常用的鍛造方法及其優(yōu)缺點

?新聞資訊 ????|???? ?2021-09-17

1. 自由鍛

自由鍛是指用簡單的通用性工具,或在鍛造設(shè)備的上、下砧鐵之間直接對坯料施加外力,使坯料產(chǎn)生變形而獲得所需的幾何形狀及內(nèi)部質(zhì)量的鍛件的加工方法。采用自由鍛方法生產(chǎn)的鍛件稱為自由鍛件。

自由鍛都是以生產(chǎn)批量不大的鍛件為主,采用鍛錘、液壓機等鍛造設(shè)備對坯料進行成形加工,獲得合格鍛件。自由鍛的基本工序包括鐓粗、拔長、沖孔、切割、彎曲、扭轉(zhuǎn)、錯移及鍛接等。自由鍛采取的都是熱鍛方式。

自由鍛造工序

包括基本工序、輔助工序、精整工序。

自由鍛造的基本工序:鐓粗、拔長、沖孔、彎曲、切割、扭轉(zhuǎn)、錯移及鍛接等,而實際生產(chǎn)中最常用的是鐓粗、拔長、沖孔這三種工序。

輔助工序:預(yù)先變形工序,如壓鉗口、壓鋼錠棱邊、切肩等。

精整工序:減少鍛件表面缺陷的工序,如清除鍛件表面凹凸不平及整形等。

優(yōu)點:

· 鍛造靈活性大,可以生產(chǎn)不足100kg的小件,也可以生產(chǎn)大至300t以上的重型件;

· 所用工具為簡單的通用工具;

· 鍛件成形是使坯料分區(qū)域逐步變形,因而,鍛造同樣鍛件所需鍛造設(shè)備的噸位比模型鍛造要小得多;

· 對設(shè)備的精度要求低;

· 生產(chǎn)周期短。

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缺點及局限性:

· 生產(chǎn)效率比模型鍛造低得多;

· 鍛件形狀簡單、尺寸精度低、表面粗糙;工人勞動強度高,而且要求技術(shù)水平也高;

· 不易實現(xiàn)機械化和自動化。

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2. 模鍛

模鍛是指在專用模鍛設(shè)備上利用模具使毛坯成型而獲得鍛件的鍛造方法。此方法生產(chǎn)的鍛件尺寸精確,加工余量較小,結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜生產(chǎn)率高。

按所用設(shè)備的不同分類:錘上模鍛、曲柄壓力機模鍛、平鍛機上模鍛及摩擦壓力機上模鍛等。

錘上模鍛最常用的設(shè)備是蒸汽-空氣模鍛錘、無砧座錘和高速錘等。

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鍛模模膛:

根據(jù)其功用不同可分為模鍛模膛和制坯模膛兩大類。

1)模鍛模膛

(1) 預(yù)鍛模膛:

預(yù)鍛模膛的作用是使毛坯變形到接近于鍛件的形狀和尺寸,這樣在進行終鍛時,金屬容易填滿模膛而獲得鍛件所需要的尺寸。對于形狀簡單的鍛件或批量不大時可不設(shè)預(yù)鍛模膛。預(yù)鍛模膛的圓角和斜度要比終鍛模膛大得多,而且沒有飛邊槽。

(2) 終鍛模膛:

終鍛模膛的作用是使毛坯最后變形到鍛件所要求的形狀和尺寸,因此,它的形狀應(yīng)和鍛件的形狀相同;但因鍛件冷卻時要收縮,故終鍛模膛的尺寸應(yīng)比鍛件尺寸放大一個收縮量。鋼鍛件收縮量取1.5%。另外,沿模膛四周有飛邊槽,用以增加金屬從模膛中流出的阻力,促使金屬充滿模膛,同時容納多余的金屬。

2)制坯模膛

對于形狀復(fù)雜的鍛件,為了使毛坯形狀基本符合鍛件形狀,以便使金屬能合理分布和很好地充滿模膛,就必須預(yù)先在制坯模膛內(nèi)制坯。

(1) 拔長模膛:

它是用來減少毛坯某部分的橫截面積,以增加該部分的長度。拔長模膛分為開式和閉式兩種。

(2) 滾壓模膛:

