CN108097853A - 一种带大圆角长杆类模锻件成形工艺及模具 - Google Patents

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蔡梅
臧德昌
赵春林
马拴柱
刘信祖
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    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J5/00—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21J13/02—Dies or mountings therefor

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Abstract

本发明的目的在于提供一种带大圆角长杆类模锻件成形工艺及模具，其特征在于，具体工艺步骤为：算料、弯曲模具设计、自由锻制坯、模锻预成形、最终弯曲成形、手工校正。本发明通过合理采用自由锻制坯、模锻预成形、最终弯曲成形等工序，保证了锻件的最终成形要求，使模锻件的整体流线更加合理。最终弯曲模具合理设置定位压板，采用位置可调的定位螺栓，以保证预成形的锻件精准定位，避免了常见的大圆角部位转接处充不满，容易出现折伤，锻件厚度尺寸超差等问题，具有操作简单，定位方便、准确，锻件尺寸精度高，产品一次交检合格率高等特点。

Description

一种带大圆角长杆类模锻件成形工艺及模具
技术领域
本发明属于塑性成形领域，特别提供一种带大圆角长杆类模锻件成形工艺及模具。
背景技术
航空产品零件种类繁多，结构多种多样，安装及修理时需要相应的配套工具，且需求量很大。各类扳手是航空产品工具包中不可缺少的一部分，其特点是尺寸精度要求高，非加工表面多，对毛坯锻件成形提出了更高的要求。在众多扳手零件中，带大圆角+长杆结构的扳手是一种典型结构，具有零件长度尺寸偏长，圆角转接较大，整体厚度尺寸偏薄等特点，毛坯通常采用模锻成形。该类模锻件尺寸精度要求高，锻件尺寸公差小，锻件成形难度大。如工序安排不合理，常会造成锻件局部充不满，尺寸超差，精度达不到要求及产品合格率偏低等问题。
发明内容
为了克服现有技术问题，本发明的目的在于提供一种带大圆角长杆类模锻件成形工艺及模具，可应用于航空产品中各类扳手模锻件的设计及生产。
本发明技术方案如下：
一种带大圆角长杆类模锻件成形工艺，其特征在于，具体工艺步骤为：算料、弯曲模具设计、自由锻制坯、模锻预成形、最终弯曲成形、手工校正。
本发明的核心技术在于精确算料、弯曲模具设计和工序安排上。算料不精确会导致自由锻制坯尺寸局部偏大或偏小，各截面尺寸与最终成形尺寸不匹配，模锻时局部容易产生缺陷，不能满足模锻件预成形及最终弯曲成形的尺寸要求。本发明所述算料的步骤分为三步：
首先，绘制锻件最终成形图(图1)，按头部和杆部分别计算出各自的重量；
其次，绘制模锻预成形结构图(图5)，依据头部和杆部的重量，加上模锻毛边的重量及烧损重量，计算出模锻预成形的毛坯重量；其中模锻毛边的重量占总重量的20％，烧损重量占总重量的1％；
最后，绘制自由锻毛坯成形结构图(图4)，依据模锻预成形重量，加上自由锻公差损耗重量(考虑自由锻尺寸控制不精确，公差较大，尺寸按上差一半计算)，再加上自由锻制坯的烧损重量，即为最终锻件的下料重量，其中自由锻制坯的烧损重量占总重量的1％。
本发明在弯曲模具设计上，采用定位压板方式，使预成形的模锻件精准放置在弯曲模具中，定位螺栓采用位置可调设计，便于锻造时及时修正，以保证锻件最终成形尺寸要求。
所述弯曲模具由成形上模1、定位螺栓2、成形下模3以及定位压板4组成，其中定位压板4为“凹”形结构，其上设有与定位螺栓2相配合的通孔，定位压板4通过定位螺栓2固定在成形下模3上。预成形的模锻件头部可顶在定位压板4的凹槽处以精准定位。
本发明在工序安排上，采用自由锻制坯、模锻预成形、最终弯曲成形、手工校正等工序，锻造采用两次热锻+一次温锻的成形方式，保证锻件的尺寸精度及成形需求。
