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第六章 模锻成形工序分析 模锻利用模具使毛坯变形而获锻件的锻造方法。 按成形方法的不同，模锻工艺可分为开式模锻、闭式模锻、挤压和顶镦四类。 模锻按使用的设备不同分为锤上模锻、热模锻压力机上模锻、曲柄压力机上模锻、平锻机上模锻及摩擦压力机上模锻等。 第一节 概述 控制锻件的最终形状和尺寸 控制金属的流动方向 控制塑性变形区 提高金属的塑性 控制坯料失稳提高成形极限 控制坯料失稳提高成形极限 第一节 开式模锻 一、开式模锻变形过程 一、开式模锻变形过程 一、开式模锻变形过程 一、开式模锻变形过程 二、开式模锻各阶段的应力应变分析 二、开式模锻各阶段的应力应变分析 二、开式模锻各阶段的应力应变分析 二、开式模锻各阶段的应力应变分析 二、开式模锻各阶段的应力应变分析 三、开式模锻时影响金属成形的主要因素 1、模膛（模锻件）尺寸和形状的影响 1、模膛（模锻件）尺寸和形状的影响 2、飞边槽的影响 2、飞边槽的影响 飞边槽桥口的摩擦阻力 飞边槽桥口阻力的影响因素 桥口有制动槽的飞边槽 飞边槽发展的过程 1、一般的飞边槽 2、小飞边模锻 3、楔形飞边槽 4、扩张形飞边槽 5、无飞边模锻 一般飞边槽 小飞边模锻 小飞边模锻 楔形飞边槽 扩张型飞边槽 无飞边模锻 3、设备工作速度的影响 第二节 闭式模锻 闭式模锻 闭式模锻的变形过程分析 闭式模锻的变形过程简图 闭式模锻的变形过程分析 第三节 挤压 一、挤压工艺特点 二、挤压工艺分类 三、挤压的变形分析 四、挤压时常见缺陷的分析 死区形成原因 “死区”的剪裂和折迭 解决措施 挤压缩孔 裂纹 第四节 顶镦 一、在凹模内顶镦 二、电热镦粗 三、在带有导向的模具中镦粗 改变分模面的位置，将飞边装置设置在变形较困难的毛坯端部，模锻初期，金属的流动就受到了侧壁的限制 对某些形状的锻件，在模锻最后阶段，变形区集中分布在分模面附近，远离分模面的部分不容易充满。 主要依靠桥口斜面产生的水平分力阻止金属外 流，飞边部分金属消耗减少一倍；这种飞边与锻件 连接处较厚，切边较困难 在模锻的第一第二阶段，桥口部分对金属外流有一定阻力作用；而最后阶段，对多余金属的外流无阻碍作用，可以较大程度的减小变形力，使上下模压靠。 主要用于形状简单，比较容易充满成形，但由于某些原因变形力较大，常易产生模锻不足（欠压），模具易磨损的锻件。 凸凹模间隙方向与模具运动的方向平行，间隙很小，且间隙大小在变形过程中不变； 易产生毛刺，充不满，变形抗力大，模具易损坏 设备工作速度高时，金属流动的速度也快，这将使 摩擦系数有所降低，金属流动的惯性和变形热效应的作 用也显得突出了。正确的利用这些因素的作用，有助与 金属充填模膛，得到外形复杂、尺寸精确的锻件 闭式模锻（无飞边模锻）的特点： ● 减少飞边材料损耗 ● 节省切边设备 ● 有利于金属充满模膛，有利于进行精密模锻 ● 闭式模锻时金属处于明显的三向压应力状态，有利于低塑性材料的成形 闭式模锻进行的必要条件： ● 坯料体积准确； ● 坯料形状合理并能在模膛内准确定位； ● 能够较准确地控制打击能量或模压力； ● 有简便的取件措施或顶料机构。 闭式模锻分为三个变形阶段： ● 第Ⅰ阶段是基本成形阶段：由开始变形到金属基本充 满模膛，此阶段变形力的增加相对较慢，继续变形时变 形力将急剧增加 ● 第Ⅱ阶段是充满阶段：由第一阶段结束到金属完全充 满模膛为止，此阶段结束时变形力比第一阶段末可增大 2-3倍，但变形量却很小 ● 第Ⅲ阶段是形成纵向飞边阶段：此时坯料基本已成为 不变形的刚体，只有在极大的模压力作用下，或在足够 的打击能量下，才能使端部的金属产生变形流动，形成 纵向飞边 由以上分析可以看出： 1）闭式模锻过程易在第二阶段末结束，即应在形成飞 边前结束，应该允许在分模面处有少量充不满或仅形成很矮 的飞边 2）坯料体积的精确性对锻件尺寸和是否出现纵向飞边有 重要影响 3）打击能量或模压力是否合适对 闭式模锻的成形情况有重要影响 4）坯料形状和尺寸比例是否合适， 在模膛中定位是否正确对金属分布的 均匀性有重要影响 挤压是金属在三个方向的不均匀压应力的作用下， 从模孔中挤出或流入模膛内以获得所需尺寸、形状的制 品或零件的锻造工序。 ● 冶金厂 —— 型材 ● 机械制造厂—— 锻件和零件 ●提高金属的变形能力 ●生产制品综合质量高 挤压变形可以改善金属材料的组织，提高其力学性能，与轧制、锻造等加工方法相比，挤压制品的尺寸精度高、表面质量好。 ●节约原材料? 挤压属于少、无切削加工，大大节约了