Conception d'outils de forgeage de matriçage de précision.

- Dec 27, 2020-

1. Die type de structure

Peut être divisé en trois types selon la structure de la matrice: matrice intégrale, matrice combinée et matrice séparable.

Comme le montre la figure 1, il s'agit d'une matrice concave intégrale, qui est utilisée pour le forgeage au marteau, et le verrou est utilisé comme guide de la matrice supérieure et inférieure. La matrice à motif concave intégral est facile à fabriquer et convient aux pièces forgées avec une force de déformation unitaire faible.

Comme le montre la figure 2, il s'agit d'une filière d'extrusion arrière à température moyenne avec une structure de filière combinée à trois couches. Afin d'obtenir les pièces d'extrusion avec une précision dimensionnelle élevée, un élément chauffant 8 est placé dans la filière, et la filière peut également être refroidie par air comprimé pour contrôler sa température de fonctionnement dans la plage spécifiée. Afin d'améliorer la qualité de surface de la partie d'extrusion, le résidu de lubrifiant sur le poinçon 1 et la matrice 3 est gratté à l'aide de la plaque de décharge 2 et du bloc supérieur de matrice 7. La matrice combinée est une structure de matrice courante dans le forgeage de précision. , qui se caractérise par l'utilisation d'une bague précontrainte, de sorte que la matrice peut résister à une pression unitaire plus élevée.

Comme le montre la figure 3, il s'agit d'une filière concave séparable pour l'extrusion à chaud d'un arbre d'étape en alliage de titane sur une presse hydraulique ou une presse à vis. Les deux matrices semi-concaves triangulaires (7 et 8) sont articulées avec la tige de poussée 2 à travers l'axe de l'axe 9, et la tige de poussée 2 est fixée sur l'éjecteur de la presse. Les deux demi-matrices sont disposées dans le porte-matrice 1 et l'angle entre les surfaces de support est de 30 .. Fixer le poinçon 6 dans le porte-poinçon 4 avec bague de transition 5. La bague de support est utilisée comme support de la matrice ou comme limite de la course de travail du poinçon. Lors de l'extrusion de pièces forgées, de fines bavures apparaissent entre les surfaces de séparation de la matrice en raison de la déformation élastique de la matrice. La matrice séparable est utilisée pour le forgeage avec une forme complexe qui nécessite plus de deux faces.

La structure du dispositif de guidage et du mécanisme d'éjection est généralement la même que celle du matriçage commun, mais la précision du guide doit être plus élevée. La structure de la matrice est la même, mais la précision du guidage est plus élevée.

Fig.1 Matrice de forgeage sans bride concave intégrale

1-matrice supérieure; 2-matrice inférieure

Fig.2 Matrice séparable

Siège à 1 matrice; 2 poussoirs; Anneau de support 3; Support à 4 poinçons;

5-virole; 6 poinçons; 7-die gauche; 8-droite meurent; 9 broches


2. Taille de la chambre de filière

Dans le forgeage à chaud commun, la taille finale de la chambre de matrice est déterminée en fonction du dessin de forgeage à chaud. Étant donné que seul le retrait au refroidissement des pièces forgées est pris en compte et que d'autres facteurs ne sont pas pris en compte, la précision des pièces forgées est faible. Pour les pièces forgées de précision, l'influence de divers facteurs doit être prise en compte pour déterminer raisonnablement la taille de la chambre de filière. Pour la matrice de forgeage représentée sur la figure 3, la taille de la chambre de matrice peut être déterminée par la formule suivante, puis corrigée par forgeage d'essai.

(1) Dans la formule du diamètre de la cavité de la matrice (mm)

La partie D est la taille nominale du diamètre extérieur correspondant du forgeage (mm);

La partie buccale est le coefficient de dilatation linéaire du blanc, ℃

Partie T - température de forgeage lors du forgeage final, ℃;

Une filière - coefficient de dilatation linéaire du matériau de filière, ℃;

T die - température de travail de la filière, ℃;

Balle AD - valeur absolue de la déformation élastique du diamètre d'alésage de la matrice d pendant le forgeage, mm.

(2) Diamètre du poinçon (poinçon) (mm).

L'image 3 est le diamètre nominal de la matrice de forgeage.

(D) est la valeur négative du diamètre élastique de la matrice de forgeage.

L'usure de l'alésage de la matrice peut être prise en compte dans la tolérance de forgeage.


