㈠ 普通鍛件如何確定機械加工餘量和鍛件公差
普通鍛件(全部表面或部分表面需要機械加工,而非加工表面尺寸公差和光潔度要求不嚴的那些鍛件)均經機械加工成為零件。考慮到在模鍛過程中,由於毛坯在高溫條件下產生表皮氧化、脫碳、以及合金元素蒸發或其它污染現象,導致鍛件表面光潔度不足,甚至產生表面層機械性能不合格或其它缺陷;由於毛坯體積變化及終鍛溫度波動,使得鍛件尺寸控制不定;由於鍛件出模的需要,型槽壁帶有斜度,使得鍛件側壁添加敷料;由於型槽磨損和上下模難免的錯移現象,導致鍛件尺寸出現偏差;由於形狀復雜,難以鍛造成形,所有這些原因使鍛件不僅應加上機械加工餘量,而且還得規定適當的鍛件尺寸公差。
鍛件上每一項尺寸都是在零件相應尺寸的基礎上,加上機械加工餘量而確定上來的。鍛件上有些尺寸比零件尺寸大(外形尺寸),有些尺寸比零件尺寸小(內孔尺寸),還有些尺寸保持不變(凈鍛表面)。
錘上模鍛件單邊餘量和高度公差可查閱相關加工手冊。鍛件上凡是需要機械加工的部位,都應給予加工餘量。此外,一些重要的承力件,要求100%取樣試驗或者為了檢驗與機械加工定位的需要,還得考慮必需的工藝余塊。餘量大小決定於零件尺寸、加工精度和光潔度的要求。過大的加工餘量,將增加切削加工量和金屬損耗;加工餘量不足,則將增加鍛件的廢品率。制訂加工餘量和鍛件尺寸公差的方法,主要有二種。一是按照鍛錘噸位,或稱噸位法;二是按照零件形狀尺寸查表確定。應當指出,各部門工廠生產鍛件所採用的加工餘量的鍛件尺寸公差標準是多種多樣的,有部頒標准和廠用標准等。
鍛件的實際尺寸不可能與名義尺寸相等,如前所述,由於受到各種工藝因素的影響,無論是高度方向還是水平方向尺寸都會有偏差,因而對鍛件應規定允許的尺寸偏差范圍,這對於控制鍛模工作壽命和鍛件檢驗都是必要的。鍛件尺寸公差具有非對稱性,即正公差比負公差大一些。這是由於高度方向影響尺寸發生偏差的根本原因是鍛不足,而型槽底部磨損及分模面壓陷引起的尺寸變化卻是次要的。水平方向的尺寸公差也是正公差較負公差大,這是考慮到型槽磨損、鍛件錯移是無法避免的現象,而且均屬於增大鍛件尺寸的影響因素。此外負公差是指鍛件尺寸的最低界限,不宜過大;而正公差的大小不會導致鍛件報廢,因而有所放寬。這就是正公差大於負公差的另一原因。因此,鍛件最大允許尺寸是鍛件名義尺寸加以正公差;鍛件最小允許尺寸是鍛件名義尺寸減以負公差。
㈡ 鍛造工藝復習資料
1.鍛造鋼的宏觀缺陷:折疊 、劃痕、 發紋 。
2下料:金屬切削機床下料{車床下料,片砂輪下料,鋸床下料(圓盤鋸,弓鋸床) 、氣割下料 、 壓力加工機床下料(沖床下料、沖剪機下料、 摩擦壓力機下料 、錘上下料)}
3.剪切導致的缺陷:斷面裂紋Y、 斷面剪切斜度X 過大 、 毛刺M 、斷面上產生的凹陷W 、較大的壓痕Z
4跑合期: 為了使鋸條的高度均勻,也是齒尖經過微小磨損後耐磨切,提高鋸條的使用壽命。
5潤化作用 :減小模膛表面磨損,減小金屬流動阻力,便於脫模。
6鋼的軟化退火的目的:為了減少變形抗力,提高塑性
7磷化處理的目的:使剛的坯料表面發生化學反應,生成磷酸鹽被摸,作為劑的保持曾潤層。
8常規加熱方法:火焰加熱和電加熱(電阻加熱(電阻爐 鹽浴爐 接觸電阻) 感應加熱)
9氧化(燒損):金屬在高溫加熱時表層的離子和爐內的氧化性氣體產生化學反應,使表面生成氧化物,這種現象叫做氧化
10本質晶粒度:鋼加熱到930°時所具有的奧氏體晶粒的大小
11實際晶粒度:鋼在某一具體熱處理條件下所獲得的奧氏體晶粒度大小
12裂紋產生的應力:溫度應力、組織應力、殘余應力
13火焰加熱:是一種傳統的加熱方法,它是利用燃料燃燒時產生的熱量,通過對流,輻射把熱能傳給坯料表面再有表面向中心傳導,使整個坯料加熱
14空氣消耗系數:燃料燃燒實際供給的空氣量與理論計算空氣質量之比
15消除加熱時的氧化措施:快速加熱、 控制加熱爐內爐氣的性質 、 爐內應保持不大的正壓力、 以防吸入爐外的就空氣 、 介質保護加熱
16鍛造的溫度范圍:坯料開始鍛造是的溫度(始端溫度和結束的的溫度(終端溫度)之間的溫度區間
