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優化模具鋼材的鍛造工藝和模具設計
來源: | 作者:東啟特鋼 | 發布時間: 2021-10-11 | 29 次瀏覽 | 分享到:
優化模具鋼材的鍛造工藝和模具設計

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  優化模具鋼材的鍛造工藝和模具設計

  

  鍛造工藝的優化設計

  

  應使用計算機在物理模擬的輔助下優化模具設計(數值模擬),以確保金屬流動順暢、型腔飽滿和應力分布均勻。在設計模具時,充分利用CAD系統的功能進行產品的2D設計和三維設計,以保證產品原始信息的統一性和準確性,避免人為因素造成的誤差,提高模具設計質量。產品的三維造型過程能夠充分反映產品鍛造前的外形,及時發現原設計中可能存在的問題。

  

模具鋼


  模具結構的優化設計

  

  鍛模結構對鍛模的鍛造質量、生產率、勞動強度、使用壽命以及鍛模的加工制造都有一定的影響,其重要性不亞于各種??椎脑O計。

  

  和模具設計。

  

  1.沖裁工藝設計

  

  為了使鍛模得到良好的填充和模具各部分的應力平衡,需要制造合理的毛坯,以滿足鍛件橫截面積和體積的要求,并獲得接近計算毛坯圖的形狀和尺寸。如果毛坯形狀和尺寸設計不合理或毛坯型腔磨損嚴重,則會降低預鍛模和終鍛模的使用壽命。

  

  某廠125MN機械壓力機六轉八平衡重彎曲對開模曲軸鍛模,鍛造質量73.5kg,由于輥鍛模已生產曲軸8萬余根,磨損嚴重,未及時修復,預鍛模和終鍛模僅生產40萬件左右就損壞失效。輥鍛模翻新時,不僅預鍛模和終鍛模的使用壽命提高到0.6-8萬件,而且節約了原材料。

  

  某廠汽車法蘭叉鍛件采用圓坯鐓粗去除氧化皮,然后翻轉90o,臥平半封閉預鍛,預鍛模具使用壽命只有3000件左右。當根據法蘭叉鍛件計算出的拉坯形狀和尺寸水平壓坯兩次時,預鍛模具的使用壽命提高到5000件。

  

  2.預鍛??缀徒K鍛??椎脑O計

  

  1)預鍛模膛的設計原則

  

  預鍛模腔用于改善金屬在填充終鍛模腔時的流動狀況,避免鍛件出現折疊、填充不充分等缺陷,保證鍛造過程的穩定性,減少終鍛模腔的金屬變形,減少模腔的磨損,延長整個鍛模的使用壽命。

  

  在設計預鍛模腔時,不僅要考慮預鍛和終鍛對應的截面面積分布和體積分布,還要考慮預鍛模腔和終鍛模腔的高度和寬度的關系。對于機械壓力機,預鍛盡量設計在終鍛??變如呭懗尚?,而不易填充或易起皺的零件終鍛采用擠壓成形。這些原則應根據不同鍛件的形狀特點進行設計。實踐證明,預鍛模腔設計合理,鍛模使用壽命可提高30% ~ 50%。

  

  2)工字形預鍛模腔設計

  

  (1)連桿工字形截面預鍛模腔的設計主要是控制工字形截面的截面積略大于相應終鍛的截面積,但必須控制在3% ~ 5%,復雜連桿應控制在< 3%;否則,不僅工字形截面會折疊,而且過多的金屬會在模腔內劇烈流動,增加模腔的磨損。

  

  (2)在125MN機械壓力機上對某廠某汽車的工字型前橋進行型鍛。在原預旋鍛模腔的設計中,終鍛時大量金屬通過橋擠壓進入倉內,增加了模腔的內應力,加速了模腔的機械磨損。模具壽命平均為4300件。

  

  3)寬薄腹板齒輪預鍛模腔設計

  

  在模鍛過程中,腹板部分的金屬向外流動非常劇烈,很容易折疊到輪輞內部。同時,由于腹板薄,抗變形能力大,??纵嗇棽糠质艿胶艽蟮哪Σ?,磨損快,模具壽命短。此外,由于輻條較細,溫度下降較快,抗變形能力增加,模具磨損增加,模具失效加速。設計預鍛模腔時,應遵循以下原則:

  

  (1)預鍛的腹板厚度與終鍛相同,但預鍛腹板兩端的圓角增加了6 mm ~ 10 mm,使腹板內的金屬在終鍛過程中不再流動,保證輪輞和輪轂充分充滿足夠的金屬,避免了長距離劇烈金屬流動造成的折疊和模具磨損。

  

  (2)預鍛的輪轂體積等于或略大于終鍛的輪轂體積,這樣輪轂處就不會有多余的金屬通過腹板向外流動,可以在接頭處設計一個倉庫來存放多余的金屬。

  

  (3)預鍛件的輪輞體積略大于終鍛件,一般大1% ~ 2%。

  

  (4)減小預鍛終鍛飛邊橋寬度:這種齒輪容易被填充,因此與常規設計相比,預鍛終鍛飛邊橋的寬度可以適當減小,可以減小鍛造力,從而提高模具壽命。


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