【正文】 最基本的原則是：保證 鍛件形狀盡可能與零件形狀相同，容易從鍛模型槽中取出；此外，應(yīng)爭(zhēng)取獲得鐓粗充填成形。通過(guò)以上分析，確定 轉(zhuǎn)向臂 分模面如圖所示： 巴顰燴彡夯仂棋異留起搔 分模面徒憐娥掣莖蒔淵睹苠煉鋼 圖 11 霎朐母覯管沁詁需住驄拮 確定鍛件的機(jī)械加工余量和公差 擅笥猹鰥殉澩傘埤仵筆鎘 由于受到各種工藝因素的影響，鍛件實(shí)際尺寸不可能與名義尺寸相等，無(wú)論是高度方向還是水平方向都會(huì)有偏差，因而應(yīng)對(duì)鍛件規(guī)定允許的尺 寸偏差范圍，這對(duì)控制鍛模工作壽命和鍛件檢驗(yàn)都是必要的。這是由于高度方向影響尺寸發(fā)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大于負(fù)公差，這是考慮到型槽磨損，鍛件錯(cuò)移是難以避免的現(xiàn)象，而且均屬于增大尺寸的影響因素。而正公差的大小不會(huì)導(dǎo)致鍛件報(bào)廢；正公差偏大對(duì)穩(wěn)定工藝，提高鍛 模 使用壽命有好處 ， 因而有所放寬。 孚忭彥恰訶雁腔穆靜髑忙 鍛件的質(zhì)量和公稱尺寸的大小 瑗 睿 熊誚漫債巨篌賭智嶷 鍛件的質(zhì)量 根據(jù) 鍛件圖的名義尺寸進(jìn)行計(jì)算，并按此質(zhì)量和尺寸查表確定。 鎦堂碗酷戛絹踟媾鋸皓樵 鍛件材質(zhì)系數(shù) 蘋 蚺歆扌覽無(wú)吧牘踝江怩 查閱參考文獻(xiàn)（一）表 43知 材質(zhì)系數(shù)為2M。 目倥閌嚼李膜仆市沂楣冀 查鍛工手冊(cè)得：高度公差為?? ，長(zhǎng)度公差為：??， 寬度公差為：??隴駁偷邃嘬蠼 槊剡捍瀉盛 零件加工精度為1f，查鍛工手冊(cè)得高度及水平尺寸的單邊余量約為 ，取 2mm。模鍛斜度可以是鍛件側(cè)壁附加的斜度，也可以是側(cè)壁的自然斜度。若出模角增大，鐐餾葫焉樓庥襤佛華呢惠 第 9 頁(yè) 源莫苣辯稍沮翱毯今具啦 則金屬充填 型槽阻力增大，鍛件斜度余量也增大，從而增加金屬的消耗和機(jī)械加工余量。模鍛斜度有內(nèi)斜度和外斜度。查閱參考文獻(xiàn)（一）表 44 得知 =5? ， 7?? 。 問(wèn)呲粢躒餛 畛痄霓晝孑盾 鍛件上的凸圓角半徑稱外團(tuán)角半徑，用 r 表示；凹圓角半徑稱內(nèi)圓角半徑，用 R表示。為保證鍛件外圓角處有必要的加工余量，可按公式： 壓磚卑熾跗楚品食穩(wěn)倜凇 r＝余量十零件相應(yīng)處圓角半徑或倒角 柒勰腑猊桷殼腳縊嘹疏夜 鍛件上的內(nèi)圓角半徑只應(yīng)比外因圓角半徑 r 大，一般取 R＝ (23)r 。懊蒿額濞撙諒患乾吱巳裒 （ 3） 允許的錯(cuò)移量 。醒圳渭痹蹇呦袒噢源藤炱 （ 5） 允許的表面缺陷深度 蠑姘甲倆槨菽鬃仍雩嘵欠 （ 6） 鍛件熱處理：調(diào)質(zhì)； 骯昝嵴樾類告把追猶煞覃 計(jì)算鍛件 的主要參數(shù) 鞣 鬢 曇勇帳皎竅呻槐輯恁 （ 1）鍛件在平面上的投影面積為 6800 2mm 。鋅蛛躬珠辭謠賬鋪趁暾弁 （ 3） 鍛件體積為 31500 3mm 。 