扳手精密模鍛成形工藝的製作方法

2023-05-18 01:36:11 1

專利名稱：扳手精密模鍛成形工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及鍛造技術領域，具體涉及扳手精密模鍛成形工藝。
背景技術：
扳手模鍛件的長寬高尺寸公差分別為H mm、-0.5±0.5mm，錯移量和殘留飛邊量皆< O. 5mm。由GB12362《鋼質模鍛件公差及機械加工餘量》國家標準精密級形狀和尺寸精度要求可知扳手模鍛件的長寬高尺寸公差應分別為H mm、!os mm和H mm，錯移量和殘留飛邊皆< O. 5mm,即扳手模鍛件為精密級模鍛件。現有扳手模鍛件在模鍛錘上成形主要過程為坯料加熱一拔長一模鍛(終鍛或預鍛一終鍛)一切邊，其中模鍛和切邊工步最為關鍵，模鍛和切邊工步的關鍵是鍛模和切邊模的，在現有模鍛錘、鍛模、切邊模和模鍛工藝等條件下，難以達到扳手模鍛件的長寬高尺寸公差以及錯移量和殘留飛邊量精密級形狀和尺寸精度要求。

發明內容
本發明的目的在於提供一種扳手精密模鍛成形工藝，實現了在現有模鍛錘模鍛條件下扳手精密模鍛成形以及扳手精密級形狀和尺寸精度要求。本發明的技術方案是，一種扳手精密模鍛成形工藝為坯料加熱一拔長一模鍛一切邊，所述模鍛為第一次精密模鍛成形，所述切邊為第二次精密模鍛成形；第一次精密模鍛成形和第二次精密模鍛的具體步驟如下I)第一次精密模鍛成形第一次精密模鍛成形採用精鍛模實現，首先，將模鍛件在第I終鍛模膛中終鍛成形 ，再將第I終鍛後的模鍛件在第II終鍛模膛中微量精鍛變形。所述扳手精鍛模包括第I終鍛模膛、第II終鍛模膛、第I終鍛飛邊槽、第II終鍛飛邊槽和左右兩個導向鎖扣，第I終鍛模膛和第II終鍛模膛形狀均與模鍛件形狀相同，第I終鍛模膛與第II終鍛模膛縱向排列，2個導向鎖扣分別位於精鍛模左端和右端，導向鎖扣為凸凹配合結構，即凸結構和凹結構分別設置在上鍛模和下鍛模上，第I終鍛飛邊槽圍繞第I終鍛模膛水平方向四周，第II終鍛飛邊槽圍繞第II終鍛模膛水平方向四周；所述第I終鍛模膛的總高度比第II終鍛模膛的總高度小O. 4mm ;第I終鍛模膛水平尺寸比第II終鍛熱模膛相對應水平尺寸單邊小O. 25mm。所述導向鎖扣的凸結構和凹結構均為柱面導向鎖扣結構，即所述導向鎖扣包括導向工作部分和導向入口部分，導向工作部分為柱面，導向入口部分為錐面，導向工作部分和導向入口部分自然過渡。所述第I終鍛飛邊槽的橋部厚度h為2. 6mm,橋部寬度b為10mm，飛邊槽倉部厚度H為7. Omm,倉部寬度bl為38mm,倉部入口圓角半徑r為1. 5mm ;第II終鍛模膛的飛邊槽橋部厚度為1. Omm,橋部寬度為12mm,飛邊槽倉部厚度為9. Omm,倉部寬度為42mm,倉部入口圓角半徑為O. 5mm。
