熱鍛、溫鍛成型工藝

1、熱鍛、溫鍛成型工藝熱鍛、溫鍛成型工藝 主講人：張振純 n1. 熱、冷、溫鍛工藝的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比熱、冷、溫鍛工藝的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比 n鍛造可根據(jù)是否采用模具而分為模鍛與自由鍛兩大類。緊固件鍛造鍛造可根據(jù)是否采用模具而分為模鍛與自由鍛兩大類。緊固件鍛造 成型全部為模鍛。成型全部為模鍛。 n模鍛又可根據(jù)金屬材料塑性變形時(shí)的溫度不同分為熱鍛、冷鍛與溫模鍛又可根據(jù)金屬材料塑性變形時(shí)的溫度不同分為熱鍛、冷鍛與溫 鍛三類。將金屬材料加熱至尚未產(chǎn)生過燒或過熱缺陷的很高的溫度鍛三類。將金屬材料加熱至尚未產(chǎn)生過燒或過熱缺陷的很高的溫度 下進(jìn)行塑性成型時(shí)下進(jìn)行塑性成型時(shí),稱為熱鍛稱為熱鍛;金屬材料不經(jīng)加熱金屬材料不經(jīng)加熱,在

2、常溫下進(jìn)行塑性在常溫下進(jìn)行塑性 成型時(shí)成型時(shí), 稱為冷鍛稱為冷鍛;將金屬材料加熱至尚未產(chǎn)生強(qiáng)烈氧化的較高的溫將金屬材料加熱至尚未產(chǎn)生強(qiáng)烈氧化的較高的溫 度下進(jìn)行塑性成型時(shí)度下進(jìn)行塑性成型時(shí), 稱為溫鍛。三類模鍛工藝的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比見稱為溫鍛。三類模鍛工藝的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比見表表 36-5。 n2 適用于緊固件成型的熱模鍛工藝類型、特點(diǎn)及成型原理適用于緊固件成型的熱模鍛工藝類型、特點(diǎn)及成型原理 n 熱模鍛可以根據(jù)塑性變形方式與所用成型設(shè)備的不同分為多種熱模鍛可以根據(jù)塑性變形方式與所用成型設(shè)備的不同分為多種 工藝類型。其中工藝類型。其中,適用于緊固件成型的工藝類型、特點(diǎn)及其簡要成型適用于緊固件成型的工藝類型

3、、特點(diǎn)及其簡要成型 原理見原理見表表36-6。 n3.異形緊固件開式熱模鍛（簡稱開式模鍛）異形緊固件開式熱模鍛（簡稱開式模鍛） n3.1開式熱模鍛的工藝流程、設(shè)備與工模具開式熱模鍛的工藝流程、設(shè)備與工模具 n 以吊環(huán)螺釘開式模鍛的工藝流程為例以吊環(huán)螺釘開式模鍛的工藝流程為例,一般為：下料一般為：下料加熱加熱 制坯制坯（預(yù)鍛）（預(yù)鍛）終鍛終鍛切邊與沖孔切邊與沖孔（熱校正）（熱校正）鍛后熱處理鍛后熱處理 清理清理（冷校正）（冷校正）檢驗(yàn)檢驗(yàn);帶括號(hào)者為非必選工序。帶括號(hào)者為非必選工序。 n吊環(huán)螺釘（吊環(huán)螺釘（GB/T 8251988）的材料為）的材料為20鋼或鋼或25鋼鋼;規(guī)格范圍為：規(guī)格范圍為：

4、 M8M1006。其開式模鍛各工序所用設(shè)備及工、模具見。其開式模鍛各工序所用設(shè)備及工、模具見表表36-7。 n3.2三種設(shè)備上開式熱模鍛的模具結(jié)構(gòu)三種設(shè)備上開式熱模鍛的模具結(jié)構(gòu) n a.熱模鍛曲柄壓力機(jī)上開式熱模鍛的模具結(jié)構(gòu)簡圖熱模鍛曲柄壓力機(jī)上開式熱模鍛的模具結(jié)構(gòu)簡圖, 見圖見圖36-36。 n由于熱模鍛曲柄壓力機(jī)上工作較平穩(wěn)由于熱模鍛曲柄壓力機(jī)上工作較平穩(wěn), 振動(dòng)小振動(dòng)小,因此可以采用由許多零件裝配而因此可以采用由許多零件裝配而 成的組合式通用模架。成的組合式通用模架。 n通用模架上設(shè)有通用模架上設(shè)有4個(gè)工位個(gè)工位,中間兩個(gè)工中間兩個(gè)工 位上設(shè)有上、下頂件桿位上設(shè)有上、下頂件桿,是預(yù)鍛與終

5、鍛工是預(yù)鍛與終鍛工 位位;兩側(cè)的工位上不設(shè)置上、下頂桿，可兩側(cè)的工位上不設(shè)置上、下頂桿，可 設(shè)計(jì)成鐓粗或卡壓等制坯工位。設(shè)計(jì)成鐓粗或卡壓等制坯工位。 n改換鍛件規(guī)格或品種時(shí)改換鍛件規(guī)格或品種時(shí),只需更換相應(yīng)只需更換相應(yīng) 的模塊的模塊,安裝、調(diào)整方便安裝、調(diào)整方便,模塊定位準(zhǔn)確。模塊定位準(zhǔn)確。 n b.模鍛錘上開式熱模鍛的模具模鍛錘上開式熱模鍛的模具 結(jié)構(gòu)簡圖結(jié)構(gòu)簡圖, 見圖見圖36-37。 n 由于模鍛錘工作時(shí)有強(qiáng)烈由于模鍛錘工作時(shí)有強(qiáng)烈 振動(dòng)振動(dòng),不能采用組合式模具不能采用組合式模具,只能只能 采用上、下對(duì)開的整體式模采用上、下對(duì)開的整體式模 塊。塊。 n 模塊上可設(shè)置模塊上可設(shè)置16個(gè)不同

