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自由锻工艺过程的实质是利用简单的工具,逐步改变原坯料的形状、尺寸和组织结构,以获得所需锻件的加工过程。自由锻工艺所研究的内容是:锻件的成形规律和提高锻件质量的方法两个方面。
自由锻的优点是:所用工具简单,通用性强、灵活性大,因此适合单件和小批锻件,特别是特大型锻件的生产,这对于新产品的试制、非标准的工装夹具和模具的制造提供了经济快捷的方法。为了减轻模锻设备的负担或充分利用现有模锻设备,简化模锻结构,有些模锻件的制坯工步也在自由锻设备上完成。
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锻造厂模锻工艺过程制定的内容:
锻件锤上模锻工艺过程制定的内容主要有根据锻件图绘制模锻件图;确定变形工艺方案,主要是变形工步种类及其顺序;进行工步设计和相应型槽设计;计算和选用原始坯料;确定设备吨位;锤锻模结构设计,绘制锻模图;确定锻件坯料加热冷却规范和热处理工艺;确定切边工艺及设计切边模具;确定锻件清理、校正等工艺和设备;填写模锻工艺卡。
模锻工艺一般流程主要包括下料、加热、清除氧化皮、制坯、模锻、切边、热处理、表面清理、校正、检验等工序。加热后的坯料在锻模的一系列型槽中逐步变形,然后成为锻件,坯料在锻模的每一模膛中的变形过程称为模锻工步。
模锻工序是模锻工艺过程中重要和关键的组成部分,它决定采用什么模锻工步来进行锻造工作,锤上模锻的基本工步分为以下三类。 制坯工步的主要作用是重新分配坯料体积或改变坯料的轴线形状,合理分布坯料的体积,使坯料沿轴线的截面面积与锻件大致相适应,有利于锻件金属充满型腔。制坯工步主要包括镦粗、拔长、滚压、压扁、压肩、卡压、成形、弯曲等。
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锻件的预成形坯:
预成形坯的设计是根据锻件的重量、密度、形状和尺寸要求,设计预成形坯的密度、形状和尺寸的。基本的原则就是在锻造时有利于预成形坯的致密和充满模膛,同时在充满模膛前应尽可能使预成形坯有较大的横向塑性流动。但在充满模具型腔前的塑性变形量不能大于预成形坯塑性允许的极限值。另外还必须考虑预成形坯在充满模具型腔时,各部位的应力状态应尽可能处于三向压应力状态下,避免或减小拉应力状态。
密度是预成形坯的基本参数。根据预成形坯密度及锻件质量,求得预成形坯的体积,然后根据预成形坯的高径比,分别确定预成形坯的高度及径向尺寸。以此作为压制模尺寸设计的依据。粉末锻件的密度主要是由锻造变形决定的,一般与预成形坯密度关系不大。预成形坯密度选择主要考虑预成形坯要有足够强度,保证在生产工序之间的传输过程不损坏,形状完整。为此一般冷压制后的预成形坯密度为理论密度的80%左右。
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