汽車轉(zhuǎn)向球頭熱鍛生產(chǎn)過程中相關(guān)問題探討

汽車轉(zhuǎn)向球頭是實(shí)現(xiàn)汽車平順轉(zhuǎn)向和操縱穩(wěn)定的重要零件，汽車轉(zhuǎn)向球頭能提供多角度的旋轉(zhuǎn)，緩振和實(shí)現(xiàn)平順轉(zhuǎn)向，直接影響汽車操縱的穩(wěn)定性，運(yùn)行的安全性。根據(jù)轉(zhuǎn)向頭自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在以往的工藝成形過程中，會(huì)出現(xiàn)工序過多，成本較高，且碗口缺料、螺栓臺(tái)尺寸超差等問題，而這些問題需要在試模結(jié)果的基礎(chǔ)上進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)優(yōu)化來解決。本文在分析轉(zhuǎn)向球頭結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合前期的試模結(jié)果，改進(jìn)了預(yù)鍛件碗口形狀，優(yōu)化了螺旋臺(tái)結(jié)構(gòu)，減少了制坯工序，制定了預(yù)、終鍛一體的二序模鍛、熱切、精壓成形工藝，并設(shè)計(jì)了一模兩件的模具結(jié)構(gòu)。

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及成形工藝分析

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

汽車轉(zhuǎn)向球頭如圖1 所示，整體近似平板狀扇形結(jié)構(gòu)，總長137.1mm，最寬處78mm，過渡處最大圓角半徑7mm，扇形腹板中間厚度7.0mm，腹板最寬處寬度與厚度比大于10，前端螺栓臺(tái)有三個(gè)圓形的壓花凸臺(tái)，螺栓臺(tái)厚度(7±0.3)mm，平行度0.25mm，后序冷沖直徑10.2mm 的孔，頭部有直徑21mm 的球頭安裝孔，球頭中心軸線與扇面法向呈17°夾角。

原始毛坯規(guī)格確認(rèn)與設(shè)備噸位選擇

圓棒坯料，其直徑與鍛件截面積及飛邊有關(guān)。3D數(shù)值模擬產(chǎn)品(圖2)飛邊(單邊寬度12mm)，在模擬結(jié)果中，每間隔3mm 截取鍛件毛坯各個(gè)截面面積，計(jì)算各個(gè)截面直徑，并連接成截面直徑圖。

正確認(rèn)識(shí)馬克思主義社會(huì)科學(xué)方法論對(duì)研究思想政治教育的指導(dǎo)作用，必須把握好以下兩點(diǎn):恩格斯曾經(jīng)指出:“馬克思的整個(gè)世界觀不是教義，而是方法。它提供的不是現(xiàn)成的教條，而是進(jìn)一步研究的出發(fā)點(diǎn)和供這種研究使用的方法。”馬克思主義社會(huì)科學(xué)方法論雖然可以指導(dǎo)思想政治教育的研究，但我們并不能把它當(dāng)作教條，在研究過程中將其生搬硬套，我們應(yīng)該遵循具體問題具體分析的原則，一切以時(shí)間地點(diǎn)條件為轉(zhuǎn)移。所以，二者是緊密相連的，切記不可將其分開去談各自的作用與貢獻(xiàn)。

根據(jù)截面直徑連接圖：初算坯料直徑30.7mm，取31mm，坯料重量除鍛件本體(重量：0.543kg)之外，還須包含飛邊與火耗，本設(shè)計(jì)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)分別取0.426kg和0.01kg，得鍛件毛坯總重1.522kg，據(jù)等體積變形原理，圓棒坯料規(guī)格確定為：

31mm×257mm。

無論是在當(dāng)代社會(huì)還是在日常生活中，電視新聞都扮演著非常重要的角色。然而在急劇轉(zhuǎn)型中的中國社會(huì)，面對(duì)普遍的浮躁與焦慮，電視新聞能否有所作為？通過以上論述，筆者認(rèn)為，電視新聞需要有自覺的美學(xué)追求，才能為當(dāng)代的社會(huì)文化建設(shè)作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。美學(xué)追求不僅能為電視新聞增加必要的人文精神，而且在本質(zhì)上與電視新聞報(bào)道中的人文關(guān)懷是一致的。

