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自由鍛工藝過(guò)程的實(shí)質(zhì)是利用簡(jiǎn)單的工具,逐步改變?cè)髁系男螤睢⒊叽绾徒M織結(jié)構(gòu),以獲得所需鍛件的加工過(guò)程。自由鍛工藝所研究的內(nèi)容是:鍛件的成形規(guī)律和提高鍛件質(zhì)量的方法兩個(gè)方面。
自由鍛的優(yōu)點(diǎn)是:所用工具簡(jiǎn)單,通用性強(qiáng)、靈活性大,因此適合單件和小批鍛件,特別是特大型鍛件的生產(chǎn),這對(duì)于新產(chǎn)品的試制、非標(biāo)準(zhǔn)的工裝夾具和模具的制造提供了經(jīng)濟(jì)快捷的方法。為了減輕模鍛設(shè)備的負(fù)擔(dān)或充分利用現(xiàn)有模鍛設(shè)備,簡(jiǎn)化模鍛結(jié)構(gòu),有些模鍛件的制坯工步也在自由鍛設(shè)備上完成。
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鍛造廠模鍛工藝過(guò)程制定的內(nèi)容:
鍛件錘上模鍛工藝過(guò)程制定的內(nèi)容主要有根據(jù)鍛件圖繪制模鍛件圖;確定變形工藝方案,主要是變形工步種類及其順序;進(jìn)行工步設(shè)計(jì)和相應(yīng)型槽設(shè)計(jì);計(jì)算和選用原始坯料;確定設(shè)備噸位;錘鍛模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),繪制鍛模圖;確定鍛件坯料加熱冷卻規(guī)范和熱處理工藝;確定切邊工藝及設(shè)計(jì)切邊模具;確定鍛件清理、校正等工藝和設(shè)備;填寫(xiě)模鍛工藝卡。
模鍛工藝一般流程主要包括下料、加熱、清除氧化皮、制坯、模鍛、切邊、熱處理、表面清理、校正、檢驗(yàn)等工序。加熱后的坯料在鍛模的一系列型槽中逐步變形,然后成為鍛件,坯料在鍛模的每一模膛中的變形過(guò)程稱為模鍛工步。
模鍛工序是模鍛工藝過(guò)程中重要和關(guān)鍵的組成部分,它決定采用什么模鍛工步來(lái)進(jìn)行鍛造工作,錘上模鍛的基本工步分為以下三類。 制坯工步的主要作用是重新分配坯料體積或改變坯料的軸線形狀,合理分布坯料的體積,使坯料沿軸線的截面面積與鍛件大致相適應(yīng),有利于鍛件金屬充滿型腔。制坯工步主要包括鐓粗、拔長(zhǎng)、滾壓、壓扁、壓肩、卡壓、成形、彎曲等。
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鍛件的預(yù)成形坯:
預(yù)成形坯的設(shè)計(jì)是根據(jù)鍛件的重量、密度、形狀和尺寸要求,設(shè)計(jì)預(yù)成形坯的密度、形狀和尺寸的。基本的原則就是在鍛造時(shí)有利于預(yù)成形坯的致密和充滿模膛,同時(shí)在充滿模膛前應(yīng)盡可能使預(yù)成形坯有較大的橫向塑性流動(dòng)。但在充滿模具型腔前的塑性變形量不能大于預(yù)成形坯塑性允許的極限值。另外還必須考慮預(yù)成形坯在充滿模具型腔時(shí),各部位的應(yīng)力狀態(tài)應(yīng)盡可能處于三向壓應(yīng)力狀態(tài)下,避免或減小拉應(yīng)力狀態(tài)。
密度是預(yù)成形坯的基本參數(shù)。根據(jù)預(yù)成形坯密度及鍛件質(zhì)量,求得預(yù)成形坯的體積,然后根據(jù)預(yù)成形坯的高徑比,分別確定預(yù)成形坯的高度及徑向尺寸。以此作為壓制模尺寸設(shè)計(jì)的依據(jù)。粉末鍛件的密度主要是由鍛造變形決定的,一般與預(yù)成形坯密度關(guān)系不大。預(yù)成形坯密度選擇主要考慮預(yù)成形坯要有足夠強(qiáng)度,保證在生產(chǎn)工序之間的傳輸過(guò)程不損壞,形狀完整。為此一般冷壓制后的預(yù)成形坯密度為理論密度的80%左右。
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