【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 二、固定模模鍛鍛模 第六節(jié) 鍛模材料 一、錘鍛模用材料 二、摩擦壓力機(jī)鍛模用材料 三、熱模鍛壓力機(jī)鍛模用材料 四、平鍛機(jī)鍛模用材料 五，液壓機(jī)鍛模用材料 第七節(jié) 鍛模設(shè)計(jì)實(shí)例 一、鍛件圖設(shè)計(jì) 二、計(jì)算鍛件的主要參數(shù) 三、鍛錘噸位的確定 四、確定飛邊槽的 型式和尺寸 五，終鍛模膛設(shè)計(jì) 六、預(yù)鍛模膛設(shè)計(jì) 七、繪制計(jì)算毛坯圖 八、制坯工步選擇 九、確定坯料尺寸 十、制坯模膛設(shè)計(jì) 十一、鍛模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 十二、連桿模鍛工藝流程 二、難點(diǎn) 熱鍛模具材料的基本性能。 模膛設(shè)計(jì)時(shí)考慮實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)對(duì)有關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)算尺寸的修改和形狀的簡(jiǎn)化。 三、思考題 胎模鍛與自由鐓相比有哪些優(yōu)點(diǎn)？其鍛模按用途分為哪三大類？ 固定胎模鍛在模鍛時(shí)上、下模塊為什么易錯(cuò)移？應(yīng)采取哪些措施加以防止？ 熱鍛模具材料應(yīng)具備哪些基本性能？ 各類鍛壓設(shè)備可共同采用哪兩種熱鍛模 具材料？其道理是什么？ 四、要求重點(diǎn)掌握的知識(shí)點(diǎn) 胎模鍛特點(diǎn)、種類及其用途。 固定胎模結(jié)構(gòu)及其安裝。 熱鍛模具材料的基本性能。 常用 熱鍛模具材料及其選用原則。 初步了解和掌握鍛模及其工藝設(shè)計(jì)的全過(guò)程。 五、所需學(xué)時(shí) 2 學(xué)時(shí) 第十八次講課 一、講授內(nèi)容 第九章 模鍛的后續(xù)工序 第一節(jié) 切邊、沖孔及其模具設(shè)計(jì) 一、切邊和沖孔的基本方式及模具類型 二、切邊模 三、沖孔模和切邊沖孔復(fù)合模 四，切邊力和沖孔力的計(jì)算 第二節(jié) 精壓和校正的應(yīng)用及模具設(shè)計(jì) 一、精壓 二、校正 第三節(jié) 模鍛件的 表面清理 二、難點(diǎn) 切邊模和沖孔模中凸凹模的作用特點(diǎn)。 切邊模模具閉合高度及其與凸模高度的關(guān)系。 切邊沖孔復(fù)合模設(shè)計(jì)。 三、基本概念 簡(jiǎn)單模、連續(xù)模、復(fù)合模、精壓、切邊模具閉合高度、壓力機(jī)最大封閉高度、壓力機(jī)最小封閉高度 四、思考題 試比較切邊模和沖孔模中凸、凹模的作用。 試比較熱切（沖）和冷切（沖）兩種工作方式的特點(diǎn)。 切邊模有哪幾部分組成？它有幾種類型？ 切邊凹模有哪幾種刃口？它們各自用途是怎樣的？ 為什么要合理確定切邊模凸、凹模之間的間隙？ 切邊模具閉合高度及其凸模高度怎樣確定？ 精壓工序 的目的是什么？試闡述它的分類和變形特點(diǎn)。 校正工序的目的是什么？試闡述它的分類和用途。 試闡述表面清理工序的目的和方法。 五、要求重點(diǎn)掌握的知識(shí)點(diǎn) 切邊模和沖孔模的組成部分及其作用和設(shè)計(jì)方法。 精壓工序的目的、分類和變形特點(diǎn)。 校正工序的目的、分類和確定原則。 表面清理工序的目的和方法。 六、 所需學(xué)時(shí) 2學(xué)時(shí) 參考資料： 呂 炎 . 《鍛造工藝學(xué)》 . 機(jī)械工業(yè)出版社 , 1995年 張志文 . 《鍛造工藝學(xué)》 . 機(jī)械工業(yè)出版社 , 1983年 汪大年 .