第三章 模型鍛造

模鍛

模鍛：是在高強(qiáng)度金屬鍛模上預(yù)先制出于鍛件形狀一致的模膛，使坯料在模膛內(nèi)受壓變形，由于模膛對(duì)金屬坯料流動(dòng)的限制，因而鍛造終了時(shí)能得到和模膛形狀相符的鍛件。模鍛與自由鍛相比，具有以下特點(diǎn)：⑴生產(chǎn)率高、易于機(jī)械化，可成批大量生產(chǎn)；⑵鍛件尺寸精度高、表面粗糙度值小，可以減少機(jī)械加工余量和余塊的數(shù)量，節(jié)省金屬材料和加工工時(shí)。

模鍛與自由鍛相比，具有以下特點(diǎn)：但與自由鍛相比較,模鍛時(shí)金屬坯料的熱變形完全是在模具的模膛內(nèi)進(jìn)行的。通過鍛模對(duì)坯料整體鍛打成形，需要的變形力較大，故需要能力較大的專用設(shè)備且模具費(fèi)用昂貴。但它可鍛造形狀復(fù)雜的鍛件,因此，模鍛適用于150㎏以下的中、小型鍛件的大批量生產(chǎn)。分類：

按設(shè)備類型模鍛可分為錘上模鍛、胎模鍛、壓力機(jī)上模鍛等。一、錘上模鍛

錘上模鍛使用的主要設(shè)備是蒸汽—空氣模鍛錘，其結(jié)構(gòu)和工作原理與是蒸汽—空氣自由鍛錘相似。由于模鍛錘受力大，所以要求設(shè)備的剛性好，導(dǎo)向精度高，因此砧座與機(jī)架連成一個(gè)整體，形成封閉結(jié)構(gòu)；錘頭與導(dǎo)軌之間的配合間隙小，錘頭運(yùn)動(dòng)精確，能保證工作時(shí)鍛模的上、下模合模準(zhǔn)確。模鍛錘噸位是鍛錘落下部分的質(zhì)量，為1～16t，鍛件質(zhì)量0.5～150㎏。蒸汽－空氣模鍛錘一、錘上模鍛

形狀簡單的鍛件可在單模膛內(nèi)鍛造成形，稱單模膛模鍛，見圖；復(fù)雜的鍛件，必須在幾個(gè)模膛內(nèi)鍛造后才能成形，稱多模膛模鍛，見圖。一、錘上模鍛

單模膛鍛造一、錘上模鍛

一、錘上模鍛

單模膛鍛模

鍛模由上、下模組成。上模和下模分別安裝在錘頭下端和模座上的燕尾槽內(nèi)，用楔鐵緊固。上、下模合在一起，形成完整的模膛。根據(jù)模膛作用不同，分為模鍛模膛和制坯模膛。1.模鍛模膛模鍛模膛又可分為預(yù)鍛模膛和終鍛模膛。

⑴預(yù)鍛模膛為了改善終鍛時(shí)金屬的流動(dòng)條件，避免產(chǎn)生充填不滿和折迭，使鍛坯最終成形前獲得接近終鍛形狀的模膛，它可提高終鍛模膛的壽命。其結(jié)構(gòu)比終鍛模膛高度大、寬度小、無飛邊槽，模鍛斜度和圓角大。⑵終鍛模膛模鍛時(shí)最后成形用的模膛，與熱鍛件圖上相應(yīng)部分的形狀、尺寸一致。模膛周圍設(shè)飛邊槽，通孔鍛件需留沖孔連皮。⒉制坯模膛用以初步改變毛坯形狀、合理分配金屬，以適應(yīng)鍛件橫截面積和形狀的要求，使金屬能更好地充滿模鍛模膛的工序稱為制坯工序。制坯模膛⑴拔長模膛作用是減少坯料某部分的橫截面面積，增加該部分的長度，當(dāng)模鍛件沿軸向各橫截面積相差較大時(shí)，采用拔長模膛。⑵滾壓模膛其作用是減小坯料某部分橫截面積，增大另一部分的橫截面積。當(dāng)模鍛件沿軸線的各橫截面面積相差不很大時(shí)或作修整拔長后的毛坯時(shí)，采用滾壓模膛。⑶彎曲模膛其作用是彎曲桿類模鍛件的坯料⑷切斷模膛其作用是切斷金屬。單件鍛造時(shí)，用它從坯料上切下鍛件或從鍛件上切下鉗口，多件鍛造時(shí)，用它來分離成單個(gè)件。模鍛工藝規(guī)程的制定

工藝規(guī)程的內(nèi)容包括：繪制模鍛件圖、坯料計(jì)算、確定鍛造工步、選擇鍛造設(shè)備等。

1、繪制模鍛件圖

1)確定分模面：是上下鍛模在模鍛件上的分界面?！玖慵D】【實(shí)物圖】確定原則：①易?。悍帜Ｃ鎽?yīng)選在模鍛件最大尺寸的截面上。②上下兩模沿分模面的模膛輪廓一致，防錯(cuò)模。③深度最淺，使金屬很容易充滿模膛，便于取出鍛件。④分模面應(yīng)使零件上所加的敷料最少。⑤最好使分模面為一個(gè)平面，使上下鍛模的模膛深度基本一致。圖中選d-d是最合理的

2)確定模鍛件的起模斜度與圓角【模鍛件】【模鍛件實(shí)物圖】

模鍛斜度一般5°~15°，α2-α1=2°~5°。當(dāng)模膛寬度b小而深度h大時(shí)，模鍛斜度要取大些。內(nèi)壁斜度要略大于外壁斜度。模鍛圓角半徑

鍛件上所有轉(zhuǎn)角處都應(yīng)做成圓角；內(nèi)圓角半徑（R）應(yīng)大于外圓半徑（r）。3）確定鍛件加工余量和公差余量：一般為1~4mm；公差：一般取在±0.3~3mm之間。

4）留出沖孔連皮

d<25mm孔一般不鍛出；

d>25mm孔帶沖孔連皮；連皮厚度s與d有關(guān)：

d=30~80→

s=4~8mm。

齒輪坯模鍛件圖粗實(shí)線：鍛件的形狀；雙點(diǎn)劃線：零件的輪廓形狀2.確定模鍛工步

模鍛工步主要根據(jù)模鍛件的形狀和尺寸來確定。模鍛件按形狀分為兩大類：

(1)長軸類

此類鍛件的長度明顯大于其寬度和高度，如臺(tái)階軸、曲軸、連桿、彎曲搖臂等。鍛造時(shí)錘擊方向垂直于鍛件軸線，常選用拔長、滾壓、彎曲、預(yù)鍛和終鍛等工步。

(2)盤類

此類鍛件主軸尺寸較短，在分模面上投影為圓形或長寬尺寸相近，如齒輪、法蘭、十字軸、萬向節(jié)叉等。模鍛時(shí)，坯料軸線方向與錘擊方向相同，金屬沿高度、寬度和長度方向同時(shí)流動(dòng)。常采用鐓粗或壓扁等工步制坯，然后終鍛。形狀簡單的鍛件可直接終鍛成形。3模鍛零件的結(jié)構(gòu)工藝性1）模鍛件應(yīng)具有合理的分模面、模鍛斜度和圓