Question

模锻为什么要多个模膛

Answer 1

在外力的作用下使金属坯料在模具内产生塑性变形并充满模膛（模具型腔）以获得所需形状和尺寸的锻件的锻造方法。大多数金属是在热态下模锻的，所以模锻也称为热模锻。与自由锻相比，模锻能够锻出形状更为复杂、尺寸比较准确的锻件，生产效率比较高，可以大量生产形状和尺寸都基本相同的锻件，便于随后的切削加工过程采用自动机床和自动生产线。模锻后的锻件内部形成带有方向性的纤维组织，即流线。选定合理的模锻工艺和模具，使流线的分布与零件的外形一致，可以显著提高锻件的机械性能。但模锻需要专用的模具，模具必须用优质合金工具钢制造，模膛形状复杂，要求精度高，加工量大，生产周期长，价格昂贵。因此，模锻一般适用于大批量生产，或用于批量虽不大，但对锻件的形状和性能有较高要求的场合。
模锻件的精度高,加工余量小加工余量的决定需要考虑模具的制造精度及其使用中的磨损、金属的冷缩和表面氧化、金属流动和充填状态、锻造需要的斜度、圆角和锻造偏差以及切削加工所需的余量等。在实际生产中，锻件加工余量都按标准选用。使用特殊的精密锻造工艺，严格控制锻件的局部公差,不留切削加工余量,不再切削，是现代模锻技术的发展方向之一。
模锻通常按所用的设备分为锤模锻、热模锻压力机模锻、螺旋压力机模锻、水压机模锻、平锻机模锻和电热镦等。
锤模锻 在生产中应用较广泛锻模分上下两块,分别固定在模锻锤的锤头和砧座上，靠锤头上的上模向砧座上的下模打击(无砧座模锻锤是上下砧对击)使锻件成形。坯料常要经过若干制坯工序，为此在锻模上设有相应的多个模膛。锻造时，先将坯料加热到始锻温度（见锻坯加热）再由人工将锻坯按工序移置于相应的模膛中，接受锻锤依次打击，并在终锻模膛中最后成形。典型的锤模锻经过6个工序（图1[锤锻模基本工序]中无镦粗工序）。①镦粗:用来减小坯料高度,增大横截面积。②拔长：将坯料绕轴线翻转并沿轴线送进，用来减小坯料局部截面，延长坯料长度。③滚压：操作时只翻转不送进，可使坯料局部截面聚集增大，并使整个坯料的外表圆浑光滑。④弯曲：用来改变坯料轴线形状。⑤预锻：改善锻件成形条件，减少终锻模膛的磨损。⑥终锻：使锻件最终成形，决定锻件的形状和精度。在终锻模膛的四周开有飞边槽。
模锻锤的打击速度快，冲击能量较大，打击的轻重可以由操作者随意控制，所以对锻件的适应性好，可以锻1千克以下到200千克左右的各种复杂形状的锻件，如发动机连杆、曲轴、汽车万向节、前梁和各种齿轮。锤模锻的生产率高,设备投资少。缺点是振动和噪音大,操作技术不太容易掌握,工人劳动条件差,劳动强度大。另外，模锻锤一般没有顶出装置，锻件需要较大的模锻斜度，模具的寿命较低。
热模锻压力机模锻 热模锻压力机一般是曲柄式机械压力机。它的振动和噪音比锤模锻小，操作技术也比较容易掌握，生产率高，便于采用机械手实现自动化生产。热模锻压力机的刚性好，滑块导向精度高，有锻件顶出装置，可以用较小的模锻斜度。中国第二汽车制造厂的以120000千牛热模锻压力机为主，配有辊锻机、切边压力机、扭转机、矫正压力机、机械手和传送装置的自动锻造生产线，每小时可锻汽车曲轴或前梁60～90根。热模锻压力机的行程是固定的，不能代替辊锻机或其他设备来完成相应的制坯操作，也不能像锻锤那样利用冲击惯量来成形锻件。为了使锻件充满模膛，往往需要增加预锻的次数，使坯料在几个模膛内逐渐地接近锻件形状，因此模具的结构比较复杂。热模锻压力机模锻适用于大批量生产。
