模型鍛造是使金屬坯料在上、下鍛模的模膛內被迫塑性流動成型,從而獲得與模膛形狀相符的鍛件,簡稱模鍛。按照鍛模的固定類型,可分為固定模鍛造和胎模鍛造兩種。
1. 固定(ding)模鍛造
如圖(tu)3-1所示(shi),鍛(duan)模由上模和下模組成,分別固(gu)定(ding)在(zai)模鍛(duan)錘的錘頭(tou)和砧座上,上、下模的對(dui)準主要是(shi)用模鍛(duan)錘來保證。鍛(duan)造時,加熱好的坯料放在(zai)下模膛中,錘頭(tou)帶動(dong)上模進(jin)行鍛(duan)擊,使(shi)金(jin)屬流動(dong)并(bing)充滿模膛而形成鍛(duan)件(jian),多余的金(jin)屬被壓入(ru)飛邊(bian)槽內形成飛邊(bian),模鍛(duan)后再將它切除。
模(mo)(mo)鍛(duan)形(xing)狀(zhuang)(zhuang)復雜(za)的零件時,需(xu)要用開有幾(ji)個(ge)模(mo)(mo)膛的多模(mo)(mo)膛進行模(mo)(mo)鍛(duan),使(shi)坯料在幾(ji)個(ge)模(mo)(mo)膛中逐步成型,最后在終鍛(duan)模(mo)(mo)膛中鍛(duan)成所(suo)需(xu)形(xing)狀(zhuang)(zhuang)。
固定(ding)模鍛(duan)造設備除了模鍛(duan)錘外,還(huan)有各種壓力機。
固定模(mo)(mo)鍛(duan)(duan)(duan)造具(ju)有生(sheng)(sheng)產率高、鍛(duan)(duan)(duan)件質(zhi)量(liang)好、形(xing)狀可以(yi)較復雜以(yi)及節省金(jin)屬材料等優點(dian),是模(mo)(mo)鍛(duan)(duan)(duan)的(de)(de)基本方法(fa)。但是它需要昂(ang)貴(gui)的(de)(de)模(mo)(mo)鍛(duan)(duan)(duan)設備和鍛(duan)(duan)(duan)模(mo)(mo),鍛(duan)(duan)(duan)件的(de)(de)大小受到模(mo)(mo)鍛(duan)(duan)(duan)設備噸位的(de)(de)限(xian)制。因此(ci)僅適用于大批量(liang)生(sheng)(sheng)產中(zhong)、小型鍛(duan)(duan)(duan)件,一(yi)般在150kg以(yi)下。
2. 胎模(mo)鍛造
如圖3-2所示,模(mo)鍛時,下模(mo)放在下砧座上,加熱(re)的坯料放在下模(mo)膛內,依靠(kao)導銷定位把上模(mo)合上,用錘頭鍛擊上模(mo)而使鍛件(jian)成(cheng)型。
胎(tai)模鍛(duan)造(zao)(zao)是在自由鍛(duan)設備(bei)上進(jin)(jin)行的,不需要(yao)模鍛(duan)設備(bei),所用鍛(duan)模也(ye)較(jiao)簡單,生產(chan)率(lv)較(jiao)高(gao),鍛(duan)件(jian)質量(liang)較(jiao)好,能(neng)節(jie)省(sheng)金屬,降低成本。但一(yi)般胎(tai)模鍛(duan)造(zao)(zao)時(shi),上、下模要(yao)人工搬動,勞動強度大,影響生產(chan)率(lv)進(jin)(jin)一(yi)步提高(gao),故(gu)在中、小批生產(chan)小型鍛(duan)件(jian)時(shi)得到廣泛應用。
在絕大(da)(da)多數實(shi)際的(de)閉模(mo)鍛造操作(zuo)中,工件材料的(de)溫(wen)(wen)度(du)(du)要比模(mo)具高一(yi)些。應(ying)變對(dui)屈服(fu)應(ying)力的(de)影響是微不(bu)足道的(de),但是對(dui)變形速(su)度(du)(du)的(de)影響卻變得越(yue)來越(yue)重要。因此(ci),絕大(da)(da)多數金(jin)屬(shu)(shu)在再結晶溫(wen)(wen)度(du)(du)以上進行熱鍛時,屈服(fu)應(ying)力對(dui)于變形速(su)度(du)(du)的(de)依賴程度(du)(du)很明顯因不(bu)同的(de)金(jin)屬(shu)(shu)和(he)合金(jin)而(er)有所不(bu)同。在室溫(wen)(wen)下,絕大(da)(da)多數金(jin)屬(shu)(shu)的(de)變形速(su)度(du)(du)對(dui)屈服(fu)應(ying)力的(de)影響是十分(fen)微小的(de)。
在鍛造(zao)(zao)過(guo)程中(zhong),使(shi)(shi)金(jin)屬(shu)變(bian)形所(suo)需(xu)(xu)要的(de)(de)(de)(de)壓力(li)(li)是顯著(zhu)不(bu)(bu)同的(de)(de)(de)(de),這(zhe)取決(jue)于模具對工件(jian)的(de)(de)(de)(de)相對密(mi)封程度(du)。隨著(zhu)密(mi)封程度(du)的(de)(de)(de)(de)提高(gao),摩擦力(li)(li)迅速(su)增(zeng)(zeng)加,而(er)且當工件(jian)溫度(du)高(gao)于模具溫度(du)時(shi),就(jiu)會發(fa)生熱傳導,致使(shi)(shi)坯(pi)料表面急冷。這(zhe)兩個因素(su)都會增(zeng)(zeng)加鍛造(zao)(zao)壓力(li)(li)。很明顯,鍛造(zao)(zao)過(guo)程中(zhong)金(jin)屬(shu)發(fa)生的(de)(de)(de)(de)變(bian)化受到了完成(cheng)塑性成(cheng)型所(suo)必需(xu)(xu)時(shi)間的(de)(de)(de)(de)影響。因此,重要的(de)(de)(de)(de)是要認識到,不(bu)(bu)同類型設(she)備的(de)(de)(de)(de)基本差別就(jiu)在于鍛造(zao)(zao)速(su)度(du)或者(zhe)說(shuo)變(bian)形速(su)度(du)的(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)同。例如,空氣錘使(shi)(shi)金(jin)屬(shu)產生變(bian)形時(shi)的(de)(de)(de)(de)速(su)度(du)是水壓機的(de)(de)(de)(de)100倍(bei)。
用空(kong)氣(qi)錘和螺旋壓力機(ji)鍛(duan)造金屬(shu)在(zai)快速的變形過程(cheng)中,多半(ban)會出(chu)現顯(xian)著的溫升(sheng)。在(zai)一(yi)般的壓力鍛(duan)造時(shi),金屬(shu)溫升(sheng)通常是非常不(bu)明顯(xian)的。在(zai)鍛(duan)造帶(dai)有氧(yang)化皮的鋼和其他合(he)金時(shi),使用空(kong)氣(qi)錘很有好處。
因(yin)為空氣錘的反復錘擊作(zuo)用可使(shi)氧(yang)化(hua)皮疏松,因(yin)而能夠(gou)很(hen)容易地將其從模腔里(li)清除出去(qu)。在使(shi)用壓(ya)力機鍛造時(shi),氧(yang)化(hua)皮經常(chang)被壓(ya)入工件表面,所以很(hen)難從模具凹槽(cao)內清除掉(diao)。