精密模鍛是指在模鍛設(shè)備上鍛造出形狀復(fù)雜、鍛件精度高的模鍛工藝。如精密模鍛錐齒輪。其齒形部分可直接鍛出而不必再經(jīng)過切削加工。模鍛件尺寸精度可達IT12~ITl5,表面粗糙度值Ra為3.2~1.6μm.
精密模鍛工藝過程
①根據(jù)產(chǎn)品零件圖繪制鍛件圖。
②確定模鍛工序和輔助工序(包括切除飛邊、清除毛刺等),確定工序間尺寸,確定加熱方法和加熱規(guī)范。
③確定清除坯料表面缺陷的方法。
④確定坯料尺寸、質(zhì)量及其允許公差,選擇下料方法。
⑤選擇精密模鍛設(shè)備。
⑥確定坯料潤滑和模具潤滑及模具的冷卻方法。
⑦確定鍛件冷卻方法和規(guī)范,確定鍛件熱處理方法。
⑧提出鍛件的技術(shù)要求和檢驗要求。
精密模鍛的工藝要求
精密模鍛的工藝要求有如下幾點:
①坯料準備。精密模鍛對坯料有較高的要求,要求坯料質(zhì)量公差小,斷面塌角小,端面平整且與坯料軸線垂直,坯料表面不應(yīng)有麻點、裂紋、凹坑、較大的刮傷或碰傷;并且鍛前必須經(jīng)過表面清理(打磨、拋光、酸洗等),并要去除表面的油污、夾渣、碰傷、凹陷等。目前鋁合金精密模鍛多采用鋸切和車切下料,其中帶鋸鋸切下料更為常用。
②坯料加熱。需采用無氧化、少氧化加熱的方法,應(yīng)將加熱時產(chǎn)生的氧化皮減至最小的程度。
③精鍛工序和壓下量。精密模鍛時,可利用曲軸鍛壓機和精鍛機或其他不同的設(shè)備進行聯(lián)合模鍛。多次重復(fù)模鍛,一般在普通模鍛后再精鍛2~3次,其精確度可達±0.2~±0.3 mm,表面粗糙度值在Ra6.3以下。為了達到更高的精確尺寸,最后可在精壓機上進行冷精壓,其精確度可達±0.1 mm,表面粗糙度值可達Ra 0.80以下。
④工序間的清理。鍛件生產(chǎn)的幾道工序間必須進行檢驗、清理,只有將坯料表面缺陷打磨或拋光干凈,才能進行下一道精密模鍛工序。
⑤潤滑。潤滑可使變形均勻,增加金屬的流動性。但是,過薄或過厚的潤滑都會帶來不良的后果,潤滑一定要適度。
工藝特點
精密模鍛是提高鍛件精度和表面質(zhì)量的一種先進工藝。它能夠鍛造形狀復(fù)雜、尺寸精度高的零件,如錐齒輪、葉片等。
其主要工藝特點是:
1、需要精確計算原始坯料的尺寸,嚴格按坯料質(zhì)量下料。否則會增大鍛件尺寸公差,降低精度。
2、需要精細清理坯料表面,除凈坯料表面的氧化皮、脫碳層及其它缺陷等。
3、為了提高鍛件的尺寸精度和降低表面粗糙度,應(yīng)采用無氧化和少氧化加熱,盡量減少坯料表面形成的氧化皮。
4、為了最大限度地減少氧化,提高鍛件的質(zhì)量,精鍛的加熱溫度較低,對于碳素鋼,鍛造溫度在900~950℃之間,稱為溫模鍛。
5、精密模鍛的鍛件精度在很大程度上取決于鍛模的加工精度。因此,精鍛模膛的精度必須很高。一般要比鍛件精度高兩級。精鍛模一定要有導(dǎo)柱導(dǎo)套結(jié)構(gòu),保證合模準確。為排除模膛中的氣體,減少金屬流動阻力,使金屬更好地充滿模膛,在凹模上應(yīng)開有排氣小孔。
6、模鍛時要很好地進行潤滑和冷卻鍛模。
7、精密模鍛一般都在剛度大、精度高的模鍛設(shè)備上進行,如曲柄壓力機、摩擦壓力機或高速錘等。
精密模鍛應(yīng)用
精密模鍛是在普通模具基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種少、無切削加工新工藝。它是將零件上一些過去需要切削加工才能達到精度要求的部分直接鍛出或僅需留少量磨景。因此,采用精密模鍛工藝需對模鍛的有關(guān)環(huán)節(jié)提出更嚴格的技術(shù)要求,例如:對毛坯的下料質(zhì)量及表面質(zhì)最的控制;預(yù)制坯的合理設(shè)計;毛坯的少、無氧化加熱;加熱規(guī)范及冷卻規(guī)范的控制;模具制造和使用精度的控制;合適的潤滑及冷卻條件的選取等。
精密模鍛具有節(jié)約金屬和減少切削加工工時的顯著優(yōu)點,但是,由于強化了模鍛的有關(guān)環(huán)節(jié)而會使部分成本提高。所以,對具體產(chǎn)品是否選精密模鍛工藝生產(chǎn)應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)成品零件的綜合經(jīng)濟指標以及零件結(jié)構(gòu)和性能的特殊要求進行綜合考慮。