3500t高速鍛造質(zhì)量不穩(wěn)定因素匯總及設(shè)計(jì)優(yōu)化

3500t高速鍛造自動(dòng)線為先進(jìn)一流進(jìn)口鍛造設(shè)備，系統(tǒng)復(fù)雜，使用過程中我們相繼碰到許多影響鍛件質(zhì)量的問題，這些問題不僅影響鍛件產(chǎn)品質(zhì)量、而且制約產(chǎn)能，隨著技術(shù)人員學(xué)習(xí)消化及解決實(shí)際問題經(jīng)驗(yàn)的積累，我們將3500t鍛造自動(dòng)線鍛件質(zhì)量不穩(wěn)定因素及解決方法予以匯總，并使其標(biāo)準(zhǔn)化，爭(zhēng)取以后更準(zhǔn)確、更快速、更高效地解決問題，從而穩(wěn)定鍛件質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。

3500t鍛造自動(dòng)線，是我公司2005年引進(jìn)德國(guó)米勒萬家頓公司的世界一流自動(dòng)化鍛造生產(chǎn)線(圖1)，設(shè)計(jì)最高生產(chǎn)節(jié)拍25件/min,上料→加熱→鍛造→余溫?zé)崽幚砭亲詣?dòng)化控制，其鍛造主機(jī)采取閉式鍛造工藝，分五個(gè)工步實(shí)現(xiàn)鍛件成形(預(yù)鐓粗+鐓粗+預(yù)鍛+終鍛+沖孔)(如圖2)，模具冷卻方式為自動(dòng)噴霧(水及脫模劑按一定比例混合的混合液)。

鍛件質(zhì)量不穩(wěn)定因素及設(shè)計(jì)優(yōu)化

鍛件質(zhì)量不穩(wěn)定因素1：料坯重量

我車間所用原材料一般為圓棒料鋼材，三種下料方式分別為普通帶鋸機(jī)鋸切、圓盤鋸鋸切、高速剪床剪切，3500t自動(dòng)線所需下料一般采用高速剪床，閉式鍛造中下料料坯的重量是關(guān)鍵因素，超重嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起打裂模具等非常危險(xiǎn)的后果，輕微超重也會(huì)存在鍛件折疊等風(fēng)險(xiǎn)，重量不足又會(huì)出現(xiàn)鍛件充不滿現(xiàn)象。

設(shè)計(jì)優(yōu)化：與鋼廠達(dá)成“鋼材外徑穩(wěn)定控制”采購(gòu)協(xié)議；三種下料方式全部稱重且嚴(yán)格控制重量及公差(例：下料重量***kg±10g)。

鍛件質(zhì)量不穩(wěn)定因素2：料坯端面(斷面)斜度

閉式鍛造中下料料坯的端面(斷面)斜度也是關(guān)鍵因素，端面(斷面)斜度超過3°就會(huì)引起鐓粗工步鍛打傾斜(圖3)。

本文采用探測(cè)率(Probability Of Detection,POD)IPOD、空?qǐng)?bào)率(False Alarm Ratio,FAR)IFAR和臨界成功指數(shù)(Critical Success Index,CSI)ICSI等分類評(píng)分指標(biāo)評(píng)價(jià)IMERG終級(jí)產(chǎn)品對(duì)日降水事件的監(jiān)測(cè)能力,其計(jì)算公式如下:

設(shè)計(jì)優(yōu)化：工藝要求下料的端面(斷面)斜度不超過3°提升為不超過1°，后續(xù)下料方式改為圓盤鋸鋸切。

獎(jiǎng)品揭曉日期雖五花八門，但最多的還是在11月11日，剁手節(jié)。一些網(wǎng)友在看完獎(jiǎng)品名單后感慨，獎(jiǎng)是一個(gè)沒中，反倒被禮品清單種了草。我也是在微博和淘寶之間反復(fù)切換。

