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螺旋压力机上模锻

发布时间:2020-08-16 04:28

  螺旋压力机上模锻_机械/仪表_工程科技_专业资料。第8章 螺旋压力机上模锻 8.1 螺旋压力机工作原理和工作特性 8.2 螺旋压力机上模锻工艺特点 8.3 锻件图设计特点 8.4 螺旋压力机公称压力的选择 8.5 螺旋压力机上模锻的锻模设计 8.6

  第8章 螺旋压力机上模锻 8.1 螺旋压力机工作原理和工作特性 8.2 螺旋压力机上模锻工艺特点 8.3 锻件图设计特点 8.4 螺旋压力机公称压力的选择 8.5 螺旋压力机上模锻的锻模设计 8.6 螺旋压力机用模架 8.7 螺旋压力机上模锻工艺实例 8.1 螺旋压力机工作原理和工作特性 8.1.1 分类 8.1.2 工作原理 8.1.3 螺旋压力机力能关系 8.1.1 分类 ?按螺旋压力机的工作原理,可分为惯性(传统) 螺旋压力机和高能(离合器-液压)螺旋压力机。 ?按螺旋压力机驱动方式,可分为摩擦螺旋压力 机、液压螺旋压力机、电动螺旋压力机、复合 传动螺旋压力机等。 8.1.2 工作原理 ? 惯性(传统)螺旋压力机采用惯性飞轮,打击 前飞轮处于惯性运动状态,打击过程中, 飞轮的惯性力矩经螺旋副转化为打击力使 坯料变形,直到动能全部释放,打击过程 结束。由于打击过程的时间很短,可产生 很大的打击力,打击力具有冲击特性。 图8-1 离合器式螺旋压力机结构示意图 a) 结构简图 b)实物图片 1—离合器从动盘 2—离合器 3—飞轮 4—轴承 5—机身 6—电动机 7—螺杆 8—滑块 8.1.3 螺旋压力机力能关系 图8-2 螺旋压力机力能关系图 图8-3 高能螺旋压力机和传统螺旋 压力机的力能关系对比 8.2 螺旋压力机上模锻工艺特点 8.2.1 惯性螺旋压力机上模锻的工艺特点 8.2.2 离合器式螺旋压力机上模锻的工艺特点 8.2.1 惯性螺旋压力机上模锻的工艺特点 1. 摩擦螺旋压力机上模锻的工艺特点 2. 新型惯性螺旋压力机上模锻的工艺特点 1. 摩擦螺旋压力机上模锻的工艺特点 1) 靠冲击力使金属变形,但滑块的打击速度低(0.7~1m/s),每 分钟的打击次数少,适合于锻造低塑性合金钢和有色金属。 2) 可以采用组合式模具结构,简化了模具设计与制造,可锻造 更复杂的锻件,如两个方向有内凹的法兰、三通阀体等。 3) 螺杆和滑块间是非刚性连接,承受偏心载荷能力较差,一般 只能进行单模膛模锻。 4) 有顶出装置,可以锻造出小模锻斜度(或无模锻斜度)的锻件, 锻件精度较高。 5) 行程不固定,可实现轻击和重击,能进行多次锻击,还可进 行弯曲、精压、校正等工序。 图8-4 双盘摩擦压力机 a)传动系统简图 b)实物图片 1—电动机 2—传送带 3、5—摩擦盘 4—传动轴 6—飞轮 7、10—连杆 8—大螺母 9—螺杆 11—滑块 12—手柄 2. 新型惯性螺旋压力机上模锻的工艺特点 1)锻件精度高,可进行精密锻造,如叶片等。 2)导轨间隙小,导向长度长,导向精度高,抗偏载能力较强。 3)可以进行能量预选,方便地调节能量和打击力,使模具承受 最佳的应力和合适的闷模时间,模具的使用寿命高。 4)传动效率、行程次数较高,成形速度较快。 2. 新型惯性螺旋压力机上模锻的工艺特点 图8-5 单螺杆推力液压缸式液压螺旋压力机 1—飞轮 2—螺杆 3—螺母 4—活塞 5—液压缸 6—管道 7—活塞杆 8—机身 9—滑块 图8-6 电动螺旋压力机结构简图 1—定子 2—飞轮 3—螺杆 4—螺母 5—滑块 6—电动机 7—传动齿轮 8.2.2 离合器式螺旋压力机上模锻的工艺特点 1)能量消耗少,提供有效能量大,在很短时间内达到很大的打 击力。 