捱埃雍瀝父璦曛?jǐn)X吡繯瓿 3 模鍛方式選擇及毛邊槽形式和尺寸的確定 饕秤紺褊俎憲藐鷲氦病多 錘上模鍛是在自由鍛、胎模鍛基礎(chǔ)上最早發(fā)展起來(lái)的一種模鍛生產(chǎn)方 法，適合成批或大批量鍛件鍛制。借助于上模向下的沖擊作用、迫使金屬在鍛模型槽中塑性流動(dòng)和充填，從而獲得與型腔形狀一致的鍛件。如按金屬在鍛模型槽內(nèi)變形的特征，以及變形金屬所處應(yīng)力和塑性狀態(tài)的不同，可分為開式模鍛與閉式模鍛。開式模鍛時(shí)，多余的金屬沿垂直于作用 力方向流動(dòng)形成毛邊。開式模鍛金屬變形過(guò)程大約可分為四個(gè)階段，如圖 31所示。當(dāng)鐓粗的坯料和型槽側(cè)壁接觸，則表明此階段結(jié)束。 裳銪樣鵪超窠擅尺煨苤芾 第 Ⅱ 階段 形成毛邊階段，由于金屬流動(dòng)受到模壁阻礙，坯料自由流動(dòng) 俘勞騙澈翰忱駕胸孌草閎 受到限制，繼續(xù)壓縮時(shí)，金屬流動(dòng)方向有兩個(gè)，一個(gè)流向型槽深處，充滿型槽；另一個(gè)流向毛邊槽，形成少許毛邊。毛邊形成后，隨著變形的繼續(xù)進(jìn)行，毛邊逐漸減薄，金屬流入毛邊槽的阻力急劇增 大，形成一個(gè)阻力圖。通常坯料體積略大于型槽容積，因此。 像晟掂儻嵫筷璺枸向擾善 在開式模鍛過(guò)程中，變形金屬的具體流動(dòng)情況主要取決于各流動(dòng)方向上的阻力之間的關(guān)系．影響變形金屬流動(dòng)的因素主型有： 郫釓卞足顯板瓔蛙閡竦鰷 （ 1）型槽的具體尺寸和形狀； 丑绔慵茉奈僨蠕捆熬鎦憐 （ 2）毛邊槽橋口尺寸和鍛件分模位置； 揭個(gè)蘿潮隋熳苗仄扌僑檳 鐐餾葫焉樓庥襤佛華呢惠 第 12 頁(yè) 源莫苣辯稍沮翱毯今具啦 （ 3）設(shè)備的工作速度、運(yùn)動(dòng)特征。 狹惕管縣從鰣戛嗽坍鉬榨 閉式模鍛 淥 勢(shì) 煩鈧奔奩媸糙泉喈鈥 開式模鍛中毛邊金屬的損耗較大，通常毛邊占鍛件質(zhì)量的 10％ 50％，為減少金屬損耗，提高材料利用率，出現(xiàn)了閉式模鍛。在變形過(guò)程中，金屬始終被封閉在型腔內(nèi)不能排出，迫使金屬充滿型槽而不形成毛邊。 退嫩秸屯髏御眺孜珥腆舞 閉式模鍛有如下優(yōu)點(diǎn)： 烷砑融冗濯釬竣叔篷肇慝 (1)省去 了毛邊材料的消耗和毛邊的變形功； 誠(chéng)日賓嫠了匣判惰耳叼汛 (2)坯料處于更強(qiáng)的三向壓應(yīng)力狀態(tài)，提高了金屬的塑性，有利于低塑性合金的鍛造成形； 貴錯(cuò)盛捌寺坑炫盾踹贛握 (3)鍛件纖維組織按零件輪廓連續(xù)分布，流線不會(huì)被切斷，提高鍛件的力學(xué)性能和抗應(yīng)力腐蝕性能。而實(shí)際生產(chǎn)中，由于原材料尺寸精度，下料，加熱等因素的影響。 薔次潰納乜軀廖佛崍報(bào)噲 (2)要求坯料形狀和尺寸比例合適，并在型槽內(nèi)準(zhǔn)確定位，否則鍛造時(shí)一邊已產(chǎn)生毛刺而另一邊尚未充滿型槽，從而使鍛件報(bào)廢，同時(shí)還影響到模具壽命。 瘼戛慵濟(jì)市旱嚇孳觥燮茗 (4)應(yīng)用范圍窄。 泗邗猓洎嫦阜濫殘節(jié)搐煒 通過(guò)以上分析，從生 產(chǎn)成本，鍛件精度，鍛模設(shè)計(jì)復(fù)雜度，鍛模應(yīng)用范圍等各方面考慮，采用開式摸鍛比較合理。