【正文】 （２）冷擠壓 變形溫度低于材料再結(jié)晶溫度（通常是。應(yīng)用于生產(chǎn)銅、鋁、鎂及其合金的型材和管材等，也可擠壓強(qiáng)度較高、尺寸較大 的中、高碳鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、不銹鋼等零件。 圖 269 正擠壓 圖 270 反擠壓 圖 271 復(fù)合擠壓 圖 272 徑向擠壓 2．按照擠壓時(shí) 金屬坯料所處的溫度 不同，可分為熱擠壓、溫?cái)D壓和冷擠壓三種方式： （１）熱擠壓 變形溫度高于金屬材料的再結(jié)晶溫度。 （４） 徑向擠壓 金屬流動(dòng)方向與凸模運(yùn)動(dòng)方向成 90176。 （２） 反擠壓 金屬流動(dòng)方向與凸模運(yùn)動(dòng)方向相反，如圖 270 所示。 （ 5） 材料利用率、生產(chǎn)率高；生產(chǎn)方便靈活，易于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的自 動(dòng)化。 （ 2） 擠壓法可以生產(chǎn)出斷面極其復(fù)雜的或具有深孔、薄壁以及變斷面的零件。在一定變形量下，某些高碳鋼、軸承鋼、甚至高速鋼等也可以進(jìn)行擠壓成形。 一、擠壓 擠壓： 指對(duì)擠壓模具中的金屬錠坯施加強(qiáng)大的壓力作用，使其發(fā)生塑性變形從擠壓模具的?？谥辛鞒觯虺錆M凸、凹模型腔，而獲得所需形狀與尺寸制品的塑性成形方法。 上一節(jié) 下一節(jié) ] 第五節(jié) 其它塑性成形方法 隨著工業(yè)的不斷發(fā)展，人們對(duì)金屬塑性成形加工生產(chǎn)提出了越來(lái) 越高的要求，不僅要求生產(chǎn)各種毛坯，而且要求能直接生產(chǎn)出更多的具有較高精度與質(zhì)量的成品零件。 圖 239 胎模示意圖 胎模鍛工藝過(guò)程包括制訂工藝規(guī)程、制造胎模、備料、加熱、胎模鍛及后續(xù)加工工序等。胎模鍛是在自由鍛設(shè)備上用胎模生產(chǎn)模鍛件的工藝方法，因此 胎模鍛兼有自由鍛和模鍛的特點(diǎn)。 （一）壓 力機(jī)上模鍛 用于模鍛生產(chǎn)的壓力機(jī)有摩擦壓力機(jī)、平鍛機(jī)、水壓機(jī)、曲柄壓力機(jī)等，其工藝特點(diǎn)的比較見(jiàn)表 29。 圖 237 模鍛齒輪零件 5． 對(duì)復(fù)雜鍛件，為減少敷料，簡(jiǎn)化模鍛工藝，在可能條件下，應(yīng)采用鍛造 — 焊接或鍛造 — 機(jī)械聯(lián)接組合工藝，如圖 238 所示?？讖叫∮?30mm 或孔深大于直徑兩倍時(shí)，鍛造困難。改成如圖 236d 所示形狀則較易鍛造成形。如圖 236b 所示零件過(guò)于扁薄，薄壁部分金屬模鍛時(shí)容易冷卻，不易鍛出，對(duì)保護(hù)設(shè)備和鍛模也不利。 3． 零件的外形應(yīng)力求簡(jiǎn)單、平直、對(duì)稱，避免零件截面間差別過(guò)大，或具有薄壁、高肋、等不良結(jié)構(gòu)。 2． 模鍛零件上，除與其它零件配合的表面外，均應(yīng)設(shè)計(jì)為非加工表面。 （五）確定鍛造溫度范圍 模鍛件的生產(chǎn)也在一定溫度范圍內(nèi)進(jìn)行，與自由鍛生產(chǎn)相似。 圖 235 精壓 a)平面精壓 b)體積精壓 彎曲連桿模鍛工序如圖 226 所示，坯料經(jīng)過(guò)拔長(zhǎng)、滾擠、彎曲三個(gè)工序后，形狀接近于鍛件，然后經(jīng)預(yù)鍛及終鍛兩個(gè)模膛制成有飛邊的鍛件，最后切邊，得到彎曲連桿模鍛件。精壓模鍛件的尺寸精度偏差可達(dá)177。 