17紅脆現象:在高溫下,當純鐵產生鐵素異構轉變時,由於微觀組織發生變化,體積突變,晶體體積發生膨脹。雖然體積變化不大,但在較低溫度時的固態中卻能產生較大的組織應力,這種組織應力若超過鐵素體的晶界強度,會造成應力集中,晶界聯系較弱,引起塑性惡化,嚴重影響了鍛造性能。人們把高溫下發生的這種現象稱之為紅脆現象
18自由鍛件的分類:餅塊類,空心類、軸桿類、曲軸類、彎曲類、復雜形狀類。
加熱規范:就是指坯料從裝爐開始到加熱完成,整個過程對爐子溫度和坯料溫度隨時間變化的規定
1) 核心問題是,確定金屬在加熱過程中不同的時期的加熱溫度,加熱速度和加熱時間
2)最大可能加熱速度:爐子按最大供熱能量升值時所能達到的加熱速度。
19 鋼料允許加熱速度:在不破壞金屬完整性的條件下所能允許的加熱速度
20最小保溫時間:能夠使鋼料溫差達到規定的均勻程度所需要的最短保溫時間
最大保溫時間是不產生過熱,過燒 缺陷的最大允許保溫時間
1)過熱:是指熱處理時由於加熱溫度過高和保溫時間過長,使奧氏體粗大而引起的力學性能惡化現象,常用正火工藝彌補;
2)過燒:加熱溫度過高,不僅引起奧氏體晶粒粗大,而且晶界局部出現氧化或溶化,導致晶界弱化等。
21 鍛件冷卻時產生的缺陷有:裂紋、 網狀碳化物 、白點
常規的冷卻形式有:空冷、 坑冷 、爐冷
22模鍛過程:鐓粗階段 充滿型腔階段 打靠階段
23減小平砧鐓粗缺陷的工藝有:預熱磨具,使用潤滑劑。 側凹坯料鐓粗。 軟金屬墊鐓粗。 疊料鐓粗。 套懷內鐓粗。
24自由鍛的工序分為 基本工序(鍛粗 拔長 沖孔 心軸擴孔 心軸拔長 彎曲 切割 錯位 扭轉 鍛接)輔助工序 修正工序
25.鍛造比(簡稱鍛比)是表示鍛件變形程度的一種方法,也是保證鍛件品質的一個重要指標。
26開式模鍛三個階段鍛塑、充填模膛,打靠。
27.閉式模鍛的三個變形階段:基本變形、充滿模膛、形成縱向毛刺。
28.常用模架:壓板式模架,楔塊壓緊式,鍵式模架
29模塊的緊固形式:斜楔緊固,壓板緊固,焊接緊固
30螺旋壓力機的導向形式:導柱導套,導銷,凸凹模自身導向,鎖扣
31.胎膜種類很多,用於制胚的 摔模、扣模和彎曲模;用於成型的有套模、墊模和合模;用於休整的有校正模、切邊模、沖孔模和壓印模
32.模鍛工藝過程方案:單件模鍛,調頭模鍛,一頭多件模鍛,一模多件模鍛
33.終鍛模膛由模膛本體,飛邊槽和鉗口三部分組成
34.模鍛前清理胚料氧化皮的方法有:用鋼絲刷,刮板,刮輪等工具,或用高壓水清理,
35.在錘上模鍛時採用前胚工步,可去除一部分熱胚料上的氧化皮
36.對於模鍛後或熱處理後鍛件上的氧化皮,常用方法有滾筒清理,噴砂(丸)清理,拋丸清理及酸洗清理
37取軸向分模;鍛件形狀較復雜部分,應盡量安排在上模。
38鐓粗的方式有 1,墊環鐓粗:坯料在單個墊環或兩個墊環上鐓粗
2,局部鐓粗:坯料只是進行局部鐓粗
39拔長品質的影響因素:送進量和壓下量的影響。 砧子形狀的影響 拔長操作的影響
40鍛造工藝過程分類:錘上模鍛、熱模鍛壓力機模鍛、螺旋壓力機模鍛、平砧機模鍛、水壓機模鍛、高速錘模鍛和其他專用設備模鍛
41燕尾槽的作用:使模塊固定在錘頭上,使燕尾底面與錘頭底面緊密結合
簡答
1脫碳的危害 :在加熱時鋼發生了脫碳,會是鍛件表面硬度和強度指數降低,耐磨性也降低,從而影響零件的使用性能,如果脫碳層厚度小於機械加工餘量,則沒有危害
如果坯料在加熱過程中的某一溫度下內應力超過他的強度極限,那麼就要產生裂紋,內應力有: 溫度應力 、組織應力、 殘余應力
2鍛造的溫度范圍確定的基本原則是:要求坯料在鍛造溫度范圍內鍛造時金屬具有良好的塑性和較低的變形抗力,保證鍛件質量,段出優質的鍛件,並且鍛造溫度范圍竟可能寬廣一些,以便減少加熱次數,提高鍛件生產率,減少熱損失
3裝爐溫度下保溫的目的是:為了防止金屬在溫度應力下引起破壞。700~850°下保溫的目的是為了減少前端的加熱後鋼料斷面上的溫差,從而減少鋼料斷面內的溫度應力,使鍛造溫度下保溫時間不至過長。鍛造溫度下保溫的目的是減少鋼料斷面斷面溫差是溫度均勻。