6、個(gè)不同 工步的模槽。中部設(shè)預(yù)、終鍛工步的模槽。中部設(shè)預(yù)、終鍛 模槽模槽;當(dāng)不需要預(yù)鍛工步時(shí)當(dāng)不需要預(yù)鍛工步時(shí),終鍛終鍛 模槽的受力中心應(yīng)與錘桿的中模槽的受力中心應(yīng)與錘桿的中 心線重合心線重合;左右兩側(cè)可根據(jù)需要左右兩側(cè)可根據(jù)需要 設(shè)置鐓粗、拔長、滾擠、彎曲、設(shè)置鐓粗、拔長、滾擠、彎曲、 切斷等模槽。切斷等模槽。 n 上、下模塊用燕尾、楔、鍵上、下模塊用燕尾、楔、鍵 與錘頭和下砧進(jìn)行安裝與定位與錘頭和下砧進(jìn)行安裝與定位, 用薄墊片進(jìn)行位置微調(diào)。用薄墊片進(jìn)行位置微調(diào)。 n c.螺旋壓力機(jī)上開式模鍛模具的螺旋壓力機(jī)上開式模鍛模具的 結(jié)構(gòu)簡圖見圖結(jié)構(gòu)簡圖見圖 36-38。 n 由于螺旋壓力機(jī)工作時(shí)振動(dòng)

7、由于螺旋壓力機(jī)工作時(shí)振動(dòng) 較小較小,因此一般多采用組合式通用因此一般多采用組合式通用 模架。模架。 n 由于螺旋壓力機(jī)承受偏心載荷由于螺旋壓力機(jī)承受偏心載荷 的能力較差的能力較差,因此一般情況下只能因此一般情況下只能 在螺桿的中心設(shè)置一個(gè)終在螺桿的中心設(shè)置一個(gè)終 n鍛工位鍛工位;制坯工序需在空氣錘或輥制坯工序需在空氣錘或輥 鍛機(jī)上完成。特殊情況下鍛機(jī)上完成。特殊情況下,也允許也允許 在終鍛工位兩側(cè)設(shè)置模鍛力在終鍛工位兩側(cè)設(shè)置模鍛力 n很小的制坯工位很小的制坯工位,如鐓粗、卡壓等如鐓粗、卡壓等 工位。工位。 n終鍛模塊一般用燕尾、楔、鍵等終鍛模塊一般用燕尾、楔、鍵等 與模架的上、下模板安裝、定位

8、與模架的上、下模板安裝、定位; 也可采用壓板、螺釘進(jìn)行安裝、也可采用壓板、螺釘進(jìn)行安裝、 固定。固定。 n3.3 吊環(huán)螺釘開式模鍛工藝實(shí)吊環(huán)螺釘開式模鍛工藝實(shí) 例例 n以以GB/T 825 M10小規(guī)格吊環(huán)小規(guī)格吊環(huán) 螺釘在模鍛錘上進(jìn)行開式模鍛成螺釘在模鍛錘上進(jìn)行開式模鍛成 型為例型為例,其冷坯料尺寸圖、熱鍛件其冷坯料尺寸圖、熱鍛件 簡圖及模具簡圖簡圖及模具簡圖, 見圖見圖36-39。 模鍛方案的選定：小規(guī)格吊環(huán)螺模鍛方案的選定：小規(guī)格吊環(huán)螺 釘宜采用一模多件并且調(diào)頭模釘宜采用一模多件并且調(diào)頭模 鍛方案鍛方案;一模多件可提高一模多件可提高 n生產(chǎn)率生產(chǎn)率,調(diào)頭模鍛可省去夾鉗調(diào)頭模鍛可省去夾鉗

9、料頭料頭,節(jié)約原材料。由圖節(jié)約原材料。由圖36-39 可見可見,坯料的下料長度為坯料的下料長度為 315mm;一根長棒料整體加熱一根長棒料整體加熱 后（始鍛溫度后（始鍛溫度1250）,可連可連 續(xù)鍛出續(xù)鍛出4個(gè)吊環(huán)螺釘（始鍛溫個(gè)吊環(huán)螺釘（始鍛溫 度不低于度不低于800）。）。 n模鍛工步的選定：為盡量減少毛邊損失模鍛工步的選定：為盡量減少毛邊損失,選用了滾擠制坯工步（見選用了滾擠制坯工步（見 圖圖36-39,模具圖左側(cè)模具圖左側(cè) n模槽為滾擠模槽）模槽為滾擠模槽）;由于滾擠工步需多次翻轉(zhuǎn)由于滾擠工步需多次翻轉(zhuǎn)90 ? 0鍛打鍛打,因此可同時(shí)因此可同時(shí) 去除棒料表面的氧化皮。為了保證吊環(huán)孔的順利