產(chǎn)品在試模、調(diào)試到批量生產(chǎn)期間，問題不斷，現(xiàn)總結(jié)分析并改進(jìn)如下。

前期的工藝分析與生產(chǎn)中的問題討論

⑴由于球頭頭部中心軸線與扇面法向呈17°夾角，以往采用單腔模鍛造，會(huì)產(chǎn)生較大的錯(cuò)模力，造成錯(cuò)移量超差，產(chǎn)品報(bào)廢，對(duì)設(shè)備、模具也有較大的損害。

⑵碗口缺陷：終鍛件球頭碗口深度比：23.6/4=5.94>4(深度：23.6mm，壁厚：4mm)，型腔較深，在預(yù)鍛時(shí)，頭部碗口兩側(cè)薄壁易形成缺肉，終鍛時(shí)，碗口兩側(cè)薄壁端處易產(chǎn)生缺肉或者碗口折疊(圖3)。

⑶螺栓臺(tái)表面壓花深度小于0.1mm，報(bào)廢，產(chǎn)品壓花示意如圖4 所示。

⑷在鍛造切邊時(shí)，沿切邊輪廓，螺栓臺(tái)塌角變形，造成厚度尺寸超下差報(bào)廢。

⑶優(yōu)點(diǎn)：①取消制坯工序，可以避免坯料因制坯失溫過多，降低鍛造力；②減少模具成本與生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率；③毛坯在預(yù)鍛型腔快速準(zhǔn)確定位，防止預(yù)鍛時(shí)，棒料跑料，產(chǎn)品報(bào)廢。

⑶中心雙鎖扣輔助導(dǎo)向定位并平衡錯(cuò)模力，鎖扣大小設(shè)計(jì)為130mm×60mm，高度為40mm，斜度為5°，鎖扣側(cè)面間隙為0.2mm，模具采用4 個(gè)M20 螺栓安裝、固定。

模具設(shè)計(jì)

根據(jù)前期的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，本設(shè)計(jì)擬在模具結(jié)構(gòu)上進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，同時(shí)，鍛造時(shí)為了防止制坯、預(yù)鍛、終鍛等多次鍛打失溫速度過快，改為在預(yù)、終端各打擊一次。

終鍛件設(shè)計(jì)

動(dòng)力有限元模型的離散參數(shù)需要根據(jù)相應(yīng)地層的剪切波波速及激勵(lì)的頻率范圍來確定[16]。為了簡化模型，同時(shí)又能反映地層的動(dòng)力特性，根據(jù)地層剪切波速的變化范圍，將復(fù)雜的真實(shí)地層簡化為5層水平構(gòu)造，每層代表一個(gè)主要的剪切波速域[17]。剪切波速cs的計(jì)算公式[18]為：

預(yù)鍛件設(shè)計(jì)

⑴預(yù)鍛件必須保證分型面、出模角度、收縮率與終鍛件一致。

⑵預(yù)鍛件長、寬度方向尺寸，一般情況比終鍛件小0.2 mm，扇面方向厚度大1.0 mm。

⑶預(yù)鍛件圓角要比終鍛件大，目的是減小金屬流動(dòng)阻力，防止產(chǎn)生折疊，方便預(yù)鍛件進(jìn)入終鍛模腔。預(yù)鍛件凹圓角(預(yù)鍛型腔凸圓角)是終鍛件圓角1.5 ～2.5 倍，凸圓角是1.5 ～2 倍，對(duì)比圖見圖5。

鍛模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

由于球頭頭部中心軸線與扇面法向呈17°夾角，以往采用單腔模鍛造，會(huì)產(chǎn)生較大的錯(cuò)模力，造成錯(cuò)移量超差，產(chǎn)品報(bào)廢，故設(shè)計(jì)一模兩件，用于平衡錯(cuò)模力。

⑴選用方形模坯：380mm×380mm×140mm。

⑵預(yù)鍛型腔與終鍛型腔設(shè)計(jì)在同一個(gè)模塊內(nèi)，型腔中心距110mm(如圖6所示，淺藍(lán)色為終鍛件型腔，綠色為預(yù)鍛件型腔)。

⑵改進(jìn)對(duì)策。

⑹工序多，雖前期制坯單設(shè)工序，不僅增加模具費(fèi)用，生產(chǎn)成本也一定程度提高，而且成品率也做不到100%，不同階段抽檢顯示，返修率在2.0%～3.0%浮動(dòng)，廢品率在1.0%～1.5%浮動(dòng)。

