CN103042145A - 扳手精密模锻成形工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及扳手精密模锻成形工艺，实现了在现有模锻锤模锻条件下扳手精密模锻成形以及扳手精密级形状和尺寸精度要求。所述工艺步骤为，坯料加热→拔长→模锻→切边，所述模锻为第一次精密模锻成形，所述切边为第二次精密模锻成形；第一次精密模锻成形和第二次精密模锻的具体步骤如下：1)第一次精密模锻成形：第一次精密模锻成形采用精锻模实现，首先，将模锻件在第I终锻模膛中终锻成形，再将第I终锻后的模锻件在第II终锻模膛中微量精锻变形；2)第二次精密模锻成形：依靠切边凹模对第II终锻模锻件进行微过量精密切边。

Description

扳手精密模锻成形工艺

技术领域

本发明涉及锻造技术领域，具体涉及扳手精密模锻成形工艺。

背景技术

扳手模锻件的长宽高尺寸公差分别为

和±0.5mm，错移量和残留飞边量皆≤0.5mm。由GB12362《钢质模锻件公差及机械加工余量》国家标准精密级形状和尺寸精度要求可知：扳手模锻件的长宽高尺寸公差应分别为

和

错移量和残留飞边皆≤0.5mm，即扳手模锻件为精密级模锻件。

现有扳手模锻件在模锻锤上成形主要过程为：坯料加热→拔长→模锻(终锻或预锻→终锻)→切边，其中模锻和切边工步最为关键，模锻和切边工步的关键是锻模和切边模的，在现有模锻锤、锻模、切边模和模锻工艺等条件下，难以达到扳手模锻件的长宽高尺寸公差以及错移量和残留飞边量精密级形状和尺寸精度要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种扳手精密模锻成形工艺，实现了在现有模锻锤模锻条件下扳手精密模锻成形以及扳手精密级形状和尺寸精度要求。

本发明的技术方案是，一种扳手精密模锻成形工艺为坯料加热→拔长→模锻→切边，所述模锻为第一次精密模锻成形，所述切边为第二次精密模锻成形；第一次精密模锻成形和第二次精密模锻的具体步骤如下：

1)第一次精密模锻成形：第一次精密模锻成形采用精锻模实现，首先，将模锻件在第I终锻模膛中终锻成形，再将第I终锻后的模锻件在第II终锻模膛中微量精锻变形。

所述扳手精锻模包括第I终锻模膛、第II终锻模膛、第I终锻飞边槽、第II终锻飞边槽和左右两个导向锁扣，第I终锻模膛和第II终锻模膛形状均与模锻件形状相同，第I终锻模膛与第II终锻模膛纵向排列，2个导向锁扣分别位于精锻模左端和右端，导向锁扣为凸凹配合结构，即凸结构和凹结构分别设置在上锻模和下锻模上，第I终锻飞边槽围绕第I终锻模膛水平方向四周，第II终锻飞边槽围绕第II终锻模膛水平方向四周；所述第I终锻模膛的总高度比第II终锻模膛的总高度小0.4mm；第I终锻模膛水平尺寸比第II终锻热模膛相对应水平尺寸单边小0.25mm。

所述导向锁扣的凸结构和凹结构均为柱面导向锁扣结构，即所述导向锁扣包括导向工作部分和导向入口部分，导向工作部分为柱面，导向入口部分为锥面，导向工作部分和导向入口部分自然过渡。

所述第I终锻飞边槽的桥部厚度h为2.6mm，桥部宽度b为10mm，飞边槽仓部厚度H为7.0mm，仓部宽度b1为38mm，仓部入口圆角半径r为1.5mm；第II终锻模膛的飞边槽桥部厚度为1.0mm，桥部宽度为12mm，飞边槽仓部厚度为9.0mm，仓部宽度为42mm，仓部入口圆角半径为0.5mm。

2)第二次精密模锻成形：依靠切边凹模对第II终锻模锻件进行微过量精密切边，第II终锻热锻件切边的单边过切量为0.25mm。

本发明的有益效果是：

(1)本发明的一种扳手精密模锻成形工艺，实现了在现有模锻锤模锻条件下的扳手精密模锻成形和达到了扳手精密级形状和尺寸精度要求。

(2)本发明的扳手精密模锻成形工艺，采用精锻模实现了扳手模锻件的第一次精密模锻成形，具有明显的可行性、实用性和效益性：有效解决了现有模锻锤模锻条件下难以实现扳手精密模锻成形的难题，扩大了锻模(包括切边模)的使用功能，提高锻模使用可靠性，提高锻模使用寿命2～3倍，提高了模锻件质量，提高了锻造效率，降低了模锻件成本，达到了优质、高效和低耗的效果。

(3)本发明的扳手精密模锻成形工艺，采用切边凹模对扳手第II终锻模锻件进行微过量精密切边可实现扳手的第二次精密成形，即第二次有效控制了扳手模锻件的宽度、长度、错移量和残留飞边等精密级形状和尺寸精度，从而彻底获得形状与尺寸一致性好的精密级扳手模锻件。

