鍛造方法與工藝

1、鍛造方法與工藝 2. 2.輔助工序輔助工序 為方便基本工序的操作，先對坯為方便基本工序的操作，先對坯料進行少量的變形，如壓肩、壓鉗口、倒棱等；料進行少量的變形，如壓肩、壓鉗口、倒棱等； 3. 3.精整工序精整工序 為使鍛件尺寸、表面合格，基本為使鍛件尺寸、表面合格，基本工序后應(yīng)用的工序工序后應(yīng)用的工序, ,如如校正、滾圓、表面平整校正、滾圓、表面平整等。等。 鍛件分類及基本工序方案鍛件分類及基本工序方案: 見下表自由鍛常用設(shè)備按施力的性質(zhì)分為：見下表自由鍛常用設(shè)備按施力的性質(zhì)分為： 鍛錘鍛錘(產(chǎn)生沖擊力產(chǎn)生沖擊力)和和壓力機壓力機(產(chǎn)生壓力產(chǎn)生壓力,詳見詳見下頁簡介下頁簡介) 水壓機是以靜壓力

2、作用在坯料上，工作時震水壓機是以靜壓力作用在坯料上，工作時震動小，易將鍛件鍛透，變形速度慢，有利于金屬動小，易將鍛件鍛透，變形速度慢，有利于金屬的再結(jié)晶，可以提高鍛件塑性，工作效率高。的再結(jié)晶，可以提高鍛件塑性，工作效率高。 但設(shè)備龐大，造價高。但設(shè)備龐大，造價高。 水壓機的規(guī)格用其產(chǎn)生的最大壓力來表示，水壓機的規(guī)格用其產(chǎn)生的最大壓力來表示，一般為一般為5MN5MN125MN125MN，主要用于大型鍛件和高合，主要用于大型鍛件和高合金鋼鍛件的鍛造金鋼鍛件的鍛造, ,可鍛鋼錠的質(zhì)量可鍛鋼錠的質(zhì)量1t 1t300t.300t. 我國一重我國一重自行研發(fā)制造的自行研發(fā)制造的150MN(1.5150M

3、N(1.5萬噸萬噸) )全全數(shù)字操控數(shù)字操控水壓機可鍛件質(zhì)量達水壓機可鍛件質(zhì)量達600600噸噸。為世界第。為世界第一一。 二、模鍛二、模鍛 模鍛利用模具使毛坯變形而獲鍛件的鍛造方法模鍛利用模具使毛坯變形而獲鍛件的鍛造方法. . 模鍛按使用的設(shè)備不同分為模鍛按使用的設(shè)備不同分為錘上模鍛、曲柄錘上模鍛、曲柄壓力機上模鍛、平鍛機上模鍛及摩擦壓力機上模壓力機上模鍛、平鍛機上模鍛及摩擦壓力機上模鍛鍛等。等。 其中其中錘上模鍛錘上模鍛是常用的模鍛方法。是常用的模鍛方法。 1. 1. 錘上模鍛錘上模鍛 模鍛特點模鍛特點： (1)(1)與自由鍛相比，生產(chǎn)率高；與自由鍛相比，生產(chǎn)率高； (2)(2)鍛件形狀較

4、復(fù)雜，尺寸精度高鍛件形狀較復(fù)雜，尺寸精度高; ; (3) (3)切削余量小，材料利用率高；切削余量小，材料利用率高； (4)(4)操作簡單及模具費用高等特點操作簡單及模具費用高等特點 錘上模鍛適用于中小型鍛件的大批量生產(chǎn)錘上模鍛適用于中小型鍛件的大批量生產(chǎn)。 常用設(shè)備為常用設(shè)備為蒸汽蒸汽空氣模鍛錘空氣模鍛錘，如圖所示。，如圖所示。 其工作原理和自由鍛錘相同，僅是其工作原理和自由鍛錘相同，僅是模鍛的機模鍛的機架直接安裝在砧座上形成封閉結(jié)構(gòu)，導(dǎo)軌長且和架直接安裝在砧座上形成封閉結(jié)構(gòu)，導(dǎo)軌長且和錘頭之間的間隙較小錘頭之間的間隙較小。 所以錘頭上下運動精確，上下模能對準(zhǔn)，可以所以錘頭上下運動精確，上下

