 也可用来为合模制坯。
46
• (2)套筒模(套模) • 分开式和闭式
开式套模只有下模, 上模用上砧代替(图 2.29a)。主要用于回转体 锻件(如法兰盘、齿轮)的 最终成形或制坯。当用于 最终成形时,锻件的端面 必须是平面。 闭式套模由模套(模 筒)、上模垫及下模垫组成, 下模垫也可由下砧代替(图 2.29b)。主要用于端面有 凸台或凹坑的回转体类锻 件的制坯和最终成形,有 时也用于非回转体类锻件。
★模锻斜度:锻件上与分模面相垂直的表面上增加的斜度。
内斜度β大于外斜度α在一级.
模锻
模锻锤吨位可用公式:G=(3.5-6.3)KA 式中G-模锻锤吨位(kg); A-锻件总变形面积,包括锻件投影面积、 冲孔连皮面积及飞边面积(cm2); K-钢种因数,可查阅相关资料。 30
• 模具在高温下具有足够的强度、韧性、硬度
和耐磨性,良好的导热性、抗热疲劳性、回 火稳定性和抗氧化性。尺寸较大的模具还应 具有高的淬透性和较小的变形。常用5CrNiMo、 5CrMnMo钢等热锻模具材料制作锻模。 模具工况、失效方式、要求、生产制造
13
弯曲连杆锻造过程
14
实际锻造时应根据锻件的复杂程度相应选用 单模膛锻模或多模膛锻模。 一般形状简单的锻件采用仅有终锻模膛的单 模膛锻模,而形状复杂的锻件(如截面不均匀、 轴线弯曲、不对称等)则需采用具有制坯、预锻 、终锻等多个模膛的锻模逐步成形。
15
3.模锻工艺设计
主要内容:6项 绘制模锻件图; 计算坯料的重量和尺寸; 确定模锻工步; 选择锻压设备; 设计锻模模膛; 确定锻造温度范围、加热和冷却规范。
41
42
43
二、胎模锻
在自由锻设备上使用可移动模具生产模锻件的一种 锻造方法,称为胎模锻。
1.胎模锻的特点和应用 与自由锻相比的优点: 1)成形质量高。 2)生产效率高。 3)能比较复杂的锻件。 4)省时,省材。 适用于中、小批量的锻件生产。
44
2、胎模类型 常用的胎模有扣模、垫模、套模、合模、弯曲模、跳模、摔模等。常用三类:
6
2、模锻模膛分类
模膛根据其功用不同分为模锻 模膛和制坯模膛两大类。 • 制坯模膛:用以初步改变毛坯 形状、合理分配金属,以适应锻 件横截面积和形状的要求,使金 属能更好地充满模锻模膛的工序 称为制坯工序。 对于形状复杂的锻件,先将 原始坯料在制坯模膛内初步锻近 似于锻件的形状,然后再放到模 锻模膛内锻造。制坯模膛的种类、 特点及应用见表2.11。 根据制坯工步不同,制坯模膛分 为拔长、滚挤、弯曲、镦粗、压 扁等模膛。
锻造工艺学第七章 模锻工艺
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1、工作特性:
(1)具有锤类设备与压力机的双重性能:
行程不固定,有一定的冲击作用,与锤相似 受力系统封闭,与压力机相似
(2)行程次数少,打击速度低:
摩擦:行程9~40次/min,速度0.5~1.0m/s 液压:行程20~79次/min,速度1.5~3.0m/s
此类锻件数量多,形状复杂。按锻件的几何形状特征,也可分为四 组:直长轴类、弯曲轴类、枝芽类和叉类锻件。
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第一组:直长轴类锻件 主轴线和分模线都是直线。最典型的锻件是直轴、
连杆和直的杠杆。通常采用拔长、滚挤制坯工步,视锻 件复杂程度而定。 第二组:弯曲轴类锻件
主轴或分模线是弯曲的,或主轴和分模线皆为弯曲 。典型锻件有曲轴、吊钩、曲的杠杆等。
的精度;
d.平锻机可进行开式、闭式模锻,可进行终锻成形