《塑性 成性原理》 . 機(jī)械工業(yè)出版社 , 1987年 李培武 , 楊文成 . 《塑性成形設(shè)備》 . 機(jī)械工業(yè)出版社 , 1994年 崔忠圻 . 《金屬學(xué)與熱處理》 . 機(jī)械工業(yè)出版社 , 1994年 所需總學(xué)時(shí)： 38學(xué)時(shí) 所授課程的重點(diǎn)、難點(diǎn)、要點(diǎn)、基本概念、基本要求和有關(guān)教學(xué)參考資料、輔助資料，課程進(jìn)度和學(xué)時(shí)分配等等。 第二節(jié) 自由鍛 自由鍛： 利用沖擊力或壓力，使金屬在上、下砧鐵之間，產(chǎn)生塑性變形而獲得所需形狀、尺寸以及內(nèi)部質(zhì)量鍛件的一種加工方法。自由鍛造時(shí)，除與上、下砧鐵接觸的金屬 部分受到約束外，金屬坯料朝其它各個(gè)方向均能自由變形流動(dòng)，不受外部的限制，故無(wú)法精確控制變形的發(fā)展。 自由鍛分類： 手工鍛造和機(jī)器鍛造 兩種。手工鍛造只能生產(chǎn)小型鍛件，生產(chǎn)率也較低。機(jī)器鍛造是自由鍛的主要方法。 自由鍛的特點(diǎn)： 工具簡(jiǎn)單、通用性強(qiáng)，生產(chǎn)準(zhǔn)備周期短。自由鍛件的質(zhì)量范圍可由不及一千克到二、三百噸，對(duì)于大型鍛件，自由鍛是唯一的加工方法，這使得自由鍛在重型機(jī)械制造中具有特別重要的作用，例如水輪機(jī)主軸、多拐曲軸、大型連桿、重要的齒輪等零件在工作時(shí)都承受很大的載荷，要求具有較高的力學(xué)性能，常采用 自由鍛方法生產(chǎn)毛坯。 由于自由鍛件的形狀與尺寸主要靠人工操作來(lái)控制，所以鍛件的精度較低，加工余量大，勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)率低。自由鍛主要應(yīng)用于單件、小批量生產(chǎn)，修配以及大型鍛件的生產(chǎn)和新產(chǎn)品的試制等。 一、自由鍛工序 自由鍛工序： 基本工序、輔助工序和修整工序 。 （一）基本工序 使金屬坯料產(chǎn)生一定程度的塑性變形，以得到所需形狀、尺寸或改善材質(zhì)性能的工藝過(guò)程。它是鍛件成形過(guò)程中必需的變形工序，如 鐓粗、拔長(zhǎng)、彎曲、沖孔、切割、扭轉(zhuǎn)和錯(cuò)移等。實(shí)際生產(chǎn)中最常用的是鐓粗、拔長(zhǎng)和沖孔三個(gè)工序。 １．鐓粗 沿工件軸向進(jìn)行鍛打，使其長(zhǎng)度減小，橫截面積增大的操作過(guò)程。常用來(lái)鍛造齒輪坯、凸緣、圓盤等零件，也可用來(lái)作為鍛造環(huán)、套筒等空心鍛件沖孔前的預(yù)備工序。 鐓粗可分為全鐓粗和局部鐓粗兩種形式，如圖 27所示。鐓粗時(shí)，坯料不能過(guò)長(zhǎng)，高度與直徑之比應(yīng)小于 ，以免鐓彎，或出現(xiàn)細(xì)腰、夾層等現(xiàn)象。坯料鐓粗的部位必須均勻加熱，以防止出現(xiàn)變形不均勻。 圖 27 鐓粗 a）全鐓粗 b）局部鐓粗 ２．拔長(zhǎng) 拔長(zhǎng)是沿垂直于工件的軸向進(jìn)行鍛打，以使其截面積減小，而長(zhǎng)度增加的操作過(guò)程，如圖 28所示。常用于鍛造軸類和桿類等零件。 對(duì)于圓形坯料，一般先鍛打成方形后再進(jìn)行拔長(zhǎng)，最后鍛成所需形狀，或使用 V型砧鐵進(jìn)行拔長(zhǎng)，如圖 29所示，在鍛造 過(guò)程中要將坯料繞軸線不斷翻轉(zhuǎn)。 圖 28 拔長(zhǎng) 圖 29 使用 V型砧鐵拔長(zhǎng)圓坯料 ３．沖孔 利用沖頭在工件上沖出通孔或盲孔的操作過(guò)程。常用于鍛造齒輪、套筒和圓環(huán)等空心鍛件，對(duì)于直徑小于 25mm的孔一般不鍛出，而是采用鉆削的方法進(jìn)行加工。 