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    1. News

      新聞資訊

      鍛造基本工序

      2021年01月06日

      鍛造和板料沖壓總稱為鍛壓。鍛壓是對金屬坯料施加一外力,使之產生塑性變形,從而獲得具有一定尺寸、形狀和內部組織的毛坯或零件的一種壓力加工方法。

            鍛造能消除金屬鑄錠中的一些鑄造缺陷,使其內部晶粒細化,組織致密,力學性能顯著提高。所以重要的機器零件和工具部件,如車床主軸、高速齒輪、曲軸、連桿、鍛模、和刀桿等大都采用鍛造制坯。


      3.1 鍛 造


      鍛造的工藝方法主要有自由鍛、模鍛和胎膜鍛。生產時,按鍛件質量的大小,生產批量的多少選擇不同的鍛造方法。


      3.1.1自由鍛


      鍛造時,金屬坯料受上下抵鐵的壓縮變形,而向四周為自由的塑性流動,故稱為自由鍛。由于工件的尺寸和形狀要靠操作技術來保證,所以自由鍛要求工人有較高的技術水平。


      自由鍛生產率低,加工余量大,但工具簡單,通用性大,故被廣泛用于鍛造形狀較簡單的單件、小批生產的鍛件。


      3.1.1.1坯料的加熱


      金屬材料在一定溫度范圍內,隨溫度的上升其塑性會提高,變形抗力會下降,用較小的變形力就能使坯料穩定地改變形狀而不出現破裂,所以鍛造時要對工件加熱。


      (1)始鍛溫度與終鍛溫度 允許加熱達到的最高溫度稱為始鍛溫度,停止鍛造的溫度稱為終鍛溫度。由于化學成分的不同,每種金屬材料始鍛和終鍛溫度都是不一樣的。幾種常用金屬材料的鍛造溫度范圍見表3-1所示。


      表3-1常用金屬材料的鍛造溫度范圍


      材料種類 始鍛溫度/℃ 終鍛溫度/℃

      低碳鋼 1200~1250 800

      中碳鋼 1150~1200 800

      合金結構鋼 1100~1180 850


      鍛件的溫度可用儀表測定,在生產中也可根據被加熱金屬的火色來判別,如碳鋼的加熱溫度與火色的關系如下:


      溫度(℃) 1300 1200 1100 900 800 700 小于600

      火色 白色 亮黃 黃色 櫻紅 赤紅 暗紅 黑色


      (2)加熱缺陷 對鍛件加熱不當,則會產生以下缺陷。 1)過熱 加熱溫度超過該材料的始鍛溫度,或在高溫下保溫過久,金屬材料內部的晶粒會變得粗大,這種現象稱為過熱。過熱使鍛坯的塑性下降,可鍛性變差??赏ㄟ^重結晶退火的方法使晶粒重新細化。


      2)過燒 加熱溫度遠遠高于始鍛溫度,接近該材料的熔點,晶粒邊界發生嚴重氧化而使晶粒間失去結合力,這種現象稱為過燒。過燒的坯料一經鍛打即會碎裂,是不可修復的缺陷。


      3)氧化和脫碳 加熱時鋼料與高溫的氧、二氧化碳和水蒸氣接觸,使坯料表面產生氧化皮和脫碳層。每次加熱的氧化燒損量約占坯料總重量的2~3%,下料計算時必須加上這個燒損量。


      (3)加熱爐 鍛件加熱可采用一般燃料如焦炭、重油等進行燃燒,利用火焰加熱,也可采用電能加熱。典型的電能加熱設備是高效節能紅外箱式爐,其結構如圖3-1所示。它采用硅碳棒為發熱元件,并在內壁涂有高溫燒結的輻射涂料,加熱時爐內形成高輻射均勻溫度場,因此升溫快,單位耗電低,達到節能目的。紅外爐采用無級調壓控制柜與其配套,具有快速啟動,精密控溫,送電功率和爐溫可任意調節的特點。


      自由鍛設備有空氣錘、蒸汽-空氣錘和水壓機等,分別適合小、中和大型鍛件的生產。


      (1)空氣錘的結構和工作原理 空氣錘的結構如圖3-2 所示,由錘身、壓縮缸、工作缸、傳動機構、操縱機構、落下部分及砧座等組成??諝忮N的公稱規格是以落下部分的質量來表示的。落下部分包括了工作活塞、錘桿、錘頭和上抵鐵。例如65Kg空氣錘,是指其落下部分質量為65Kg,而不是指它的打擊力。


      空氣錘的工作原理亦如圖3-2所示,電動機通過減速機構帶動曲柄連桿機構轉動,曲柄連桿機構把電動機的旋轉運動轉化為壓縮活塞的上下往復運動,壓縮活塞通過上下旋閥將壓縮空氣壓入工作缸的下部或上部,推動落下部分的升降運動,實現錘頭對鍛件的打擊。


      (2)空氣錘的操作 通過踏桿或手柄操縱配氣機構(上、下旋閥),可實現空轉、懸空、壓緊、連續打擊和單次打擊等操作。


      1)空轉 轉動手柄,上、下旋閥的位置使壓縮缸的上下氣道都與大氣連通,壓縮空氣不進入工作缸,而是排入大氣中,壓縮活塞空轉。


      2)懸空 上懸閥的位置使工作缸和壓縮缸的上氣道都與大氣連通,當壓縮活塞向上運行時,壓縮空氣排入大氣中,而活塞向下運行時,壓縮空氣經由下旋閥,沖開一個防止壓縮空氣倒流的逆止閥,進入工作缸下部,使錘頭始終懸空。懸空的目的是便于檢查尺寸,更換工具,清潔整理等。


      3)壓緊 上下旋閥的位置使壓縮缸的上氣道和工作缸的下氣道都與大氣連通,當壓縮活塞向上運行時,壓縮空氣排入大氣中,而當活塞向下運行時,壓縮缸下部空氣通過下旋閥并沖開逆止閥,轉而進入上下旋閥連通道內,經由上旋閥進入工作缸上部,使錘頭向下壓緊鍛件。與此同時,工作缸下部的空氣經由下旋閥排入大氣中。壓緊工件可進行彎曲、扭轉等操作。


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