專利名稱：手動工具制坯工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及五金手動工具生產(chǎn)工藝，具體地說是手動工具制坯工藝。
背景技術：
手動工具:梅花扳手、兩用扳手、呆扳手，簡稱三扳。主要用于拆裝六角螺栓、螺帽，是扳手類手動工具中最大量手動工具，中國是世界生產(chǎn)三扳主要國家。據(jù)梅花扳手企業(yè)名錄統(tǒng)計，全國有200多家三扳生產(chǎn)企業(yè)。企業(yè)每年三扳年產(chǎn)量800萬-2000萬支，較具規(guī)模企業(yè):上海田野工具制造有限公司、龍游億洋工具制造有限公司、山東九鑫機械工具有限公司、丹納赫(五蓮)工具公司、山東又工機械工具有限公司、煙臺雷彩工具制造有限公司、棲霞眾聲工具有限公司等，保守估算中國三扳生產(chǎn)量超出2億支。電鐓粗工藝是利用工件本身電阻，在通以低電壓大電流的同時，對其施加外力，當工件被加熱到塑性變形溫度時逐漸被鐓粗的過程。(圖2)為該工藝過程示意圖。其原理為:初級繞組采用工業(yè)用50Hz、380V電流，砧塊和夾持電極串聯(lián)在次級線圈上。工件在導電夾持缸和定位夾持缸的作用下夾緊，導向并保持良好的接觸狀態(tài)，同時在鐓粗缸的初始壓力作用下產(chǎn)生電阻熱，材料快速升溫。最先通電的棒料達到鍛造溫度，此時鐓粗缸往下運動，壓力P1，速度V1，砧子缸下移速度V2，壓力P2，參數(shù)關系
P1>P2)V1>V2) a下端材料開始鐓粗變形。材料下端聚集。其鐓粗比可達到
20-30。普通鐓粗工藝不能相比的。電鐓粗工藝在發(fā)動機氣門制坯生產(chǎn)廣泛應用，在手動工具制還尚屬空白。三扳中間部分具有同等截面，所以同等截面不同類型的三板傳統(tǒng)工藝基本相同，比如19-22梅花扳手傳統(tǒng)工藝，如圖1所示，為圓鋼(45號碳結鋼，直徑18mm)——下料(用40噸沖床下料，直徑18臟，長度160臟，重量0.3175kg)——加熱(用煤氣加熱爐或者22kw中頻加熱爐進行加熱)——拔長(用65kg空氣錘拔至所需長度)——彎曲(用80噸沖床)——成型(用400噸摩擦壓力機)——切飛邊(用100噸沖床)。由此可以看出，傳統(tǒng)工藝是整體成型，精度不能完全保證，更容易產(chǎn)生變形，更或者說如果要保證精度需要更大的成本控制，傳統(tǒng)工藝所使用的設備噸位必須要大，致使加大生產(chǎn)成本，增加能耗，傳統(tǒng)工藝中扳手整體邊緣均是飛邊，用料大，不節(jié)約材料，傳統(tǒng)工藝不易操作，工作環(huán)境差，勞動強度高。所以如何把電鐓粗工藝應用在手動工具三扳制坯工藝中，甚至延伸至具有同等截面的手動工具制坯工藝中，成了眼下需要解決的問題
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供手動工具制坯工藝，電鐓粗工藝應用對工件要變形部分和不需要變形部分控制準確，工件加熱溫度一致性好，鍛件質量好。加熱、變形同時進行，節(jié)省人力。
為了達成上述目的，本發(fā)明采用了如下技術方案，手動工具制坯工藝，其步驟包括:I)、首先取得制坯型材，然后按照設定的手動工具的規(guī)格尺寸下料；2)、然后采用電熱鐓機把下好的料的兩端分別進行電熱鐓粗工序；3)、每次鐓粗后利用鐓粗余熱進行工具兩端成型工藝且實施切邊工序，制坯工藝完成。所述下好料的制坯型材中間段作為未來的手動扳手工具手持手柄段，其結構或形狀與手動工具三扳成品后的結構或形狀相同，即下好料的制坯型材中間段不用鐓粗，只需用電熱鐓機把兩端分別鐓粗。所述制坯型材選用與手動工具中間部分具有相同截面的型材。所述手動工具包括三板，即梅花扳手、兩用扳手、呆扳手，或者其他具有同等截面手動工具。所述電熱鐓機把下好的料的兩端分別鐓粗成扁圓臺狀。所述鐓粗工序具體表現(xiàn)為，把下好的料在導電夾持缸和定位夾持缸的作用下夾緊，導向并保持良好的接觸·狀態(tài)，同時在鐓粗缸的初始壓力作用下產(chǎn)生電阻熱，材料快速升溫，達到鍛造溫度后，此時鐓粗缸往下運動，下端材料鐓粗變形。相較于現(xiàn)有技術，本發(fā)明具有以下有益效果:1.傳統(tǒng)工藝是整體成型，新工藝局部成型。2.新工藝較傳統(tǒng)工藝設備噸位減少，降低能耗。3.新工藝較傳統(tǒng)工藝用料減少，節(jié)約原材料。4.新工藝較傳統(tǒng)工藝更易操作，降低對操作工人技術要求和勞動強度，改善工作環(huán)境。5.電鐓粗工藝應用對工件要變形部分和不需要變形部分控制準確，工件加熱溫度一致性好，鍛件質量好。加熱、變形同時進行，節(jié)省人力。


