緩衝電路

[拼音]：muduan

[英文]：die forging

在外力的作用下使金屬坯料在模具內產生塑性變形並充滿模膛（模具型腔）以獲得所需形狀和尺寸的鍛件的鍛造方法。大多數金屬是在熱態下模鍛的，所以模鍛也稱為熱模鍛。與自由鍛相比，模鍛能夠鍛出形狀更為複雜、尺寸比較準確的鍛件，生產效率比較高，可以大量生產形狀和尺寸都基本相同的鍛件，便於隨後的切削加工過程採用自動機床和自動生產線。模鍛後的鍛件內部形成帶有方向性的纖維組織，即流線。選定合理的模鍛工藝和模具，使流線的分佈與零件的外形一致，可以顯著提高鍛件的機械效能。但模鍛需要專用的模具，模具必須用優質合金工具鋼製造，模膛形狀複雜，要求精度高，加工量大，生產週期長，價格昂貴。因此，模鍛一般適用於大批量生產，或用於批量雖不大，但對鍛件的形狀和效能有較高要求的場合。

模鍛件的精度高，加工餘量小。加工餘量的決定需要考慮模具的製造精度及其使用中的磨損、金屬的冷縮和表面氧化、金屬流動和充填狀態、鍛造需要的斜度、圓角和鍛造偏差以及切削加工所需的餘量等。在實際生產中，鍛件加工餘量都按標準選用。使用特殊的精密鍛造工藝，嚴格控制鍛件的區域性公差，不留切削加工餘量，不再切削，是現代模鍛技術的發展方向之一。

模鍛通常按所用的裝置分為錘模鍛、熱模鍛壓力機模鍛、螺旋壓力機模鍛、水壓機模鍛、平鍛機模鍛和電熱鐓等。

錘模鍛

在生產中應用較廣泛。鍛模分上下兩塊，分別固定在模鍛錘的錘頭和砧座上，靠錘頭上的上模向砧座上的下模打擊(無砧座模鍛錘是上下砧對擊)使鍛件成形。坯料常要經過若干製坯工序，為此在鍛模上設有相應的多個模膛。鍛造時，先將坯料加熱到始鍛溫度（見鍛坯加熱）再由人工將鍛坯按工序移置於相應的模膛中，接受鍛錘依次打擊，並在終鍛模膛中最後成形。典型的錘模鍛經過6個工序（圖1中無鐓粗工序）。

（1）鐓粗:用來減小坯料高度，增大橫截面積。

（2）拔長：將坯料繞軸線翻轉並沿軸線送進，用來減小坯料區域性截面，延長坯料長度。

（3）滾壓：操作時只翻轉不送進，可使坯料區域性截面聚集增大，並使整個坯料的外表圓渾光滑。

（4）彎曲：用來改變坯料軸線形狀。

（5）預鍛：改善鍛件成形條件，減少終鍛模膛的磨損。

（6）終鍛：使鍛件最終成形，決定鍛件的形狀和精度。在終鍛模膛的四周開有飛邊槽。

模鍛錘的打擊速度快，衝擊能量較大，打擊的輕重可以由操作者隨意控制，所以對鍛件的適應性好，可以鍛1千克以下到200千克左右的各種複雜形狀的鍛件，如發動機連桿、曲軸、汽車萬向節、前樑和各種齒輪。錘模鍛的生產率高，裝置投資少。缺點是振動和噪音大，操作技術不太容易掌握，工人勞動條件差，勞動強度大。另外，模鍛錘一般沒有頂出裝置，鍛件需要較大的模鍛斜度，模具的壽命較低。