(4)本发明的一种扳手精密模锻成形工艺，也可为其它类似形状与尺寸模锻件精密模锻成形提供了有力的参考依据。

附图说明

图1为本发明中的精锻模结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为本发明中的第I终锻模膛结构示意图；

图4为图3的左视图；

图5为本发明中的第II终锻模膛结构示意图；

图6为图5的左视图；

图7为本发明中的飞边槽结构示意图；

图8为本发明中的切边凹模结构示意图；

图9为图8的左视图。

具体实施方式

本发明的扳手精密模锻成形工艺为：坯料加热→拔长→模锻→切边。所述模锻为第一次精密模锻成形，所述切边为第二次精密模锻成形；第一次精密模锻成形和第二次精密模锻的具体步骤如下：

(1)第一次精密模锻成形：第一次精密模锻成形采用精锻模实现，即依靠精锻模的第I终锻模膛1和第II终锻模膛2实现，第I终锻模膛1为终锻成形模膛，第II终锻模膛2为精锻模膛。首先，将模锻件在第I终锻模膛中终锻成形，第I终锻成形以后模锻件会产生略微模锻不足的现象，还不能彻底达到精锻要求；然后，再将第I终锻后的模锻件在第II终锻模膛中微量精锻变形，第II终锻可彻底实现精密模锻成形，从而达到模锻件尤其是高度、宽度、长度和错移量的精密级形状和尺寸精度要求。

如图1、图2所述，所述扳手精锻模主要包括第I终锻模膛1、第II终锻模膛2、第I终锻飞边槽4、第II终锻飞边槽5和左右两个导向锁扣3，第I终锻模膛1和第II终锻模膛2形状均与模锻件形状相同。第I终锻模膛1与第II终锻模膛2纵向排列，2个导向锁扣3分别位于精锻模左端和右端，导向锁扣3为凸凹配合结构，即凸结构和凹结构分别设置在上锻模和下锻模上，导向锁扣3用于上锻模和下锻模扣合导向作用，第I终锻飞边槽4围绕第I终锻模膛1水平方向四周，第I终锻飞边槽4用于容纳第I终锻模膛1挤出的多余金属，第II终锻飞边槽5围绕第II终锻模膛水平方向四周，第II终锻飞边槽5用于容纳第II终锻模膛2挤出多余金属。精锻模结构紧凑和偏心力矩小，使用性能优越，操作简单可靠，锻造效率高，使用寿命高，有效克服了现有锻模结构的缺点，尤其是难以达到模锻件精密级形状和尺寸精度要求。

第I终锻模膛1和第II终锻模膛2具有不同的作用，既相互联系又相互制约。

如图3、图4所示，所述第I终锻模膛1的总高度不但不加冷缩率，而且比第II终锻模膛2的总高度小0.4mm，即单边高度小0.2mm；第I终锻模膛1水平尺寸比第II终锻热模膛2相对应水平尺寸单边小0.25mm，所述水平尺寸是指长度尺寸、宽度尺寸或圆角尺寸等轮廓尺寸。如第I终锻模膛1的扳手头部的上模腔和下模腔高度均为6.8mm，即头部模膛总高度为分别为6.8mm+6.8mm＝13.6mm，第I终锻模膛1扳手柄部上模腔和下模腔高度均为3.8mm，即柄部模膛总高度为3.8mm+3.8mm＝7.6mm。如图5所示，第II终模膛2扳手头部和柄部的模腔总高度分别为7mm+7mm＝14mm和4mm+4mm＝8mm，以保证在第II终模膛2时可弥补第I终锻模膛1后约0.3mm～0.6mm的模锻不足高度尺寸，平均值取0.4mm；如第I终锻模膛1扳手小头卡口处的轮廓尺寸为67.5mm、圆角尺寸R为39.5mm，第II终锻热模膛2与上述两个水平尺寸相对应卡口处的轮廓尺寸为68mm、圆角尺寸R为R40mm，单边尺寸分别小0.25mm。因此，模锻件在第I终锻成形后再在第II终锻模膛中实现金属小、无变形阻力微量精锻变形，第II终锻模膛小、无磨损与变形，以有利于达到模锻件水平尺寸精密级形状和尺寸精度的要求。

如图1所示，现有的导向锁扣为斜面导向锁扣，且凸结构的高度或凹结构的深度为40mm、锁扣配合间隙为0.4mm，导向锁扣的凸结构和凹结构均为锥面，且半锥角为5°，本发明的导向锁扣3的凸结构和凹结构均为柱面导向锁扣结构，即所述导向锁扣3包括导向工作部分和导向入口部分，导向工作部分无斜度，即为平面，导向入口部分有斜度，即为斜面，导向工作部分为外端，导向工作部分和导向入口部分自然过渡。如无斜度导向工作部分的高度(或深度)为25mm，凸结构和凹结构的配合间隙为0.4mm；有斜度导向入口部分高度(或深度)为(40mm-25mm)＝15mm，导向入口部分的半锥角为5°。精锻模直面导向锁扣可有效控制锻模和模锻件的横向和纵向错移量，以确保模锻件精密级形状和尺寸精度尤其是错移量要求。

