路径: 主页 > GB/T > 第347页 > GB/T 37676-2019 | 标准编号 | GB/T 37676-2019 (GB/T37676-2019) | | 中文名称 | 高速精密热镦锻件 工艺规范 | | 英文名称 | High Speed Precision Hot Upsetting Forgings - Technological Specification | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | J32 | | 国际标准分类 | 77.140.85 | | 字数估计 | 10,111 | | 发布日期 | 2019-06-04 | | 实施日期 | 2020-01-01 | | 发布机构 | 国家市场监督管理总局、中国国家标准化管理委员会 | GB/T 37676-2019
High speed precision hot upsetting forgings--Technological specification
ICS 77.140.85
J32
中华人民共和国国家标准
高速精密热镦锻件 工艺规范
2019-06-04发布
2020-01-01实施
国 家 市 场 监 督 管 理 总 局
中国国家标准化管理委员会 发 布
前言
本标准按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。
本标准由全国锻压标准化技术委员会(SAC/TC74)提出并归口。
本标准起草单位:江苏森威精锻有限公司、东风锻造有限公司、北京机电研究所有限公司、广东韶铸
精锻有限公司、浙江五洲新春集团股份有限公司、上海交通大学。
本标准主要起草人:龚爱军、朱华、吴玉坚、魏巍、金红、刘梅华、刘余、胡成亮、朱卫、吴建彬、周林、
利义旭、蓝育忠、赵震、白太亮。
高速精密热镦锻件 工艺规范
1 范围
本标准规定了高速精密热镦锻件(以下简称“锻件”)的工艺规范,包括总则、工艺参数确定、锻件坯
料的准备、坯料加热、模具的要求和设备的选择。
本标准适用于生产节拍50件/min及以上、质量在7.5kg以下且外径尺寸不大于180mm、采用热
镦锻成形的钢质精密锻件的工艺编制。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文
件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 699 优质碳素结构钢
GB/T 700 碳素结构钢
GB/T 1299 工模具钢
GB/T 1591 低合金高强度结构钢
GB/T 3077 合金结构钢
GB/T 5216 保证淬透性结构钢
GB/T 8541 锻压术语
GB 13318-2003 锻造生产安全与环保通则
GB/T 15712 非调质机械结构钢
GB/T 18254 高碳铬轴承钢
GB/T 28417 碳素轴承钢
GB/T 29532 钢质精密热模锻件 通用技术条件
GB/T 30567-2014 钢质精密热模锻件 工艺编制原则
3 术语和定义
GB/T 8541界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
采用卧式多工位热镦锻成形机生产,节拍50件/min及以上,热镦锻精密成形的工艺。
4 编制原则
4.1 总则
4.1.1 工艺设计应考虑锻件形状复杂程度、表面质量、尺寸精度、形状和位置公差、棒料尺寸、材料特
性、成形方式、变形程度、工位数、各工位许可成形力、总成形力、传送要求、模具寿命、生产经济性和年产
量等因素。
4.1.2 工艺设计流程:零件图→加工余量→冷态锻件图→成形工位热态尺寸→锻件质量→剪切工位
(直径和长度)→变形工位→时间图→模具设计→模具制造→工艺试制→工艺优化。
4.1.3 时间图的设计应保证各工位毛坯能被顺利搬送,并与模具不产生干涉,宜采用仿真技术进行
模拟。
4.1.4 各工位毛坯形状设计应考虑机械手夹持的可靠性。
4.1.5 工艺设计宜采用数值模拟分析成形力、填充度、温度分布,避免出现折叠和填充不足等缺陷。
4.1.6 变形工位的设计应考虑最小壁厚和锻造最小圆角半径等限制条件。
4.1.7 接触锻件的模具部件应进行冷却,模具的冷却介质一般选用水,冷却介质应避免直接喷淋锻件。
4.1.8 对于变形量较大的锻件宜在冷却介质中添加合适的润滑剂。
4.1.9 模具的更换宜成套进行。
4.1.10 锻件宜利用锻后余热进行热处理。
4.1.11 锻件在整个生产过程中应考虑采取防磕碰措施。
4.1.12 作业环境应满足GB 13318-2003中5.2的要求,人员应满足GB 13318-2003中10.2的要求,
安全和环保技术措施应满足GB 13318-2003中第9章的要求。
4.2 工艺参数确定
4.2.1 变形温度
4.2.1.1 变形温度应在再结晶温度以上的奥氏体区内。为避免出现过热、过烧现象,加热料温宜在
1150℃~1280℃内,其中轴承钢不宜超过1180℃。在模具充分冷却的前提下,加热温度宜接近
上限。
4.2.1.2 锻后宜快速冷却到AC1以下,以避免晶粒长大。
4.2.1.3 利用余热进行热处理时,锻件的终锻温度应满足后续的热处理要求。
4.2.2 变形程度
4.2.2.1 各工位的变形程度应避免最终累计变形造成大晶粒。
