臂體鍛件的鍛造工藝及模具設計

摘要 針對形狀比較複雜、精度要求高而批量較大的臂體鍛件進行了鍛造工藝分析。在的設計與製造上採用了一些獨到的技巧。

關鍵詞 楔橫軋壓彎摺疊精壓

一、引言

隨著汽車工業的發展及我國加入WTO，國內國際市場對汽車鍛件的質量及成本價格的要求越來越苛刻，如拔模斜度、重量公差、尺寸、加工餘量等要求均很高，而且價格又不太理想，但批量很大。為適應市場化的需求，本文對工藝進行了分析並反覆實踐，找到了一個比較理想的工藝，對同類產品的生產有重要意義。

二、產品的介紹及工藝方案的確定

1產品的介紹

臂體是用於重型車剎車泵上的一個零件，結構如圖1所示。鍛造中有以下幾個難點：(1)拔模斜度小，只有外3°、內5°，而頂料出模裝置在∮62孔內只有一處；(2)加工餘量小，∮62及方槽23.2mm兩處的加工只用鏜削與拉削；(3)10-∮6.2*5這10個釘的充滿困難且位置度要求高，而且釘的根部圓角為R0.2，該部位模具的磨損較快，生產流轉過程中易磕碰造成變形。

2.工藝方案的確定

為了適應大批量生產，提高效率，我們確定了如下工藝:(中頻爐)加熱/(楔橫軋)制坯/(25000k N熱模鍛壓機)壓彎/預鍛/終鍛/(3150kN雙點壓力機)沖孔/切邊/正火/拋丸探傷/精壓。在工藝流程中，加熱制坯是採用一次兩件，零件柄部細長，自由鍛單件制坯效率低。採用楔橫軋制坯(如圖2示)，同時在軋機上切斷成兩件。由於零件的截面變化較大，從∮55軋制到∮23，需兩次起楔方可完成，所以軋制模具加工及修復難度較高。

精壓工序在保證壓頭部及柄部尺寸外，更重要的是校正10個釘的位置、根部的圓角，以及壓彎柄部。因此，採用兩塊活動帶5個孔的標準壓板，保證了釘的位置及根部圓角，提高了鍛模的壽命。

三、模具設計及製作的要點

1.壓彎模的設計

通常壓彎模設計時只考慮壓出的坯外形彎曲與鍛件相一致。由於臂體大頭與柄部的厚度相差較大，在放入預鍛模時，彎坯柄部會懸空，預鍛時，柄部與大頭過渡處產生了摺疊，由於彎坯柄部懸空，預鍛時這部位的金屬流動過大而造成。因此，壓彎坯的設計必須使彎坯放在預鍛模上，使其外形與預鍛模的外形相符，如圖3示。

2.預、終鍛模具的設計

臂體件的鍛造難度之一是10個∮6.2mm釘沖滿，在設計預、終鍛模時採用了以下兩個措施:(1)上下模釘位置採用排氣孔，排除鍛造盲孔氣壓對金屬充滿時所形成的阻力。(2)預、終鍛模在大頭都採用阻尼溝以增加排料阻力，使釘易於充滿，如圖4示。

在試鍛過程中，28mmx36mm的方框兩邊台階上出現了60%的摺疊現象，分析其原因，認為此處由於預、終鍛模具結構不匹配所造成的，故對預鍛模具由圖5改成圖6所示;同時，由於拔模斜度是內5°、外3°，多餘的料向飛邊排出較困難，因此在終鍛模上∮62mm孔及方框處採用了深度為5mm的倉部，以便於收藏多餘的料，從而徹底解決了摺疊問題。另外，鍛件大頭重，柄部細輕，為了節約材料，在飛邊位不宜設頂料位置，在模具上∮62mm大孔偏方框處設計一個∮20mm的頂料裝置,順利地保證了出模。

3.模具製做的要點

該模具製做難點之一就是5個∮6.2mm釘的位置度，考慮到電極在腐蝕型腔時，釘的損耗快，所以10個釘是在型腔電火花加工完成後再單獨加工而且加工時，要用以鍛件外形為基準的對模板來劉模後加工10個釘，從而保證了釘的要求。

四、結束語

臂體鍛件的生產採用了先進的楔橫軋一模兩件制坯和熱模鍛壓機成形以及整體與局部相結合的精壓工藝，在模具設計和製作上有許多獨到之處，值得推薦。

鍛件經過半年來的生產，合格率達98%以上，而且產品的外形及加工性能得到了客戶的讚許,為企業贏得了聲譽與效益。

歡迎關注「模具設計圈「公眾號

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！