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鍛造加工能保證金屬纖維組織的連續(xù)性,使鍛件的纖維組織與鍛件外形保持一致,金屬流線完整,可保證零件具有良好的力學(xué)性能與長(zhǎng)的使用壽命。鍛造的優(yōu)點(diǎn):
1、改善金屬的內(nèi)部組織,提高金屬的力學(xué)性能;
2、具有較高的勞動(dòng)生產(chǎn)率;
3、適應(yīng)范圍廣。鍛件的質(zhì)量小至不足1kg,大至數(shù)百噸;即可進(jìn)行單件、小批量生產(chǎn),又可進(jìn)行大批量生產(chǎn);
4、采用精密模鍛可使鍛件尺寸、形狀接近成品零件,因而可以大大地節(jié)省金屬材料和減少切削加工工時(shí);
5、不能鍛造形狀復(fù)雜的鍛件。
鍛造是指使金屬在上、下砧鐵或鍛模之間受到?jīng)_擊力或壓力而 變形的加工方法。它可分為自由鍛造和模型鍛造兩種。
如果對(duì)工件的形狀是的要求,那么鍛造只不過(guò)是許多可成型的加工工藝當(dāng)中的一種。但是,在很多情況下,鍛造是的能夠獲得必要機(jī)械性能的一種方法。為了得到鍛造工藝的全部?jī)?yōu)點(diǎn), 必須在鍛造加工工藝規(guī)范中,注明對(duì)其性能的要求。工藝規(guī)范應(yīng)當(dāng) 包括有對(duì)材料標(biāo)準(zhǔn)的要求以及任何一項(xiàng)的附加要求,以及可能的例外情況。此外,還應(yīng)當(dāng)注明所要求的較小抗拉性能以及在零件的特定位置上的較大、較小硬度。
自由鍛造時(shí),被加工金屬在上、下砧鐵之間受壓產(chǎn)生變形,在水平面的各個(gè)方向金屬能自由流動(dòng),故稱自由鍛造。
鍛造加工過(guò)程中的摩擦特點(diǎn)
鍛造是一種非穩(wěn)態(tài)的、間歇工藝過(guò)程,潤(rùn)滑劑總是受到變化的接觸壓力和鍛造速度的作用鍛造加工工藝種類繁多,金屬材料的鍛造工藝通常分為鍛粗、沖孔和拔長(zhǎng)等。鍛造潤(rùn)滑油劑是一種能起到降低鍛造負(fù)荷,促進(jìn)金屬在模具中流動(dòng),防止模具卡死,減少模具磨損,并具有降熱和脫模等作用的工藝介質(zhì)。
1、溫鍛特點(diǎn)。溫鍛加工的特點(diǎn)是兼有冷鍛壓和熱鍛壓的優(yōu)點(diǎn),其變形抗力要比冷鍛壓小得多,而坯料的溫度又比熱壓低(相變溫度以下),加工表面質(zhì)量比熱鍛壓要好得多。由于溫鍛時(shí)模具承受的負(fù)荷也比較高,又在高的溫度下連續(xù)工作而導(dǎo)致模具的硬度下降,特別是模頂端范圍的凸緣半徑處,硬度明顯下降,致使耐磨性能降低,所以加工時(shí)突出的問(wèn)題是模具壽命短。溫鍛潤(rùn)滑的目的,首先是充分冷卻模具,使模具保持適當(dāng)?shù)臏囟?,這樣可以防止模具溫度過(guò)高,引起模具的硬度下降。其次是減少模具的摩擦與磨損,降低加工負(fù)荷,提高模具的使用壽命,保證產(chǎn)品質(zhì)量。
2、熱鍛特點(diǎn)。隨著機(jī)械工業(yè),特別是汽車工業(yè)的發(fā)展,模鍛件需求量不斷增加,促使熱精密模鍛工藝更迅速的發(fā)展。良好的模具潤(rùn)滑劑是保證精密鍛件質(zhì)量的重要配套材料。熱鍛熱擠壓工藝主要采用石墨型潤(rùn)滑劑,包括油基石墨和水基石墨,從減少煙霧、改善操作環(huán)境等考慮,水基石墨得到更為廣泛的應(yīng)用。
3、冷鍛特點(diǎn)。坯料在冷鍛時(shí)要產(chǎn)生變形和加工硬化,使鍛模承受高的荷載,因此,需要使用高強(qiáng)度的鍛模和采用防止磨損和黏結(jié)的硬質(zhì)潤(rùn)滑膜處理方法。另外,為防止坯料裂紋,需要時(shí)進(jìn)行中間退火以保證需要的變形能力。對(duì)于冷鍛,目前較成功的潤(rùn)滑方法是對(duì)坯料表面進(jìn)行“磷化-皂化”處理。所謂“磷化”就是用化學(xué)方法在金屬材料表面生成磷酸鋅及磷酸鐵多孔狀的薄膜。所謂“皂化”就是用脂肪酸皂類作為潤(rùn)滑劑,使之與磷化層中的磷酸鋅發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成硬脂酸鋅的潤(rùn)滑處理方法。
鍛造加工,動(dòng)力系統(tǒng)主要提供液壓機(jī)本體工作時(shí)所需要的高壓液體,并接收回程排回的低壓液體,此外,對(duì)工作液體進(jìn)行檢測(cè)、過(guò)濾、攪拌及冷卻,以保證工作液體處于好的工作狀態(tài)。動(dòng)力系統(tǒng)分為泵直接傳動(dòng)和泵蓄勢(shì)器傳動(dòng)兩種類型。常見的液壓機(jī)本體結(jié)構(gòu)是三梁四柱上傳動(dòng)式。
現(xiàn)以鍛造水壓機(jī)為例,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖11-9所示。它由上橫梁1、下橫梁3、4個(gè)立柱2和16個(gè)內(nèi)外螺母組成一個(gè)封閉框架,框架承受圭部工作載荷。工作缸固定在上橫梁1上,工作缸內(nèi)裝有工作柱塞君,它與活動(dòng)橫梁7相連接?;顒?dòng)橫梁以4個(gè)立柱2為導(dǎo)向在上下橫梁之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
在活動(dòng)橫梁的下表面上,一般固定有上砧(上模),而下砧(下模)則固定于下橫粱上的工作臺(tái)上。自由鍛造液壓機(jī)又稱鍛造液壓機(jī),用于完成自由鍛造工藝,即在被壓機(jī)的工作缸壓力作用下,通過(guò)上、下砧和一些簡(jiǎn)單的通用工具。
使鋼錠或鋼坯產(chǎn)生塑性變形,以獲得所需形狀和尺寸的鍛件。液壓機(jī)是利用帕斯卡定律制成的利用液體壓強(qiáng)傳動(dòng)的機(jī)械,以液體為工作介質(zhì),用來(lái)傳遞能量以實(shí)現(xiàn)各種工藝的機(jī)器。液壓機(jī)一般由本體(主機(jī))、動(dòng)力系統(tǒng)及液壓控制系統(tǒng)三部分組成。
自由鍛造液壓機(jī)的結(jié)構(gòu),按作用力的方向區(qū)分,液壓機(jī)有立式和臥式兩種。多數(shù)液壓機(jī)為立式,擠壓用液壓機(jī)則多用臥式。按結(jié)構(gòu)型式分,液壓機(jī)有雙柱、四柱、八柱、焊接框架和多層鋼帶纏繞框架等型式,中、小型立式液壓機(jī)還有用C型架式的。