4自由鍛的特徵:工具簡單 通用性強靈活性大,適合但見火小批量生產
工具與毛坯部分接觸,逐步變形所需設備功率筆鍛模小得多,可斷大型鍛件也可鍛造多種多樣,變形程度很大的鍛件。
靠人工操作,可控鍛件的形狀和尺寸,緊蹙差,效率低,勞動強度大
5鍛粗後網格變形的三個區域 I 難變區 該區受端面摩擦的影響,變形十分困難;II大變形區,處於坯料中段受摩擦影響小,溫度降低最慢,應力狀態有利於變形。III小變形區,變形程度介於I區和II區之間。
6自由端工藝過程規程:根據零件圖繪制鍛件圖,確定坯料的質量和尺寸;制定變形工藝過程及選用工具;確定設備噸位;選擇鍛造溫度范圍,制定坯料的加熱和鍛件的冷卻規范;制定鍛件熱處理規范;提出短劍的技術條件和檢驗要求;填寫工藝過程卡片。
7鍛件圖是在零件圖的基礎上考慮加工餘量,鍛件公差,鍛造余塊,檢驗試樣及操作用夾頭等因素繪制面域。
8模具形狀對金屬變形的影響:控制鍛件的形狀和尺寸,控制金屬的變形方向,改變變形區的應力場,提高金屬的塑性,控制坯料的失穩,提高成型極限。
9.把各個流動平面的中心線連接起來,使得到鍛件的中性面的金屬變形方向與模具運動方向平行,中性面以外的金屬變形方向與模具變形方向垂直。
10.開式模鍛時影響成型的主要因素:模膛尺寸和形狀的影響(變形金屬與模膛之間的摩擦系數,模鍛斜度,圓角半徑R,模膛深度和寬度,模具溫度);飛邊槽的影響;設備工作速度的影響。
11飛邊槽包括橋部和倉部,橋部的主要作用是阻止金屬外流,迫使金屬充滿模膛。倉部的作用是容納多餘的金屬,以免金屬流到分模面上,影響上下模具打靠。
12.使頂鐓不產生折疊的經驗經總結以後的數學表達式,稱為頂鐓規則:(1)當毛壞的端面平整且垂直於棒料軸線,其變形部分的長度 與 之比(長徑比)小於3時,可以一次頂鐓成型。(2)在凹模中聚料時,當聚料直徑 =1.50 ,A≤1.25 ,即使局部鐓粗長徑比超過允許值,也可進行正常的局部鐓粗而不產生彎曲折疊。(3)在沖頭的錐形模膛內聚料時,當 =1.5 ,A≤2 ;或 =1.25 ,A≤3 時,也可進行正常的局部鐓粗而不產生折疊。
13.錘鍛模由上下兩部分模塊組成,兩模塊藉助燕尾、鍥鐵和鍵塊分別緊固在錘頭和下模座的燕尾槽中。燕尾的作用是時模具在左右方向定位。鍵塊的作用是時模塊在前後方向定位。
14.冷鐓件用於最終鍛件的檢驗和校正模的設計,也是機械加工部門制定加工工藝過程、設計加工夾具的依據;熱鍛件圖是對冷鐓件圖上各個尺寸相應地加上熱脹量繪制的。
15.分模面選擇原則:盡可能採用直線分模,使鍛件結構簡單,防止上下模錯移;盡可能將分模位置選在鍛件側面中部,這樣易於生產過程中發現上下模錯移;對頭部尺寸交大的長軸累鍛件可以折線分模,使上下模膛深度大致相等,使尖角處易於充滿;當圓餅累鍛件H≤D時,應採用徑向分模,不易采36.沖孔連皮的形式:平底連皮,斜底連皮,帶倉連皮,壓凹
16.錯移力平衡措施(1)對小鍛件可以成對進行鍛造(2)當鍛件較大,落差較小時,可以將鍛件傾斜一定角度(3)如果鍛件落差較大,用第二種方法解決不好時,可採用平衡鎖扣(4)如果鍛件落差很大,可以聯合採用(2)(3)種方法
17.錘子模鍛與強度有關的破壞形式主要有四種:(1)在燕尾根部轉角處產生裂紋(2)在模膛深處沿高度方向產生的縱向裂紋(3)模壁打斷(4)承擊面打塌
18.切邊模和沖孔模主要由沖頭(凸模)和凹模組成,切邊時,鍛件放在凹模洞口處,在沖頭的推壓下,鍛件的飛邊被凹模剪切,同鍛件分離.由於沖頭凹模之間有間隙在剪切過程中伴有彎曲拉伸現象通常切邊沖頭推壓鍛件,只起傳遞壓力的作用.沖孔時情況相反,沖孔凹模只起支撐鍛件的作用,沖孔沖頭只起剪切作用
19拔長效率的影響因素1.送進量的影響2.壓下量的影響拔長時增大壓下量不但可提高生產率,還可強化心部變形,有利於鍛合內部缺陷3.砧子形狀的影響4.拔長操作的影響拔長質量影響因素
20中小鋼鍛件的熱處理: 退火、正火、淬火、回火 退火目的:1降低硬度、改善切削加工性。2細化晶粒,改善力學性能。3消除內應力、以防鍛件變形或開裂,穩定工作尺寸,減少淬火是的變形或開裂傾向4。提高塑性,便於冷加工。