圖1為現(xiàn)有技術中19-22梅花扳手傳統(tǒng)工藝示意圖；圖2為現(xiàn)有技術中電鐓粗工藝示意圖；圖3為本發(fā)明19-22梅花扳手工具制坯工藝示意圖。圖4為中間截面相同的三板(兩用扳手、呆扳手、梅花扳手)示意圖。
具體實施例方式有關本發(fā)明的詳細說明及技術內(nèi)容，配合

如下，然而附圖僅提供參考與說明之用，并非用來對本發(fā)明加以限制。實施例:19-22梅花扳手工具制坯工藝，其步驟包括:I)、首先取得制坯型材，然后按照設定的手動扳手工具的規(guī)格尺寸用沖床下料；所述制坯型材選用45號優(yōu)質碳結鋼，其截面尺寸為，17.7X6.5mm,并且兩側為圓弧面，半徑為40mm,上下端面寬度為4.52mm。所述下料所用的沖床為15噸的沖床。沖成長度為346mm,重量0.279kg的料；
2)、然后采用電熱鐓機把沖床下好的料的兩端分別進行鐓粗工序；所述沖床下好料的制坯型材中間段作為未來的手動扳手工具手持手柄段，其結構或形狀與手動扳手工具成品后的結構或形狀相同，即沖床下好料的制坯型材中間段不用鐓粗，只需用電熱鐓機把兩端分別鐓粗。所述電熱鐓機把沖床下好的料的兩端分別鐓粗成扁圓臺狀。采用D92-12B型號電熱鐓機把料22梅花頭一端長度91.3mm位置，電熱鐓粗至長35mm，直徑30mm的扁圓臺。采用D92-12B型號電熱鐓機把料19梅花頭一端長度63.35mm位置，電熱鐓粗至長29mm，直徑26.8mm的扁圓臺。所述繳粗工序具體表現(xiàn)為，把沖床下好的料在導電夾持缸和定位夾持缸的作用下夾緊，導向并保持良好的接觸狀態(tài)，同時在鐓粗缸的初始壓力作用下產(chǎn)生電阻熱，材料快速升溫，達到鍛造溫度后，此時鐓粗缸往下運動，下端材料鐓粗變形。

3)、最后把鐓粗的手動工具三扳兩端進行板頭成型工序且實施切邊工序，制坯工藝完成。所述扳頭成型工序采用63-80噸沖床。所述板頭切邊工序采用40噸沖床。19-22梅花扳手電鐓制坯工藝:設備:D92-12B型電熱鐓機，主要參數(shù):加工棒料直徑Φ8-Φ 14mm，鐓粗力41.5KN，銅夾子夾緊力9.89KN，變壓器容量30KVA，加熱變壓器次級電壓1.76-3.86V，鐓粗缸最大行程260mm,夾緊缸最大行程30mm,鉆子缸最大行程100mm,繳粗料最大長度360mm ；工藝參數(shù):公式Q=0.24I2Rt, Q1=IiiTC, Q通電工件得到熱量，單位:焦耳(T)，Q1工
件鐓粗需要的熱量，單位:焦耳(T)，I電流，J單位:安培(A);R銅夾子與砧塊之間電阻
I 二 /I f
單位:歐姆(Ω ) ；t通電時間單位:秒(S) ;m鐓粗部分質量，單位:千克(Kg) ；T工件加熱后溫度，單位:度(° c) ;C工件熱容量，45號碳結鋼從室溫到1100° c其平均值取0.69KT/Kg° c ；預熱長度a，預熱時間t，預熱長度經(jīng)驗值取0.75d^a^ 2d，19-22梅花按預熱長度取IOmm,預熱時間t=2秒；電流，經(jīng)驗值1 = 108.74Q/mm2 ;19_22梅花熱鐓粗時取=IS3=108.74x103.4=11243.7A ；鐓粗溫度T，電鐓粗溫度，滿足電鐓粗溫度要求，同時也滿足成型時溫度，19-22梅花扳手電鐓溫度取T=I 100 ±50° C;次級線圈電壓V，次級線圈電壓V應滿足電流要求。19-22梅花扳手取V=2_3伏，試鐓時確認具體數(shù)據(jù)。試墩:1.試墩主要任務就是通過檢測試鐓質量，包括溫度和尺寸，再根據(jù)檢測質量提取粗鐓速度“太快” “快” “合適” “慢” “太慢”，次級電壓“太高” “高” “合適” “低” “太低”，系統(tǒng)壓力“太高” “高” “合適” “低” “太低”等定性結論。根據(jù)不同結論結合，進行相應的工藝參數(shù)調整，直至生產(chǎn)出合格產(chǎn)品，確定最理想的工藝參數(shù)。2.電鐓粗質量分析及工藝參數(shù)調整開花:描述:菊花狀飛裂，明顯報廢；原因:其實質是過燒。電鐓調整時，加熱電流太大，電壓太高，頂鍛缸壓力太低，砧子缸活塞桿退速太慢。可以認為電鐓加熱速度大于鐓粗變形速度，使熱量過于集中于頂部使其過燒。裂紋:描述:電鐓蒜頭上出現(xiàn)裂口，明顯報廢。