毛邊槽的作用是： 妨墑哇賀鳧徵丁墜芻紅鲼 （ 1）造成足夠大的水平方向的阻力，迫使金屬充滿型槽，保證鍛件尺寸準(zhǔn)確。由于毛邊金屬層的阻隔，可以緩沖上下模塊的直接撞擊，提高鍛模壽命。在金屬已完全充滿型槽后，尚有 多余金屬需要排出，這時(shí)靠毛邊倉(cāng)部來(lái)容納多余的金屬。 賁 攣髹錕煌弦皇葵努屁埤 形式Ⅱ適用于高度方向形狀不對(duì)稱鍛件。 氣玻閱鈺拂褊挈材惺皆堯 形式Ⅲ適用于形狀復(fù)雜，坯料體積不易計(jì)算準(zhǔn)確而往往偏多的鍛件，由于增大倉(cāng)部容積，不致于發(fā)生上下模壓不靠。 慕蒼敫糨急汐瞥鳊耐啊報(bào) 形式Ⅴ只用于鍛模局部，橋部增設(shè)阻尼溝，增加金屬向倉(cāng)部流動(dòng)的阻力，迫 使金屬流向型槽深處或枝芽處。 潯稆懿讎昏嘶樟噯菸攢脾 由圖 33 可知，設(shè)計(jì)要點(diǎn)：（ 1） h 減小， b 增大，則水平方向流動(dòng)阻力增大，有利于充滿模膛；（ 2） h 太大， b 太小，則難以充滿模膛，且產(chǎn)生大飛邊。 蓋噸裳薄腋溘怖閥埝碰前 夯箢供砭鄖孵蔸鍛自勵(lì)曝 圖 33 式另肟垴 頸啥堙拾蜜膏溲 選用最廣泛的一種如圖所示毛邊槽形式 I，毛邊槽具體尺寸根據(jù)鍛錘噸位大小來(lái)選定，噸位法是從實(shí)際生產(chǎn)總結(jié)出來(lái)的，應(yīng)用簡(jiǎn)便，考慮鍛件形狀復(fù)雜程度較低，因而準(zhǔn)確率較高。 屁滎崔黿倪趣鰲羅莆嶄吝 鍛件毛邊體積 V＝ 580 kF ； 580 112＝ 45500 3mm ，其中 ＝F毛 (鍛件毛邊平均截面積 )。終鍛型槽按熱鍛件圖加工制造和檢驗(yàn)，所以設(shè)計(jì)終鍛型槽，須先設(shè)計(jì)熱鍛件圖。首先，熱鍛件圖的尺寸標(biāo)注，高度方向尺寸以分模面為基準(zhǔn)，以便于鍛模機(jī)械加工和準(zhǔn)備檢驗(yàn)樣板。 轉(zhuǎn)向臂材料為 45 鋼。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，考慮到鍛模使用后承浙面下陷，型槽深度減小，橫向尺寸增大等因素．修改了幾處尺寸：大頭上平面增厚 ，小頭上下平面不變，繪制的熱鍛件圖如圖 11 所示： 拴娟鏌甸萆鏃勺麈卻蜇惋 5 設(shè)計(jì)預(yù)鍛型槽 甍磲詫猿嗯硭詠癱急劭耘 對(duì)于形狀復(fù)雜的鍛件需要經(jīng)預(yù)鍛方能成形，預(yù)鍛可以改善金屬在終鍛型腔中的流動(dòng)情況，避免在鍛件上形成折傷，并能更好地充滿成形， 同時(shí)還可以減少終鍛型腔的磨損，提高鍛模的壽命。因此，綜合具體情況全面考慮，對(duì)于轉(zhuǎn)向臂的設(shè)計(jì)，不必采用預(yù)鍛。但是，如果溫度升很太快，由于溫度應(yīng)力過(guò)大，可能造 成坯料開裂。因此在實(shí)際生產(chǎn)中，金屬坯料應(yīng)按一定的加熱規(guī)范進(jìn)行加熱。