(一)鍛造的種類
鍛造是屬于壓力加工生產(chǎn)方法中的一部分,鍛造生產(chǎn)可以按不同方式分類。
1.按毛坯鍛打時的溫度分
(1)熱鍛。將坯料加熱到一定溫度再進行鍛造稱為熱鍛。它是目前應(yīng)用最廣泛的一種鍛造工藝。
(2)冷鍛。將坯料在常溫下進行鍛造稱為冷鍛,如冷鐓和冷擠壓等。冷鍛所需的鍛壓設(shè)備噸位較大。冷鍛可以獲得較高精度和強度以及較光潔表面的鍛件。
(3)溫鍛(又稱半熱鍛)。坯料的加熱溫度小于熱鍛時的溫度。它所需設(shè)備噸位較冷鍛小,可鍛制強度較高和表面較粗糙的鍛件,是目前正在發(fā)展中的一種新工藝。
2.按作用力分
(1)手工鍛造(簡稱手鍛)。依靠手鍛工具盒人力的打擊,在鐵砧上將毛坯鍛打成預(yù)定形狀的鍛件。常用于修配零件和初學(xué)者的訓(xùn)練。
(2)機器鍛造(簡稱機鍛)。依靠鍛造工具在各種鍛造設(shè)備上將坯料制成鍛件。機鍛按所用的設(shè)備和工具不同,又可分為自由鍛造、模型鍛造、胎膜鍛造和特種鍛造四類:
①自由鍛造(簡稱自由鍛)。它是將加熱到一定溫度的金屬坯料放在自由鍛造設(shè)備的上下砧之間進行鍛造,由操作者控制金屬的變形而獲得預(yù)期形狀的鍛件。它適用于單件,小批量生產(chǎn)。
②模型鍛造:簡稱模鍛。它是將加熱到一定溫度的金屬坯料放到固定于模鍛設(shè)備上的模具型腔內(nèi)進行鍛造并限制其變形,從而獲得與模具型腔一致的鍛件的生產(chǎn)方法。它適用于大批量生產(chǎn)。
③胎膜鍛造:簡稱胎膜鍛。它是介于自由鍛和模鍛之間的一種變形方式,把加熱到一定溫度的金屬坯料,用自由鍛的方法通過不固定于自由鍛設(shè)備上的胎膜來獲得成型的鍛件。它適用于中批量生產(chǎn)。
④特種鍛造:它是在專用設(shè)備上或特殊模具內(nèi)使金屬坯料成形的一種鍛造工藝方法。如精密鍛造、輥鍛軋制、輾環(huán)軋制、螺旋斜軋、橫向軋制、擠壓成形等。特種鍛造是較先進的加工工藝,其特點是盡量使鍛壓件的形狀接近零件的形狀,達到少切削或無切削加工的目的,可以提高鍛件的表面質(zhì)量。
(二)鍛造的加工原理
鍛壓原理是金屬坯料在外力作用下產(chǎn)生塑性變形(也稱永久變形),使其達到預(yù)期的形狀和尺寸。因此,塑性變形是鍛造加工的基礎(chǔ)。
金屬坯料在外力作用下,首先產(chǎn)生的是彈性變形,當(dāng)外力超過一定限度后便產(chǎn)生塑性變形。金屬坯料塑性變形的能力的大小取決于金屬的化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)和金屬變形時的溫度。同時也與坯料表面粗糙度、表面有無裂紋等因素有關(guān)。
金屬在塑性變形過程中,將遵循著體積不變和按最小阻力方向變形的兩個基本規(guī)律。即金屬坯料在塑形變形前后的體積是相等的(塑性變形過程中體積會發(fā)生微小的變化,但可以忽略不計);而其變形的流動趨向總是向著阻力最小的方向。