10、成型去除棒料表面的氧化皮。為了保證吊環(huán)孔的順利成型,并為了提高并為了提高 終鍛模槽的使用壽命終鍛模槽的使用壽命,選用了預(yù)鍛工步（見圖選用了預(yù)鍛工步（見圖36-39,模具圖中部右側(cè)模具圖中部右側(cè) 的模槽為預(yù)鍛模槽的模槽為預(yù)鍛模槽;預(yù)鍛模槽沒有毛邊槽）。終鍛完成后預(yù)鍛模槽沒有毛邊槽）。終鍛完成后,一模兩件一模兩件 仍連在一起仍連在一起;因此因此,一模多件方案時(shí)一模多件方案時(shí),必須設(shè)置切斷工步（圖必須設(shè)置切斷工步（圖36-39中中, 模具的右前角處設(shè)有切斷模槽）。對(duì)于一模多件調(diào)頭模鍛方案模具的右前角處設(shè)有切斷模槽）。對(duì)于一模多件調(diào)頭模鍛方案,模模 鍛操作的順序是：鍛出兩件后首先切掉一件鍛操作的順序是

11、：鍛出兩件后首先切掉一件,留一件作夾鉗頭用留一件作夾鉗頭用,暫暫 不切下不切下;調(diào)頭鍛出另兩件后調(diào)頭鍛出另兩件后,將連在一起的將連在一起的3個(gè)鍛件全部切離。個(gè)鍛件全部切離。 n設(shè)備選定：選用設(shè)備選定：選用1t模鍛錘。模鍛錘。 n4 螺母閉式熱模鍛螺母閉式熱模鍛 n4.1螺母在三種常用設(shè)備上閉式熱模鍛的工藝流程與各工序?qū)Ρ嚷菽冈谌N常用設(shè)備上閉式熱模鍛的工藝流程與各工序?qū)Ρ?n 螺母閉式熱模鍛的一般工藝流程為：（下料）螺母閉式熱模鍛的一般工藝流程為：（下料）加熱加熱（制坯）（制坯） 終鍛終鍛（沖孔）（沖孔）鍛后熱處理鍛后熱處理清理清理檢驗(yàn)檢驗(yàn);其中其中,帶括號(hào)的工序帶括號(hào)的工序 在平鍛機(jī)閉式熱模

12、鍛螺母的工藝流程中不需設(shè)置。在平鍛機(jī)閉式熱模鍛螺母的工藝流程中不需設(shè)置。 n三種常用設(shè)備上閉式熱模鍛螺母時(shí)三種常用設(shè)備上閉式熱模鍛螺母時(shí),各工序的特點(diǎn)對(duì)比見各工序的特點(diǎn)對(duì)比見表表36-8。 n4.2 平鍛機(jī)上閉式熱模鍛圓螺母工藝與模具平鍛機(jī)上閉式熱模鍛圓螺母工藝與模具 n圖圖36-40所示為所示為GB/T 8101988 M 802小圓螺母的平鍛模具簡圖、小圓螺母的平鍛模具簡圖、 平鍛工步尺寸圖及熱棒料尺寸圖。小圓螺母的材料為平鍛工步尺寸圖及熱棒料尺寸圖。小圓螺母的材料為45鋼。鋼。 n工藝過程為：長棒料端部加熱（長棒料上被加熱段的長度工藝過程為：長棒料端部加熱（長棒料上被加熱段的長度,可鍛制

13、可鍛制3 5個(gè)螺母個(gè)螺母,始鍛溫度為始鍛溫度為1200）沖孔終成型同時(shí)完成擴(kuò)徑輔助工步?jīng)_孔終成型同時(shí)完成擴(kuò)徑輔助工步 （根據(jù)平鍛工藝規(guī)范（根據(jù)平鍛工藝規(guī)范,對(duì)孔徑相對(duì)較大的通孔件對(duì)孔徑相對(duì)較大的通孔件,選定的坯料直徑應(yīng)小選定的坯料直徑應(yīng)小 于鍛件的孔徑于鍛件的孔徑;為保證在下一個(gè)穿孔工步后長棒料上不形成臺(tái)階為保證在下一個(gè)穿孔工步后長棒料上不形成臺(tái)階,必須必須 在終成型工步中將棒料與鍛件連接面處的直徑擴(kuò)大至與孔徑相等）在終成型工步中將棒料與鍛件連接面處的直徑擴(kuò)大至與孔徑相等） 穿孔工步穿孔工步鍛后熱處理鍛后熱處理清理清理檢驗(yàn)。檢驗(yàn)。 n平鍛設(shè)備為平鍛設(shè)備為8000kN垂直分模平鍛機(jī)。在平鍛機(jī)上鍛

14、制通孔件時(shí)垂直分模平鍛機(jī)。在平鍛機(jī)上鍛制通孔件時(shí),長棒長棒 料的送進(jìn)位置用設(shè)備上的前擋板定位。料的送進(jìn)位置用設(shè)備上的前擋板定位。 n4.3 螺旋壓力機(jī)上閉式熱模鍛大規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)六角螺母工藝與模具螺旋壓力機(jī)上閉式熱模鍛大規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)六角螺母工藝與模具 n圖圖36-41所示為所示為GB/T 412000 M36 六角螺母六角螺母 C級(jí)在摩擦螺旋壓力機(jī)級(jí)在摩擦螺旋壓力機(jī) 上進(jìn)行閉式模鍛的工藝過程簡圖。上進(jìn)行閉式模鍛的工藝過程簡圖。 n工藝過程為：下料（棒料剪床或沖床上冷剪）工藝過程為：下料（棒料剪床或沖床上冷剪）加熱（始鍛溫度為加熱（始鍛溫度為1 200）鐓粗（在鐓粗（在630kN沖床上鐓粗去除氧化皮）沖床