21磨具形狀對金屬變形的影響:控制鍛件形狀和尺寸 控制金屬的變形方向 改變變形區的應力場 提高金屬的塑性 控制坯料失穩,提高成型極限
22死區:在擠壓過程中位於擠壓筒與擠壓模交界處金屬不發生塑性變形的區域,也稱前端彈性變形區
形成原因:主要是凹模模膛底部的摩擦的影響,愈靠近凹模模膛側壁處摩擦阻力愈大,而孔不較小,因此死區一般呈三角形。
23預斷模膛設計的必要性:預斷模膛是用來制坯後的坯料進一步變形,合理的分配到坯料各部位的金屬體積,使其接近鍛件外形,改善金屬在終端模膛內的流動條件,保證終端時的成型飽和;避免折疊、裂紋或其他缺陷,減少終鍛模膛的磨損,提高磨具壽命。 不利影響:增大了鍛件的平面尺寸、使模鍛中心不易與模膛中心重合,導致偏心打擊,增大錯移量,降低鍛件尺寸精度,使鍛模和鍛桿受力狀態好、惡化影響鍛模和錘桿的壽命。
24制坯模膛的設計的必要性:為了初步改變原坯料的形狀,合理的分配坯料。以適應鍛件橫截面積和形狀要求,使金屬能較好的充滿行腔。
25減少錯移的措施有:設計模鍛中心盡可能與錘桿中心一致,分模面有落差時要採取平衡措施;模鍛上設導鎖或導銷;與相同噸位模鍛錘相比,適合選取噸位偏大的自由錘鍛,以克服打擊力不足,砧塊跳動過大的缺點;調整自由鍛錘的導軌間隙,加強導軌對錘頭的導向作用;固定胎模中的模膛安排,應參考錘上模鍛的設計原則、。
㈢ 鍛造時,有哪些自由鍛造的基本工序
我是永鑫生鍛造廠的師傅回答您這個問題我比較在行,一般自由鍛造的工序有以下幾個:
鐓粗:坯料高度減小,橫截面積增大,常用於鍛造加工餅塊類鍛件,空心鍛件在沖孔前使坯料橫截面增大和平整。鍛造軸桿類鍛件可 提高後續拔長工序的鍛造比;提高鍛件的橫向力學性能和減小力學性能的異向性。
拔長:坯料橫截面積減小,長度增加用於軸桿類鍛件成形或者是改善鍛件內部質量。
沖孔:在坯料上鍛造加工出通孔或半通孔,鍛造帶孔鍛件和空心鍛件。
彎曲:將坯料彎成規定的外形,鍛造各種彎曲鍛件。
擴孔:有沖子擴孔、芯軸擴孔兩種,減小空心坯料壁厚而增加其內、外徑,鍛造各種圓環鍛件。
芯軸拔長:減小空心坯料壁厚而增,加其長度,鍛造各種長筒鍛件。
錯移:將坯料的一部分相對另,一部分錯開,鍛造麯軸類鍛件。
扭轉:將坯料的一部分相對另一部分繞其相同軸線旋轉一定角度,鍛造麯軸、麻花鑽、地腳螺栓等。
剁切:將坯料剁斷(切斷)或部分分離,切斷坯料。
㈣ 自由鍛造的基本工序
自由鍛造的基本工序包括鐓粗、拔長、沖孔、彎曲、扭轉、錯移、切割及鍛接等。 【拔長】也稱延伸,它是使坯料橫斷面積減小、長度增加的鍛造工序。拔長常用於鍛造桿、軸類零件。拔長的方法主要有兩種:
1、在平砧上拔長。
2、在芯棒上拔長。鍛造時,先芯棒插入沖好孔的坯料中,然後當作實心坯料進行拔長。拔長時,一般不是一次拔成,先將坯料拔成六角形,鍛到所需長度後,再倒角滾圓,取出芯棒。為便於取出芯棒,芯棒 的工作部分應有1:100 左右的斜度。這種拔長方法可使空心坯料的長度增加, 壁厚減小, 而內徑不變,常用於鍛造套筒類長空心鍛件。 【鐓粗】是使毛坯高度減小,橫斷面積增大的鍛造工序。 鐓粗工序主要用於鍛造齒輪坯、圓餅類鍛件。鐓粗工序可以有效地改善坯料組織,減小力學性能的異向性。 鐓粗與拔長的反復進行,可以改善高合金工具鋼中碳化物的形態和分布狀態。
鐓粗主要有以下三種形式:
1、 完全鐓粗。完全鐓粗是將坯料豎直放在砧面上, 在上砧的錘擊下, 使坯料產生高度減小,橫截面積增大的塑性變形。
2、 端部鐓粗。將坯料加熱後,一端放在漏盤或胎模內,限制這一部分的塑性變形,然後錘擊坯料的另一端, 使之鐓粗成形。用漏盤的鐓粗方法, 多用於小批量生產;胎模鐓粗的方法, 多用於大批量生產。在單件生產條件下,可將需要鐓粗的部分局部加熱,或者全部加熱後將不需要鐓粗的部分在水中激冷,然後進行鐓粗。
3、 中間鐓粗。這種方法用於鍛造中間斷面大,兩端斷面小的鍛件,例如雙面都有凸台的齒輪坯就採用此法鍛造。坯料鐓粗前,需先將坯料兩端拔細,然後使坯料直立在兩個漏盤中間進行錘擊,使坯料中間部分鐓粗。
