【正文】 存在有流線不順和渦流現(xiàn)象，但未能發(fā)展成折疊那樣嚴(yán)重的程度。、起皮和表面粗糙鋁合金因質(zhì)地很軟，外摩擦系數(shù)大，最容易粘模，這不僅會引起鍛件起皮，使鍛件表而粗糙，有時甚至因不能脫模而中斷生產(chǎn)。鍛件表面粗糙產(chǎn)生主要原因是由于模鍛表面不光滑，潤滑劑不干凈或燃點太高，涂抹過多，模鍛時未完全揮發(fā)，殘存在鍛件表面上，蝕洗后在鍛件表面上顯現(xiàn)出不同的蝕洗深度。金屬材料經(jīng)成形過程后，其組織、性能獲得改善和提高。塑性成形是無切屑成形方法，因而能使工件獲得良好的流線形狀及合理的材料利用率。塑性成形分冷成形、溫成形和熱成形。金屬塑性成形包括塊體成形、板料成形及軋制等(見塑性力河北工程大學(xué)科信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計10學(xué))。 等溫鍛造技術(shù)等溫鍛造的主要特點是模具與成形件處于基本相同的溫度，因此需要帶有模具加熱及控溫裝置。 超塑性等溫鍛造對溫度和速率的要求比一般意義的等溫鍛造更加嚴(yán)格，而且坯料的顯微組織應(yīng)基本屬于超塑性類型。因此這些等溫鍛造中有一個從一般的塑性成形過渡到超塑件成份的過程。 在等溫鍛造基礎(chǔ)上發(fā)展的“熱模鍛造”和“溫模鍛造” 與等溫鍛造的主要區(qū)別在于模具與成形件之間具有溫差，從而減低了對模具材料的要求。等溫鍛造過程變形材料中常發(fā)生動態(tài)再結(jié)晶，從而使鍛件中的組織呈均勻的等軸細(xì)晶形態(tài)。 等溫鍛造的模具材料主要根據(jù)變形溫度進(jìn)行選擇，常用的有熱作模具鋼、鐵基高溫合金、鎳基高溫合金、鋁合金以及陶瓷等。然而這類材料易于發(fā)生高溫氧化，他們研究了相應(yīng)的防護(hù)措施，現(xiàn)在這類模具材料的應(yīng)用尚在探索階段。 等溫鍛造過程時間較長，溫度較高，成形件的形狀經(jīng)常比較復(fù)雜，模具表面包含一些淺細(xì)凹凸部分。在選擇潤滑劑時要注意不能對模具有腐蝕作用，也不能污染成形件表面材料。所以實現(xiàn)從模具及坯料河北工程大學(xué)科信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計11的設(shè)計到成形過程溫度速率控制的全面計算機化，是提高效率和質(zhì)量的需要，也是目前的技術(shù)水平可以達(dá)到的。，毛坯的冷卻速度和變形速度均降低，因而大大降低了材料的變形抗力。鋁合金鍛造雖然有許多缺點,但由于其鍛造溫度低,還是比較容易采用鍛造的方法成形的。圖21所示為569℃時使用普通鋼刀切割合金坯料的切口形貌圖。半固態(tài)成形即是在金屬的固液共存時，用模具等其他工具使金屬成形。又有研究表明：工業(yè)供應(yīng)態(tài)LY12鋁合金棒材在未經(jīng)超塑性預(yù)處理的情況下具有超塑性，在變形溫度為753K、10 4S1的拉伸變形條件下，斷裂延伸率為313％ 河北工程大學(xué)科信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計12。 鍛件的工藝性分析鍛件的工藝性分析，主要考慮鍛件的用料、幾何形狀、尺寸精度和表面質(zhì)量、生產(chǎn)批量及設(shè)備條件等，下面分別說明。一般模鍛用鋁合金、鎂合金等輕金屬和有色合金，因為模鍛溫度低，不易產(chǎn)生氧化、模具磨損小且鍛件表面粗糙皮低等，適宜于采用閉式精密模鍛。）。 鍛件形狀 如齒輪坯、輪轂、軸承、突緣等旋轉(zhuǎn)體鍛件最適合于整體凹模模鍛。所有旋轉(zhuǎn)體鍛件和部分形狀復(fù)雜的鍛件還可進(jìn)行精密模鍛。采用和底部的圓柱體差不多的圓柱體坯料，金屬的流動情況是從第一部分（圓柱體部分）逐漸流向第二部分，由于壁較薄，造成金屬的流動困難。并擬用 Defrom3D 模擬成型過程。但是，由于影響因素比較復(fù)雜，使得理論上不易準(zhǔn)確地計算。