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1、學(xué)習(xí)單元3 模鍛,,模鍛,模鍛是將加熱到始鍛溫度的坯料放在鍛模模膛內(nèi)，在鍛壓力的作用下迫使坯料變形而獲得鍛件的一種塑性成形方法。坯料變形時(shí)，金屬的流動(dòng)受到模膛的限制和引導(dǎo)，從而獲得與模膛形狀一致的鍛件。,(一) 模鍛的特點(diǎn) (1) 生產(chǎn)效率高，—般比自由鍛高數(shù)倍。 (2) 鍛件尺寸精度高，加工余量小，從而節(jié)約金屬材料和切削加工的工時(shí)。 (3)由于有模膛引導(dǎo)金屬的流動(dòng)，能鍛造形狀復(fù)雜的鍛件。,(4) 熱加工流線比較完整，大大

2、提高了零件的力學(xué)性能和使用壽命。 (5) 操作過(guò)程簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，工人勞動(dòng)強(qiáng)度低。,模鍛的缺點(diǎn)：（1）模鍛是整體成形，摩擦阻力大，故模鍛所需設(shè)備噸位大，設(shè)備費(fèi)用高；（2）鍛模加工工藝復(fù)雜，制造周期長(zhǎng)，費(fèi)用高。因此，模鍛只適用于中小型鍛件的成批生產(chǎn)或大批大量生產(chǎn)。,按使用設(shè)備不同，模鍛可分為：錘上模鍛、胎模鍛、曲柄壓力機(jī)上模鍛、摩擦壓力機(jī)上模鍛、平鍛機(jī)上模鍛等。,1、錘上模鍛： 錘上模鍛即在模鍛錘上使用鍛模制造鍛件的方法

3、。是我國(guó)目前應(yīng)用最多的一種模鍛方法。 錘上模鍛的設(shè)備是模鍛錘。 錘上模鍛的模具是鍛模。,鍛模模膛分類：鍛模的模膛根據(jù)其功能不同可分為制坯模膛和成形模膛兩大類。（1）制坯模膛：用于將形狀復(fù)雜的模鍛件制坯，初步鍛成近似形狀的模膛。又可分為： ① 拔長(zhǎng)模膛。減少坯料某部分橫截面積，增加該部分長(zhǎng)度的模膛。,② 滾壓模膛。翻轉(zhuǎn)操作使坯料的某一部分橫截面積減小，而另一部分橫截面積增大的模膛。,③ 彎曲模膛。使坯料彎曲的模膛。切斷模膛。

4、用于切斷料頭等多余部分的模膛。,（2）模鍛成形模膛（用于使鍛件成形的模膛）分為：① 預(yù)鍛模膛：為改善金屬流動(dòng)條件，使鍛件最終成形前獲得接近終鍛形狀的模膛。預(yù)鍛模膛的飛邊槽比較窄。,,② 終鍛模膛：模鍛時(shí)最后成形時(shí)用的模膛，為了保證鍛件形狀飽滿、輪廓清晰，需有比較寬的飛邊槽。 終鍛成形的鍛件帶有沖孔連皮和飛邊。,,在模膛的四周設(shè)有飛邊槽。飛邊槽的作用有三個(gè)：①容納多余的金屬；② 有利于金屬充滿模膛；③緩和上、下模間的沖擊，延長(zhǎng)模具的

5、壽命。,（2）鍛模的模膛 根據(jù)模鍛件的復(fù)雜程度的不同，可將鍛模設(shè)計(jì)為單膛鍛模和多膛鍛模。,單模膛——在一副鍛模上只有一個(gè)模腔。單模膛用于形狀比較簡(jiǎn)單的鍛件。,對(duì)于形狀復(fù)雜的鍛件；為提高生產(chǎn)率，在一副鍛模上設(shè)置幾個(gè)模腔，這類模膛稱為多模膛。,多模膛用于截面相差大或軸線彎曲的軸(桿)類鍛件及形狀不對(duì)稱的鍛件。多模膛由拔長(zhǎng)模膛、滾壓模膛、彎曲模膛、預(yù)鍛模膛、終鍛模膛等組成。,壓力機(jī)上模鍛　 （1）摩擦壓力機(jī)模鍛。摩擦壓力機(jī)是將飛輪旋轉(zhuǎn)所

