金屬工藝學(xué)：3-3 模鍛

1、3.3 模鍛3.3.1 錘上模鍛3.3.2 壓力機上模鍛3.3.3 胎模鍛3.3 模鍛模鍛是在高強度金屬鍛模上預(yù)先制出與鍛件形狀一致的模膛，使坯料在模膛內(nèi)受壓變形，由于模膛對金屬坯料流動的限制，因而鍛造終了時能得到和模膛形狀相符的鍛件。與自由鍛相比，模鍛的優(yōu)點是：操作簡便，生產(chǎn)率高；可以鍛造形狀較復(fù)雜的鍛件；鍛件的尺寸精確、表面較光潔，因而機械加工余量小，材料利用率高，成本較低；而且可使鍛件的金屬纖維組織分布更加合理，進一步提高了零件的使用壽命 。模鍛按使用設(shè)備的不同，可分為錘上模鍛、壓力機上模鍛、胎模鍛。 3.3 模鍛3.3.1 錘上模鍛1.模鍛結(jié)構(gòu)12345678910錘上模鍛用鍛模1錘頭

2、 2上模 3飛邊槽 4下模 5模墊 6、7、10緊固楔鐵 8分模面 9模膛 3.3 模鍛3.3.1 錘上模鍛模膛根據(jù)其功用不同，分為模鍛模膛和制坯模膛兩種。 （1）模鍛模膛 模鍛模膛又分為終鍛模膛和預(yù)鍛模膛兩種 。（2）制坯模膛 制坯模膛有以下幾種： 1）拔長模膛 2）滾壓模膛 3）彎曲模膛 4）切斷模膛 c) d) a)拔長模膛 b)滾壓模膛 c)彎曲模膛 d)切斷模膛 3.3 模鍛3.3.1 錘上模鍛 開式 閉式 開式 閉式 a) b) 制坯模膛的種類 250拔長模膛4065滾壓模膛終鍛模膛預(yù)鍛模膛彎曲模膛原始坯料拔長滾壓彎曲預(yù)鍛終鍛毛邊鍛件切邊模3.3 模鍛3.3.1 錘上模鍛 根據(jù)模鍛

3、件的復(fù)雜程度不同，所需變形的模膛數(shù)量不等，可將鍛模設(shè)計成單膛鍛模和多膛鍛模。 彎曲連桿的鍛模（下模）及模鍛工序圖 3.3 模鍛3.3.1 錘上模鍛2.模鍛工藝規(guī)程的制定 （1）繪制模鍛鍛件圖 1）分型面：要保證鍛件能從模膛中順利取出;選定的分模面應(yīng)使零件上所加的余塊最少，以節(jié)省金屬材料;盤類鍛件的高度小于或等于直徑時，應(yīng)取徑向分模，而不宜用軸向分模;應(yīng)盡可能采用直線分模，并使上下兩模沿分模面的模膛輪廓一致;考慮到鍛件工作時的受力情況，應(yīng)使纖維組織與最大切應(yīng)力方向垂直;鍛件較復(fù)雜的部分應(yīng)盡可能安排在上模。因為金屬流動的慣性作用，上模充型效果比下模要好得多。 3.3 模鍛3.3.1 錘上模鍛分模位

4、置分模位置分模面選擇比較圖 a) b)直線分模與折線分模a) 直線分模 b) 折線分模a) b)有纖維組織方向要求的鍛件分模位置a) 正確 b) 不正確2）加工余量和鍛件公差3）模鍛斜度：模鍛件的側(cè)面，即平行于錘擊力方向的表面必須具有一定的斜度。4）模鍛圓角半徑5）沖孔連皮 3.3 模鍛3.3.1 錘上模鍛模鍛斜度 模鍛圓角半徑 3.3 模鍛3.3.1 錘上模鍛 上述各參數(shù)確定后，便可繪制鍛件圖。如圖所示為齒輪坯的模鍛鍛件圖。分模面選在鍛件高度的中部。零件輪輻部分不加工，故不留加工余量。圖中內(nèi)孔中部的兩條水平直線為沖孔連皮切除后的痕跡線。3.3 模鍛3.3.1 錘上模鍛（2）計算坯料質(zhì)量和尺寸