原因:極大多數(shù)來自材料裂紋。有時在蒜頭周邊會出現(xiàn)較短裂紋，其原因為原材料在較低溫度下快速鐓粗變形，其變形程度超過材料的極限變形程度的極限而鐓裂，調低電鐓速度或增加電流。掉頭:描述:蒜頭與桿相接觸過燒。原因:當頂端缸活塞桿已停止前進或停止前進的同時，加熱必須停止，只有在電器失靈時，或調整不當時，才可能出 現(xiàn)這種缺陷?；蛘哌x取的電流過大。彎曲:描述:電鐓初始就開始彎曲，甚至彎曲到幾乎要彈出來的可怕現(xiàn)象。原因:原材料沒有夾入銅夾子槽內(nèi)，更主要原因是頂鍛缸活塞桿前進速度太快，此夕卜，由于原材料剪切面與軸線的垂直面狀態(tài)欠佳，工作時本身就傾斜。從油液表可以發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)壓力偏高，甚至要比正常高出許多。局部過燒或過熱:描述:局部出現(xiàn)過燒或過熱，表面發(fā)白甚至開裂。原因:電壓過高，調整電壓，降低電流。螺絲頭:描述:蒜頭外圓柱上形成一圈又一圈，形同螺絲狀原因:砧塊退得太快，此外最主要的原因是銅夾子與桿接觸時好時壞，所以往往新夾子若不敲一下就往往會形成螺絲頭。新夾子必須用氣門桿敲打一下讓其接觸良好，吻合。有時候夾緊力太小(加緊缸選用油壓太低)，同樣會出現(xiàn)螺絲頭。下面給出19-22梅花扳手制坯傳統(tǒng)工藝與本發(fā)明新工藝參數(shù)對比。傳統(tǒng)工藝用料長度
權利要求
1.手動工具制坯工藝，其步驟包括: 1)、首先取得制坯型材，然后按照設定的手動工具的規(guī)格尺寸下料； 2)、然后采用電熱鐓機把下好的料的兩端分別進行電熱鐓粗工序； 3)、每次鐓粗后利用鐓粗余熱進行工具兩端成型工藝且實施切邊工序，制坯工藝完成。
2.根據(jù)權利要求1所述的手動工具制坯工藝，其特征在于，所述下好料的制坯型材中間段作為未來的手動扳手工具手持手柄段，其結構或形狀與手動工具三扳成品后的結構或形狀相同，即下好料的制坯型材中間段不用鐓粗，只需用電熱鐓機把兩端分別鐓粗。
3.根據(jù)權利要求1所述的手動工具制坯工藝，其特征在于，所述制坯型材選用與手動工具中間部分具有相同截面的型材。
4.根據(jù)權利要求1所述的手動工具制坯工藝，其特征在于，所述手動工具包括三板，即梅花扳手、兩用扳手、呆扳手，或者其他具有同等截面手動工具。
5.根據(jù)權利要求1所述的手動工具制坯工藝，其特征在于，所述電熱鐓機把下好的料的兩端分別鐓粗成扁圓臺狀。
6.根據(jù)權利要求1所述的手動工具制坯工藝，其特征在于，所述鐓粗工序具體表現(xiàn)為，把下好的料在導電夾持缸和定位夾持缸的作用下夾緊，導向并保持良好的接觸狀態(tài)，同時在鐓粗缸的初始壓力作用下產(chǎn)生電阻熱，材料快速升溫，達到鍛造溫度后，此時鐓粗缸往下運動，下端材 料鐓粗變形。
全文摘要
本發(fā)明公開了手動工具制坯工藝。其步驟包括(1)首先取得制坯型材，然后按設定的手動工具三扳規(guī)格尺寸下料。(2)然后采用電熱鐓機把下好的料兩端分別進行鐓粗工序。(3)每次電熱鐓粗后用電熱鐓粗余熱進行扳手成型工序且實施切邊工序。制坯工藝完成。本發(fā)明所述手動工具包括梅花扳手，兩用扳手，呆扳手簡稱三扳，或者其他具有同等截面手動工具。本發(fā)明電熱鐓粗工藝應用對工作要變型部分和不需要變型部分控制準確。工件加熱溫度一致性好，鍛件質量好。加熱.變形同時進行，節(jié)省人力。
文檔編號B21K5/16GK103231004SQ20131013316
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月17日 優(yōu)先權日2013年4月17日
發(fā)明者李樹慶 申請人:文登市天利工具廠