大型軸類鍛件
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鍛造應(yīng)力是影響水冷模鍛件裂紋的主要原因。鍛件在結(jié)晶和冷卻過程中定然會產(chǎn)生應(yīng)力;從整體上消除這些應(yīng)力是困難的,甚至是不可能的,但可以將它們越小化。因此,只有在凝固過程中盡量減小鍛件內(nèi)外層之間的溫差,降低鍛件的收縮應(yīng)力,并使鍛件凝固和冷卻過程中產(chǎn)生的拉伸應(yīng)力和壓縮應(yīng)力趨于干平衡,才能防范鍛件中的裂紋。
為了調(diào)整鍛造應(yīng)力,已研究在水冷模具的水箱中放置溫度調(diào)節(jié)板,以使鍛打配件各部分之間的溫差越小,并在水冷模和模具一側(cè)的調(diào)節(jié)塊上粘貼隔熱紙,以降低該部分鍛件的冷卻速度。這些措施有一定成果,但并不難使用。
通過研究認(rèn)為,只有改變水冷模的模具結(jié)構(gòu),-模具本身的散熱條件,才能調(diào)整鍛造應(yīng)力,防范造裂紋。在生產(chǎn)中,大型軸類鍛件鍛造廠家,有人使用了各種不同規(guī)格和重量的水冷模具。通常,隨著鍛件尺寸的增加,產(chǎn)生鍛造裂紋的趨勢增加。隨后,通過改變模具結(jié)構(gòu)來調(diào)整鍛造應(yīng)力。
目前,重達(dá)26公斤和45公斤的兩種鍛件基本沒有裂紋。理論上,扁錠的寬厚比應(yīng)在4到7之間。然而,在生產(chǎn)實(shí)踐中,我們發(fā)現(xiàn)小于7越利于調(diào)整鍛造應(yīng)力。鍛件的厚度和模具本身的厚度也是調(diào)整鍛造應(yīng)力的重要參數(shù)。此外,箱中冷卻水的流動方向值得考慮,以改變鍛打配件的散熱條件。
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預(yù)成形坯的設(shè)計(jì)是根據(jù)鍛件的重量、密度、形狀和尺寸要求,設(shè)計(jì)預(yù)成形坯的密度、形狀和尺寸的。基本的原則就是在鍛造時有利于預(yù)成形坯的致密和充滿模膛,同時在充滿模膛前應(yīng)盡可能使預(yù)成形坯有較大的橫向塑性流動。但在充滿模具型腔前的塑性變形量不能大于預(yù)成形坯塑性允許的-值。另外還必須考慮預(yù)成形坯在充滿模具型腔時,各部位的應(yīng)力狀態(tài)應(yīng)盡可能處于三向壓應(yīng)力狀態(tài)下,避免或減小拉應(yīng)力狀態(tài)。
預(yù)成形坯密度選擇,密度是預(yù)成形坯的基本參數(shù)。根據(jù)預(yù)成形坯密度及鍛件,求得預(yù)成形坯的體積,然后根據(jù)預(yù)成形坯的高徑比,分別確定預(yù)成形坯的高度及徑向尺寸。以此作為壓制模尺寸設(shè)計(jì)的依據(jù)。
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關(guān)于機(jī)械鍛件的清理方法是將速度高的砂;蜩F丸,至鍛件表面或借助鍛件之間、鍛件與設(shè)備構(gòu)件之間的碰撞或摩擦作用,以除去鍛件表面的氧化皮,常用的機(jī)械清理設(shè)備是噴砂機(jī)、噴丸機(jī)和滾筒機(jī)等。
噴砂機(jī)的工作原理,是利用壓縮空氣壓力,使砂粒產(chǎn)生加速運(yùn)動,撞擊鍛件表面的氧化皮及污物,從而使其脫落,這種去除氧化皮及污物的方法稱為噴砂處理,如果將砂粒換成鐵丸,則稱噴丸處理。
固體砂粒通常采用硅砂,生產(chǎn)時硅砂的消耗量約為機(jī)械鍛件的5%~10%;如果使用鐵丸,其消耗量為鍛件的0.05%~0.1%。在這兩種材料中,硅砂的價格便宜,來源很廣,又不易損害鍛件,噴砂后鍛件表面通常呈銀灰色,潔凈美觀,用于工具、刀具和形狀復(fù)雜的鍛件表面清理。
根據(jù)其工作原理,噴砂機(jī)可分為吸力式、重力式和增壓式三種,其中,吸力式噴砂機(jī)應(yīng)用很廣,另外,在重力式噴砂機(jī)中,砂子借自重流入混合室中,再由噴嘴噴出,對于增壓式噴砂機(jī),主要是利用壓縮空氣給砂子以壓力,促使其流入至混合室或吸砂管內(nèi)。
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