5、 其坯料質(zhì)量包括鍛件、飛邊、沖孔連皮、鉗口料頭以及加熱產(chǎn)生的氧化皮等的質(zhì)量。（3）確定模鍛工步 1）長軸類模鍛件 常用的工步有拔長、滾壓、彎曲、預(yù)鍛和終鍛等。 2）盤類模鍛件 常用鐓粗、終鍛等工序。（4）確定修整工序 包括切邊、沖孔、熱處理、清理、校正等。1）應(yīng)設(shè)計合理的分模面位置、模鍛斜度、模鍛圓角半徑。2）為了使金屬容易充滿模膛和減少模鍛工步，鍛件形狀應(yīng)力求簡單、平直和對稱，并避免截面尺寸差別過大和薄壁、高筋、凸起等結(jié)構(gòu)。3.3 模鍛3.3.1 錘上模鍛3.模鍛件的結(jié)構(gòu)工藝性3）應(yīng)避免深孔或多孔結(jié)構(gòu) 鍛件上直徑小于30mm的孔或深度大于直徑兩倍的孔，均不易鍛出，只能設(shè)計余塊，鍛后機械加工成

6、形。4）為減少余塊，簡化模鍛工藝，在可能的條件下，應(yīng)采用鍛焊組合工藝。3.3 模鍛3.3.1 錘上模鍛3.模鍛件的結(jié)構(gòu)工藝性12345679101112131416815常用的模鍛壓力機有曲柄壓力機、摩擦壓力機、平鍛機等 。3.3 模鍛3.3.2 壓力機上模鍛1.曲柄壓力機上模鍛 曲柄壓力機傳動系統(tǒng)圖1電動機 2小帶輪 3大帶輪 4傳動軸 5小齒輪 6大齒輪 7摩擦離合器 8曲柄 9連桿 10滑塊 11楔形工作臺 12下頂桿 13楔鐵 14頂料連桿 15凸輪 16制動器3.3 模鍛3.3.2 壓力機上模鍛2.摩擦壓力機上模鍛 1234567891011摩擦壓力機傳動系統(tǒng)圖1電動機 2帶傳動 3

7、摩擦輪 4飛輪 5螺母 6螺桿 7制動裝置 8滑塊 9工作臺 10操縱手柄 11導(dǎo)軌652110987433.3 模鍛3.3.2 壓力機上模鍛3.平鍛機上模鍛 a) b)平鍛機示意圖a) 傳動圖 b) 鍛模過程1固定凹模 2擋料板 3棍子 4凸模 5主滑塊 6曲軸 7凸輪 8杠桿 9活動凹模 10坯料3.3 模鍛3.3.2 壓力機上模鍛平鍛機上模鍛具有以下特點：1）擴大了模鍛的使用范圍，可以鍛出在錘上和曲柄壓力機上無法鍛出的鍛件。2）平鍛機的結(jié)構(gòu)剛性好，工作時無震動，滑塊行程準確，鍛件尺寸精度高，表面光潔。3）生產(chǎn)率高，每小時可生產(chǎn)(400900)件。4）能直接鍛出通孔，無沖孔連皮，鍛件毛邊小

8、，甚至沒有，鍛件外壁不需模鍛斜度，故能減少金屬的損耗，材料利用率可達8595%。5）平鍛機的造價較高，要求坯料尺寸精確，鍛件形狀有局限性，一般不宜平鍛非回轉(zhuǎn)體和中心不對稱的鍛件。3.3 模鍛3.3.3 胎模鍛在自由鍛設(shè)備上使用可移動模具生產(chǎn)模鍛件的一種鍛造方法。 按其結(jié)構(gòu)大致可分為扣模、套筒模及合模三種類型。1扣模 123a) b)扣模1上扣 2下扣 3鍛件 3.3 模鍛3.3.3 胎模鍛2套筒模 123456套筒模簡稱套模，分開式套模和閉式套模兩種。 a) b)套模a) 開式套模 b) 閉式套模1上砧 2小毛邊 3鍛件 4模套 5墊模 6沖頭3.3 模鍛3.3.3 胎模鍛3合模 1234合模1上模 2下模 3導(dǎo)銷 4飛邊3.3 模鍛3.3.3 胎模鍛胎模鍛與自由鍛相比，具有生產(chǎn)率較高，鍛件形狀準確，精度