2)可以进行行程和能量预选。 3)行程时间短,成形速度快。 4)锻件精度高。 5)抗偏载能力较强,适宜进行多模膛锻造。 6)闷模时间短,模具使用寿命长。 表8-1 各种模锻设备上模具寿命对比 8.3 锻件图设计特点 1. 分模面的选择 2. 模锻斜度 表8-2 锻件分类 表8-2 锻件分类 表8-3 锻件模锻斜度 8.4 螺旋压力机公称压力的选择 8.4.1 惯性螺旋压力机公称压力的选择 8.4.2 离合器式螺旋压力机公称压力的选择 8.4.1 惯性螺旋压力机公称压力的选择 1)普通模锻时,常用的计算选择传统螺旋压力机公称压力Fg公 式主要有 2)精密模锻时,螺旋压力机公称压力的选择可按下式确定,即 8.4.2 离合器式螺旋压力机公称压力的选择 1)普通模锻时,在选择高能螺旋压力机公称压力的公式时,根 据离合器式螺旋压力机与传统螺旋压力机不同的力能关系,在 列别利基公式中引进一个力能关系修正系数β。 2)精密模锻时,β=1,离合器式螺旋压力机的公称压力可按式(8 -6)选择。 图8-7 NPS2500离合器式压力机锻 打过程状态参数仿真曲线 p—油压 ω—螺杆角速度 x—顶杆位移 f—机身变形 ?—螺杆角加速度 ?—打击力 表8-4 力能关系修正系数β 8.5 螺旋压力机上模锻的锻模设计 8.5.1 锻模设计特点 8.5.2 锻模的结构形式 8.5.3 模膛及飞边槽设计 8.5.1 锻模设计特点 1. 第Ⅰ类锻件的工艺及模具特点 2. 第Ⅱ类锻件的工艺及模具特点 3. 第Ⅲ类锻件的工艺及模具特点 4. 第Ⅳ类锻件的工艺及模具特点 5. 第Ⅴ类锻件的工艺及模具特点 6. 第Ⅵ类锻件的工艺及模具特点 图8-8 顶镦成形模 1—压力机工作台 2—衬套 3—顶杆 4—下模座 5—下垫板 6—下模 8—上模 9—上压圈 10—上垫板 11—上模座 7—下压圈 图8-9 摔杆制坯 1—原毛坯 2—卡头 3—摔出杆部 4—顶镦成形 图8-10 电热镦制坯 1—原毛坯 2—电热镦头部 3—顶镦成形 图8-11 带承击面的闭式锻模 1—下模座 2—下承击块 3—上承击块 4—上模座 5—上垫板 6—导套 7—导柱 8—螺栓 9—下垫块 10—顶杆 图8-12 叉头锻模结构示意图 图8-13 反挤压成形模具结构 图8-14 凹模可分的模具结构 图8-15 锥齿轮精锻模结构 表8-5 凸模和凹模间的间隙值(单位:mm) 图8-16 常用锻模结构形式 a)、d)与锻模锤通用的结构 b)压板固定的结构 c)斜楔固定的结构 e)压圈固定的结构 f)大 螺母固定的结构 8.5.3 模膛及飞边槽设计 1. 模膛设计 2.飞边槽设计 1. 模膛设计 1) 终锻模膛。 2) 预锻模膛。 3) 当锻模上只有一个模膛时,模膛中心要和锻模模架中心及螺旋 压力机主螺杆中心重合;如在螺旋压力机的模块上同时布置预锻 模膛,应将终锻模膛中心和预锻模膛中心分别布置在锻模中心两 侧。 4) 因螺旋压力机的行程速度慢,模具的受力条件较好,所以开式 模锻模块的承击面积比锤锻模小,大约为锤锻模的1/3。 5) 对于模膛较深、形状较复杂、金属难充满的部位,应设置排气 孔。 6) 螺旋压力机的行程不固定,在锻模模块上设计顶出器时,应在 保证顶出器强度的前提下,留有足够的间隙,以防顶出器将整个 模架顶出,如图8-18 所示。 图8-17 模膛中心安排 图8-18 顶出器的结构 图8-19 模膛最小壁厚示意图 表8-6 系数? 表8-7 系数? 2.