模锻件的结构工艺性

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1、模锻件的结构工艺性模锻主要靠锻模模膛使坯料成形，锻件形状比较复杂。但为减少制模成本和简化模锻工艺，设计模锻零件时，应根据模锻特点和工艺要求，使零件结构符合下列原则，以便于模锻生产和降低成本。   (1)模锻零件必须具有一个合理的分模面，以保证模锻件易于从锻模中取出，又利于金属充填、减少余块和敷料，锻模容易制造。   (2)与分模面垂直的非加工面应设计出模锻斜度，以利于从模膛中取出锻件。非加工面的交接处应采用圆角过渡，以利于金属在模膛中流动充填和防止产生应力集中。   (3)应避免筋的设置过密或高宽比过大，以利于金属充填

2、模膛。   (4)为了减小变形抗力，使金属容易充满模膛和减少工序，零件外形力求简单、平直和对称，尽量避免零件截面间差别过大，腹板过薄(如图5—50所示)，或具有薄壁、高筋、凸起等结构。图5—50a所示零件的最小截面与最大截面之比如小于O.5就不宜采用模锻方法制造。此外，该零件的凸缘薄而高，中间凹下很深也难于用模锻方法锻制。图5—50b所示零件扁而薄，模锻时薄的部分金属容易冷却，不易充满模膛。   (5)在零件结构允许的条件下，设计时应尽量避免深孔或多孔结构，以利于制模和减少余块，如图5—51所示的四个Φ20mm的孔就不

3、能锻出，只能用机械加工成形。   (6)形状复杂件宜采用锻—焊、锻—螺纹连接等组合结构，以简化模具和减少余块，简化模锻工艺，如图5—52所示。   (7)由于模锻件尺寸精度高和表面粗糙度值低，因此零件上只有与其他机件配合的表面才需进行机械加工，其他表面均应设计为非加工表面。压力机上模锻进行模锻生产的压力机有热模锻压力机、螺旋压力机和平锻机等。   (1)热模锻压力机上模锻   热模锻压力机采用整体床身或有预应力的框架式机身，通过曲柄连杆机构使滑块往复运动进行模锻，如图5—23所示。热模锻压力机滑块运动精确，模具有导向装

4、置(锻模的上模固定在滑块上)，分为预成形、预锻、终锻等工步(图5—24)，每个工步金属变形均为一次行程完成，变形较均匀且生产效率高；有顶出机构，锻件的模锻斜度可较小，且可直立镦锻“头杆形”锻件；锻造力是压力而非冲击力，有利于提高金属塑性。它具有刚性好、锻件精度高、能安排多模膛模锻和一模多件、滑块行程一定、速度低、操作简单并容易实现自动化生产等特点。但由于热模锻压力机的滑块行程和速度固定，故不适于拔长和滚压工步，且设备和模具复杂、造价高，仅适用于大批、大量生产。          (2)螺旋压力机上模锻   螺旋压力机是

5、利用飞轮旋转积蓄的能量，靠主螺杆的旋转带动滑块上、下运动使坯料模锻成形的。螺旋压力机根据驱动方式不同分为摩擦压力机、电动螺旋压力机和液压螺旋压力机三大类。如图5—25所示为摩擦螺旋压力机的工作原理图。   螺旋压力机具有锻锤和压力机的双重特性，其滑块行程不固定，可多次锻打且打击力可控制，工艺适应性强；滑块速度低，较适合要求变形速度低的有色合金的模锻；可采用组合式模具锻制两个方向上均有凹坑、凸台的锻件；机架刚性好，有顶出装置，很适合成形模锻锤上难以完成的有头部的长杆件、筒形件、精密模锻件。但传动螺杆对偏载敏感，只能用单膛

6、锻模进行模锻，故形状复杂的锻件需在其他设备上制坯。   摩擦螺旋压力机模锻设备投资较低，工艺适应性强，但生产效率较低，适合于中、小型锻件的中、小批生产，如阀体、螺钉、齿轮等。 (3)平锻机模锻 平锻机是具有镦锻滑块和夹紧滑块的卧式压力机，其主滑块水平运动，故称之为平锻机。图5—26所示为水平分模平锻机的基本结构。   平锻机有两个互相垂直的分模面，主分模面在冲头与凹模之间，另一个分模面在活动凹模与固定凹模之间。曲柄连杆机构带动镦锻滑块作直线往复运动，通过杠杆系统带动上机身(夹紧滑块)上下摆动，当活动凹模与固定凹模夹紧坯

7、料后，冲头前行镦锻，金属充满模膛。随后，冲头退回，凹模分开，即可取出坯料放入下一个模膛。重复以上过程，直至完成全部锻造工作。其模锻过程如图5—27所示。      平锻机模锻专用性较强，主要锻造工序有局部镦粗(聚集)、终锻、冲孔、切边、剪断、穿孔等，可完成切边、剪料、弯曲、热精压等组合工序，能锻出两个不同方向上有凹槽或凹孔的锻件，能锻出长杆类和长杆空心锻件等热模锻压力机上无法锻出的锻件，且可采用无模锻斜度。   平锻机模锻锻件质量好、生产效率高、振动和噪声小；但设备较复杂、投资较大，并难于锻制非回转体锻件。这种模锻方式

8、多采用长棒料直接模锻且为无飞边成形，主要用于带头杆件和空心件的大批、大量生产，如汽车半轴、齿轮等。