CN108927474A - 一种弯钩锻件的弯曲成型方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于一种锻造方法，涉及一种弯钩形锻件精确控制弯曲成型的锻造方法。通过锻坯设计，将自由锻与胎膜弯曲锻造结合起来，将设计的锻坯放置于胎膜一上端开口端面，通过锻造设备下压带动压辊对锻坯进行弯曲锻造，然后将锻坯置于胎膜二上端开口端面，通过锻造设备下压带动定位冲头对锻坯进行二次工步弯曲，当锻坯接触胎膜型腔底面时，弯曲锻造完成；胎膜的底座及型腔尺寸根据弯曲锻件的形状尺寸确定。通过上述设计锻坯及使用专用胎膜，完成了弯钩锻件的精确弯曲成型，保证了锻件纤维流线的完整，同时也减少了自由锻的火次，提高了锻件的综合性能。
Description
技术领域
本发明属于一种锻造方法，涉及一种弯钩形锻件精确控制弯曲成型的锻造方法。
背景技术
随着现代工业的发展，锻件在航空航天领域以及国民生产经济中发挥着至关重要的作用，而随之对它的性能要求也越来越高。弯钩类锻件作为结构件中不可或缺的一部分，其传统成型方法往往制约着它的综合性能以及使用寿命。目前，弯钩锻件通常采用整体锻造，然后通过机械加工方法获得最终形状，这不仅严重破坏了锻件的纤维流线，使其服役寿命大大降低，而且大余量的锻造，也造成了原材料的浪费。
本发明根据弯钩形锻件的特点，考虑设计锻坯以及制作专用胎膜，提供了一种弯钩形锻件精确控制弯曲成型的锻造方法，对保证锻件的流线以及性能有着非常重要的意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种弯钩形锻件精确控制弯曲成型的锻造方法，先根据弯钩锻件的特点，进行锻坯的设计，同时结合专用弯曲胎膜，达到锻件精确弯曲成型，并保证了流线的完整。
本发明采取的技术方案包括以下步骤：
步骤一：锻坯设计
根据所述锻件的形状尺寸特点，利用三维绘图软件，设计锻坯形状如图1，所述锻坯本体为长方体，一端对应弯钩端头部分设计为具有一定坡度的斜边，对应弯钩弯曲外侧部分设计两端凸台，同时在不同截面变化处，设计圆角及倒角过渡连接。
步骤二：胎膜制作
根据弯钩锻件形状及锻造成型特点，采用两工步胎膜锻造。
胎膜一：下胎膜是一个具有一定角度的弯曲模，底座为长方体，其型腔截面由一定直径的半圆形状和一定角度相切的直边组成，所述型腔与上端面用圆角圆滑过渡，上模使用不同规格的圆棒压辊。
胎膜二：下胎膜底座为横截面为梯形的立方体，型腔为上端开口的U型槽截面，并且U型槽两端对称设有斜度，端口处设有圆角过渡，上胎膜是弯曲定位冲头，弯曲定位冲头是L型截面立方体，截面变化处设有圆角过渡。端头为一定斜度的斜面和圆弧连接。
步骤三：采用自由锻方式锻制步骤一所述锻坯
a）加热、保温：将坯料加热到工艺要求的温度，并按照坯料要求保温系数进行计算保温。
b）锻造：对坯料进行自由锻造，先将棒坯锻至方坯，再进行局部锻造，锻至满足设计锻坯尺寸。
步骤四：采用步骤二所述胎模一对锻坯进行弯曲锻造
a）加热、保温：将锻坯加热至工艺要求温度，再按照坯料要求保温系数进行保温。
b）锻造：将锻坯放在所述胎膜一下模的上端开口端面，坯料两端分别置于开口两端，坯料最高点与胎膜型腔中心线重合，压辊置于坯料最高面处，锻造设备进行下压，带动压辊对坯料金相下压弯曲成型，当坯料下端面接触下胎膜型腔表面时，弯曲完成。
