文／車奇楠，周擁軍，梁志保，韓海河?內(nèi)蒙古一機(jī)集團(tuán)富成鍛造有限責(zé)任公司

液壓精密鍛件工藝研究

文／車奇楠，周擁軍，梁志保，韓海河?內(nèi)蒙古一機(jī)集團(tuán)富成鍛造有限責(zé)任公司

車奇楠，助理工程師，主要從事冷、溫、熱鍛精密成形工藝方面的研究工作。

端蓋鍛件(圖1)是德國(guó)博士力士樂(lè)公司液壓系統(tǒng)的關(guān)鍵零件之一，尺寸精度和形位公差要求較高，其中厚度公差為±0.3mm，外形尺寸公差為±0.5mm，表面質(zhì)量及平面度要求也十分苛刻。

圖1 端蓋鍛件

工藝分析

根據(jù)公司設(shè)備狀態(tài)和產(chǎn)品要求，結(jié)合國(guó)內(nèi)外精密鍛件先進(jìn)技術(shù)，對(duì)該產(chǎn)品進(jìn)行工藝分析，主要存在以下難點(diǎn)：

⑴鍛件形狀復(fù)雜，高度落差大，未注鍛造圓角R1.6mm，鍛模局部磨損快，模具壽命低，需設(shè)計(jì)合理的預(yù)鍛工序。

⑵鍛件毛邊痕及外觀質(zhì)量要求嚴(yán)格，要求切邊工裝對(duì)鍛件具有切邊和精整要求，以提高鍛件成形質(zhì)量。

⑶鍛件尺寸公差和形位公差要求嚴(yán)格，傳統(tǒng)的鍛造工藝滿足不了圖紙要求，需設(shè)計(jì)合理的整形工序，以確保鍛件符合圖紙要求。

工藝制定

經(jīng)項(xiàng)目組論證分析，確定了該產(chǎn)品的工藝流程：中頻加熱→模鍛預(yù)鍛、制坯→壓力機(jī)終鍛→整形、切邊→熱處理→噴砂→冷精整。

為保證鍛件尺寸精度及外觀質(zhì)量，有效提高模具壽命和生產(chǎn)效率，項(xiàng)目組在以下兩方面做了重大改進(jìn)。

模架的改進(jìn)

項(xiàng)目組為保證產(chǎn)品終鍛質(zhì)量，對(duì)630t壓力機(jī)的模架進(jìn)行了改進(jìn)，改進(jìn)后的模架(圖2)除具有較好的工藝性和通用性外，還能提高上、下鍛模間的配合及導(dǎo)向精度。主要改進(jìn)措施為：

⑴采用對(duì)角雙導(dǎo)柱以保證模具運(yùn)動(dòng)時(shí)具有良好的導(dǎo)向精度。

⑵采用夾緊楔塊的方式緊固模具，避

免了模具周期性載荷沖擊造成的松動(dòng)。

圖2 模架示意圖

切邊工藝的改進(jìn)

考慮到鍛件的尺寸精度要求很高，項(xiàng)目組結(jié)合國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的切邊工藝，引進(jìn)和吸收了抱切工藝：如圖3所示，壓力機(jī)滑塊下行，活動(dòng)上模接觸鍛件后不再運(yùn)動(dòng)，切刀繼續(xù)下行完成切邊工作；滑塊上行，退料板退出飛邊，活動(dòng)上模歸位，切邊結(jié)束。在此過(guò)程中鍛件由于上部彈簧的壓力而被抱緊，整個(gè)過(guò)程鍛件的形變微乎其微。

圖3 抱切模結(jié)構(gòu)示意圖

有限元分析

項(xiàng)目組采用Pro/E軟件對(duì)端蓋進(jìn)行3D建模，利用DEFORM-3D軟件進(jìn)行工藝數(shù)值模擬，以確保產(chǎn)品試制前工藝方案可靠。鍛造工藝分析參數(shù)見(jiàn)表1，各工步模擬結(jié)果如圖4所示。

■ 表1 鍛造工藝分析參數(shù)

圖4 各工步模擬結(jié)果

圖5 端蓋鍛件

產(chǎn)品結(jié)論

試制后的鍛件(圖5)同工藝模擬的狀態(tài)基本吻合，經(jīng)檢測(cè)，鍛件尺寸及性能均符合技術(shù)要求，可進(jìn)行批量投產(chǎn)。

端蓋精密成形工藝的研究，運(yùn)用CAE技術(shù)對(duì)鍛造工藝進(jìn)行了數(shù)值分析和模具合理性設(shè)計(jì)，縮短了產(chǎn)品開發(fā)周期，降低了能源和材料的消耗。