為了防止鐓粗時坯料彎曲,坯料高度h與直徑d之比h/d ≤ 2.5 。 【沖孔】是在坯料上沖出透孔或不透孔的鍛造工序。 沖孔的方法主要有以下兩種:
1、雙面沖孔法。用沖頭在坯料上沖至2/3~3/4深度時,取出沖頭,翻轉坯料,再用沖頭從反面對准位置,沖出孔來。
2、單面沖孔法。厚度小的坯料可採用單面沖孔法。沖孔時,坯料置於墊環上,一略帶錐度的沖頭大端對准沖孔位置,用錘擊方法打入坯料,直至孔穿透為止。 【彎曲】採用一定的工模具將坯料彎成所規定的外形的鍛造工序,稱為彎曲。
常用的彎曲方法有以下兩種:
1、 鍛錘壓緊彎曲法。 坯料的一端被上、下砧壓緊,用大錘打擊或用吊車拉另一端,使其彎曲成形。
2、模彎曲法。在墊模中彎曲能得到形狀和尺寸較准確的小型鍛件。 可能由於坯料在鍛壓時送進量小於單面壓下量而造成的。
㈤ 請問鍛造對金屬組織、性能的影響與鍛件缺陷有哪些
鍛件的缺陷包括表面缺陷和內部缺陷。有的鍛件缺陷會影響後續工序的加工質量,有的則嚴重影響鍛件的性能,降低所製成品件的使用壽命,甚至危及安全。因此,為提高鍛件質量,避免鍛件缺陷的產生,應採取相應的工藝對策,同時還應加強生產全過程的質量控制。本章概要介紹三方面的問題:鍛造對金屬組織、性能的影響與鍛件缺陷;鍛件質量檢驗的內容和方法;鍛件質量分析的一般過程。
(一)鍛造對金屬組織和性能的影響鍛造生產中,除了必須保證鍛件所要求的形狀和尺寸外,還必須滿足零件在使用過程中所提出的性能要求,其中主要包括:強度指針、塑性指針、沖擊韌度、疲勞強度、斷裂韌度和抗應力腐蝕性能等,對高溫工作的零件,還有高溫瞬時拉伸性能、持久性能、抗蠕變性能和熱疲勞性能等。鍛造用的原材料是鑄錠、軋材、擠材和鍛坯。而軋材、擠材和鍛坯分別是鑄錠經軋制、擠壓及鍛造加工後形成的半成品。鍛造生產中,採用合理的工藝和工藝參數,可以通過下列幾方面來改善原材料的組織和性能:1)打碎柱狀晶,改善宏觀偏析,把鑄態組織變為鍛態組織,並在合適的溫度和應力條件下,焊合內部孔隙,提高材料的緻密度;2)鑄錠經過鍛造形成纖維組織,進一步通過軋制、擠壓、模鍛,使鍛件得到合理的纖維方向分布;3)控制晶粒的大小和均勻度;4)改善第二相(例如:萊氏體鋼中的合金碳化物)的分布;5)使組織得到形變強化或形變相變強化等。由於上述組織的改善,使鍛件的塑性、沖擊韌度、疲勞強度及持久性能等也隨之得到了提高,然後通過零件的最後熱處理就能得到零件所要求的硬度、強度和塑性等良好的綜合性能。但是,如果原材料的質量不良或所採用的鍛造工藝不合理,則可能產生鍛件缺陷,包括表面缺陷、內部缺陷或性能不合格等。
(二)原材料對鍛件質量的影響原材料的良好質量是保證鍛件質量的先決條件,如原材料存在缺陷,將影響鍛件的成形過程及鍛件的最終質量。如原材料的化學元素超出規定的范圍或雜質元素含量過高,對鍛件的成形和質量都會帶來較大的影響,例如:S、B、Cu、Sn等元素易形成低熔點相,使鍛件易出現熱脆。為了獲得本質細晶粒鋼,鋼中殘余鋁含量需控制在一定范圍內,例如Al酸0.02%~0.04%(質量分數)。含量過少,起不到控制晶粒長大的作用,常易使鍛件的本質晶粒度不合格;含鋁量過多,壓力加工時在形成纖維組織的條件下易形成木紋狀斷口、撕痕狀斷口等。又如,在1Cr18Ni9Ti奧氏體不銹鋼中,Ti、Si、Al、Mo的含量越多,則鐵素體相越多,鍛造時愈易形成帶狀裂紋,並使零件帶有磁性。如原材料內存在縮管殘余、皮下起泡、嚴重碳化物偏析、粗大的非金屬夾雜物(夾渣)等缺陷,鍛造時易使鍛件產生裂紋。原材料內的樹枝狀晶、嚴重疏鬆、非金屬夾雜物、白點、氧化膜、偏析帶及異金屬混人等缺陷,易引起鍛件性能下降。原材料的表面裂紋、折疊、結疤、粗晶環等易造成鍛件的表面裂紋。
