劉賀(沈陽(yáng)鑄鍛工業(yè)有限公司，遼寧110142)

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超大型變截面內(nèi)孔空心主軸鍛件鍛造工藝研究

劉賀
(沈陽(yáng)鑄鍛工業(yè)有限公司，遼寧110142)

摘要:闡述采取空心件六方拔長(zhǎng)、兩端變截面收孔拔長(zhǎng)等特殊鍛造工藝，保證超長(zhǎng)、超重的大型筒類鍛件順利成形。

關(guān)鍵詞:筒類鍛件;平砧六方拔長(zhǎng);收孔拔長(zhǎng)

超大型變截面內(nèi)孔空心主軸鍛件采用特殊鍛造工藝，突破常規(guī)進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，發(fā)揮現(xiàn)有設(shè)備潛力，實(shí)現(xiàn)小設(shè)備干大活，降低了成本，實(shí)現(xiàn)了效益最大化。

1　工藝策劃及分析

圖1為我司承攬的一件大型空心主軸鍛件。在合同技術(shù)評(píng)審時(shí)，考慮制造空心件難度巨大，要求鍛造技術(shù)水平過高，操作控制難度過大，用戶同意按實(shí)心鍛件鍛造。簽定訂貨合同后，進(jìn)行工藝準(zhǔn)備時(shí)，我公司從減能增效角度考慮，又重新進(jìn)行技術(shù)評(píng)審，認(rèn)真研究工藝方案，結(jié)合實(shí)際情況對(duì)各方案的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行對(duì)比分析，如表1所示。

圖1　大型空心主軸鍛件Figure 1　 The heavy hollow spindle forging

表1　鍛造方案優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比分析Table 1　Advantages and disadvantages comparison analysis of forging processes

從表1中可看出空心鍛造操作難度大，內(nèi)孔小而長(zhǎng)，鍛件體積大，插入內(nèi)孔部分的芯棒很容易被抱住，損壞工具，尤其現(xiàn)有的芯棒最長(zhǎng)的只有3 000 mm，需要兩端分別插入芯棒進(jìn)行拔長(zhǎng)，更增加鍛造難度。但考慮到該件的具體使用情況，并且制造超長(zhǎng)、超重空心件能使我公司目前的生

表2　鍛造工藝過程Table 2　Forging processes

產(chǎn)組織安排、技術(shù)方案準(zhǔn)備、實(shí)際生產(chǎn)操作以及各部門之間的協(xié)調(diào)能力和技能水平得到提高，是一次難得的大練兵機(jī)會(huì)，也是充分挖掘設(shè)備極限鍛造能力，擴(kuò)大產(chǎn)品對(duì)象范圍的嘗試。最終決定冒一定風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)行空心鍛造。

2　工藝實(shí)施

2．1鍛造工藝過程

鍛造工藝過程見表2。

2．2筒類件平砧六方拔長(zhǎng)法

第三火芯棒拔長(zhǎng)時(shí)，由于外圓較大，沒有相應(yīng)的V型砧，如果用平砧拔長(zhǎng)，拔長(zhǎng)效果不好，也不能保證拔長(zhǎng)質(zhì)量。為此，我們創(chuàng)造了筒類件平砧六方拔長(zhǎng)法，既保證了拔長(zhǎng)質(zhì)量，又較好的解決了冶金輔具問題，如圖2所示。

圖2　筒類件平砧六方拔長(zhǎng)Figure 2　Hexagonal drawing out process with flat anvil for cylindrical parts

2．3兩端分別插入芯棒進(jìn)行筒類鍛件收孔拔長(zhǎng)法

第五火、六火、七火芯棒拔長(zhǎng)和收孔時(shí)，由于鍛件長(zhǎng)度已經(jīng)超過5 m，而我公司的芯棒只有3 m長(zhǎng)，無法滿足鍛件拔長(zhǎng)要求，如果新投制一個(gè)5 m長(zhǎng)的芯棒，不僅增加成本，而且由于5m長(zhǎng)芯棒的錐度會(huì)很大，鍛件內(nèi)孔肯定出現(xiàn)“喇叭口”的質(zhì)量問題。最終決定必須采用現(xiàn)有芯棒完成該鍛件的生產(chǎn)，所以我們采取了兩端分別插入芯棒進(jìn)行筒類鍛件收孔拔長(zhǎng)的方法，解決了冶金輔具的問題，

圖3　兩端分別插入芯棒進(jìn)行筒類鍛件收孔拔長(zhǎng)法Figure 3　 Hole-shrinking drawing out process for cylindrical forgings with two mandrils at both ends

這是我們公司首次在生產(chǎn)中使用這種鍛造方法，如圖3所示。

3　總結(jié)

生產(chǎn)的鍛件為超出32 MN水壓機(jī)設(shè)備能力的超大型筒類鍛件。在實(shí)際鍛造過程中，要嚴(yán)格按照工藝要求保證加熱溫度、時(shí)間、均勻性等。嚴(yán)格控制鍛件分料尺寸及長(zhǎng)度為2 669 mm的內(nèi)孔的臺(tái)階尺寸。鍛件內(nèi)孔直徑小，長(zhǎng)度(長(zhǎng)度5 080 mm)過長(zhǎng)，要防范芯棒(長(zhǎng)度3 000 mm)卡死風(fēng)險(xiǎn)等。

第一次采用的兩端分別插入芯棒進(jìn)行筒類鍛件收孔拔長(zhǎng)的鍛造方法取得成功，同時(shí)創(chuàng)造出的筒類件平砧六方拔長(zhǎng)法刷新了我公司32 MN水壓機(jī)筒類鍛件生產(chǎn)的歷史記錄。最終在確保安全的情況下，成功地鍛造出了該件超大尺寸規(guī)格的筒類鍛件，滿足了各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)。為以后鍛造此類大型筒類鍛件提供了鍛造工藝及實(shí)際操作的數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)，為進(jìn)一步應(yīng)用和推廣打下了良好的技術(shù)基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

［1］劉助柏．塑性成形新技術(shù)及其力學(xué)原理．北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1995．

［2］呂炎．鍛造工藝學(xué)．北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1995．

［3］汪大年．金屬塑性成形原理．北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1986．

編輯李韋螢

Research on Forging Process of Ultra Large Variable Cross-Section Hollow Spindle Forgings

Liu He

Abstract:By special forging processes for hollow parts，such as hexagonal drawing out process and variable crosssection hole-shrinking drawing out process at both ends，the heavy cylindrical forgings with extra length and extra weight could be ensured．

Key words:cylindrical forgings; hexagonal drawing out process with flat anvil; hole-shrinking drawing out process

收稿日期:2015—03—06

文獻(xiàn)標(biāo)志碼:B

中圖分類號(hào):TG31