生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)問題及改進(jìn)措施

鍛造力與鍛件材質(zhì)和鍛件分模面投影面積有關(guān)，本設(shè)計(jì)中鍛造力計(jì)算得14.3MN，選用1600 噸的熱模鍛壓力機(jī)，可以滿足鍛造要求。

問題1：縮減制坯工序。

⑴原因分析：①根據(jù)截面直徑連線圖可以看出，鍛件毛坯截面變化趨一致；②制坯模(圖7)作用，棒料直接在制坯下模定位槽擺料，制坯上模彎曲、壓扁完成制坯，沒有改變坯料的形狀與截面大小；③坯料制坯只彎曲、壓扁，在預(yù)鍛模上同樣可以完成，并同時(shí)滿足預(yù)鍛成形要求。

⑵改進(jìn)措施：根據(jù)棒料規(guī)格，將定位擺料槽設(shè)計(jì)在預(yù)鍛模下模(圖8A)，預(yù)鍛上模型腔設(shè)計(jì)定位圓弧(圖8B)，通過預(yù)鍛模完成彎曲、壓扁制坯工序，同時(shí)，也完成預(yù)鍛工序。

農(nóng)科實(shí)驗(yàn)室文化建設(shè)，是在農(nóng)牧學(xué)院首次進(jìn)行的一項(xiàng)嘗試性探索研究，是實(shí)驗(yàn)室硬件建設(shè)趨于完善的基礎(chǔ)上所進(jìn)行的一項(xiàng)持續(xù)的系統(tǒng)工程，是提高我院校軟實(shí)力，提升實(shí)驗(yàn)室綜合水平實(shí)力，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室全面、協(xié)調(diào)和可持續(xù)發(fā)展的重要舉措，對(duì)加強(qiáng)農(nóng)牧學(xué)院實(shí)驗(yàn)室管理，促進(jìn)實(shí)驗(yàn)室發(fā)展的有效途徑，它的建設(shè)將進(jìn)一步營造實(shí)驗(yàn)室文化氛圍，使實(shí)驗(yàn)室文化為人才培養(yǎng)創(chuàng)建優(yōu)良的學(xué)術(shù)文化環(huán)境，新建成的實(shí)驗(yàn)室文化必將滲透到實(shí)驗(yàn)室教學(xué)、科研、管理的各個(gè)環(huán)節(jié)，并對(duì)我院廣大師生產(chǎn)生積極向上的影響。

⑸螺栓臺(tái)厚度(7±0.3)mm，平行度0.25mm，尺寸控制易超差，在后續(xù)精壓時(shí)報(bào)廢。

終鍛件型腔是在鍛件圖基礎(chǔ)上增加熱收縮率得到，熱收縮率的取值規(guī)則取決于打擊次數(shù)與預(yù)鍛件結(jié)構(gòu)。本設(shè)計(jì)采用1600 噸熱模鍛壓力機(jī)生產(chǎn)，各打擊一次，終鍛結(jié)束溫度在1000℃～1100℃之間，熱收縮率取值1.4%。

1.2.2聯(lián)合檢查 在常規(guī)檢測(cè)的基礎(chǔ)上，結(jié)合胎兒肢體多切面和遠(yuǎn)端掃查法進(jìn)行檢查。當(dāng)發(fā)現(xiàn)胎兒肢體顯示不清晰時(shí)，需協(xié)助孕婦調(diào)整身體姿勢(shì)或者略微運(yùn)動(dòng)20min再掃描。掃描時(shí)由胎兒頭部開始，對(duì)其雙頂徑標(biāo)準(zhǔn)切面、小腦切面，采用NT測(cè)量平面對(duì)胎兒臟器、骨骼和膈肌等部位進(jìn)行掃描，采用遠(yuǎn)端掃描，確定胎兒的四肢情況。

問題2：碗口側(cè)薄壁端處易產(chǎn)生缺肉，或碗口充滿后伴有折疊，占比2.5%(碗口缺肉見圖3)。

⑴原因分析：終鍛件球頭碗口深度比：23.6/4=5.94>5(深度：23.6mm，壁厚：4mm)，型腔較深，在預(yù)鍛時(shí)，頭部碗口兩側(cè)薄壁易形成缺肉，終鍛時(shí)，碗口兩側(cè)薄壁端處易產(chǎn)生缺肉或者碗口折疊。

