高速模鍛簡介

高速模鍛(high—speed die forging)

通過比普通鍛造用的質(zhì)量小得多的錘頭和非常高的速度以獲得足夠的動能對金屬坯料進行的模鍛。高速模鍛主要有兩大類：迪那派克(Dynapak)型和內(nèi)燃機式。

迪那派克型高速模鍛的工作原理是，先貯存足夠的能量，然后突然釋放，獲得非常高的速度(12～24m/s)，采用單次對擊式鍛錘，在小的空間內(nèi)實現(xiàn)鍛模內(nèi)金屬坯料的成形(圖1)。圖1a是準備狀態(tài)(待啟動狀態(tài))：在驅(qū)動缸4內(nèi)由氮氣的壓力將錘頭1懸掛起來，并頂住密封圈2，液壓千斤頂7降至最低位置。圖1b是啟動狀態(tài)：高壓氣體通過孔3進入密封圈2內(nèi)包圍的空間，破壞密封使4室氣體與上相通，由于高壓氣體的膨脹作用，錘頭高速向下打擊。圖1c是錘擊狀態(tài)：鍛造工序在錘擊瞬間完成，能量被鍛造過程消耗?？蚣?沿外支架8的導(dǎo)軌運動，并停止于氣墊6上。圖1d是復(fù)位至啟動狀態(tài)：錘擊后由液壓千斤頂7將錘頭重新提升到原位，然后千斤頂退回，設(shè)備呈啟動狀態(tài)。

內(nèi)燃機式高速模鍛的工作原理同內(nèi)燃機一樣，錘頭由燃氣壓力推動下實現(xiàn)錘鍛，而后由空氣壓力復(fù)位(圖2)。圖2a是充氣狀態(tài)：點火前通過反壓室4底部的氣孔充入空氣，推動活塞1、錘桿2和錘頭3到上頂點，活塞及密封6將燃燒室5關(guān)閉。圖2b是燃燒狀態(tài)：燃油從噴嘴9射入燃燒室，并由火花塞10點火。圖2c是工作行程：燃燒結(jié)果使室內(nèi)壓力上升，破壞密封6開始行程。圖2d是回程和排氣狀態(tài)：當活塞2達到最低位置時，反壓室4內(nèi)壓力升高，并將錘頭系統(tǒng)推回到上端密封位詈。排氣閥8打開，廢燃氣排出．設(shè)備又處于行程準備狀態(tài)。

高速模鍛最重要的特點是：在高速條件下變形時，金屬的流動能得到改善，金屬的塑性能得到提高。因而適于鍛造難變形的合金，以及形狀復(fù)雜、公差要求高、斷面較薄的翼形鍛件。在有些情況下，還能細化晶粒、提高鍛件強度。高速模鍛主要用于鍛造葉片、齒輪、翼形件及其他零件。高速模鍛時成形速度非常高，對模具打擊十分劇烈，模具容易損壞。 2100433B

根據(jù)設(shè)備不同，模鍛分為錘上模鍛，曲柄壓力機模鍛，平鍛機模鍛，摩擦壓力機 模鍛等。錘上模鍛所用的設(shè)備為模鍛錘，通常為空氣模鍛錘，對形狀復(fù)雜的鍛件，先在制坯模腔內(nèi)初步成形，然后在鍛模腔內(nèi)鍛造。按鍛模結(jié)構(gòu)分類：鍛模上有容納多余金屬的毛邊槽的，稱為開式模鍛；反之，鍛模上沒有容納多余金屬的毛邊飛槽的，稱為閉式模鍛。由原始坯料直接成型的，稱為單模膛模鍛。對形狀復(fù)雜的鍛件，在同一鍛模上需要經(jīng)過若干工步的預(yù)成型的，稱為多模膛模鍛。

精密模鍛是在模鍛基礎(chǔ)上發(fā)展而來，能夠鍛造一些復(fù)雜形狀，尺寸精度高的零件，如：錐齒輪，葉片，航空零件等。

模鍛生產(chǎn)的工藝規(guī)程包括制定模鍛件圖、計算坯料尺寸、確定模鍛工步（模膛）、選擇設(shè)備及安排修整工序等。

錘上模鍛制定模鍛件圖

模鍛件圖是設(shè)計和制造鍛模、計算坯料以及檢查鍛件的依據(jù)。制定模鍛件圖應(yīng)考慮分模面、余量、公差、敷料、模鍛斜度和模鍛圓角半徑。

錘上模鍛確定模鍛工步

模鍛工步主要是根據(jù)鍛件的形狀和尺寸來確定的。模鍛件按形狀可分為兩大類：一類是長軸類鍛件，如臺階軸、曲軸、連桿、彎曲搖臂等，如圖3-38所示；另一類為盤類鍛件，如齒輪、法蘭盤等，如圖3-39所示。

錘上模鍛修整工序

坯料在鍛模內(nèi)制成模鍛件后須經(jīng)過一系列修整工序，以保證和提高鍛件質(zhì)量。修整工序包括切邊、沖孔、校正、熱處理和清理。

模鍛工步的名稱與模膛的名稱相同，如拔長工步、滾壓工步、預(yù)鍛工步、終鍛工步等。

模鍛工步主要是根據(jù)模鍛件的形狀和尺寸來確定的。模鍛件按形狀可分為兩大類：一類是盤類模鍛件，如齒輪、十字軸、法蘭盤等；另一類是長軸類模鍛件，如臺階軸、曲軸、連桿、變速叉、彎曲搖臂等。 2100433B