锻件几何结构的复杂性决定了其模锻工艺与模具设计之间的明显差异。明确锻件结构类型是工艺设计的必要前提。预锻步图根据最终锻步图设计,设计时必须注意以下问题。
为了使金属在最终锻造过程中以墩厚填充槽,预锻件的高度尺寸应比最终锻件的相应高度尺寸大2-5mm;水平尺寸应适当减小,预锻件的横截面积应大于最终锻件的相应横截面积。
如果最终锻件的截面为圆形,则相应的预锻件截面为椭圆形,截面的椭圆形约为最终锻件相应截面直径的4%-5%。
应严格控制预锻件各部分的体积,使多余的金属在最终锻件过程中能够合理流动,避免金属回流、折叠等缺陷。例如,预锻件步骤的金属体积比最终锻件步骤大1%-6%。对于需要冲孔的锻件,当孔径不大时,预锻件的内孔深度与最终锻件相应的内孔深度之差不大于5mm,否则最终锻件时,内孔会沿径向流动更多的金属,形成折叠或辅助。当孔径较大时,还必须设计最终锻件槽的连接皮,以容纳多余的金属。
应考虑最终锻造槽中预锻件的定位。因此,预锻步图中某些部位的形状和尺寸应与最终锻件基本一致,以避免部分空白偏差引起的不满,另一部分产生过多的边缘。
预锻槽一般不带毛边槽,但对于一些形状复杂的锻件,应考虑在预锻槽的某些部位设置毛边槽。桥梁高度比最终锻造毛边槽高30%-60%,桥梁宽度和仓库高度较小。
当金属在最终锻造过程中不能用墩厚填充槽时,必须在最终锻造开始时将预锻件侧面与模壁接触,以限制金属向外流动,从而迫使金属向槽深处流动。为避免孔内壁折叠,最终锻造槽中冲孔凸头的圆角不宜过小。
模锻可分为热模锻、温锻和冷锻。温锻和冷锻是模锻未来的发展方向,也代表了锻造技术水平。
根据材料,模具锻造也可分为黑色金属模具锻造、有色金属模具锻造和粉末产品成型。顾名思义,属和粉末冶金材料,如碳钢、铜和铝。挤压应属于模锻,可分为重金属挤压和轻金属挤压。
闭式模锻和闭式墩锻是模锻的两种先进工艺。由于没有飞边,材料的利用率很高。复杂锻件的精加工可以通过一个或几个过程来完成。由于没有飞边,锻件的应力面积减少,所需负荷也减少。但是,应注意不要完全限制空白。因此,应严格控制空白体积,控制锻件的相对位置,测量锻件,努力减少锻件的磨损。