精密模鍛是提高鍛件精度和表面質量的一種先進的成型工藝。它能夠鍛造形狀復雜、尺寸精度高的零件,如錐齒輪、葉片等。其主要工藝特點如下:
①. 使用普通的模鍛設備進行鍛造,一般需采用預(粗)鍛和終(精)鍛兩套鍛模,對形狀簡單的鍛件也可以用一套鍛模,粗鍛時應留0.1~1.2mm的精鍛余量。
②. 原始坯料尺寸和重量要精確,否則會降低鍛件精度和增大尺寸公差。
③. 需要精細清理坯料表面,除凈氧化皮、脫碳層及其他缺陷等。
④. 采用無氧化或少氧化加熱法,盡量減少坯料表面的氧化皮,為提高鍛件精度和減少粗糙度打好基礎。
⑤. 模鍛時要很好地潤滑和冷卻鍛模。
⑥. 模具精度對提高鍛件精度影響很大,精鍛模膛的精度一般要比鍛件精度高兩級,精鍛模要有導柱、導套結構,以保證合模準確。為排除模膛中的氣體,減少金屬流動阻力容易充滿模膛,在凹模上應開設排氣孔。
在高能精密鍛壓設備上加工不銹鋼具有下述的優點:
①. 良好的尺寸公差;
②. 提高抗疲勞壽命;
③. 增強強度和塑性;
④. 改善熱處理特性;
⑤. 可鍛造外形復雜的鍛件;
⑥. 可鍛造不需要脫模斜度和圓角半徑小的鍛件。
當然,這些優點中的任何一點都并非是采用特殊型高速鍛造設計的直接結果。
在高能快速鍛造設備上進行鍛造的一些缺點是:
①. 要求模具有非常精確的對中性;
②. 要求對鋼坯進行精確的定位;
③. 從模具中取出鍛件相當困難;
④. 變形速度極快,因此不得不需要另外的毛坯或者重新設計零件;
⑤. 模具使用壽命短。
精密鍛造的材料利用率很高,有時可以達到80%~90%的數量級。為了得到如此高的利用率,工具和模具的費用可能要高出10%。這是因為其工具和模具都相當復雜,而且預成型還需附加工具和模具。
圖3-3是確定鍛件上的配合(錯位)公差的示意圖;圖3-4是模鍛鍛件建議終加工余量。