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產(chǎn)品知識
鋁合金模鍛件折疊缺陷部位和原因分析(二)
日期:2016-05-08 人氣:
內(nèi)容提示: 模鍛件有不少封閉的斷面,兩肋間距離短,肋較薄,兩肋間距和腹板問厚度大,并且不少部位表面是非加工成的。因為模鍛件肋薄很多,在生產(chǎn)中經(jīng)常在薄肋和腹板相交處、肋和緣條…
模鍛件有不少封閉的斷面,兩肋間距離短,肋較薄,兩肋間距和腹板問厚度大,并且不少部位表面是非加工成的。因為模鍛件肋薄很多,在生產(chǎn)中經(jīng)常在薄肋和腹板相交處、肋和緣條連接處產(chǎn)生折疊問題。模鍛件上折疊破壞其連續(xù)性,由于它使斷面部分變?nèi)酰蛟谑褂脮r出現(xiàn)應(yīng)力集中而發(fā)生疲勞裂紋,很大程度上減小鍛件承載能力,而肋一般都用來給予剛性或為別的零件提供安裝或者鏈接面,所以要防止折疊缺陷。
2.1折疊缺陷問題下面是半軸鍛件工藝,以此說
明利用成形臺階軸過程中出現(xiàn)缺陷,和模具改進后的解決。半軸成形步驟是:
、賶杭缰睆绞130mm;
、诎伍L兩端到直徑130mm,自由鍛成形;
、垡欢藟杭缰睆118mm;
、馨伍L一端到直徑115mm,自由鍛成形;
、輭杭缰睆108mm;
、薨伍L另一端到直徑105mm,自由鍛成形;
、咝拚驼{(diào)直成形,調(diào)直摔模。利用摔模時,在步驟①、③、⑤、⑦,都容易發(fā)生折疊缺陷,尤以調(diào)直摔模這一步最為嚴重。
2.2問題分析現(xiàn)在以調(diào)直摔模這一步為例,分析缺陷原因和工序改進。摔模型腔不同部位產(chǎn)生臺階,其高度結(jié)合直徑差來確定,這就使鍛打過程中臺階不為金屬發(fā)生劇烈變形和流動不暢。上、下模塊在合攏時,型腔上為避免應(yīng)力出現(xiàn)集中與使流動平滑而設(shè)置圓角在接觸臺階部位產(chǎn)生一個臺階縫隙,進一步對金屬流動造成影響。這樣,在臺階部位除了大多數(shù)金屬按工裝流動產(chǎn)生臺階外,剩下的金屬因為直徑變化引起流動不暢,有一部分流到上、下模塊的縫隙中,形成像模鍛時的“飛邊”。在鍛件旋轉(zhuǎn)鍛造時,這部分剩下的金屬因為厚度薄在鍛造時被彎曲而貼在鍛件表面,進一步鍛打時會卡在鍛件內(nèi),形成折疊。所(下轉(zhuǎn)第1O5頁)(上接第1o3頁)以,普通摔模時折疊缺陷的原因包括兩個:一個是型腔上因為直徑不同的臺階;二是型腔的圓角。針對這兩個因素進行分析:
、傩颓坏膱A角無法取消;
、谡郫B開始出現(xiàn)在模塊交界處,說明接近其接觸部位臺階是造成折疊的主因。
2.3問題的解決對工裝進行修改,從根源上解決軸類鍛件的折疊問題。在摔模的臺階處,在小直徑型圓弧切向設(shè)置兩條切線和大直徑型圓角相切。這樣部分消除存在于模塊接觸部位臺階,減慢形狀上改變。當(dāng)模塊合攏時在圓角處產(chǎn)生一個容納剩下金屬的空腔,不是原來的臺階縫隙。鍛打時剩下金屬分流到這個部位時,不產(chǎn)生飛邊,而產(chǎn)生一個棱形塊,在鍛件旋轉(zhuǎn)鍛造時,這部分剩下金屬因為是棱形由于其厚度后所以不是先彎曲再折疊,而是經(jīng)過鍛粗和鍛平然后融進鍛件內(nèi)部,成為一個整體,不會發(fā)生折疊缺陷。
3彎曲鍛件的折疊缺陷彎曲鍛件是常用的結(jié)構(gòu)鍛件,主要有連桿、曲軸和管接頭等,這類鍛件的多數(shù)缺陷是彎角轉(zhuǎn)接部位的折疊,鍛件流線要順著零件方向分布時,這類折疊被鍛件形狀所制約,特別是彎曲角低于110。時,折疊難以避免。
3.1零件形狀與缺陷位置鍛件材料為不銹鋼,使用設(shè)備是摩擦壓力機,工藝是彎曲制坯和開式模鍛和冷校正。缺陷位置與深度有這種特征:位置是彎曲轉(zhuǎn)角和平臺相接處。缺陷打磨以后深度是1-2mm,經(jīng)過剖開后檢查,確定缺陷性質(zhì)是折疊。
3.2缺陷產(chǎn)生原因該缺陷產(chǎn)生主要因為模鍛成型時,已彎曲棒料彎曲端用料少,變形區(qū)處圓臺用料多,所以在模鍛時,彎曲端材料向著最大用料圓臺處匯集,圓臺處金屬部分填到型腔,部分朝型腔外部流,與彎曲端流動來充型材料匯流,這時彎曲棒料若有褶皺等問題,會增加材料流動的差異性,因此發(fā)生折疊。
3.3解決缺陷措施對缺陷發(fā)生原因,要采取這種措施來解決,彎曲工序是引起折疊關(guān)鍵一步,由實驗可知,在溫度與打擊力度合適時,該種材料彎曲后,彎曲角超過120。,彎曲半徑超過8mm時,坯料一般不出現(xiàn)褶皺。綜合分析該鍛件放置與用料,把彎曲角由110。改為115。,彎曲的內(nèi)半徑由5mm改成10mm,從而降低彎曲褶皺發(fā)生可能性,消除褶皺發(fā)展成折疊隱患。還有,彎曲模具設(shè)計時,彎曲槽設(shè)計很重要。棒材彎曲以后,變形區(qū)會出現(xiàn)橢圓狀變形,應(yīng)注意折彎后截面是否發(fā)生凹陷,如果有,要及時調(diào)整彎曲槽設(shè)計,加大傾斜角尺寸,從135。加到150。
4結(jié)語通過對鍛件折疊發(fā)生的原因分析,進而對鍛件毛料改進和模具尺寸更改,使鍛件尺寸良好,鍛件表面和低倍組織都沒有出現(xiàn)折疊,鍛件力學(xué)性能都符合標準要求,其質(zhì)量穩(wěn)定,像臺階軸,工裝改進設(shè)計已經(jīng)在生產(chǎn)中用到全部摔模設(shè)計,基本解決了臺階軸折疊缺陷問題。彎曲鍛件折疊缺陷,重要的是鍛造工藝與模具設(shè)計必須合理、恰當(dāng)。
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