(三)鍛造工藝過程對鍛件質量的影響鍛造工藝過程一般由以下工序組成,即下料、加熱、成形、鍛後冷卻、酸洗及鍛後熱處理。鍛造過程中如果工藝不當將可能產生一系列的鍛件缺陷。加熱工藝包括裝爐溫度、加熱溫度、加熱速度、保溫時間、爐氣成分等。如果加熱不當,例如加熱溫度過高和加熱時間過長,將會引起脫碳、過熱、過燒等缺陷。對於斷面尺寸大及導熱性差、塑性低的坯料,若加熱速度太快,保溫時間太短,往往使溫度分布不均勻,引起熱應力,並使坯料發生開裂。鍛造成形工藝包括變形方式、變形程度、變形溫度、變形速度、應力狀態、工模具的情兄和潤滑條件等,如果成形工藝不當,將可能引起粗大晶粒、晶粒不均、各種裂紋、折疊。寒流、渦流、鑄態組織殘留等。鍛後冷卻過程中,如果工藝不當可能引起冷卻裂紋、白點、網狀碳化物等。
(四)鍛件組織對最終熱處理後的組織和性能的影響奧氏體和鐵素體耐熱不銹鋼、高溫合金、鋁合金、鎂合金等在加熱和冷卻過程中,沒有同素異構轉變的材料,以及一些銅合金和鈦合金等,在鍛造過程中產生的組織缺陷用熱處理的辦法不能改善。在加熱和冷卻過程中有同素異構轉變的材料,如結構鋼和馬氏體不銹鋼等,由於鍛造工藝不當引起的某些組織缺陷或原材料遺留的某些缺陷,對熱處理後的鍛件質量有很大影響。現舉例說明如下:
1)有些鍛件的組織缺陷,在鍛後熱處理時可以得到改善,鍛件最終熱處理後仍可獲得滿意的組織和性能。例如,在一般過熱的結構鋼鍛件中的粗晶和魏氏組織,過共析鋼和軸承鋼由於冷卻不當引起的輕微的網狀碳化物等。
2)有些鍛件的組織缺陷,用正常的熱處理較難消除,需用高溫正火、反復正火、低溫分解、高溫擴散退火等措施才能得到改善。例如,低倍粗晶、9Cr18不銹鋼的孿晶碳化物等。
3)有些鍛件的組織缺陷,用一般熱處理工藝不能消除,結果使最終熱處理後的鍛件性能下降,甚至不合格。例如,嚴重的石狀斷口和棱面斷口、過燒、不銹鋼中的鐵素體帶、萊氏體高合金工具鋼中的碳化物網和帶等。
4)有些鍛件的組織缺陷,在最終熱處理時將會進一步發展,甚至引起開裂。例如,合金結構鋼鍛件中的粗晶組織,如果鍛後熱處理時未得到改善,在碳、氮共滲和淬火後常引起馬氏體針粗大和性能不合格;高速鋼中的粗大帶狀碳化物,淬火時常引起開裂。鍛造過程中常見的缺陷及其產生原因在第二章中將具體介紹。應當指出,各種成形方法中的常見缺陷和各類材料鍛件的主要缺陷都是有其規律的。不同成形方法,由於其受力情況不同,應力應變特點不一樣,因而可能產生的主要缺陷也是不一樣的。例如,坯料鐓粗時的主要缺陷是側表面產生縱向或45°方向的裂紋,錠料鐓粗後上、下端常殘留鑄態組織等;矩形截面坯料拔長時的主要缺陷是表面的橫向裂紋和角裂,內部的對角線裂紋和橫向裂紋;開式模鍛時的主要缺陷則是充不滿、折疊和錯移等。各主要成形工序中常見的缺陷將在第四章中詳細介紹。不同種類的材料,由於其成分、組織不同,在加熱、鍛造和冷卻過程中,其組織變化和力學行為也不同,因而鍛造工藝不當時,可能產生的缺陷也有其特殊性。例如,萊氏體高合金工具鋼鍛件的缺陷主要是碳化物顆粒粗大、分布不均勻和裂紋,高溫合金鍛件的缺陷主要是粗晶和裂紋;奧氏體不銹鋼鍛件的缺陷主要是晶間貧鉻,抗晶間腐蝕能力下降,鐵素體帶狀組織和裂紋等;鋁合金鍛件的缺陷主要是粗晶、折疊、渦流、穿流等。
㈥ 合模製成坯的胎模,當鍛件形狀不對稱,又有較下的水平錯移,或鍛件精準度要求較高時可以釆用什麼扣摸
由於鑄造組織粗大的樹枝狀結晶和不可避免的鑄造缺陷,致使金屬材料塑性顯著下降,甚至導致(金屬破壞),因此在鍛造鋼錠時要特別小心謹慎,開坯倒棱要(輕壓快壓)。
摔模是一種最簡單的胎模,一般是由鍛造工用反印法製造。要求摔模(不夾料)、不卡模、(坯料轉動方便),摔出的鍛件表面光滑。
㈦ 鍛壓設備的製造工藝
(1)熱模鍛
模鍛全稱為模型鍛造,是將加熱後的坯料放置在固定於模鍛設備上的鍛模內鍛造成形的加工方法,模鍛可以在多種設備上進行。在工業生產中,錘上模鍛大都採用蒸汽-空氣錘,噸位在5KN~300KN(0.5~30t)。壓力機上的模鍛常用熱模鍛壓力機,噸位在25000KN~63000KN(2500~6300t)。
在眾多鍛造方法中,以熱模鍛的工藝流程最長,一般順序為:
(2)自由鍛
自由鍛是將加熱好的金屬坯料放在鍛造設備的上、下砥鐵之間,施加沖擊力或壓力,直接使坯料產生塑性變形,從而獲得所需鍛件的一種加工方法。
