模鍛設(shè)備的選擇

1、國家標(biāo)準(zhǔn)精度訂貨長(zhǎng)度連桿鍛件工藝卡普通26m鋼號(hào)斷面尺寸下料長(zhǎng)度45鋼55毛坯重量鍛件重量每坯件數(shù)零件號(hào)型號(hào)7.49Kg1.4Kg1名稱連桿體每臺(tái)件數(shù)工序工步工序內(nèi)容設(shè)備名稱溫度范圍工具名稱檢查者1下料25MN剪床冷剪剪切模2加熱反射爐1200·3制坯6.3MN壓力機(jī)制坯模1鐓粗2滾擠3壓扁4拔長(zhǎng)4刷氧化皮鋼絲刷5預(yù)鍛預(yù)鍛模6終鍛6.3MN壓力機(jī)終鍛模7清理拋丸機(jī)8初檢樣板9調(diào)質(zhì)熱處理鹽浴爐1蘸火2回火3清洗10磁力探傷探傷機(jī)11清理;拋丸拋丸機(jī)12冷校直1.6MN壓力機(jī)校正模第三章 模鍛設(shè)備的選擇模鍛錘、螺旋壓力機(jī)、熱模鍛壓力機(jī)是鍛造行業(yè)的三大主力模鍛設(shè)備，盡管多年來各自技術(shù)均得到

2、相應(yīng)的發(fā)展，但由于其各自的性能特點(diǎn)，因而具有不同的適應(yīng)性！熱模鍛壓力機(jī)優(yōu)點(diǎn)(1)鍛造時(shí)滑塊的行程不變，每個(gè)變形工步在滑塊的運(yùn)動(dòng)下成形，便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化，具有很高的生產(chǎn)率。(2)滑塊運(yùn)動(dòng)精度高，并有鍛件頂出裝置，使鍛仟的模鍛斜度、加工余量和鍛造公差減小，因而鍛件精度比錘上模鍛件高。(3)作用于坯料上的鍛造力是靜壓力而不是沖擊力，坯料的變形速度較低，這對(duì)于低塑性材料的鍛造有利。某些不適于在模鍛錘上鍛造的材料(如耐熱合金、鎂合金等)，可在熱模鍛壓力機(jī)上鍛造。(4)工作時(shí)的振動(dòng)和噪聲小，勞動(dòng)條件得到改善。這種模鍛方法的主要缺點(diǎn)是設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格高，模具結(jié)構(gòu)也比一般錘上鍛模復(fù)雜，同時(shí)，由于滑塊行

3、程不能在鍛造過程中調(diào)節(jié)因而不能進(jìn)行拔長(zhǎng)、滾擠等需要多次打擊才能完成的工步的操作。平鍛機(jī)上模鍛在工藝上特點(diǎn)(1)坯料都是棒料或管材并且只進(jìn)行一端局部加熱和局部變形加工，因此可以完成在立式鍛壓設(shè)備上不能鍛造的某些長(zhǎng)桿類鍛件，也可用長(zhǎng)棒料連續(xù)鍍?cè)於鄠€(gè)鍛件。(2)鍛模有兩個(gè)分模面，鍛件出模方便，可以鍛出在其他設(shè)備亡難以完成的在不同方向上有凸臺(tái)或凹槽的鍛件。(3)需配備對(duì)棒料局部加熱的專用加熱爐。摩擦壓力機(jī)上模鍛特點(diǎn)(1)滑塊行程和打擊能量都可自由調(diào)節(jié)，坯料在一個(gè)模腔內(nèi)可以多次打擊，因而摩擦壓力機(jī)屬于鍛錘類設(shè)備。其工藝性能廣泛，既可完成微租、成形、彎曲、預(yù)鍛、終鍛等成形工序，也可進(jìn)行校正、稍整、切邊、沖

4、孔等后續(xù)工序的操作。(2)滑塊行程速度略高于熱模鍛壓力機(jī)，比模鍛錘低得多，鍛壓力仍接近于靜壓力性質(zhì)。同時(shí)，由于飛輪的慣性大，其鍛擊頻率低，因而生產(chǎn)率較低。(3)金屬在兩次鍛擊之間可以充分進(jìn)行再結(jié)晶，適合于再結(jié)晶速度較低的一些合金鋼和有色金屬的鍛造。(4)螺桿與滑塊之間為非剛性連接，承受偏心載荷能力差，適合單模膛鍛造。(5)摩擦傳動(dòng)的效率低只有1015%，設(shè)備噸位受限制，多為中小型設(shè)備。表一：三種模鍛設(shè)備的性能比較表參 數(shù) 名 稱蒸汽錘螺旋壓力機(jī)曲柄壓力機(jī)百協(xié)程控鍛錘打擊速度（m/s） 470.60.80.30.746冷擊時(shí)間(ms)233060306023成形時(shí)間(ms)51530150801