15、上鐓粗去除氧化皮）閉式終鍛（選閉式終鍛（選 用用3000kN摩擦螺旋壓力機(jī)）摩擦螺旋壓力機(jī)）沖孔（在沖孔（在1 000kN沖床上沖除沖孔連沖床上沖除沖孔連 皮）。皮）。 n圖圖36-42為在摩擦螺旋壓力機(jī)上進(jìn)行閉式模鍛大規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)六角螺母的為在摩擦螺旋壓力機(jī)上進(jìn)行閉式模鍛大規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)六角螺母的 終鍛模具簡圖。終鍛模具簡圖。 n4.4沖床上閉式熱模鍛六角沖床上閉式熱模鍛六角 法蘭面螺母工藝與模具法蘭面螺母工藝與模具 n圖圖36-43所示為在沖床上閉所示為在沖床上閉 式熱模鍛式熱模鍛GB/T 6177.1 2000 M20六角法蘭面螺母六角法蘭面螺母 (10級(jí)級(jí))的工藝過程簡圖。螺的工藝過程簡圖。螺

16、母材料為母材料為40Gr鋼。鋼。 n工藝過程為：下料（冷拔料工藝過程為：下料（冷拔料 或熱軋棒料剝皮或熱軋棒料剝皮,精密下料精密下料, 嚴(yán)格控制坯料體積偏差）嚴(yán)格控制坯料體積偏差） 加熱（中頻加熱加熱（中頻加熱, 始鍛溫度始鍛溫度 為為1050）制坯（在制坯（在 630kN沖床上鐓粗去除氧化沖床上鐓粗去除氧化 皮）皮）終鍛（在終鍛（在1600kN沖沖 床上閉式?jīng)_孔終鍛成型）床上閉式?jīng)_孔終鍛成型） 沖孔與精整（在沖孔與精整（在800kN沖床沖床 上沖孔同時(shí)精整內(nèi)孔與下端上沖孔同時(shí)精整內(nèi)孔與下端 面上的倒角）面上的倒角）鍛后熱處理鍛后熱處理 (10級(jí)級(jí))與表面處理與表面處理(氧化氧化) 清理清理檢

17、驗(yàn)。檢驗(yàn)。 n圖圖36-44為在沖床上進(jìn)行為在沖床上進(jìn)行 閉式模鍛六角法蘭面螺母閉式模鍛六角法蘭面螺母 的閉式模鍛模具簡圖。的閉式模鍛模具簡圖。 n5.螺栓或螺釘熱頂鐓螺栓或螺釘熱頂鐓 n5.1螺栓或螺釘熱頂鐓的工步類型與工步數(shù)量選定螺栓或螺釘熱頂鐓的工步類型與工步數(shù)量選定 n螺栓或螺釘熱頂鐓的工步類型：適用于螺栓或螺釘熱頂鐓的工步有自螺栓或螺釘熱頂鐓的工步類型：適用于螺栓或螺釘熱頂鐓的工步有自 由頂鐓與在凸模上由頂鐓與在凸模上 n錐臺(tái)形模槽中頂鐓（簡稱聚料）兩種類型錐臺(tái)形模槽中頂鐓（簡稱聚料）兩種類型,如圖如圖36-45所示。自由頂鐓所示。自由頂鐓 時(shí)時(shí),棒料上的變形段（圖棒料上的變形段（圖

18、 n36-45 a中中l(wèi)0段）在不受段）在不受 n模具約束的情況下模具約束的情況下,不會(huì)不會(huì) n因產(chǎn)生軸向失穩(wěn)而彎曲因產(chǎn)生軸向失穩(wěn)而彎曲, n可單工步頂鐓成型。在可單工步頂鐓成型。在 n凸模上的錐臺(tái)形模槽中凸模上的錐臺(tái)形模槽中 n頂鐓時(shí)頂鐓時(shí),棒料上的變形段棒料上的變形段 n（圖（圖36-45 b中中l(wèi)0段）雖段）雖 n然會(huì)因軸向失穩(wěn)而彎曲然會(huì)因軸向失穩(wěn)而彎曲; n但因受錐臺(tái)側(cè)壁的限制但因受錐臺(tái)側(cè)壁的限制, n僅產(chǎn)生允許程度內(nèi)的彎僅產(chǎn)生允許程度內(nèi)的彎 n曲曲,而不會(huì)生成折紋。而不會(huì)生成折紋。 n自由頂鐓的應(yīng)用限制條件：為了保證棒料上的變形段（圖自由頂鐓的應(yīng)用限制條件：為了保證棒料上的變形段（圖

19、36-45 a 中中l(wèi)0段）在頂鐓過程段）在頂鐓過程 n中不會(huì)因產(chǎn)生軸向失穩(wěn)而彎曲中不會(huì)因產(chǎn)生軸向失穩(wěn)而彎曲,必須限制變形段的長徑比必須限制變形段的長徑比l0 / d0;自自 由頂鐓時(shí)由頂鐓時(shí), l0 / d0的最大允許值見表的最大允許值見表36-9。表中。表中,平?jīng)_頭用于頭部頂平?jīng)_頭用于頭部頂 面基本為平面的各種螺栓（包括凹穴頭螺栓）面基本為平面的各種螺栓（包括凹穴頭螺栓）;沖孔沖頭用于頭部沖孔沖頭用于頭部 有凹槽（如內(nèi)六角）的各種螺釘。采用沖孔沖頭頂鐓時(shí)有凹槽（如內(nèi)六角）的各種螺釘。采用沖孔沖頭頂鐓時(shí),變形段軸變形段軸 向失穩(wěn)的傾向比采用平?jīng)_頭時(shí)大。向失穩(wěn)的傾向比采用平?jīng)_頭時(shí)大。 沖頭型式

