多向模鍛工藝及模具設計

多向模鍛概述多向模鍛技術(shù)又稱多柱塞模鍛，是于2050Cameron〔卡麥隆〕公司提出并實現(xiàn)的鍛造技術(shù)，利用可分模具，在多向模鍛壓機一次行程作用下獲得無毛邊、無拔模斜度或小拔模斜度、多分枝或有內(nèi)腔的外形簡潔的鍛件。它是一種集擠壓、模鍛于一體的綜合工藝。與一般模鍛相比，能削減工序和節(jié)約能源，提高鍛件的性能，對實現(xiàn)鍛件精化、改善產(chǎn)品質(zhì)量和提高勞動生產(chǎn)率等方面具有很多獨特的優(yōu)點。自上世紀五十年月以后，美、英、法、德和原蘇聯(lián)等工業(yè)興盛的國家，相繼推廣應用和進展了多向模鍛技術(shù)。我國于上世紀六十年月中期，也開頭自主研發(fā)多向模鍛水壓機和多向模鍛工藝。1.1多多多多多多多多多多多多1234567進展多向模鍛的前提條件，必需擁有多向模鍛壓機，圖1-112345671-140MN多向模鍛壓機1——上半圓梁 2——合模工作缸 3——垂直工作缸 4——活動橫梁5——回程缸 6——水平工作缸 7——下橫梁1-1可知，多向模鍛壓機和一般模鍛壓機有很大區(qū)分，機架在左右方使其能很好的布滿模具型腔。鍛造完畢后模具分開，便利從模具型腔內(nèi)取出鍛1件。多向模鍛依據(jù)鍛件的分模方式不同，可以分為三種類型：即垂直分模；水平分模；垂直與水平聯(lián)合分模(簡稱復合分模)1-2所示。由圖可清楚看到這三種多向模鍛的分模方式及其成形原理，如下：1-2多向模鍛分模方式