3. La précision dimensionnelle et la rugosité de surface de l'alésage de filière

Déterminé en fonction de la précision et de la rugosité de surface des pièces forgées. Si la précision du forgeage de précision doit être élevée, la précision de fabrication de la chambre de matrice doit être plus élevée et la fabrication de la matrice est plus difficile. D'une manière générale, pour les matrices de forgeage de petite et moyenne taille et les cavités aux formes moins compliquées, il peut être fabriqué selon la précision de it7 (forgeage à chaud) et it8-9 (forgeage à chaud); pour les grandes matrices de forgeage et les cavités aux formes compliquées, il peut être fabriqué selon la précision de it8-9 (forgeage à chaud) et it10-12 (forgeage à chaud). La possibilité d'usinage doit être envisagée pour la rugosité de surface de l'alésage de la filière, et la partie importante doit être en R.=4 um, la partie générale doit être r.=3,2 à 1,6 h.


4. Force, rigidité et lubrification de la matrice

Matrice fermée, lorsque le flan est rempli avec la chambre de filière, l'excès d'énergie est principalement absorbé par la filière et l'équipement. Lorsque l'excès d'énergie est important, la matrice est souvent endommagée en raison d'un stress excessif. Afin d'éviter que la matrice de forgeage ne se fissure, d'une part, la résistance de la matrice elle-même doit être améliorée; d'autre part, l'effet néfaste de l'excès d'énergie doit être réduit autant que possible. Par exemple, l'espace d'extrusion est fixé sur la filière, de sorte qu'une petite quantité de métal peut être extrudée à partir des pores après le formage de l'ébauche, de manière à absorber l'excès d'énergie; ou la surface d'impact est utilisée pour supporter l'excès d'énergie d'impact, ce qui peut également assurer la grande précision du forgeage.

La rigidité de la matrice affecte la précision dimensionnelle des pièces forgées. Les principaux facteurs affectant la rigidité de la matrice sont la structure de la matrice, la position de la chambre de la matrice et le matériau de la matrice. La structure de la matrice doit être simple. La rigidité de la matrice intégrale est meilleure, et le jeu et la grande déformation élastique entre les composants doivent être évités lors de l'utilisation d'une matrice combinée. La position de la chambre de filière doit être cohérente avec le centre du bloc coulissant (ou de la barre de marteau), de manière à réduire l'écart de hauteur de forgeage et de dimension horizontale causé par le moment excentrique. Le matériau avec une dureté élevée et un module d'élasticité élevé doit être choisi comme matériau de moule.

Les lubrifiants couramment utilisés (fraction massique) sont les suivants.

(I) forgeage à chaud

① 50% d'huile moteur graphite + est pulvérisée sur la matrice et l'ébauche chaude, ce qui convient aux pièces forgées en acier.

②ZnSO。 5% et KCI 50. 5% eutectique + K. CrO。 2,3% pulvérisé sur la matrice, convient pour les pièces forgées en alliage de titane.

③ 95% d'huile moteur + 5% de poudre de graphite sont pulvérisés sur le flan chaud, ce qui convient aux pièces forgées en cuivre et en laiton.

Huile + colophane + graphite à 40% pulvérisée sur ébauche et matrice à chaud, adaptée à l'aluminium, au magnésium et à leurs pièces forgées en alliage.

Fig. 4 forgeage d'engrenages coniques Fig.

(2) forgeage à chaud

① Forgeage à chaud à 200-400 ℃. L'acier au carbone est traité avec du phosphate pour former une couche de cristal de phosphate poreux sur la surface de l'ébauche pour absorber le lubrifiant, et est progressivement extrudé pendant la déformation de l'ébauche pour surmonter l'adhérence entre l'ébauche et la filière. L'acier inoxydable est traité avec un placage d'oxalate ou de cuivre. Le lubrifiant est du bisulfure de molybdène ou du graphite, qui est pulvérisé sur l'ébauche. Le forgeage à chaud à 400-700 ℃ a la même méthode de traitement, mais le chauffage doit être rapide; le lubrifiant est du graphite ou du graphite aqueux, qui est pulvérisé sur l'ébauche et la matrice.

② Forgeage à chaud à 700-850 ℃ sans prétraitement de surface. Le graphite ou le graphite à l'eau est utilisé comme lubrifiant et pulvérisé sur l'ébauche et la matrice.