2)第二次精密模鍛成形依靠切邊凹模對第II終鍛模鍛件進行微過量精密切邊，第II終鍛熱鍛件切邊的單邊過切量為O. 25mm。本發明的有益效果是(I)本發明的一種扳手精密模鍛成形工藝，實現了在現有模鍛錘模鍛條件下的扳手精密模鍛成形和達到了扳手精密級形狀和尺寸精度要求。(2)本發明的扳手精密模鍛成形工藝，採用精鍛模實現了扳手模鍛件的第一次精密模鍛成形，具有明顯的可行性、實用性和效益性有效解決了現有模鍛錘模鍛條件下難以實現扳手精密模鍛成形的難題，擴大了鍛模(包括切邊模)的使用功能，提高鍛模使用可靠性，提高鍛模使用壽命2 3倍，提高了模鍛件質量，提高了鍛造效率，降低了模鍛件成本，達到了優質、高效和低耗的效果。(3)本發明的扳手精密模鍛成形工藝，採用切邊凹模對扳手第II終鍛模鍛件進行微過量精密切邊可實現扳手的第二次精密成形，即第二次有效控制了扳手模鍛件的寬度、長度、錯移量和殘留飛邊等精密級形狀和尺寸精度，從而徹底獲得形狀與尺寸一致性好的精密級扳手模鍛件。(4)本發明的一種扳手精密模鍛成形工藝，也可為其它類似形狀與尺寸模鍛件精密模鍛成形提供了有力的參考依據。


圖1為本發明中的精鍛模結構示意圖；圖2為圖1的俯視圖；圖3為本發明中的第I終鍛模膛結構示意圖；圖4為圖3的左視圖；圖5為本發明中的第II終鍛模膛結構示意圖；圖6為圖5的左視圖；圖7為本發明中的飛邊槽結構示意圖；圖8為本發明中的切邊凹模結構示意圖；圖9為圖8的左視圖。
具體實施例方式本發明的扳手精密模鍛成形工藝為坯料加熱一拔長一模鍛一切邊。所述模鍛為第一次精密模鍛成形，所述切邊為第二次精密模鍛成形；第一次精密模鍛成形和第二次精密模鍛的具體步驟如下(I)第一次精密模鍛成形第一次精密模鍛成形採用精鍛模實現，即依靠精鍛模的第I終鍛模膛I和第II終鍛模膛2實現，第I終鍛模膛I為終鍛成形模膛，第II終鍛模膛2為精鍛模膛。首先，將模鍛件在第I終鍛模膛中終鍛成形，第I終鍛成形以後模鍛件會產生略微模鍛不足的現象，還不能徹底達到精鍛要求；然後，再將第I終鍛後的模鍛件在第II終鍛模膛中微量精鍛變形，第II終鍛可徹底實現精密模鍛成形，從而達到模鍛件尤其是高度、寬度、長度和錯移量的精密級形狀和尺寸精度要求。如圖1、圖2所述，所述扳手精鍛模主要包括第I終鍛模膛1、第II終鍛模膛2、第I終鍛飛邊槽4、第II終鍛飛邊槽5和左右兩個導向鎖扣3，第I終鍛模膛I和第II終鍛模膛2形狀均與模鍛件形狀相同。第I終鍛模膛I與第II終鍛模膛2縱向排列，2個導向鎖扣3分別位於精鍛模左端和右端，導向鎖扣3為凸凹配合結構，即凸結構和凹結構分別設置在上鍛模和下鍛模上，導向鎖扣3用於上鍛模和下鍛模扣合導向作用，第I終鍛飛邊槽4圍繞第I終鍛模膛I水平方向四周，第I終鍛飛邊槽4用於容納第I終鍛模膛I擠出的多餘金屬，第II終鍛飛邊槽5圍繞第II終鍛模膛水平方向四周，第II終鍛飛邊槽5用於容納第II終鍛模膛2擠出多餘金屬。精鍛模結構緊湊和偏心力矩小，使用性能優越，操作簡單可靠，鍛造效率高，使用壽命高，有效克服了現有鍛模結構的缺點，尤其是難以達到模鍛件精密級形狀和尺寸精度要求。第I終鍛模膛I和第II終鍛模膛2具有不同的作用，既相互聯繫又相互制約。如圖3、圖4所示，所述第I終鍛模膛I的總高度不但不加冷縮率，而且比第II終鍛模膛2的總高度小O. 4mm,即單邊高度小O. 2mm ;第I終鍛模膛I水平尺寸比第II終鍛熱模膛2相對應水平尺寸單邊小O. 25mm，所述水平尺寸是指長度尺寸、寬度尺寸或圓角尺寸等輪廓尺寸。如第I終鍛模膛I的扳手頭部的上模腔和下模腔高度均為6. 8mm,即頭部模膛總高度為分別為6. 8mm+6. 