4.2.2.2 变形程度的选择应考虑变形方式对许用变形量的影响。
4.2.3 变形力
变形力宜采用数值模拟分析计算,也可采用诺模图或经验公式计算,可参照GB/T 30567-2014中
4.2.1.7。
4.2.4 各工位参数的确定
4.2.4.1 剪切工位
4.2.4.1.1 棒料直径的选择应在满足长径比l/D1 要求1.0~2.0、优选1.2~1.7的条件下,尽可能使剪
切产生的毛刺在冲孔工序可去除或转移至加工面,具体见图1a)。
单位为毫米
a) 剪切工位 b) 预成形工位 c) 成形工位 d) 冲孔工位
说明:
l ---剪切长度;
D1---棒料直径;
D2---预成形工位杆部外圆直径;
D3---预成形工位外圆直径;
h1---预成形工位杆部段长;
h2---预成形工位总段长;
D4---成形工位杆部外圆直径;
D5---成形工位外圆直径;
h3---成形工位杆部段长;
h4---成形工位总段长;
d1---成形工位内孔直径;
D6---冲孔工位撕裂面直径;
h5---冲孔工位连皮厚度;
d2---冲孔工位内孔直径。
图1 各工位参数
4.2.4.1.2 剪切长度宜采用计算式(1),热态下密度参考值见表1。
l=
4m
ρ×π×D1×D1
(1)
式中:
m ---锻件质量;
ρ ---材料密度;
π ---圆周率。
表1 热态下密度和热膨胀系数参考值
钢材种类
锻件直径ϕ
mm
密度参考值
g/cm3
热膨胀系数参考值
非轴承钢 ≤67 7.551 1.013
非轴承钢 >67~125 7.507 1.015
非轴承钢 >125~160 7.485 1.016
非轴承钢 >160 7.463 1.017
轴承钢 ≤67 7.507 1.015
轴承钢 >67 7.474 1.0165
4.2.4.2 预成形工位
4.2.4.2.1 预成形工位成形方式有模外成形和模内成形两种,应考虑形状要求、热量损耗、模具制造、机
械手夹持等因素。
4.2.4.2.2 预成形工位成形应考虑体积分配,宜采用数值模拟进行。
4.2.4.2.3 工位具体尺寸的确定见图1b)和表2。
表2 预成形工位参数 单位为毫米
D2 D3 h1 h2
D4-0.5 D5-0.5~D5-8 根据体积分配确定 根据质量确定
4.2.4.3 成形工位
4.2.4.3.1 成形方式可选用横向闭式模锻或横向开式模锻,应优先考虑无飞边锻造。
4.2.4.3.2 成形工位的连皮厚度宜采用计算式(2),其余尺寸应根据冷态锻件尺寸和热膨胀系数参考值
进行确定,具体见图1c)和表1。
h5=0.1×d2+k (2)
式中:
k---经验值,一般取2~3。
4.2.4.4 冲孔工位
工位具体尺寸的确定见图1d)和表3。
表3 冲孔工位参数 单位为毫米
D6 d2 h5
0.15×h5+d2 根据锻件尺寸及热膨胀系数参考值确定 0.1×d2+k
k为经验值,一般取2~3。
4.2.5 时间图的确定
4.2.5.1 将剪切坯料及预成形坯料放入时间图模板中,计算出顶杆伸出长度,保证机械手打开时顶杆应
先顶住棒料(包含伸缩量至少10mm),机械手传送到位时顶杆不能接触到棒料,预成形工位时间图设
计见图2。
单位为毫米
说明:
AV---模架平面。
图2 预成形工位时间图
4.2.5.2 将预成形坯料及成形坯料放入时间图模板中,夹钳宽度宜大于预成形坯料宽度的一半,成形时
宜采用导向结构,机械手打开时冲头应先顶住坯料,机械手传送到位时冲头不能接触到棒料,结合设备
运动时间图和时间表算出安全距离及L2 长度(机械手打开时冲头的位置),成形工位时间图设计见
图3。
单位为毫米
说明:
L1---成形工位冲头顶住坯料的距离;
L2---机械手打开时冲头与前死点的距离。
图3 成形工位时间图
4.2.5.3 将成形坯料放入时间图模板中,机械手传送到位时顶杆不能接触到棒料,开始冲孔后机械手打
开,三工位时间图设计见图4。
单位为毫米
图4 冲孔工位时间图
4.3 锻件坯料的准备
4.3.1 锻件坯料优先选用棒材,应符合GB/T 699、GB/T 700、GB/T 1299、GB/T 1591、GB/T 3077、
GB/T 5216、GB/T 15712、GB/T 18254、GB/T 28417等标准的规定。
4.3.2 原材料长度不得小于剔料系统限定的长度,宜选择9m及以上,以减少剔料浪费,且端面齐整,
无毛刺,无影响使用的变形。
4.3.3 当锻件表面质量要求高或预成形工位选择闭式模锻时,坯料宜进行剥皮、磨削或其他方法以改
善坯料表面质量和精度,坯料直径公差通常不大于0.2mm。
4.4 坯料加热
4.4.1 坯料加热采用整根棒料感应加热的方式,且有温度检测和高低温报警停机功能。
4.4.2 感应器的规格选择应与加热坯料直径相匹配,避免加热效率低。
4.4.3 坯料进给节拍要根据坯料尺寸、加热温度、锻造设备等因素综合考虑,以坯料的加热温度均匀达
到工艺要求为前提。
4.5 模具的要求
4.5.1 模具的精度应满足锻件的尺寸、形状和位置公差等精度要求。
4.5.2 凸模、凹模和顶杆宜采用氮化等表面处理,以提高模具表面硬度和耐磨性。模具表面粗糙度值
应不大于Ra0.8μm。
4.5.3 凹模顶杆宜设计成中空结构,以便冷却液冷却凹......
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