多向模鍛
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2022-02-11
多向模鍛的實例教程
(5)促進產(chǎn)學(xué)研合作創(chuàng)新，組織專家組會同成員單位，解決多向模鍛共性技術(shù)，攻克關(guān)鍵技術(shù)，突破企業(yè)發(fā)展的技術(shù)“瓶頸”，致力于成員單位綜合實力的提升，促進民族品牌的發(fā)展壯大。
仰取俯拾
“學(xué)院擁有高水平多向模鍛技術(shù)研究團隊，參與了關(guān)于鍛件國家標準的制定，聯(lián)合出版了國內(nèi)首部多向模鍛技術(shù)專著，開展了多向模鍛技術(shù)的理論研究和應(yīng)用技術(shù)研究，并取得了多項研究成果。”辛教授向我們介紹學(xué)院多向模鍛技術(shù)團隊在鍛造科研方面取得的成果時說到。
6.5MN多向模鍛擠壓液壓機
多向模鍛技術(shù)團隊在研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計建造了6.5MN多向模鍛擠壓液壓機，該壓機的本體采用整體板框結(jié)構(gòu)，多向模鍛的合模采用4缸對稱分布，主穿孔缸位于4合模缸的中心,全部為缸底支撐；兩水平缸為拉桿缸底支撐，除此之外，為實現(xiàn)一機多用的目的，主穿孔缸活塞設(shè)計制造為空心活塞，當作為擠壓液壓機時，活塞孔即為擠壓產(chǎn)品的出料孔，下橫梁設(shè)有多向模鍛的頂出缸，此缸還是擠壓時的芯棒驅(qū)動缸。6.5MN多向模鍛液壓機設(shè)計制造有移動工作臺，方便模具的裝卸，為保證移動工作臺復(fù)位準確，采用雙向方錐鍵定位。
10.0MN 多向模鍛液壓機
多向模鍛技術(shù)團隊還設(shè)計制造了一臺10.0MN多向模鍛液壓機，該壓機本體采用4柱預(yù)緊結(jié)構(gòu)，合模采用4缸方式，主穿孔缸位于4合模缸的中心。動梁滑塊八面導(dǎo)向，為減小偏載載荷狀況下立柱的變形，提高滑塊的運動精度，采用了滑塊加強立柱的結(jié)構(gòu)。主穿孔缸與水平缸均采用復(fù)合缸，使得壓機結(jié)構(gòu)緊湊，除此之外，由于凸模分為可以相對運動的兩部分，可有效地改變坯料充填模腔的順序，減小坯料在充填模腔過程中的反流，這不僅節(jié)省能量、減少模腔的磨損，還可防止鍛件表面折疊或內(nèi)部撕裂。對于閥體、缸體鍛件也能有效地減小壁厚的偏差。
展開 隨著低碳、節(jié)能、綠色制造技術(shù)的發(fā)展，多向模鍛技術(shù)愈來愈受到人們的重視，為適應(yīng)多向模鍛技術(shù)的推進，文中介紹并分析了國內(nèi)外現(xiàn)有多向模鍛液壓機本體的典型結(jié)構(gòu)，在此基礎(chǔ)上，研究設(shè)計并制造了三種新結(jié)構(gòu)的多向模鍛液壓機本體，說明了每種新結(jié)構(gòu)的技術(shù)特點與優(yōu)勢。
現(xiàn)有多向模鍛液壓機的結(jié)構(gòu)分析
隨著多向模鍛技術(shù)的發(fā)展，作為技術(shù)的重要組成部分，多向模鍛設(shè)備的結(jié)構(gòu)也在不斷地出現(xiàn)新的形式，下面是文獻介紹的國內(nèi)外多向模鍛設(shè)備的結(jié)構(gòu)。