在薄坯料上沖通孔時(shí)，可用沖頭一次沖出。若坯料較厚時(shí)，可先在坯料的一邊沖到孔深的 2／ 3深度后，拔出沖頭，翻轉(zhuǎn)工件，從反面沖通 ，以避免在孔的周圍沖出毛刺，如圖210所示。 實(shí)心沖頭雙面沖孔時(shí)，圓柱形坯料會(huì)產(chǎn)生畸變?；兂潭扰c沖孔前坯料直徑 D0、高度H0和孔徑 d1等有關(guān)。 D0/d1愈小，畸變愈嚴(yán)重，另外沖孔高度過(guò)大時(shí)，易將孔沖偏，因此用于沖孔的坯料直徑 D0與孔徑 d1 之比（ D0/d1）應(yīng)大于 ，坯料高度應(yīng)小于坯料直徑。 圖 210 沖孔 a）薄坯料沖孔 b）厚坯料沖孔 1－沖頭 2－坯料 3－墊環(huán) 4－芯料 沖孔 錯(cuò)移 扭轉(zhuǎn) （二）輔助工序 為使基本工序操作方便而進(jìn)行的預(yù)變形工序稱為輔助工序（壓鉗口、切肩等）。 （三）修整工序 用以減少鍛件表面缺陷而進(jìn)行的工序（如校正、滾圓、平整等）。 二、自由鍛工藝規(guī)程的制定 制訂工藝規(guī)程、編寫工藝卡片是進(jìn)行自由鍛生產(chǎn)必不可少的技術(shù)準(zhǔn)備工作，是組織生產(chǎn)、規(guī)范操作、控制和檢查產(chǎn)品質(zhì)量的依據(jù) 。制訂工藝規(guī)程，必須結(jié)合生產(chǎn)條件、設(shè)備能力和技術(shù)水平等實(shí)際情況，力求技術(shù)上先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)上合理、操作上安全，以達(dá)到正確指導(dǎo)生產(chǎn)的目的。 自由鍛工藝規(guī)程： 根據(jù)零件圖繪制鍛件圖、計(jì)算坯料的質(zhì)量與尺寸、確定鍛造工序、選擇鍛造設(shè)備、確定坯料加熱規(guī)范和填寫工藝卡片等。 （一）繪制自由鍛件圖 以零件圖為基礎(chǔ)，結(jié)合自由鍛工藝特點(diǎn)繪制而成的圖形，它是工藝規(guī)程的核心內(nèi)容，是制定鍛造工藝過(guò)程和鍛件檢驗(yàn)的依據(jù)。鍛件圖必須準(zhǔn)確而全面反映鍛件的特殊內(nèi)容，如圓角、斜度等，以及對(duì)產(chǎn)品的技術(shù)要求，如性能、組織等。 繪制時(shí)主要考慮以下幾個(gè) 因素： 1．敷料 對(duì)鍵槽、齒槽、退刀槽以及小孔、盲孔、臺(tái)階等難以用自由鍛方法鍛出的結(jié)構(gòu)，必須暫時(shí)添加一部分金屬以簡(jiǎn)化鍛件的形狀。為了簡(jiǎn)化鍛件形狀以便于進(jìn)行自由鍛造而增加的這一部分金屬，稱為敷料，如圖 211所示。 2．鍛件余量 在零件的加工表面上增加供切削加工用的余量，稱之為鍛件余量，如圖211所示。鍛件余量的大小與零件的材料、形狀、尺寸、批量大小、生產(chǎn)實(shí)際條件等因素有關(guān)。零件越大，形狀越復(fù)雜，則余量越大。 3．鍛件公差 鍛件公差是鍛件名義尺寸的允許變動(dòng)量，其值的大小與鍛件形 狀、尺寸有關(guān)，并受生產(chǎn)具體情況的影響。 圖 211 鍛件余量及敷料 1— 敷料 2— 鍛件余量 自由鍛件余量和鍛件公差可查有關(guān)手冊(cè)。鋼軸自由鍛件的余量和鍛件公差，見表 21。 表 21 鋼軸自由鍛件余量和鍛件公差 （雙邊） （ mm） 零件長(zhǎng)度 零件直徑 50 50~80 80~120 120~160 160~200 200~250 鍛件余量和鍛件公差 315 5177。2 6177。 2 7177。 2 8177。 3 — — 315~630 6177。2 7177。 2 8177。 3 9177。 3 10177。 3 11177。 4 630~1000 7177。2 8177。 3 9177。 3 10177。 3 11177。 4 12177。 4 1000~1600 8177。