精鍛工藝對精密制坯、預鍛、終鍛、切毛邊設備有嚴格的要求。這是因為鍛造設備及其工裝條件對精密鍛造效果有直接的影響,因此,選擇合適的設備就成為完成精密鍛造的重要條件。
如何選擇鍛造設備,取決于所鍛造的零件及其材料的要求,同時要考慮以下幾個因素:
(1)滿足鍛件變形所需要的能量。一定材料的不同工序(如擠壓、鐓粗、彎曲、鍛造變形等),在設備的滑塊行程的范圍內鍛造所需要的能量不同。鍛件最大幾何形狀載荷能量的最大值受工藝參數的影響,在工作行程的瞬間,設備的有效載荷能量應該大于鍛造所需要的最大能量,否則鍛造設備將有可能因過載而遭到損壞。
(2)工藝所要求的特性。主要指設備單位時間的行程次數、滑塊加載期間的速度。設備的行程次數不僅決定生產率,也決定鍛造時滑塊的加載速度,而加載速度又決定加壓過程的時間和變形速度或應變速率,進而影響變形材料的流動應力和鍛造所需要的載荷能量。加壓過程的接觸時間或鍛件在模膛中受到變形載荷的時間越長,鍛件與模具之間的熱傳導越嚴重,這將使模膛中的鍛件迅速降溫,從而造成模具的快速磨損。所以應該根據鍛件的材料和幾何形狀來選擇合適的行程次數、加載速度以及短的接觸時間。
(3)滿足鍛件所要求的精密度。設備的精密度特性對鍛件的形狀尺寸公差產生直接的影響。例如,設備上下工作臺面的平行度、導軌間隙、模具模座的同心度、結構強度等,特別是在承受偏心載荷條件下,如果上述因素不符合要求,將導致模具磨損和鍛件形狀尺寸超差。一般情況下,剛性大的壓力機的變形較小。在同樣條件下,設備剛性越好,由于毛坯體積和溫度變化所引起的鍛件厚度的變化越小。因此,精密鍛造應該選擇剛性大的鍛造設備。
精密鍛造設備的比較。當前使用比較普遍的精密鍛造終鍛設備主要是熱模鍛曲柄機械壓力機、電動螺旋壓力機、液壓螺旋壓力機、摩擦壓力機、全液壓機等,這些設備各有其不同的工藝參數和鍛造特性。
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