和制坯,也可进行弯曲、压扁、切料、穿孔、切边等
工序。
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缺点:
a.平锻机是模锻设备中结构最复杂的一种,价格 贵,投资大; b.靠凹模夹紧棒料进行锻造成形,一般要用高精 度热轧钢材或冷拔整径钢材,否则会夹不紧或在 凹模间产生大的纵向毛刺; c.锻前需用特殊装置清除坯料上的氧化皮,否则 表面粗糙度高于锤上模锻件; d.工艺适应性差,不适宜模锻非对称锻件。
除模锻外,还可进行切边、弯曲、精压、校正、挤压、和 板料冲压等工序。
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3、与模锻锤和热模锻压力机相比:
与模锻锤相比,没有沉重而庞大的砧座,也不需要蒸 汽锅炉和大型空气压缩机等辅助设备。
第7章模锻工艺过程
7.1.3 螺旋压力机及其工艺过程特征
1—电动机 2—传送带 3、5—摩擦盘 4—轴 6—飞轮 7、10—连杆 8—大螺母 9—螺杆 11—挡块 12—滑块 13—手柄
摩擦压力机
• 摩擦压力机可单次打击,也可作连续打击。 • 摩擦压力机在动作过程中有两个明显的特征。 (1) 积蓄于飞轮的能量进行工作,与锻锤的工 作特性相同,原则上可通过多次打击实现小设 备干大活。实际上有效打击次数为2~3 次。 (2) 螺旋副传动,飞轮动能转变为坯料塑性变 形功的过程中,在滑块和工作台之间产生巨大 的压力。由于框式机架在受力后形成封闭力系, 所以又具有压力机的工作特性,对地基没有特 殊要求。
水平分模平锻机操作优点
水平分模平锻机的结构特征,反映在操作 工艺过程上有如下优点。 (1) 由于夹紧力大,可利用夹紧滑块作为模 锻变形机构,扩大了它的工艺过程应用 范围,可提高锻件精度。 (2) 模锻时,坯料沿水平方向传送,易于实 现机械化和自动化操作。
水平分模平锻机缺点
和垂直分模平锻机相比。 (1) 曲柄连杆式的夹紧机构,凹模夹紧状态的保持 时间有限,一般不宜进行深冲孔和管坯端部镦锻 成形。 (2) 连续锻造时(如环形锻件),需要辅助装置把锻好 的锻件从模具表面卸除,而垂直分模平锻机可依 靠锻件自重由两半凹模间落下。 (3) 不易从凹模中清除氧化皮和冷却水;安装和调 整模具也不如在垂直分模平锻机上方便。
锤上模锻分类
• 按照模锻时有无飞边,可分为: 开式模锻、闭式模锻; • 按照模块上布置的模膛个数不同,分为 单模膛模锻、多模膛模锻; • 按照模块上终锻模膛上模锻件数分为 单件模锻(一模一件) 、 多件模锻(一模多件)
• 开式模锻:由于飞边的存在,对毛坯体 积精度要求不高,模膛的充填性能较好, 因此得到广泛应用。 • 无飞边模锻:节省飞边损耗,提高材料 利用率。但是无飞边模锻对锻件坯料的 体积精度要求精确,一般需要锯切下料 或车床下料。
平锻机模锻平锻机模锻特点及应用范围
6-5 通孔锻件和盲孔锻件的工步计算 通孔锻件和盲孔锻件锻造特点:模锻工艺需要聚集、冲孔和切断。 一、通孔锻件热锻件图设计 设计依据:冷锻件图,在冷锻件图基础上加收缩量获得。设计要点如下图。
二、冲孔次数的确定和冲孔工步设计 冲孔次数设计依据:冲孔深度 lnp和冲孔直径dc`之比。由下图确定。
设备特点 (1)设备是模锻设备中结构最复杂,价格最贵锻造设备。 (2)锻件表面尺寸要求精度高,否则夹不紧或产生纵向毛刺。 (3)锻件加热质量高,平锻机工艺适应性差,不适应非对称件。 (4)锻造同类大小的锻件,平锻机生产效率比热模锻压机低。 应用特点 (1)各种螺栓、铆钉类锻件; (2)汽车锻件如气门、半轴,环形类锻件; (3)长杆件的局部镦粗,如抽油杆类的镦粗。