垂直分模 (2)水平分模 (3)復合分模垂直穿孔缸的活塞上，以水平缸活塞壓緊左右模具，把坯料放入模具模腔中，用垂直沖頭擠壓坯料使坯料填滿模具型腔。鍛造完畢后，垂直沖頭回程，水平缸回程翻開左右模具，鍛件從模具型腔中取出。水平分模直穿孔缸的活塞上，水平?jīng)_頭固定在水平穿孔缸的活塞上。坯料放入下模模具型腔后，上模在活動橫梁的作用下使上下模壓緊。垂直沖頭和水平?jīng)_頭分別對坯料進展擠壓，使坯料填滿模具型腔。鍛造完畢后，垂直沖頭和水平?jīng)_頭分別回程，棟梁回程是上下模具分開，鍛件從模具型腔中取出。復合分模料變形，然后水平?jīng)_頭對坯料進展擠壓，使金屬完全填布滿模具型腔。鍛造完畢后，左右模分開，鍛件從下模型腔中取出。通常，是依據(jù)鍛件的外形、尺寸、構(gòu)造的特征，如鍛件外形簡潔程度；垂直與2水平方向的投影面積大小；有無成形孔腔的要求，內(nèi)孔長度與孔徑之比等，并綜合確定分模方式和分模面位置。多向模鍛的技術(shù)特點相比，多向模鍛有以下特點：多向模鍛可獲得外形簡潔、尺寸準確、無模鍛飛邊并帶有孔腔的鍛件，使縮短機械加工工時和大幅降低鍛件本錢，是生產(chǎn)構(gòu)造外形簡潔鍛件的最優(yōu)鍛造工藝。圖1-3(1)是二十二冶集團周密鍛造鍛造的閥芯鍛件，鍛件重5.7Kg1-3(2)4.8Kg，材料利用率高達84%左右，大大縮短閥芯鍛件的機加工工時。(1) (2)1-3閥芯鍛件及零件閥芯鍛件 (2)閥芯零件金屬流線分布合理、鍛件性能得到提高。模鍛件的金屬流線根本上都是沿鍛件輪廓分布，有利于鍛件機械性能提高。此外，多這對提高零件抗應力腐蝕性能尤為重要。坯料只需一次加熱便可鍛成鍛件，提高生產(chǎn)效率，降低能源消耗。可將坯料鍛成鍛件。因而可削減生產(chǎn)工序，提高生產(chǎn)效率，節(jié)約能源消耗和削減加熱設備，降低金屬材料燒損、鍛件外表脫碳及合金元素貧化。3適于生產(chǎn)鍛造溫度窄和低塑性材料的模鍛件。變形的合金鋼及合金，如不銹鋼、高溫合金，鈦合金等。這類金屬材料在一般模鍛時，因應力狀態(tài)會消滅拉應力，因此會導致鍛件產(chǎn)生裂紋而報廢。而在多向模鍛時，坯料是處在猛烈三向壓應力狀態(tài)下變形，有利于提高金屬的塑性，適于模鍛難變形金屬材料的鍛件。模具構(gòu)造類型及模具失效形式模具構(gòu)造類型模具構(gòu)造、水平分模模具構(gòu)造和復合分模模具構(gòu)造?？梢詺w納，多向模鍛常用3種類型。水平分模模具構(gòu)造2-1T形螺栓分別于多向模鍛壓機活動橫梁和下橫梁工作臺連接，水平?jīng)_頭與多向模鍛壓機水平缸活塞連接，垂直沖頭與多向模鍛壓機垂直缸活塞連接。安裝模具時，保證水平?jīng)_頭中心線和上、下模左右孔的中心線重合，垂直沖頭的中心線和上?？椎闹行木€重合。坯料放入下模模具型腔內(nèi)后，上、下模通過上橫梁合緊，上沖頭和水平?jīng)_頭分別通過垂直工作缸和水平工作缸對坯料進展擠壓。12342-1水平分模模具構(gòu)造1——垂直沖頭 2——上模 3——水平?jīng)_頭 4——下模4垂直分模模具構(gòu)造2-2作臺面垂直。左右模通過六角螺釘與連接桿連接，連接桿與水平工作缸活塞連接；垂直沖頭與垂直工作缸活塞連接；左右模移動臺面通過T形螺栓與多向模鍛工作臺面連接。左、右模在移動墊板上左右移動，鍛造完畢后垂直沖頭回程時，移動墊板通過移動墊板燕尾槽使左、右模滯留在移動墊板上。左、右模通過水平工作缸合模，并供給合模載荷。左右模合模后，坯料放入模具型腔，垂直沖頭擠壓坯料使金屬填滿模具型腔。321 4562-2垂直分模模具構(gòu)造1——六角螺釘 2——左模 3——垂直沖頭4——連接桿 5——右模 6——移動墊板復合分模模具構(gòu)造2-3是復合分模的模具構(gòu)造，復合分模的模具構(gòu)造有兩個分模面，一個分模面與多向模鍛壓機工作臺面平行，另外一個分模面與多向模鍛壓機工作臺與垂直分模模具相比，復合分模模具與工作臺臺面垂直的分模面比垂直分模模具的分模面小很多，大大減小了復合分模模具左右方向的合模載荷，而復合分模模具的上下方向的合模載荷可以有多向模鍛壓機合模工作缸供給，因此，復合分模模具構(gòu)造在一樣的壓機上鍛造的產(chǎn)品范圍比垂直分模大很多。532 41562-3垂直分模模具構(gòu)造1——六角螺釘 2——左模 3——垂直沖頭模具失效形式

4——連接桿 5——右模 6——移動墊板與一般模鍛相比，多向模鍛多是一次成形鍛件。多向模鍛成形鍛件時，金裂紋、壓塌、沖頭斷裂。下面針對幾種失效形式進展具體描述。裂紋鍛造過程中，不斷對模具進展冷卻模具外表不斷的進展冷熱交替的變化。模具長時間服役過程中后形成裂紋。圖2-4是鍛制閥體的上模芯型腔外表的裂紋狀況。裂紋裂紋2-4上模芯外表裂紋狀況6壓塌多向模鍛成形閥體時