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机械行业预锻模膛设计

发布时间:2016-10-27

  某些形状复杂的锻件,在终锻时很容易产生折叠和充不满等各种缺陷,这些缺陷都是由于终锻时金属不合理的变形流动引起的。这时可以采用预锻模膛。

  预锻模瞠以终锻模膛(或热锻图)为基础设计。采用预锻的目的不同,则设计结果也不同:如果采用预锻的目的主要是避免缺陷,则预锻模膛的形状尺寸与终锻模膛相比,在容易产生缺陷的部位相差较大;如果目的主要是减少终锻模膛的磨损,则预锻模膛的形状尺寸与终锻模膛相近。

 1.避免缺陷的预锻对策

  (1)带高筋的锻件 带高筋的锻件在终锻时,在筋部充填阻力大,常产生充不满(图4-29)。为使筋部充满,设计终锻模膛时,一般采取措施:将筋部放在上模;增大过渡处的圆角半径R,减小金属流入筋部的阻力;加大桥口(b/h-e)值,迫使金属向筋部流动。但是这些措施的效能是有一定限度的:圆角半径R过大,要增大机械加工量;桥口阻力过大,上、下模不能打靠,甚至可能造成桥口被打塌等。这时,预锻模膛可以按图4-30设计。

  预锻模膛的模锻斜度与终锻模膛相同;预锻模膛的筋的高度略小于终锻模膛相应部位的高度:7一(0.8~0.9);筋的顶部宽度相同,即B'=B。于是筋的底部宽度将是C'为了减小金属流动阻力,可适当加大底部的圆角半径r'。

  可见,在预锻时就已经成形出筋部的上半部分,筋部的上半部分只是向上平移,与模壁之间不接触膛,并且可以避免转角处产生折叠。预锻后的毛坯放到终锻模膛中终锻时, 而无摩擦阻力,能够顺利地充满筋部模。

  (2)工字截面的锻件工字截面的锻件(例如各种连杆锻件)在终锻时,最容易产生表层移动折叠。要根据筋高矗与筋宽6的关系,采取适当的预锻方法。

  当h小于2b时,采用梯形截面预锻模膛,模膛宽度B'=B-(2~3)mm。高度矗7按照预锻模膛截面积等于终锻模膛加飞边截面积的条件来确定,如图4-31所示。

  当B≥26时,采用驼峰形截面预锻模膛,模膛宽度B'=B - (1~2)mm。高度^7的确定方法是:先假定预锻模膛为梯形截面,按照预锻模膛截面积等于终锻模膛加飞边截面积的条

  H -H'求解后,用圆弧线作出预锻模膛的形状,从而得到h,值。件,求出H',然后按用作图法求h7时,应注意使中间腹板部分减小的面积f2与凸筋部分增大的面积相等。

  一种纺锤形截面预锻模膛的设计方法如图4-33所示,仍是使预锻模膛截面积等于终锻模膛加飞边截面积,但预锻模膛的宽度Bi比终锻模膛的相应宽度B大:Bi=B+(10~20)mm,然后作圆弧使面积Fi一(1. 0~1.1)F。令Bi大于B的目的是:毛坯覆盖终锻模膛有余,使终锻时首先产生飞边,在飞边桥口部分形成较大的阻力,迫使中心部分的金属以挤入的形式充填筋部,并且充填筋部以后极少剩余,最后仅少量金属流向飞边槽。这种方法能够避免产生表层移动折叠,同时也方便了模膛制造。

  (3)叉形锻件叉形锻件终锻时,常在内端角处充不满(图4-34)。设想将毛坯直接进行纺锤形截面预锻模膛终锻时,金属的变形流动情况如图4-35所示:金属先横向水平外流,与模壁接触后,部分金属再转向内角处流动,内角处是最后充填到的地方;特别是在内端角处,金属除沿横向流入模膛外,还有很大一部分沿轴向流人飞边槽,于是造成内端角处金属量不足而充不满。

  为避免这种缺陷,在终锻前采用预锻。在预锻模膛中设置劈料台,将叉形处金属劈开挤向两侧,沿横向流入叉部型腔内,这样,终锻时就会改善金属的流动情况,保证内端角处充满。

  (4)带枝芽的锻件带枝芽锻件终锻时,容易在枝芽处充 图4-35叉类锻件金属的变形流动不满,原因是枝芽处金属量不足。因此,预锻时应在该处聚集足够的金属量。为便于金属流入枝芽处,预锻模膛的枝芽形状可简化,与枝芽接处的圆角半径适当增大,必要时可在分模面上设阻尼沟,加大预锻时金属流向飞边的阻力。

 2.预锻模膛设计一般原则

  ①尽可能使预锻后的毛坯在终锻时能以镦粗方式成形,因此,预锻模膛的高度应比终锻模膛相应部位的高度大2~5mm,宽度小1~2mm。另外,预锻模膛不设飞边槽,所以预锻模膛的横截面积应稍大于终锻模膛。

  ②预锻模膛各拐角处(横截面内的、水平面上的)的圆角半径一般都比终锻模膛大,目的是减小金属流动阻力,防止产生折叠。预锻模膛的钳口与终锻模膛相同。

  ③锻模图上,预锻模膛一般只标注与终锻模膛不同的尺寸,并在锻模技术条件中注明:预锻模膛未注尺寸处按照终锻模膛制造。但是,如果预锻模膛的形状尺寸与终锻模膛有较大、较多的差异,应画出预锻的热锻件图。

  本公司主要生产精密锻件精密锻压及相关模锻产品,详见本公司网站:http://www.ntzydz.com


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