自由鍛由於鍛件形狀簡單,操作靈活,適用於單件,小批量及重型鍛件的生產。自由鍛分手工自由鍛和機器自由鍛。手工自由鍛生產效率低,勞動強度大,僅用於修配或簡單、小型、小批鍛件的生產,在現代工業生產中,機器自由鍛已成為鍛造生產的主要方法,在重型機械製造中,它具有特別重要的作用。
自由鍛造的基本工序包括拔長、鐓粗、沖孔、切割、彎曲、扭轉、錯移及鍛接等。
拔長
拔長也稱延伸,它是使坯料橫斷面積減小、長度增加的鍛造工序。拔長常用於鍛造桿、軸類零件。拔長的方法主要有兩種:
1、在平砧上拔長。
2、在芯棒上拔長。鍛造時,先芯棒插入沖好孔的坯料中,然後當作實心坯料進行拔長。拔長時,一般不是一次拔成,先將坯料拔成六角形,鍛到所需長度後,再倒角滾圓,取出芯棒。為便於取出芯棒,芯棒的工作部分應有1:100 左右的斜度。這種拔長方法可使空心坯料的長度增加,壁厚減小, 而內徑不變,常用於鍛造套筒類長空心鍛件。
鐓粗
鐓粗是使毛坯高度減小,橫斷面積增大的鍛造工序。鐓粗工序主要用於鍛造齒輪坯、圓餅類鍛件。鐓粗工序可以有效地改善坯料組織,減小力學性能的異向性。 鐓粗與拔長的反復進行,可以改善高合金工具鋼中碳化物的形態和分布狀態。
鐓粗主要有以下三種形式:
1、 完全鐓粗。完全鐓粗是將坯料豎直放在砧面上, 在上砧的錘擊下, 使坯料產生高度減小,橫截面積增大的塑性變形。
2、 端部鐓粗。將坯料加熱後,一端放在漏盤或胎模內,限制這一部分的塑性變形,然後錘擊坯料的另一端, 使之鐓粗成形。用漏盤的鐓粗方法,多用於小批量生產;胎模鐓粗的方法, 多用於大批量生產。在單件生產條件下,可將需要鐓粗的部分局部加熱,或者全部加熱後將不需要鐓粗的部分在水中激冷,然後進行鐓粗。
3、 中間鐓粗。這種方法用於鍛造中間斷面大,兩端斷面小的鍛件,例如雙面都有凸台的齒輪坯就採用此法鍛造。坯料鐓粗前,需先將坯料兩端拔細,然後使坯料直立在兩個漏盤中間進行錘擊,使坯料中間部分鐓粗。
為了防止鐓粗時坯料彎曲,坯料高度h與直徑d之比h/d ≤ 2.5。
沖孔
沖孔是在坯料上沖出透孔或不透孔的鍛造工序。沖孔的方法主要有以下兩種:
1、雙面沖孔法。用沖頭在坯料上沖至2/3~3/4深度時,取出沖頭,翻轉坯料,再用沖頭從反面對准位置,沖出孔來。
2、單面沖孔法。厚度小的坯料可採用單面沖孔法。沖孔時,坯料置於墊環上,一略帶錐度的沖頭大端對准沖孔位置,用錘擊方法打入坯料,直至孔穿透為止。
彎曲
彎曲採用一定的工模具將坯料彎成所規定的外形的鍛造工序,稱為彎曲。
常用的彎曲方法有以下兩種:
1、 鍛錘壓緊彎曲法。 坯料的一端被上、下砧壓緊,用大錘打擊或用吊車拉另一端,使其彎曲成形。
2、模彎曲法。在墊模中彎曲能得到形狀和尺寸較准確的小型鍛件。
切割
切割是指將坯料分成幾部分或部分地割開,或從坯料的外部割掉一部分,或從內部割出一部分的鍛造工序。
錯移
錯移是指將坯料的一部分相對另一部分平行錯開一段距離,但仍保持軸心平行的的鍛造工序,常用於鍛造麯軸零件。錯移時,先對坯料進局部切割,然後在切口兩側分別施加大小相等、方法相反且垂直於軸線的沖擊力或壓力,使坯料實現錯移。
鍛接
鍛接是將坯料在爐內加熱至高溫後,用錘快擊,使兩者在固態結合的鍛造工序。鍛接的方法有搭接、對接、咬接等。鍛接後的接縫強度可達被連接材料強度的70%~80%。
扭轉
扭轉是將毛料的一部分相對於另一部分繞其軸線旋轉一定角度的鍛造工序。該工序多用於鍛造多拐曲軸和校正某些鍛件。小型坯料扭轉角度不大時,可用錘擊方法。
(3)螺旋壓力機
用螺桿、螺母作為傳動機構,並靠螺旋傳動將飛輪的正反向回轉運動轉變為滑塊的上下往復運動的鍛壓機械。工作時,電動機使飛輪加速旋轉以儲蓄能量,同時通過螺桿、螺母推動滑塊向下運動。當滑塊接觸工件時,飛輪被迫減速至完全停止,儲存的旋轉動能轉變為沖擊能,通過滑塊打擊工件,使之變形。打擊結束後,電動機使飛輪反轉,帶動滑塊上升,回到原始位置。螺旋壓力機的規格用公稱工作力來表示。
螺旋壓力機通常由電動機通過摩擦盤帶動飛輪輪緣而使飛輪旋轉,所以這種壓力機又稱摩擦壓力機,中國最大的摩擦壓力機為25兆牛。更大規格的螺旋壓力機用液壓系統驅動飛輪,稱為液壓螺旋壓力機,最大規格的有125兆牛。後來又出現用電機直接驅動飛輪的電動螺旋壓力機,它的結構緊湊,傳動環節少,由於換向頻繁,對控制電器要求較高,並需要特殊電機。
