3500t高速鍛造質量不穩定因素匯總及設計優化

3500t高速鍛造自動線為先進一流進口鍛造設備，系統復雜，使用過程中我們相繼碰到許多影響鍛件質量的問題，這些問題不僅影響鍛件產品質量、而且制約產能，隨著技術人員學習消化及解決實際問題經驗的積累，我們將3500t鍛造自動線鍛件質量不穩定因素及解決方法予以匯總，并使其標準化，爭取以后更準確、更快速、更高效地解決問題，從而穩定鍛件質量，提高生產效率。

3500t鍛造自動線，是我公司2005年引進德國米勒萬家頓公司的世界一流自動化鍛造生產線(圖1)，設計最高生產節拍25件/min,上料→加熱→鍛造→余溫熱處理均是自動化控制，其鍛造主機采取閉式鍛造工藝，分五個工步實現鍛件成形(預鐓粗+鐓粗+預鍛+終鍛+沖孔)(如圖2)，模具冷卻方式為自動噴霧(水及脫模劑按一定比例混合的混合液)。

鍛件質量不穩定因素及設計優化

鍛件質量不穩定因素1：料坯重量

我車間所用原材料一般為圓棒料鋼材，三種下料方式分別為普通帶鋸機鋸切、圓盤鋸鋸切、高速剪床剪切，3500t自動線所需下料一般采用高速剪床，閉式鍛造中下料料坯的重量是關鍵因素，超重嚴重時會引起打裂模具等非常危險的后果，輕微超重也會存在鍛件折疊等風險，重量不足又會出現鍛件充不滿現象。

設計優化：與鋼廠達成“鋼材外徑穩定控制”采購協議；三種下料方式全部稱重且嚴格控制重量及公差(例：下料重量***kg±10g)。

鍛件質量不穩定因素2：料坯端面(斷面)斜度

閉式鍛造中下料料坯的端面(斷面)斜度也是關鍵因素，端面(斷面)斜度超過3°就會引起鐓粗工步鍛打傾斜(圖3)。

本文采用探測率(Probability Of Detection,POD)IPOD、空報率(False Alarm Ratio,FAR)IFAR和臨界成功指數(Critical Success Index,CSI)ICSI等分類評分指標評價IMERG終級產品對日降水事件的監測能力,其計算公式如下:

設計優化：工藝要求下料的端面(斷面)斜度不超過3°提升為不超過1°，后續下料方式改為圓盤鋸鋸切。

獎品揭曉日期雖五花八門，但最多的還是在11月11日，剁手節。一些網友在看完獎品名單后感慨，獎是一個沒中，反倒被禮品清單種了草。我也是在微博和淘寶之間反復切換。

鍛件質量不穩定因素3：第1工步上下模的定位型腔

第1工步鍛打后料坯沿其中軸線是否均勻分布，除了與下料的斜度有關，還與第1工步上下模具的定位型腔有關。最早的設計計劃是第1工步打出5mm深的定位型腔，有利于其被步進梁卡爪抓至第2工步的中心定位，但是實踐中下料的斜度和第1工步上下模的定位型腔的共同作用，反而使第1工步鍛打后的料坯的不均勻現象放大，并且以5mm型腔定位后放置在第2工步下模時參照模具中心明顯呈不均勻狀態(圖4)。

把第2工步上模改為能進入到下模，不僅能消除原設計的對擊風險，且有導向作用，有利于第2工步的成形質量(圖6改進后)。

(1)設計優化5-1

設計優化：經過Deform模擬及實踐驗證，把第1工步上下模具的定位型腔去掉，改為上下模具平面鐓粗，第1工步鍛打后的料坯的均勻性改觀明顯，步進梁卡爪夾取時兩側卡爪受力穩定、夾得穩。

鍛件質量不穩定因素4：第2工步模具結構

第2工步的模具結構，在實際生產中發現有兩大問題：第一個是第2工步鍛打后料坯在放到第3工步下模時，外圓與第3工步下模型腔有單邊6mm間隙(圖6改進前)，僅僅靠中間約7mm的頂桿型腔定位，此定位設計實際生產中是不穩定的；第二個是第2工步上模外圓尺寸

200mm，下模型腔

176mm，設計閉合間隙7mm，但實際中由于后續工步翻新落面模具高度的調整、墊塊的磨損打薄、每個工步打擊力的偏載、操作人員的疏忽大意等因素，會造成第2工步上下模具對擊的嚴重后果，對人員安全、設備安全、模座模板工作臺造成異常破壞，后果非常嚴重。

把鏡頭對準基層群眾，傾聽百姓呼聲，為民排憂解難。以街頭留言板、關鍵詞海采、典型宣傳等形式，針對群眾關注的熱點、難點，通過記者體驗式、參與式、互動式采訪等方式，圍繞鄂州好人、不文明交通行為、弘揚社會主義核心價值觀等相關話題做活宣傳報道，增強新聞報道的多樣性、可看性。

把第2工步與第3工步的定位改進為頂桿型腔定位+外圓定位，雙重保險(圖6改進后)，實踐證明鍛件質量更穩定。

3.2數據分析:1)農村居住農民有獻血經歷的比例和無償獻血知曉率均很低。2)對獻血認識不足,血液的生理知識、免費用血惠民政策了解得不夠。3)年齡越大、文化程度越低、獻血次數越少的農民對無償獻血相關知識就越欠缺,越不愿意接受無償獻血,對無償獻血政策的知曉率也較低。年齡越小、文化程度越高的農民獻血次數就越多,對無償獻血政策和相關知識的知曉率也也相對較高。4)對血液生理知識知曉率極低。5)百分之八十以上的農民認為獻血對身體有害。