它是用來減少毛坯某一部分的橫截面積,以增加另一部分的橫截面積,從而使金屬按鍛件形狀來分布。滾壓模膛分為開式和閉式兩種。

(3) 彎曲模膛:

對于彎曲的桿類模鍛件,需用彎曲模膛來彎曲毛坯。

(4)切斷模膛:

它是在上模與下模的角上組成一對刀口,用來切斷金屬。

優(yōu)點:

1. 生產(chǎn)效率較高。模鍛時,金屬的變形在模膛內(nèi)進行,故能較快獲得所需形狀;

2. 能鍛造形狀復(fù)雜的鍛件,并可使金屬流線分布更為合理,提高零件的使用壽命;

3. 模鍛件的尺寸較精確,表面質(zhì)量較好,加工余量較?。?/p>

4.節(jié)省金屬材料,減少切削加工工作量。

5. 在批量足夠的條件下,能降低零件成本。

缺點及局限性:

1. 模鍛件的重量受到一般模鍛設(shè)備能力的限制,大多在7OKg以下;

2. 鍛模的制造周期長、成本高;

3. 模鍛設(shè)備的投資費用比自由鍛大。

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3. 輥鍛

輥鍛是指用一對相向旋轉(zhuǎn)的扇形模具使坯料產(chǎn)生塑性變形,從而獲得所需鍛件或鍛坯的鍛造工藝。

輥鍛變形原理如上所示。輥鍛變形是復(fù)雜的三維變形。大部分變形材料沿著長度方向流動使坯料長度增加,少部分材料橫向流動使坯料寬度增加。輥鍛過程中坯料根截面面積不斷減小。輥鍛適用于軸類件拔長,板坯輾片及沿長度方向分配材料等變形過程。

輥鍛可用于生產(chǎn)連桿﹑麻花鉆頭﹑扳手﹑道釘﹑鋤﹑鎬和透平葉片等。輥鍛工藝?yán)密堉瞥尚卧碇鸩降厥姑髯冃巍?/p>

與普通模鍛相比﹐輥鍛具有設(shè)備結(jié)構(gòu)較簡單﹑生產(chǎn)平穩(wěn)﹑振動和噪音小﹐便于實現(xiàn)自動化﹑生產(chǎn)效率高等優(yōu)點。

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4、胎模鍛

胎模鍛是采用自由鍛方法制坯,然后在胎模中最后成形的一種鍛造方法,是介于自由鍛與模鍛之間的一種鍛造方法。在模鍛設(shè)備較少,大部為自由鍛錘中小型企業(yè)應(yīng)用普遍。

胎模鍛使用胎模的種類很多,生產(chǎn)中常用的有:型摔,扣模,套模、墊模,合模等。

閉式筒模多用于回轉(zhuǎn)體鍛件的鍛造。如兩端面帶凸臺的齒輪等,有時也用于非回轉(zhuǎn)體鍛件的鍛造。閉式筒模鍛造屬無飛邊鍛造。

對于形狀復(fù)雜的胎模鍛件,則需在筒模內(nèi)再加兩個半模(即增加一個分模面)制成組合筒模,毛坯在由兩個半模組成的模膛內(nèi)成形。

合膜通常由上下模兩部分組成。為了使上下模吻合及不使鍛件產(chǎn)生錯移,經(jīng)常用導(dǎo)柱和導(dǎo)銷定位。合模多用于生產(chǎn)形狀復(fù)雜的非回轉(zhuǎn)體鍛件,如連桿、叉形鍛件等。

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胎模鍛與自由鍛相比有如下優(yōu)點 :

1. 由于坯料在模膛內(nèi)成形,所以鍛件尺寸比較精確,表面比較光潔,流線組織的分布比較合理,所以質(zhì)量較高;

2. 胎模鍛能鍛出形狀比較復(fù)雜的鍛件;由于鍛件形狀由模膛控制,所以坯料成形較快,生產(chǎn)率比自由鍛高1~5倍;

3.余塊少,因而加工余量較小,既可節(jié)省金屬材料,又能減少機加工工時。

缺點及局限性:

4.需要噸位較大的鍛錘;

5. 只能生產(chǎn)小型鍛件;

6.胎模的使用壽命較低;

7.工作時一般要靠人力搬動胎模,因而勞動強度較大;

8. 胎模鍛用于生產(chǎn)中、小批量的鍛件。