螺旋壓力機無固定下死點,對較大的模鍛件,可以多次打擊成形,可以進行單打、連打和寸動。打擊力與工件的變形量有關,變形大時打擊力小,變形小(如冷擊)時打擊力大。在這些方面,它與鍛錘相似。但它的滑塊速度低(約0.5米/秒,僅為鍛錘的1/10),打擊力通過機架封閉,故工作平穩,振動比鍛錘小得多,不需要很大的基礎。螺旋壓力機裝有打滑保險機構,將最大打擊力限制在公稱壓力的2倍以內,以保護設備安全。
一般螺旋壓力機的下部都裝有鍛件頂出裝置。螺旋壓力機兼有模鍛錘、機械壓力機等多種機械的作用,萬能性強,可用於模鍛、沖裁、拉深等工藝。此外,螺旋壓力機,特別是摩擦壓力機結構簡單,製造容易,所以應用廣泛。螺旋壓力機的缺點是生產率和機械效率較低。
幾種鍛壓設備製造工藝特點的比較 設備名稱 設備製造工藝特點 應用領域 熱模鍛 金屬的流動緩慢,便於加工,金屬加工變形均勻,熱模鍛件尺寸精度高、模鍛斜度小 熱模鍛可用在各種設備上進行,錘上模鍛一般用蒸汽-空氣錘,壓力機上常用熱模鍛壓力機 自由鍛 鍛件較簡單,操作靈活 適用於單件、小批量及重型鍛件的生產 螺旋壓力機 無固定下死點,對較大的模鍛件,可以多次打擊成形,內裝有打滑保險機構,能夠保證設備工作安全,缺點是生產率和機械效率較低 螺旋壓力機兼有模鍛錘、機械壓力機等機械的作用,萬能性強,可用於模鍛、沖裁、拉深等工藝,設備結構簡單,製造容易,應用廣泛
㈧ 鍛造有幾種分類
根據鍛造溫度,可以分為熱鍛、溫鍛和冷鍛。 根據成形機理,鍛造可分為自由鍛、模鍛、碾環、特殊鍛造。
一、自由鍛 指用簡單的通用性工具,或在鍛造設備的上、下砧鐵之間直接對坯料施加外力,使坯料產生變形而獲得所需的幾何形狀及內部質量的鍛件的加工方法。採用自由鍛方法生產的鍛件稱為 自由鍛件。自由鍛都是以生產批量不大的鍛件為主,採用鍛錘、液壓機等鍛造設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、錯移及鍛接等。自由鍛採取的都是熱鍛方式。
二、模鍛 模鍛又分為開式模鍛和閉式模鍛.金屬坯料在具有一定形狀的鍛模膛內受壓變形而獲得鍛件,模鍛一般用於生產重量不大、批量較大的零件。模鍛可分為熱模鍛、溫鍛和冷鍛。溫鍛和冷鍛是模鍛的未來發展方向,也代表了鍛造技術水平的高低。
按照材料分,模鍛還可分為黑色金屬模鍛、有色金屬模鍛和粉末製品成形。顧名思義,就是材料分別是碳鋼等黑色金屬、銅鋁等有色金屬和粉末冶金材料。
擠壓應歸屬於模鍛,可以分為重金屬擠壓和輕金屬擠壓。
閉式模鍛和閉式鐓鍛屬於模鍛的兩種先進工藝,由於沒有飛邊,材料的利用率就高。用一道工序或幾道工序就可能完成復雜鍛件的精加工。由於沒有飛邊,鍛件的受力面積就減少,所需要的荷載也減少。山西中信重工,但是,應注意不能使坯料完全受到限制,為此要嚴格控制坯料的體積,控制鍛模的相對位置和對鍛件進行測量,努力減少鍛模的磨損。
三、碾環 碾環是指通過專用設備碾環機生產不同直徑的環形零件,也用來生產汽車輪轂、火車車輪等輪形零件。
四、特種鍛造特種鍛造包括輥鍛、楔橫軋、徑向鍛造、液態模鍛等鍛造方式,這些方式都比較適用於生產某些特殊形狀的零件。例如,輥鍛可以作為有效的預成形工藝,大幅降低後續的成形壓力;楔橫軋可以生產鋼球、傳動軸等零件;徑向鍛造則可以生產大型的炮筒、台階軸等鍛件。
鍛造設備的模具運動與自由度是不一致的,根據下死點變形限制特點,鍛造設備可分為下述四種形式:
1、限制鍛造力形式:油壓直接驅動滑塊的油壓機。
2、准沖程限制方式:油壓驅動曲柄連桿機構的油壓機。
3、沖程限制方式:曲柄、連桿和楔機構驅動滑塊的機械式壓力機。
4、能量限制方式:利用螺旋機構的螺旋和磨擦壓力機。為了獲得高的精度應注意防止下死點處過載,鍛造前橋控制速度和模具位置。因為這些都會對鍛件公差、形狀精度和鍛模壽命有影響。另外,為了保持精度,還應注意調整滑塊導軌間隙、保證剛度,調整下死點和利用補助傳動裝置等措施。