一汽鍛造生產(chǎn)的某型號鋼活塞因為缸徑大、型腔深、鍛件不易成形等特點，故需采用阻力墻結(jié)構(gòu)保證鍛件充滿。在批量生產(chǎn)過程中，針對活塞的阻力墻結(jié)構(gòu)進行了深入的研究，解決了阻力墻變形、阻力墻開裂、鍛件充不滿、出模困難等多項工藝難題，將在本文中逐一進行介紹。

背景

隨著國家對環(huán)保治理力度的加大，對發(fā)動機排放標(biāo)準(zhǔn)要求日趨嚴格，為滿足發(fā)動機排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，鍛造鋼活塞已經(jīng)成為商用車發(fā)動機活塞主流生產(chǎn)工藝，發(fā)展前景十分廣闊。由于市場化競爭日益激烈，如果不能在短期內(nèi)提質(zhì)降本，將會在活塞市場競爭過程中逐步失去先機。然而我司此型號商用車活塞在開發(fā)前期廢品率居高不下，其中裙部充不滿為主要的廢品類型，充不滿廢品率高達3%。公司生產(chǎn)活塞采用的是開式鍛造，為解決鍛件充不滿的問題，技術(shù)人員從模具設(shè)計方面入手，設(shè)計了環(huán)形阻力墻模具結(jié)構(gòu)，通過對三種阻力墻方案的分析和模擬并在生產(chǎn)過程中持續(xù)優(yōu)化、改進，極大降低了廢品率。

生產(chǎn)過程中終鍛模具平均壽命不穩(wěn)定，在生產(chǎn)1000 件左右沿裙部出現(xiàn)開裂趨勢，連續(xù)生產(chǎn)后，隨著模具慢慢失效，最終開裂，模具成本居高不下，頻繁換模，班產(chǎn)效率低，對公司提質(zhì)、降本攻占活塞市場造成了很大的阻礙，因此提高活塞終鍛模具壽命及降低活塞裙部充不滿廢品率是現(xiàn)階段急需解決的問題。

模具阻力墻研究過程

方案一

(1)措施

將阻力墻凸起部分設(shè)計在模具下模，并將阻力墻的坡度變小，可以有效地增加阻力墻的強度，阻力墻結(jié)構(gòu)見圖1。對此結(jié)構(gòu)進行模具應(yīng)力分析，如圖2 所示，發(fā)現(xiàn)下模型腔一側(cè)相同的位置米塞斯等效應(yīng)力已經(jīng)降低到了600MPa 左右，相比模具無阻力墻時的1800MPa 降低了67%，而阻力墻一側(cè)米塞斯等效應(yīng)力已經(jīng)降低到200MPa，橋部無開裂風(fēng)險，鍛件充滿較好。從模擬分析結(jié)果看，此方案的阻力墻是十分有效的，因此通過項目組評審后，確定訂購模具進行生產(chǎn)驗證。

(1)措施

實際生產(chǎn)中的使用效果并不理想，這種結(jié)構(gòu)雖然在一定程度上解決了裙部充滿及橋部開裂問題，但同時增加了粘?，F(xiàn)象出現(xiàn)的頻次(圖3)。

卡維地洛治療射血分數(shù)保留心力衰竭的療效及安全性Meta分析……………………… 陳宏 劉濤 鄧詩武 等（4）471

在實際生產(chǎn)過程中，方案一鍛件粘?，F(xiàn)象徹底解決，但由于阻力墻邊緣強度不夠，模具橋部開裂報廢的情況時有發(fā)生(圖6)，制約批量生產(chǎn)。運用Forge模擬軟件對模具進行應(yīng)力分析，對比模具開裂位置，發(fā)現(xiàn)下模型腔一側(cè)米塞斯等效應(yīng)力達到2000MPa(圖7)，由此可以確定阻力墻開裂位置受力過大是造成模具失效的主要原因。

方案二

(2)問題

為了便于鍛件出模，將阻力墻凹入部分設(shè)計在模具的下模，同時將阻力墻盡量靠近模具型腔，目的是更有利于活塞裙部充滿，阻力墻結(jié)構(gòu)見圖4。通過模具應(yīng)力分析，模具的應(yīng)力在1600MPa 左右，較方案一偏高一些，但是低于1800MPa，如圖5 所示。

