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自由鍛工藝過程的實質是利用簡單的工具,逐步改變原坯料的形狀、尺寸和組織結構,以獲得所需鍛件的加工過程。自由鍛工藝所研究的內容是:鍛件的成形規(guī)律和提高鍛件質量的方法兩個方面。
自由鍛的優(yōu)點是:所用工具簡單,通用性強、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,這對于新產品的試制、非標準的工裝夾具和模具的制造提供了經濟快捷的方法。為了減輕模鍛設備的負擔或充分利用現有模鍛設備,簡化模鍛結構,有些模鍛件的制坯工步也在自由鍛設備上完成。
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鍛造廠模鍛工藝過程制定的內容:
鍛件錘上模鍛工藝過程制定的內容主要有根據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;進行工步設計和相應型槽設計;計算和選用原始坯料;確定設備噸位;錘鍛模結構設計,繪制鍛模圖;確定鍛件坯料加熱冷卻規(guī)范和熱處理工藝;確定切邊工藝及設計切邊模具;確定鍛件清理、校正等工藝和設備;填寫模鍛工藝卡。
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程稱為模鍛工步。
模鍛工序是模鍛工藝過程中重要和關鍵的組成部分,它決定采用什么模鍛工步來進行鍛造工作,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,有利于鍛件金屬充滿型腔。制坯工步主要包括鐓粗、拔長、滾壓、壓扁、壓肩、卡壓、成形、彎曲等。
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鍛件的預成形坯:
預成形坯的設計是根據鍛件的重量、密度、形狀和尺寸要求,設計預成形坯的密度、形狀和尺寸的?;镜脑瓌t就是在鍛造時有利于預成形坯的致密和充滿模膛,同時在充滿模膛前應盡可能使預成形坯有較大的橫向塑性流動。但在充滿模具型腔前的塑性變形量不能大于預成形坯塑性允許的極限值。另外還必須考慮預成形坯在充滿模具型腔時,各部位的應力狀態(tài)應盡可能處于三向壓應力狀態(tài)下,避免或減小拉應力狀態(tài)。
密度是預成形坯的基本參數。根據預成形坯密度及鍛件質量,求得預成形坯的體積,然后根據預成形坯的高徑比,分別確定預成形坯的高度及徑向尺寸。以此作為壓制模尺寸設計的依據。粉末鍛件的密度主要是由鍛造變形決定的,一般與預成形坯密度關系不大。預成形坯密度選擇主要考慮預成形坯要有足夠強度,保證在生產工序之間的傳輸過程不損壞,形狀完整。為此一般冷壓制后的預成形坯密度為理論密度的80%左右。
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