【正文】 目前，熱擠壓越來越多地用于機器零件和毛坯的生產(chǎn)。角，如圖 272 所示。 擠壓方法的分類： 1．根據(jù) 金屬流動方向 和凸模運動方向的不同可分為以下四種方式： （１） 正擠壓 金屬流動方向與凸模運動方向相同，如圖 269 所示。對于要進行軋制或鍛造的塑性較差的材料，如鎢和鉬等，為了改善其組織和性能，也可采用擠壓法對錠坯進行開坯。其它塑性成形方法在生產(chǎn)實踐中也得到了迅速發(fā)展和廣泛的應用，例如 擠壓、拉拔、輥軋、精密模鍛、精密沖裁 等。胎模鍛適合于中、小批量生產(chǎn)小型多品種的鍛件，特別適合于沒有模鍛設備的工廠。 圖 238 鍛焊結構模鍛零件 a）模鍛件 b）焊合件 五、其它模鍛方法 除了錘上模鍛外，壓力機上模鍛和胎模鍛等模鍛方法也有著較為廣泛的應用。 圖 236 模鍛件結構工藝 性 4． 在零件結構允許的條件下，應盡量避免有深孔或多孔結構。一般說來，零件的最小截面與最大截面之比不要小于 ，如圖 236a 所示零件的凸緣太薄、太高，中間下凹太深，金屬不易充型。 四、 錘上模鍛件的結構工藝性 設計模鍛零件時，應根據(jù)模鍛特點和工藝要求，使其結構符合下列原則： 1． 模鍛零件應具有合理的分模面，以使金屬易于充滿模膛，模鍛件易于從鍛模中取出，且敷料最少，鍛模容易制造。 (～ )mm，表面粗糙度 Rα 可達 ～ m 。精壓分為平面精壓和體積精壓兩種。 （ 3）熱處理 目的是消除模鍛件的過熱組織或加工硬化組織，以達到所需的力學性能。凹模的通孔形狀與鍛件在分模面上的輪廓一致，凸模工作面的形狀與鍛件上部外形相符。 ３．修整工序 坯料在鍛模內制成模鍛件后，還須 經(jīng)過一系列修整工序，以保證和提高鍛件質量。 某些鍛件選用周期軋制材料作為坯料時，如圖 233 所示，可省去拔長、滾擠等工序，以簡化鍛模，提高生產(chǎn)率 。坯料的橫截面積大于鍛件最大橫截面積時，可只選用拔長工序；當坯料的橫截面積小于鍛件最大橫截面積時，應采用拔長和滾擠工序。模鍛件按形狀可分為兩類：長軸類零件與盤類零件，如圖 232所示。 圖 231 齒輪坯模鍛件圖 （二）計算坯料質量與尺寸 坯料質量包括鍛件、飛邊、連皮、鉗口料頭以及氧化皮等的質量。圖 231 所示為齒輪坯模鍛件圖。 5．沖孔連皮 由于錘上模鍛時不能靠上、下模的突起部分把金屬完全排擠掉，因此不能鍛出通孔，終鍛后，孔內留有金屬薄層，稱為沖孔連皮（圖 224），鍛后利用壓力機上的切邊模將其去除。圓弧過渡有利于金屬的變形流動，鍛造時使金屬易于充滿模膛，提高鍛件質量，并且可以避免在鍛模上的內角處產(chǎn)生裂紋，減緩鍛模外角處的磨損，提高鍛模使用壽命。 7176。 5176?！?5176。模鍛斜度與模膛深度和寬度有關，通常模膛深度與寬度的比值（ h／ b）較大時，模鍛斜度取較大值。模鍛件內、外表面的加工余量見表 27。 （５） 最好把分模面選取在能使模膛深度最淺處，這樣可使金屬很容易充滿模膛，便于取出鍛件，如圖 227 所示的ｂ－ｂ面就不適合做分模面。如圖 227 所示，若選ｃ ｃ面為分模面，就不符合此原則。