一種變厚度主軸滑套產(chǎn)品閉式鍛造工藝制定

文／李艷·陜西法士特齒輪有限責(zé)任公司

螺旋壓力機沒有固定的下死點，毛坯體積的誤差對其也沒有影響，自身帶有下頂出器可實現(xiàn)頂出，加之剛性好、調(diào)整方便、價格便宜等優(yōu)點，使其成為較理想的無飛邊模鍛設(shè)備。隨著鍛造行業(yè)的發(fā)展，閉式鍛造以其成形穩(wěn)定、鍛件質(zhì)量好、材料利用率高而成為一種新興的鍛造方式，各鍛造企業(yè)都迅速向閉式鍛造方向轉(zhuǎn)變。

問題分析

⑴某主軸滑套產(chǎn)品采用模鍛錘開式工藝(圖1)，即鐓粗→鍛造→沖孔、切邊，存在如下缺點：

圖1 模鍛錘開式工藝

①鍛件易產(chǎn)生錯差；

②鍛件容易打薄；

③鍛件切邊不易放正，外觀質(zhì)量差；在機加工時不易裝夾定位，而導(dǎo)致報廢；

④鍛造工序工步多；

⑤鍛件加工余量大、有飛邊倉、廢料；

⑥模具承受沖擊力大，壽命低，基于以上質(zhì)量和其他的制約因素，加之該件較小的特點試圖設(shè)計螺旋壓力機上的閉式工藝。

⑵變厚度主軸滑套(圖2)在閉式鍛造時存在如下問題：

①產(chǎn)品最大投影截面與端面不重合，分模面難選取；

②將分模面設(shè)置在端部會增加大量工藝輔料。

閉式鍛造設(shè)計、試制和推廣

設(shè)計、試制過程

常規(guī)的鍛造以鐓粗變形為主，在外力作用下金屬主要向外流動，同時向下向上充填型腔，因此，該產(chǎn)品采用鐓粗+反擠的成形方法較好。設(shè)計將主軸滑套鍛件分模面設(shè)置在產(chǎn)品最大圓柱端面處，即圖2 中雙點劃線處。設(shè)計向側(cè)上的毛刺槽，保證圖3 中上模A 處強度。設(shè)計好型腔，用三維軟件不斷模擬優(yōu)化，得到圖3 的優(yōu)化模腔。鑲塊模設(shè)計導(dǎo)向鎖扣利于導(dǎo)向，根據(jù)成形力計算安排承鍛設(shè)備1000t 高能螺旋壓力機。

圖2 變厚度主軸滑套

圖3 優(yōu)化后的模具

設(shè)計和試制時將經(jīng)驗和理論模擬進行對照，該品種鍛件重要成形步驟(圖4)如下：

圖4 閉式鍛造重要成形步驟

⑴步驟一、二，圓餅放入模具下腔，上模下行，圓餅繼續(xù)鐓粗逐漸接觸側(cè)壁，此階段主要充填下腔；

⑵步驟三，側(cè)壁完全接觸，反擠成形加速充填上模腔，充填上腔同時擠出毛刺；

⑶步驟四，反擠后期充滿角隙；

⑷步驟五，型腔完全充滿，余料流向毛刺。試生產(chǎn)得到圖5 所示的鍛件。

圖5 試生產(chǎn)鍛件

推廣

此閉式工藝后續(xù)在另一臺630t 電動螺旋壓力機上試制推廣，這臺設(shè)備生產(chǎn)節(jié)拍快，生產(chǎn)閉式產(chǎn)品為了出模的原因需要逐件充分潤滑，引起下腔憋氣，下模圓角處不易充滿；調(diào)大打擊力后出現(xiàn)下模圓角處開裂的情況；減小打擊力增加了下模排氣孔，鍛件又鉆刺明顯。從充填和出模，型腔潤滑排氣幾方面考慮后改為分體式模具結(jié)構(gòu)，多次試制后上批量生產(chǎn)。

有益效果

⑴產(chǎn)生薄而低的毛刺，機加工前車掉；

⑵解決變厚度產(chǎn)品鍛造分模面選取的難點；

⑶實現(xiàn)閉式鍛造，鐓粗→終鍛→沖孔，較開式模鍛省去切邊工步且生產(chǎn)速度明顯加快；

⑷提高鍛件質(zhì)量，錯差小，外圓質(zhì)量好(機加工裝夾基準面質(zhì)量改善明顯)，鍛件尺寸穩(wěn)定；

⑸提高模具壽命，降低成本；

⑹鍛件加工余量小、較開式模鍛省去飛邊倉，減少工藝用料，實現(xiàn)較高材料利用率；

⑺充分利用螺旋壓力機的設(shè)備特點和成形優(yōu)勢，安排工藝過程適合的品種，實現(xiàn)設(shè)備產(chǎn)能最大化。

結(jié)束語

在本產(chǎn)品設(shè)計、試生產(chǎn)及推廣改進完善過程中得到以下經(jīng)驗：

⑴上下模毛刺槽間隙特別小，坯料金屬在封閉的模膛中成形，金屬流線分布合理。變形金屬處于三向壓應(yīng)力狀態(tài)下，提高了金屬材料的塑性。

⑵反擠開始后金屬較快完成充填型腔，不易擠出大飛刺，所以毛刺低而薄。

⑶不同種類設(shè)備的力能因素，生產(chǎn)安排節(jié)拍快慢，模體結(jié)構(gòu)等都會對成形產(chǎn)生影響，對此鍛件來說在相對大噸位設(shè)備上成形優(yōu)勢更明顯。

⑷坯料下料質(zhì)量越精確，端面質(zhì)量越好，毛刺越小越均勻。

⑸在規(guī)模大的鍛造廠，相關(guān)品種已成系列。根據(jù)經(jīng)驗直徑較大鍛件和承鍛設(shè)備成形穩(wěn)定性都高，而外形尺寸小、厚度薄和看似形狀簡單的鍛件試制時往往遇到的問題更多，設(shè)計試制過程更復(fù)雜。