力士樂液壓精密鍛件工藝研究

韓海河，車奇楠，寧金柱，王文清，張小磊，任瑞俊

端蓋鍛件是德國博世力士樂公司液壓系統的關鍵零件之一，尺寸精度和幾何公差要求較高，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（見圖1）。

1.精密成形工藝分析

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：①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。②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。③鍛件尺寸公差和幾何公差要求嚴格，傳統鍛造工藝滿足不了圖樣要求，需設計合理的整形工序，確保鍛件符合圖樣要求。

2.工藝制定

經項目組論證分析，確定了該產品工藝流程：中頻感應加熱→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，對以下工藝進行重點考慮。

（1）模架設計改進 項目組為保證產品終鍛質量，對6300kN壓力機模架進行改進，改進后模架除具有較好工藝性和通用性外，還能提高上下鍛模間配合及導向精度。主要改進措施：采用對角雙導柱保證模具運動時具有良好的導向精度。采用夾緊楔塊的方式緊固模具，避免模具周期性載荷沖擊造成的松動（見圖2）。

（2）切邊工藝改進 因鍛件尺寸精度要求很高，項目組結合國內外先進切邊工藝，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。此過程鍛件由于上部彈簧的壓力而被抱緊，整個過程鍛件變形微乎其微。

圖1 端蓋鍛件

圖2 模架示意

圖3 抱切模結構示意

鍛造工藝分析參數

3.鍛造有限元分析

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，確保產品試制前工藝方案可靠（見附表）。

試制后鍛件同工藝模擬狀態基本吻合（見圖4），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，運用了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和降低了能材消耗。

圖4 端蓋鍛件