分模面的選擇應按以下原則進行。 圖 226 彎曲連桿鍛模（下模）與模鍛工序 1— 拔長模膛 2— 滾擠模膛 3— 終鍛模膛 4— 預鍛模膛 5— 彎曲模膛 三、錘上模鍛工藝規(guī)程的制定 錘上模鍛工藝規(guī)程的制定主要包括繪制模鍛件圖、計算坯料尺寸、確定模鍛工步、選擇鍛造設備、確定鍛造溫度范圍等。預鍛模膛和終鍛模膛的主要區(qū)別是前者的圓角和模鍛斜度較大，高度較大，一般不設飛邊槽。 2．預鍛模 膛 用于預鍛的模膛稱為預鍛模膛。飛邊槽的常見形式如圖 223 所示，圖 223a 為最常 用的飛邊槽形式，圖 223b 用于不對稱鍛件，切邊時須將鍛件翻轉 180176。 1．終鍛模膛 使金屬坯料最終變形到所要求的形狀與尺寸，如圖 218 所示?？捎糜趶呐髁仙锨邢洛懠驈腻懠锨秀Q口，也可用于多件鍛造后分離成單個鍛件。主要是使金屬坯料能夠按模鍛件的形狀來分布。 （一）制坯模膛 對于形狀復雜的模鍛件，為了使坯料基本接近模鍛件的形狀，以便模鍛時金屬能合理分布，并很好地充滿模膛，必須預先在制坯模膛內制坯。 （ 4） 錘上模鍛的適應性廣，可生產(chǎn)多種類型的鍛件，可以單膛模鍛，也可以多膛模鍛。 一、錘上模鍛的工藝特點 錘上模鍛是將上模固定在錘頭上，下模緊固在模墊上，通過隨錘頭作上下往復運動的上模，對置于下模中的金屬坯料施以直接鍛擊，來獲取鍛件的鍛造方法。 但模鍛生產(chǎn)受模鍛設備噸位限制，模鍛件的質量一般在 150kg 以下。 (3) 模鍛件的尺寸較精確，表面質量較好，加工余量較小。在變形過程中由于模膛對金屬坯料流動的限制，因而鍛造終了時可獲得與模膛形狀相符的模鍛件。改進后的結構如圖 216b 所示。 1．盡量避免錐體或斜面結構 鍛造具有錐體或斜面結構的鍛件，需制造專用工具，鍛件成形也比較困難， 從而使工藝過程復雜，不便于操作，影響設備使用效率，應盡量避免，如圖 214所示。部分金屬材料的鍛造溫度范圍見表 24。加熱的始鍛溫度一般取固相線以下 100~200℃，以保證金屬不發(fā)生過熱與過燒。 自由鍛設備的選擇應根據(jù)鍛件大小、質量、形狀以及鍛造基本工序等因素，并結合生產(chǎn)實際條件來確定。由于靜壓力作用時間長，容易達到較大的鍛透深度，故液壓機鍛造可獲得整個斷面為細晶粒組織的鍛件。它的特點是結構簡單，操作方便，維護容易，但噸位較小，只能用來鍛造 100kg 以下的小型鍛件。 鍛錘產(chǎn)生沖擊力使金屬坯料變形。一般鍛件的分類及采用的工序見表 23。 2．確定坯料尺寸 根據(jù)塑性加工過程中體積不變原則和采用的基本工序類型（如拔長、鐓粗等）的鍛造比、高度與直徑之比等計算出坯料橫截面積、直徑或邊長等尺寸。為了使操作者了解零件的形狀和尺寸，在鍛件圖上用雙點劃線畫出零件的主要輪廓形狀，并在鍛件尺寸線的上方標注鍛件尺寸與公差，尺寸線下方用圓括弧標注出零件尺寸。 3 11177。 4 12177。2 8177。 3 9177。 2 8177。鋼軸自由鍛件的余量和鍛件公差，見表 21。鍛件余量的大小與零件的材料、形狀、尺寸、批量大小、生產(chǎn)實際條件等因素有關。