5、20515打擊頻率80100 615408080110靈活性好 差 差好投資比例 112 4 2適應(yīng)性 多品種小批單一零件大批單一零件大批多品種小批結(jié)構(gòu)復(fù)雜最簡(jiǎn)單一般最復(fù)雜簡(jiǎn)單自動(dòng)化程度 差 差 好好鍛造原理多次錘擊成形一次沖擊成形靜壓力成形多次錘擊成形工作精度差 差 高高能源消耗比較 15 23 31模鍛變形力和變形功是選擇模鍛設(shè)備的依據(jù)表二：三種模鍛設(shè)備的變形力模鍛設(shè)備變形力經(jīng)驗(yàn)公式鍛件計(jì)算值熱模鍛壓力機(jī)56000KN平鍛機(jī)13593KN摩擦壓力機(jī)67024KN式中：P模鍛變形力； K材料系數(shù)；與鍛模類型有關(guān)的系數(shù)，開式模鍛=4，閉式模鍛=5；A鍛件的投影面積（開式模鍛時(shí)包括飛邊橋部面積）

6、；V鍛件體積；終鍛時(shí)鍛件的流動(dòng)應(yīng)力；=355根據(jù)上述分析以及精密模鍛的工藝要求，故我們選擇了熱模鍛壓力機(jī)，熱模鍛壓力機(jī)噸位的確定：F=KA=56000 KN。所以壓力機(jī)噸位約為5.7噸。式中：K金屬變形抗力系數(shù)，決定于鋼種和鍛件形狀的復(fù)雜程度（10KN/cm） A鍛件的投影面積（開式模鍛時(shí)包括飛邊橋部面積）；第五章 熱模鍛壓力機(jī)模架設(shè)計(jì)模架用于緊固模塊并傳遞頂料動(dòng)作的主要部件，它承受鍛造過程中的全部負(fù)荷。由于其質(zhì)量大，一般一副模架重達(dá)1-12t,120MN熱模鍛壓力機(jī)模架重達(dá)50t。模架制造難度大，必須予以充分重視。模架設(shè)計(jì)主要包括以下部件的設(shè)計(jì)：上下模板、上下墊板、頂出裝置、導(dǎo)向裝置以及一些

7、緊固件等。5.1模塊設(shè)計(jì)根據(jù)鍛件的形狀以及模膛排布情況，模塊選擇矩形鑲塊式模塊。1）鑲塊模厚度由于閉合高度大于400mm，所以模塊厚度應(yīng)在80120 mm；取100mm2）鑲塊模的定位與緊固上下模塊各分為兩塊或其中有一塊分為兩塊。模座不經(jīng)常更換，鑲塊模上加工出各種模膛，鑲塊?？梢淮涡允褂貌环隆榱吮阌诓僮魑覀儾捎梅芥I對(duì)鑲塊模予以定位與緊固。3）模塊尺寸確定模塊的長(zhǎng)度寬度。主要根據(jù)鍛件的最大長(zhǎng)度、寬度、模壁厚度、頂桿尺寸、模塊對(duì)模座的承受面積以及模膛的四周的壁厚。模塊的厚度 S : S=(11.5)h40式中h模膛最寬處深度（mm）。由于該鍛件模塊上同時(shí)有4個(gè)模膛，所以以下式確定： 模膛是矩形

8、，取最大值52mm模塊的高度。主要依據(jù)模膛深度、模塊底厚T以及模塊的閉合高度閉合高度H等。滿足下列條件：5.2 模架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1）模架的選擇斜面壓板式模架：特點(diǎn)是，鍛模模塊座落在四周封閉或前后封閉的窩座中。健式模架：其特點(diǎn)是，模架的定位、墊板和模板的定位都采用十字形布置的鍵結(jié)構(gòu)。需要進(jìn)行前后左右錯(cuò)差調(diào)整時(shí)，采用偏心鍵，這類模架的安裝、更換、調(diào)整比較方便，對(duì)模塊長(zhǎng)度適用范圍大。但十字形鍵槽制造要求高。2）模架的高度尺寸式中H模架的封閉高度，其值等于設(shè)備的最大封閉高度H-5mm 上下模板高度（mm） 上下墊板高度（mm） 上下模鍛模塊的實(shí)際高度（mm） 上下鍛模之間間隙（mm） 模板高度盡量選大值

9、，以容納有足夠行程的頂料裝置，并保證模板在各個(gè)方向有足夠的強(qiáng)度、使導(dǎo)向裝置有良好的穩(wěn)定性，也為以后的磨修下余量。3）模架的主要零部件材料 上、下模板它是模架的載體，必須能經(jīng)受長(zhǎng)期使用，具有一定的耐沖擊性、較高的強(qiáng)度和耐磨性能。材料一般可選用鍛鋼，熱處理硬度4044HRC。 墊板它直接與鍛模接觸，承受并傳遞鍛模的全部壓力，在使用一段時(shí)間后，將產(chǎn)生變形、磨損甚至斷裂，是需要經(jīng)常更換的零件?？蛇x用與模塊相同的材料和硬度，如、H13等。墊板尺寸應(yīng)盡可能大些，以增加它與模板的接觸面積，厚度也不宜小于40mm，一般以7080mm為宜。 頂出裝置多模膛模鍛的鍛件，有幾個(gè)工步需要頂桿，頂出裝置的行程一般為：5