8mm = 13. 6mm，第I終鍛模膛I扳手柄部上模腔和下模腔高度均為3. 8mm,即柄部模膛總高度為3. 8mm+3. 8mm = 7. 6mm。如圖5所示，第II終模膛2扳手頭部和柄部的模腔總高度分別為7mm+7mm = 14mm和4mm+4mm = 8mm,以保證在第II終模膛2時可彌補第I終鍛模膛I後約O. 3mm O. 6mm的模鍛不足高度尺寸，平均值取O. 4mm ;如第I終鍛模膛I扳手小頭卡口處的輪廓尺寸為67. 5mm、圓角尺寸R為39. 5mm，第II終鍛熱模膛2與上述兩個水平尺寸相對應卡口處的輪廓尺寸為68mm、圓角尺寸R為R40mm，單邊尺寸分別小O. 25mm。因此，模鍛件在第I終鍛成形後再在第II終鍛模膛中實現金屬小、無變形阻力微量精鍛變形，第II終鍛模膛小、無磨損與變形，以有利於達到模鍛件水平尺寸精密級形狀和尺寸精度的要求。如圖1所示，現有的導向鎖扣為斜面導向鎖扣，且凸結構的高度或凹結構的深度為40mm、鎖扣配合間隙為O. 4mm,導向鎖扣的凸結構和凹結構均為錐面,且半錐角為5° ,本發明的導向鎖扣3的凸結構和凹結構均為柱面導向鎖扣結構，即所述導向鎖扣3包括導向工作部分和導向入口部分，導向工作部分無斜度，即為平面，導向入口部分有斜度，即為斜面，導向工作部分為外端，導向工作部分和導向入口部分自然過渡。如無斜度導向工作部分的高度(或深度)為25mm，凸結構和凹結構的配合間隙為O. 4mm ;有斜度導向入口部分高度(或深度)為(40mm-25mm) = 15mm，導向入口部分的半錐角為5°。精鍛模直面導向鎖扣可有效控制鍛模和模鍛件的橫向和縱向錯移量，以確保模鍛件精密級形狀和尺寸精度尤其是錯移量要求。所述第I終鍛飛邊槽的橋部厚度h為1. 3mm+1. 3mm = 2. 6mm,其中1. 3mm為單邊橋部厚度，橋部寬度b為10_，飛邊槽倉部厚度H為3. 5mm+3. 5mm = 7. 0_，其中3. 5mm為單邊倉部厚度，倉部寬度bI為38_，倉部入口圓角半徑!■為1. 5mm;第II終鍛模膛的飛邊槽橋部厚度h為O. 5mm+0. 5mm =1. 0mm,橋部寬度b為12mm,飛邊槽倉部厚度H為4. 5mm+4. 5mm=9. 0mm,倉部寬度bl為42mm,倉部入口圓角半徑r為O. 5mm。因此,可實現第II終鍛時飛邊槽倉部金屬小無變形阻力或微量變形，第II終鍛模膛小無磨損與變形，可獲得第II終鍛後極易被切除的薄型飛邊槽橋部飛邊，切邊後模鍛件小無殘留飛邊和毛刺。
(2)第二次精密模鍛成形需要依靠切邊凹模對扳手第II終鍛模鍛件進行微過量精密切邊以實現扳手的第二次精密成形。切邊凹模尺寸比第II終鍛模鍛件尺寸單邊小O. 25mm，該縮小量稱為切邊過切量。第II終鍛模鍛件的切邊過切量既不能過大也不能過小，過大時會導致模鍛件寬度尺寸超下差，達不到精密切邊效果；過小時切邊效果同現有方法切邊效果，也達不到精密切邊效果。扳手第II終鍛模鍛件切邊的單邊微過切量單邊選擇為O. 25mm時的效果最佳如圖8所示，將第II終鍛模鍛件圖扳手小頭處長寬方向的30. 5mm和68mm尺寸(見圖5)在微過量切邊後可分別獲得30. 25mm和67. 5mm尺寸(見圖8)的切邊效果最佳。第II終鍛模鍛件在微過量精密切邊後，可將模鍛件橫截面外側端部表面由原近似「〈>」的非理想的非機加工形狀變為現在近似「〔〕」的較為理想的非機加工形狀(見圖9)，可又一次有效控制了模鍛件的寬度、長度、錯移量和殘留飛邊等精密級形狀和尺寸精度以實現第二次精密模鍛成形，從而可徹底獲得形狀與尺寸一致性好的精密級模鍛件。
