产品详情
E型螺栓是矿用输送机重要的连接零件。其材料为40钢,需模锻成形,该零件因不同厂家锻造工艺及锻模设计的不同,造成了零件质量及成本的差异。为此,包括我厂在内的有关厂家多年来一直在对其锻造工艺和模具设计进行着不断探索。经过10几年模锻生产的实践证明,我厂生产的E型螺栓锻件具有质量好、性能优的特点,锻件材料利用率达83%。降低了锻件的成本,获得了一定的经济效益。锻件工艺分析型螺栓属枝芽、叉型混合类复杂模锻件。三螺纹杆部用料少但长度相对较大,除螺纹杆外其余都是锻后勿需机加工的黑皮面,它与一般模锻件相比,更难于在模锻锤上制坯。如果锻件直接在锻模中制坯,则会带来锻模尺寸大、锻件材料利用率低和锻造设备吨位增大等缺陷,很不经济。根据锻件批量、形状、复杂程度、尺寸精度和技术条件,结合我厂的锻造生产实际,对该锻件制定了联合锻造的工艺方案。即先在自由锻锤上预成形,然后在模锻锤上终锻成形。工艺过程为:下料加热预成形加热模锻切边校正热处理。经过改进,毛坯质量由原来的4.0减少到3.8。图2型螺栓预成形毛坯图其中预成形(相当于制坯和预锻)工序,可使毛坯在终锻模膛中主要以镦粗方式成形。可合理分配金属体积,从而获得合理的中间形状与尺寸,以利于终锻的金属流动,减少飞边损失,提高锻件材料利用率、锻件质量和锻模的使用寿命。其预成形毛坯图如图2所示。在模锻成形中,经预成形加热的坯料变形量较小,因而所需打击力较小,一般只需36锤便可成形,锻造效率高,锻件质量好。在模锻后增加热校正工序,即切边后立即在终锻模膛中进行热校正,可防止切边后变形并提高锻件的尺寸精度,从而有利于达到锻件图的要求。3镶块锻模的可塑性设计型螺栓锻模原设计大都为整体模。由于整体模在材料(5)、制造和热处理等方面的费用高,因而,改为使用镶块锻模(图3)[1]。图3型螺栓镶块锻模图3.1镶块锻模可塑性设计的难点镶块锻模可塑性设计,就是在不影响或有利于锻模强度的前提下进一步改进镶块锻模结构设计,以达到提高使用性能和优化设计的目的。其设计难点主要体现在以下3个方面:(1)型螺栓锻件包容尺寸大,但镶块锻模几何尺寸小,硬度较高,韧性相对降低,强度不足,这不利于镶块锻模的可塑性设计。(2)受传统习惯设计模式的限制和束缚,有关锻造文献未深入介绍其设计有关内容[24],以及对可塑性设计缺乏足够的认识和必要的研究,造成镶块锻模设计的单一化、模式化和绝对化。(3)由于设计保守增大了设计保险系数,或由于无标准镶块模座等因素,造成设计时更趋于使用整体锻模,而不使用镶块锻模。3.2镶块锻模的可塑性设计由上可见,设计与使用镶块锻模的难点和重点是如何解决锻模尺寸和强度的问题。我厂原设计的镶块锻模长、宽、高尺寸为20070(其中200500),键槽长、宽、深尺寸为404040。按此设计的模膛到键槽的距离小,不能满足锻模的使用强度要求,从而影响了型螺栓镶块锻模的使用寿命。针对该问题,我们在不重新设计和制造模座,不增加镶块模宽度和厚度尺寸的前提下,将键槽尺寸设计为402525,模具材料为5,硬度4147,从而有效地解决了镶块锻模因局部尺寸或强度不足而影响整个镶块锻模使用强度这一难题。同时,模块中心接近键槽中心线和燕尾中心线,即模膛中心与锻模中心基本重合,有效地减少了偏心力矩,改善了锻模的工作条件,满足和扩大了镶块锻模的使用性能,确保了型螺栓在镶块锻模上的锻造成形。并有效地节约了模具钢和制模费用,缩短了锻模和锻件的生产周期,降低了生产成本。综上所述,型螺栓成形的镶块锻模具有结构简单、制造方便、成形能力强、使用寿命高和成本