10、50mm。頂桿工作時(shí)必須有導(dǎo)向。導(dǎo)向段l可選用3050mm，不宜大于50mm?？紤]到頂桿受熱膨脹問題，導(dǎo)向段直徑要比孔徑小0.30.4mm。頂桿外徑用負(fù)偏差-0.05mm，孔徑偏差+0.1mm。頂桿非導(dǎo)向段直徑比導(dǎo)向段小1mm。 導(dǎo)向裝置包括導(dǎo)柱、導(dǎo)套、襯套等，導(dǎo)柱應(yīng)具有良好的韌性和耐磨性，可使用低碳或低合金鋼，表面滲碳層0.81.2mm，蘸火5761HRC。導(dǎo)柱、襯套作相對(duì)活動(dòng)，為使運(yùn)動(dòng)性能好，不易咬合，襯套可用錫青銅。第六章 模鍛的后續(xù)工作 模鍛工序并不是鍛件生產(chǎn)的最后工序。開式模鍛件上的飛邊，帶孔模鍛件中的連皮均需切除；為了消除模鍛件的殘余應(yīng)力、改善其組織和性能，需進(jìn)行熱處理；為了消除模

11、鍛件表面的氧化皮，便于檢驗(yàn)表面缺陷和進(jìn)行切削加工，要進(jìn)行表面清理；模鍛件的出模、切邊、熱處理、清理過程中若有較大的變形，應(yīng)進(jìn)行校正；對(duì)于精度要求高的模鍛件，則要進(jìn)行靜壓；最終還要檢驗(yàn)?zāi)ｅ懠钠焚|(zhì)。6.1 切邊及沖孔 由于該鍛件的模鍛過程是精密模鍛，鍛件產(chǎn)生的飛邊較小，采用機(jī)加工消除即可。 沖孔。單獨(dú)消除孔內(nèi)連皮時(shí)，可將鍛件放在沖孔凹模內(nèi)，靠沖孔沖頭斷面的刃口將連皮沖掉，如圖。沖頭刃口部分的尺寸按鍛件沖孔尺寸確定。沖頭、凹模之間的間隙靠擴(kuò)大孔尺寸確定。（1）沖孔模結(jié)構(gòu) （2）沖孔連皮尺寸 沖孔力計(jì)算: 切邊或沖孔力（N） 金屬在切邊或沖孔溫度下的強(qiáng)度極限（MPa） L 鍛件分摸面周長(zhǎng) =s 剪切

12、厚度6.2 校正和精壓 在鍛壓生產(chǎn)過程中，模鍛、切邊、沖孔、熱處理等生產(chǎn)工序及工序之間的運(yùn)送過程。由于冷卻不均、局部受力、碰撞等各種原因都有可能使鍛件產(chǎn)生彎曲、扭轉(zhuǎn)等變形。當(dāng)鍛件的變形量超出鍛件圖技術(shù)條件的允許范圍時(shí)，必須予以校正。熱校正與冷校正校正方法說明應(yīng)用熱校正通常與模鍛同一火次并在切邊、沖孔后進(jìn)行。中大型鍛件，易變形的復(fù)雜形狀鍛件冷校正一般安排在熱處理和清理工序后進(jìn)行。主要在錘鍛、螺旋壓力機(jī)、曲柄壓力機(jī)、油壓機(jī)等設(shè)備的校正模中進(jìn)行。中小型鍛件，容易在冷切邊，冷沖孔、熱處理和清理過程中產(chǎn)生變形的鍛件根據(jù)上表的對(duì)比分析，結(jié)合連桿鍛件，選取冷校正。 精壓。精壓是對(duì)已成形的鍛件或粗加工的毛坯進(jìn)一步改善其局部或全部表面粗糙度和尺寸精度的一種鍛造方法。根據(jù)金屬的流動(dòng)性特點(diǎn)，精壓可分為平面精壓與體積精壓兩種。6.3 表面清理為了提高鍛件精度、減少模具磨損、避免氧化皮壓入鍛件，或防止已有的表面缺陷在模鍛時(shí)繼續(xù)擴(kuò)大，都要對(duì)鍛件予以表面清理。坯料與鍛件的清理方法方法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)適用范圍酸洗大批量；可保持坯料或鍛件的原形，可發(fā)現(xiàn)表面缺陷廢液污染，工作環(huán)境差坯料鍛件濕洗滾筒清理大批量；