冷精鍛工藝設計

【實用精密鍛造知識系列介紹之十二】

冷精鍛工藝設計

圖25表示中空帶臺肩零件生產工藝的工序配置，前面三工序成形制造預成形件，最后終成形可實現(xiàn)臺肩內孔孔底較薄。在第1工序正擠壓時，如斷面減少率過高，無法成形?？墒褂眯≈睆脚髁险龜D壓成形，利用第2工序對頭部鐓粗將直徑擴大，第3工序將其倒置，進行中間沖孔。再將此帶臺肩中空坯料退火和進行潤滑處理，采用反擠壓終成形，使臺肩內孔孔底和內壁成形。圖25表示的是筒形件的基本形狀，還可擴展到成形凸輪和齒輪類復雜零件，擴大精密鍛造領域。

圖25 三工序成形的中空帶臺肩內孔零件的工序配置和反擠壓成形

這里介紹了工序配置的部分成形模式，在這些模式中通過各種鐓粗、擠壓和切斷的不同組合，幾乎可適用于所有精鍛件的鍛造生產。

精密冷鍛工藝的開發(fā)，技術人員自身不僅要掌握鍛造的基本理論和各種成形工序的塑性流動規(guī)律，而且要具有豐富的現(xiàn)場實際經驗，首先要有一個清晰的塑性成形過程，然后將這些過程進行縱橫組合，并通過計算機模擬的數(shù)字分析，少走或不走彎路，縮短開發(fā)時間。

9.產品設計和工序設計的小結

精密冷鍛以實現(xiàn)對復雜形狀零件的高精度成形為目標，但在產品設計時，還應考慮模具壽命和降低成本，提高經濟效益。有時在設計鍛件圖時，有意識預留一部分余料作為切削加工用，只是實現(xiàn)近凈成形。

要搞好冷鍛工藝和模具設計，歸納起來要注意如下6條：

1) 要保證金屬塑性變形順暢。變形抗力高的冷鍛件進行工序配置時，更要考慮以實現(xiàn)塑性變形流暢為基礎。考慮變形金屬時，亦可假設其為近似流體，其塑性變形要合理。要充分利用金屬的流動法則，如塑性變形時金屬向最小阻力方向流動。

盡量采用較少的工序數(shù)，盡量將幾道工序合理組合使用，充分利用復合成形降低變形抗力。

2) 如原材料的硬度高，鍛件成形時，變形抗力增大，要注意提高坯料的成形性和保證成形件的尺寸精度。如對坯料鍛前退火、磷化皂化處理。鍛時要潤滑，盡量減少變形抗力。要合理設計模具，避免或減少加工過程中的加工硬化，防止?jié)櫥焚|不良引起摩擦力上升，成形件尺寸精度下降。

3) 鍛造前、后鍛件的密度不發(fā)生變化，即體積不變。

4) 設計模具時要考慮使坯料盡量不在完全封閉的模腔內成形。對于模腔密閉度高時的鍛件成形，應根據(jù)體積一定的法則確定坯料體積，合理減?。换蛘咴谂髁仙显O置在鍛造成形時不與模腔表面接觸的特定部位，這樣可保證模具壽命，實現(xiàn)穩(wěn)定生產。

5) 要考慮在鍛造時鍛件和模具的彈性變形和它們的熱脹冷縮，這些因素都會引起鍛件的尺寸變化。在成形高精度鍛件時，最好采用剛性好的模具。

6) 要考慮材料在成形工序結束后將鍛件頂出時產生的二次變形也會影響產品的尺寸形狀。即使是只有一道工序成形，頂料時產生的二次變形也可能會影響鍛件精度。因此，要合理設計頂料桿的形狀、尺寸、位置和表面粗糙度。

江蘇中興西田數(shù)控科技有限公司董事、總經理 張清林