锻压工艺学-锻造-锤上模锻

锤上模锻特点 锤上模锻分开式模锻和闭式模锻 开式模锻的特点 1 2 3 4 闭式模锻特点 1 2 3 4 第一章模锻件分类第一类圆饼类锻件定义 特点 第二类长轴类锻件定义 特点 第一组 直长轴线锻件第二组 弯曲轴线锻件 第三组 枝芽类锻件第四组 叉类锻件 第二章模锻件图的制订制订锻件图内容 一 分模线 面 的选择原则 1 2 3 1 分模位置应选定在锻件侧面的中部 2 分模位置应尽可能采用直线状 3 头部尺寸较大的长轴类锻件 不宜用直线状分模 4 考虑锻模和切边模加工制造及减少金属损耗 图5 7锻件分模位置a 零件图 b 径向分模 c 轴向分模 5 对于有金属流线方向要求的锻件 应考虑到锻件在工作中的承力情况 分模面分两类 1 平面分模面和对称弯曲分模面2 不对称的弯曲分模面 二 机械加工余量和锻件尺寸公差的确定 一 主要参数及影响因素1 锻件重量 G1 图1 2镦锻件重量计算特点a 一头一长杆b 一头一短杆c 二头一杆A一镦锻部分B一不锻棒料部分C一第一道成形 注意事项 2 锻件形状复杂系数 S 锻件形状复杂系数为锻件重量 G1 与相应的锻件外廓包容体重量 G2 的比值 图1 3圆形锻件的外廓包容体 非圆形锻件包容体重量 图1 4非圆形锻件外廓包容体 3 锻件的材质系数锻件的材质系数分为二级 M1 钢的含碳量小于0 65 的碳钢 或合金元素总含量小于3 0 的合金钢 M2 钢的含碳量大于或等于0 65 的碳钢 或合金元素总含量大于或等于3 0 的合金钢 4 零件的机械加工精度 图1 6局部增大余量的零件 5 加热条件 6 其他条件 锻件轮廓尺寸 采用工序 锻件精度等若有特殊要求 可适当增大或减小加工余量和公差 二 机械加工余量 三 锻件公差模锻件尺寸波动主要原因 1 长度 宽度和高度公差 2 厚度公差指跨越分模面的厚度尺寸的公差 3 直线度与平面度公差直线度公差 零件的理论中心线与实际中心线之间的允许偏差值 平面度公差 零件的理论平面与实际平面的允许偏差值 4 中心距尺寸公差 图1 9平面直线分模锻件中心距 图1 10具有弯曲轴线锻件中心距 5 同轴度公差 图1 11冲孔件的同轴度 6 残留横向飞边公差及切入锻件深度 纵向毛刺及冲孔变形量公差 7 剪切端变形公差 8 局部变形公差 9 锻造部分与不锻棒料连接部分上 在长度等于1 5d而不超过100mm的范围内可以倾斜或变形 三 模锻斜度 一 模锻斜度的确定作用 外斜度 用 表示 内斜度 用 表示 二 模锻斜度公差四 圆角半径 一 圆角半径的确定凸角圆角半径为外圆角半径r 凹角圆角半径为内圆角半径R 二 圆角半径公差 五 冲孔连皮及盲孔产生原因 连皮厚度的影响 一 平底连皮 图1 15平底连皮 二 斜底连皮斜底连皮的尺寸 图1 16斜底连皮 三 带仓连皮 图1 17带仓连皮图 图1 18拱式带仓连皮 四 盲孔对于孔径较小 d 25mm 且高度较大的锻件 只在锻件上压出凹穴 模锻后不再将孔冲穿 锻件上留下盲孔 图1 19锻件上的盲孔 第三章模锻锤上模锻第一节模锻工步选择及坯料计算模锻工步 一 模锻工步与模锻模膛的分类1 制坯工步与制坯模膛作用 包括镦粗 压扁 拔长 成形 弯曲等工步或模膛 2 模锻工步与模锻模膛作用 模锻工步 模锻模膛 包括 3 切断工步与切断模膛作用 二 模锻工步的选择原则 使坯料在良好的变形条件下成形 获得质量良好的锻件 操作安全方便 材料消耗少 生产效率高 依据 锻件的工艺特征 设备条件和生产条件 生产批量以及工人的操作技术和操作习惯等 一 饼类锻件普通锻件 高轮毂深孔锻件及高筋薄壁复杂锻件 1 普通锻件采用的工步为 图2 3简单的短轴类锻件 图2 4镦粗 立镦 终锻a 坯料b 镦粗c 立镦d 终锻 镦粗的作用 图2 5大锻件用两台锤联合锻造a 坯料b 3t锤镦粗c 5t锤终锻 锻件直径较大时 可采用两台锻锤联合锻造 2 高轮毂深孔锻件采用的工步 图2 6采用了成形镦粗a 坯料 b 镦粗 c 成形镦粗 d 终锻 3 高筋薄壁锻件采用的工步 预锻作用 对直径较大的圈形件 图2 7采用了预锻a 坯料 b 镦粗 c 预锻 d 终锻 图2 8采用预锻 在两台锤上联合锻a 镦粗 b 预锻 3t锤 c 终锻 5t锤 对于具有窄而高的突筋的锻件 二 杆类锻件也称长轴类锻件 特点 较短的锻件 采用的工步为 图2 9压扁后转90 终锻a 坯料b 压扁c 终锻 图2 10压扁 卡压后平移终锻a 坯料b 压扁c 卡压d 终锻 图2 11镦粗 卡压 终锻a 坯料b 镦粗c 卡压d 终锻 图2 12采用了寓锻a 镦粗b 卡压c 预锻d 终锻 2 直长轴锻件特点 采用的工步 坯料较短时是否采用拔长工步的原则 