所述第I终锻飞边槽的桥部厚度h为1.3mm+1.3mm＝2.6mm，其中1.3mm为单边桥部厚度，桥部宽度b为10mm，飞边槽仓部厚度H为3.5mm+3.5mm＝7.0mm，其中3.5mm为单边仓部厚度，仓部宽度b1为38mm，仓部入口圆角半径r为1.5mm；第II终锻模膛的飞边槽桥部厚度h为0.5mm+0.5mm＝1.0mm，桥部宽度b为12mm，飞边槽仓部厚度H为4.5mm+4.5mm＝9.0mm，仓部宽度b1为42mm，仓部入口圆角半径r为0.5mm。因此，可实现第II终锻时飞边槽仓部金属小无变形阻力或微量变形，第II终锻模膛小无磨损与变形，可获得第II终锻后极易被切除的薄型飞边槽桥部飞边，切边后模锻件小无残留飞边和毛刺。

(2)第二次精密模锻成形：需要依靠切边凹模对扳手第II终锻模锻件进行微过量精密切边以实现扳手的第二次精密成形。切边凹模尺寸比第II终锻模锻件尺寸单边小0.25mm，该缩小量称为切边过切量。

第II终锻模锻件的切边过切量既不能过大也不能过小，过大时会导致模锻件宽度尺寸超下差，达不到精密切边效果；过小时切边效果同现有方法切边效果，也达不到精密切边效果。扳手第II终锻模锻件切边的单边微过切量单边选择为0.25mm时的效果最佳：如图8所示，将第II终锻模锻件图扳手小头处长宽方向的30.5mm和68mm尺寸(见图5)在微过量切边后可分别获得30.25mm和67.5mm尺寸(见图8)的切边效果最佳。

第II终锻模锻件在微过量精密切边后，可将模锻件横截面外侧端部表面由原近似“<>”的非理想的非机加工形状变为现在近似“〔〕”的较为理想的非机加工形状(见图9)，可又一次有效控制了模锻件的宽度、长度、错移量和残留飞边等精密级形状和尺寸精度以实现第二次精密模锻成形，从而可彻底获得形状与尺寸一致性好的精密级模锻件。

Claims (1)

1.一种扳手精密模锻成形工艺，所述工艺步骤为，坯料加热→拔长→模锻→切边，其特征是：所述模锻为第一次精密模锻成形，所述切边为第二次精密模锻成形；第一次精密模锻成形和第二次精密模锻的具体步骤如下：

1)第一次精密模锻成形：第一次精密模锻成形采用精锻模实现，首先，将模锻件在第I终锻模膛中终锻成形，再将第I终锻后的模锻件在第II终锻模膛中微量精锻变形；

所述扳手精锻模包括第I终锻模膛(1)、第II终锻模膛(2)、第I终锻飞边槽(4)、第II终锻飞边槽(5)和左右两个导向锁扣(3)，第I终锻模膛(1)和第II终锻模膛(2)形状均与模锻件形状相同，第I终锻模膛(1)与第II终锻模膛(2)纵向排列，2个导向锁扣(3)分别位于精锻模左端和右端，导向锁扣(3)为凸凹配合结构，即凸结构和凹结构分别设置在上锻模和下锻模上，第I终锻飞边槽(4)围绕第I终锻模膛(1)水平方向四周，第II终锻飞边槽(5)围绕第II终锻模膛水平方向四周；所述第I终锻模膛(1)的总高度比第II终锻模膛(2)的总高度小0.4mm；第I终锻模膛(1)水平尺寸比第II终锻热模膛(2)相对应水平尺寸单边小0.25mm；

所述导向锁扣(3)的凸结构和凹结构均为柱面导向锁扣结构，即所述导向锁扣(3)包括导向工作部分和导向入口部分，导向工作部分为柱面，导向入口部分为锥面，导向工作部分和导向入口部分自然过渡；

所述第I终锻飞边槽的桥部厚度h为2.6mm，桥部宽度b为10mm，飞边槽仓部厚度H为7.0mm，仓部宽度b1为38mm，仓部入口圆角半径r为1.5mm；第II终锻模膛的飞边槽桥部厚度为1.0mm，桥部宽度为12mm，飞边槽仓部厚度为9.0mm，仓部宽度为42mm，仓部入口圆角半径为0.5mm；

2)第二次精密模锻成形：依靠切边凹模对第II终锻模锻件进行微过量精密切边，第II终锻热锻件切边的单边过切量为0.25mm。

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