模锻设备的选择.doc

国家标准精度订货长度连杆锻件工艺卡普通26m钢号断面尺寸下料长度45钢55毛坯重量锻件重量每坯件数零件号型号7.49Kg1.4Kg1名称连杆体每台件数工序工步工序内容设备名称温度范围工具名称检查者1下料25MN剪床冷剪剪切模2加热反射炉12003制坯6.3MN压力机制坯模1镦粗2滚挤3压扁4拔长4刷氧化皮钢丝刷5预锻预锻模6终锻6.3MN压力机终锻模7清理抛丸机8初检样板9调质热处理盐浴炉1蘸火2回火3清洗10磁力探伤探伤机11清理;抛丸抛丸机12冷校直1.6MN压力机校正模第三章 模锻设备的选择模锻锤、螺旋压力机、热模锻压力机是锻造行业的三大主力模锻设备，尽管多年来各自技术均得到相应的发展，但由于其各自的性能特点，因而具有不同的适应性！热模锻压力机优点(1)锻造时滑块的行程不变，每个变形工步在滑块的运动下成形，便于实现机械化和自动化，具有很高的生产率。(2)滑块运动精度高，并有锻件顶出装置，使锻仟的模锻斜度、加工余量和锻造公差减小，因而锻件精度比锤上模锻件高。(3)作用于坯料上的锻造力是静压力而不是冲击力，坯料的变形速度较低，这对于低塑性材料的锻造有利。某些不适于在模锻锤上锻造的材料(如耐热合金、镁合金等)，可在热模锻压力机上锻造。(4)工作时的振动和噪声小，劳动条件得到改善。这种模锻方法的主要缺点是设备结构复杂，价格高，模具结构也比一般锤上锻模复杂，同时，由于滑块行程不能在锻造过程中调节因而不能进行拔长、滚挤等需要多次打击才能完成的工步的操作。平锻机上模锻在工艺上特点(1)坯料都是棒料或管材并且只进行一端局部加热和局部变形加工，因此可以完成在立式锻压设备上不能锻造的某些长杆类锻件，也可用长棒料连续镀造多个锻件。(2)锻模有两个分模面，锻件出模方便，可以锻出在其他设备亡难以完成的在不同方向上有凸台或凹槽的锻件。(3)需配备对棒料局部加热的专用加热炉。摩擦压力机上模锻特点(1)滑块行程和打击能量都可自由调节，坯料在一个模腔内可以多次打击，因而摩擦压力机属于锻锤类设备。其工艺性能广泛，既可完成微租、成形、弯曲、预锻、终锻等成形工序，也可进行校正、稍整、切边、冲孔等后续工序的操作。(2)滑块行程速度略高于热模锻压力机，比模锻锤低得多，锻压力仍接近于静压力性质。同时，由于飞轮的惯性大，其锻击频率低，因而生产率较低。(3)金属在两次锻击之间可以充分进行再结晶，适合于再结晶速度较低的一些合金钢和有色金属的锻造。(4)螺杆与滑块之间为非刚性连接，承受偏心载荷能力差，适合单模膛锻造。(5)摩擦传动的效率低只有1015%，设备吨位受限制，多为中小型设备。表一：三种模锻设备的性能比较表参 数 名 称蒸汽锤螺旋压力机曲柄压力机百协程控锻锤打击速度（m/s） 470.60.80.30.746冷击时间(ms)233060306023成形时间(ms)5153015080120515打击频率80100 615408080110灵活性好 差 差好投资比例 112 4 2适应性 多品种小批单一零件大批单一零件大批多品种小批结构复杂最简单一般最复杂简单自动化程度 差 差 好好锻造原理多次锤击成形一次冲击成形静压力成形多次锤击成形工作精度差 差 高高能源消耗比较 15 23 31模锻变形力和变形功是选择模锻设备的依据表二：三种模锻设备的变形力模锻设备变形力经验公式锻件计算值热模锻压力机56000KN平锻机13593KN摩擦压力机67024KN式中：P模锻变形力； K材料系数；与锻模类型有关的系数，开式模锻=4，闭式模锻=5；A锻件的投影面积（开式模锻时包括飞边桥部面积）；V锻件体积；终锻时锻件的流动应力；=355根据上述分析以及精密模锻的工艺要求，故我们选择了热模锻压力机，热模锻压力机吨位的确定：F=KA=56000 KN。所以压力机吨位约为5.7吨。式中：K金属变形抗力系数，决定于钢种和锻件形状的复杂程度（10KN/cm） A锻件的投影面积（开式模锻时包括飞边桥部面积）；第五章 热模锻压力机模架设计模架用于紧固模块并传递顶料动作的主要部件，它承受锻造过程中的全部负荷。由于其质量大，一般一副模架重达1-12t,120MN热模锻压力机模架重达50t。模架制造难度大，必须予以充分重视。模架设计主要包括以下部件的设计：上下模板、上下垫板、顶出装置、导向装置以及一些紧固件等。5.1模块设计根据锻件的形状以及模膛排布情况，模块选择矩形镶块式模块。1）镶块模厚度由于闭合高度大于400mm，所以模块厚度应在80120 mm；取100mm2）镶块模的定位与紧固上下模块各分为两块或其中有一块分为两块。