液壓精密鍛件工藝研究

文／車奇楠，周擁軍，梁志保，韓海河?內蒙古一機集團富成鍛造有限責任公司

液壓精密鍛件工藝研究

文／車奇楠，周擁軍，梁志保，韓海河?內蒙古一機集團富成鍛造有限責任公司

車奇楠，助理工程師，主要從事冷、溫、熱鍛精密成形工藝方面的研究工作。

端蓋鍛件(圖1)是德國博士力士樂公司液壓系統的關鍵零件之一，尺寸精度和形位公差要求較高，其中厚度公差為±0.3mm，外形尺寸公差為±0.5mm，表面質量及平面度要求也十分苛刻。

圖1 端蓋鍛件

工藝分析

根據公司設備狀態和產品要求，結合國內外精密鍛件先進技術，對該產品進行工藝分析，主要存在以下難點：

⑴鍛件形狀復雜，高度落差大，未注鍛造圓角R1.6mm，鍛模局部磨損快，模具壽命低，需設計合理的預鍛工序。

⑵鍛件毛邊痕及外觀質量要求嚴格，要求切邊工裝對鍛件具有切邊和精整要求，以提高鍛件成形質量。

⑶鍛件尺寸公差和形位公差要求嚴格，傳統的鍛造工藝滿足不了圖紙要求，需設計合理的整形工序，以確保鍛件符合圖紙要求。

工藝制定

經項目組論證分析，確定了該產品的工藝流程：中頻加熱→模鍛預鍛、制坯→壓力機終鍛→整形、切邊→熱處理→噴砂→冷精整。

為保證鍛件尺寸精度及外觀質量，有效提高模具壽命和生產效率，項目組在以下兩方面做了重大改進。

模架的改進

項目組為保證產品終鍛質量，對630t壓力機的模架進行了改進，改進后的模架(圖2)除具有較好的工藝性和通用性外，還能提高上、下鍛模間的配合及導向精度。主要改進措施為：

⑴采用對角雙導柱以保證模具運動時具有良好的導向精度。

⑵采用夾緊楔塊的方式緊固模具，避

免了模具周期性載荷沖擊造成的松動。

圖2 模架示意圖

切邊工藝的改進

考慮到鍛件的尺寸精度要求很高，項目組結合國內外先進的切邊工藝，引進和吸收了抱切工藝：如圖3所示，壓力機滑塊下行，活動上模接觸鍛件后不再運動，切刀繼續下行完成切邊工作；滑塊上行，退料板退出飛邊，活動上模歸位，切邊結束。在此過程中鍛件由于上部彈簧的壓力而被抱緊，整個過程鍛件的形變微乎其微。

圖3 抱切模結構示意圖

有限元分析

項目組采用Pro/E軟件對端蓋進行3D建模，利用DEFORM-3D軟件進行工藝數值模擬，以確保產品試制前工藝方案可靠。鍛造工藝分析參數見表1，各工步模擬結果如圖4所示。

■ 表1 鍛造工藝分析參數

圖4 各工步模擬結果

圖5 端蓋鍛件

產品結論

試制后的鍛件(圖5)同工藝模擬的狀態基本吻合，經檢測，鍛件尺寸及性能均符合技術要求，可進行批量投產。

端蓋精密成形工藝的研究，運用CAE技術對鍛造工藝進行了數值分析和模具合理性設計，縮短了產品開發周期，降低了能源和材料的消耗。