| cyqdesign | 2008-07-01 10:41 |
螺釘旋具鍛模優(yōu)化設(shè)計螺釘旋具是150系列大功率高速柴油機的隨車工具之一，其鍛件表面絕大多數(shù)不進行機械加工。如圖1所示的是螺釘旋具的鍛件毛坯圖，其鍛件橫截面積較小，形狀較簡單，為長軸類鍛件。該鍛件成形的工藝過程為：下料→加熱→模鍛→切邊→磨削→熱處理→檢驗。該工藝的關(guān)鍵是模鍛，模鍛的關(guān)鍵是鍛模設(shè)計。原鑲塊鍛模模膛設(shè)計有1個滾擠制坯模膛和1個終鍛模膛。在其滾擠制坯時，因鍛件長而橫截面積小，坯料降溫速度快，制坯效率反而低下;與其他隨車工具鍛件相比，尺寸一致性較差，合格品率較低;在生產(chǎn)過程中，因磨損和塑性變形報廢的螺釘旋具鍛模約占80%，鍛模使用壽命較低。因此，合理的鍛模設(shè)計是提高螺釘旋具鍛件質(zhì)量、鍛造效率、鍛模使用壽命及降低鍛模和鍛件成本的關(guān)鍵。  圖1 螺釘旋具鍛件毛坯圖 1 鑲塊鍛模優(yōu)化設(shè)計 錘鍛模的主要失效型式是磨損、塑性變形與斷裂。防止鍛模過早失效、提高鍛模使用壽命、使用性能和降低鍛模與鍛件成本的方法很多，而雙模膛鍛模優(yōu)化設(shè)計則是一種行之有效的方法。 1.1 鍛模圖 優(yōu)化改進設(shè)計的螺釘旋具鑲塊鍛模如圖2所示。鑲塊鍛模的結(jié)構(gòu)為1個拔長制坯模膛和2個終鍛模膛。其模鍛的工作過程為：先將選材和加熱合理的坯料一端拔長，然后將拔長后的坯料放在任意一個終鍛模膛中終鍛成形。  圖2 螺釘旋具鑲塊鍛模圖 1.2 拔長模膛 該拔長模膛的設(shè)計形式與設(shè)計參數(shù)有別于有關(guān)鍛造文獻介紹的傳統(tǒng)設(shè)計，且優(yōu)于原滾擠模膛制坯設(shè)計的功能。根據(jù)鍛件形狀特點，特采用形狀簡單的楔形平臺拔長模膛(在上模拔長模膛設(shè)計有2°的拔長斜度)，其可合理分配金屬的變形量，獲得小而均勻的飛邊，使鍛造纖維均勻連續(xù)地沿零件外形分布，因此，可有效地提高坯料拔長效率，提高材料利用率和獲得良好的鍛件性能。 1.3 終鍛模膛 鍛模工作條件差，使用壽命低，磨損和塑性變形失效約占70%，斷裂失效(以疲勞斷裂為主)占25%~30%，而其使用壽命又取決于鍛模終鍛模膛的使用壽命。鍛件毛坯的鍛造溫度為850℃～1200℃，坯料在終鍛模膛中鍛造時，終鍛模膛突然受高溫急熱，溫度可達400℃～600℃。鍛模疲勞斷裂的過程為：應(yīng)力集中→產(chǎn)生裂紋→造成新的應(yīng)力集中→促進裂紋擴展→最后斷裂。因此，在鍛模材料、制造、熱處理、使用和維修等皆合理的前提下，熱鍛件與模具接觸時間、模具工作頻率和鍛模終鍛模膛受熱溫度直接影響模具使用壽命。鍛模終鍛模膛受熱溫度可按下式計算： t=0.38t1+0.62t2 式中 t―鍛模模膛的受熱溫度，℃； t1—被加工坯料的溫度，℃； t2 —鍛模模膛的原始溫度，℃。 | |