就精密模鍛而言，目前溫鍛件的尺寸精度可達(dá) 4 級，熱鍛件可達(dá) 5 級左右。尾蓋的工程圖以及技術(shù)要求如下頁圖25.圖25 零件圖,該零件除了Φ85 ,要求較高,有公差要求,鍛造時必須考慮加工余量之外,其他表面都不沒有裝配要求,尺寸公差都是一般公差,并沒有特殊的要求,尺寸公差和表面粗糙度即使大一點,也不會影響零件的功能,為了減少機械加工和節(jié)省材料, 在鍛造時不留加工余量，其尺寸和表面質(zhì)量由模具來保證，零件中的螺孔和倒角都不鍛造出，由機械加工來完成。 采 用 一 般 公 差 的 尺 寸 ， 在 該 尺 寸 后 不 需 要 標(biāo) 出其 極 限 偏 差 值 。 該 零件 用 的 是 中 等 m 級 。 根 據(jù) 該 表 可 以 查 得 尾 蓋的 未 注 公 差 。 177。倒 圓 角 3~6 6~30 ——公 差 .5?1?——角 度角 的 長 邊(mm)50~120 —— ——公 差 177。河北工程大學(xué)科信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計16第 3 章 加熱和保溫系統(tǒng)的設(shè)計等溫鍛造的關(guān)鍵是坯料在一定溫度點或者在一定溫度段發(fā)生變形，而且對不同變形坯料來說，其最優(yōu)變形溫度都不一樣，所以在等溫鍛造過程中，溫度的測量和控制顯得十分重要，直接關(guān)系到鍛件的質(zhì)量。 坯料的加熱坯料的加熱設(shè)備主要有：電阻爐、感應(yīng)爐、燃?xì)鉅t、油爐。表31 許用加熱爐及適用合金爐型種類 適用的合金類別有效加熱區(qū)保溫準(zhǔn)確度℃控溫準(zhǔn)確度℃記錄儀器準(zhǔn)確度不低于％電阻爐感應(yīng)爐燃?xì)鉅t油爐鋁合金鎂合金鈦合金銅合金鋼高溫合金Ⅱ 177。 √ √ √ √ √ √ √ √Ⅲ 177。5 √ √ √ √ √ √ √ √Ⅳ 177。8 √√√ √ 　 　 　 √ √ √Ⅴ 177。10 √ √ √ ?、?177。10 √ √ √加熱本零件坯料所選的加熱設(shè)備是箱形電阻爐，坯料的加熱溫度為500℃，其主要參數(shù)如表32 。假如模具不預(yù)熱，加熱的坯料在模具內(nèi)急劇冷卻，影響金屬的塑性，從而影響鍛件的質(zhì)量，甚至不能成形，特別是對像鋁合金那樣鍛造溫度范圍窄的合金，影響更明顯；還有模具在熱冷交替之間工作，其金屬內(nèi)部易引起內(nèi)應(yīng)力導(dǎo)致模具的破裂，所以模具預(yù)熱可以防止或延緩熱龜裂。電阻絲鑲嵌式加熱板分為：電阻絲埋入式、電阻絲微露式、電阻絲外露式、紅外輻射加熱板等幾種形式，他們的最高工作溫度為 1200℃。圖 31 電阻絲內(nèi)嵌式加熱板河北工程大學(xué)科信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計18圖 32 加熱板圖圖 33 各類加熱板圖本模具的預(yù)熱加熱板選擇如圖 31 所示的形式，外形具體尺寸根據(jù)上下模板的尺寸由廠家專門生產(chǎn)或選擇尺寸相近的產(chǎn)品，加熱板用高溫粘合劑粘貼在模具的兩個側(cè)面，結(jié)構(gòu)如圖 34，圖 35。選用TYG高溫粘貼劑，如圖36，該高溫粘結(jié)劑技術(shù)性能如表33。C 以上)2年(1186。C 以上)2年(1186。熱電偶用螺紋固定在上下模板上，安裝尺寸為：M8長度L=15mm。根據(jù)鍛模結(jié)構(gòu)特點，模鍛可分為開式模鍛和閉式模鍛兩種。鍛模由上模和下模兩部分組成，上下模之間的分界面稱為分模面。在型腔外圍沿分模面有一圈淺槽，稱為飛邊槽。飛邊槽的作用是用來保證鍛件充滿模膛和容納多余金屬。飛邊在后續(xù)的切邊工序中切除。第一階段是鍛粗階段，坯科放入下模膛，上模壓下對坯料進(jìn)行鍛粗，高度減小而直徑增大，如圖 41(b)所示。由于流入飛邊槽的金屬較薄，冷卻較快，使其繼續(xù)流向飛邊的阻力增加，從而迫使金屬流向尚未充滿的型腔部位。第三階段為上下模閉合(俗稱打靠)階段。