5、模能對準(zhǔn)，可以保證鍛件的精度。保證鍛件的精度。 同時機架與砧座相連，以提高打擊效率。同時機架與砧座相連，以提高打擊效率。 模鍛錘的噸位也是以落下部分質(zhì)量表示的模鍛錘的噸位也是以落下部分質(zhì)量表示的. 一般為一般為0.5t30t，常用的是常用的是1t10t。 錘上模鍛的鍛模如圖錘上模鍛的鍛模如圖2， 按模膛功用不同，鍛模分為：按模膛功用不同，鍛模分為： (1)模鍛模膛模鍛模膛 金屬在模膛中發(fā)生整體變形，由此分：金屬在模膛中發(fā)生整體變形，由此分： 1) 1)終鍛模膛終鍛模膛 由它可得鍛件最終形狀和尺寸，其結(jié)構(gòu)特由它可得鍛件最終形狀和尺寸，其結(jié)構(gòu)特點是：點是： 沿模膛四周有飛邊槽；沿模膛四周有飛邊槽；

6、 對通孔鍛件鍛后留有對通孔鍛件鍛后留有沖孔連皮沖孔連皮。 2)2)預(yù)鍛模膛預(yù)鍛模膛 使坯料變形到接近鍛件的形狀和尺寸。使坯料變形到接近鍛件的形狀和尺寸。 特點：特點：無飛邊槽無飛邊槽。 (2)(2)制坯模膛制坯模膛 此外還有：成形模膛；鐓粗臺及擊扁面等。此外還有：成形模膛；鐓粗臺及擊扁面等。 對復(fù)雜件預(yù)先的部分變形加工。有：對復(fù)雜件預(yù)先的部分變形加工。有： 1 1）拔長模膛；）拔長模膛； 2 2）滾壓模膛；）滾壓模膛； 3 3）彎曲模膛；）彎曲模膛； 4 4）切斷模膛；）切斷模膛； 2. 2.曲柄壓力機上模鍛曲柄壓力機上模鍛 曲柄壓力機傳動示意曲柄壓力機傳動示意 曲柄壓力機上模鍛特點：曲柄壓力

7、機上模鍛特點： (1)(1)產(chǎn)生靜壓力；產(chǎn)生靜壓力； (2)(2)壓力機行程固定；壓力機行程固定； (3)(3)導(dǎo)向嚴(yán)細，自動頂件；導(dǎo)向嚴(yán)細，自動頂件； (4)(4)鍛模鑲塊組合簡又??；鍛模鑲塊組合簡又??； (5)(5)清除氧化皮困難；清除氧化皮困難； (6)(6)效率高，鍛件精，設(shè)備貴，宜大量生產(chǎn)。效率高，鍛件精，設(shè)備貴，宜大量生產(chǎn)。 3. 3.摩擦壓力機上模鍛摩擦壓力機上模鍛 看傳動圖看傳動圖 特點：參見教材特點：參見教材P103P103自行總結(jié)自行總結(jié)( (課后作業(yè)課后作業(yè)) ) 胎模鍛是自由鍛設(shè)備上使用可移動模具生胎模鍛是自由鍛設(shè)備上使用可移動模具生產(chǎn)模鍛件的一種鍛造方法產(chǎn)模鍛件的一種

8、鍛造方法. . 介于自由鍛和模鍛之間的鍛造方法介于自由鍛和模鍛之間的鍛造方法。 胎膜鍛特點：胎膜鍛特點： 胎模圖示胎模圖示 (1)(1)胎模不固定。胎模不固定。 (2)(2)不需要模鍛設(shè)備，鍛模簡單，加工成本不需要模鍛設(shè)備，鍛模簡單，加工成本低；低； (3)(3)工藝靈活，適應(yīng)性強等優(yōu)點。工藝靈活，適應(yīng)性強等優(yōu)點。 (4)(4)勞動強度大，效率低。勞動強度大，效率低。 適用于小型鍛件中小批量的生產(chǎn)。適用于小型鍛件中小批量的生產(chǎn)。 教材教材P104P104105105表表3-23-2 對常用鍛造方法作了比較，下面討論一下：對常用鍛造方法作了比較，下面討論一下： 一一 、自由鍛工藝規(guī)程、自由鍛工藝

9、規(guī)程 ( (重點內(nèi)容！重點內(nèi)容！) ) 自由鍛件工藝規(guī)程的擬定過程自由鍛件工藝規(guī)程的擬定過程： 一是，一是，首先根據(jù)零件的形狀、尺寸、技術(shù)首先根據(jù)零件的形狀、尺寸、技術(shù)要求及生產(chǎn)條件，要求及生產(chǎn)條件，繪制鍛件圖繪制鍛件圖； 繪制鍛件圖時應(yīng)考慮：繪制鍛件圖時應(yīng)考慮： 1. 1.敷料敷料，又稱：余塊，又稱：余塊， 為了：填平補齊簡化工為了：填平補齊簡化工 2. 2.加工余量加工余量 便于切削留余地便于切削留余地 3. 3.鍛件公差鍛件公差 留給鍛工操作余地留給鍛工操作余地 繪圖注意事項繪圖注意事項 鍛件輪廓粗實線；鍛件輪廓粗實線； 雙點劃線示零件；雙點劃線示零件； 尺寸線上下：尺寸線上下： 線上：

