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輾環(huán)工藝生產(chǎn)環(huán)形件過程中模具粘結(jié)金屬的解決方法

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輾環(huán)是環(huán)形件特有的成形方法，本文通過對(duì)輾環(huán)工藝原理和模具結(jié)構(gòu)的分析和闡述，解決了生產(chǎn)過程中模具粘結(jié)金屬的現(xiàn)象。

一、輾環(huán)工藝原理

輾環(huán)又叫擴(kuò)孔，是環(huán)形件特有的成形方法之一。工作原理如下圖所示。輾壓輪與芯輥旋轉(zhuǎn)中心軸平行，輾環(huán)時(shí)，電機(jī)通過減速箱驅(qū)動(dòng)輾壓輪旋轉(zhuǎn)，輾壓輪通過它與環(huán)坯件之間的磨擦力曳入毛坯并連續(xù)地施壓，環(huán)形坯件之間的磨擦力帶動(dòng)芯輥轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)輾壓輪與芯棒之間的中心距逐漸縮小，直至變形結(jié)果。經(jīng)輾環(huán)變形的工件，截面積和徑向厚度都減小，環(huán)形件外徑和孔徑都相應(yīng)地增加。因此，輾環(huán)主要是每項(xiàng)向壓縮切向延伸的鍛造過程。當(dāng)工件與信號(hào)輥接觸時(shí)，表示已達(dá)到預(yù)定尺寸，信號(hào)輥發(fā)出停碾的信號(hào)，碾壓輪完成碾壓任務(wù)退回到原始位置。

輾環(huán)工作原理圖

二、輾環(huán)的模具結(jié)構(gòu)

輾環(huán)的模具包括輾壓輪、芯軸輥、信號(hào)輥和托料板等。結(jié)構(gòu)如下圖所示：

三、粘結(jié)金屬現(xiàn)象

一個(gè)外錐環(huán)環(huán)形件在試模階段一切正常，生產(chǎn)一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)在托料板靠近圓弧的外端面結(jié)了一層象柏油一樣的金屬，而且越積越多，工件的接觸面也凹凸不平，外形尺寸也超出了控制范圍，根本無法再生產(chǎn)。剛開始認(rèn)為可能是托料板端面不平整，與工件接觸面小所造成，就把托料板端面加工平整。安裝后再試，開始幾件正常，之后又出現(xiàn)同樣的問題。

四、原因分析

托料板在輾壓過程中支撐工件，使工件軸心線與芯輥、輾壓輪軸心線保持平行，具有穩(wěn)定輾制的作用，通過觀察對(duì)比，粘結(jié)的金屬主要是托料板和工件的磨損造成。輾壓外錐體環(huán)件是大端靠托料板，環(huán)坯靠緊托料板，輾壓平穩(wěn)，但同時(shí)磨擦力也增大，增加了托料板表面磨損，而且生產(chǎn)過程中沒有及時(shí)潤滑和冷卻，與高溫的坯料接觸，托料板表面已退火，硬度低或冷卻不夠，表面磨損使粗糙度提高而粘結(jié)金屬。經(jīng)洛氏硬度計(jì)檢測(cè)，托料板接觸面硬度值僅10HRC，甚至更低，無法滿足正常生產(chǎn)所需硬度45-20HRC的要求。

五、解決方法

經(jīng)過原因分析，采取如下措施：托料板的材料碳素結(jié)構(gòu)鋼45和50，硬度45-20HRC；為提高輾壓件的質(zhì)量，增加模具的使用壽命，輾壓時(shí)要對(duì)模具進(jìn)行潤滑；潤滑劑具備隔離工件與模具表面，減少模具磨損，有助于工件脫模，保證工件與模具接觸時(shí)間最短，對(duì)輾環(huán)有較好的隔熱性能，避免因熱傳導(dǎo)使托料板溫度升高退火而硬度降低。

六、結(jié)束語

改進(jìn)后再生產(chǎn)，沒有出現(xiàn)類似現(xiàn)象，而且工件表面光滑、平整。實(shí)踐證明，方法可行有效。