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(gu)定模鍛造(zao)
如圖(tu)3-1所(suo)示,鍛(duan)(duan)模(mo)(mo)由上模(mo)(mo)和下(xia)模(mo)(mo)組成,分別固(gu)定在模(mo)(mo)鍛(duan)(duan)錘(chui)的(de)(de)錘(chui)頭(tou)和砧座上,上、下(xia)模(mo)(mo)的(de)(de)對準(zhun)主要是用模(mo)(mo)鍛(duan)(duan)錘(chui)來保證(zheng)。鍛(duan)(duan)造(zao)時,加熱好的(de)(de)坯料放(fang)在下(xia)模(mo)(mo)膛中,錘(chui)頭(tou)帶(dai)動(dong)上模(mo)(mo)進行鍛(duan)(duan)擊,使金屬(shu)流動(dong)并充滿模(mo)(mo)膛而形(xing)成鍛(duan)(duan)件,多余(yu)的(de)(de)金屬(shu)被壓入飛邊槽內(nei)形(xing)成飛邊,模(mo)(mo)鍛(duan)(duan)后再(zai)將(jiang)它(ta)切(qie)除。
模(mo)鍛形狀復雜的零件時,需要用開有幾(ji)(ji)個模(mo)膛的多(duo)模(mo)膛進(jin)行模(mo)鍛,使(shi)坯料在幾(ji)(ji)個模(mo)膛中逐步成(cheng)型,最后(hou)在終(zhong)鍛模(mo)膛中鍛成(cheng)所需形狀。
固(gu)定模(mo)鍛造(zao)設備(bei)除(chu)了(le)模(mo)鍛錘外,還有各種壓力(li)機。
固定模(mo)(mo)鍛造(zao)具有生(sheng)產率高、鍛件(jian)質(zhi)量好、形(xing)狀可以較復雜(za)以及節省金(jin)屬(shu)材料等優點,是模(mo)(mo)鍛的(de)基本方法。但是它需要昂貴(gui)的(de)模(mo)(mo)鍛設(she)備(bei)和鍛模(mo)(mo),鍛件(jian)的(de)大小受到模(mo)(mo)鍛設(she)備(bei)噸位的(de)限制。因此僅適用于(yu)大批量生(sheng)產中、小型鍛件(jian),一般在150kg以下。
2. 胎模鍛造
如圖3-2所示,模(mo)鍛時,下(xia)模(mo)放(fang)在下(xia)砧(zhen)座上,加熱的坯(pi)料放(fang)在下(xia)模(mo)膛內,依(yi)靠導銷定(ding)位(wei)把(ba)上模(mo)合上,用錘頭鍛擊上模(mo)而(er)使鍛件成型。
胎(tai)模(mo)(mo)鍛(duan)(duan)造是在自(zi)由鍛(duan)(duan)設備(bei)上(shang)進(jin)行的,不需(xu)要模(mo)(mo)鍛(duan)(duan)設備(bei),所用鍛(duan)(duan)模(mo)(mo)也較簡單,生(sheng)產率較高,鍛(duan)(duan)件(jian)質(zhi)量較好,能節(jie)省金屬(shu),降低(di)成本。但一般胎(tai)模(mo)(mo)鍛(duan)(duan)造時(shi),上(shang)、下模(mo)(mo)要人(ren)工搬動,勞動強度(du)大,影響生(sheng)產率進(jin)一步提高,故在中、小(xiao)(xiao)批生(sheng)產小(xiao)(xiao)型鍛(duan)(duan)件(jian)時(shi)得到廣泛應用。
在(zai)絕大(da)多數實際的(de)(de)(de)閉(bi)模(mo)鍛(duan)(duan)造操作中,工件材(cai)料的(de)(de)(de)溫(wen)度(du)(du)要比模(mo)具高一些。應變(bian)對屈服(fu)應力的(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)是微不足道的(de)(de)(de),但是對變(bian)形(xing)速(su)度(du)(du)的(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)卻變(bian)得越(yue)來越(yue)重要。因(yin)此,絕大(da)多數金(jin)屬在(zai)再結晶溫(wen)度(du)(du)以上進行熱鍛(duan)(duan)時,屈服(fu)應力對于(yu)變(bian)形(xing)速(su)度(du)(du)的(de)(de)(de)依(yi)賴程(cheng)度(du)(du)很明顯因(yin)不同的(de)(de)(de)金(jin)屬和合(he)金(jin)而(er)有所不同。在(zai)室溫(wen)下,絕大(da)多數金(jin)屬的(de)(de)(de)變(bian)形(xing)速(su)度(du)(du)對屈服(fu)應力的(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)是十分(fen)微小的(de)(de)(de)。
在鍛造(zao)(zao)過程(cheng)中,使金(jin)(jin)屬變形(xing)所需要(yao)的(de)壓(ya)力是顯(xian)著(zhu)(zhu)不同的(de),這取決于模(mo)具對(dui)(dui)工(gong)件的(de)相對(dui)(dui)密(mi)(mi)封(feng)程(cheng)度(du)(du)。隨著(zhu)(zhu)密(mi)(mi)封(feng)程(cheng)度(du)(du)的(de)提高,摩擦力迅(xun)速(su)增加,而(er)且當工(gong)件溫度(du)(du)高于模(mo)具溫度(du)(du)時(shi),就(jiu)會(hui)發(fa)生熱(re)傳導,致使坯料表面急(ji)冷。這兩(liang)個因素(su)都會(hui)增加鍛造(zao)(zao)壓(ya)力。很(hen)明顯(xian),鍛造(zao)(zao)過程(cheng)中金(jin)(jin)屬發(fa)生的(de)變化受到(dao)了完成(cheng)(cheng)塑性成(cheng)(cheng)型所必需時(shi)間的(de)影響。因此,重要(yao)的(de)是要(yao)認識到(dao),不同類(lei)型設(she)備(bei)的(de)基本差別就(jiu)在于鍛造(zao)(zao)速(su)度(du)(du)或者說(shuo)變形(xing)速(su)度(du)(du)的(de)不同。例如(ru),空氣錘(chui)使金(jin)(jin)屬產生變形(xing)時(shi)的(de)速(su)度(du)(du)是水壓(ya)機的(de)100倍。
用空(kong)氣錘和(he)螺旋壓力機鍛造金屬在(zai)(zai)(zai)快速的變形過程中,多半會出(chu)現顯著(zhu)的溫升(sheng)(sheng)。在(zai)(zai)(zai)一般的壓力鍛造時,金屬溫升(sheng)(sheng)通常(chang)是非常(chang)不明顯的。在(zai)(zai)(zai)鍛造帶(dai)有氧化皮的鋼和(he)其他合(he)金時,使用空(kong)氣錘很有好(hao)處。
因為(wei)空氣錘的反復錘擊作用可(ke)使(shi)氧化(hua)皮疏(shu)松,因而能夠很(hen)容易(yi)地將其從(cong)模(mo)腔里清除出去。在使(shi)用壓力機鍛造時(shi),氧化(hua)皮經常被壓入工件表(biao)面,所(suo)以(yi)很(hen)難(nan)從(cong)模(mo)具凹槽內清除掉。