20、沖頭型式料徑料徑 / mm 棒料下料后的端面斜度棒料下料后的端面斜度 0 ? 13 ? 1（鋸切、車）（鋸切、車）3 ? 16 ? 1（剪切）（剪切） 平?jīng)_頭平?jīng)_頭 502.5+0.01 d02.+0.01 d0 5032.5 沖孔沖頭沖孔沖頭 501.5+0.01 d01+0.01 d0 5021.5 nC.螺栓或螺釘熱頂鐓的工步數(shù)量的選定：對(duì)于絕大多數(shù)類型的螺栓螺栓或螺釘熱頂鐓的工步數(shù)量的選定：對(duì)于絕大多數(shù)類型的螺栓 或螺釘或螺釘,由于其頭部的由于其頭部的 n體積相對(duì)較小體積相對(duì)較小,一般情況下其一般情況下其l0 /d0值均滿足自由頂鐓的限制條件值均滿足自由頂鐓的限制條件,即即 只需自由頂

21、鐓一個(gè)工步即可終鍛成型只需自由頂鐓一個(gè)工步即可終鍛成型;但是但是,對(duì)于少數(shù)頭部體積相對(duì)對(duì)于少數(shù)頭部體積相對(duì) 較大的螺栓或螺釘較大的螺栓或螺釘,如六角頭蓋形螺栓、扁圓頭方頸螺栓、如六角頭蓋形螺栓、扁圓頭方頸螺栓、T形槽用形槽用 螺栓等螺栓等,由于其頭部體積相對(duì)較大由于其頭部體積相對(duì)較大,l0 /d0不能滿足自由頂鐓的限制條不能滿足自由頂鐓的限制條 件件,必須采用兩工步成型工藝必須采用兩工步成型工藝,即聚料即聚料自由頂鐓終鍛成型。自由頂鐓終鍛成型。 nD.錐臺(tái)形模槽尺寸的限制條件：在圖錐臺(tái)形模槽尺寸的限制條件：在圖36-45 b)中中,為保證為保證l0段在頂鐓段在頂鐓 的全過程中僅產(chǎn)生允許程度內(nèi)的

22、彎曲的全過程中僅產(chǎn)生允許程度內(nèi)的彎曲,而不會(huì)產(chǎn)生折紋而不會(huì)產(chǎn)生折紋,必須對(duì)錐臺(tái)必須對(duì)錐臺(tái) 大端直徑大端直徑d1與敞開段長度與敞開段長度l1的尺寸范圍進(jìn)行限制。限制條件為：當(dāng)?shù)某叽绶秶M(jìn)行限制。限制條件為：當(dāng) 選定選定d1=1.5 d0時(shí)時(shí), l12d0;當(dāng)選定當(dāng)選定d1=1.25 d0時(shí)時(shí), l13d0。 nE. 錐臺(tái)形模槽設(shè)計(jì)要點(diǎn)：首先選定錐臺(tái)的大端直徑錐臺(tái)形模槽設(shè)計(jì)要點(diǎn)：首先選定錐臺(tái)的大端直徑d1和小端直徑和小端直徑 d2。d1按上述限制條件選定按上述限制條件選定; d2=（1.051.2）d0。其次根據(jù)變。其次根據(jù)變 形前后體積相等形前后體積相等,并考慮錐臺(tái)體積比變形段體積大（并考慮錐臺(tái)

23、體積比變形段體積大（56）%的原的原 則則,計(jì)算出錐臺(tái)高度和計(jì)算出錐臺(tái)高度和l1;最后校核最后校核l1是否滿足限制條件是否滿足限制條件;若不滿足時(shí)若不滿足時(shí), 應(yīng)重新選定。應(yīng)重新選定。 n5.2兩種常用設(shè)備上熱頂鐓螺栓、螺釘?shù)墓に嚵鞒膛c優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比兩種常用設(shè)備上熱頂鐓螺栓、螺釘?shù)墓に嚵鞒膛c優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比 n 在螺旋壓力機(jī)或沖床上熱頂鐓螺栓、螺釘?shù)墓に嚵鞒袒鞠嗤诼菪龎毫C(jī)或沖床上熱頂鐓螺栓、螺釘?shù)墓に嚵鞒袒鞠嗤?一般為：一般為： 下料下料加熱加熱（聚料）（聚料）自由頂鐓自由頂鐓鍛后熱處理鍛后熱處理清理清理（去毛刺）（去毛刺）檢檢 驗(yàn)。驗(yàn)。 n其中其中,聚料工序（步）只用于聚料工序（步）只用于5.

24、1條所列舉的極少數(shù)特殊種類的螺栓或螺釘。條所列舉的極少數(shù)特殊種類的螺栓或螺釘。 當(dāng)聚料安排在另外一臺(tái)設(shè)備上進(jìn)行時(shí)當(dāng)聚料安排在另外一臺(tái)設(shè)備上進(jìn)行時(shí),即聚料工序即聚料工序;當(dāng)聚料安排在同一臺(tái)設(shè)當(dāng)聚料安排在同一臺(tái)設(shè) 備上進(jìn)行時(shí)（在同一臺(tái)雙點(diǎn)單動(dòng)壓力機(jī)上設(shè)置兩套頂鐓?；蛟谕慌_(tái)設(shè)備備上進(jìn)行時(shí)（在同一臺(tái)雙點(diǎn)單動(dòng)壓力機(jī)上設(shè)置兩套頂鐓?；蛟谕慌_(tái)設(shè)備 上設(shè)置兩個(gè)可更換工位的沖頭）上設(shè)置兩個(gè)可更換工位的沖頭）,即聚料工步。即聚料工步。 n兩種常用設(shè)備上熱頂鐓螺栓、螺釘各工序的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比兩種常用設(shè)備上熱頂鐓螺栓、螺釘各工序的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比,見表見表36-10。 對(duì)比項(xiàng)目對(duì)比項(xiàng)目螺旋壓力機(jī)上頂鐓螺旋壓力機(jī)上頂鐓沖床上

