多工位高速熱鍛工藝設(shè)計與模具技術(shù)!
熱鍛模具鋼主要工藝特點有:
鍛件精度高,加工余量、公差和拔模斜度較??;
鍛件質(zhì)量穩(wěn)定性好,排除了手工操作可能產(chǎn)生的誤差;
材料利用率高,基本采用無飛邊閉式模鍛,使用長棒料剪切下料,僅產(chǎn)生沖孔連皮和料頭等廢料;
自動化程度高,生產(chǎn)線實現(xiàn)了自動上料和出料,僅需人工進行棒料補給、質(zhì)量檢查、更換模具和鍛件轉(zhuǎn)運工作;
生產(chǎn)效率高,正常8小時高速生產(chǎn)的班產(chǎn)量可達3萬多件;
模具成本低,模具采用組合式設(shè)計,按照不同功能選擇不同材料和加工工藝,高速生產(chǎn)中易損件接觸工件時間短、冷卻充分,使用壽命高。
在工藝和模具開發(fā)流程中,首先對零件進行可行性分析,然后根據(jù)高速鐓鍛機的設(shè)備特性和多工位熱鍛工藝特點進行鍛件圖和工藝設(shè)計。
對各加工面按照技術(shù)要求選擇加工工藝,齒輪形狀精度要求比較高需進行機加工,在其它加工面添加機加工余量,非加工面直接鍛造成形,齒形之間的部分添加鍛造余量塊并添加拔模斜度,在滿足尺寸要求的情況下盡可能取較大的鍛造圓角和鍛造公差,獲得的鍛件模型。
鍛件圖完成后進行鍛造工藝設(shè)計,采用熱剪切下料,共有四個成形工位,常用的工序為鐓粗、預成形、終鍛和沖孔或切邊。
首先,根據(jù)鍛件的冷態(tài)尺寸和收縮率得出工件的熱態(tài)尺寸,收縮率一般按照鍛件材料類型和最大外徑尺寸確定。根據(jù)內(nèi)孔的尺寸確定合理的沖孔連皮厚度,在材料利用率和模具壽命之間找到平衡點,這樣就可以計算確定第三工位的終鍛件的尺寸。
第二工位預成形的設(shè)計原則是進行材料體積分配。在第三工位成形時工件易于定位,材料可以多向流動充滿各個區(qū)域,避免因體積分配不均產(chǎn)生毛刺或大圓角。同時,合理的預成形形狀可以降低鍛造成形力、提高模具壽命。這是一項較依賴設(shè)計人員的經(jīng)驗的工作,通過使用有限元模擬軟件也可以提高大幅提高工藝設(shè)計質(zhì)量。
此鍛件形狀不太復雜,第一工位進行模外鐓粗去除氧化皮,同時也簡化了模具結(jié)構(gòu)、節(jié)約了模具成本。終鍛件的體積即為毛坯體積,棒料的高徑比應控制在合理范圍之內(nèi),熱態(tài)剪切下料會產(chǎn)生輕微塌角和微小的剪切毛刺,在鐓粗時通過材料變形進行修正,得到較為規(guī)則的鼓形。
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熱鍛模具鋼