常用的锻造方法

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当镦粗的高径比 H / D > 2.5~3 时:
拔长:使坯料横截面面积减小,长度增加的锻造工序。适用于锻制长
轴类工件。拔长时将坯料沿轴向送进连续锻压,一次变形量为: 3/4方坯边长或0.4-0.8砧宽
规则:拔长矩形坯料时,要不断将坯料翻转90°,以免偏心与弯曲;
拔长园形坯料时,最好使用V形垫铁。
2武60汉20理/1工0/1大6学金工学部
2武20汉20理/1工0/1大6学金工学部
2武30汉20理/1工0/1大6学金工学部 确定模锻件的机械加工余量及公差 机械加工余量一般为1~4 mm, 锻造公差一般取在±0.3~3 mm之间。
标注模锻斜度 当模膛宽度b小而深度h大时,
模锻斜度要取大些。内壁斜度要略大 于外壁斜度(a 2> a 1)。
内壁斜度β应比外 壁斜度α大一级
内圆角半径R是外圆 角半径r的3-4倍
➢零件上与锤击方向平行的非加工表面,应 设计出模锻斜度。非加工表面所形成源自文库角 都应按模锻圆角设计。
2武90汉20理/1工0/1大6学金工学部
模锻件的缺陷
➢错模 锤头导轨的间隙过大、模具
缺少平衡导锁以及模具安装不 合理等原因都可能产生错模, 如右图所示。 ➢欠压
自由锻造缺点: 1.生产效率低,对操作工人的技艺要求高,工 人的劳动强度大; 2.锻件精度差,后续机械加工量大; 国外工业发达国家的中小型自由锻件在其锻件 总产量的比重只有20%~40%。
自由锻工序:基本工序;辅助工序
(在前);精整工序(在后)
2武30汉20理/1工0/1大6学金工学部
自由锻 工序
弯曲模结构示意图
2武160汉20理/1工0/1大6学金工学部
3.3.2.2 固定模膛成型工艺的分类及设备
固定模膛成型工艺主要分为 锤上模膛成型工艺和压力机上模 膛成型工艺。
锤上模锻成型用于大批量锻 件生产。所用设备有蒸汽-空气锤 、无砧座锤、高速锤等。
压力机上模膛成型常用的设 备有曲柄压力机、摩擦压力机和 平锻机、模锻水压机等。
2武140汉20理/1工0/1大6学金工学部
3.3.2 模膛锻造成型工艺
3.3.2.1 胎模锻造成型工艺及应用
胎模锻造成型是在自由锻设备上,使用可移动的胎模 具生产锻件的锻造方法。
胎模成型与自由成型相比,具有较高的 生产率,锻件质量好,节省金属材料,降低 锻件成本。
与固定模膛成型相比,不需要专用锻造设 备,模具简单,容易制造。
芯轴拔长
拔长套筒类空心锻件时,要使用一定锥度的芯棒,称为芯轴拔长。
2武80汉20理/1工0/1大6学金工学部
芯轴扩孔
减小空心坯料的壁厚而增大其内、外径的锻造工序。
适用于环类零件
2武90汉20理/1工0/1大6学金工学部
切割
将坯料分开的锻造工序,如切头、切尾、劈缝及切割成所需要 的形状。
(a)切入; (b)翻转切; (c)切开; (d)去毛刺
即上、下模分模面未打靠, 也称“锻不足”。 ➢局部充不满
由于坯料体积过小或坯料放 偏等原因致使锻件上的凸筋、 外圆角等部位因模槽未充满而 欠缺,这种缺陷一般无法修正 。
错模
3.3.1.2 自由锻件结构工艺性
1.不能锻打锥体或斜面锻件
工艺性差的结构 工艺性差的结构
工艺性好的结构
2.锻件应由简单 的几何体组成。
工艺性差的结构
工艺性好的结构
2武130汉20理/1工0/1大6学金工学部
3.在自由锻锻件的设计上应避免 出现加强筋、凸台等结构。
工艺性差
工艺性好
工艺性差
工艺性好
4.避免锻打横截面有 急剧变化或形状复件 的锻件。
冲孔:用冲头在 坯料上冲出通孔或不通孔的锻造工序。 规则:孔径Ф<25㎜,不冲出。
实心冲头双面冲孔
1.坯料;2.冲垫;3.冲头;4.芯料
空心冲头冲孔
