鉤頭螺栓成形工藝與胎模設計

郭坤亮

鉤頭螺栓是一種板梁用栓焊件，屬于長桿類非標準螺栓。鉤頭螺栓鍛件3D模型如圖1所示。

本文對鉤頭螺栓胎模鍛成形工藝進行研究，利用反印法制作鉤頭螺栓終鍛胎模，滿足了生產需要，取得了較好的經濟效益。

圖 1

1. 工藝性分析

從鉤頭螺栓結構看，鉤頭螺栓屬于黑皮鍛件，其鉤頭部分具有斜面多的特點，適合于胎模鍛造。胎模鍛造是一種介于自由鍛造與模鍛之間的鍛造方法。其直接采用坯料或先用自由鍛方法初步改變毛坯形狀，合理分配金屬以適應鍛件橫截面積和形狀的要求，把坯料預鍛成近似于鍛件的形狀，使金屬更好地充滿胎模，然后在自由鍛設備上利用單模膛胎模終鍛成形。胎模不固定在錘頭或砧座上，只是在使用時才放上去。胎模鍛所需鍛造設備噸位小，能源消耗低，模具制造成本小，生產制造成本相對較低。

鉤頭螺栓材質為Q235，對鍛件內部組織要求不高。為提高生產效率，選用δ22鋼板下料，省去由棒料鍛制長方料坯工步。

經分析，成形工序主要有：鋼板下料→鉤頭斜面預成形→分料→鉤頭終鍛成形→桿部拔長→摔圓→調直→打磨→制絲。

2. 胎模設計

胎模鍛工藝與胎模是緊密相關的，確定胎模結構時，要做到結構盡量簡化、使用方便、經濟且耐用。

（1）鉤頭斜面預成形模設計 預鍛目的是為了減小終鍛變形程度。終鍛前金屬還需在局部范圍內流動，使坯料的每一截面進一步成形，以利于鍛件坯料進行終鍛，而不產生折疊等缺陷，又減輕終鍛胎模的負擔與磨損，從而提高胎模使用壽命。……