热锻、温锻成型工艺.ppt

1、热锻、温锻成型工艺热锻、温锻成型工艺主讲人：张振纯n1.热、冷、温锻工艺的优缺点对比热、冷、温锻工艺的优缺点对比n锻造可根据是否采用模具而分为模锻与自由锻两大类。紧固件锻造锻造可根据是否采用模具而分为模锻与自由锻两大类。紧固件锻造成型全部为模锻。成型全部为模锻。n模锻又可根据金属材料塑性变形时的温度不同分为热锻、冷锻与温模锻又可根据金属材料塑性变形时的温度不同分为热锻、冷锻与温锻三类。将金属材料加热至尚未产生过烧或过热缺陷的很高的温度锻三类。将金属材料加热至尚未产生过烧或过热缺陷的很高的温度下进行塑性成型时下进行塑性成型时,称为热锻称为热锻;金属材料不经加热金属材料不经加热,在常温下进行塑性在

2、常温下进行塑性成型时成型时,称为冷锻称为冷锻;将金属材料加热至尚未产生强烈氧化的较高的温将金属材料加热至尚未产生强烈氧化的较高的温度下进行塑性成型时度下进行塑性成型时,称为温锻。三类模锻工艺的优缺点对比见称为温锻。三类模锻工艺的优缺点对比见表表36-5。n2 适用于紧固件成型的热模锻工艺类型、特点及成型原理适用于紧固件成型的热模锻工艺类型、特点及成型原理n 热模锻可以根据塑性变形方式与所用成型设备的不同分为多种热模锻可以根据塑性变形方式与所用成型设备的不同分为多种工艺类型。其中工艺类型。其中,适用于紧固件成型的工艺类型、特点及其简要成型适用于紧固件成型的工艺类型、特点及其简要成型原理见原理见表

3、表36-6。n3.异形紧固件开式热模锻（简称开式模锻）异形紧固件开式热模锻（简称开式模锻）n3.1开式热模锻的工艺流程、设备与工模具开式热模锻的工艺流程、设备与工模具n 以吊环螺钉开式模锻的工艺流程为例以吊环螺钉开式模锻的工艺流程为例,一般为：下料一般为：下料加热加热制坯制坯（预锻）（预锻）终锻终锻切边与冲孔切边与冲孔（热校正）（热校正）锻后热处理锻后热处理清理清理（冷校正）（冷校正）检验检验;带括号者为非必选工序。带括号者为非必选工序。n吊环螺钉（吊环螺钉（GB/T 8251988）的材料为）的材料为20钢或钢或25钢钢;规格范围为：规格范围为：M8M1006。其开式模锻各工序所用设备及工、

4、模具见。其开式模锻各工序所用设备及工、模具见表表36-7。n3.2三种设备上开式热模锻的模具结构三种设备上开式热模锻的模具结构n a.热模锻曲柄压力机上开式热模锻的模具结构简图热模锻曲柄压力机上开式热模锻的模具结构简图,见图见图36-36。n由于热模锻曲柄压力机上工作较平稳由于热模锻曲柄压力机上工作较平稳,振动小振动小,因此可以采用由许多零件装配而因此可以采用由许多零件装配而成的组合式通用模架。成的组合式通用模架。n通用模架上设有通用模架上设有4个工位个工位,中间两个工中间两个工位上设有上、下顶件杆位上设有上、下顶件杆,是预锻与终锻工是预锻与终锻工位位;两侧的工位上不设置上、下顶杆，可两侧的工

5、位上不设置上、下顶杆，可设计成镦粗或卡压等制坯工位。设计成镦粗或卡压等制坯工位。n改换锻件规格或品种时改换锻件规格或品种时,只需更换相应只需更换相应的模块的模块,安装、调整方便安装、调整方便,模块定位准确。模块定位准确。n b.模锻锤上开式热模锻的模具模锻锤上开式热模锻的模具结构简图结构简图,见图见图36-37。n 由于模锻锤工作时有强烈由于模锻锤工作时有强烈振动振动,不能采用组合式模具不能采用组合式模具,只只能采用上、下对开的整体式模能采用上、下对开的整体式模 块。块。n 模块上可设置模块上可设置16个不同个不同工步的模槽。中部设预、终锻工步的模槽。中部设预、终锻模槽模槽;当不需要预锻工步时

6、当不需要预锻工步时,终终锻模槽的受力中心应与锤杆的锻模槽的受力中心应与锤杆的中心线重合中心线重合;左右两侧可根据需左右两侧可根据需要设置镦粗、拔长、滚挤、弯要设置镦粗、拔长、滚挤、弯曲、切断等模槽。曲、切断等模槽。n 上、下模块用燕尾、楔、键与上、下模块用燕尾、楔、键与锤头和下砧进行安装与定位锤头和下砧进行安装与定位,用用薄垫片进行位置微调。薄垫片进行位置微调。n c.螺旋压力机上开式模锻模具的螺旋压力机上开式模锻模具的结构简图见图结构简图见图 36-38。n 由于螺旋压力机工作时振动由于螺旋压力机工作时振动较小较小,因此一般多采用组合式通用因此一般多采用组合式通用模架。模架。n 由于螺旋压力