1.坯料;2.冲垫;3.冲头;4.芯料
2武70汉20理/1工0/1大6学金工学部
弯曲
将坯料弯成所规定外形的锻造工序,用于锻造各种弯曲件。坯料在弯曲时 ,外侧金属被拉缩,园形截面可能变成椭园,方形截面可能变成梯形。
3.3.2.4 制坯模膛
a-开式
b-闭式
拔长模膛——用来减小坯料某部分的 横截面积,以增加该部分的长度。
滚压模膛——用来减小坯料某部分的 横截面积,以增大另一部分的横截面积。 主要是使金属按模锻件形状来分布。
a-开式
拔长模膛 b-闭式
弯曲模膛——对于弯曲的 杆类模锻件,需用弯曲模膛来 弯曲坯料。
切断模膛——上模与下模 的角部组成的一对刀口,用来 切断金属。
沿模膛四周有飞边槽,用以增加金属 从模膛中流出的阻力,促使金属充满 模膛,同时容纳多余的金属。
终锻后在孔内留下一薄层金属 ,称为冲孔连皮。
带有冲孔连皮及飞边的模锻件 1-飞边;2-分模面;3-冲孔连皮4-锻件
预锻模膛和终锻模膛的区别是前者的圆角和斜度较大,没有飞边槽。
2武180汉20理/1工0/1大6学金工学部
2武0汉20理/1工0/1大6学金工学部
3.3.3.1 模锻件图的制定
选择模锻件的分模面
分模面即是上下锻模在模锻件上的分界面。 制订模锻锻件图时,必须按以下原则确定分模面位置: ➢要保证模锻件能从模膛中取出,分模面应选在模锻件最大 尺寸的截面上。 ➢按选定的分模面制成锻模后,应使上下两模沿分模面的模 膛轮廓一致,以便在安装锻模和生产中容易发现错模现象, 及时调整锻模位置。 ➢最好把分模面选在模膛深度最浅的位置处。这样可使金属 很容易充满模膛,便于取出锻件,并有利于锻模的制造。 ➢选定的分模面应使零件上所加的敷料最少。 ➢最好使分模面为一个平面,使上下锻模的模膛深度基本一 致,差别不宜过大,以便于制造锻模。
2武40汉20理/1工0/1大6学金工学部
3.3.3.2 模锻工步的确定及模膛种类的选择
长轴类锻件 如台阶轴、曲轴、
连杆、弯曲摇臂等;一般为拔长、滚挤 、预锻、弯曲、预锻、终锻成型。
盘类模锻件 如齿轮、法兰盘
等。一般为镦粗、预锻、终锻成型。
模锻工步确定以后,再根 据已确定的工步选择相应的制 坯模膛和模锻模膛。
锻件质量不如固定模膛成型的锻件高,工 人劳动强度大,胎模寿命短,生产率低。
胎模成型只适用于小批量生产,多用在 没有模锻设备的中小型工厂中。
2武150汉20理/1工0/1大6学金工学部
扣模结构示意图
(a)单扣模(b)双扣模; 1-坯料; 2-扣模
(a)制坯弯曲模; (b)成形弯曲模; 1-上扣模;2-坯料;3-下扣模
序,若使坯料局部截面增大则为局部镦粗。
适用:1)锻造高度小截面大的盘类工件
2)空心锻件冲孔前的端面平整; 3)增加杆类零件拔长时的锻造比; 4)破碎粗大碳化物,减少各向异性。
注意:1)为防止镦粗时产生弯曲,坯料高径比为:
1.5≤H/D≤2.5 2)每次的镦粗量应小于材料塑性允许范围。
2武50汉20理/1工0/1大6学金工学部
3.3.1.1 自由锻工序分类
基本工序
镦粗; 拔长;冲孔; 弯曲;错移; 切割; 芯轴拨长 ; 芯轴扩孔 ;
辅助工序
精整工序
压钳把; 倒棱; 压痕;
校正 滚圆 平整
2武40汉20理/1工0/1大6学金工学部
基本工序:使坯料达到所需形状和尺寸要求的主变形工序
镦粗:使坯料横截面面积增大,高度减小的锻造工
错移
将坯料的一部分相对于另 一部分产生位移(其轴线 仍保持平行)的锻造工序 ,用以锻造曲轴、麻花钻 等。
2武10汉20理/1工0/1大6学金工学部
辅助工序:基本变形之前的预变形工序
压钳把
倒棱
压痕
2武110汉20理/1工0/1大6学金工学部
精整工序:提高锻件精度的最终工序
校正
滚圆
平整
2武120汉20理/1工0/1大6学金工学部
