精密模锻工艺.doc

精密模锻工艺 1 概述 与一般模锻相比，精密模锻能获得表面质量好、机械加工余量少和尺寸精度较高的锻件，从而能提高材料利用率，可使金属流线沿零件轮廓合理分布，提高零件的承载能力，精密模锻件不经机械加工或仅需很少机械加工即可装配使用。 精密模锻件并没有一个很确切的数据界限，分类方法也不一致，在HB0-6-67的模锻件余量及尺寸公差标准中，将模锻件精度等级分为五级：一级精度，用于模锻件冷精压表面间的尺寸公差；二级精度，用于模锻件热精压表面间的尺寸公差；三级精度，用于精制模锻件的尺寸公差；四级精度，用于一般模锻件的尺寸公差；五级精度，用于模锻件加工表面间的尺寸公差。 一般而言，前一、二、三级精度的模锻件就算精密模锻件了。 按照航标HB5119-79，根据余量大小和尺寸精度可将模锻件分成四类。 粗模锻件。具有粗大余量和大公差的锻件，腹板厚，凸、凹圆角半径大，模锻斜度约7°或更大，尺寸精度满足HB0-6-67五级精度要求，全部需机械加工，其重量约为成品零件的4倍左右。 普通模锻件。具有一般余量和一般公差的模锻件，腹板比较厚，凸、凹圆角半径比较大，模锻斜度3-7°，需机械加工表面占60-80%，其非加工面尺寸精度满足HB0-6-67的四级，其重量约为成品零件的3倍左右。 半精密锻件。具有较小余量和小公差的模锻件，凸、凹圆角半径小，模锻斜度1-5°，机械加工表面占10-60%，其非加工面的尺寸精度满足HB0-6-67的三级，其重量约为成品零件的1.7倍左右。 精密锻件。用先进工艺和精密模具锻制的仅局部或孔洞部分进行机械加工的模锻件，凸、凹圆角半径小，模锻斜度0-3°，尺寸精度不低于HB0-6-67的三级精度，其重量为成品零件的1.2倍左右。 如果精密模锻件的全部精度都高于普通模锻件，则称为完全精密模锻件；如果精密模锻件的部分精度高于普通模锻件，则称局部精密模锻件。 10.2 精密模锻的特点 与普通模锻相比，精密模锻的主要优点是：机械加工余量少，甚至为零；原材料节省；劳动生产率高；零件的生产成本低；尺寸精度较高，精密模锻件的尺寸公差比普通模锻件的尺寸公差小，一般仅为普通模锻件公差的一半，甚至更小；表面质量好，精密模锻件的表面粗糙度较低，可达0.8~3.2。 与切削加工相比，精密模锻的主要优点是：因锻件毛坯的形状和尺寸与成品零件接近甚至完全一致，因而材料利用率高；因精密塑性成形，金属纤维的分布与零件形状一致，因而使零件的力学性能有较大的提高，所以精密模锻也称少无切削工艺。 精锻件与普通模锻件相比有如下特点：精锻件的形状比一般模锻件复杂，一般模锻件可以通过增加余块来简化形状，而精锻件则接近于零件的形状；精锻件的壁厚、肋宽等尺寸比一般模锻件的小，因为一般模锻件有加工余量，而精锻件一般不留加工余量或少留加工余量；模锻斜度小，甚至无模锻斜度；精锻件的尺寸精度和表面质量比一般模锻件高；金属流线能围绕零件轮廓而不被切断，所以其机械性能和抗应力腐蚀性能高；精锻件的尺寸精度和表面质量要求高，常常在初步精成形后，还要再增加一道精整工序。 3 关于锻件精度问题的分析 锻件的精度是一个综合性的技术问题，它与坯料体积的偏差、模具和锻件的弹性变形、模具和坯料（锻件）的热胀冷缩、模具设计和加工、设备精度等有关。正确分析这些因素的影响并采取有效的解决措施是保证锻件精度的重要环节。 （1）零件的结构工艺性 由于精密模锻件是由毛坯在模膛中经塑性变形而获得，故零件的结构是影响锻件尺寸精度的一个因素。这就要求零件设计者在可能范围内考虑锻造变形特点，设计适合精锻工艺的零件形状。而在制定精密模锻工艺方案时，则应根据变形过程中金属的流动特点，考虑零件结构对锻件尺寸精度的影响，采取相应的技术措施。 （2）坯料体积的偏差 在开式精密模锻中，因为模腔周围设有飞边槽，毛坯体积波动并不影响锻件的尺寸。 在闭式精密模锻中，毛坯体积的波动直接引起锻件尺寸的变化。当不产生飞边或飞边体积不大时，毛坯体积偏差增大，将使锻件尺寸偏差增大。 坯料体积的偏差是由两方面因素引起的：一是下料不准确，二是坯料加热时，坯料烧损的程度不一样。目前精密下料可使坯料的重量偏差控制在1%以内，而一般下料方法约为3%-5%或更大。 因此，要提高锻件精度，首先要提高下料精度和改善加热情况，其次在锻件图设计和工艺设计时，应根据坯料体积可能的变化范围采取适当的措施。 （3）模膛的尺寸精度和磨损 模膛的尺寸精度和在模锻过程中的磨损对锻件尺寸精度有直接影响，在同一模膛的不同位置，由于变形金属的流动情况和所受到的压力不同，其磨损程度也不相同。 对于开式精密模锻，模膛水平方向的磨损会引起锻件外径尺寸增大和孔径尺寸减小，模膛垂直方向的磨损会引起锻件高度尺寸增大。 对于普通模锻，建议在大量生产中可采用如下模具磨损公差：模具的外长度、外宽度和外径尺寸的