U 形下橫梁的結(jié)構(gòu)
U 形下橫梁的三梁四柱結(jié)構(gòu)，是最早的一種多向模鍛設(shè)備的結(jié)構(gòu)，其機構(gòu)特點是，在常規(guī)液壓機下橫梁的左右兩端加高，使下橫梁成為字母U 形，把水平缸安裝在U 形下橫梁的兩個豎起部分，合模缸仍安裝在上橫梁上。該結(jié)構(gòu)具有如下優(yōu)點：
⑴左右水平缸載荷平衡于下梁，液壓機立柱不承載，變形小；
⑵結(jié)構(gòu)簡單，制造難度小；
⑶鍛造操作空間大，方便安裝輔助設(shè)備。
缺點是U 形易張口，水平部分剛度低，兩水平柱塞的同軸性差，僅適用于小型多向模鍛液壓機，開封高壓閥門廠的8.0MN 多向模鍛液壓機如圖1 所示。
圖1 8.0MN 多向模鍛液壓機
垂直水平獨立機架結(jié)構(gòu)
為了克服U 形下橫梁的三梁四柱結(jié)構(gòu)的缺點,研究了垂直水平獨立機架結(jié)構(gòu)，它的結(jié)構(gòu)特點是，主機架由垂直機架和水平機架組成，合模缸與垂直穿孔缸安裝在垂直機架的上橫梁上，水平缸安裝在水平機架上，垂直、水平機架相對分開，載荷也由對應(yīng)的機架承受，兩水平柱塞的同軸性好。缺點是當左右水平載荷不等時，水平機架平衡困難，操作空間小。可用于大型多向模鍛液壓機，西南鋁業(yè)的100MN 多向模鍛液壓機就是垂直水平獨立機架結(jié)構(gòu)，如圖2 所示。
展開 引起龜裂的內(nèi)因可能是多方面的：①原材料合Cu、Sn等易熔元素過多。②高溫長時間加熱時，鋼料表面有銅析出、表面晶粒粗大、脫碳、或經(jīng)過多次加熱的表面。③燃料含硫量過高，有硫滲人鋼料表面。
6.飛邊裂紋
飛邊裂紋是模鍛及切邊時在分模面處產(chǎn)生的裂紋。飛邊裂紋產(chǎn)生的原因可能是：①在模鍛操作中由于重擊使金屬強烈流動產(chǎn)生穿筋現(xiàn)象。②鎂合金模鍛件切邊溫度過低；銅合金模鍛件切邊溫度過高。
7.分模面裂紋
分模面裂紋是指沿鍛件分模面產(chǎn)生的裂紋。原材料非金屬夾雜多，模鍛時向分模面流動與集中或縮管殘余在模鍛時擠人飛邊后常形成分模面裂紋。
8.折疊
折疊是金屬變形過程中已氧化過的表層金屬匯合到一起而形成的。它可以是由兩股(或多股)金屬對流匯合而形成；也可以是由一股金屬的急速大量流動將鄰近部分的表層金屬帶著流動，兩者匯合而形成的；也可以是由于變形金屬發(fā)生彎曲、回流而形成；還可以是部分金屬局部變形，被壓人另一部分金屬內(nèi)而形成。折疊與原材料和坯料的形狀、模具的設(shè)計、成形工序的安排、潤滑情況及鍛造的實際操作等有關(guān)。
折疊不僅減少了零件的承載面積，而且工作時由于此處的應(yīng)力集中往往成為疲勞源。
9.穿流
穿流是流線分布不當?shù)囊环N形式。在穿流區(qū)，原先成一定角度分布的流線匯合在一起形成穿流，并可能使穿流區(qū)內(nèi)、外的晶粒大小相差較為懸殊。穿流產(chǎn)生的原因與折疊相似，是由兩股金屬或一股金屬帶著另一股金屬匯流而形成的，但穿流部分的金屬仍是一整體。
穿流使鍛件的力學(xué)性能降低，尤其當穿流帶兩側(cè)晶粒相差較懸殊時，性能降低較明顯。
10.鍛件流線分布不順
鍛件流線分布不順是指在鍛件低倍上發(fā)生流線切斷、回流、渦流等流線紊亂現(xiàn)象。