本发明已应用于航空产品关闭放气链用扳手锻件的设计及生产中，其他同类锻件也可应用该技术。从目前生产情况看，实施效果良好，锻件一次交检合格率由原来的85％提高到98％以上。
本发明所述带大圆角长杆类模锻件成形工艺，其特征在于：所述锻件的材料优选为30CrMnSiA。
本发明通过合理采用自由锻制坯、模锻预成形、最终弯曲成形等工序，保证了锻件的最终成形要求，使模锻件的整体流线更加合理。最终弯曲模具合理设置定位压板，采用位置可调的定位螺栓，以保证预成形的锻件精准定位，避免了常见的大圆角部位转接处充不满，容易出现折伤，锻件厚度尺寸超差等问题，具有操作简单，定位方便、准确，锻件尺寸精度高，产品一次交检合格率高等特点。
附图说明
图1锻件弯曲最终成形结构示意图。
图2锻件最终弯曲成形模具结构示意图。
图3锻件成形模具中定位压板结构示意图。
图4锻件自由锻制坯成形结构示意图。
图5锻件模锻预成形结构示意图。
附图标记：1、成形上模，2、定位螺栓，3、成形下模，4、定位压板。
具体实施方式
实施例
图1为锻件弯曲最终成形结构示意图。从图中可以看出，锻件具有长度尺寸偏长、中间圆角转接弧度较大、整体厚度尺寸偏薄等特点，锻造成形困难，弯曲成形后锻件容易变形，锻件尺寸及精度不易保证。
采用图2所示弯曲模具，该模具由成形上模1、定位螺栓2、成形下模3以及定位压板4组成，其中定位压板4为“凹”形结构，其上设有与定位螺栓2相配合的通孔，定位压板4通过定位螺栓2固定在成形下模3上。
(1)下料，材料为30CrMnSiA，棒材规格采用￠20mm；
(2)将工具预热到200℃～300℃，将棒料在温度为1100℃电炉中加热并保温10分钟，之后将棒料置于自由锻锤平砧面上，夹持棒料一端并拔长杆部，保证图4中自由锻荒坯杆部截面及长度尺寸要求；
(3)将自由锻荒坯重新在温度为1180℃电炉中加热并保温10分钟，再将加热后坯料放置在模锻模膛中，用头部进行预定位，在模锻锤上进行3锤～4锤锻造成形，保证坯料完全充满模膛，并利用余热在切边模上进行切边，保证图5中尺寸要求；
(4)将模锻预成形坯料重新加热，加热温度为600℃，保温20分钟，再将加热后坯料放置在精压机弯曲模具的模膛中，坯料头部与定位压板4凹槽处对正，加压后弯曲成形；
(5)首件完成后，按成形效果，可以调整定位压板4中定位螺栓2位置，从而确定弯曲前坯料定位是否准确，定位完成后，重新进行(4)工序，保证图1中尺寸要求；
(6)采用样板检测图1中弯曲型面，如果不合格，允许手工进行校正。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种带大圆角长杆类模锻件成形工艺，其特征在于，具体工艺步骤为：算料、弯曲模具设计、自由锻制坯、模锻预成形、最终弯曲成形、手工校正。
2.按照权利要求1所述带大圆角长杆类模锻件成形工艺，其特征在于，所述算料的步骤分为三步：
首先，绘制锻件最终成形图，按头部和杆部分别计算出各自的重量；
其次，绘制模锻预成形结构图，依据头部和杆部的重量，加上模锻毛边的重量及烧损重量，计算出模锻预成形的毛坯重量；其中模锻毛边的重量占总重量的20％，烧损重量占总重量的1％；
最后，绘制自由锻毛坯成形结构图，依据模锻预成形重量，加上自由锻公差损耗重量，再加上自由锻制坯的烧损重量，即为最终锻件的下料重量，其中自由锻制坯的烧损重量占总重量的1％。
3.按照权利要求1所述带大圆角长杆类模锻件成形工艺，其特征在于：所述弯曲模具设计上，采用定位压板方式，使预成形的模锻件精准放置在弯曲模具中，定位螺栓采用位置可调设计。
4.按照权利要求1或3所述带大圆角长杆类模锻件成形工艺，其特征在于：采用的弯曲模具由成形上模(1)、定位螺栓(2)、成形下模(3)以及定位压板(4)组成，其中定位压板(4)为“凹”形结构，其上设有与定位螺栓(2)相配合的通孔，定位压板(4)通过定位螺栓(2)固定在成形下模(3)上。
5.按照权利要求1所述带大圆角长杆类模锻件成形工艺，其特征在于：所述带大圆角长杆类模锻件为航空产品关闭放气链用扳手锻件。
6.按照权利要求1所述带大圆角长杆类模锻件成形工艺，其特征在于：所述关闭放气链用扳手锻件的材料为30CrMnSiA。
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