臂体锻件的锻造工艺及模具设计

cadsj

臂体锻件的锻造工艺及模具设计
摘要 针对形状比较复杂、精度要求高而批量较大的臂体锻件进行了锻造工艺分析。在模具的设计与制造上采用了一些独到的技巧。
" a4 _$ [8 G6 o4 l% L8 Q关键词 楔横轧压弯折叠精压
+ q. S% X+ r/ j: C+ w一、引言
! W" a' }  o, {7 X% g随着汽车工业的发展及我国加入WTO，国内国际市场对汽车锻件的质量及成本价格的要求越来越苛刻，如拔模斜度、重量公差、尺寸、加工余量等要求均很高，而且价格又不太理想，但批量很大。为适应市场化的需求，本文对工艺进行了分析并反复实践，找到了一个比较理想的工艺，对同类产品的生产有重要意义。
( d: h( l( [9 d二、产品的介绍及工艺方案的确定
1产品的介绍
　　臂体是用于重型车刹车泵上的一个零件，结构如图1所示。锻造中有以下几个难点：(1)拔模斜度小，只有外3°、内5°，而顶料出模装置在∮62孔内只有一处；(2)加工余量小，∮62及方槽23.2mm两处的加工只用镗削与拉削；(3)10-∮6.2*5这10个钉的充满困难且位置度要求高，而且钉的根部圆角为R0.2，该部位模具的磨损较快，生产流转过程中易磕碰造成变形。
9 {( f" H* N- M  n4 g2 w, E  ~" K1 B0 c2.工艺方案的确定
. |/ \% D9 t6 I9 [为了适应大批量生产，提高效率，我们确定了如下工艺中频炉)加热/(楔横轧)制坯/(25000k N热模锻压机)压弯/预锻/终锻/(3150kN双点压力机)冲孔/切边/正火/抛丸探伤/精压。在工艺流程中，加热制坯是采用一次两件，零件柄部细长，自由锻单件制坯效率低。采用楔横轧制坯(如图2示)，同时在轧机上切断成两件。由于零件的截面变化较大，从∮55轧制到∮23，需两次起楔方可完成，所以轧制模具加工及修复难度较高。
http://www.cadsj.com/attachment/48_43_f1b6bcaa935588e.jpg
, H& L" D8 W+ ^3 Z; H3 c
* M1 n+ U7 H. f7 I5 U) C* x4 Z/ Y精压工序在保证压头部及柄部尺寸外，更重要的是校正10个钉的位置、根部的圆角，以及压弯柄部。因此，采用两块活动带5个孔的标准压板，保证了钉的位置及根部圆角，提高了锻模的寿命。
http://www.cadsj.com/attachment/48_43_6ee5fee56e784e3.jpg
! ~9 m, P; s8 [6 O( U4 d) H$ J
" [6 h+ E6 p+ z6 i* M三、模具设计及制作的要点
; v/ w/ Y  _5 }- Z/ U1.压弯模的设计
; m0 d) m! J+ h3 t" h! I5 a8 v通常压弯模设计时只考虑压出的坯外形弯曲与锻件相一致。由于臂体大头与柄部的厚度相差较大，在放入预锻模时，弯坯柄部会悬空，预锻时，柄部与大头过渡处产生了折叠，由于弯坯柄部悬空，预锻时这部位的金属流动过大而造成。因此，压弯坯的设计必须使弯坯放在预锻模上，使其外形与预锻模的外形相符，如图3示。
http://www.cadsj.com/attachment/48_43_7ada3e3540c831f.jpg

. J4 J& }. G7 p/ P2.预、终锻模具的设计
2 S7 d8 E0 r2 |3 }臂体件的锻造难度之一是10个∮6.2mm钉冲满，在设计预、终锻模时采用了以下两个措施:(1)上下模钉位置采用排气孔，排除锻造盲孔气压对金属充满时所形成的阻力。(2)预、终锻模在大头都采用阻尼沟以增加排料阻力，使钉易于充满，如图4示。www.cadsj.com
http://www.cadsj.com/attachment/48_43_4af79e96923c56b.jpg
" @6 K$ R  s2 V; }
在试锻过程中，28mmx36mm的方框两边台阶上出现了60%的折叠现象，分析其原因，认为此处由于预、终锻模具结构不匹配所造成的，故对预锻模具由图5改成图6所示;同时，由于拔模斜度是内5°、外3°，多余的料向飞边排出较困难，因此在终锻模上∮62mm孔及方框处采用了深度为5mm的仓部，以便于收藏多余的料，从而彻底解决了折叠问题。另外，锻件大头重，柄部细轻，为了节约材料，在飞边位不宜设顶料位置，在模具上∮62mm大孔偏方框处设计一个∮20mm的顶料装置,顺利地保证了出模。
http://www.cadsj.com/attachment/48_43_78a9a488237e88c.jpg
http://www.cadsj.com/attachment/48_43_2a523a4ce3975d9.jpg  
' n+ u  ^9 V! Y5 k

3.模具制做的要点
该模具制做难点之一就是5个∮6.2mm钉的位置度，考虑到电极在腐蚀型腔时，钉的损耗快，所以10个钉是在型腔电火花加工完成后再单独加工而且加工时，要用以锻件外形为基准的对模板来刘模后加工10个钉，从而保证了钉的要求。
& V0 }( B1 l$ D2 y5 E四、结束语
臂体锻件的生产采用了先进的楔横轧一模两件制坯和热模锻压机成形以及整体与局部相结合的精压工艺，在模具设计和制作上有许多独到之处，值得推荐。
7 M# A7 M! W# g' q2 @) W/ N. N; Q- m, G: g锻件经过半年来的生产，合格率达98%以上，而且产品的外形及加工性能得到了客户的赞许,为企业赢得了声誉与效益。