6-2 平锻机工步及锻件分类 一、平锻机基本工步 平锻机常用的基本工步有: (1)局部墩粗;(2)冲孔;(3)成形;(4)切边(5)穿孔(6)切断
集聚-压扁-成形-切边
集聚-成形穿孔、切芯料
二、平锻机模锻锻件的分类:五类 第一类:具有粗大部分的杆件类,锻造工步:集聚、预锻、终锻
6-4 顶镦规则及聚集工步计算 一、顶镦规则 顶镦:坯料端部的局部墩粗为顶镦或聚集,是平锻机的基本工步。 1)顶镦第一规则:当长径比 ≤ 3,端部较平时,可在平锻机中自 由墩粗到任意大的直径而不弯曲。即:不弯曲的工艺条件 ≤ 3。
长径比过大造成弯曲
端面不平,长径比过大造成弯曲
允许长径比允
2)顶镦第二规则:在凹模内顶镦时,若:Dm ≤1.5d0时,f ≤ d0 或 Dm ≤ 1.25d0时,f ≤ 1.5d0, > 允,可 进行正常的局部墩粗而不产生折叠。如图(b),用于 <10锻件。即:细长杆镦粗时,产生纵向弯曲,但 不致于引起折叠的工艺条件。
9.3 模锻
(2)模锻模膛 分预锻模膛和终锻模膛两种 ① 预锻模膛 作用:使坯变形到接近于锻件的形状和尺寸。金属 更易充满模膛。减少模膛的磨损,延长模膛的使用 寿命。 预锻模膛圆角和斜度大,没有飞边槽,形状简
单或批量不大的模锻件可不设臵预锻模膛
② 终锻模膛
形状和锻件相同。锻件冷却时收缩,终锻模膛
尺寸比锻件尺寸放大一个收缩量,使坯料最后变形
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 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,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。
一般凸圆角半径r等于单面加工余量加上零件圆 角半径的值,凹圆角半径R=(2~3)r,钢的模锻件 外圆角半径r=1.5~12mm,模膛深度越深,圆角半径 取值越大
③ 模锻件精度高、加工余量、公差小,节约金属。 ④ 滑块行程速度低,适合于低塑性材料的加工 ⑤ 不适合进行拔长和滚压工步,滑块行程一定,一 次成形,金属变形量过大,不易使金属添满终锻 模膛,终锻前采用预成型、预锻工步 ⑥ 设备复杂、造价高,生产率高,锻件精度高,适 合大批大量生产
1—电动机 2—小带轮 3—大带轮(飞轮) 4—传动轴 5—小齿轮 6—大齿轮 7—离合器
1—电动机 2—飞轮 3—离合器 4—传动轴 5—制动器 6—曲轴 7—连杆 8—主滑块 9— 滚轮 10—凸模 11—挡板 12—固定凹模 13—坯料 14—活动凹模 15—横滑块 16—杠杆系统 17—侧滑块 18—滚轮 19—凸轮
第四节 板料冲压
在冲床上用冲模使金属或非金属板料产生分离
或变形而获得制件的加工方法。
拔长和滚挤时,坯料沿轴线方向流动,金属体
积重新分配,坯料各横截面积与锻件相应的横截面 积近似相等。
模锻
式中M——缩尺比,通常取为20~50mm2/mm。
2. 将计算出的 h 计绘制在坐标纸上并连接各端点成 光滑曲线,即得计算毛坯截面图,如图7—37所示。
计算毛坯截面图的每—处高度代表计算毛坯的 截面积;截面图曲线下的整个面积就是计算毛坯(锻 件与飞边之和)的体积。
式中 V计——计算毛坯体积; A——计算毛坯截面图曲线下的面积, M——缩尺比(m m2/m m)。 3. 计算毛坯上任一截面的直径d计可由下式计算;
