机械工程材料与热加工工艺 教学课件 ppt 作者 8第九章2.docx
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机械工程材料与热加工工艺教学课件ppt作者8第九章2
第三章模型锻造(模锻)
1.定义:
模锻是使金属坯料在冲击力或压力作
用下,在锻模模膛内变形,从而获得
锻件的工艺。
2.与自由锻比较特点:
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胎膜锻生产铝合金零件
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1.操作简单、生产率高;↑几十倍~百倍
2.精度高、光洁度高、余量小(自由锻的1/3~
1/4)、材料利用率高、成本降低;
3.质量易控制,可锻复杂件;
4.设备投资大,锻模生产周期长,制造困难,
成本高、材料贵,必需大批量;
5.模膛内变形,阻力大,只用于中小件<150
Kg。
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3.分类:
(按适用设备的不同)锤上模锻、曲
柄压力机上模锻、摩擦压力机上模
锻、胎膜锻等
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§1锤上模锻(模锻锤上模锻)
一.蒸汽—空气模锻锤
1.锤上模锻设备:
模锻锤
2.设备特点:
①运动副之间的间隙小,运动
精度高,合模准确性高。
②模锻锤吨位为1—16t,可锻
制150kg以下的锻件。
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二.锻模结构
锻模:
分上模块和下模块,模块上有一定形状的凹腔叫模膛
按模膛数分:
单膛锻模、多膛锻模(制坯、模锻、切断模膛)
按功用分:
模锻模膛(终锻、预锻);
制坯模膛(拔长、滚压、弯曲、切断)
一.模锻模膛
⑴终锻模膛作用是使坯料最后变形到锻件所要求的
形状和尺寸,因此其形状应和锻件相同
尺寸比锻件要放大一个收缩量。
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飞边槽(桥部、仓部)作用:
储存多余金属;形成阻力圈,
保证模膛充满;保护锻模,缓冲;飞边槽、冲孔连皮终锻
后在切边模上冲掉.
⑵预锻模膛作用是使坯料变形到接近锻件的形状和尺寸,这
样进行终锻时,金属容易充满终锻模膛.同时减少
终锻模膛的磨损。
预锻模膛和终锻模膛的区别:
前者的圆角和斜度较大,没有飞
边槽
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制坯模膛种类:
⑴拔长模膛:
用来减小坯料某部分的横截面积,以增加该部
分的长度。
分为开式和闭式两种。
一般它设在锻
模边沿处,坯料不需翻转。
⑵滚压模膛:
在坯料长度不变的前提下用来减小坯料某部分的
横截面积,以增大另一部分的横截面积。
操作时
需不断翻转坯料,但不作送进运动。
⑶弯曲模膛:
对于弯曲的杆类模锻件,弯曲后需翻转90度再放
入锻模模膛中成形。
⑷切断模膛:
在上模与下模的角部组成的一对刃口,用来切断
金属。
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制坯模膛
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三.模锻件工艺设计
模锻工艺规程的制定
(一)绘制模锻锻件图(包括飞边设计)
1、分模面的选择(原则)分模面-----上、下模在锻
件上的分界面。
(1)锻件最大截面上;
(2)上、下模膛力求对称;
(3)模膛应浅而宽;
(4)分模面最好是平面;
(5)所加敷料最少。
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2.加工余量、公差、敷料比自由锻小
余量一般1~4mm,公差±0.3~3mm
复杂凹槽、台阶、沟槽、<φ25孔加敷料
3.模锻斜度
与模膛深度有关深度h/宽度b↑越大取
大值↑一般5~15
4.圆角半径
0
外斜度α<内斜度α
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外圆角r一般1.5~12mm
内圆角R>rR=(2~3)r
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5.冲孔连皮的确定
模锻无法冲出穿透的孔,只能压凹成盲孔,中间留一
层金属称为冲孔连皮。
冲孔连皮厚度为S
d<φ25孔加敷料不冲出
S与孔径d有关d>φ25孔留冲孔连皮
d=φ30~80mmS取4~8mm
模锻锻件图实例典型的“齿轮毛坯”
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(二)坯料重量和尺寸
类似自由锻(估算)
G坯=G件+G飞边+G氧化
G件---模锻件质量;G飞边---飞边质量;G氧化---烧损量。
盘类件:
镦粗
坯料尺寸1.25≤坯料高度/坯料直径≤2.5
长轴类:
拔长
F坯料=(1.05~1.3)V件/L件=(1.05~1.3)F件
复杂锻件:
作图定尺寸粗略估算
F坯料=(0.6~1.0)F件max(包括飞边)
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(三)确定模锻工序同自由锻
根据锻件形状两大类
1.轴、杆类:
(台阶轴、曲轴、连杆、弯曲摇臂、叉
形件)工序选拔长、滚压、弯曲、预锻、终锻等
2.盘类:
(齿轮坯、皮带轮,长度≤直径或宽度件)
工序选镦粗、终锻等
(四)设备选择(锻锤吨位)查表
根据锻件质量(0.5~150Kg)选吨位1~16吨
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(五)确定加热温度范围
同自由锻
(六)修整工序
1.切边和冲孔;
2.校正;
3.热处理;
4.清理;精压,要求很高件
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四.模锻件结构工艺性
1.必须有一个合理的分模面,锻件易出模膛;
2.精度高、光洁度高,尽量少留加工余量,出模方向应留
锻模斜度,壁厚过渡应留圆角;
3.模锻件外形力求简单、平直、对称、避免截面差过大;
4.避免薄壁、高筋、深孔(应≤2d孔径)、小孔
(<30mm)、⊥锤击方向的孔和凹坑、多孔、枝牙、
分叉结构等;
5.采用锻——焊联合结构。
↓敷料,简化工艺
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五.自由锻与模锻比较
比较项目
自由锻造
简单
模型锻造
锻件形状
尺寸精度
生产率
成本
稍复杂
低、误差大高、误差小
低
低
高
高、模设备贵
生产量
单件、小批必须大批量
锻件大小大.中.小<300t中.小<150Kg
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§2胎模锻造(简称胎模锻)
1.在自由锻设备上使用胎模生产模锻件的一种方
法。
又叫活动模,界乎自由锻与模锻之间,中
小批量,中小件用。
2.胎膜种类:
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⑴扣模用来对坯料进行全部或局部扣形,以生产长杆类
非回转体锻件,或为合模锻造制坯。
用扣模锻造
时,坯料不转动。
⑵筒模组合筒模由于有两个半模的结构,可锻出行状更
复杂的胎模锻件。
适用于锻造齿轮、法兰等盘类
锻件。
⑶合模由上模和下模组成,并有导向结构,可生产形状
复杂、精度较高的非回转体锻件。
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§3其它设备上的模锻
一.曲柄压力机上模锻(机械压力机)
①机械传动、滑块行程不变,金属径向流动大,
∴不宜进行拔长和滚压工步,模膛设计成镶块式(母子模)
②生产率高、劳动条件好、锻件精度高,适合于大批量
生产条件下锻制中、小型锻件。
价格高,使用受限。
二.摩擦压力机上的模锻(摩擦压床、摩擦螺杆锤)
①既是静压力又是冲击力压力无法控制
②结构简单、造价低、投资少、使用维修方便,适合于中小
型锻件的中、小批量生产,如螺钉、螺母、齿轮、三通阀
等的生产。
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- 机械工程材料与热加工工艺 教学课件 ppt 作者 8第九章2 机械工程 材料 热加工 工艺 教学 课件 第九