压力机上模锻具有振动小噪音低的特点( 四 )


模锻通常按所用的设备分为锤模锻、热模锻压力机模锻、螺旋压力机模锻、水压机模锻、平锻机模锻和电热镦等 。
锤模锻 在生产中应用较广泛锻模分上下两块,分别固定在模锻锤的锤头和砧座上,靠锤头上的上模向砧座上的下模打击(无砧座模锻锤是上下砧对击)使锻件成形 。坯料常要经过若干制坯工序,为此在锻模上设有相应的多个模膛 。锻造时,先将坯料加热到始锻温度(见锻坯加热)再由人工将锻坯按工序移置于相应的模膛中,接受锻锤依次打击,并在终锻模膛中最后成形 。典型的锤模锻经过6个工序(图1[锤锻模基本工序]中无镦粗工序) 。①镦粗:用来减小坯料高度,增大横截面积 。②拔长:将坯料绕轴线翻转并沿轴线送进,用来减小坯料局部截面,延长坯料长度 。③滚压:操作时只翻转不送进,可使坯料局部截面聚集增大,并使整个坯料的外表圆浑光滑 。④弯曲:用来改变坯料轴线形状 。⑤预锻:改善锻件成形条件,减少终锻模膛的磨损 。⑥终锻:使锻件最终成形,决定锻件的形状和精度 。在终锻模膛的四周开有飞边槽 。
模锻锤的打击速度快,冲击能量较大,打击的轻重可以由操作者随意控制,所以对锻件的适应性好,可以锻1千克以下到200千克左右的各种复杂形状的锻件,如发动机连杆、曲轴、汽车万向节、前梁和各种齿轮 。锤模锻的生产率高,设备投资少 。缺点是振动和噪音大,操作技术不太容易掌握,工人劳动条件差,劳动强度大 。另外,模锻锤一般没有顶出装置,锻件需要较大的模锻斜度,模具的寿命较低 。
热模锻压力机模锻 热模锻压力机一般是曲柄式机械压力机 。它的振动和噪音比锤模锻小,操作技术也比较容易掌握,生产率高,便于采用机械手实现自动化生产 。热模锻压力机的刚性好,滑块导向精度高,有锻件顶出装置,可以用较小的模锻斜度 。中国第二汽车制造厂的以120000千牛热模锻压力机为主,配有辊锻机、切边压力机、扭转机、矫正压力机、机械手和传送装置的自动锻造生产线,每小时可锻汽车曲轴或前梁60~90根 。热模锻压力机的行程是固定的,不能代替辊锻机或其他设备来完成相应的制坯操作,也不能像锻锤那样利用冲击惯量来成形锻件 。为了使锻件充满模膛,往往需要增加预锻的次数,使坯料在几个模膛内逐渐地接近锻件形状,因此模具的结构比较复杂 。热模锻压力机模锻适用于大批量生产 。
螺旋压力机模锻 螺旋压力机的特点是锻锤冲击惯量大,而且机械压力机导向好,有顶出装置,不需要蒸汽动力,是比较万能的模锻设备 。它只出少量飞边,出模角很小,锻后由顶杆将锻件顶出 。对于中小型锻件的单模膛锻造效果很好,特别是镦锻气门、螺栓等带杆零件的头部 。形状复杂的锻件可在其他设备上预先制坯,然后在螺旋压力机上终锻 。
水压机模锻 水压机的工作速度低,行程大,压力高,并且可以调节,有顶出装置;如有需要还可以从几个方向施加压力(多向模锻水压机) 。巨型水压机的压力达到几十万千牛,工作平台面积达几十平方米 。它适用于模锻大型钢、钛合金、铝合金和镁合金锻件,特别是大型航空锻件,如飞机框架、起落架大梁 。多向模锻水压机则适合于模锻各种多空膛复杂锻件,如高压机壳、阀体和三叉、四叉管子接头等(图2 [多向模锻示意]) 。
平锻机模锻 也称平锻,是镦锻长杆件、管件的头部和用棒料制造带通孔环形件的常用方法,如制造长轴的法兰部分、轴承环等 。图3 [平锻机模锻件成形工序]为典型的平锻机模锻件成形工序 。图4 [平锻模及其运动过程]为平锻模及其运动过程 。工作时,活动凹模移动,将端部已加热的棒料夹住,然后由固定在主滑块上的多工位凸模进行镦锻,使金属充满模具的模膛 。如果棒料的变形部分长度大于棒料直径的3倍,则必须在预锻、终锻之前对棒料端部进行一次或几次聚积,避免镦锻时棒料弯曲或产生折叠 。锻通孔时,先锻出带盲孔的锻件,然后在冲头穿孔时将锻件与棒料分离 。平锻件一般不产生飞边或只产生较小的飞边,所以材料的利用率高,但需要将棒料夹住后锻造,所以要求棒料有较小的直径公差 。
电热镦 对棒料端头边加热边施加压力,使之镦粗变形的模锻工艺(图5[电热镦粗])将棒料的一端通电,利用棒料本身的电阻进行接触加热,同时对棒料的端部施加轴向压力,使一端逐渐变热变粗,直到充满模膛和成形 。这种方法将加热和变形合并在一台机械上同时进行,所以成形好、效率高,主要用于内燃机气门的成形 。