平锻机模锻平锻机模锻特点及应用范围PPT课件

1 模锻过程原理图 2 2 平锻机模锻工艺 设备特点及其应用工艺特点 1 设有两个相互垂直的分模面 能锻出两个不同方向具有凹档和凹孔的锻件 2 坯料水平放料 锻件长度不受设备空间限制 能进行长杆类锻件和长杆空心类锻件的模锻 进行深穿孔或深冲孔工作 3 设备特点 1 设备是模锻设备中结构最复杂 价格最贵锻造设备 2 锻件表面尺寸要求精度高 否则夹不紧或产生纵向毛刺 3 锻件加热质量高 平锻机工艺适应性差 不适应非对称件 4 锻造同类大小的锻件 平锻机生产效率比热模锻压机低 应用特点 1 各种螺栓 铆钉类锻件 2 汽车锻件如气门 半轴 环形类锻件 3 长杆件的局部镦粗 如抽油杆类的镦粗 3 平锻机导向性好 形程固定 尺寸稳定性比锤上模锻好 4 可进行开式或闭式 可进行切边 剪料 弯曲 热精压 热挤压等 4 6 2平锻机工步及锻件分类一 平锻机基本工步平锻机常用的基本工步有 1 局部墩粗 2 冲孔 3 成形 4 切边 5 穿孔 6 切断 集聚 压扁 成形 切边 集聚 成形 冲孔 穿孔 切芯料边 集聚 成形 穿孔 切芯料 5 二 平锻机模锻锻件的分类 五类 第一类 具有粗大部分的杆件类 锻造工步 集聚 预锻 终锻 无孔类 不通孔类 第二类 无杆件锻件类 锻造工步 集聚 冲孔 预锻 终锻 穿孔或切断 通孔类 不通孔或无孔类 6 第三类 管料墩粗锻件类 锻造工步 集聚 预锻 终锻 第四类 挤压件类 锻造工步 集聚 挤压 第五类 联合模锻件类 锻造工步 由锻件形状选取锻造工步 7 6 3平锻机模锻锻件图设计主要内容 分模面的形式和位置 机械加工余量和公差 锻模斜度和圆角半径 技术条件 一 确定分模位置和形状要点 1 分模面设置在最大轮廓的最前端 左端 优点 凸模结构简单 锻件的杆部和头部不偏心 缺点 切边工序易拉出纵向毛刺 2 分模面设置在最大轮廓的中部 优点 切边时飞边切除干净 缺点 凸模和凹模调整不当会产生错差 3 分模面设置在最大轮廓的后端 右端 优点 在凸模中成形 锻件同心度好 缺点 锻件在切边模膛内较难定位 锻件和坯料之间易产生错差 8 二 机械加工余量与公差确定方法 1 根据设备吨位大小来确定 如下表 2 根据锻件尺寸 形状确定 根据相关标准查阅确定 如可按JB3834 85标准确定 9 三 锻模斜度设计锻模斜度的目的是利于取模 平锻机具有两个方向的分模面 斜度可适当减小 甚至没有斜度 典型锻件斜度如下表四 圆角半径有利于充型和延长模具寿命 如在凹模中成型的部分外圆半径 r1 径向机械加工余量 高度方向加工余量 2 倒角高度值 在冲头中成型的部分内圆角半径 R1 凸肩 5 0 1凸模圆角半径 r2 H 10 1 R2 H 5 1 10 6 4顶镦规则及聚集工步计算一 顶镦规则顶镦 坯料端部的局部墩粗为顶镦或聚集 是平锻机的基本工步 1 顶镦第一规则 当长径比 3 端部较平时 可在平锻机中自由墩粗到任意大的直径而不弯曲 即 不弯曲的工艺条件 3 长径比过大造成弯曲 端面不平 长径比过大造成弯曲 11 允许长径比 允 2 顶镦第二规则 在凹模内顶镦时 若 Dm 1 5d0时 f d0或Dm 1 25d0时 f 1 5d0 允 可进行正常的局部墩粗而不产生折叠 如图 b 用于 10锻件 即 细长杆镦粗时 产生纵向弯曲 但不致于引起折叠的工艺条件 凹模 凸模 12 3 顶镦第三规则 在凹模内顶镦时 若 Dm 1 5d0时 f 2d0或Dm 1 25d0 f 3d0 允 用于 10的锻件 可进行正常的局部墩粗而不产生折叠 如图 a 即 产生纵向弯曲 但不致于引起折叠的工艺条件 凸模 凹模 13 二 集聚工步计算要点 1 当锻件的 允时须按照顶镦的第一 第二 第三规则来进行多次顶镦 2 在凸模中进行顶镦时 