在經(jīng)濟全球化的時代，各國的經(jīng)濟、文化聯(lián)系不斷加強，在習(xí)近平總書記提出“一帶一路”的戰(zhàn)略方針以后，區(qū)域間的經(jīng)濟聯(lián)系不斷加強，為我國企業(yè)發(fā)展帶來了新氣象，各企業(yè)對人才的需求不斷增加，尤其是小語種。小語種是指除了英語以外的其他語言，如法語、德語、越南語等語言，“一帶一路”帶動了沿線國家的發(fā)展，而沿線國家的經(jīng)濟發(fā)展需要我國人員以及當(dāng)?shù)厝瞬殴餐Γ蚨刮覈a(chǎn)生了小語種人才荒的現(xiàn)象。面對這種現(xiàn)象，我國各高校紛紛開設(shè)小語種課程，其教學(xué)模式也面臨轉(zhuǎn)型，企業(yè)對小語種人才培養(yǎng)也在適應(yīng)時代發(fā)展的要求，主要表現(xiàn)在：

(2)問題

15歲上中學(xué)時，身材高挑、顏值驚艷的拉加德拿過法國花樣游泳錦標(biāo)賽銅牌，入選法國花游國家隊，并參加了奧運會。但17歲那一年，對她產(chǎn)生深遠影響的父親去世，她的家庭一夜之間背負起沉重的生活負擔(dān)，母親艱苦獨立地支撐起整個家庭。因為家境窘迫，她為交學(xué)費四處打臨時工掙錢，包括戲院領(lǐng)座員、游泳教練這樣的工作都做過，甚至在菜市場剝魚鱗這樣的工作她也做過。拉加德回憶到年少時感慨，“母親就是我的榜樣”。

夾巖項目所有上壩填筑材料通過快速過磅無人值守系統(tǒng)，做到準(zhǔn)確、可靠、高效、基本無故障，減少管理值守人員成本，避免產(chǎn)生人為干擾，并提高項目部生產(chǎn)效率，加快施工進度，充分發(fā)揮各項施工設(shè)備效率，做到上壩料的準(zhǔn)確計量，可作為以后公司同類施工過磅技術(shù)的應(yīng)用推廣，具有較大的推廣價值。

方案三

總結(jié)方案一與方案二各自的優(yōu)缺點，將阻力墻凹入的結(jié)構(gòu)設(shè)計在下模，優(yōu)化橋的寬度，將橋?qū)捲黾又?0mm，在保證鍛件充滿的同時增加阻力墻的斜度至110°以增加強度，阻力墻結(jié)構(gòu)見圖8。對此結(jié)構(gòu)進行模具應(yīng)力分析，發(fā)現(xiàn)下模型腔一側(cè)相同的位置米塞斯等效應(yīng)力為930MPa 左右，而阻力墻一側(cè)米塞斯等效應(yīng)力為650MPa 左右，相較于方案一有所增加，但是與最初結(jié)構(gòu)相比應(yīng)力降低了35%左右，如圖9 所示。

(1)措施

這種阻力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計導(dǎo)致飛邊包在阻力墻上，同時受限于設(shè)備頂出結(jié)構(gòu)及行程的影響，鍛件在各工位轉(zhuǎn)移時夾取困難，粘?，F(xiàn)象頻發(fā)，且在粘模發(fā)生后，由于飛邊包在阻力墻上，取件十分困難。

(2)問題

通過以上三種方案的實施和對比，最終確定采用方案三，現(xiàn)已經(jīng)實現(xiàn)該型號鋼活塞的大批量生產(chǎn)。經(jīng)過驗證這種結(jié)構(gòu)也存在一定的不足，從方案三的模擬中可以看出四角位置紅色比較明顯，米塞斯等效應(yīng)力達到了930MPa，應(yīng)力較大(圖10)。在模具壽命的后期存在四角開裂的風(fēng)險，實際生產(chǎn)中這種不足也得了到驗證，模具四角有開裂趨勢，鍛件對應(yīng)四角多料，后續(xù)需要打磨處理，如圖11 所示。

結(jié)束語

綜上所述，通過對活塞模具阻力墻結(jié)構(gòu)的研究，實現(xiàn)了此種型號活塞的量產(chǎn)，終鍛模具平均壽命穩(wěn)定在2300 件左右，對于較大缸徑的商用車活塞產(chǎn)品來講已經(jīng)取得了預(yù)期的效果，生產(chǎn)效率大幅提升，鍛件一致性好，模具成本大幅度降低，產(chǎn)品質(zhì)量獲得客戶的高度認可，實現(xiàn)質(zhì)量客戶零抱怨。

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