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鍛件的鍛造塑性分析

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2018-04-21  來源:鍛件網(wǎng)  瀏覽次數(shù):333
核心提示:鍛造是塑性加工的重要分支。它是利用材料的可塑性,借助外力的作用產(chǎn)生塑性變形,獲得所需形狀、尺寸和一定組織性能的鍛件。各國

鍛造是塑性加工的重要分支。它是利用材料的可塑性,借助外力的作用產(chǎn)生塑性變形,獲得所需形狀、尺寸和一定組織性能的鍛件。


各國習(xí)慣上將塑性加工分為兩大類。一類是生產(chǎn)原材料(如管、板、型、棒)為主的加工稱為一次塑性加工。另一類是生產(chǎn)零件及其毛坯(包括鍛件、 沖壓件等)為主的加工稱為二次塑性加工。因?yàn)樵诖蠖鄶?shù)情況下,二次加工都是用經(jīng)過一次加工所提供的原材料進(jìn)行再次加工,但大型鍛件多用鑄錠為原材料直接鍛成鍛件,對于粉末鍛造則以粉末為原料。


二次塑性加工根據(jù)所用原材料的不同,又可分為體積成形及板料成形,前者所用原材料為棒料及塊料,受力屬于三向應(yīng)力狀態(tài),后者多用板材為原材料,變形過程習(xí)慣上多按平面應(yīng)力狀態(tài)來分析。


由上述分析可見,鍛造屬于二次塑性加工,變形方式為體積成形。


實(shí)現(xiàn)塑性加工過程的基本環(huán)節(jié)如圖1所示。

由圖1可見,任何一個鍛造過程的根本目的都是為了獲得符合圖樣要求的外形、尺寸及內(nèi)部組織性能合格的鍛件。而成形的基本條件有兩個,一是在變形過程中材料能承受所需的變形量而不破壞,二是施力條件,也就是設(shè)備通過模具向工件施加足夠大的及特定分布的力。努力創(chuàng)造條件,優(yōu)化工藝過程,生產(chǎn)合格的鍛件是鍛件生產(chǎn)廠的重要任務(wù)。


鍛造工藝選擇是靈活多樣的,僅以成形工序而言,同一種模鍛件可以用不同設(shè)備或不同方法來完成。例如連桿若在模鍛錘上成形時,坯料在同一副模具中完成拔長、滾壓、預(yù) 鍛及終鍛。如若用機(jī)械壓力機(jī)模鍛,則需預(yù)先采用滾鍛制坯。若用成形輥鍛方法來生產(chǎn),則可在精密輥鍛后再加上一道整形工序而獲得合格件。


又如階梯軸多工位冷鍛,對于同一鍛 件可以有不同的工藝路線,采用不同的毛坯,相應(yīng)地中間工序也不相同,有些包含正擠壓,有些采用頂鐓。所需變形力大小也不等。模具壽命差別也較大。

當(dāng)設(shè)備條件(如噸位等)已固定時,可選擇的方案也就不那么多了,當(dāng)原材料性能及規(guī)格固定后,并不是圖中所有方案都能適用。


在保證產(chǎn)品的外觀和內(nèi)部質(zhì)量及生產(chǎn)率的前提 下,選擇成形工藝方案應(yīng)考慮的基本出發(fā)點(diǎn)為經(jīng)濟(jì)效益好,具體地說:

1)節(jié)約原材料。盡量采用近無余量成形,或近凈成形,即少無切削加工。


2)減少能耗。不能只看某一工序的能耗,而是要看總能耗,初看起來冷鍛因省去加熱工序,能耗下降,但還應(yīng)考慮冷鍛前的軟化處理及工序間的退火所消耗的能量。采用非調(diào)質(zhì)鋼及余熱形變熱處理都是節(jié)能工藝。


3)降低變形力。盡量采用省力的成形方法,這不僅可以減小設(shè)備噸位,減少初投資。還可以提高模具壽命。回轉(zhuǎn)成形在近年來獲得廣泛應(yīng)用的原因也在于此。


4)工藝穩(wěn)定性好。一個好的工藝應(yīng)表現(xiàn)在能實(shí) 現(xiàn)長期連續(xù)生產(chǎn),而不刻意追求某些單項(xiàng)指標(biāo)高(例如道次少,每道次變形量大),反而導(dǎo)致成品率低或經(jīng)常折損模具。


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