二、短轴类锻件制坯工步选择 短轴类(圆饼类)锻件一般采用镦粗制坯,形 状较复杂的宜用成形镦粗制坯。在特殊情况下, 采用拔长、滚压或压扁制坯工步。 镦粗制坯的目的是避免终锻时产生折迭,并 兼有去除氧化皮从而提高锻件表面质量和提高锻 模寿命的作用。 根据锻件形状特点,坯料镦粗后的尺寸应按 以下原则确定。
α 越 大 , 表明 流 到 头部的 金 属 体 积 越 多 ;β
例 : 直 长 轴类锻 件制坯 工步的选择: 直长轴类锻件制坯 工 步 可 根 据其计 算毛坯 确 定 繁 重 系数 , 按照图 7—42给出的图表选择制 坯 工 步。 对于有 较丰富 实 践 经 验 的技术 人员 , 可 以 根 据 经验采 用类比 的 方 法 选 择制坯 工步 。 图7—43给出了连杆锻件 的模锻工步。
原坯料重,则在其它条件相同时金属需要转移的 绝对量也越大。制坯变形工作量的大小可用以下 繁重系数表示:
式中 α —金属流入头部的繁重系数;
β —金属沿轴向流动的繁重系数;
d max α= d均
β=
L计 d均
k=
d 拐 d min L杆
k —杆部斜率;
d max —计算毛坯的最大直径;
dmin—计算毛坯的最小直径;
【精品】第11章 平锻机上模锻
第11章平锻机上模锻平锻机上模锻是模型锻造中的主要生产方式之一。
在汽车、拖拉机及轴承的制造中以及在国防工业中应用相当广泛。
§11.1概述一、平锻机上模锻的工艺特点1、平锻机上模锻的优缺点模锻锤的锤头、热模锻压力机的滑块都是上、下往复运动的,但它们的装模空间高度有限,因此,不能锻造很长的锻件。
如果长锻件仅局部镦粗,而其较长的杆部不须变形,则可将棒料水平放置在平锻机上,以局部变形的方式锻出粗大部分。
平锻机有两个工作部分,即主滑块和夹紧滑块。
其中,主滑块作水平运动,而夹紧滑块的运动方向随平锻机种类而变。
垂直分模平锻机的夹紧滑块作水平运动,水平分模平锻机的夹紧滑块作上、下运动。
装于平锻机主滑块上的模具称为凸模(或冲头),装于夹紧滑块上的模具称为活动凹模,另一半凹模固定在机身上,因此称为固定凹模。
所以,平锻模有两个分模面,一个在冲头和凹模之间,另一个在两块凹模之间。
平锻工艺的实质就是用可分的凹模将坯料的一部分夹紧,而用冲头将坯料的另一部分镦粗、成形和冲孔,最后锻出锻件。
在平锻机上不仅能锻出局部粗大的长杆件,而且可以锻出带盲孔的短轴类锻件,还可以对坯料进行卡细、切断、弯曲与压扁等工序,同时还能用管坯模锻。
因此,在平锻机上可以模锻形状复杂的锻件。
(1)平锻机上模锻的优点在平锻机上模锻与其它设备上模锻相比具有以下优点:1)能锻造热模锻压力机和模锻锤所不能锻造的具有通孔或长杆类锻件。
2)因为大部分采用闭式模锻没有飞边,在凹模中成形的锻件外壁不需要模锻斜度,并能直接锻出通孔,因此能节约大量金属,如图11.1所示。
(a)锤模锻件(b)平锻件图11.1平锻机模锻时节约金属的实例3)对于形状简单、重量不大的锻件,可用长棒料进行多件模锻,可以节省下料工时和减轻劳动量。
4)平锻机结构刚性好,工作时振动小,滑块行程准确,行程不变,锻件精度高。
5)便于采用电感应加热和机械传送装置,使坯料自动地在模槽内移动,容易实现机械化和自动化操作,改善劳动条件。
第三节 模锻
2、锻模结构:锻模一般由上模和下模两部分组成,上下 模合拢形成模膛。
锤头
楔铁 上模
模膛
分模面
毛边槽
下模
模垫
砧座
锻模结构
3、锻模模膛: 锻模模膛按其功用不同分为制坯模膛和模锻模膛; 制坯模膛又分为拔长模膛、滚压模膛、弯曲模膛和 切断模膛等;模锻模膛又分为预锻模膛和终锻模膛。 模锻模膛分类:
终锻模膛 模锻模膛 锤上模锻 制坯模膛
2 、与分模面垂直的非加工表面应设计有结构斜度;当然,成形 工艺上,在加工表面应有模锻斜度并有加工余量。(与铸件比) 。 3、 锻件形状应力求简单对称,各截面差不可太大,尤其应避免 薄片、高肋、高台等结构。
避免截面差过大、过薄、高筋、高台结构: 如(a)图,凸缘高而薄,中间又深凹,从锻模制造、锻造生 产到取出锻件都很困难,锻模寿命也短;通常,最小截面/ 最大截面﹤0.5,不宜用模锻制造。 如(b)图,又扁又薄,薄的部分金属易冷却,不易充满。
齿轮坯模锻件图
2、计算毛坯质量和尺寸 1)质量: G坯=G锻+G飞+G氧+G连皮 G飞=G锻×(15~25)% G氧=(G锻+G飞)×(3~4)% 2)尺寸: (1)盘类件: 镦粗为主, 1.25<H坯/D坯<2.5 (2)长轴类:以拔长为主, L坯=(1.05~1.30)V坯/F坯 =(1.34~1.66)V坯/D2坯
5 锻模设计 :模块尺寸、燕尾、起重孔等 6 切边、冲孔模具设计 7 确定加热、冷却和热处理规范
加热:火焰加热、电加热;加热速度依坯料尺寸、成分、组织 、性能等制定。 冷却:依具体坯料情况确定。 热处理:改善组织、性能、消除内应力,退火、正火、调质、 高温回火等。
8 确定校正、清理
校正变形:终锻模膛、校正模 清理:去毛刺、氧化皮 、切边、冲孔。 精压:压力机上,平面精压、体积精压、提高精度 精度可达:±0.1~0.25mm 粗糙度:Ra=1.6~0.8μm
平锻机工作原理
平锻机工作原理
平锻机是一种金属加工设备,主要用于对金属材料进行冷锻或热锻。
平锻机的工作原理如下:
1. 调节工作压力:根据锻件的要求,通过液压缸或机械传动装置将上模移动到合适位置,使上下模之间的距离和工作间隙达到要求。
2. 放置锻件:将待锻工件放置在工作台上,通常由工装夹具夹持,确保工件固定稳定,不发生滑动或错位。
3. 启动机械:通过启动电机或其他动力设备,带动传动装置,实现上下模的运动。
4. 锻压操作:上模压下,施加较大的压力于锻件,通过金属的弹性变形来改变其形状和尺寸。
压制的过程中锻件会受到冲击力和塑性变形的作用,使金属内部产生塑性流动。
5. 释放压力:当锻件达到所需形状和尺寸后,停止上模的运动,解除对锻件的压力。
此时,锻件保持在模具中,以保持其形状。
6. 取出成品:打开模具,取出锻好的成品。
通常需要使用工装或其他设备来处理和处理成品。
这是平锻机的基本工作原理,通过实施锻压操作,对金属材料进行形状和尺寸的改变。
具体的工作原理可能会因不同的平锻机型号和设计而有所区别。
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谢谢观看Βιβλιοθήκη 2)因为大部分采用闭式模锻没有飞边,在凹模中成形 的锻件外壁不需要模锻斜度,并能直接锻出通孔,因 此能节约大量金属,
3)对于形状简单、重量不大的锻件,可用长棒料进 行多件模锻,可以节省下料工时和减轻劳动量。 4)平锻机结构刚性好,工作时振动小,滑块行程准 确,行程不变,锻件精度高。 5)便于采用电感应加热和机械传送装置,使坯料自 动地在模槽内移动,容易实现机械化和自动化操作, 改善劳动条件。 6)平锻时冲击力小,设备基础小,厂房造价低;同 时平锻时振动和噪音小,劳动条件较好。 7)易于和模锻锤、热模锻压力机进行联合模锻。 (2)平锻机上模锻的缺点 平锻机上模锻存在以下缺 点: 1)平锻机造价高,设备投资较高。 2)平锻时氧化皮不易清除,平锻前需清除氧化皮或 采用少无氧化加热。