步骤五：采用步骤二所述胎模二对锻坯进行弯曲锻造
a）加热、保温：将锻坯加热至工艺要求温度，再按照坯料要求保温系数进行保温。
b）锻造：将弯曲坯料放至胎膜二型腔开口上端面，坯料弯曲两端分别接触至胎膜开口圆角处，定位冲头置于坯料弯曲部位最低点，锻造设备进行下压，带动定位冲头对坯料进行弯曲成型，当坯料下端接触下胎膜型腔底面时，弯曲完成。
步骤六：采用专用样板对锻件进行尺寸检查
制作与弯钩锻件投影轮廓形状相同的专用样板，将样板直边与锻件直边平行叠放，检查锻件尺寸是否能覆盖样板。条件选择，覆盖时完成弯曲锻造，不覆盖时重复步骤五，直至覆盖。
本发明的优点在于，通过设计锻坯及使用专用胎膜，完成了弯钩锻件的精确弯曲成型，保证了锻件纤维流线的完整，同时也减少了自由锻的火次，提高了锻件的综合性能。
附图说明
图1为设计锻坯形状图。
图2为使用弯曲胎膜一进行弯曲锻造示意图，其中，尚未完成弯曲锻造。
图3为使用弯曲胎膜一进行弯曲锻造示意图，其中，完成了弯曲锻造。
图4为使用弯曲胎膜二进行弯曲锻造示意图，其中，尚未完成弯曲锻造。
具体实施方法
下面结合附图，通过实例对本发明作进一步详细说明：
锻件材料：30CrMnSiNi2A，数量：1件，下料规格：Φ120mm×205mm，下料重量17.9kg。
步骤一：锻坯设计
根据锻件的形状尺寸，设计锻坯1总长为290mm，所述锻坯本体厚度为75mm，总宽为100mm，所述锻坯1两侧凸台11尺寸分别长170mm，宽40mm，厚13mm，所述锻坯对应弯钩部分的斜边12端头宽50mm，所述斜边角度为20°，所述斜边与宽度连接处圆角设为R50，所述凸台11和本体连接处圆角为R25。
步骤二：胎膜制作
胎膜一：所述下胎膜3是一个具有一定角度的弯曲模，底座为长方体，长度为400mm，高度为200mm，厚度为100mm，所述胎膜型腔31直径为190mm，所述型腔两直边32角度为55°，所述型腔底面距离胎膜本体底面距离为100mm，所述端面开口圆角34为R50。所述上模压辊2为Φ45mm和Φ75mm的圆棒。
胎膜二：所述下胎膜5底座为横截面为梯形的立方体，底边长度为450mm，上边长度为350mm，总高度为325mm，厚度为100mm，所述胎膜型腔U型槽底面距离底座下端面为80mm，所述U型槽底面51半径为R90mm，所述U型槽型腔竖直端面52两端对称斜度设为2°，所述端面圆角53为R30。所述上胎膜4是弯曲定位冲头，所述弯曲定位冲头是L型截面立方体，总长190mm，宽80mm，厚度为100mm，所述冲头端头41为长50mm，宽35mm的冲头，所述冲头与本体连接圆角为R10mm。
步骤三：采用自由锻方式锻制步骤一所述锻坯
a）加热、保温：将坯料加热到1160℃，保温50min。
b）锻造：对坯料进行自由锻造，先将棒坯锻至100mm×100mm×230mm的方坯，再按照设计要求进行局部锻造，锻至步骤一所述锻坯尺寸。
步骤四：采用步骤二所述胎模一对锻坯进行弯曲锻造
a）加热、保温：将锻坯加热加热到1160℃，保温50min。
b）锻造：将锻坯放在所述胎膜一下模的上端开口端面，坯料两端分别置于开口两端，坯料最高点与胎膜型腔中心线重合，压辊置于坯料最高面处，锻造设备进行下压，带动压辊对坯料金相下压弯曲成型，当坯料下端面接触下胎膜型腔表面时，弯曲完成。