模座不经常更换，镶块模上加工出各种模膛，镶块模可一次性使用不翻新。为了便于操作我们采用方键对镶块模予以定位与紧固。3）模块尺寸确定模块的长度宽度。主要根据锻件的最大长度、宽度、模壁厚度、顶杆尺寸、模块对模座的承受面积以及模膛的四周的壁厚。模块的厚度 S : S=(11.5)h40式中h模膛最宽处深度（mm）。由于该锻件模块上同时有4个模膛，所以以下式确定： 模膛是矩形，取最大值52mm模块的高度。主要依据模膛深度、模块底厚T以及模块的闭合高度闭合高度H等。满足下列条件：5.2 模架的结构设计1）模架的选择斜面压板式模架：特点是，锻模模块座落在四周封闭或前后封闭的窝座中。健式模架：其特点是，模架的定位、垫板和模板的定位都采用十字形布置的键结构。需要进行前后左右错差调整时，采用偏心键，这类模架的安装、更换、调整比较方便，对模块长度适用范围大。但十字形键槽制造要求高。2）模架的高度尺寸式中H模架的封闭高度，其值等于设备的最大封闭高度H-5mm 上下模板高度（mm） 上下垫板高度（mm） 上下模锻模块的实际高度（mm） 上下锻模之间间隙（mm） 模板高度尽量选大值，以容纳有足够行程的顶料装置，并保证模板在各个方向有足够的强度、使导向装置有良好的稳定性，也为以后的磨修下余量。3）模架的主要零部件材料 上、下模板它是模架的载体，必须能经受长期使用，具有一定的耐冲击性、较高的强度和耐磨性能。材料一般可选用锻钢，热处理硬度4044HRC。 垫板它直接与锻模接触，承受并传递锻模的全部压力，在使用一段时间后，将产生变形、磨损甚至断裂，是需要经常更换的零件。可选用与模块相同的材料和硬度，如、H13等。垫板尺寸应尽可能大些，以增加它与模板的接触面积，厚度也不宜小于40mm，一般以7080mm为宜。 顶出装置多模膛模锻的锻件，有几个工步需要顶杆，顶出装置的行程一般为：550mm。顶杆工作时必须有导向。导向段l可选用3050mm，不宜大于50mm。考虑到顶杆受热膨胀问题，导向段直径要比孔径小0.30.4mm。顶杆外径用负偏差-0.05mm，孔径偏差+0.1mm。顶杆非导向段直径比导向段小1mm。 导向装置包括导柱、导套、衬套等，导柱应具有良好的韧性和耐磨性，可使用低碳或低合金钢，表面渗碳层0.81.2mm，蘸火5761HRC。导柱、衬套作相对活动，为使运动性能好，不易咬合，衬套可用锡青铜。第六章 模锻的后续工作 模锻工序并不是锻件生产的最后工序。开式模锻件上的飞边，带孔模锻件中的连皮均需切除；为了消除模锻件的残余应力、改善其组织和性能，需进行热处理；为了消除模锻件表面的氧化皮，便于检验表面缺陷和进行切削加工，要进行表面清理；模锻件的出模、切边、热处理、清理过程中若有较大的变形，应进行校正；对于精度要求高的模锻件，则要进行静压；最终还要检验模锻件的品质。6.1 切边及冲孔 由于该锻件的模锻过程是精密模锻，锻件产生的飞边较小，采用机加工消除即可。 冲孔。单独消除孔内连皮时，可将锻件放在冲孔凹模内，靠冲孔冲头断面的刃口将连皮冲掉，如图。冲头刃口部分的尺寸按锻件冲孔尺寸确定。冲头、凹模之间的间隙靠扩大孔尺寸确定。（1）冲孔模结构 （2）冲孔连皮尺寸 冲孔力计算: 切边或冲孔力（N） 金属在切边或冲孔温度下的强度极限（MPa） L 锻件分摸面周长 =s 剪切厚度6.2 校正和精压 在锻压生产过程中，模锻、切边、冲孔、热处理等生产工序及工序之间的运送过程。由于冷却不均、局部受力、碰撞等各种原因都有可能使锻件产生弯曲、扭转等变形。当锻件的变形量超出锻件图技术条件的允许范围时，必须予以校正。热校正与冷校正校正方法说明应用热校正通常与模锻同一火次并在切边、冲孔后进行。中大型锻件，易变形的复杂形状锻件冷校正一般安排在热处理和清理工序后进行。主要在锤锻、螺旋压力机、曲柄压力机、油压机等设备的校正模中进行。中小型锻件，容易在冷切边，冷冲孔、热处理和清理过程中产生变形的锻件根据上表的对比分析，结合连杆锻件，选取冷校正。 精压。精压是对已成形的锻件或粗加工的毛坯进一步改善其局部或全部表面粗糙度和尺寸精度的一种锻造方法。根据金属的流动性特点，精压可分为平面精压与体积精压两种。6.3 表面清理为了提高锻件精度、减少模具磨损、避免氧化皮压入锻件，或防止已有的表面缺陷在模锻时继续扩大，都要对锻件予以表面清理。坯料与锻件的清理方法方法优点缺点适用范围酸洗大批量；可保持坯料或锻件的原形，可发现表面缺陷废液污染，工作环境差坯料锻件湿洗滚筒清理大批量；