1、第一节概述 一 锤上的模锻特点及应用范围模锻 在模锻设备上 利用高强度锻模 使金属坯料在模膛内受压产生塑性变形 而获得所需形状 尺寸以及内部质量锻件的加工方法称为模锻 在变形过程中由于模膛对金属坯料流动的限制 因而锻造终了时可获得与模膛形状相符的模锻件 锤上模锻是将上模固定在锤头上 下模紧固在模垫上 通过随锤头作上下往复运动的上模 对置于下模中的金属坯料施以直接锻击 来获取锻件的锻造方法 与自由锻相比 模锻具有如下优点 1 生产效率较高 模锻时 金属的变形在模膛内进行 故能较快获得所需形状 2 能锻造形状复杂的锻件 并可使金属流线分布更为合理 提高零件的使用寿命 3 模锻件的尺寸较精确 表面质
2、量较好 加工余量较小 4 节省金属材料 减少切削加工工作量 在批量足够的条件下 能降低零件成本 5 模锻操作简单 劳动强度低 锤上模锻的工艺特点是 1 金属在模膛中是在一定速度下 经过多次连续锤击而逐步成形的 2 锤头的行程 打击速度均可调节 能实现轻重缓急不同的打击 因而可进行制坯工作 3 由于惯性作用 金属在上模模膛中具有更好的充填效果 4 锤上模锻的适应性广 可生产多种类型的锻件 可以单膛模锻 也可以多膛模锻 模锻设备投资较大 模具费用较昂贵 工艺灵活性较差 生产准备周期较长 因此 模锻适合于小型锻件的大批大量生产 不适合单件小批量生产以及中 大型锻件的生产 二 模锻件分类 P90 三
3、锤上模锻方式与变形特征 模锻包括 预锻 终锻 按型槽特点 开式模锻 有毛边 闭式模锻 无毛边 1 开式模锻金属的流动不完全受模腔限制的一种锻造方式 多余的金属沿垂直与作用方向流动形成毛边 1 开式模锻的变形特点 开式模锻可分为四个阶段 第 阶段 自由墩粗变形阶段当墩粗的坯料和型糟侧壁接触 则表明此阶段结束 金属处于较弱的三向压应力状态 变形抗力较小 第 阶段 形式毛边阶段由于第一阶段结束 金属的流动受到模壁阻碍 坯料只向两个方向流动 一个流向型槽深处 另一个流向毛边槽 形成少许毛边 这阶段变形抗力增大 第 阶段 充满型槽阶段毛边形成后 随着变形的继续进行 毛边逐渐减薄 金属流入毛边的阻力急剧增
4、大 形成一个阻力圈 当这个阻力大于金属充填型糟深处和圆角处的阻力时 迫使金属继续向型槽深处和圆角处流动 直到整个型槽完全充满为止 此阶段金属处于更强的三向压应力状态 变形抗力急剧增大 第 阶段 锻足或称打靠阶段当型槽完全充满后 尚需继续压缩至上下模接触 即打靠 多余金属全部排入毛边槽 以保证高度尺寸符合要求 2 影响开式模锻金属成形的主要因素 1 改善开式模锻变形过程的基本原则之一 开式模锻若完不成上述四个阶段 则造成模锻件的两种缺陷 充不满与锻不足 欠压 充不满是上下模已闭合 而 阶段尚未完成 造成充不满的基本原因是 H1太短 而第 阶段变形太早和毛边横向阻力太小 锻不足是因为四阶段太小或没
5、有 2 型槽的具体尺寸和形状圆角3 毛边槽尺寸和锻件分模面位置4 设备工作速度影响和载荷性质5 惯性力对充填模的影响开式模锻的优缺点 缺点 1 有毛边损耗5 10 2 变形力较大3 纤维有割断情况优点 1 有毛边 可造成必要的工艺阻力 保证充满型腔2 排除多余材料 起补偿作用3 坯料定位比闭式要求低应用范围 广泛应用于各种类型锻件 2 闭式模锻闭式模锻也称无毛边模锻 在变形过程中 金属始终被封闭在型腔内不能排除 迫使金属充满型槽而不形成毛边 1 变形过程第 阶段 基本成型阶段坯料开始变形至金属基本充满型槽 第 阶段 充满型槽阶段从第 阶段结束到金属完全充满型槽 第 阶段 形成纵向毛刺阶段第 阶段的金属变形量大 对模锻设备和模具都是有害的 也容易产生过大的毛刺 使出模和清除毛刺都出现困难 3 适用范围 适用于成形特性为轴对称变形 或近似轴对称变形的件 应用最多的是短轴类的回转体锻件 2 特点 1 无毛边2 锻件力学性能好3 坯料体积准确 下料精度高 4 锻件坯料形状和尺寸比例合适5 锻件需顶出装置 模具复杂6 适用范围窄