6、積蓄的能量利用摩擦傳動(dòng)轉(zhuǎn)化成金屬的變形能進(jìn)行鍛造的。,摩擦壓力機(jī)上模鍛的特點(diǎn)：（1）滑塊運(yùn)動(dòng)速度低，可鍛造低塑性合金鋼和有色金屬；（2）承受偏心載荷能力差，僅適合單膛模鍛；（3）打擊速度低，可采用組合模具，降低生產(chǎn)成本，縮短生產(chǎn)周期；,（4）滑塊行程不固定，故工藝性廣泛。,摩擦壓力機(jī)在模鍛生產(chǎn)中主要適用于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的小型鍛件的大批量生產(chǎn)。,（2）曲柄壓力機(jī)模鍛。它是利用曲軸周期性的運(yùn)動(dòng)把壓力傳遞給金屬而進(jìn)行的鍛造。,特點(diǎn)：1）鍛造

7、力是壓力，坯料的變形速度較低，可鍛造塑性比較低的合金鋼；,2）鍛造時(shí)滑塊的行程不變，每個(gè)變形工步在一次行程中即可完成，便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化，具有很高生產(chǎn)率；3）滑塊運(yùn)動(dòng)精度高，并有鍛件頂出裝置，使模鍛斜度、加工余量、鍛造公差減小，鍛件精度比錘上模鍛高。,曲柄壓力機(jī)模鍛適宜以鐓粗或擠壓方式變形的批量比較大、精度要求比較高的鍛件,3、平鍛機(jī)上模鍛 平鍛機(jī)相當(dāng)于臥式的曲柄壓力機(jī)，平鍛機(jī)沿著水平方向?qū)ε髁鲜┘渝懺靿毫Α?平鍛機(jī)模鍛的

8、特點(diǎn)： ①平鍛機(jī)具有兩個(gè)分型面，可鍛出其它設(shè)備難以完成的兩個(gè)方向上帶有凹孔或凹槽的鍛件； ②坯料都是棒料或管材，并且只進(jìn)行局部（一端）加熱和局部變形加工，因此可鍛造立式鍛壓設(shè)備上不能鍛造的某些長(zhǎng)桿類鍛件?？蛇M(jìn)行深沖孔及深穿孔，也可用長(zhǎng)棒進(jìn)行連續(xù)鍛造多個(gè)鍛件；,③生產(chǎn)效率高，鍛件尺寸精確，表面光潔，節(jié)約金屬(模鍛斜度小或沒有斜度)； ④平鍛機(jī)可完成切邊、剪料、彎曲、熱精壓等聯(lián)合工序不需另外配壓力機(jī)。 ⑤需配備對(duì)棒料局部

9、加熱的專用加熱爐。,4、胎模鍛 胎模鍛是在自由鍛設(shè)備上使用簡(jiǎn)單的而不固定模具 (胎模) 生產(chǎn)鍛件的工藝方法。是介于自由鍛造和模鍛之間的一種鍛造方法。一般先用自由鍛造方法使坯料預(yù)成形，然后放在胎膜中終鍛成形。,胎模鍛特點(diǎn)是，與自由鍛相比，生產(chǎn)率和鍛件精度較高，粗糙度低，節(jié)約金屬材料。與模鍛相比，節(jié)約了設(shè)備投資，簡(jiǎn)化了模具制造。但生產(chǎn)率和鍛件質(zhì)量比模鍛低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，安全性差，模具壽命低。適用于小型鍛件的中小批量生產(chǎn)。,3) 套筒模

10、。適用于生產(chǎn)回轉(zhuǎn)體盤類鍛件， 4) 合模。適用于生產(chǎn)形狀復(fù)雜的非回轉(zhuǎn)體鍛件，,按照胎模結(jié)構(gòu)形式，常用胎膜可分為： 1) 摔模。適用于鍛造回轉(zhuǎn)體軸類鍛件 2) 扣模。用于平整鍛件的側(cè)面,5、精密模鍛 精密模鍛是在熱模鍛曲柄壓力機(jī)上，裝置具有模腔形狀復(fù)雜（接近于產(chǎn)品零件形狀）、尺寸精度高的精密鍛模，直接鍛造出所要求的產(chǎn)品零件的塑性成形方法。,精密模鍛特點(diǎn) （1）鍛件的尺寸公差小，表面質(zhì)量高；（2）鍛