当以经济的锤击次数2 3次滚压后 坯料的长度能被延伸到模锻工步所需的长度时 则不需拔长 否则应考虑采用拔长 锻件长度与坯料长度 不计钳夹头部分 之差不大于下列数值时 可以只用滚压 不需拔长 lt 2t锤 20 35mm3t锤 35 45mm5t锤 45 50mm符合下式时可以不拔长 Ld Lp 0 7 0 8 dp滚压目的 图2 13滚压 终锻a 滚压b 终锻 图2 14拔长 滚压 终锻a 拔长b 滚压c 终锻 图2 15调头后滚压a 拔长b 调头滚压c 终锻 图2 16可以不用钳夹头的锻件a 凸轮轴b 后拖钩c 扭力杆 图2 17两端都需要拔长a 拔长b 调头拔长c 滚压d 终锻 图2 18兼起延伸作用的滚压a 拔长b 调头滚压c 终锻 3 带枝芽的锻件特点 图2 19预锻后翻转180 终锻 图2 20采用了滚压及成形工艺a 拔长b 调头拔长c 滚压d 成形e 预锻及终锻 4 带叉口的锻件大多数情况下 这类锻件不能用弯曲工步来分配金属 为了锻出叉形 必须将坯料端部由中心分向两边 劈料台 图2 21压扁 预锻 终锻a 压扁b 预锻c 终锻 图2 22采用不对称滚压及预锻a 拔长b 调头拔长c 不对称滚压d 预锻及终锻 图2 23坯料前端较宽便于分料a 压扁b 压扁头部c 预锻 头部劈开 d 终锻 图2 24采用压肩a 坯料b 压肩c 预锻d 终锻 图2 25截面差大的叉形锻件 图2 27转向节的模锻工步a 镦粗b 拔长杆部c 预锻 头部劈开 d 终锻 飞边未示出 图2 28采用弯曲制坯工步a 拔长b 调头拔长c 滚压d 弯曲e 终锻 5 有工字形截面的锻件 图2 29典型的连杆模锻工步a 拔长b 滚压c 预锻d 终锻 图2 30采用调头锻a 拔长b 滚压c 预锻d 终锻 图2 31滚压前先拔钳夹头且不用预锻a 拔杆部及钳夹头b 压肩c 终锻 图2 33采用压肩 不用钳夹头a 拔长b 压肩 压肩两次 c 终锻 6 弯曲轴线锻件三种情况 锻件沿锤击方向上在弯曲 包括有落差的锻件 只当作直长轴件选取工步 不必采用弯曲或成形工步 锻件在水平投影方向上轴线弯曲 锻件在两个方向都弯曲 即空间弯曲 一般要采用弯曲或成形工步 使坯料得以弯成符合锻件水平投影的形状 图2 35弯曲 终锻a 弯曲b 终锻 图2 36成形 终锻a 成形b 终锻 图2 37复杂锻件的模锻工步a 拔长b 滚压c 弯曲d 预锻及终锻 图2 38曲轴类锻件a b 采用弯曲工步的锻件c 不采用弯曲工步的锻件 三 几种模锻方式的选用 一 调头模锻优点 缺点 细长 扁薄或带落差的锻件 不宜采用调头锻 图2 39调头锻出的锻件 二 一火多锻适于 单个重量在0 5kg以下的小锻件 连续锻打的锻件数一般为4 6件 件数过多操作不方便 而且温度过低降低锻模寿命 图2 40在一火多件锻造中切下一个锻件1 棒料 2 锻件 3 切断模膛 三 一模多件 图2 41一模多件 图2 42合理排列锻件1 锻件 2 飞边 3 切边凹模 图2 43两个锻件对称排列a 支座 b 摇臂 四 连皮和钳夹头的利用对于内孔较大的齿轮可适当设计其连皮的厚度 使冲下的连皮可以满足锻打另一较小饼类件的要求 对带钳夹头的轴类件 应考虑钳夹头的利用 其方法之一是适当改变钳夹头的长度 使切下来的钳夹头可以用来锻造另一个较小的锻件 五 锻件的合锻 图2 44锻件的合模a 连杆及盖b 左 右拐 第三节终锻及预锻模膛一 终锻模膛可获得带有飞边的最后形状和尺寸的锻件 包括终锻模膛设计和飞边槽设计两部分 一 终锻模膛设计锻件图是设计终锻模膛的依据 根据冷锻件图 考虑锻件材料的线膨胀系数和终锻温度 计算出热态下锻件的各个尺寸 绘制热锻件图 图2 48十字轴 图2 49有狭而深部分的锻件 图2 50需增设定位块的锻件 图2 52起模沟槽 二 飞边及飞边槽1 飞边的作用2 飞边槽的形式 图2 53飞边形式 图2 54组合式飞边槽 3 飞边槽尺寸尺寸与锻件的复杂程度和锻件的大小有关 模膛四周的阻力大小 取决于桥部高度h3和桥部的宽度b 二 预锻模膛作用 图2 55需采用预锻模膛的锻件 采用预锻模膛的缺点 1 终锻模膛不能位于打击中心位置 终锻时产生偏击造成锻件错差 增加调整难度 2 为避免终锻时产生错差 通常终锻模膛布排得更紧靠扪击中心 使预锻磨膛偏离打击中心更远 预锻后的锻件错差不可避免 图2 56终锻时锻件产生折纹过程a 预锻b 终锻 3 采用预锻模膛 加大模块尺寸 增加模具的制造成本 4 如果锻件在分模面宽度方向尺寸较大 为了安全使用模具 要求预锻模膛的宽度不能超出燕尾承击面的三分之一 若不能满足要求 需采用二台设备联合锻造 设计预锻模膛时应注意 1 拔模角 图2 58增加