2武70汉20理/1工0/1大6学金工学部
模锻成型件的结构工艺性
➢为了使金属容易 充满模膛和减少 工序,零件外形 力求简单、平直 和对称,尽量避 免零件截面间差 别过大,或具有 薄壁、高筋、凸 起等结构。
截面相差 过大
过扁、过薄
模锻成型件的结构
2武80汉20理/1工0/1大6学金工学部
模锻件的结构工艺性
典型模锻件
2武170汉20理/1工0/1大6学金工学部
3.3.2.3 锻模模膛及其功用
1. 预锻模膛
预锻模膛的作用:使坯料变形到接近于锻件的形状和尺寸,终锻时金属 容易充满终锻模膛。同时减少了终锻模膛的磨损,以延长锻模的使用寿命。
2. 终锻模膛
终锻模膛的作用是:使坯料最后变形到锻件所要求的形状和尺寸,因 此它 的形状应和锻件的形状相同。终锻模膛的尺寸应比锻件尺寸放大一个 收缩量。钢件收缩量取1.5%
10常用的锻造方法
2武0汉20理/1工0/1大6学金工学部
3.3 常用的锻造方法
金属塑性成型方法
金属塑性成型方法主要分为无模自由成型(也称为自由锻)和模膛塑性成型(也 称为模锻)。
3.3.1 自由锻
自由锻造优点: 1.使用的工具简单、通用; 2.生产准备周期短,灵活性大,所以使用范围广 ,特别适用于单件、小批量生产。 3.自由锻是大型件唯一的锻造方法。
内壁斜度β应比外 壁斜度α大一级
内圆角半径R是外圆 角半径r的3-4倍
标注模锻圆角半径 锻件上所有转角处
都应做成圆角。一般内 圆角半径(R)应大于 其外圆半径(r)。
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。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。
a-弯曲 模膛
滚压模膛
b-切断 模膛
弯曲与切断模膛
2武190汉20理/1工0/1大6学金工学部
3.3.3 锤上模锻成型工艺设计
锤上模锻成型的工艺过程一般为:切断毛坯→加 热坯料→模锻→切除模锻件的飞边→校正锻件→锻件 热处理→表面清理→检验→成堆存放。
锤上模锻成型的工艺设计包括制定锻件图、 计算坯料尺寸、确定模锻工步(选择模膛)、选择设 备及安排修整工序等。其中最主要的是锻件图的制 定和模锻工步的确定。
2武10汉20理/1工0/1大6学金工学部
分 模 面 的 选 择 比 较 图
模锻分模面
➢分模面在a-a时,已成 形的模锻件无法取出。 ➢分模面在c-c时,上、 下两模沿分模面的模膛轮 廓不一致。 ➢分模面在b-b时,分模 面不再模膛深度最浅的位 置上,零件中的孔不能锻 出,活块多,浪费金属。 ➢分模面在d-d时最合理 。
➢在零件结构允许的条件下,设计时尽量避免有深孔或多孔 结构。
➢在可能条件下,应采用锻-焊组合工艺,以减少敷料,简化 模锻工艺。
2武60汉20理/1工0/1大6学金工学部
模锻成型件的结构工艺性
➢模锻零件必须具有一个合理的分模面,以保证模锻件易于从锻 模中取出、敷料最少、锻模容易制造。
➢在零件结构允许的条件下,设 计时尽量避免有深孔或多孔结构 。 ➢在可能条件下,应采用锻-焊 组合工艺,以减少敷料,简化模 锻工艺。
长轴类锻件
盘类锻件
2武50汉20理/1工0/1大6学金工学部
模锻成型件的结构工艺性
➢模锻零件必须具有一个合理的分模面,以保证模锻件易于 从锻模中取出、敷料最少、锻模容易制造。
➢零件上与锤击方向平行的非加工表面,应设计出模锻斜度 。非加工表面所形成的角都应按模锻圆角设计。
➢为了使金属容易充满模膛和减少工序,零件外形力求简单 、平直和对称,尽量避免零件截面间差别过大,或具有薄壁 、高筋、凸起等结构。
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