螺旋压力机模锻 螺旋压力机的特点是锻锤冲击惯量大,而且机械压力机导向好,有顶出装置，不需要蒸汽动力，是比较万能的模锻设备。它只出少量飞边，出模角很小，锻后由顶杆将锻件顶出。对于中小型锻件的单模膛锻造效果很好，特别是镦锻气门、螺栓等带杆零件的头部。形状复杂的锻件可在其他设备上预先制坯，然后在螺旋压力机上终锻。
水压机模锻 水压机的工作速度低，行程大，压力高，并且可以调节，有顶出装置；如有需要还可以从几个方向施加压力（多向模锻水压机）。巨型水压机的压力达到几十万千牛，工作平台面积达几十平方米。它适用于模锻大型钢、钛合金、铝合金和镁合金锻件，特别是大型航空锻件，如飞机框架、起落架大梁。多向模锻水压机则适合于模锻各种多空膛复杂锻件，如高压机壳、阀体和三叉、四叉管子接头等（图2 [多向模锻示意]）。
平锻机模锻 也称平锻，是镦锻长杆件、管件的头部和用棒料制造带通孔环形件的常用方法，如制造长轴的法兰部分、轴承环等。图3 [平锻机模锻件成形工序]为典型的平锻机模锻件成形工序。图4 [平锻模及其运动过程]为平锻模及其运动过程。工作时,活动凹模移动,将端部已加热的棒料夹住，然后由固定在主滑块上的多工位凸模进行镦锻，使金属充满模具的模膛。如果棒料的变形部分长度大于棒料直径的3倍,则必须在预锻、终锻之前对棒料端部进行一次或几次聚积，避免镦锻时棒料弯曲或产生折叠。锻通孔时，先锻出带盲孔的锻件，然后在冲头穿孔时将锻件与棒料分离。平锻件一般不产生飞边或只产生较小的飞边，所以材料的利用率高，但需要将棒料夹住后锻造，所以要求棒料有较小的直径公差。
电热镦 对棒料端头边加热边施加压力，使之镦粗变形的模锻工艺(图5[电热镦粗])将棒料的一端通电,利用棒料本身的电阻进行接触加热，同时对棒料的端部施加轴向压力，使一端逐渐变热变粗，直到充满模膛和成形。这种方法将加热和变形合并在一台机械上同时进行，所以成形好、效率高，主要用于内燃机气门的成形。
随着技术的进步，除了传统的模锻方法在不断完善外,还出现了许多精密高速的模锻新工艺和新设备。例如，用液压螺旋压力机精锻汽轮机叶片，叶片表面只留少量的磨削余量;精密模锻齿轮,齿形可以不再进行机械加工；多工位自动热镦机成形长棒料或成盘棒料被送进、加热、切成定长毛坯，然后在3～4个工位里成形。整个过程自动进行,每分钟可锻3千克左右的齿坯和轴承环坯40～70件。高速锤锻造是用特殊设备进行的模锻。挤压和冷镦，广义地说也属于模锻

Answer 2

跟切削一样，需要控制进给量，一次形成阻力太大，影响机器和模具寿命

Answer 3

（1）模锻的概念：
模锻就是在外力的作用下使金属坯料在模具内产生塑性变形并充满模膛（模具型腔）以获得所需形状和尺寸的锻件的锻造方法。大多数金属是在热态下模锻的，所以模锻也称为热模锻。与自由锻相比，模锻能够锻出形状更为复杂、尺寸比较准确的锻件，生产效率比较高，可以大量生产形状和尺寸都基本相同的锻件，便于随后的切削加工过程采用自动机床和自动生产线。
（2）需要多个模膛的原因：
模锻件的精度高，加工余量小加工余量的决定需要考虑模具的制造精度及其使用中的磨损、金属的冷缩和表面氧化、金属流动和充填状态、锻造需要的斜度、圆角和锻造偏差以及切削加工所需的余量等。因此在实际生产中，一个模锻需要多个模膛。