10、鍛件尺寸和公差線上：鍛件尺寸和公差 線下：零件尺寸加括號線下：零件尺寸加括號 二是，計算坯料計算坯料的質(zhì)量和尺寸；的質(zhì)量和尺寸； 三是，確定變形工序確定變形工序及工具；及工具； 選擇設(shè)備選擇設(shè)備； 四是，確定加熱和冷卻規(guī)范；確定加熱和冷卻規(guī)范； 確定熱處理規(guī)范；確定熱處理規(guī)范； 提出鍛件的技術(shù)條件和檢驗要求；提出鍛件的技術(shù)條件和檢驗要求； 確定勞動組織和工時；確定勞動組織和工時； 最后填寫工藝卡片。最后填寫工藝卡片。 自由鍛件工藝規(guī)程的擬定舉例自由鍛件工藝規(guī)程的擬定舉例 請同學(xué)們討論請同學(xué)們討論“圖示齒輪坯圖示齒輪坯”的鍛造工藝的鍛造工藝 1. 1.查表，確定余塊、余量和加工量。查表，確定余塊

11、、余量和加工量。 2. 2.分析、擬訂自由鍛基本工序。分析、擬訂自由鍛基本工序。 課后作業(yè)：課后作業(yè)： 教材教材P111(3)P111(3) 要求：要求：1. 1.抄畫原題；抄畫原題； 2. 2.查找資料，確定余塊、余量和加工量。查找資料，確定余塊、余量和加工量。 3. 3.按要求畫出鍛件圖，標(biāo)好尺寸；按要求畫出鍛件圖，標(biāo)好尺寸； 4. 4.擬訂工藝。擬訂工藝。 1. 1.分模面分模面 分模面選擇原則分模面選擇原則 1)1)定在最大截面處；定在最大截面處；( (如圖如圖a-aa-a則無法出模）則無法出模） 2)2)錯?，F(xiàn)象易檢查；錯模現(xiàn)象易檢查；( (圖中圖中c-cc-c不易查錯模）不易查錯模

12、） 3)3)利于充型好出模；利于充型好出模；( (圖中圖中b-bb-b充型難）充型難） 4)4)減少余塊省工料；減少余塊省工料； 5)5)平面分型易制造。平面分型易制造。圖中的圖中的d-dd-d面較合理面較合理 2. 2.余塊余量及公差（同自由鍛件）余塊余量及公差（同自由鍛件） 3. 3.沖孔連皮、模鍛斜度及鍛模圓角半徑?jīng)_孔連皮、模鍛斜度及鍛模圓角半徑 （詳見專業(yè)手冊）。 1.避免錐形和斜形； 2.少用空間相貫線； 3.肋筋凸臺不能鍛； 4.遇繁化簡再組合。1. 1.合理分模是關(guān)鍵；合理分模是關(guān)鍵；2. 2.鍛模斜度要考慮；鍛模斜度要考慮；3. 3.相交面處用圓角；相交面處用圓角；4. 4.平

13、直對稱又簡單；平直對稱又簡單；5. 5.高筋薄壁是麻煩；高筋薄壁是麻煩；6. 6.多孔深孔要回避；多孔深孔要回避；7. 7.鍛焊組合巧用勁。鍛焊組合巧用勁。模鍛件結(jié)構(gòu)工藝性的圖模鍛件結(jié)構(gòu)工藝性的圖例見教材例見教材P111P111所示。所示。 金工鍛壓復(fù)習(xí)思考題討論 原題：敘述下圖所示軸零件在繪制自由鍛件圖時應(yīng)原題：敘述下圖所示軸零件在繪制自由鍛件圖時應(yīng)考慮的因素，并寫出自由鍛工序的先后順序。考慮的因素，并寫出自由鍛工序的先后順序。 解：分析；對于軸中心30mm的孔，自由鍛無法鍛出，確定僅鍛實心軸。鍛后使用深孔鉆床加工該孔。 繪制自由鍛件圖應(yīng)考慮的因素有： （1）簡化鍛件形狀 為了簡化鍛造工序，可考慮減少軸的臺階數(shù)。 1)先考慮軸左端50是否鍛出，查閱GB/T158267-1995(見附表1)對鍛件上的臺階和凹擋的鍛出條件計算有： h=6mm時，因零件總長度為555mm時，可以鍛出的臺階最小長度：l01=160mm,而題給零件此段長度為70mm（55539788），故不予鍛出。 2）用同樣方法，知軸右端M55的長度為29mm（88 59），過短過小，也不鍛出。 3）將所有不鍛出部分化簡后加上余塊，可得出簡化后鍛件的形狀（圖1）。 附圖1簡化后鍛件的形狀 （2）確定加工余量和公差