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文档简介

模锻件的结构工艺性模锻主要靠锻模模膛使坯料成形,锻件形状比较复杂。但为减少制模成本和简化模锻工艺,设计模锻零件时,应根据模锻特点和工艺要求,使零件结构符合下列原则,以便于模锻生产和降低成本。 (1)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,又利于金属充填、减少余块和敷料,锻模容易制造。 (2)与分模面垂直的非加工面应设计出模锻斜度,以利于从模膛中取出锻件。非加工面的交接处应采用圆角过渡,以利于金属在模膛中流动充填和防止产生应力集中。 (3)应避免筋的设置过密或高宽比过大,以利于金属充填模膛。 (4)为了减小变形抗力,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, 腹板过薄(如图550所示),或具有薄壁、高筋、凸起等结构。图550a所示零件的最小截面与最大截面之比如小于O.5就不宜采用模锻方法制造。此外,该零件的凸缘薄而高,中间凹下很深也难于用模锻方法锻制。图550b所示零件扁而薄,模锻时薄的部分金属容易冷却,不易充满模膛。 (5)在零件结构允许的条件下,设计时应尽量避免深孔或多孔结构,以利于制模和减少余块,如图551所示的四个20mm的孔就不能锻出,只能用机械加工成形。 (6)形状复杂件宜采用锻焊、锻螺纹连接等组合结构,以简化模具和减少余块,简化模锻工艺,如图552所示。 (7)由于模锻件尺寸精度高和表面粗糙度值低,因此零件上只有与其他机件配合的表面才需进行机械加工,其他表面均应设计为非加工表面。压力机上模锻进行模锻生产的压力机有热模锻压力机、螺旋压力机和平锻机等。 (1) 热模锻压力机上模锻 热模锻压力机采用整体床身或有预应力的框架式机身,通过曲柄连杆机构使滑块往复运动进行模锻,如图523所示。热模锻压力机滑块运动精确,模具有导向装置(锻模的上模固定在滑块上),分为预成形、预锻、终锻等工步(图524),每个工 步金属变形均为一次行程完成,变形较均匀且生产效率高;有顶出机构,锻件的模锻斜度可较小,且可直立镦锻“头杆形”锻件;锻造力是压力而非冲击力,有利于提高金属塑性。它具有刚性好、锻件精度高、能安排多模膛模锻和一模多件、滑块行程一定、速度低、操作简单并容易实现自动化生产等特点。但由于热模锻压力机的滑块行程和速度固定,故不适于拔长和滚压工步,且设备和模具复杂、造价高,仅适用于大批、大量生产。 (2) 螺旋压力机上模锻 螺旋压力机是利用飞轮旋转积蓄的能量,靠主螺杆的旋转带动滑块上、下运动使坯料模锻成形的。螺旋压力机根据驱动方式不同分为摩擦压力机、电动螺旋压力机和液压螺旋压力机三大类。如图525所示为摩擦螺旋压力机的工作原理图。 螺旋压力机具有锻锤和压力机的双重特性,其滑块行程不固定,可多次锻打且打击力可控制,工艺适应性强;滑块速度低,较适合要求变形速度低的有色合金的模锻;可采用组合式模具锻制两个方向上均有凹坑、凸台的锻件;机架刚性好,有顶出装置,很适合成形模锻锤上难以完成的有头部的长杆件、筒形件、精密模锻件。但传动螺杆对偏载敏感,只能用单膛锻模进行模锻,故形状复杂的锻件需在其他设备上制坯。 摩擦螺旋压力机模锻设备投资较低,工艺适应性强,但生产效率较低,适合于中、小型锻件的中、小批生产,如阀体、螺钉、齿轮等。 (3) 平锻机模锻 平锻机是具有镦锻滑块和夹紧滑块的卧式压力机,其主滑块水平运动,故称之为平锻机。图526所示为水平分模平锻机的基本结构。 平锻机有两个互相垂直的分模面,主分模面在冲头与凹模之间,另一个分模面在活动凹模与固定凹模之间。曲柄连杆机构带动镦锻滑块作直线往复运动,通过杠杆系统带动上机身(夹紧滑块)上下摆动,当活动凹模与固定凹模夹紧坯料后,冲头前行镦锻,金属充满模膛。随后,冲头退回,凹模分开,即可取出坯料放入下一个模膛。重复以上过程,直至完成全部锻造工作。其模锻过程如图527所示。 平锻机模锻专用性较强,主要锻造工序有局部镦粗(聚集)、终锻、冲孔、切边、剪断、穿孔等,可完成切边、剪料、弯曲、热精压等组合工序,能锻出两个不同方向上有凹槽或凹孔的锻件,能锻出长杆类和长杆空心锻件等热模锻压力机上无法锻出的锻件,且可采用无模锻斜度。 平锻机模锻锻件质量好、生

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