11、件內(nèi)部形成按輪廓形狀分布的封閉纖維組織，機(jī)械性能好。（3）其缺點(diǎn)是模具制造復(fù)雜，對(duì)坯料尺寸和加熱質(zhì)量要求較高，僅適于大批量生產(chǎn)。,三、模鍛工藝規(guī)程的制訂,（一）、制訂鍛件圖：鍛件圖是生產(chǎn)和檢驗(yàn)鍛件及設(shè)計(jì)鍛模的依據(jù)。制訂鍛件圖時(shí)應(yīng)考慮如下問題。,1、分模面的確定分模面的含義：模鍛件的分模面是為了保證鍛件能夠順利地從鍛模中取出來(lái)而在模鍛件上最大截面處劃分的分界面。分模面也是劃分鍛模的上模與下模的分界面。,分模面的位置影響鍛件成形、鍛件出

12、模、模具加工、工步安排、金屬材料消耗和鍛件質(zhì)量。,確定分模面應(yīng)該遵循的幾個(gè)原則：,（1）要保證模鍛件能從模膛中順利取出，一般情況下，分模面應(yīng)該選擇在鍛件的最大截面上。,（2）應(yīng)該使上、下兩模沿分模面的模膛輪廓一致，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)?，F(xiàn)象，防止錯(cuò)模。,（3）分模面應(yīng)該選擇在使模膛深度最淺的位置上，以利于金屬充滿模膛，同時(shí)也方便鍛模的加工。,（4）分模面應(yīng)該是平面，應(yīng)該選擇鍛件的最大橫截面作為分模面，同時(shí)應(yīng)該使上、下模膛的深淺大致相等，以有利

13、于鍛件的取出、有利于鍛模的制造。,2．確定加工余量與鍛造公差 具體數(shù)值可查有關(guān)手冊(cè)。,3．確定模鍛斜度 為便于金屬充滿模膛及從模膛中取出鍛件，鍛件上與分模面垂直的表面均應(yīng)增設(shè)一定斜度，此斜度稱為模鍛斜度,4.圓角半徑：在模鍛件上所有兩平面的交角處均需做成圓角，以增加鍛件強(qiáng)度，使鍛造時(shí)金屬易于充填模膛，避免鍛模上的內(nèi)尖角處因應(yīng)力集中而產(chǎn)生裂紋，減輕鍛模磨損，延長(zhǎng)使用壽命。,5．沖孔連皮 錘上模鍛不能直接鍛出通孔，

14、孔內(nèi)必須留有一定厚度的金屬層，稱為沖孔連皮，鍛后在壓力機(jī)上沖除。 為了避免上、下模的沖頭直接接觸產(chǎn)生很大沖擊力，保護(hù)鍛模、保護(hù)鍛壓設(shè)備，沖孔連皮不能太薄。連皮厚度與孔徑有關(guān)。,各參數(shù)確定后，便可繪制模鍛件圖，其繪圖的方法與自由鍛件圖相同。,（二）確定模鍛工步,依據(jù)鍛件形狀的復(fù)雜程度確定模鍛的工步，然后根據(jù)已確定的工步設(shè)計(jì)模膛 。,長(zhǎng)軸類模鍛件常選用拔長(zhǎng)、滾壓、彎曲、預(yù)鍛和終鍛等工步。盤類模鍛件常選用鐓粗、終鍛等工步。,（三）

15、坯料質(zhì)量計(jì)算：計(jì)算方法與自由鍛相同。坯料質(zhì)量包括鍛件、飛邊、連皮、鉗口料頭和氧化皮質(zhì)量的總和。,（四）選擇模鍛設(shè)備：模鍛設(shè)備噸位根據(jù)鍛件質(zhì)量進(jìn)行選擇。,（五）修整工序 修整工序包括切邊、沖孔、校正、熱處理、清理等。,三、模鍛件的結(jié)構(gòu)工藝性 設(shè)計(jì)模鍛件時(shí)應(yīng)使結(jié)構(gòu)符合以下原則： (1) 應(yīng)具備一個(gè)合理的分模面，以便易于從鍛模中取出鍛件。 (2)僅配合表面設(shè)計(jì)為加工面，其余為非加工面，與錘擊方向平行的非加工面應(yīng)有模鍛