鍛件質(zhì)量不穩(wěn)定因素3：第1工步上下模的定位型腔

第1工步鍛打后料坯沿其中軸線是否均勻分布，除了與下料的斜度有關(guān)，還與第1工步上下模具的定位型腔有關(guān)。最早的設(shè)計(jì)計(jì)劃是第1工步打出5mm深的定位型腔，有利于其被步進(jìn)梁卡爪抓至第2工步的中心定位，但是實(shí)踐中下料的斜度和第1工步上下模的定位型腔的共同作用，反而使第1工步鍛打后的料坯的不均勻現(xiàn)象放大，并且以5mm型腔定位后放置在第2工步下模時(shí)參照模具中心明顯呈不均勻狀態(tài)(圖4)。

把第2工步上模改為能進(jìn)入到下模，不僅能消除原設(shè)計(jì)的對(duì)擊風(fēng)險(xiǎn)，且有導(dǎo)向作用，有利于第2工步的成形質(zhì)量(圖6改進(jìn)后)。

(1)設(shè)計(jì)優(yōu)化5-1

設(shè)計(jì)優(yōu)化：經(jīng)過Deform模擬及實(shí)踐驗(yàn)證，把第1工步上下模具的定位型腔去掉，改為上下模具平面鐓粗，第1工步鍛打后的料坯的均勻性改觀明顯，步進(jìn)梁卡爪夾取時(shí)兩側(cè)卡爪受力穩(wěn)定、夾得穩(wěn)。

鍛件質(zhì)量不穩(wěn)定因素4：第2工步模具結(jié)構(gòu)

第2工步的模具結(jié)構(gòu)，在實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)有兩大問題：第一個(gè)是第2工步鍛打后料坯在放到第3工步下模時(shí)，外圓與第3工步下模型腔有單邊6mm間隙(圖6改進(jìn)前)，僅僅靠中間約7mm的頂桿型腔定位，此定位設(shè)計(jì)實(shí)際生產(chǎn)中是不穩(wěn)定的；第二個(gè)是第2工步上模外圓尺寸

200mm，下模型腔

176mm，設(shè)計(jì)閉合間隙7mm，但實(shí)際中由于后續(xù)工步翻新落面模具高度的調(diào)整、墊塊的磨損打薄、每個(gè)工步打擊力的偏載、操作人員的疏忽大意等因素，會(huì)造成第2工步上下模具對(duì)擊的嚴(yán)重后果，對(duì)人員安全、設(shè)備安全、模座模板工作臺(tái)造成異常破壞，后果非常嚴(yán)重。

把鏡頭對(duì)準(zhǔn)基層群眾，傾聽百姓呼聲，為民排憂解難。以街頭留言板、關(guān)鍵詞海采、典型宣傳等形式，針對(duì)群眾關(guān)注的熱點(diǎn)、難點(diǎn)，通過記者體驗(yàn)式、參與式、互動(dòng)式采訪等方式，圍繞鄂州好人、不文明交通行為、弘揚(yáng)社會(huì)主義核心價(jià)值觀等相關(guān)話題做活宣傳報(bào)道，增強(qiáng)新聞報(bào)道的多樣性、可看性。

把第2工步與第3工步的定位改進(jìn)為頂桿型腔定位+外圓定位，雙重保險(xiǎn)(圖6改進(jìn)后)，實(shí)踐證明鍛件質(zhì)量更穩(wěn)定。

3.2數(shù)據(jù)分析:1)農(nóng)村居住農(nóng)民有獻(xiàn)血經(jīng)歷的比例和無償獻(xiàn)血知曉率均很低。2)對(duì)獻(xiàn)血認(rèn)識(shí)不足,血液的生理知識(shí)、免費(fèi)用血惠民政策了解得不夠。3)年齡越大、文化程度越低、獻(xiàn)血次數(shù)越少的農(nóng)民對(duì)無償獻(xiàn)血相關(guān)知識(shí)就越欠缺,越不愿意接受無償獻(xiàn)血,對(duì)無償獻(xiàn)血政策的知曉率也較低。年齡越小、文化程度越高的農(nóng)民獻(xiàn)血次數(shù)就越多,對(duì)無償獻(xiàn)血政策和相關(guān)知識(shí)的知曉率也也相對(duì)較高。4)對(duì)血液生理知識(shí)知曉率極低。5)百分之八十以上的農(nóng)民認(rèn)為獻(xiàn)血對(duì)身體有害。