3 9177。 3 10177。 3 11177。 4 12177。 4 13177。 4 在鍛件圖上，鍛件的外形用粗實(shí)線，如圖 212 所示。為了使操作者了解零件的形狀和尺寸，在鍛件圖上用雙點(diǎn)劃線畫出零件的主要輪廓形狀，并在鍛件尺寸線的上方標(biāo)注鍛件尺寸與公差，尺寸線下方用圓括弧標(biāo)注出零件尺寸。對(duì)于大型鍛 件，還必須在同一個(gè)坯料上鍛造出供性能檢驗(yàn)用的試樣來(lái)，該試樣的形狀與尺寸也在鍛件圖上表示。 圖 212 典型鍛件圖 （二）計(jì)算坯料質(zhì)量與尺寸 1．確定坯料質(zhì)量 自由鍛所用坯料的質(zhì)量為鍛件的質(zhì)量與鍛造時(shí)各種金屬消耗的質(zhì)量之和，可由下式計(jì)算： G 坯料 = G 鍛件 +G 燒損 +G 料頭 式中 G 坯料 —— 坯料質(zhì)量，單位為 kg； G 鍛件 —— 鍛件質(zhì)量，單位為 kg； G 燒損 —— 加熱時(shí)坯料因表面氧化而燒損的質(zhì)量，單位為 kg；第一次加熱 取被加熱金 屬質(zhì)量分?jǐn)?shù)的 2%~3%，以后各次加熱取 %~%； G 料頭 —— 鍛造過(guò)程中被沖掉或切掉的那部分金屬的質(zhì)量，單位為 kg；如沖孔時(shí)坯料 中部的料芯，修切端部產(chǎn)生的料頭等。 對(duì)于大型鍛件，當(dāng)采用鋼錠作坯料進(jìn)行鍛造時(shí)，還要考慮切掉的鋼錠頭部和尾部的質(zhì)量。 2．確定坯料尺寸 根據(jù)塑性加工過(guò)程中體積不變?cè)瓌t和采用的基本工序類型（如拔長(zhǎng)、鐓粗等）的鍛造比、高度與直徑之比等計(jì)算出坯料橫截面積、直徑或邊長(zhǎng)等尺寸。 典型鍛件的鍛造比見 表 22。 表 22 典型鍛件的鍛造比 鍛件名稱 計(jì)算部位 鍛造比 鍛件名稱 計(jì)算部位 鍛造比 碳素鋼軸類鍛件 最大截面 ~ 錘 頭 最大截面 ≥ 合金鋼軸類鍛件 最大截面 ~ 水輪機(jī)主軸 軸 身 ≥ 熱軋輥 輥 身 ~ 水輪機(jī)立柱 最大截面 ≥ 冷軋輥 輥 身 ~ 模 塊 最大截面 ≥ 齒輪軸 最大截面 ~ 航空用大型鍛件 最大截面 ~ （三）選擇鍛造工序 自由鍛鍛造工序的選取應(yīng)根據(jù)工序特點(diǎn)和鍛件形狀來(lái)確定。一般而言，盤類零件多采用鐓粗（或拔長(zhǎng)－鐓粗）和沖孔等工序；軸類零件多采用拔長(zhǎng)，切肩和鍛臺(tái)階等工序。一般鍛件的分類及采用的工序見表 23。 表 23 鍛件分類及所需鍛造工序 鍛件類別 圖 例 鍛造工序 盤類零件 鐓粗（或拔長(zhǎng)－鐓粗），沖孔等 軸類零件 拔長(zhǎng)（或鐓粗－拔長(zhǎng)），切肩，鍛臺(tái)階等 筒類零件 鐓粗（或拔長(zhǎng)－鐓粗），沖孔，在芯軸上拔長(zhǎng)等 環(huán)類零件 鐓粗（或拔長(zhǎng)－鐓粗），沖孔，在芯軸上擴(kuò)孔等 彎曲類零件 拔長(zhǎng)，彎曲等 自由鍛 工序的選擇與整個(gè)鍛造工藝過(guò)程中的火次（即坯料加熱次數(shù)）和變形程度有關(guān)。所需火次與每一火次中坯料成形所經(jīng)歷的工序都應(yīng)明確規(guī)定出來(lái)，寫在工藝卡片上。 （四）選擇鍛造設(shè)備 根據(jù)作用在坯料上力的性質(zhì)，自由鍛設(shè)備分為 鍛錘和液壓機(jī) 兩大類。 鍛錘產(chǎn)生沖擊力使金屬坯料變形。鍛錘的噸位是以落下部分的質(zhì)量來(lái)表示的。生產(chǎn)中常使用的鍛錘是空氣錘和蒸汽－空氣錘?？諝忮N利用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)活塞產(chǎn)生壓縮空氣，使錘頭上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行錘擊。它