組合套模在鍛造中的應(yīng)用技術(shù)

董立榮

【摘 要】胎模鍛是介于自由鍛與模鍛之間的一種鍛造方法。它既有自由鍛造工藝靈活、工具簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，又有模段利用模膛成形，鍛件形狀復(fù)雜、尺寸準(zhǔn)確、生產(chǎn)效率高的特點(diǎn)。

【Abstract】Loose tooling forging is a forging method between free forging and die forging. The utility model has the characteristics of free forging process and simple tool， and has the characteristics that the die section is formed by the die cavity， the shape of the forging is complex， the dimension is accurate， and the production efficiency is high.

【關(guān)鍵詞】胎模鍛；組合套模；自由鍛

【Keywords】loose tooling forging； combined cover die； free forging

【中圖分類號(hào)】TG31 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2017）04-0151-02

1 引言

胎膜鍛是在自由鍛設(shè)備上使用通用工具和可移動(dòng)的簡(jiǎn)易組合模具（胎模）來(lái)使金屬成形的，所用胎模的外形和模膛都較簡(jiǎn)單，而且制造方便、成本低。

2 胎模鍛的變形過(guò)程

2.1 基本形成階段

即金屬由開(kāi)始變形到基本充滿型槽為止這一過(guò)程，因?yàn)樵诖顺尚瓦^(guò)程中變形抗力較小，自由度大，與模腔接觸較少，摩擦阻力小，所以變形過(guò)程非常容易實(shí)現(xiàn)。

2.2 基本充滿階段

即金屬由基本成形狀態(tài)到完全充滿型槽的過(guò)程。由于金屬坯料已基本上全部接觸模槽，坯料的端面、表皮及心部，均已處于三向等壓應(yīng)力狀態(tài)，而形變的區(qū)域逐漸減少，處于未充滿處附近的兩個(gè)剛性區(qū)域之間，而且由于變形區(qū)域的應(yīng)力差值很小，所以這一形變階段的變形抗力較上一階段的變形抗力大得多。

2.3 飛邊形成階段

由于坯料已全部充滿模腔，整個(gè)坯料基本上成為不變形的剛性體，故飛邊的產(chǎn)生不容易實(shí)現(xiàn)。但在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中因?yàn)榇驌裟芰窟^(guò)大，坯料尺寸不精確，偶爾有形成橫向飛邊的現(xiàn)象產(chǎn)生。飛邊產(chǎn)生對(duì)胎模鍛造有害無(wú)利，所以應(yīng)避免飛邊的產(chǎn)生，即在飛邊形成前結(jié)束鍛打[1]。通過(guò)對(duì)上面各變形過(guò)程的敘述分析。我們可以得出胎模鍛造的以下幾個(gè)特點(diǎn)：①整個(gè)鍛造過(guò)程應(yīng)在形成橫向飛邊前結(jié)束，在制定工藝時(shí)應(yīng)該允許在模具分合處有少量的未充滿，這樣可以降低飛邊的形成概率，并可提高鍛模的壽命。②坯料在鍛造過(guò)程中始終與溫度低得多的胎模呈包容狀況，溫降速度快，故胎模鍛造時(shí)應(yīng)最好在一次連續(xù)完成。這樣有利于模腔充分充滿，并且可以改善鍛模的受力狀況。

3 組合套模

自由鍛件的形狀設(shè)計(jì)，一般應(yīng)遵循下述原則：

鍛件的流線盡可能順零件主應(yīng)力方向分布，不被切斷，無(wú)嚴(yán)重的渦流；截面突變盡可能小，而且平緩過(guò)渡；鍛造各部分的鍛造比相近。

在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中，通常我們會(huì)碰到下列類型的鍛件：法蘭類鍛件；齒輪類鍛件；異型鍛件。

①法蘭類鍛件。如圖1所示為簡(jiǎn)單的法蘭類鍛件，在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中由于產(chǎn)品參數(shù)D、d、H、h的不同導(dǎo)致制作的胎模數(shù)量較大，制作成本上升，同時(shí)給模具管理帶來(lái)一定難度。為了減少胎模的制作數(shù)量，在實(shí)際生產(chǎn)中我們使用組合套模的方式對(duì)此類產(chǎn)品進(jìn)行生產(chǎn)。

如圖2所示我們?cè)谏a(chǎn)過(guò)程中，通過(guò)不斷更換件2或件3來(lái)減少由于D、d不同導(dǎo)致的模具制作，極大地降低了模具的產(chǎn)品制作費(fèi)用。

②齒輪類鍛件。在設(shè)計(jì)、制造過(guò)程中齒輪由于其各方面要求較高，經(jīng)常采取鍛造的方式對(duì)齒輪進(jìn)行生產(chǎn)，而齒輪形狀、大小的不同導(dǎo)致其在模鍛設(shè)備上成本倍增，所以在實(shí)際生產(chǎn)中只有該型號(hào)齒輪數(shù)量達(dá)到一定要求才會(huì)考慮在模鍛設(shè)備上進(jìn)行開(kāi)模生產(chǎn)。

如圖3所示為該廠實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中的一個(gè)大齒輪，由于其需求量不大我們采取組合鍛模的方式對(duì)其進(jìn)行生產(chǎn)，如圖4所示。

如圖4所示件1為模套，件2為齒輪上壓槽，件3為齒輪下壓槽，件4為產(chǎn)品。通過(guò)這樣的組合套模，不但減少了鍛件的重量，提高了生產(chǎn)效率，保證了產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)降低了模具的制作維護(hù)費(fèi)用。

③異形鍛件。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中往往碰到些異形零件使我們無(wú)從下手，如圖5所示：

如圖5所示，此類異形零件在鍛造過(guò)程中采取自由鍛的方式，會(huì)導(dǎo)致以下幾個(gè)問(wèn)題：

①產(chǎn)品加工量較大；

②原材料利用率較低；

③生產(chǎn)效率低下。

為了有效避免以上3個(gè)問(wèn)題，我們采用組合套模的方式對(duì)此類產(chǎn)品進(jìn)行生產(chǎn)，如圖6所示：

4 結(jié)語(yǔ)

以上通過(guò)對(duì)組合套模鍛特點(diǎn)的論述和對(duì)有實(shí)際生產(chǎn)現(xiàn)狀的分析，我們可以看到組合套模仍在當(dāng)今的鍛造行業(yè)中占據(jù)著至關(guān)重要的地位。但是，目前的組合套模也存在著缺點(diǎn)與不足，應(yīng)該從以下兩個(gè)方面改進(jìn)。

①設(shè)計(jì)方面。應(yīng)當(dāng)有意識(shí)地提高胎模的設(shè)計(jì)水平和制造水平，達(dá)到優(yōu)化模具設(shè)計(jì)和降低模具制造成本的目的。

②經(jīng)濟(jì)發(fā)面。合理優(yōu)化胎模組合，對(duì)相近產(chǎn)品進(jìn)行重組合并，降低制造成本。

【參考文獻(xiàn)】

【1】劉彩英.自由鍛錘上胎模鍛和型砧鍛鍛壓手冊(cè)[K].中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)鍛壓學(xué)會(huì)編，1993.