7、机承受偏心载荷由于螺旋压力机承受偏心载荷的能力较差的能力较差,因此一般情况下只能因此一般情况下只能在螺杆的中心设置一个终在螺杆的中心设置一个终n锻工位锻工位;制坯工序需在空气锤或辊制坯工序需在空气锤或辊锻机上完成。特殊情况下锻机上完成。特殊情况下,也允许也允许在终锻工位两侧设置模锻力在终锻工位两侧设置模锻力n很小的制坯工位很小的制坯工位,如镦粗、卡压等如镦粗、卡压等工位。工位。n终锻模块一般用燕尾、楔、键等终锻模块一般用燕尾、楔、键等与模架的上、下模板安装、定位与模架的上、下模板安装、定位;也可采用压板、螺钉进行安装、也可采用压板、螺钉进行安装、固定。固定。n3.3 吊环螺钉开式模锻工艺实吊环

8、螺钉开式模锻工艺实例例n以以GB/T 825 M10小规格吊环小规格吊环螺钉在模锻锤上进行开式模锻成螺钉在模锻锤上进行开式模锻成型为例型为例,其冷坯料尺寸图、热锻件其冷坯料尺寸图、热锻件简图及模具简图简图及模具简图,见图见图36-39。模锻方案的选定：小规格吊环螺模锻方案的选定：小规格吊环螺钉宜采用一模多件并且调头模钉宜采用一模多件并且调头模锻方案锻方案;一模多件可提高一模多件可提高n生产率生产率,调头模锻可省去夹钳调头模锻可省去夹钳料头料头,节约原材料。由图节约原材料。由图36-39可见可见,坯料的下料长度为坯料的下料长度为315mm;一根长棒料整体加热一根长棒料整体加热后（始锻温度后（始锻

9、温度1250）,可连可连续锻出续锻出4个吊环螺钉（始锻温个吊环螺钉（始锻温度不低于度不低于800）。）。n模锻工步的选定：为尽量减少毛边损失模锻工步的选定：为尽量减少毛边损失,选用了滚挤制坯工步（见选用了滚挤制坯工步（见图图36-39,模具图左侧模具图左侧n模槽为滚挤模槽）模槽为滚挤模槽）;由于滚挤工步需多次翻转由于滚挤工步需多次翻转9锻打锻打,因此可同时去因此可同时去除棒料表面的氧化皮。为了保证吊环孔的顺利成型除棒料表面的氧化皮。为了保证吊环孔的顺利成型,并为了提高终并为了提高终锻模槽的使用寿命锻模槽的使用寿命,选用了预锻工步（见图选用了预锻工步（见图36-39,模具图中部右侧模具图中部右侧

10、的模槽为预锻模槽的模槽为预锻模槽;预锻模槽没有毛边槽）。终锻完成后预锻模槽没有毛边槽）。终锻完成后,一模两件一模两件仍连在一起仍连在一起;因此因此,一模多件方案时一模多件方案时,必须设置切断工步（图必须设置切断工步（图36-39中中,模具的右前角处设有切断模槽）。对于一模多件调头模锻方案模具的右前角处设有切断模槽）。对于一模多件调头模锻方案,模模锻操作的顺序是：锻出两件后首先切掉一件锻操作的顺序是：锻出两件后首先切掉一件,留一件作夹钳头用留一件作夹钳头用,暂暂不切下不切下;调头锻出另两件后调头锻出另两件后,将连在一起的将连在一起的3个锻件全部切离。个锻件全部切离。n设备选定：选用设备选定：选用

11、1t模锻锤。模锻锤。n4 螺母闭式热模锻螺母闭式热模锻n4.1螺母在三种常用设备上闭式热模锻的工艺流程与各工序对比螺母在三种常用设备上闭式热模锻的工艺流程与各工序对比n 螺母闭式热模锻的一般工艺流程为：（下料）螺母闭式热模锻的一般工艺流程为：（下料）加热加热（制坯）（制坯）终锻终锻（冲孔）（冲孔）锻后热处理锻后热处理清理清理检验检验;其中其中,带括号的工序带括号的工序在平锻机闭式热模锻螺母的工艺流程中不需设置。在平锻机闭式热模锻螺母的工艺流程中不需设置。n三种常用设备上闭式热模锻螺母时三种常用设备上闭式热模锻螺母时,各工序的特点对比见各工序的特点对比见表表36-8。n4.2 平锻机上闭式热模锻