飞边槽设计 (1)摩擦压力机飞边槽设计 锻件的尺寸(准确地说是锻件在分 模面上的投影面积)既是选择飞边槽尺寸的依据,也是选择设备 吨位的主要依据,故生产中通常按设备公称压力来选定飞边槽 尺寸。 (2)离合器式螺旋压力机飞边槽设计 我国目前尚无离合器式螺 旋压力机飞边槽设计的标准。 表8-8 按设备规格确定的飞边槽尺寸(单位:mm) 表8-9 离合器式螺旋压力机终锻模膛飞边槽尺寸 8.6 螺旋压力机用模架 8.6.1 摩擦螺旋压力机模架结构 8.6.2 新型及离合器式螺旋压力机模架结构 8.6.1 摩擦螺旋压力机模架结构 1. 模架结构 2. 模块、模座及紧固形式 3. 导向装置 1. 模架结构 表8-10 三类模架的各种形式 2. 模块、模座及紧固形式 (1) 斜楔紧固 斜楔紧固方法与锤锻模相同,如图8-20所示。 (2) 压圈紧固 (3) 螺栓紧固 所示。 (4) 焊接紧固 用焊接的方法将模块固定,结构简单,但是不能 更换,只有在急件或一次性投产时才使用。 采用压圈、螺栓紧固于模板或模座上。 这种紧固方法一般用于较小的模块,如图8-22 图8- 20 用斜楔紧固的整体模 1—上模座 2—上模 3—下模 4—下模座 图8-21 用压圈紧固模块形式 1—上底板 2—上垫块 3—紧固螺钉 4—上模块 5—上压圈 6—紧固螺母 7—下模块 8—下压圈 9—下垫块 10—下底板 图8-22 用螺栓紧固模块的形式 1—上底板 2—上模块 3—下模块 4—螺栓 3. 导向装置 (1) 导柱导套 导柱导套导向适用于生产批量大、精度要求较高 的锻件。 (2) 导销 对于形状简单、精度要求不高、生产批量不大的锻件, 可采用导销导向。 (3) 凸凹模自身导向 凸凹模自身导向主要用于圆形锻件,实质 上它是环形导向锁扣的变种形式。 (4) 锁扣 锁扣导向主要用于大型摩擦压力机的开式锻模上,有 时也用于中、小型锻件生产。 8.6.2 新型及离合器式螺旋压力机模架结构 图8-23 斜面压板紧固的组合式模架结构示意图 图8-24 斜面压板紧固的组合式模架实物 图8-25 键式紧固的模座、镶块组合式结构示意图 8.7 螺旋压力机上模锻工艺实例 1.工艺分析及方案确定 2.锻件图的制订 3.飞边槽的作用及结构形式 4.设备吨位的确定及其有关参数 5.热锻件图的确定 6.确定制坯工步 7.模具设计 1.工艺分析及方案确定 (1) 零件的工艺性 如图8-26所示,该锻件属于长轴类锻件,头 部为叉形结构,形状较为复杂,且部分表面不需机械加工,属 于黑皮锻件,成形有一定难度,生产批量为中小批量。 (2)方案的选择 通过对零件进行工艺分析,对锤上模锻和压力 机上模锻的特点进行分析比较,考虑锻压厂实际的生产情况、 设备条件等,选择螺旋压力机上模锻的工艺方案。 图8-26 零件图 2.锻件图的制订 (1)确定分模面位置 不难看出,该锻件为长轴类、叉类锻件。 (2)确定锻件机械加工余量和尺寸公差 加工余量的确定与锻件 形状的复杂程度、成品零件的精度要求、锻件的材质、模锻设 备、机械加工的工序设计等许多因素有关。 (3)确定模锻斜度和圆角半径 螺旋压力机上模锻斜度的大小, 主要取决于有无顶杆装置,也受锻件尺寸和材料种类的影响; 锻件的圆角可以使金属容易充满模膛,起模方便和延长模具寿 命。 图8-27 分模面位置图 图8-28 锻件示意图 3.飞边槽的作用及结构形式 图8-29 飞边槽结构尺寸 4.设备吨位的确定及其有关参数 表8-11 NPS2500离合器式螺旋压力机技术参数 7.模具设计 图8-30 离合器式螺旋压力机上模锻模架结构 图8-31 锻模结构 图8-32 摩擦压力机模具结构