(2)設(shè)計(jì)優(yōu)化4-2

由此造成了后續(xù)工步一系列的分配不均勻問題，最終鍛打成形的鍛件一側(cè)出現(xiàn)毛刺并形成折疊，另一側(cè)未充滿，造成廢品(圖5)，并且影響步進(jìn)梁兩側(cè)卡爪抓取的受力不均，造成步進(jìn)梁關(guān)節(jié)異常磨損，進(jìn)而影響步進(jìn)梁的抓取及放置的精度。

(3)設(shè)計(jì)優(yōu)化4-3

理學(xué)家朱熹對(duì)石刻的文化利用與轉(zhuǎn)化，使石刻從文玩之物轉(zhuǎn)化為文本之物、文化之物，在一定程度上擺脫了通常理學(xué)家對(duì)金石學(xué)“玩物喪志”之譏議。清代學(xué)者章學(xué)誠(chéng)總結(jié)朱熹的學(xué)術(shù)特點(diǎn)為“服古通經(jīng)，學(xué)求其是，而非專己守殘，空言性命之流”，他甚至認(rèn)為，朱熹之學(xué)“五傳而為寧人(顧炎武)、百詩(shī)(閻若璩)”。[注] 章學(xué)誠(chéng)著、葉瑛校注：《文史通義校注》卷三，北京：中華書局，1985年?？梢娝螌W(xué)與清學(xué)自有文脈相連之處。朱熹研治與利用石刻，開掘新文本，傳承舊文脈，弘揚(yáng)斯文，展現(xiàn)出閎深開闊的視野，并為章學(xué)誠(chéng)之說提供了佐證。

專門針對(duì)第1工步鍛打后料坯在第2工步的放置位置，設(shè)計(jì)了一個(gè)調(diào)試驗(yàn)證測(cè)量盤，調(diào)試時(shí)使用它定位放置于第2工步下模正中，抓取第1工步鍛打后料坯放置于測(cè)量盤上，來觀察第1工步鍛打后料坯是否放置于第2工步模具正中，以便提高調(diào)試準(zhǔn)確性及調(diào)試效率(圖7)。

(1)設(shè)計(jì)優(yōu)化4-1

鍛件質(zhì)量不穩(wěn)定因素5：第3工步和第4工步

第3工步和第4工步，在實(shí)際生產(chǎn)中存在兩個(gè)問題：第一個(gè)是模具裂口問題，第二個(gè)是第4工步頂出力大的問題。

審美教育的任務(wù)是培養(yǎng)我們的審美能力，其內(nèi)容在于通過欣賞自然美、社會(huì)美和藝術(shù)美的的方式，給人們進(jìn)行情感熏陶，塑造人們的美好心靈，從而來維護(hù)社會(huì)和諧穩(wěn)定。

解決模具裂口問題，參考論文《3500t高速鍛造自動(dòng)線模具裂口失效探究》。

理論狀態(tài)(理想狀態(tài))第1工步鍛打后的料坯沿中軸線均勻分布(左側(cè)59mm、右側(cè)59mm)，實(shí)際狀態(tài)第1工步鍛打后的料坯沿中軸線明顯不是均勻分布(左側(cè)55mm、右側(cè)63mm)，進(jìn)而影響后續(xù)工步分料的均勻、抓取的穩(wěn)定，最終影響鍛件的成形。

