【實(shí)用精密鍛造知識(shí)系列介紹之十二】

冷精鍛工藝設(shè)計(jì)

圖25表示中空帶臺(tái)肩零件生產(chǎn)工藝的工序配置，前面三工序成形制造預(yù)成形件，最后終成形可實(shí)現(xiàn)臺(tái)肩內(nèi)孔孔底較薄。在第1工序正擠壓時(shí)，如斷面減少率過高，無法成形。可使用小直徑坯料正擠壓成形，利用第2工序?qū)︻^部鐓粗將直徑擴(kuò)大，第3工序?qū)⑵涞怪?，進(jìn)行中間沖孔。再將此帶臺(tái)肩中空坯料退火和進(jìn)行潤滑處理，采用反擠壓終成形，使臺(tái)肩內(nèi)孔孔底和內(nèi)壁成形。圖25表示的是筒形件的基本形狀，還可擴(kuò)展到成形凸輪和齒輪類復(fù)雜零件，擴(kuò)大精密鍛造領(lǐng)域。

圖25 三工序成形的中空帶臺(tái)肩內(nèi)孔零件的工序配置和反擠壓成形

這里介紹了工序配置的部分成形模式，在這些模式中通過各種鐓粗、擠壓和切斷的不同組合，幾乎可適用于所有精鍛件的鍛造生產(chǎn)。

精密冷鍛工藝的開發(fā)，技術(shù)人員自身不僅要掌握鍛造的基本理論和各種成形工序的塑性流動(dòng)規(guī)律，而且要具有豐富的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，首先要有一個(gè)清晰的塑性成形過程，然后將這些過程進(jìn)行縱橫組合，并通過計(jì)算機(jī)模擬的數(shù)字分析，少走或不走彎路，縮短開發(fā)時(shí)間。

9.產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工序設(shè)計(jì)的小結(jié)

精密冷鍛以實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜形狀零件的高精度成形為目標(biāo)，但在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，還應(yīng)考慮模具壽命和降低成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。有時(shí)在設(shè)計(jì)鍛件圖時(shí)，有意識(shí)預(yù)留一部分余料作為切削加工用，只是實(shí)現(xiàn)近凈成形。

要搞好冷鍛工藝和模具設(shè)計(jì)，歸納起來要注意如下6條：

1) 要保證金屬塑性變形順暢。變形抗力高的冷鍛件進(jìn)行工序配置時(shí)，更要考慮以實(shí)現(xiàn)塑性變形流暢為基礎(chǔ)。考慮變形金屬時(shí)，亦可假設(shè)其為近似流體，其塑性變形要合理。要充分利用金屬的流動(dòng)法則，如塑性變形時(shí)金屬向最小阻力方向流動(dòng)。

盡量采用較少的工序數(shù)，盡量將幾道工序合理組合使用，充分利用復(fù)合成形降低變形抗力。

2) 如原材料的硬度高，鍛件成形時(shí)，變形抗力增大，要注意提高坯料的成形性和保證成形件的尺寸精度。如對(duì)坯料鍛前退火、磷化皂化處理。鍛時(shí)要潤滑，盡量減少變形抗力。要合理設(shè)計(jì)模具，避免或減少加工過程中的加工硬化，防止?jié)櫥焚|(zhì)不良引起摩擦力上升，成形件尺寸精度下降。

3) 鍛造前、后鍛件的密度不發(fā)生變化，即體積不變。

4) 設(shè)計(jì)模具時(shí)要考慮使坯料盡量不在完全封閉的模腔內(nèi)成形。對(duì)于模腔密閉度高時(shí)的鍛件成形，應(yīng)根據(jù)體積一定的法則確定坯料體積，合理減小；或者在坯料上設(shè)置在鍛造成形時(shí)不與模腔表面接觸的特定部位，這樣可保證模具壽命，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定生產(chǎn)。

5) 要考慮在鍛造時(shí)鍛件和模具的彈性變形和它們的熱脹冷縮，這些因素都會(huì)引起鍛件的尺寸變化。在成形高精度鍛件時(shí)，最好采用剛性好的模具。

6) 要考慮材料在成形工序結(jié)束后將鍛件頂出時(shí)產(chǎn)生的二次變形也會(huì)影響產(chǎn)品的尺寸形狀。即使是只有一道工序成形，頂料時(shí)產(chǎn)生的二次變形也可能會(huì)影響鍛件精度。因此，要合理設(shè)計(jì)頂料桿的形狀、尺寸、位置和表面粗糙度。

江蘇中興西田數(shù)控科技有限公司董事、總經(jīng)理 張清林