鍛件圖必須準確而全面反映鍛件的特殊內容，如圓角、斜度等，以及對產(chǎn)品的技術要求，如性能、組織等。 二、自由鍛工藝規(guī)程的制定 制訂工藝規(guī)程、編寫工藝卡片是進行自由鍛生產(chǎn)必不可少的技術準備工作，是組織生產(chǎn)、規(guī)范操作、控制和檢查產(chǎn)品質量的依據(jù) ?；兂潭扰c沖孔前坯料直徑 D0、高度H0和孔徑 d1等有關。常用于鍛造齒輪、套筒和圓環(huán)等空心鍛件，對于直徑小于 25mm的孔一般不鍛出，而是采用鉆削的方法進行加工。 圖 27 鐓粗 a）全鐓粗 b）局部鐓粗 ２．拔長 拔長是沿垂直于工件的軸向進行鍛打，以使其截面積減小，而長度增加的操作過程，如圖 28所示。常用來鍛造齒輪坯、凸緣、圓盤等零件，也可用來作為鍛造環(huán)、套筒等空心鍛件沖孔前的預備工序。 （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、尺寸或改善材質性能的工藝過程。自由鍛件的質量范圍可由不及一千克到二、三百噸，對于大型鍛件，自由鍛是唯一的加工方法，這使得自由鍛在重型機械制造中具有特別重要的作用，例如水輪機主軸、多拐曲軸、大型連桿、重要的齒輪等零件在工作時都承受很大的載荷，要求具有較高的力學性能，常采用 自由鍛方法生產(chǎn)毛坯。 自由鍛分類： 手工鍛造和機器鍛造 兩種。 表面清理工序的目的和方法。 試闡述表面清理工序的目的和方法。 三、基本概念 簡單模、連續(xù)模、復合模、精壓、切邊模具閉合高度、壓力機最大封閉高度、壓力機最小封閉高度 四、思考題 試比較切邊模和沖孔模中凸、凹模的作用。 初步了解和掌握鍛模及其工藝設計的全過程。 三、思考題 胎模鍛與自由鐓相比有哪些優(yōu)點？其鍛模按用途分為哪三大類？ 固定胎模鍛在模鍛時上、下模塊為什么易錯移？應采取哪些措施加以防止？ 熱鍛模具材料應具備哪些基本性能？ 各類鍛壓設備可共同采用哪兩種熱鍛模 具材料？其道理是什么？ 四、要求重點掌握的知識點 胎模鍛特點、種類及其用途。 螺旋壓力機采用的變形工步及其鍛模設計特點。 熱模鍛壓力機的 鍛模閉合高度。 1模具破壞的主要形式及其產(chǎn)生原因。 各種制坯模膛在?？焐系奈恢眠x擇。 制坯工步采用的模膛及其作用。 三、基本概念 滾壓工步、成形工步、鎖扣、鍛模中心、模膛中心、模塊中心、錯移力 四、思考題 制坯工步主要采用哪幾種模膛？這些模膛的作用是什么？ 滾壓模膛有幾種結構形式？它們的設計原則如何？ 拔 長模膛有幾種分類原則？其設計內容及其相應方法是什么？ 彎曲模膛和成形模膛的設計要點分別是什么？ 試述鐓粗臺和壓扁臺的作用、設計方法及其在模塊上的位置。 拔長模膛的設計原則和公式。 飛邊槽和鉗口的選擇。 試述鉗口的作用及其 常見結構型式。 各類模鍛設備噸位計算公式的正 確使用。 試闡述頂鐓類鍛件的坯料選擇原則及其機理。 頂鐓類鍛件計算毛坯圖及坯料直徑確定原則。 不同模式聚集工步的特點。 五、要求重點掌握的知識點 短軸類鍛件主要制坯工步。 確定粗大部分桿類鍛件變形工步的有關計算和原則。 