展開 3）閥門品種多 在20世紀80年代以前，我國閥門行業(yè)只能生產(chǎn)600多個品種系列、2700多個規(guī)格的閥門產(chǎn)品；到2005年，已經(jīng)生產(chǎn)3000多個型號、40000多個規(guī)格的閥門產(chǎn)品， 品種包括閘閥、截止閥、節(jié)流閥、旋塞閥、球閥、蝶閥、隔膜閥、止回閥、安全閥、減壓閥、疏水閥、 調(diào)節(jié)閥和其他閥類等，共計14大類。
4）技術(shù)水平提高 閥門產(chǎn)品的設(shè)計和制造水平及產(chǎn)品質(zhì)量都在不斷提高，許多閥門制造企業(yè)已經(jīng)能夠按照國際標準和國外先進標準（ASME、 API、 EN、BS 等標準）生產(chǎn)閥門產(chǎn)品，當時總體水平已達到 20世紀 90年代中期國際水平，部分產(chǎn)品達到或接近當代國際先進水平。閥門行業(yè)的技術(shù)標準體系已比較完整。
閥門行業(yè)多數(shù)企業(yè)取得了ISO 9001質(zhì)量保證體系認證，有約50家取得API和CE認證。
我國的許多閥門產(chǎn)品已打入了國際市場，出口到包括美國、歐洲和日本等發(fā)達國家在內(nèi)的世界許多國家和地區(qū)。據(jù)不完全統(tǒng)計，2005年我國出口閥門產(chǎn)品近20億美元。
5）制造工藝水平提高 閥門行業(yè)制造工藝水平不斷提高，許多企業(yè)采用了先進的樹脂砂脫箱造型線生產(chǎn)鑄件毛坯，鑄件化學(xué)成分采用直讀光譜儀進行快速分析，采用鈷 60γ 射線對鑄件進行缺陷檢測；鍛造采用了模鍛和多向模鍛工藝；焊接采用了摩擦焊、二氧化碳氣體保護焊、等離子噴焊等先進工藝，閥門焊接技術(shù)已達到國際水平。多數(shù)閥門企業(yè)采用組合機床、數(shù)控機床等先進設(shè)備進行機械加工，部分企業(yè)已經(jīng)使用加工中心。
6）全行業(yè)工業(yè)生產(chǎn)總值增長快 據(jù)2005年末統(tǒng)計，我國共有規(guī)模以上閥門制造企業(yè) （年銷售收入在500萬元以上）1200多家；共完成工業(yè)總產(chǎn)值503. 07億元，同比增長61%；利潤總額30. 33億元， 同比增長77%；進口和出口交貨值均達到近20億美元，同比增長70%以上。
展開 引起龜裂的內(nèi)因可能是多方面的：
（1）材料合Cu、Sn等易熔元素過多；
（2）高溫長時間加熱時，鋼料表面有銅析出、表面晶粒粗大、脫碳、或經(jīng)過多次加熱的表面；
（3）燃料含硫量過高，有硫滲人鋼料表面。
飛邊裂紋
鍛造飛邊裂紋是模鍛及切邊時在分模面處產(chǎn)生的裂紋。飛邊裂紋產(chǎn)生的原因可能是：①在模鍛操作中由于重擊使金屬強烈流動產(chǎn)生穿筋現(xiàn)象。②鎂合金模鍛件切邊溫度過低；銅合金模鍛件切邊溫度過高。
分模面裂紋
鍛造分模面裂紋是指沿鍛件分模面產(chǎn)生的裂紋。原材料非金屬夾雜多，模鍛時向分模面流動與集中或縮管殘余在模鍛時擠人飛邊后常形成分模面裂紋。
折疊