充型条件较好 3 利用体积不变条件计算变形的限制条件 变形条件计算 由体积不变条件得 14 是一个关于 函数 下图是锥形型槽内聚集的限制曲线 设计时采用abc曲线以下的系数 可获得合格的产品 由长径比 数值与曲线的交点确定系数 求出聚集工步尺寸Dm d dm d0 锥形槽槽内聚集限制曲线 15 6 5通孔锻件和盲孔锻件的工步计算通孔锻件和盲孔锻件锻造特点 模锻工艺需要聚集 冲孔和切断 一 通孔锻件热锻件图设计设计依据 冷锻件图 在冷锻件图基础上加收缩量获得 设计要点如下图 16 二 冲孔次数的确定和冲孔工步设计冲孔次数设计依据 冲孔深度lnp和冲孔直径dc 之比 由下图确定 17 冲深孔时时为了防止锻件冲歪 需要设计冲头进入凹模的导向长度b 10 15mm 三 聚集工步与原坯料尺寸为了保证冲孔成形质量 要求冲头直径 D冲头 和坯料直径 D坯 有适当的比值 一般D冲头 D坯 0 5 0 7 根据冲头只对坯料进行分流无明显的轴向流动 合理的冲孔坯料可根据计算毛坯来确定 方法同锤上模锻 计算毛坯分为三个部分 简单圆柱 锥形空心体 圆柱体 计算毛坯尺寸确定 18 带孔锻件坯料直径计算 当 1 d计 d锻 1 0 1 2时 取d坯 0 82 1 0 d计 2 d计 d锻 1 2时 取d坯 d锻 3 d计 d锻 1 2时 取d坯 d锻坯料长度的计算 L坯 1 27V坯 d2坯其中V坯 V锻 V芯 M毛 1 6 6管类平锻机的工艺要点管件类锻件顶镦规则 1 当t0 t 3时 可在一次行程中完成管坯镦粗 2 当t0 t 3时 应在多道型槽中镦粗 19 6 7平锻机吨位的确定平锻机吨位的有两种方法 一 经验 理论公式对于D 300mm锻件Pb 0 005 1 0 001D D2 bPk 0 005 1 0 001D D 10 2 bD 锻件最大直径 b 终端温度下材料强度二 经验公式P 57 5KFF 为包括毛边在内的锻件最大投影面积 K 钢种系数 中碳钢及低合金钢取1 0高碳钢及中碳合金钢取1 15高合金钢取1 3 20 6 8平锻机模锻锻模结构一 平锻模的固定和固定空间平锻机的模具主要由凸模夹持器 凸模 凹模和前后挡板四部分组成 凸模夹持器安装在主滑块的凹模中 在凸模夹持器上安装若干个工步的凹模 凹模由上下两块组成 下模块安装在床身上 工作时不运动 固定凹模 上凹模安装在加紧滑块上 随加紧滑块上下运动 活动凹模 挡板分为前挡板和后挡板 用来控制变形金属长度 模具的固定方式主要有 键 压板和螺钉 模具空间 应满足模具闭合长度必须小于设备的最小闭合长度 21 二 平锻模结构设计平锻模由冲头和凹模组成 目前 大部分平锻模采用组合式 凹模镶块如下图 冲头由两部分组成 工作部分和固定部分 组合锻模 工作部分 固定部分 镶块固定 凹模镶块 冲头结构形式 22 三 型槽设计1 终锻成形型槽设计凹模直径 闭式模锻D凹 D锻 锻件图直径 开式模锻D凹 D锻 KCK 系数 后定料装置时K 2 5 3 0前定料装置时K 2 0 2 5冲头直径D凸 D凹 2 凸凹模间隙 与设备吨位有关 取0 2 0 75冲头长度L凸 L闭 闭合高度 L 加紧部分长度 L锻 锻件在凹模成形部分的长度 t 毛边厚度 23 2 集聚型槽设计凸模直径 D凸 D大头 0 2 D大头 L锻 5mm凹模直径 D凹 D凸 2 1凸模长度 L凸 L闭 L 2 凹模导向长度 L导 LB L锥 15 20 mm泄氧化皮槽尺寸 a 20 30mm 30 60 24 3 切边型槽设计切边型槽主要有 d1 D锻 3C 5mmd2 d3 1 2 mmd3 d4 0 4 0 8 由D锻尺寸选取 d4 D锻d5 d4 8 10 mmd6 1 02d0 1mmh2 4 5 th3 h锻 10 15 mm 25 4 穿孔