熱模鍛壓力機模鍛

熱模鍛壓力機一般是曲柄式機械壓力機。它的振動和噪音比錘模鍛小，操作技術也比較容易掌握，生產率高，便於採用機械手實現自動化生產。熱模鍛壓力機的剛性好，滑塊導向精度高，有鍛件頂出裝置，可以用較小的模鍛斜度。中國第二汽車製造廠的以120000千牛熱模鍛壓力機為主，配有輥鍛機、切邊壓力機、扭轉機、矯正壓力機、機械手和傳送裝置的自動鍛造生產線，每小時可鍛汽車曲軸或前樑60～90根。熱模鍛壓力機的行程是固定的，不能代替輥鍛機或其他裝置來完成相應的製坯操作，也不能像鍛錘那樣利用衝擊慣量來成形鍛件。為了使鍛件充滿模膛，往往需要增加預鍛的次數，使坯料在幾個模膛內逐漸地接近鍛件形狀，因此模具的結構比較複雜。熱模鍛壓力機模鍛適用於大批量生產。

螺旋壓力機模鍛

螺旋壓力機的特點是鍛錘衝擊慣量大，而且機械壓力機導向好，有頂出裝置，不需要蒸汽動力，是比較萬能的模鍛裝置。它只出少量飛邊，出模角很小，鍛後由頂杆將鍛件頂出。對於中小型鍛件的單模膛鍛造效果很好，特別是鐓鍛氣門、螺栓等帶杆零件的頭部。形狀複雜的鍛件可在其他裝置上預先製坯，然後在螺旋壓力機上終鍛。

水壓機模鍛

水壓機的工作速度低，行程大，壓力高，並且可以調節，有頂出裝置；如有需要還可以從幾個方向施加壓力（多向模鍛水壓機）。巨型水壓機的壓力達到幾十萬千牛，工作平臺面積達幾十平方米。它適用於模鍛大型鋼、鈦合金、鋁合金和鎂合金鍛件，特別是大型航空鍛件，如飛機框架、起落架大梁。多向模鍛水壓機則適合於模鍛各種多空膛複雜鍛件，如高壓機殼、閥體和三叉、四叉管子接頭等（圖2）。

平鍛機模鍛

也稱平鍛，是鐓鍛長杆件、管件的頭部和用棒料製造帶通孔環形件的常用方法，如製造長軸的法蘭部分、軸承環等。圖3為典型的平鍛機模鍛件成形工序。圖4為平鍛模及其運動過程。工作時，活動凹模移動，將端部已加熱的棒料夾住，然後由固定在主滑塊上的多工位凸模進行鐓鍛，使金屬充滿模具的模膛。如果棒料的變形部分長度大於棒料直徑的3倍，則必須在預鍛、終鍛之前對棒料端部進行一次或幾次聚積，避免鐓鍛時棒料彎曲或產生摺疊。鍛通孔時，先鍛出帶盲孔的鍛件，然後在衝頭穿孔時將鍛件與棒料分離。平鍛件一般不產生飛邊或只產生較小的飛邊，所以材料的利用率高，但需要將棒料夾住後鍛造，所以要求棒料有較小的直徑公差。

電熱鐓

對棒料端頭邊加熱邊施加壓力，使之鐓粗變形的模鍛工藝(圖5)將棒料的一端通電，利用棒料本身的電阻進行接觸加熱，同時對棒料的端部施加軸向壓力，使一端逐漸變熱變粗，直到充滿模膛和成形。這種方法將加熱和變形合併在一臺機械上同時進行，所以成形好、效率高，主要用於內燃機氣門的成形。

隨著技術的進步，除了傳統的模鍛方法在不斷完善外，還出現了許多精密、高速的模鍛新工藝和新裝置。例如，用液壓螺旋壓力機精鍛汽輪機葉片，葉片表面只留少量的磨削餘量;精密模鍛齒輪，齒形可以不再進行機械加工；多工位自動熱鐓機成形長棒料或成盤棒料被送進、加熱、切成定長毛坯，然後在3～4個工位裡成形。整個過程自動進行，每分鐘可鍛3千克左右的齒坯和軸承環坯40～70件。高速錘鍛造是用特殊裝置進行的模鍛。擠壓和冷鐓，廣義地說也屬於模鍛。

參考書目

張志文:《鍛造工藝學》，機械工業出版社，北京，1983。