25、頂鐓沖床上頂鐓 可鐓螺栓的規(guī)格與長 度 大規(guī)格,大長度小規(guī)格,小長度 坯料形式多為熱軋棒料多為冷拔棒料 下料方法多為剪切下料多為精密下料 對(duì)坯料體積偏差的要 求 不嚴(yán)格（因設(shè)備行程 不固定） 很嚴(yán)格（因設(shè)備行程 固定） 加熱始鍛 溫度的選定 單工 步 為減少氧化皮和脫碳應(yīng)盡量低,推薦1000 兩工 步 在保證終鍛溫度高于800的前題下選定 頭部與桿部中心錯(cuò)差 （頭部與桿部的同軸 度） 較大 （模具導(dǎo)向精度較低 ） 較小 （模具導(dǎo)向精度較高 ） 生產(chǎn)率較低較高 勞動(dòng)條件較差較好 n5.3熱頂鐓螺栓的模具結(jié)構(gòu)實(shí)熱頂鐓螺栓的模具結(jié)構(gòu)實(shí) 例例 n螺旋壓力機(jī)上單工步熱頂鐓螺螺旋壓力機(jī)上單工步熱頂鐓螺 栓

26、模具結(jié)構(gòu)實(shí)例：圖栓模具結(jié)構(gòu)實(shí)例：圖36-46所所 示為示為GB/T 57802000 六六 nA.角頭螺栓角頭螺栓 C級(jí)級(jí)M42280螺螺 栓在栓在3000kN國產(chǎn)摩擦螺旋壓國產(chǎn)摩擦螺旋壓 力機(jī)上熱頂鐓螺栓模具結(jié)構(gòu)簡力機(jī)上熱頂鐓螺栓模具結(jié)構(gòu)簡 圖。由于圖。由于C級(jí)級(jí)(粗制粗制)螺栓頭部螺栓頭部 與桿部的同軸度要求不嚴(yán)格與桿部的同軸度要求不嚴(yán)格, 因此沒必要采用導(dǎo)柱式模架因此沒必要采用導(dǎo)柱式模架; 上、下模之間采用上、下模之間采用“模口定?？诙?位位”,即利用上、下模之間的即利用上、下模之間的 圓柱面間隙配合導(dǎo)向。模具下圓柱面間隙配合導(dǎo)向。模具下 方設(shè)有頂桿方設(shè)有頂桿,以頂出螺栓以頂出螺栓;由于

27、由于 棒料下端并未加熱棒料下端并未加熱,頂鐓后下頂鐓后下 端未變形端未變形,因此頂桿的頂出行因此頂桿的頂出行 程可以很小程可以很小,不必將桿部全長不必將桿部全長 全部頂出。全部頂出。 n由此實(shí)例可見由此實(shí)例可見,由于螺旋壓力機(jī)的開口高度比沖床大由于螺旋壓力機(jī)的開口高度比沖床大,因此適用于鐓鍛大因此適用于鐓鍛大 規(guī)格的長螺栓或螺釘。規(guī)格的長螺栓或螺釘。 nB.螺旋壓力機(jī)上兩工步熱頂鐓螺栓模具結(jié)構(gòu)實(shí)例：圖螺旋壓力機(jī)上兩工步熱頂鐓螺栓模具結(jié)構(gòu)實(shí)例：圖36-47所示為六角所示為六角 頭蓋形螺栓在摩擦螺旋壓力機(jī)上兩工位熱頂鐓的模具結(jié)構(gòu)簡圖。在壓頭蓋形螺栓在摩擦螺旋壓力機(jī)上兩工位熱頂鐓的模具結(jié)構(gòu)簡圖。在壓

28、 力機(jī)的中軸線位置只設(shè)一個(gè)下模力機(jī)的中軸線位置只設(shè)一個(gè)下模;上模座可以沿導(dǎo)軌手動(dòng)推拉換位。這上模座可以沿導(dǎo)軌手動(dòng)推拉換位。這 種種“一模兩沖一模兩沖”型式的頂鐓模型式的頂鐓模,適用于在螺栓批量較大時(shí)使用適用于在螺栓批量較大時(shí)使用;當(dāng)批量較當(dāng)批量較 小時(shí)小時(shí),適于在兩臺(tái)設(shè)備上分兩個(gè)工序進(jìn)行鐓鍛。適于在兩臺(tái)設(shè)備上分兩個(gè)工序進(jìn)行鐓鍛。 兩個(gè)工序時(shí)兩個(gè)工序時(shí),頂鐓模結(jié)構(gòu)頂鐓模結(jié)構(gòu) 與圖與圖36-47所示結(jié)構(gòu)基本所示結(jié)構(gòu)基本 相同。相同。 nC.沖床上熱頂鐓螺栓模具結(jié)構(gòu)實(shí)沖床上熱頂鐓螺栓模具結(jié)構(gòu)實(shí) 例：圖例：圖36-48所示為所示為 M121.25118-10.9汽車用六角汽車用六角 n頭法蘭面高強(qiáng)螺栓