步骤五：采用步骤二所述胎模二对锻坯进行弯曲锻造
a）加热、保温：将锻坯加热加热到1160℃，保温50min。
b）锻造：将弯曲坯料放至胎膜二型腔开口上端面，坯料弯曲两端分别接触至胎膜开口圆角处，定位冲头置于坯料弯曲部位最低点，锻造设备进行下压，带动定位冲头对坯料进行弯曲成型，当坯料下端接触下胎膜型腔底面时，弯曲完成。
步骤六：采用专用样板对锻件进行尺寸检查
制作与弯钩锻件投影轮廓形状相同的专用样板，将样板直边与锻件直边平行叠放，检查锻件尺寸是否能覆盖样板。完全覆盖样板，锻造完成。
经检测，锻件的金属流线延锻件的最大外轮廓分布，无穿流和涡流及切断现象，符合标准要求。锻件的室温性能如下：
表1 实施例的弯钩锻件室温性能
采用上述方法制备出的弯钩形锻件完全满足图纸尺寸及标准要求。
Claims (6)
1.一种弯钩锻件的弯曲成型方法，其特征在于：具体步骤如下
步骤一：锻坯设计
根据所述锻件的形状尺寸特点，利用三维绘图软件，设计锻坯形状，所述锻坯本体为长方体，一端对应弯钩端头部分设计为具有一定坡度的斜边，对应弯钩弯曲外侧部分设计两端凸台，同时在不同截面变化处，设计圆角及倒角过渡连接。
2.步骤二：胎膜制作
根据弯钩锻件形状及锻造成型特点，采用两工步胎膜锻造：
胎膜一：下胎膜是一个具有一定角度的弯曲模，底座为长方体，其型腔截面由一定直径的半圆形状和一定角度相切的直边组成，所述型腔与上端面用圆角圆滑过渡，上模使用不同规格的圆棒压辊；
胎膜二：下胎膜底座为横截面为梯形的立方体，型腔为上端开口的U型槽截面，并且U型槽两端对称设有斜度，端口处设有圆角过渡，上胎膜是弯曲定位冲头，弯曲定位冲头是L型截面立方体，截面变化处设有圆角过渡，端头为一定斜度的斜面和圆弧连接。
3.步骤三：采用自由锻方式锻制步骤一所述锻坯
a）加热、保温：将坯料加热到工艺要求的温度，并按照坯料要求保温系数进行计算保温；
b）锻造：对坯料进行自由锻造，先将棒坯锻至方坯，再进行局部锻造，锻至满足设计锻坯尺寸。
4.步骤四：采用步骤二所述胎模一对锻坯进行弯曲锻造
a）加热、保温：将锻坯加热至工艺要求温度，再按照坯料要求保温系数进行保温；
b）锻造：将锻坯放在所述胎膜一下模的上端开口端面，坯料两端分别置于开口两端，坯料最高点与胎膜型腔中心线重合，压辊置于坯料最高面处，锻造设备进行下压，带动压辊对坯料金相下压弯曲成型，当坯料下端面接触下胎膜型腔表面时，弯曲完成。
5.步骤五：采用步骤二所述胎模二对锻坯进行弯曲锻造
a）加热、保温：将锻坯加热至工艺要求温度，再按照坯料要求保温系数进行保温；
b）锻造：将弯曲坯料放至胎膜二型腔开口上端面，坯料弯曲两端分别接触至胎膜开口圆角处，定位冲头置于坯料弯曲部位最低点，锻造设备进行下压，带动定位冲头对坯料进行弯曲成型，当坯料下端接触下胎膜型腔底面时，弯曲完成。
6.步骤六：采用专用样板对锻件进行尺寸检查
制作与弯钩锻件投影轮廓形状相同的专用样板，将样板直边与锻件直边平行叠放，检查锻件尺寸是否能覆盖样板，条件选择，覆盖时完成弯曲锻造，不覆盖时重复步骤五，直至覆盖。
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