為了最終獲得清晰的輪廓及要求的高度；上模必須繼續(xù)壓下，迫使分模面附近的金屬繼續(xù)流向飛邊槽形成飛邊，直至上下模完全閉合，如圖 41(d)所示。所以說，飛邊的阻力對金河北工程大學(xué)科信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計22屬充滿模膛有重要作用。飛邊的阻力取決于橋部尺寸。 閉式模鍛的成形原理閉式模鍛亦稱無飛邊模鍛，模時時坯料金屬在封閉的模膛中成形．因此，閉式模鍛可以使得鍛件的幾何形狀、尺寸精度和表面質(zhì)量最大限度地接近于產(chǎn)品零件的幾何形狀、尺寸精度和表面質(zhì)量。同其他體積成形工藝一樣，閉式模鍛可以在冷態(tài)、溫態(tài)或熱態(tài)下進(jìn)行。然而，對于形狀復(fù)雜的鍛件，采用溫態(tài)閉式模鍛時金屑流動仍很困難。鐓粗式閉式模鍛也稱閉式鐓粗，其變形過程可以分為三個階段(如圖 42所示)：開式鐓粗階段；充滿角隙階段，擠出端部飛邊階段。這類閉式模鍛的成形情況與普通擠壓沒有多大區(qū)別，只是在于前者是金屬最后充滿模膛，而后者金屬擠出端是處于自由狀態(tài)。河北工程大學(xué)科信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計23圖43 擠壓式閉式模鍛 精密模鍛精密模鍛工藝能獲得表面質(zhì)量好、機械加工余量少且尺寸精度較高的鍛件。一般精密模鍛件只需要少量后續(xù)機械加工，大大減少了機加工工作量；節(jié)省原材料；提高勞動生產(chǎn)率；降低零件生產(chǎn)成本。精鍛葉片輪廓尺寸精度可達(dá)177。表面粗糙～。目前，精密模鍛主要應(yīng)用于如下兩個方面。用于生產(chǎn)精密模鍛能達(dá)到其精度要求的零件。有時也可以完全采用精密模鍛方法生產(chǎn)成品零件。由于鋁合金摩托車只要是向外銷售，摩托車上的零件要求一般都比較高，不能太差；又由以上零件的工程圖分析可知，精密模鍛完全可以達(dá)到尺寸和表面要求。河北工程大學(xué)科信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計24 尾蓋鍛件圖的繪制模鍛鍛件圖是根據(jù)零件圖及模鍛工藝特點制定的,它是確定變形工序、設(shè)計和制造鍛模、計算坯料和檢驗鍛件的依據(jù)。分模面選擇時應(yīng)考慮下列原則：1）保證鍛件能從模膛順利取出，一般選在模鍛件具有最大水平投影尺寸的位置上；2）保證金屬容易充滿模膛，為此，最好把分模面選在使模膛具有最淺的深度；3）分模面應(yīng)做成使沿分模面的上下模的模膛外形一致，以便在生產(chǎn)中容易發(fā)現(xiàn)錯移等欠缺；4）應(yīng)力求分模面是一個平面，上下模膛的深淺相當(dāng)，以便于鍛模加工制造；根據(jù)本零件的形狀特點和精密閉式模鍛的特點，模鍛的分模面選擇如圖44所示。由以上的分析可知，精密模鍛尺寸公差可達(dá)177。公差余量根據(jù)JB383485標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的原則，應(yīng)考慮下列因素：公差等級、鍛件質(zhì)量、鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)。鍛 件 的 質(zhì) 量 為 ：m=ρv1=104 cm3≈≈公 差 等 級 為 精 密 級 。表 41 模鍛件內(nèi)外表面加工余量（JB383485）查表41 ~，這里定為2mm。有機械河北工程大學(xué)科信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計26加工余量的部分如圖45，圖46。鍛件部分公差如圖47 。若鍛造設(shè)備沒有頂出機構(gòu)，所以必須留出模鍛斜度，精密模鍛時鋁合金鍛件的模鍛斜度為1176。 ，本鍛件取為 1176。如模具中有頂出機構(gòu)，可以不留斜度。對內(nèi)孔等于或大于25mm的鍛件時不能直接獲得透孔，在該部位留有一層較薄的金屬稱為連皮。