29、熱頂鐓模具工頭法蘭面高強(qiáng)螺栓熱頂鐓模具工 作部分的結(jié)構(gòu)簡圖。坯料為作部分的結(jié)構(gòu)簡圖。坯料為40Gr 鋼冷拔料鋼冷拔料,坯料外徑為坯料外徑為12.7,下料下料 長度偏差長度偏差0.5mm。在。在2500kN沖沖 床上進(jìn)行閉式頂鐓。采用中頻感床上進(jìn)行閉式頂鐓。采用中頻感 應(yīng)爐進(jìn)行端部局部加熱應(yīng)爐進(jìn)行端部局部加熱, n始鍛溫度取為始鍛溫度取為1000。由圖可見。由圖可見, 在螺栓頭部法蘭面邊緣處是敞開在螺栓頭部法蘭面邊緣處是敞開 的的,坯料的體積偏差將導(dǎo)致法蘭的坯料的體積偏差將導(dǎo)致法蘭的 最大直徑偏差最大直徑偏差;設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)計(jì)時(shí),在法蘭外徑在法蘭外徑 處已留有加工余量處已留有加工余量;法蘭外徑處的法蘭

30、外徑處的 余量在車削法蘭外徑時(shí)被切除。余量在車削法蘭外徑時(shí)被切除。 上模設(shè)有碟形彈簧推動(dòng)的頂件桿上模設(shè)有碟形彈簧推動(dòng)的頂件桿, 可在螺栓頂鐓后立即將螺栓頂出可在螺栓頂鐓后立即將螺栓頂出; 減少了上模接觸鍛件的時(shí)間減少了上模接觸鍛件的時(shí)間,有利有利 于延長上模的使用壽命。于延長上模的使用壽命。 n下模設(shè)有由導(dǎo)柱式模架的上底板拉動(dòng)的下頂件桿下模設(shè)有由導(dǎo)柱式模架的上底板拉動(dòng)的下頂件桿;下頂件桿由高速鋼下頂件桿由高速鋼 制成制成,可兼作冷擠中心孔的沖頭?？杉孀骼鋽D中心孔的沖頭。 n6.緊固件的熱擠壓緊固件的熱擠壓 n6.1熱擠壓的工藝類型與簡要成型原理熱擠壓的工藝類型與簡要成型原理 n和冷擠壓一樣和冷

31、擠壓一樣,熱擠壓可根據(jù)變形方式的不同分為正擠壓、反擠壓與熱擠壓可根據(jù)變形方式的不同分為正擠壓、反擠壓與 復(fù)合擠壓三種主要類型復(fù)合擠壓三種主要類型,其成型過程簡圖與簡要成型原理其成型過程簡圖與簡要成型原理,見見表表36-11。 6.2 熱擠壓的工藝潤滑熱擠壓的工藝潤滑 n 熱擠壓與熱閉式模鍛、熱頂鐓相比較熱擠壓與熱閉式模鍛、熱頂鐓相比較,單位成型力（凸模的單位單位成型力（凸模的單位 橫斷面積上承受的工作載荷）很大橫斷面積上承受的工作載荷）很大,因此采取有效的工藝潤滑措施對(duì)因此采取有效的工藝潤滑措施對(duì) 保證擠壓件質(zhì)量和提高模具壽命均有重要作用。保證擠壓件質(zhì)量和提高模具壽命均有重要作用。 n 熱擠壓

32、最常用的工藝潤滑劑是水劑石墨乳。潤滑方法是熱擠壓最常用的工藝潤滑劑是水劑石墨乳。潤滑方法是,用專用用專用 噴槍將石墨乳噴涂在擠壓凹模與凸模表面。水劑石墨乳已商品化。噴槍將石墨乳噴涂在擠壓凹模與凸模表面。水劑石墨乳已商品化。 n6.3沖床上熱擠壓輪轂螺套工藝與模具實(shí)例沖床上熱擠壓輪轂螺套工藝與模具實(shí)例 n 圖圖36-49為高強(qiáng)輪轂螺套的熱擠壓過程簡圖。螺套的材料為為高強(qiáng)輪轂螺套的熱擠壓過程簡圖。螺套的材料為40Gr 鋼鋼,選用坯料直徑為選用坯料直徑為27。 n加熱采用中頻感應(yīng)加熱。為了盡量減少坯料的氧化與脫碳加熱采用中頻感應(yīng)加熱。為了盡量減少坯料的氧化與脫碳,選用較低選用較低 的加熱溫度的加熱溫

33、度,始鍛溫度為始鍛溫度為1050。鍛造過程為：加熱。鍛造過程為：加熱鐓粗去除氧化鐓粗去除氧化 皮皮制坯制坯擠壓。鐓粗在擠壓。鐓粗在630kN沖床上進(jìn)行沖床上進(jìn)行;制坯工序在制坯工序在800kN沖床上沖床上 進(jìn)行進(jìn)行,采用頂鐓模具鐓出凸緣（采用頂鐓模具鐓出凸緣（37）并同時(shí)沖出盲孔）并同時(shí)沖出盲孔;坯料的下部坯料的下部,在在 凹模中縮出凹模中縮出60 ? 0錐面。擠壓工序在錐面。擠壓工序在1600kN沖床上進(jìn)行沖床上進(jìn)行,采用復(fù)合擠壓采用復(fù)合擠壓 模具模具,坯料下端正擠出正方截面坯料下端正擠出正方截面;上端反擠出內(nèi)螺紋孔。反擠時(shí)凸緣部上端反擠出內(nèi)螺紋孔。反擠時(shí)凸緣部 分基本不再變形。分基本不再變