12、圆螺母工艺与模具平锻机上闭式热模锻圆螺母工艺与模具n图图36-40所示为所示为GB/T 8101988 M 802小圆螺母的平锻模具简图、小圆螺母的平锻模具简图、平锻工步尺寸图及热棒料尺寸图。小圆螺母的材料为平锻工步尺寸图及热棒料尺寸图。小圆螺母的材料为45钢。钢。n工艺过程为：长棒料端部加热（长棒料上被加热段的长度工艺过程为：长棒料端部加热（长棒料上被加热段的长度,可锻制可锻制35个螺母个螺母,始锻温度为始锻温度为1200）冲孔终成型同时完成扩径辅助工步冲孔终成型同时完成扩径辅助工步（根据平锻工艺规范（根据平锻工艺规范,对孔径相对较大的通孔件对孔径相对较大的通孔件,选定的坯料直径应小选定的坯

13、料直径应小于锻件的孔径于锻件的孔径;为保证在下一个穿孔工步后长棒料上不形成台阶为保证在下一个穿孔工步后长棒料上不形成台阶,必须必须在终成型工步中将棒料与锻件连接面处的直径扩大至与孔径相等）在终成型工步中将棒料与锻件连接面处的直径扩大至与孔径相等）穿孔工步穿孔工步锻后热处理锻后热处理清理清理检验。检验。n平锻设备为平锻设备为8000kN垂直分模平锻机。在平锻机上锻制通孔件时垂直分模平锻机。在平锻机上锻制通孔件时,长棒长棒料的送进位置用设备上的前挡板定位。料的送进位置用设备上的前挡板定位。n4.3 螺旋压力机上闭式热模锻大规格标准六角螺母工艺与模具螺旋压力机上闭式热模锻大规格标准六角螺母工艺与模具

14、n图图36-41所示为所示为GB/T 412000 M36 六角螺母六角螺母 C级在摩擦螺旋压力机级在摩擦螺旋压力机上进行闭式模锻的工艺过程简图。上进行闭式模锻的工艺过程简图。n工艺过程为：下料（棒料剪床或冲床上冷剪）工艺过程为：下料（棒料剪床或冲床上冷剪）加热（始锻温度为加热（始锻温度为1 200）镦粗（在镦粗（在630kN冲床上镦粗去除氧化皮）冲床上镦粗去除氧化皮）闭式终锻（选闭式终锻（选用用3000kN摩擦螺旋压力机）摩擦螺旋压力机）冲孔（在冲孔（在1 000kN冲床上冲除冲孔连皮）冲床上冲除冲孔连皮）。n图图36-42为在摩擦螺旋压力机上进行闭式模锻大规格标准六角螺母的为在摩擦螺旋压力

15、机上进行闭式模锻大规格标准六角螺母的终锻模具简图。终锻模具简图。n4.4冲床上闭式热模锻六角冲床上闭式热模锻六角法兰面螺母工艺与模具法兰面螺母工艺与模具n图图36-43所示为在冲床上闭所示为在冲床上闭式热模锻式热模锻GB/T 6177.12000 M20六角法兰面螺母六角法兰面螺母(10级级)的工艺过程简图。螺的工艺过程简图。螺母材料为母材料为40Gr钢。钢。n工艺过程为：下料（冷拔料工艺过程为：下料（冷拔料或热轧棒料剥皮或热轧棒料剥皮,精密下料精密下料,严格控制坯料体积偏差）严格控制坯料体积偏差）加热（中频加热加热（中频加热,始锻温度始锻温度为为1050）制坯（在制坯（在630kN冲床上镦粗

16、去除氧化冲床上镦粗去除氧化皮）皮）终锻（在终锻（在1600kN冲冲床上闭式冲孔终锻成型）床上闭式冲孔终锻成型）冲孔与精整（在冲孔与精整（在800kN冲床冲床上冲孔同时精整内孔与下端上冲孔同时精整内孔与下端面上的倒角）面上的倒角）锻后热处理锻后热处理(10级级)与表面处理与表面处理(氧化氧化)清理清理检验。检验。n图图36-44为在冲床上进行为在冲床上进行闭式模锻六角法兰面螺母闭式模锻六角法兰面螺母的闭式模锻模具简图。的闭式模锻模具简图。n5.螺栓或螺钉热顶镦螺栓或螺钉热顶镦n5.1螺栓或螺钉热顶镦的工步类型与工步数量选定螺栓或螺钉热顶镦的工步类型与工步数量选定n螺栓或螺钉热顶镦的工步类型：适用于螺栓或螺钉热顶镦的工步有自螺栓或螺钉热顶镦的工步类型：适用于螺栓或螺钉热顶镦的工步有自由顶镦与在凸模上由顶镦与在凸模上n锥台形模槽中顶镦（简称聚料）两种类型锥台形模槽中顶镦（简称聚料）两种类型,如图如图36-45所示。自由顶镦所示。自由顶镦时时,棒料上的变形段（图棒料上的变形段（图n36-45 a中中l0段）在不受段）在不受n模具约束的情况下模具约束的情况下,不会不会n因产生轴向失稳而弯曲因产生