(2)設計優化4-2

由此造成了后續工步一系列的分配不均勻問題，最終鍛打成形的鍛件一側出現毛刺并形成折疊，另一側未充滿，造成廢品(圖5)，并且影響步進梁兩側卡爪抓取的受力不均，造成步進梁關節異常磨損，進而影響步進梁的抓取及放置的精度。

(3)設計優化4-3

理學家朱熹對石刻的文化利用與轉化，使石刻從文玩之物轉化為文本之物、文化之物，在一定程度上擺脫了通常理學家對金石學“玩物喪志”之譏議。清代學者章學誠總結朱熹的學術特點為“服古通經，學求其是，而非專己守殘，空言性命之流”，他甚至認為，朱熹之學“五傳而為寧人(顧炎武)、百詩(閻若璩)”。[注] 章學誠著、葉瑛校注：《文史通義校注》卷三，北京：中華書局，1985年?？梢娝螌W與清學自有文脈相連之處。朱熹研治與利用石刻，開掘新文本，傳承舊文脈，弘揚斯文，展現出閎深開闊的視野，并為章學誠之說提供了佐證。

專門針對第1工步鍛打后料坯在第2工步的放置位置，設計了一個調試驗證測量盤，調試時使用它定位放置于第2工步下模正中，抓取第1工步鍛打后料坯放置于測量盤上，來觀察第1工步鍛打后料坯是否放置于第2工步模具正中，以便提高調試準確性及調試效率(圖7)。

(1)設計優化4-1

鍛件質量不穩定因素5：第3工步和第4工步

第3工步和第4工步，在實際生產中存在兩個問題：第一個是模具裂口問題，第二個是第4工步頂出力大的問題。

審美教育的任務是培養我們的審美能力，其內容在于通過欣賞自然美、社會美和藝術美的的方式，給人們進行情感熏陶，塑造人們的美好心靈，從而來維護社會和諧穩定。

解決模具裂口問題，參考論文《3500t高速鍛造自動線模具裂口失效探究》。

理論狀態(理想狀態)第1工步鍛打后的料坯沿中軸線均勻分布(左側59mm、右側59mm)，實際狀態第1工步鍛打后的料坯沿中軸線明顯不是均勻分布(左側55mm、右側63mm)，進而影響后續工步分料的均勻、抓取的穩定，最終影響鍛件的成形。

(2)設計優化5-2

為解決第4工步頂出力大的問題，除了確保噴霧裝置的正常工作及脫模劑配比準確，我們還將第4工步的下模成形模具圈進行了離子滲氮熱處理，頂出明顯順暢，減少了因頂飛鍛件引起的意外停機次數，提高了模具壽命，提高了生產效率。

鍛件質量不穩定因素6：第5工步

第5工步，在實際生產中存在鍛件變形問題，原設計頂出器只是作用于鍛件的輪緣，未作用于輪轂(圖8改進前)，隨著沖頭的老化、頂出器蝶簧力量的衰減、沖孔沖偏等因素的堆積，當沖頭向上返回時，就會帶動鍛件輪轂向上變形。

(1)設計優化6-1

對頂出器做了改進使其同時作用于鍛件輪緣和輪轂(圖8改進后)。

(2)設計優化6-2

將作用于頂出器的蝶簧換為氮氣彈簧，頂出壽命更長。

現在，圖紙都采用CAD制圖，路線的平面圖一目了然，有的護欄直接在平面圖上標注，除互通匝道的接點不能準確標識外，直線和曲線段基本都和實際施工一樣，所以，電腦水平好的話可以直接在電腦上進行設計放線，這樣把平面圖交給現場人員施工，就不會有長短不一的異形板了，同時也為材料精確的訂購提供準確數量。另一種就是現場進行放樣，不要要求一次性放到位，根據放樣的結果，再重新調整個別立柱間距，《公路工程質量檢驗評定標準》（JTGF80/1-2004）要求立柱間距±50mm，通過立柱間距或多少使異形板消除或達到0.5m的整數倍。這樣經過多次調整，既可以省材料，又可以使后續材料省工、省時。

總結

3500t鍛造自動線的上下模座無導柱導套，確保鍛件的同軸度只能依靠主機上滑塊導軌間隙的穩定、上下模具尺寸的經驗設計、上下模座與上下工作臺的定位鍵的準確定位，定位鍵的定期檢查及更換也是確保鍛件成形質量穩定的重要一環。

經過以上努力，我們基本上解決了進口設備3500t鍛造自動線鍛件質量不穩定的問題，也大大提升了自動線的產能。

做一個溫暖的人也許就是這樣一種體驗，這樣的人，或許不夠強勢，不夠聰明世故，容易吃虧，但于朦朧認可這一切，不一定要兩肋插刀，他理解中的溫暖就是對朋友的仗義，對生活仗義。

結束語

筆者作為一名普通的鍛造工藝技術人員，親身經歷了鍛造工藝由“開式模鍛→閉式鍛造→1mm鍛造→精密鍛造”的提升過程，也牢記鍛造工藝設計的三大要點：合理定位、均勻分配、控制流動，此次將生產實際中遇到的問題與大家作以交流探討，希望大家提出寶貴意見。