⑵改進(jìn)對(duì)策：在設(shè)計(jì)預(yù)鍛件頭部時(shí)，以往都是增加頭部高度。但在這里不能增加高度，適當(dāng)降低頭部高度，并在碗口設(shè)計(jì)圓弧形切口(圖9)，減少深度比：16.5/3.6=4.58( 深度：16.5mm，壁厚：3.6mm)；同時(shí)，使預(yù)鍛件比終鍛件頭部截面積比值大13.5%，避免碗口缺陷，有利于終鍛件成形。

顯然，四極透鏡的橫向場(chǎng)強(qiáng)與坐標(biāo)成線性關(guān)系，圖3(a)為電四極透鏡內(nèi)沿x方向的電場(chǎng)在x軸上的分布，滿足良好的線性關(guān)系.圖3(b)為距離z軸10 mm處的x與y方向的電場(chǎng)分布，其中綠色矩形框部分為電四極透鏡區(qū)域，可見x方向的電場(chǎng)為負(fù)，y方向的電場(chǎng)為正，即電子束在x方向受到聚焦場(chǎng)作用，在y方向受到發(fā)散場(chǎng)作用，體現(xiàn)了電四極透鏡的線聚焦特性.

問題3：螺栓臺(tái)厚度缺肉，尺寸超下差，在精壓時(shí)，螺栓臺(tái)表面壓花深度小于0.1mm。產(chǎn)品缺肉如圖10 所示。

⑴原因分析：在預(yù)鍛時(shí)，因擺料不正、模具磨損、鍛造溫度等諸多因素的影響，造成預(yù)鍛件沒有打滿、缺肉，在終鍛時(shí)沒有成形。

(2) 權(quán)重的計(jì)算考慮了主客觀兩方面因素的影響，基于層次分析法和熵權(quán)法兩種權(quán)重計(jì)算方法，并且通過熵值對(duì)兩者進(jìn)行加權(quán)組合，充分利用樣本數(shù)據(jù)，增加了權(quán)重的科學(xué)性，進(jìn)一步提高了評(píng)價(jià)模型的準(zhǔn)確性。

對(duì)策2：預(yù)鍛件，沿切邊輪廓方向，螺栓臺(tái)切邊輪廓位置補(bǔ)償0.6mm，用于補(bǔ)償螺栓臺(tái)厚度，解決終鍛厚度尺寸超下差的問題。

（4）按檢測(cè)過程劃分：按水印的檢測(cè)是否需要原始數(shù)據(jù)把數(shù)字水印劃分為明文水印和盲水印。需要的叫明文水印，也叫私有水印，不需要原始數(shù)據(jù)的叫盲水印也稱為公有水印，其檢測(cè)時(shí)只需要密鑰。通常，明文水印魯棒性較強(qiáng)但應(yīng)用受限，因?yàn)槠鋬?chǔ)成本較大，盲水印實(shí)用性更好，尤其是面對(duì)信息量巨大的數(shù)字視頻，盲水印比明文水印更具有商業(yè)價(jià)值。

對(duì)策3：終鍛件，沿切邊輪廓方向，螺栓臺(tái)切邊輪廓位置補(bǔ)償0.15mm，用于補(bǔ)償螺栓臺(tái)厚度，解決終鍛厚度尺寸超下差的問題。

2012年山東省水利廳印發(fā)了《關(guān)于開展水資源管理規(guī)范化建設(shè)的通知》，明確了以“三條紅線”管理為基礎(chǔ)，以水資源管理的制度、管理、保障“三大體系”建設(shè)為手段，以體制機(jī)制、依法監(jiān)管、組織建設(shè)為保障，全面推進(jìn)水資源日常監(jiān)督管理規(guī)范化建設(shè)的目標(biāo)要求。山東省堅(jiān)持示范帶動(dòng)、以點(diǎn)促面，以縣（市、區(qū)）為單元開展了水資源日常監(jiān)督管理規(guī)范化建設(shè)示范創(chuàng)建活動(dòng)。在各市推薦的基礎(chǔ)上，由各縣（市、區(qū)）自愿申報(bào)，將通過省、市聯(lián)合考核驗(yàn)收的縣（市、區(qū)）命名為“全省水資源管理規(guī)范化建設(shè)示范縣（市、區(qū)）”，從省級(jí)水資源管理專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)中安排獎(jiǎng)補(bǔ)。力爭到2015年全省80%以上的縣（市、區(qū)）都達(dá)到規(guī)范化要求。