計算毛坯的有關計算及其相應圖的繪制。 六、所需學時 3 學時 第十一次講課 一、講授內容 第七章 模鍛工藝 第四節(jié) 模鍛工藝過程制定的內容和模鍛工藝方案選擇 一、模鍛工藝過程制定的內容 二、模鍛工藝方案選擇 第五節(jié) 模鍛變形工步的確定 一、長軸類鍛件制坯工步選擇 二、難點 計算毛坯的設計、簡化和計算毛坯圖繪制。 模鍛件圖設計的主要內容和方法。 頂鐓的三規(guī)則。 頂鐓用途及其模具設計原則。 “死區(qū)”產(chǎn)生的原因是什么？一般“死區(qū)”存在哪兩種變形情況？ “死區(qū)”容易產(chǎn)生哪些缺陷？怎樣防止？ 擠壓時常存在哪些缺陷？ 可采取什么措施防止？ 徑向擠壓變形過程的主要特征是什么？張模力與何因素有關？ 擠壓縮孔產(chǎn)生的原因是什么？擠壓制品裂紋的產(chǎn)生與哪些因素有關？ 五、 要求重點掌握的知識點 擠壓的應力應變分析 擠壓筒內金屬的變形流動特點、規(guī)律及其影響因素。 徑向擠壓的變形分析及其張力計算。 坯料體積、模膛體積、打擊能量和模壓力變化對閉式模鍛成形質量的影響。 終鍛前坯料尺寸和形狀對金屬成形的影響。 開式模鍛時影響金屬成形主要有哪些因素？ 飛邊槽由幾部分組成？它們各自的作 用是什么？ 橋口阻力與哪些因素有關？怎樣依據(jù)模膛充滿的難易程度或設備類型來確定橋口尺寸？ 閉式模鍛的優(yōu)點是什么？它的正常生產(chǎn)條件及其用途是怎樣的？ 試述閉式模鍛三變形階段的變形情況。 課堂進行一簡單鍛件的自由鍛工藝過程設計。 設備噸位的計算公式。 自由鍛件變形方案的選擇原則和實際應用。 沖孔、擴孔、彎曲工序的金屬變形和流動特點。 彎曲時受力、變形和缺陷產(chǎn)生原因的分析。 鐓粗、拔長工序的金屬變形和流動特點。 三、基本概念 鐓粗、拔長、鐓粗比、鍛造比、進料比（相對送進量）、相對壓縮程度 四、思考題 導致金屬塑性變形不均勻性的原因是什么？ 鐓粗和拔長各有哪些用途？ 鐓粗工序主要存在哪些質量問題？試分析 它們產(chǎn)生的原因及其預防措施。 六、所需學時 2 學時 第四次講課 一、講授內容 第四章 自由鍛主要工序分析 第 — 節(jié) 概述 一、影響金屬塑性變形流動的幾個基本因素 二、局部加載時沿加載方向的應力分布規(guī)律 三、金屬塑性變形的不均勻性 四、塑性變形時金屬的流動方向 第二節(jié) 鐓粗 一、鐓粗工序的主要質量問題和變形流動特點 二、鐓粗時的注意事項 第三節(jié) 拔長 — 、矩形截面坯料的拔長 二、圓截面坯料的拔長 三、空心件拔長 二、難點 1． 金屬塑性變形的基本規(guī)律和影響因素。 金屬鍛后冷卻常見缺陷及其危害。 六、所需學時 2 學時 第三次講課 一、講授內容 第三章 鍛造的熱規(guī)范 第五節(jié) 少無氧化加熱 一、快速加熱 二、介質保護加熱 三、少無氧化火焰加熱 第六節(jié) 金屬的鍛后冷卻 一、鍛后冷卻常見缺陷產(chǎn)生的原因和防止措施 二、鍛件的冷卻方法 三、鍛件的冷卻規(guī)范 第七節(jié) 鍛件的熱處理 一、中、