(2)設(shè)計(jì)優(yōu)化5-2

為解決第4工步頂出力大的問題，除了確保噴霧裝置的正常工作及脫模劑配比準(zhǔn)確，我們還將第4工步的下模成形模具圈進(jìn)行了離子滲氮熱處理，頂出明顯順暢，減少了因頂飛鍛件引起的意外停機(jī)次數(shù)，提高了模具壽命，提高了生產(chǎn)效率。

鍛件質(zhì)量不穩(wěn)定因素6：第5工步

第5工步，在實(shí)際生產(chǎn)中存在鍛件變形問題，原設(shè)計(jì)頂出器只是作用于鍛件的輪緣，未作用于輪轂(圖8改進(jìn)前)，隨著沖頭的老化、頂出器蝶簧力量的衰減、沖孔沖偏等因素的堆積，當(dāng)沖頭向上返回時(shí)，就會(huì)帶動(dòng)鍛件輪轂向上變形。

(1)設(shè)計(jì)優(yōu)化6-1

對(duì)頂出器做了改進(jìn)使其同時(shí)作用于鍛件輪緣和輪轂(圖8改進(jìn)后)。

(2)設(shè)計(jì)優(yōu)化6-2

將作用于頂出器的蝶簧換為氮?dú)鈴椈?，頂出壽命更長(zhǎng)。

現(xiàn)在，圖紙都采用CAD制圖，路線的平面圖一目了然，有的護(hù)欄直接在平面圖上標(biāo)注，除互通匝道的接點(diǎn)不能準(zhǔn)確標(biāo)識(shí)外，直線和曲線段基本都和實(shí)際施工一樣，所以，電腦水平好的話可以直接在電腦上進(jìn)行設(shè)計(jì)放線，這樣把平面圖交給現(xiàn)場(chǎng)人員施工，就不會(huì)有長(zhǎng)短不一的異形板了，同時(shí)也為材料精確的訂購(gòu)提供準(zhǔn)確數(shù)量。另一種就是現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行放樣，不要要求一次性放到位，根據(jù)放樣的結(jié)果，再重新調(diào)整個(gè)別立柱間距，《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》（JTGF80/1-2004）要求立柱間距±50mm，通過立柱間距或多少使異形板消除或達(dá)到0.5m的整數(shù)倍。這樣經(jīng)過多次調(diào)整，既可以省材料，又可以使后續(xù)材料省工、省時(shí)。

總結(jié)

3500t鍛造自動(dòng)線的上下模座無導(dǎo)柱導(dǎo)套，確保鍛件的同軸度只能依靠主機(jī)上滑塊導(dǎo)軌間隙的穩(wěn)定、上下模具尺寸的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)、上下模座與上下工作臺(tái)的定位鍵的準(zhǔn)確定位，定位鍵的定期檢查及更換也是確保鍛件成形質(zhì)量穩(wěn)定的重要一環(huán)。

經(jīng)過以上努力，我們基本上解決了進(jìn)口設(shè)備3500t鍛造自動(dòng)線鍛件質(zhì)量不穩(wěn)定的問題，也大大提升了自動(dòng)線的產(chǎn)能。

做一個(gè)溫暖的人也許就是這樣一種體驗(yàn)，這樣的人，或許不夠強(qiáng)勢(shì)，不夠聰明世故，容易吃虧，但于朦朧認(rèn)可這一切，不一定要兩肋插刀，他理解中的溫暖就是對(duì)朋友的仗義，對(duì)生活仗義。

結(jié)束語

筆者作為一名普通的鍛造工藝技術(shù)人員，親身經(jīng)歷了鍛造工藝由“開式模鍛→閉式鍛造→1mm鍛造→精密鍛造”的提升過程，也牢記鍛造工藝設(shè)計(jì)的三大要點(diǎn)：合理定位、均勻分配、控制流動(dòng)，此次將生產(chǎn)實(shí)際中遇到的問題與大家作以交流探討，希望大家提出寶貴意見。