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《多向模鍛工藝及模具設(shè)計》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、多向模鍛1概述多向模鍛技術(shù)又稱多柱塞模鍛，是于20世紀(jì)50年代美國Cameron（卡麥?。┕咎岢霾崿F(xiàn)的鍛造新技術(shù)，利用可分模具，在多向模鍛壓機一次行程作用下獲得無毛邊、無拔模斜度或小拔模斜度、多分枝或有內(nèi)腔的形狀復(fù)雜的鍛件。它是一種集擠壓、模鍛于一體的綜合工藝。與普通模鍛相比，能減少工序和節(jié)約能源，提高鍛件的性能，對實現(xiàn)鍛件精化、改善產(chǎn)品質(zhì)量和提高勞動生產(chǎn)率等方面具有許多獨特的優(yōu)點。自上世紀(jì)五十年代以后，美、英、法、德和原蘇聯(lián)等工業(yè)發(fā)達的國家，相繼推廣應(yīng)用和發(fā)展了多向模鍛技術(shù)。我國于上世紀(jì)六十年代中期，也開始自主研發(fā)多向模鍛水壓機和多向模鍛工藝。1.1多向模鍛的成形原理及類型
2、進行多向模鍛的前提條件，必須擁有多向模鍛壓機，圖1-1是二十二冶集團精密鍛造有限公司和清華大學(xué)共同研發(fā)的40MN多向模鍛壓機。1234567圖1-140MN多向模鍛壓機1——上半圓梁2——合模工作缸3——垂直工作缸4——活動橫梁5——回程缸6——水平工作缸7——下橫梁由圖1-1可知，多向模鍛壓機和普通模鍛壓機有很大區(qū)別，機架在左右方向設(shè)計成一定角度，機架采用鋼絲纏繞提供機架垂直方向和水平方向的預(yù)緊力。多向模鍛液壓機可以在不同方向按不同順序用沖頭對閉式模具中坯料進行擠壓，使其能很好的充滿模具型腔。鍛造結(jié)束后模具分開，方便從模具型腔內(nèi)取出鍛7件。多向模鍛根據(jù)鍛件的分模方式不同，可以分
3、為三種類型：即垂直分模；水平分模；垂直與水平聯(lián)合分模(簡稱復(fù)合分模)，見圖1-2所示。由圖可清楚看到這三種多向模鍛的分模方式及其成形原理，如下：圖1-2多向模鍛分模方式(1)垂直分模(2)水平分模(3)復(fù)合分模(1)垂直分模垂直分模是把左右模具固定在壓力機的水平缸活塞上，將垂直沖頭固定在垂直穿孔缸的活塞上，以水平缸活塞壓緊左右模具，把坯料放入模具模腔中，用垂直沖頭擠壓坯料使坯料填滿模具型腔。鍛造結(jié)束后，垂直沖頭回程，水平缸回程打開左右模具，鍛件從模具型腔中取出。(2)水平分模水平分模中上下模具分別固定在活動橫梁和下橫梁上，垂直沖頭固定在垂直穿孔缸的活塞上，水平?jīng)_頭固定在水平穿孔缸
4、的活塞上。坯料放入下模模具型腔后，上模在活動橫梁的作用下使上下模壓緊。垂直沖頭和水平?jīng)_頭分別對坯料進行擠壓，使坯料填滿模具型腔。鍛造結(jié)束后，垂直沖頭和水平?jīng)_頭分別回程，棟梁回程是上下模具分開，鍛件從模具型腔中取出。(3)復(fù)合分模復(fù)合分模是坯料放入下模模具型腔后，左右模合攏并壓緊，上沖頭擠壓坯料變形，然后水平?jīng)_頭對坯料進行擠壓，使金屬完全填充滿模具型腔。鍛造結(jié)束后，左右模分開，鍛件從下模型腔中取出。在制定鍛件多向模鍛工藝時，首先要正確選擇分模方式，合理確定分模面。通常，是根據(jù)鍛件的形狀、尺寸、結(jié)構(gòu)的特征，如鍛件外形復(fù)雜程度；垂直與7水平方向的投影面積大??；有無成形孔腔的要求，內(nèi)孔長
5、度與孔徑之比等，并結(jié)合企業(yè)已有的多向模鍛液壓機的力能參數(shù)，柱塞行程和安模空間等方面條件，綜合確定分模方式和分模面位置。1.2多向模鍛的技術(shù)特點多向模鍛實質(zhì)上以擠壓為主，擠壓和模鍛相結(jié)合的一種工藝。與普通模鍛相比，多向模鍛有以下特點：(1)能成形結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜的鍛件，顯著提高材料利用率，縮短機加工工時。多向模鍛可獲得形狀復(fù)雜、尺寸精確、無模鍛飛邊并帶有孔腔的鍛件，使鍛件最大限度接近成品零件的形狀和尺寸。從而可顯著提高零件的材料利用率，縮短機械加工工時和大幅降低鍛件成本，是生產(chǎn)結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜鍛件的最優(yōu)鍛造工藝。圖1-3(1)是二十二冶集團精密鍛造有限公司鍛造的閥芯鍛件，鍛件重5.7Kg左
6、右，機加工后的零件如圖1-3(2)所示，零件重4.8Kg，材料利用率高達84%左右，大大縮短閥芯鍛件的機加工工時。(1)(2)圖1-3閥芯鍛件及零件(1)閥芯鍛件(2)閥芯零件(2)金屬流線分布合理、鍛件性能得到提高。向模鍛不產(chǎn)生飛邊，也就不會因切邊而使鍛件流線末端外露，因此，多向模鍛件的金屬流線基本上都是沿鍛件輪廓分布，有利于鍛件機械性能提高。此外，多這對提高零件抗應(yīng)力腐蝕性能尤為重要。(3)坯料只需一次加熱便可鍛成鍛件，提高生產(chǎn)效率，降低能源消耗。多向模鍛生產(chǎn)時，只需坯料一次加熱便能鍛出鍛件，壓機一次工作行程便可將坯料鍛成鍛件。因而可減少生產(chǎn)工序，提高生產(chǎn)效率，節(jié)省能源消耗和
7、減少加熱設(shè)備，降低金屬材料燒損、鍛件表面脫碳及合金元素貧化。7(4)適于生產(chǎn)鍛造溫度窄和低塑性材料的模鍛件。機械產(chǎn)品中一些重要關(guān)鍵零件的材料，常常是采用鍛造溫度窄和塑性低難變形的合金鋼及合金，如不銹鋼、高溫合金，鈦合金等。這類金屬材料在普通模鍛時，因應(yīng)力狀態(tài)會出現(xiàn)拉應(yīng)力，因此會導(dǎo)致鍛件產(chǎn)生裂紋而報廢。而在多向模鍛時，坯料是處在強烈三向壓應(yīng)力狀態(tài)下變形，有利于提高金屬的塑性，適于模鍛難變形金屬材料的鍛件。2模具結(jié)構(gòu)類型及模具失效形式2.1模具結(jié)構(gòu)類型多向模鍛的模具結(jié)構(gòu)，按分模方式不
