環類模鍛件瓶頸質量問題改進及應用

楊海濤

摘 要：本文通過利用三維軟件及模擬軟件對傳統環類模鍛件瓶頸質量問題進行分析、運算，并對模具結構進行了改進，經過反復修正，最終現場驗證后解決了該質量問題。

關鍵詞：環類模鍛件;模擬;分析;運算;驗證

1、背景技術分析：

如上圖，傳統技術下的該類模鍛件普遍存在兩種質量問題，及內圓角折傷和外輪廓缺肉，分析原因主要為：（1）傳統技術下對該鍛件下料重量（包括鍛件重量+連皮重量+飛邊重量+燒損）只能通過手工分段計算進而不能達到計算精確，因此在坯料分配上也不能實現均勻分配;（2）傳統制坯手段未充分考慮特殊結構下的坯料分配情況，如下圖，坯料為圓柱形+圓錐形，在鍛件模膛中坯料很容易出現滾動而導致坯料分配不均衡進而出現鍛件缺肉;（3）傳統技術下制坯結構簡單，未能具體結合鍛件形狀進行制坯，導致終鍛過程中鍛打錘數過多，折傷出現幾率增大。

傳統技術下毛坯

2、理論改進過程：

通過三維軟件的稱重功能精確計算：鍛件重量+連皮重量+飛邊重量+燒損，得出精確的毛坯重量，根據鍛件外形將坯料進行合理有效分配，改變傳統制坯模具一次制坯粗略的坯料分配方式，采用兩次制坯，同時考慮防止坯料在模膛中滾動的情況發生，將坯料底部設計平面，有效避免鍛件缺肉和折傷情況，同時利用Qform軟件通過反復模擬改進進行修正，同時為了有效提高材料利用率。

一次制坯? ? ? ? ? ? ? ?二次制坯

3、改進后模擬過程：

毛坯模擬

通過Qform模擬軟件對二次制坯進行了驗證，為減少毛坯裂紋出現幾率，理論測算兩錘結束，通過驗證實現了理論測算的預期結果。

終鍛模擬（1）

將毛坯放入終鍛模膛內，仔細觀察坯料流動情況，平面底部設計保證了坯料居中的穩定性，坯料均勻向四周流動，通過觀察，針對性調整坯料結構，目的保證金屬流動順暢、各方向均勻，有效防止缺肉的情況發生，同時滿足“少打無傷”的理論設計要求。

終鍛模擬（2）

經過三次鍛打后，如上圖，最終鍛打成型，鍛件未出現折傷及缺肉，而且飛邊周邊均勻且完全符合理論充滿倉部1/2的計算，證明利用三維軟件測算重量的準確性及二次制坯結構的合理性，理論上該類鍛件質量問題得到了解決。

4、現場驗證

現場驗證

通過理論計算、設計及三維模擬后，為質量問題的解決提供了有效的方向，在理論支持下將現有模具進行了相應的調整后，通過現場實際鍛打，得出上圖鍛件，完全與理論、模擬吻合，最終徹底解決了環類鍛件長期困擾的瓶頸質量問題。

5、結論

長期以來，環類模鍛件瓶頸質量問題一直困擾著模具設計人員，隨著科技社會的日益發展，各類輔助軟件對設計工作起到了很大的幫助，在此次攻關過程中，三維軟件就在坯料重量計算及坯料結構調整方面提供了很大的幫助，同時一些日常的積累也起到了一定的作用，該類鍛件質量問題的成功解決，為臨近結構領域模具設計提供了有力的方向保障。