锻造工艺与模具设计 教学课件 作者 闫洪 第12章　特 种 锻 造.ppt

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1、第12章　特种锻造12.1　摆动辗压12.2　旋转锻造12.3　液态模锻12.4　等温锻造12.5　辊锻12.6　楔横轧12.7　粉末锻造12.8　半固态金属成形12.1　摆动辗压12.1.1　摆动辗压的工作原理12.1.2　摆动辗压的特点12.1.3　摆动辗压的分类与应用摆动辗压是利用一个带圆锥形的摆头对毛坯局部加压，并绕中心连续滚动的加工方法，如图12-1所示。带圆锥形的摆头，其中心线OZ与机器主轴中心线OM相交成α角(1°～3°)，给液压缸称为摆角。当主轴旋转时，OZ轴绕OM轴旋转，当坯料沿轴向进给时，摆头就对坯料进行连续局部加载，摆头每旋转一周，坯料将产生一个压下量，最后达

2、到整体成形的目的。摆动辗压属于连续的局部加载、局部变形、整体受力的成形方法。采用摆动辗压，用较小的力就可逐步成形较大的工件。12.1.1　摆动辗压的工作原理图12-2　摆动辗压的成形方式a)局部镦粗　b)反挤　c)开式模成形　d)正反挤复合图12-1　摆动辗压工作原理示意图1—摆头　2—毛坯3—滑块　4—进给液压缸12.1.2　摆动辗压的特点摆动辗压具有以下优点：1)省力。2)产品精度高，质量好。3)摆动辗压适合加工薄而形状复杂的饼盘类锻件。4)劳动环境好，劳动强度低。5)设备投资少，制造周期短，见效快，占地面积小，易于实现机械化、自动化。摆动辗压的缺点主要有：1)摆动辗压设备比一

3、般压力机多一套摆头传动系统，结构较复杂，而且机器受周期性偏心载荷，对设备的刚度要求高。2)摆动辗压对制坯要求严格。3)模具寿命较低。12.1.3　摆动辗压的分类与应用图12-3　离合器盘毂摆动辗压工艺过程a)温锻预制坯　b)摆动辗压终成形12.2　旋转锻造12.2.1　旋转锻造的原理及工艺特点12.2.2　旋转锻造件的缺陷及预防12.2.3　旋转锻造的分类与应用12.2.1　旋转锻造的原理及工艺特点旋转锻造工艺具有如下主要优点：1)锻件力学性能好，锻件流线可沿零件外形分布。2)锻件的精度高，表面粗糙度值小。3)材料利用率高，有些锻件可以节约材料50%。4)生产效率高，由于锻造机打击

4、频率高，速度快，锻打过程能自动控制，生产率可达150件/h以上。5)自动化程度高，新型径向精密锻造机上可实现调整、上料、锻打、过载保护、消振和排烟的自动化，因此劳动强度小，操作简单。旋转锻造工艺也存在以下的缺点：1)不适于复杂的一般形状的锻造制品。2)由于是通过反复进行局部加工而成形，因此与常规锻造相比，加工时间稍有延长。3)由于与模具的接触时间延长、旋转方向的接触摩擦等原因，在热、温加工时，会使模具温度上升，缩短模具寿命，有时需要对模具进行冷却。图12-4　滚柱式旋转锻造机锻造原理图图12-5　旋转锻造时金属的流动12.2.2　旋转锻造件的缺陷及预防(1)尾部凹坑　多数旋转锻造件

5、的尾端心部会产生向里凹陷，称为尾部凹坑。(2)棱角　即锻件上出现的明显的多边形。(3)螺旋形凹坑　及时更换锻模，清理毛坯氧化皮和适当降低始锻温度可以防止锻件表面形成螺旋形凹坑。(4)螺旋形脊椎纹　锻件外表面有时会产生螺旋形凸起小块，它很像动物脊椎骨的形状。(5)尾部马蹄形　锻件伸长变形不均匀，会导致尾部呈现马蹄形。12.2.3　旋转锻造的分类与应用１.冷锻、温锻和热锻２.无芯轴空心轴锻造和有芯轴空心轴锻造３.逐段锻造和连续锻造图12-6　汽车底盘吸振器管状活塞杆12.3　液态模锻12.3.1　液态模锻的原理12.3.2　液态模锻的分类12.3.3　液态模锻的特点12.3.4　液态模

6、锻对设备的要求12.3.5　液态模锻对模具的要求12.3.1　液态模锻的原理图12-7　液态模锻工艺流程a)浇注　b)加压　c)顶出图12-8　平冲头直接加压法a)加压前　b)加压时12.3.2　液态模锻的分类(1)平冲头上加压法　将熔化金属液浇入凹模，平冲头下行与凹模形成封闭模膛，使液态金属在平冲头的直接压力下凝固成形，如图12-8所示。(2)平冲头下加压法　将液态金属浇入下平冲头与下模形成的储料室内，在上模与下模闭合后，下平冲头将储料室中的金属液挤入封闭的模膛中，并使液态金属在压力的作用下凝固成形，如图12-9所示。(3)异形冲头加压法　根据冲头结构的不同，分为凸式冲头加压法、

7、凹式冲头加压法和复合式冲头加压法三种。图12-9　平冲头间接加压法a)加压前　b)加压时图12-10　异形冲头加压法a)凸式冲头加压法　b)凹式冲头加压法c)复合式冲头加压法12.3.3　液态模锻的特点液态模锻工艺成形的主要特点有以下几方面：1)在成形过程中，尚未凝固的金属液自始至终经受等静压，并在压力作用下发生结晶凝固，流动成形。2)已凝固的金属在成形过程中，在压力作用下产生塑性变形，使毛坯外侧紧贴模膛壁，金属液获得并保持等静压。3)由于凝固层产生塑性变形，要消耗一