對(duì)策4：終鍛件，在3 個(gè)螺栓臺(tái)中間位置設(shè)計(jì)盲孔(規(guī)格：

6mm×3mm)，利于在精壓時(shí)，螺栓臺(tái)余料向中間集中，防止產(chǎn)品變形，平面度超差。

針對(duì)上述問題，改進(jìn)預(yù)、終鍛件形狀結(jié)構(gòu)，優(yōu)化模具結(jié)構(gòu)與減少工序數(shù)，試生產(chǎn)過程中，階段性巡檢結(jié)果顯示：返修率在1.0%～2.0%之間浮動(dòng)，廢品率在0.2%～1.0%之間浮動(dòng)，提高了成品率和生產(chǎn)效率，并降低了生產(chǎn)成本。

在對(duì)傳感器課程內(nèi)容進(jìn)行改革后，本著貼近實(shí)際生產(chǎn)過程，切實(shí)提高學(xué)生應(yīng)用傳感器能力的目的，根據(jù)傳感器課程改革后的內(nèi)容，我校引進(jìn)了實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用的傳感器模塊，配合完成各個(gè)項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)。為了完成對(duì)傳感器的檢測(cè)和基本應(yīng)用，我校采取了Arduino控制芯片對(duì)傳感器進(jìn)行控制。Arduino控制芯片可搭配各類傳感器進(jìn)行控制，完全能過滿足傳感器的課程需要。同時(shí)該芯片接線方便，使用簡單，效果明顯，價(jià)格低廉，不易損壞，其拓展性還有利于課程的后續(xù)更新。而模塊化的傳感器與工廠生產(chǎn)使用的一致，價(jià)格低廉，易于維護(hù)，操作簡單，還可以隨技術(shù)的進(jìn)步而進(jìn)行快速更新，與實(shí)際生產(chǎn)不脫節(jié)。

結(jié)論

本文在分析了轉(zhuǎn)向球頭結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合前期的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，通過不斷改進(jìn)預(yù)、終鍛件，優(yōu)化模具結(jié)構(gòu)、試模調(diào)試，最終在保證產(chǎn)品合格率不降低的情況下，生產(chǎn)出了制品，總結(jié)如下。

⑴預(yù)鍛件凹圓角半徑設(shè)計(jì)為終鍛件圓角半徑的1.5 ～2.5 倍，凸圓角半徑在1.5 ～2 倍。

⑵適當(dāng)降低預(yù)鍛件碗口高度，其深度比最好不大于5，同時(shí)，使預(yù)鍛件頭部截面積比終鍛件頭部截面積比值大于13.5%，可有效避免碗口缺肉或終鍛后邊緣折疊。

突然間，“奉”的一聲，很短促，很古怪。與之同步，幾乎分毫不差，整個(gè)店堂里火光大盛。峋四爺成了一個(gè)火人，一個(gè)手舞足蹈、尖聲銳叫的火人！

⑶為了防止螺栓臺(tái)缺肉，預(yù)鍛件、終鍛件分別進(jìn)行補(bǔ)償，同時(shí)，終鍛結(jié)束時(shí)，檢查壁厚尺寸，防止超差。

⑷縮減制坯工序必須在預(yù)鍛模具結(jié)構(gòu)上設(shè)置擺料槽和定位圓弧，同時(shí)，為了平衡錯(cuò)模力設(shè)置一模二件的模具結(jié)構(gòu)，這樣可以縮減制坯工序。

⑸減少一道制坯鍛打工序可以減少失溫，使得預(yù)鍛、終鍛的溫差不過大，從而保證終鍛結(jié)束時(shí)，溫度在1000℃～1100℃之間，有利于材料變形，減少鍛造缺陷。

⑹減少制坯工序不會(huì)造成不良品率和返修率的大幅提升，相反，可節(jié)省制坯模成本和生產(chǎn)成本。