為了應(yīng)用方便和清晰起見(jiàn)，加熱規(guī)范采用溫度—— 時(shí)間的變化曲線來(lái)表示，而且通常是以爐溫 —— 時(shí)間的變化曲線 (又稱加熱曲線或爐溫曲線 )來(lái)表示。鍛壓生產(chǎn)中常見(jiàn)的加熱規(guī)范有：一段、二段、三段、四段及五段加熱規(guī)范。 糧蠐菔蔗笫狽噍豐瑪蜆鵝 鐐餾葫焉樓庥襤佛華呢惠 第 16 頁(yè) 源莫苣辯稍沮翱毯今具啦 稹袂蝤啞聆瀝嘻衫素毓鳩 由圖 61 可見(jiàn) ,加熱過(guò)程中含有預(yù)熱、加熱、均熱幾個(gè)階段。 葫胂鯁腮短搖邑榻廟芒榧 預(yù)熱階段，主要是合理規(guī)定裝料時(shí)的爐溫； 焉谫囹注敏筧吝胚塹貿(mào)酉 加熱階段，關(guān)鍵是正確選擇升溫加熱速度； 杲蛛班施剌摩浴呻動(dòng)郄螭 均熱階段，則應(yīng)保證鋼料溫度均勻，確定保溫時(shí)間。正確的加熱規(guī)范 應(yīng)能保證：金屬在加熱過(guò)程中不產(chǎn)生裂紋，不過(guò)熱過(guò)燒，溫度均勻、氧化脫碳少，加熱時(shí)間短和節(jié)約能源等。 攆蠟桌噓薨顎尉又獯髑衍 過(guò)熱 沽 卡獸攜噗騰外疫散留瞪 鋼料由于加熱溫度過(guò)高、加熱時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或在高溫下停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而引起奧氏體晶粒迅速長(zhǎng)大，形成粗大組織而使鍛件力學(xué)性能變差，這種缺陷即為 過(guò)熱 。鍛造、熱處理后鍛件的晶粒仍粗大，降低金屬的力學(xué)性能。查閱參考書目（一）表 34 知轉(zhuǎn)向臂零件 45 鋼過(guò)熱溫度為 1300℃。過(guò)燒是鋼致命的加熱缺陷。要防止過(guò)燒必須嚴(yán)格控制加熱的最高溫度，要低于始熔線下 100~200℃。防止辦法：低溫裝爐， 緩慢加熱 ，待熱均勻、熱透，在快速加熱至高溫。 兔俗莊蕊抄攴磽菰噥劃菔 裝料時(shí)的爐溫 秕邂啞橙挫轔茚淫鯉菏澹 如前所述，金屬坯料在低溫階段加熱時(shí)，由于處于彈性變形狀態(tài)，塑性低，很容易因?yàn)闇囟葢?yīng)力過(guò)大而引起開裂。 歡鎧旁蓖床埠仔籍捷糟冫 （ 1） 對(duì)截面尺寸?。ㄟ呴L(zhǎng)或直徑 200~350mm）、塑性好、導(dǎo)熱性好、熱膨脹系數(shù)小的鋼坯如低碳鋼、中碳鋼、低合金鋼等普通鋼坯，其裝爐溫度不受限制，可直接高溫裝爐（接近始鍛溫度）。根據(jù)對(duì)加熱溫度應(yīng)力的理論分析．圓拄體坯料表面與中心 的最大允許溫差計(jì)算式如下： 蛻弗冼黌捐匿坩場(chǎng)薹王煳 ? ? ? ? ???? ? （ ℃ ） 彰杏哚钷祖敵遁孑侮脯閨 式中： 秘煦龠幘茌唉仕芝儋遣忱 [б ] —— 許用應(yīng)力 (MPa)可按相應(yīng)溫度下的強(qiáng)度極限計(jì)算 裔審牽窳雨喈穰樗嗽輳繾 ? —— 膨脹系數(shù) (℃ )； 焉苘糙敕尾槔顱排圃漿鋸 E —— 彈性模量 (MPa)。生產(chǎn)實(shí)踐表明，上述理論計(jì)算方法所得的允許爐溫偏低，還應(yīng)參考有關(guān)經(jīng)驗(yàn)資料與試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正。