孫義報(bào)

摘要：以往筒形件都是按傳統(tǒng)工藝，用自由鍛造鍛成，鍛造時(shí)因工序較多會(huì)出現(xiàn)很多問(wèn)題。經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)，筒形件批量較大時(shí)，在整形工序中使用胎模成形工藝，即能減小鍛件的加工量又能降低鍛件的重量，同時(shí)提高了生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：筒形件的自由鍛造 胎模成型 胎模制作

0 引言

我公司是專業(yè)生產(chǎn)采煤機(jī)的廠家，隨著產(chǎn)品的創(chuàng)新、改型。增加了襯套在產(chǎn)品中使用，而襯套通常是由筒形件加工而成的。為了提高質(zhì)量，我們公司的襯套都是經(jīng)過(guò)鍛造加工的。自由鍛造筒形件是比較復(fù)雜的，技術(shù)要求較高。根據(jù)20多年的鍛造經(jīng)驗(yàn)，我們把筒形件鍛造中整形的工序用胎模完成，不僅提高了產(chǎn)品的粗糙度，同時(shí)也能減輕鍛件的重量和加工時(shí)間。

1 筒形件自由鍛造存在的問(wèn)題

筒形件鍛造需要鐓粗、拔長(zhǎng)、沖孔、整形四道工序，如果鍛造不合理，每道工序都有可能出現(xiàn)問(wèn)題。

1.1 鐓粗：把圓料鐓成圓餅狀。如果圓料合格，加熱均勻，鐓粗后不會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，反之就會(huì)出現(xiàn)裂紋或橢圓形。

1.2 沖孔：在圓餅件上用沖子沖出中心孔，由于加熱不勻，上下鉆不平，沖子放偏等原因，會(huì)出現(xiàn)中心孔偏移現(xiàn)象。

1.3 拔長(zhǎng)：把芯鐵穿入中心孔，錘擊圓餅件成六方形，反復(fù)翻轉(zhuǎn)進(jìn)行拔長(zhǎng)。倒棱時(shí)錘擊過(guò)重會(huì)產(chǎn)生內(nèi)孔深溝，溫度低時(shí)會(huì)產(chǎn)生縱向裂紋，孔沖偏則會(huì)出現(xiàn)壁厚不均勻。

1.4 整形時(shí)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題：如果下料大時(shí)鍛件就“肥頭大耳”加工量大，下料小時(shí)會(huì)出現(xiàn)局部缺肉，無(wú)加工量或報(bào)廢。拔長(zhǎng)過(guò)長(zhǎng)平整后會(huì)出現(xiàn)兩端外圓小中間大，內(nèi)孔中間尺寸也會(huì)增大，這時(shí)就要滾圓修復(fù)，再修整內(nèi)外圓。拔長(zhǎng)過(guò)短則會(huì)出現(xiàn)兩端不平，修整后的鍛件兩端內(nèi)孔外圓大，中間出現(xiàn)卡腰現(xiàn)象，用馬杠擴(kuò)孔后再進(jìn)行修復(fù)，多數(shù)筒形件都因倒棱時(shí)留下的深溝過(guò)深，簡(jiǎn)單修整時(shí)無(wú)法去掉，只能縮小內(nèi)孔，加大內(nèi)孔加工量。

1.5 由于自由鍛造筒形件表面不光滑，外圓有錘擊留下的花紋，內(nèi)、外圓的圓度不規(guī)整，則筒形件要求加工量較大，重量也就增加，給下道工序增加了難度。所以就要用胎模解決自由鍛造出現(xiàn)的問(wèn)題。

2 胎模在筒形件鍛造的應(yīng)用

胎模在鍛造中的使用非常多，它可以在多道工序或某一道工序中使用，下面對(duì)胎模在筒形件整形中的使用和所能解決的問(wèn)題進(jìn)行說(shuō)明。

2.1 胎模在筒形件整形工序中使用。把拔長(zhǎng)后不規(guī)整的筒形件放入胎模進(jìn)行錘擊，這時(shí)筒形件和胎模的高度一致，然后放入配套的沖子，把沖子打入內(nèi)孔后再?gòu)牧硪欢巳〕?，這樣即把內(nèi)孔擴(kuò)沖到要求的尺寸，同時(shí)外圓也擴(kuò)沖到緊靠胎模的內(nèi)壁，外圓的尺寸也得到保障，再把筒形件從胎模中取出。用此方法鍛造出的筒形件，加工量小，極易加工，內(nèi)孔和外圓即光滑又美觀，又符合工藝要求。經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)證明，用胎模鍛造筒件縮短了整形時(shí)間，控制了下料的重量，減小了加工余量，不僅降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和鍛造成本，也提高了鍛件的質(zhì)量和效率。在工作中發(fā)現(xiàn)很多鍛件都可用胎模鍛造。