權利要求
1.一種扳手精密模鍛成形工藝，所述工藝步驟為，坯料加熱一拔長一模鍛一切邊，其特徵是所述模鍛為第一次精密模鍛成形，所述切邊為第二次精密模鍛成形；第一次精密模鍛成形和第二次精密模鍛的具體步驟如下1)第一次精密模鍛成形第一次精密模鍛成形採用精鍛模實現，首先，將模鍛件在第I 終鍛模膛中終鍛成形，再將第I終鍛後的模鍛件在第II終鍛模膛中微量精鍛變形；所述扳手精鍛模包括第I終鍛模膛(I)、第II終鍛模膛(2)、第I終鍛飛邊槽(4)、第 II終鍛飛邊槽(5)和左右兩個導向鎖扣(3)，第I終鍛模膛(I)和第II終鍛模膛(2)形狀均與模鍛件形狀相同，第I終鍛模膛⑴與第II終鍛模膛⑵縱向排列，2個導向鎖扣(3) 分別位於精鍛模左端和右端，導向鎖扣(3)為凸凹配合結構，即凸結構和凹結構分別設置在上鍛模和下鍛模上，第I終鍛飛邊槽(4)圍繞第I終鍛模膛(I)水平方向四周，第II終鍛飛邊槽(5)圍繞第II終鍛模膛水平方向四周；所述第I終鍛模膛⑴的總高度比第II 終鍛模膛(2)的總高度小O. 4mm ;第I終鍛模膛(I)水平尺寸比第II終鍛熱模膛(2)相對應水平尺寸單邊小O. 25mm ；所述導向鎖扣(3)的凸結構和凹結構均為柱面導向鎖扣結構，即所述導向鎖扣(3)包括導向工作部分和導向入口部分，導向工作部分為柱面，導向入口部分為錐面，導向工作部分和導向入口部分自然過渡；所述第I終鍛飛邊槽的橋部厚度h為2. 6mm,橋部寬度b為10_，飛邊槽倉部厚度H為·7.Omm,倉部寬度bl為38_，倉部入口圓角半徑r為1. 5_ ;第II終鍛模膛的飛邊槽橋部厚度為1. Omm,橋部寬度為·12mm,飛邊槽倉部厚度為9. Omm,倉部寬度為42mm,倉部入口圓角半徑為O. 5mm ；2)第二次精密模鍛成形依靠切邊凹模對第II終鍛模鍛件進行微過量精密切邊，第II 終鍛熱鍛件切邊的單邊過切量為O. ·25mm。
全文摘要
本發明涉及扳手精密模鍛成形工藝，實現了在現有模鍛錘模鍛條件下扳手精密模鍛成形以及扳手精密級形狀和尺寸精度要求。所述工藝步驟為，坯料加熱→拔長→模鍛→切邊，所述模鍛為第一次精密模鍛成形，所述切邊為第二次精密模鍛成形；第一次精密模鍛成形和第二次精密模鍛的具體步驟如下1)第一次精密模鍛成形第一次精密模鍛成形採用精鍛模實現，首先，將模鍛件在第I終鍛模膛中終鍛成形，再將第I終鍛後的模鍛件在第II終鍛模膛中微量精鍛變形；2)第二次精密模鍛成形依靠切邊凹模對第II終鍛模鍛件進行微過量精密切邊。
文檔編號B21J5/02GK103042145SQ20121056687
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月25日 優先權日2012年12月25日
發明者李志廣, 吳小東, 張波 申請人:國營第六一六廠