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        三通管鍛模設(shè)計(jì)

        2020-10-19 03:15:28劉桂榮包頭職業(yè)技術(shù)學(xué)院
        鍛造與沖壓 2020年19期
        關(guān)鍵詞:生產(chǎn)設(shè)計(jì)

        文/劉桂榮·包頭職業(yè)技術(shù)學(xué)院

        齊巧玲·內(nèi)蒙古北方重工業(yè)集團(tuán)鑄鍛公司

        三通管是各種液壓部件的重要零件,毛坯必須用鍛造的方法制成,三通管的結(jié)構(gòu)如圖1所示,它是典型的管類鍛件,重量為0.18kg,材料為25#鋼,25#鋼加熱后具有較好的流動(dòng)性。

        圖1 三通管的零件圖

        三通管冷鍛件圖的繪制

        為了簡(jiǎn)化鍛件形狀,該零件內(nèi)部孔徑不予鍛出。根據(jù)鍛件的精度等級(jí)、材質(zhì)和重量,查表確定了相應(yīng)的加工余量和公差,繪制出如圖2 所示的三通管鍛件圖。

        三通管工藝方案的制定

        該鍛件為小型管類鍛件,一共有兩種方案可供選擇。第一種方案是一模一件,管類鍛件不需要設(shè)置制坯型槽,加熱坯料后,直接在終鍛型槽中成形,該工藝方案的優(yōu)點(diǎn)是模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,缺點(diǎn)是生產(chǎn)效率低、原材料利用率低,每個(gè)鍛件消耗0.2kg 的鉗夾頭。一套模具可以生產(chǎn)8000 個(gè)鍛件,單個(gè)鍛件的成本是10.8 元。第二種方案是一模兩件,鍛件成形后用切斷型槽將兩鍛件分開,該方案的優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)效率高、材料利用率高,兩個(gè)鍛件一共消耗0.2kg 的鉗夾頭。缺點(diǎn)是模具結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜,但是一套模具可以生產(chǎn)16000 個(gè)鍛件,單個(gè)鍛件的成本是8.6 元,顯然第二種方案生產(chǎn)三通管鍛件是最優(yōu)的。

        圖2 三通管的冷鍛件圖

        三通管鍛造模具設(shè)計(jì)

        三通管鍛模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

        三通管鍛模的上模和下模上均設(shè)有燕尾和起重孔,燕尾用于將模具連接到設(shè)備上,起重孔用于起吊模具;在上模和下模的外部對(duì)角處設(shè)有互相匹配的鎖扣,防止上、下模錯(cuò)位;在上模和下模分別設(shè)有三個(gè)獨(dú)立的型槽,分別是滾擠型槽、終鍛型槽、切斷型槽,滾擠型槽由兩個(gè)對(duì)稱的圓弧型腔通過過渡頸連接構(gòu)成,切斷型槽設(shè)置在上模和下模的一個(gè)角部,由切斷刃口構(gòu)成,終鍛型槽由終鍛型腔、飛邊構(gòu)成,飛邊由飛邊橋和飛邊倉(cāng)構(gòu)成,飛邊環(huán)繞在成形型腔的周圍,用來容納多余的金屬,終鍛型腔由兩個(gè)對(duì)稱設(shè)置的單三通管成形腔對(duì)接構(gòu)成,終鍛型槽的鉗口與飛邊倉(cāng)連接,鉗口是夾持空間,為了鍛造時(shí)取送鍛件,在上模和下模的合模處,加工有檢驗(yàn)角作為加工型腔的畫線基準(zhǔn),模具結(jié)構(gòu)圖如圖3 所示。

        模具終鍛型槽設(shè)計(jì)

        終鍛型槽依據(jù)熱鍛件圖進(jìn)行加工,熱鍛件圖在冷鍛件圖的基礎(chǔ)上加了3%的收縮量。熱鍛件圖如圖4所示。

        圖3 三通管模具結(jié)構(gòu)圖

        圖4 熱鍛件圖

        飛邊槽設(shè)計(jì)

        飛邊環(huán)繞在三通管終鍛型槽的外部,根據(jù)鍛件體積Vd=117197mm3、 鍛件重量Gd=Vd×ρ=117197 ×7.85×10-6=0.92kg、鍛件水平投影面積S=4190 mm2、鍛件周長(zhǎng)Pd≈294mm、鍛件長(zhǎng)度Ld= 65mm,查表設(shè)計(jì)鍛件的具體尺寸如圖5 所示。

        圖5 飛邊

        滾壓型槽設(shè)計(jì)

        根據(jù)對(duì)稱鍛件的長(zhǎng)度、鍛件與飛邊截面積,繪制毛坯截面圖,型槽長(zhǎng)度L=(118+19)mm、中心距L=118mm,型槽高度h 簡(jiǎn)化為光滑曲線,型槽的尾部尺寸查表確定。最后繪制的滾壓型槽如圖6所示(模具結(jié)構(gòu)的A-A 剖視)。

        切斷型槽設(shè)計(jì)

        三通管采用后切刀,由《前后切刀尺寸表》查得,刃口寬度B=50mm,刃口深度h=40mm。設(shè)計(jì)的切斷型槽如圖7 所示(模具結(jié)構(gòu)的B-B 剖視)。

        鍛模材料及加工要求

        鍛模選用的材料為5 C r M n M o,熱處理硬度為45 ~50HRC,加工精度取IT9 級(jí)。

        圖6 滾壓型槽

        圖7 切斷型槽

        圖8 三通管實(shí)物

        生產(chǎn)驗(yàn)證

        模具加工完成后,試模生產(chǎn)出的合格鍛件如圖8 所示。經(jīng)驗(yàn)證可知,該模具生產(chǎn)效率較高,一小時(shí)可以生產(chǎn)大約120 個(gè)鍛件;一模兩件的設(shè)計(jì)使每生產(chǎn)2 個(gè)鍛件就可以節(jié)省一個(gè)鉗夾頭,材料的利用率從40%提高到48%。

        結(jié)束語

        該套模具采用滾擠型槽制坯,終鍛型槽一模成形兩件,切斷型槽將兩件單獨(dú)分開的設(shè)計(jì)方案,在滿足鍛件成形要求的基礎(chǔ)上,提高了材料利用率,且單獨(dú)的定位機(jī)構(gòu)有效避免了上、下模的錯(cuò)模,進(jìn)一步提高了鍛件精度,這在小鍛件設(shè)計(jì)上具有借鑒意義。

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