2.2 舉例說(shuō)明：用胎模鍛造φ115±3×φ78±3×110±3的筒形件（如圖1）首先進(jìn)行鐓粗、沖孔、拔長(zhǎng)，然后用胎模進(jìn)行整形（胎模的尺寸要求如圖2），拔長(zhǎng)時(shí)筒形件要拔至115mm～120mm，內(nèi)孔小于φ78，此時(shí)筒形件的外圓也小于φ115，這樣就很容易放入胎模內(nèi)，然后錘擊筒形件與胎模高度一致，再放入配套沖子（如圖3）進(jìn)行錘擊，最后取出沖子和鍛件（如圖4），鍛出的筒形件的尺寸和形狀（如圖5）所示。3 胎模的制作要求

3.1 胎模的設(shè)計(jì)必須達(dá)到合格鍛件，輕便耐用，制造方便，成本低，操作方便，效率高。

3.2 胎模要根據(jù)鍛件的形狀、尺寸、重量、生產(chǎn)量、設(shè)備和制模能力綜合考慮，最主要是保質(zhì)量，增效率，降成本。

3.3 確定胎模的模膛和外形尺寸，以及模膛的精度和表面粗糙度，模膛的精度按鍛件要求的精度制造，模膛的精度高鍛件的質(zhì)量就高，越易脫模。

3.4 胎模對(duì)材料的要求很高，即要有較高的強(qiáng)度、硬（上接第213頁(yè)）度、韌性和耐磨性，又有較好的導(dǎo)熱性、可鍛性、切削加工及熱處理性，同時(shí)也要考慮經(jīng)濟(jì)實(shí)用，鍛件批量少時(shí)應(yīng)選中碳鋼（45#、40 Cr等），批量大時(shí)用合金工具鋼（5CrMnMo、5CrNiMo等），熱處理時(shí)應(yīng)根據(jù)胎模的材料和使用的次數(shù)決定。比如設(shè)計(jì)上面要求鍛件的胎模時(shí)，首先根據(jù)鍛件的數(shù)量選擇材料，確定胎模的外形、長(zhǎng)短和內(nèi)圓尺寸，批量小時(shí)應(yīng)設(shè)計(jì)成（如圖6）所示，批量大時(shí)則設(shè)計(jì)成（如圖7）所示。3.5 批量較多的筒形件使用胎模成型時(shí)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)內(nèi)孔增大、變形，長(zhǎng)短縮短及斷裂現(xiàn)象，這是因?yàn)樘ツ](méi)達(dá)到熱處理要求，或因鍛造時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，胎模過(guò)熱，沒(méi)有及時(shí)冷卻，經(jīng)錘擊而發(fā)生變形的原因。斷裂是因?yàn)闊崽幚頃r(shí)淬火過(guò)高，鍛造前未及時(shí)預(yù)熱，錘擊過(guò)重。修復(fù)方法很簡(jiǎn)單，把變形的胎模加熱后從新鍛修整內(nèi)孔、長(zhǎng)短尺寸，熱處理后即可再用。

3.6 沖子和胎模一樣，也要有一定的強(qiáng)度、硬度等要求，制作成如圖5所示的形狀，它能減小在孔內(nèi)的摩擦力，容易取出。自由鍛造筒形件整形時(shí)不易使用，因滾圓后不易取出。

4 經(jīng)濟(jì)效益分析

4.1 自由鍛造時(shí)因鍛件粗糙，所以鍛件加工量就大，加工量都在10cm左右，而胎模鍛件成型好，內(nèi)外光滑，加工量相對(duì)小些，在6cm左右即可，減輕了鍛件的重量。

4.2 胎模鍛件能縮短下道工序加工時(shí)間、節(jié)能降耗、減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度：經(jīng)過(guò)多次測(cè)算，用胎模鍛造10kg的筒形件，能降低圓料1kg，一個(gè)鍛件的成本可降低15元左右，如果一年生產(chǎn)幾萬(wàn)件鍛件時(shí)，能提高經(jīng)濟(jì)效益幾十萬(wàn)元。

5結(jié)語(yǔ)

隨著機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展，也帶動(dòng)了鍛造業(yè)的提升，出現(xiàn)了很多先進(jìn)的鍛造設(shè)備和加熱裝置。為了更快、更好地適應(yīng)鍛造的新技術(shù)、新要求，就要掌握更高的鍛造技術(shù)和知識(shí)。做為新一代的鍛造工人，應(yīng)該努力學(xué)習(xí)，勇于創(chuàng)新，不斷提升自己的技術(shù)水平，為公司鍛造出質(zhì)量更高、更完美的產(chǎn)品，創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]國(guó)家機(jī)械工業(yè)委員會(huì)統(tǒng)編高級(jí)鍛壓工藝學(xué).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1988.