平面精壓如圖 235a 所示，用來(lái)獲得模鍛件某些平行平面間的精確尺寸。 （ 5）精壓 對(duì)于要求尺寸精度高和表面粗糙度小的模鍛件，還應(yīng)在壓力機(jī)上進(jìn)行精壓。常用的熱處理方式為正火或退火。校正可在終鍛模膛或?qū)ｉT的校正模內(nèi)進(jìn)行。 沖孔模如圖 234b 所示，凹模作為鍛件的支座，沖孔連皮從凹?？字新湎?。 切邊模如圖 234a 所示，由活動(dòng)凸模和固定凹模組成。修整工序包括以下內(nèi)容。對(duì)于形狀復(fù)雜，有深孔或有高肋的鍛件，則應(yīng)增加鐓粗、預(yù)鍛等工序。 圖 233 軋制坯料模鍛 a)周期軋制材料 b)模鍛后形狀 ２．盤類模鍛件基本工序 常選用鐓粗、終鍛等工序。 當(dāng)大批量生產(chǎn)形狀復(fù)雜、終鍛成形困難的鍛件時(shí)，還需選用預(yù)鍛工序，最后在終鍛模膛中模鍛成形。 鍛件的軸線為曲線時(shí)，還應(yīng)選用彎曲工序。 拔長(zhǎng)和滾擠時(shí)，坯料沿軸線方向流動(dòng)，金屬體積重新分配，使坯料的各橫截面積與 鍛件相應(yīng)的橫截面積近似相等。長(zhǎng)軸類零件的長(zhǎng)度與寬度之比較大，例如臺(tái)階軸、曲軸 、連桿、彎曲搖臂等；盤類零件在分模面上的投影多為圓形或近于矩形，例如齒輪、法蘭盤等。根據(jù)已確定的工序即可設(shè)計(jì)出制坯模膛、預(yù)鍛模膛及終鍛模膛。通常，氧化皮約占鍛件和飛邊總和質(zhì)量分?jǐn)?shù)的 %～ 4%。圖中內(nèi)孔中部的兩條直線為沖孔連皮切掉后的痕跡。圖中雙點(diǎn)劃線為零件輪廓外形，分模面選在鍛件高度方向的中部。 上述各參數(shù)確定后，便可繪制鍛件圖。常用的連皮形式是平底連皮，如圖 230 所示，連皮的厚度 t 通常在 4～ 8mm范圍內(nèi)，可按下式計(jì)算： t=(d— — 5)+ (mm) 式中 d—— 鍛件內(nèi)孔直徑，單位為 mm； h—— 鍛件內(nèi) 孔深度，單位為 mm。為了便于制模和鍛件檢測(cè)，圓角半徑尺寸已經(jīng)形成系列 ，其標(biāo)準(zhǔn)是 、 、 1 1 25 和 30 等，單位為 mm。 圖 229 模鍛圓角半徑 圖 230 模鍛件常用沖孔連皮 鋼的模鍛件外圓角半徑 (ｒ )一般取 ～ 12mm，內(nèi)圓角半徑 (R)比外圓角半徑大 2～ 3倍。 4．模鍛圓角半徑 模鍛件上所有兩平面轉(zhuǎn)接處均需圓弧過(guò)渡，此過(guò)渡處稱為鍛件的圓角，如圖 229 所示。、 10176。～ 7176?！?7176?！?5176。生產(chǎn)中常用金屬材料的模鍛斜度范圍見(jiàn)表 28。內(nèi)壁斜度值一般比外壁斜度大 2176。此外，模鍛斜度還分為外壁斜度 α與內(nèi)壁斜度β，如圖 228 所示。之間。 表 26 錘上模鍛水平方向尺寸公差 （ mm） 模鍛件長(zhǎng)（寬）度 50 50~120 120~260 260~500 500~800 800~1200 公 差 + + + + + + 表 27 內(nèi)、外表面的加工余量 Z1（單面） （ mm） 加工表面最大 寬度或直徑 加工表面的最大長(zhǎng)度或最大高度 ≤ 63 63~160 160~250 250~400 400~1000 1000~2500 大于 至 加工余量 Z1 — 25 25 40 40 63 63 100 3．模鍛斜度 為便于從模膛中取出鍛件，模鍛件上平行于錘擊方向的表面必須具有斜度，稱為模鍛斜度，一般為 5176。 模鍛件水平方向尺寸公差見(jiàn)表 26。 按上述原則綜合分析，選用如圖 227 所示的ｄ－ｄ面為分模面最合理。