通常是指金屬表面溫度升高的速度，其單位為℃ /b．也可用單位時(shí)間加熱的厚度來(lái)表示，其單位為 mm/min。 臆 舌嶗坩脹崆葉儒玄湔塋 將爐子本身可能達(dá)到的最大加熱速度稱為最大可能的加熱速度，為保證坯料加熱質(zhì)量及完整性所允許的最大加熱速度稱為坯料允許的加熱速度。后者受加熱時(shí)產(chǎn)生的溫度應(yīng)力的限制，與坯料的導(dǎo)溫性、力學(xué)性能及坯料尺寸有關(guān)。 1h? ） 阼養(yǎng)驀碚佰鴇適患勰佞倚 鐐餾葫焉樓庥襤佛華呢惠 第 19 頁(yè) 源莫苣辯稍沮翱毯今具啦 式中： 琺檫篁繩奚踞放當(dāng)嚆發(fā)嗆 []? —— 許用應(yīng)力 (MPa)，可用相應(yīng)溫度的強(qiáng)度極限計(jì)算； 栓嶄孔瘍薔龐炷渫昀檑潺 α —— 導(dǎo)溫系數(shù) (21mh?)； 決瘠鬮舞鯫金瘭漤幼象糌 β —— 線膨脹系數(shù) (℃ )； 戟籮條鷂繡嗪勺鄒喪素占 Е —— 彈性模量 (MPa)； 砩紜城汁你歹苤司剎坤鴰 R—— 圓柱體坯料半徑（ mm） 蠟刻埔螽鏜柔飆情度倘攆 由上式可見(jiàn)，坯料的導(dǎo)溫系數(shù)愈大，強(qiáng)度極限愈大，斷面尺寸愈 小，則允許的加熱速度愈大。 碑革癌符揭弗綻諼雜檑玲 對(duì)導(dǎo)溫性好、斷面尺寸小的坯料，其允許的加熱速度很大，即使?fàn)t子按最大可能的加熱速度加熱，也不可能達(dá)到坯料所允許的加熱速度。 在高溫階段， 金屬 塑性已顯著提高，可用最大可能的加熱速度加熱。 如果爐子也停留在該溫度下，則需較長(zhǎng)的保溫時(shí)間才能將坯料熱透。為避免產(chǎn)生這些缺陷，生產(chǎn)上常用提高溫度頭的辦法來(lái)提高加熱速度，以縮短加熱時(shí)間。選溫度頭為 100℃ 時(shí)，將 縮短加熱時(shí)間 50％ 。特別是始鍛溫度下的保溫時(shí)間尤為重要。 蝰騫縶亂抹伶注吳奇忐頭 最小保溫時(shí)間是指能夠使坯料斷面溫差達(dá)到規(guī)定的均勻程度所需最短的保溫時(shí)間。鋼料最小保溫時(shí)間可按圖23 確定。溫度頭越大。相反，則保溫時(shí)鐐餾葫焉樓庥襤佛華呢惠 第 20 頁(yè) 源莫苣辯稍沮翱毯今具啦 間就可短些。又由下面計(jì)算得知最小保溫時(shí)間為 13? 60%= 篌便桎腦鹵記衫都怍鎳撮 最大保溫時(shí)間是針對(duì)生產(chǎn)中可能發(fā)生的特殊情況而規(guī)定的。 泉欹鐺齠爐蚜嘍鄭沁戎爭(zhēng) 加熱時(shí)間 年擒主撬角蘭凸蠃悠爬濂 加熱時(shí)間是指坯料裝爐后從開始加熱到出爐所需要的時(shí)間，包括加熱各階段的升溫時(shí)間和保溫時(shí)間。工廠中常用經(jīng)驗(yàn)公式、經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)、試驗(yàn)圖線確定加熱時(shí)間，雖有一定的局限性，但很方便。 云思芍沖逗逸粉咴蹺汽笨 直徑小于 200mm 的鋼坯加熱時(shí)間，可