34、形。 n 輪轂螺套頂鐓制坯模具的結(jié)構(gòu)簡圖如圖輪轂螺套頂鐓制坯模具的結(jié)構(gòu)簡圖如圖36-50 a)所示。由圖可見所示。由圖可見,其其 變形方式屬開式頂鐓變形方式屬開式頂鐓;鐓出凸緣并擠出盲孔鐓出凸緣并擠出盲孔,由于坯料體積偏差很小由于坯料體積偏差很小,不不 產(chǎn)生很大的橫向毛邊產(chǎn)生很大的橫向毛邊;但凸緣的直徑偏差較大但凸緣的直徑偏差較大,當(dāng)直徑尺寸公差較嚴(yán)格當(dāng)直徑尺寸公差較嚴(yán)格 時(shí)時(shí),需安排后續(xù)切削加工工序。需安排后續(xù)切削加工工序。 n輪轂螺套復(fù)合擠壓模具的結(jié)構(gòu)簡圖如圖輪轂螺套復(fù)合擠壓模具的結(jié)構(gòu)簡圖如圖36-50 b)所示。與冷、溫?cái)D壓所示。與冷、溫?cái)D壓 相比較相比較,由于熱擠時(shí)單位擠壓力較小由于熱

35、擠時(shí)單位擠壓力較小,因此正擠壓凹模和反擠壓凸?？梢虼苏龜D壓凹模和反擠壓凸模可 沒有沒有“工作帶工作帶”,即凹?？谆蚍磾D凸模的工作部分為等截面結(jié)構(gòu)。即凹?？谆蚍磾D凸模的工作部分為等截面結(jié)構(gòu)。 n7.緊固件溫鍛緊固件溫鍛 n7.1緊固件溫鍛的工藝類型與選用原則緊固件溫鍛的工藝類型與選用原則 n 在熱模鍛的各種工藝類型中在熱模鍛的各種工藝類型中,除開式模鍛外除開式模鍛外,其余三種工藝類型其余三種工藝類型,即即 閉式模鍛、頂鐓與擠壓閉式模鍛、頂鐓與擠壓,均可進(jìn)行溫鍛均可進(jìn)行溫鍛;熱模鍛各工藝類型中所用的模熱模鍛各工藝類型中所用的模 鍛設(shè)備鍛設(shè)備,除平鍛機(jī)為專用于熱模鍛的設(shè)備外除平鍛機(jī)為專用于熱模鍛的設(shè)

36、備外,其余各種設(shè)備均可用于溫其余各種設(shè)備均可用于溫 鍛。鍛。 n 溫鍛的工藝流程與熱鍛基本相同溫鍛的工藝流程與熱鍛基本相同,僅下料工序與加熱工序的要求僅下料工序與加熱工序的要求 稍有差別。下料一般采用帶鋸下料稍有差別。下料一般采用帶鋸下料,可保證坯料的長度尺寸偏差小于可保證坯料的長度尺寸偏差小于 （0.51）mm ,并可保證坯料的端面斜度小于并可保證坯料的端面斜度小于3 ? 0加熱加熱,一般采用中一般采用中 頻感應(yīng)加熱爐進(jìn)行快速加熱頻感應(yīng)加熱爐進(jìn)行快速加熱,由于加熱的始鍛溫度比熱鍛時(shí)低很多由于加熱的始鍛溫度比熱鍛時(shí)低很多 （見（見7.2條）條）,因此可保證坯料表面僅產(chǎn)生輕微的氧化與脫碳。因此可

37、保證坯料表面僅產(chǎn)生輕微的氧化與脫碳。 n 溫鍛的工藝類型與選用原則溫鍛的工藝類型與選用原則,見表見表36-12。 工藝類型工藝類型常用設(shè)備常用設(shè)備坯料形式坯料形式 適用適用 件件 選用原則選用原則 閉閉 式式 溫溫 鍛鍛 螺旋壓力螺旋壓力 機(jī)上閉式機(jī)上閉式 溫鍛溫鍛 110MN 螺旋壓力螺旋壓力 機(jī)機(jī) 冷拔棒料冷拔棒料 采用帶鋸采用帶鋸 下料下料,或熱或熱 軋棒料采軋棒料采 用帶鋸下用帶鋸下 料后再用料后再用 無心磨床無心磨床 將外圓剝將外圓剝 皮皮;批量較批量較 小時(shí)小時(shí),也可也可 采用熱軋采用熱軋 棒料用車棒料用車 床下料床下料 螺母螺母 由于溫鍛件的精度接近于冷鍛由于溫鍛件的精度接近于冷鍛 件的精度、遠(yuǎn)高于熱鍛件的精件的精度、遠(yuǎn)高于熱鍛件的精 度度;因此因此,在自動(dòng)冷鐓機(jī)上不能在自動(dòng)冷鐓機(jī)上不能 鍛制的大規(guī)格緊固件和不適于鍛制的大規(guī)格緊固件和不適于 在自動(dòng)冷鐓機(jī)上鍛制的高強(qiáng)鋼、在自動(dòng)冷鐓機(jī)上鍛制的高強(qiáng)鋼、 不銹鋼緊固件應(yīng)首先考慮選用不銹鋼緊固件應(yīng)首先考慮選用 溫鍛工藝鍛制。由于溫鍛的成溫鍛工藝鍛制。由于溫鍛的成 型力約比熱鍛時(shí)大型力約比熱鍛時(shí)大35倍倍,當(dāng)當(dāng) 本企業(yè)由于設(shè)備能力的限制而本企業(yè)由于設(shè)備能力的限制而 不能采用溫鍛工藝時(shí)不能采用溫鍛工藝時(shí),在能保在能保 證緊固件技術(shù)條件要求的前題證緊固件技術(shù)條件要求的前題 下下,也可以采用始鍛溫度較一也可以采用