如圖 227 所示，若將ｂ－ｂ面選作分模面，零件中間的孔不能鍛出，其敷料最多，既浪費(fèi)金屬，降低了材料的利用率，又增加了切削加工工作量，所以該面不宜選作分模面。 （３） 最好使分模面為一個(gè)平面，并使上下鍛模的模膛深度基本一致，差別不宜過(guò)大，以便于均勻充型。 圖 227 分模面選擇比較 （２） 按選定的分模面制成鍛模后，應(yīng)使上下模沿 分模面的模膛輪廓一致，以便在安裝鍛模和生產(chǎn)中容易發(fā)現(xiàn)錯(cuò)?，F(xiàn)象。 （１） 要保證模鍛件能從模膛中順利取出，并使鍛件形狀盡可能與零件形狀相同，一般分模面應(yīng)選在模鍛件最大水平投影尺寸的截面上。 1．分模面 上下鍛模的分界 面。 （一）繪制模鍛件圖 模鍛件圖是設(shè)計(jì)和制造鍛模、計(jì)算坯料以及檢驗(yàn)?zāi)ｅ懠囊罁?jù)。彎曲連桿模鍛件所用多膛鍛模如圖 226 所示。只有當(dāng)鍛件形狀復(fù)雜、成形困難，且批量較大的情況下，設(shè)置預(yù) 鍛模膛才是合理的。為此，對(duì)于外形較為復(fù)雜的鍛件，常采用預(yù)鍛工步，使坯料先變形到接近鍛件的外形與尺寸，以便合理分配坯料各部分的體積，避免折迭的產(chǎn)生，并有利于金屬的流動(dòng)，易于充滿模膛，同時(shí)可減小終鍛模膛的磨損，延長(zhǎng)鍛模的壽命。終鍛時(shí)常見(jiàn)的缺陷有折迭和充不滿等，工字型截面鍛件的折迭如圖 225 所示。 圖 223 飛邊槽形式 圖 224 為帶有飛邊槽與沖孔連皮的模鍛件。圖 223c 用于鍛件形狀復(fù)雜，坯料體積偏大的情況，圖 223d設(shè)有阻力溝，用于鍛件難以充滿的局部位置。飛邊槽用以增加金屬?gòu)哪Ｌ胖辛鞒龅淖枇?，促使金屬充滿整個(gè)模膛，同時(shí)容納多余的金屬，還可以起到緩沖作用，減弱對(duì)上下模的打擊，防止鍛模開裂。由于模鍛需要加熱后進(jìn)行，鍛件冷卻后尺寸會(huì)有所縮減，所以終鍛模膛的尺寸應(yīng)比實(shí)際鍛件尺寸放大一個(gè)收縮量，對(duì)于鋼鍛件收縮量可取 %。所有模鍛件都要使用終鍛模膛，預(yù)鍛模膛則要根據(jù)實(shí)際情況決定是否采用。 圖 222 切斷模膛 此外，還有成形模膛、鐓粗臺(tái)及擊扁面等制坯模膛。 圖 221 彎曲模膛 4．切斷模膛 在上模與下模的角部組成一對(duì)刃口，用來(lái)切斷金屬，如圖 222 所示。滾擠模膛也分為開式和閉式兩種，如圖 220 所示。 圖 219 拔長(zhǎng)模膛 a）開式 b）閉式 2．滾擠模膛 減小坯料某部分的橫截面積，以增大另一部分的橫截面積。制坯模膛有以下幾種： 1．拔 長(zhǎng)模膛 減小坯料某部分的橫截面積，以增加其長(zhǎng)度。 圖 218 錘上鍛模 1－錘頭 2－上模 3－飛邊槽 4－下模 5－模墊 10－緊固楔鐵 8－分模面 9－模膛 模鍛模膛： 制坯模膛和模鍛模膛。 由于錘上模鍛打擊速 度較快，對(duì)變形速度較敏感的低塑性材料（如鎂合金等），進(jìn)行錘上模鍛不如在壓力機(jī)上模鍛的效果好。 （ 3） 由于慣性作用，金屬在上模模膛中具有更好的充填效果。 錘上模鍛的工藝特點(diǎn)是： （ 1） 金屬在模膛中是在一定速度下，經(jīng)過(guò)多次連續(xù)錘擊而逐步成形的。 模鍛設(shè)備： 錘上模鍛、壓力機(jī)上模鍛、胎模鍛。模鍛設(shè)備投資較大，模具費(fèi)用較昂貴，工藝靈活性較差，生產(chǎn)準(zhǔn)備周期較長(zhǎng)。 (5) 模鍛操作簡(jiǎn)單，勞動(dòng)強(qiáng)度低。 (4) 節(jié)省金屬材料，減少切削加工工作量。 (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。 