模锻方法与工艺[精]
(一)模型锻造
1 锻造概念和特点 2 锻造种类 3模 锻 4 模锻的工艺流程 5 模锻件类型 6 模锻模具类型 7 模锻国内外差距 8 模锻发展趋势
1 锻造概念和特点
锻造是利用锻压机械对金属坯料施加压力,使其
产生塑性变形,以获得具有一定机械性能、一定形状和 尺寸的锻件的加工方法。
锻造和冲压同属塑性加工性质,统称锻压。 特点:
■其他锻造方法的制、辊锻、辗扩等的成形工具与坯料之间有相 对的旋转运动,对坯料进行逐点、渐近的加压和成形, 故又称为旋转锻造。
2锻造种类
(三)按行业应用 ■飞机锻件
按重量计算,飞机上有85%左右的的构件是锻件。飞机发动机 的涡轮盘、后轴颈(空心轴)、叶片、机翼的翼梁, 机身的肋筋 板、轮支架、起落架的内外筒体等都是涉及飞机安全的重要锻件。 飞机锻件多用高强度耐磨、耐蚀的铝合金、钛合金、镍基合金等 贵重材料制造。为了节约材料和节约能源,飞机用锻件大都采用 模锻或多向模锻压力机来生产。 ■汽车锻件
锻造是机械制造中常用的成形方法。通过锻造能消 除金属的铸态疏松、焊合孔洞,锻件的机械性能一般优 于同样材料的铸件。机械中负载高、工作条件严峻的重 要零件,除形状较简单的可用轧制的板材、型材或焊接 件外,多采用锻件。
2 锻造种类
(一)按坯料在加工时的温度
锻造可分为冷锻和热锻。 冷锻一般是在室温下加工,热锻是在高于坯料金属的 再结晶温度上加工。有时还将处于加热状态,但温度不 超过再结晶温度时进行的锻造称为温锻。
按重量计算,汽车上约有58%的锻件。一般的汽车由车身、车 箱、发动机、前桥、后桥、车架、变速箱、传动轴、转向系统等 15个部件构成汽车锻件的特点是外形复杂、重量轻、工况条件差、 安全度要求高。如汽车发动机所使用的曲轴、连杆、凸轮轴、前 桥所需的前梁、转向节、后桥使用的半轴、半轴套管、桥箱内的 传动齿轮等等,无一不是有关汽车安全运行的保安关键锻件。
所以锤头上下运动精确,上下模能对准,可以 保证锻件的精度。
同时机架与砧座相连,以提高打击效率。 模锻锤的吨位也是以落下部分质量表示的. 一般为0.5t~30t,常用的是1t~10t。 锤上模锻的锻模如图2, 按模膛功用不同,锻模分为: (1)模锻模膛 金属在模膛中发生整体变形,由此分:
1)终锻模膛 由它可得锻件最终形状和尺寸,其结构特 点是: 沿模膛四周有飞边槽; 对通孔锻件锻后留有冲孔连皮。 2)预锻模膛 使坯料变形到接近锻件的形状和尺寸。 特点:无飞边槽。 (2)制坯模膛 此外还有:成形模膛;镦粗台及击扁面等。
对复杂件预先的部分变形加工。有: 1)拔长模膛; 2)滚压模膛; 3)弯曲模膛; 4)切断模膛;
2.曲柄压力机上模锻 曲柄压力机传动示意 曲柄压力机上模锻特点:
(1)产生静压力; (2)压力机行程固定;
(3)导向严细,自动顶件;
(4)锻模镶块组合简又省;
(5)清除氧化皮困难;
(6)效率高,锻件精,设备贵,宜大量生产。
锻造液压机有自由锻液压机、模锻液压机和切边 液压机之分。锻造生产常用的模锻液压机,又有 通用模锻液压机和专用模锻液压机两大类。
一重自行研发制 造的1.5万吨全 数字操控水压 机。
可锻件质量达 600吨。
液压机与其它设备相比: 具备以下特点:
在直接传动的液压机上,活动横梁在整个行程的任一 位置都可获得最大载荷。
3.螺旋压力机上模锻
按驱动方式可分为摩擦压力机、液压螺旋压力机和电 动螺旋压力机。
▼摩擦压力机上模锻
看传动图
▼螺旋压力机工作特点 具有锻锤和曲柄压力机的双重工作特性; 每分钟行程次数少,打击速度低。
4. 液压机模锻
液压机是一种利用液体压力来传递能量的锻压设 备,它包含以油做工作介质的油压机和以水做工 作介质的水压机 。
2 锻造种类
(三)按行业应用
■矿山锻件 按设备重量计算,矿山设备中锻件的比重为12-24%。矿山设
备有: 采掘设备 卷扬设备 破碎设备 研磨设备 洗选设备 烧结设备
■核电锻件 核电分为压水堆和沸水堆两类。核电站主要的大锻件可分为压
力壳和堆内构件两大类。 压力壳含:筒体法兰、管嘴段、管嘴、 上部筒体、下部筒体、筒体过渡段、螺栓等。 堆内构件是在高 温、高压、强中子幅照、硼酸水腐蚀、冲刷和水力振动等严峻条 件下工作的,所以要选用18-8奥氏不锈钢来制作。
无论是直接传动的液压机还是蓄势器传动的水压机在 结构上易于得到较大的总压、较大的工作空间及较长 的行程,因此便于锻造较长、较高的大型工件,这往 往是锻锤和其它锻压设备难以做到的。
液压机上除设有大型模具垫板和定位器外,还有活动 横梁同步平衡系统,以保证偏心锻造时,避免模具偏 斜。
与锻锤相比,液压机工作平稳,撞击和震动很小、噪 音小;对厂房、地基要求不高,对工人健康、周围环 境无损害。
2 锻造种类
(三)按行业应用
■火电锻件 火力发电设备中有四大关键锻件,即汽轮发电机的转
子和护环,以及汽轮机中的叶轮与汽轮机转子。
■水电锻件 水力发电站设备中的重要锻件有水轮机大轴、水轮
发电机大轴、镜板、推力头等。
3模 锻
模锻利用模具使毛坯变形而获锻件的锻造方法. 模锻按使用的设备不同分为锤上模锻、曲柄压力机上 模锻、平锻机上模锻及摩擦压力机上模锻等。 其中锤上模锻是常用的模锻方法。 (一)按模锻设备划分 1. 锤上模锻
钢的再结晶温度约为460℃,但普遍采用800℃作为划 分线,高于800℃的是热锻;在300~800℃之间称为温 锻或半热锻。
2 锻造种类
(二)按成形方法
■ 锻造则可分为自由锻、模锻、冷镦、径向锻造、挤压、 成形轧制、辊锻、辗扩等。
■ 坯料在压力下产生的变形基本不受外部限制的称自由 锻,也称开式锻造;
模锻特点: (1)与自由锻相比,生产率高;
(2)锻件形状较复杂,尺寸精度高; (3)切削余量小,材料利用率高; (4)操作简单及模具费用高等特点。 锤上模锻适用于中小型锻件的大批量生产。 常用设备为蒸汽—空气模锻锤,如图所示。 其工作原理和自由锻锤相同,仅是模锻的机 架直接安装在砧座上形成封闭结构,导轨长且和 锤头之间的间隙较小。