鍛造折疊是金屬變形過程中已氧化過的表層金屬匯合到一起而形成的。它可以是由兩股（或多股）金屬對流匯合而形成；也可以是由一股金屬的急速大量流動將鄰近部分的表層金屬帶著流動，兩者匯合而形成的；也可以是由于變形金屬發(fā)生彎曲、回流而形成；還可以是部分金屬局部變形，被壓人另一部分金屬內(nèi)而形成。折疊與原材料和坯料的形狀、模具的設(shè)計、成形工序的安排、潤滑情況及鍛造的實際操作等有關(guān)。
鍛造折疊不僅減少了零件的承載面積，而且工作時由于此處的應(yīng)力集中往往成為疲勞源。
穿流
鍛造穿流是流線分布不當?shù)囊环N形式。在穿流區(qū)，原先成一定角度分布的流線匯合在一起形成穿流，并可能使穿流區(qū)內(nèi)、外的晶粒大小相差較為懸殊。穿流產(chǎn)生的原因與折疊相似，是由兩股金屬或一股金屬帶著另一股金屬匯流而形成的，但穿流部分的金屬仍是一整體。
鍛造穿流使鍛件的力學(xué)性能降低，尤其當穿流帶兩側(cè)晶粒相差較懸殊時，性能降低較明顯。
鍛件流線分布不順
鍛造鍛件流線分布不順是指在鍛件低倍上發(fā)生流線切斷、回流、渦流等流線紊亂現(xiàn)象。
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多向模鍛的最新內(nèi)容
原材料非金屬夾雜多，模鍛時向分模面流動與集中或縮管殘余在模鍛時擠人飛邊后常形成分模面裂紋。
折疊
鍛造折疊是金屬變形過程中已氧化過的表層金屬匯合到一起而形成的。它可以是由兩股（或多股）金屬對流匯合而形成；也可以是由一股金屬的急速大量流動將鄰近部分的表層金屬帶著流動，兩者匯合而形成的；也可以是由于變形金屬發(fā)生彎曲、回流而形成；還可以是部分金屬局部變形，被壓人另一部分金屬內(nèi)而形成。
5）制造工藝水平提高 閥門行業(yè)制造工藝水平不斷提高，許多企業(yè)采用了先進的樹脂砂脫箱造型線生產(chǎn)鑄件毛坯，鑄件化學(xué)成分采用直讀光譜儀進行快速分析，采用鈷 60γ 射線對鑄件進行缺陷檢測；鍛造采用了模鍛和多向模鍛工藝；焊接采用了摩擦焊、二氧化碳氣體保護焊、等離子噴焊等先進工藝，閥門焊接技術(shù)已達到國際水平。多數(shù)閥門企業(yè)采用組合機床、數(shù)控機床等先進設(shè)備進行機械加工，部分企業(yè)已經(jīng)使用加工中心。
現(xiàn)有多向模鍛液壓機的結(jié)構(gòu)分析
隨著多向模鍛技術(shù)的發(fā)展，作為技術(shù)的重要組成部分，多向模鍛設(shè)備的結(jié)構(gòu)也在不斷地出現(xiàn)新的形式，下面是文獻介紹的國內(nèi)外多向模鍛設(shè)備的結(jié)構(gòu)。
帶側(cè)法蘭三通閥體的多向模鍛
多向模鍛技術(shù)團隊還開發(fā)了帶側(cè)法蘭三通閥體多向模鍛工藝，該閥體多用于石油化工行業(yè)，它的技術(shù)難度較無法蘭三通閥體大，主要集中在兩側(cè)法蘭的成形與測通道的穿孔。
原材料非金屬夾雜多，模鍛時向分模面流動與集中或縮管殘余在模鍛時擠人飛邊后常形成分模面裂紋。
8.折疊
折疊是金屬變形過程中已氧化過的表層金屬匯合到一起而形成的。它可以是由兩股(或多股)金屬對流匯合而形成；也可以是由一股金屬的急速大量流動將鄰近部分的表層金屬帶著流動，兩者匯合而形成的；也可以是由于變形金屬發(fā)生彎曲、回流而形成；還可以是部分金屬局部變形，被壓人另一部分金屬內(nèi)而形成。