與自由鍛相比， 模鍛具有如下優(yōu)點(diǎn)： (1) 生產(chǎn)效率較高。 圖 217 復(fù)雜件結(jié)構(gòu) a)工藝性差的結(jié)構(gòu) b)工藝性好的結(jié)構(gòu) 上一節(jié) 下一節(jié) 第三節(jié) 模鍛 模鍛： 在模鍛設(shè)備上，利用高強(qiáng)度鍛模，使金屬坯料在模膛內(nèi)受壓產(chǎn)生塑性變形，而獲得所需形狀、尺寸以及內(nèi)部質(zhì)量鍛件的加工方法稱為模鍛。 圖 216 盤類鍛件結(jié)構(gòu) a)工藝性差的結(jié)構(gòu) b)工藝性好的結(jié)構(gòu) 4．合理采用組合結(jié)構(gòu) 鍛件的橫截面積有急劇變化或形狀較復(fù)雜時(shí)，可設(shè)計(jì)成由數(shù)個(gè)簡(jiǎn)單件構(gòu)成的組合體，如圖 217 所示。 圖 215 桿類鍛件結(jié)構(gòu) a)工藝性差的結(jié)構(gòu) b)工藝性好的結(jié)構(gòu) 3．避免加強(qiáng)肋、凸臺(tái)，工字形、橢圓形或其它非規(guī)則截面及外形 如圖 216a 所示的鍛件結(jié)構(gòu)，難以用自由鍛方法獲得，若采用特殊工具或特殊工藝來(lái)生產(chǎn)，會(huì)降低生產(chǎn)率，增加產(chǎn)品成本。 圖 214 軸類鍛件結(jié)構(gòu) a)工藝性差的結(jié)構(gòu) b)工藝性好的結(jié)構(gòu) 2．避免幾何體的交接處形成空間曲線 如圖 215a 所示的圓柱面與圓柱面相交，鍛件成形十分困難。 表 25 半軸自由鍛工藝卡 鍛件名稱 半 軸 圖 例 坯料質(zhì)量 25kg 坯 料尺寸 φ 130 240 材 料 18CrMnTi 火 次 工 序 圖 例 1 鍛出頭部 拔長(zhǎng) 拔長(zhǎng)及修整臺(tái)階 拔長(zhǎng)并留出臺(tái)階 鍛出凹檔及拔長(zhǎng)端部并修整 三、自由鍛件的結(jié)構(gòu)工藝性 自由鍛件的設(shè)計(jì)原則是：在滿足使用性能的前提下，鍛件的形狀應(yīng)盡量簡(jiǎn)單，易于鍛造。此外，鍛件終鍛溫度還與變形程度有關(guān)，變形程度較小時(shí)，終鍛溫度可稍低于規(guī)定溫度。高合金鋼因合金元素的影響，始鍛溫度下降，終鍛溫度提高，鍛造溫度范圍變窄。終鍛溫度一般高于金屬的再結(jié)晶溫度 50~100℃，以保證鍛后再結(jié)晶完全，鍛件內(nèi)部得到細(xì)晶粒組織。 鍛造溫度范圍應(yīng)盡量選寬一些，以減少鍛造火次，提高生產(chǎn)率。例如，用鑄錠或大截面毛坯作為大型鍛件的坯料，可能需要多次鐓、拔操作，在鍛錘上操作比較困難，并且心部不易鍛透，而在水壓機(jī)上因其行程較大，下砧可前后移動(dòng)，鐓粗時(shí)可換用鐓粗平臺(tái)，所以大多數(shù)大型鍛件都在水壓機(jī)上生產(chǎn)。但液壓機(jī)設(shè)備龐大、造價(jià)高。液壓機(jī)是大型鍛件的唯一成形設(shè)備，大型先進(jìn)液壓機(jī)的生產(chǎn)常標(biāo)志著一個(gè)國(guó)家工業(yè)技術(shù)水平發(fā)達(dá)的程度。目前大型水壓機(jī)可達(dá)萬(wàn)噸以上，能鍛造 300 噸的鍛件。蒸汽－ 空氣錘采用蒸汽和壓縮空氣作為動(dòng)力，其噸位稍大，可用來(lái)生產(chǎn)質(zhì)量小于 1500kg 的鍛件，如圖 213 所示?？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。鍛錘的噸位是以落下部分的質(zhì)量來(lái)表示的。 （四）選擇鍛造設(shè)備 根據(jù)作用在