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精密模锻的模具设计需要注意哪些,

发布日期:2018-09-04 作者:精密模锻厂 点击:

精密模锻的模具设计需要注意哪些,下面就由精密模锻厂给大家介绍一下:

1.模具结构类型

按凹模结构形式可以分为三类:整体凹模式模具、组合凹模式模具和可分凹模式模具。

整体凹模式模具,用于锤上模锻,利用锁扣作为上、下模的导向。整体凹模式模具制造简单,适用于单位变形力不大的锻件。

中温反挤压模,采用三层组合凹模结构。为了获得尺寸精度高的挤压件,模具中设置有加热器8,也可以通过压缩空气冷却模具,使其工作温度控制在规定的范围内。为了提高挤压件的表面质量,利用卸料板2和凹模顶块7刮刷冲头1和凹模3上的润滑剂残渣。组合凹模是精密模锻中常用的模具结构,其特点是采用预应力圈,使凹模能承受较高的单位压力。

在液压机或螺旋压力机上,热挤压钛合金台阶轴的可分凹模式挤压模。两个三棱柱形的半凹模(78)通过销轴9与推杆2铰接,推杆2固定在压力机的顶出器上。两半凹模安置在凹模座1中,支承面间的角度为30。。利用过渡圈5把冲头6固定在冲头固定器4中。利用支承环雪作凹模顶起时的支承或作为冲头工作行程的限位。挤压锻件时,由于模具的弹性变形,在凹模分模面间会出现薄毛刺。可分凹模用于需要两个以上面成形的、形状复杂的锻件。

导向装置和顶出机构一般与普通模锻的模具结构相同,但导向精度要求更高些。

2.模膛尺寸

在普通热模锻中,终锻模膛尺寸按热锻件图确定。由于仅考虑了锻件的冷却收缩,而不考虑其他因素,所以锻件的精度较低。对于精密模锻件,应考虑各种因素的影响来合理确定模膛尺寸。如图3所示的锻模,模膛尺寸可按下式确定,然后通过试锻加以修正。

(1)模膛型腔直径(mm)

式中 D件——锻件相应外径的公称尺寸(mm)

口件——毛坯的线膨胀系数,℃

t件——终锻时锻件温度,℃;

a模——模具材料的线膨胀系数,℃;

t模——模具工作温度,℃;

AD弹——模锻时模膛直径D的弹性变形绝对值,mm

(2)模膛冲头(冲孔凸台)直径(mm)

d件——锻件孔的公称直径(ram)

d弹——模锻时冲头直径d的弹性变形值,当直径d变大时,Ad弹为负值,当直径d减小时,△d弹为正值,mm

关于模膛的磨损等因素,可在锻件公差中考虑。

3.模膛的尺寸精度和表面粗糙度

根据锻件的精度和表面粗糙度确定。精密锻件的精度要求高,则模膛制造精度要求更高,模具制造的难度也更大。一般来说,对中小型锻模和形状不太复杂的模膛,可按IT7(温锻)IT89(热锻)精度制造;对大型锻模和形状复杂的模膛,可按IT89(温锻)IT1012(热锻)精度制造。模膛的表面粗糙度应考虑加工的可能性,重要部位应在R=0.4um,一般部位应为R=3.21.6pm

4.模具的强度、刚度以及润滑

闭式模锻时,当毛坯充满模膛后,多余的能量主要由模具和设备所吸收。当多余能量较大时,模具常因应力过大而破坏。为防止锻模破裂,在设计模具时,一方面应提高模具本身的强度;另一方面应尽可能减小多余能量的不良影响。例如在模具上设置挤出间隙,使毛坯成形后还有少量金属可以从孔隙中挤出,从而吸收多余的能量;或者是采用承击面来承受多余打击能量,还可以保证锻件高度准确。

模具的刚度影响锻件尺寸精度。影响模具刚度的主要因素是模具结构、模膛位置和模具材料等。模具结构应力求简单。整体模的刚度较好,采用组合模时应避免构件间有游隙和较大的弹性变形。模膛位置应力求模膛中心与滑块(或锤杆)中心一致,减小由于偏心力矩造成锻件高度和水平尺寸的偏差。模具材料应选用硬度高、弹性模量大的材料。

常用的润滑剂(质量分数)如下。

(I)热锻

①石墨+机油50 喷涂于模具和热毛坯上,适用于钢锻件。

ZnSO495%与KCI 505%共熔物+KCrO23 喷涂于模具上,适用钛合金锻件。

③机油95+石墨粉5 喷涂于热毛坯上,适用于铜和黄铜锻件。

④机油+松香+石墨40 喷涂于热毛坯和模具上,适用于铝、镁及其合金锻件。

(2)温锻

200400℃温锻,碳素钢采用磷酸盐处理,使毛坯表面形成多孔的磷酸盐结晶层来吸收润滑剂,并在毛坯变形过程中逐步挤出,克服毛坯与模具间的黏着现象。不锈钢采用草酸盐或镀铜处理。润滑剂采用二硫化钼或石墨,喷涂于毛坯上。400700℃温锻,处理方法相同,但是加热要迅速;润滑剂采用石墨或水剂石墨,喷涂于毛坯和模具上。

700850℃温锻,不需表面预处理,润滑剂采用石墨或水剂石墨,喷涂于毛坯和模具上。

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