其中最常用的是平底連皮，如圖48所示，連皮的厚度s 通常在4mm ～8mm范圍內(nèi)，可按式（44 ）計算： S=√（）+√h(mm) （44）連皮上的圓角半徑R1，可按式（45）確定：R1=R++2(mm) （45 ）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；河北工程大學(xué)科信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計28R：鍛件內(nèi)圓角半徑。以上各參數(shù)確定后，就可以繪制鍛件圖。坯料的總體積包括鍛件、飛邊、連皮、鉗口料頭以及氧化皮等，即 V坯 =（V 件 +V毛 +V連皮 ）（1+δ% ） （46）式中 δ：坯料火耗。由于體積成形時鋁合金內(nèi)部的缺陷（如縮松、縮孔）會被壓實，體積會變小一點，所以毛坯體積取得相對大一點。整體凹模易于加工，選定凹模材料后，可按彈性力學(xué)方法根據(jù)模腔直徑d和工作壓力P 來決定凹模外徑D ，并核算其強度。2)組合凹模組合凹模用于以下兩種情況。情況二，模腔壓力雖沒有達(dá)到1000MPa，但為了節(jié)約模具鋼，仍可采用雙層或三層組合凹模。圖49 凹模結(jié)構(gòu)凹模的結(jié)構(gòu)根據(jù)零件的形狀選擇圓形結(jié)構(gòu)，尺寸設(shè)計包括外形尺寸和內(nèi)形尺寸。根據(jù)《金屬材料精密壓力成形技術(shù)》圖311（雙層組合凹模各圈尺寸的決定） ，選擇凹模的尺寸d2=160mm ，外圈尺寸d3=350mm ，為了導(dǎo)柱、導(dǎo)套安裝的方便，外圈選擇方形，高度尺寸H=120mm ，按圖 311決定的尺寸，強度一般都可以達(dá)到要求 。因此要求模具材料具有高的熱穩(wěn)定性、高溫強度和硬度、沖擊韌性、耐熱疲勞性和耐磨性且便于加工。一般負(fù)荷的熱精鍛模采用5CrMnMo，5CrMnMo，3Cr2W8V等鍛模鋼來制造。為了使模具型腔有高的耐磨性，近年來比較注意采用表面處理（氮化、軟氮化、滲硼和滲鉻等）方法提高耐磨性。終鍛型槽制造的依據(jù)是熱鍛件圖，而熱鍛件圖是由冷鍛件圖加放收縮率得到的。因此，掌握鍛件的收縮規(guī)河北工程大學(xué)科信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計30律對保證鍛件的尺寸非常重要。鍛模的工作溫度低，則加放的收縮率要大一些。尾蓋最大的尺寸為89mm，考慮熱膨脹后凹模型腔的尺寸為：89（1+）=；尾蓋的高度為65mm，考慮熱膨脹后凹模型腔的尺寸為：65（1+）= 。零件直徑尺寸為 Φ89177。 凸模的設(shè)計圖 410 凸模尺寸零件直徑方向的尺寸隨著凸模的磨損逐漸變小，高度尺寸隨著模具的磨損逐漸變大，凸模成形部分直徑尺寸取最大值，高度尺寸取最大值。 模具的裝配鍛造模具主要零部件包括上下模座、上下模墊板、凸凹模、應(yīng)力預(yù)緊圈、導(dǎo)柱、導(dǎo)河北工程大學(xué)科信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計31套、頂出機構(gòu)。2)潤滑劑應(yīng)為塑性變形加工中的保護(hù)層。故應(yīng)有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和絕熱性能。4)易于實現(xiàn)機械化，應(yīng)是無毒、無污染、非易燃、非稀缺物。塑料與模具型腔工作面相對滑動速度高，冷變形壓力大，局部整變形溫度高。潤滑可減少材料(制作)與模具表面之問的摩擦，使摩擦剪力可減少幾十倍．摩擦系數(shù)可由10 1 減少10 3數(shù)量級；潤滑可節(jié)約變形能量，提高材料變形限制。用于模鍛的潤滑劑種類很多，該鍛造選擇氧化鋁\氧化硼基玻璃粉(在 480℃～610℃ 范圍內(nèi)有良好的潤滑性)，摩擦系數(shù)在 ~ 之間，在模擬中取 。 F0=K1K2σsA