鍛造鍛件時(shí)為什么會(huì)出現(xiàn)折疊現(xiàn)象?
鍛件毛坯選擇不合理所導(dǎo)致的折疊,在模鍛件工藝設(shè)計(jì)過(guò)程中,受到毛坯選擇不合理等因索的影響,坯料在型腔內(nèi)常會(huì)發(fā)生回流或是對(duì)流現(xiàn)象,進(jìn)而產(chǎn)生較為明顯的折疊。常規(guī)法蘭盤(pán)的制作成型過(guò)程。隨著沖頭直徑與毛坯直徑。之間比值的逐漸加大,折疊現(xiàn)象的發(fā)生率也會(huì)逐步降低,相反,則折疊現(xiàn)象的發(fā)生率會(huì)偏高。
模具型腔尺寸比例值的增加,也就是型腔的逐步加深、變窄,能夠大大降低折疊的發(fā)生率,相反,則折疊現(xiàn)象的發(fā)生率會(huì)偏高。隨著沖頭邊緣圓角半徑的逐漸加大,折疊的發(fā)生率會(huì)有所降低,相反,則折疊現(xiàn)象的發(fā)生率會(huì)偏高。然而,半徑僅會(huì)影響高徑較大的坯料,但其對(duì)于高徑較小沖頭的影響較小。
鍛件多次裝拆模具所產(chǎn)生的折疊,一般情況下,模具的使用溫度為25℃。在多火次生產(chǎn)過(guò)程中,鍛件火次之間的修理溫度為室溫。而在下一火次生產(chǎn)之前,則需要對(duì)模具進(jìn)行再裝、升溫、拆卸等處理,上一火次與這一火次處理后的模具對(duì)擊中心通常不會(huì)完全重合。上模腔中的鍛件凸臺(tái)無(wú)法完全進(jìn)入上模型腔,這就會(huì)導(dǎo)致對(duì)擊偏離的一側(cè)發(fā)生折疊現(xiàn)象。這種折疊現(xiàn)象的發(fā)生與鍛件變形所導(dǎo)致的折疊較為相似,但兩者的產(chǎn)生原因則完全不同,其主要處理方法為最大限度地減少模鍛火次,以實(shí)現(xiàn)工藝技術(shù)水平的提高。
鍛件變形所導(dǎo)致的折疊,上模塊中存在不連續(xù)、凸臺(tái)形狀的鍛件,經(jīng)過(guò)多火次模鍛處理后,受到操作過(guò)程中摔打以及沖孔切邊等因素的影響,模鍛件通常會(huì)發(fā)生不同程度的變形現(xiàn)象。在下個(gè)火模鍛中,隨著上一火錘擊中心與這一火次相同,但是,已成型的凸臺(tái)無(wú)法全部置入上模型腔中,而模鍛件的某一邊緣凸臺(tái)處就會(huì)產(chǎn)生折疊現(xiàn)象,且處理措施越多,折疊的發(fā)生率越高,程度越嚴(yán)重。所以,在模鍛件工藝過(guò)程中,應(yīng)最大限度地減少火次,盡可能做到一火成型。
在鍛件中,有較大部分是軸類(lèi)鍛件,其成形模具是摔模,由上下兩部分構(gòu)成,鍛造中鍛件繞著軸線旋轉(zhuǎn),沒(méi)有飛邊,例如卡摔模和調(diào)直摔模。摔模成形特點(diǎn)是通過(guò)模具側(cè)面壓力來(lái)制約金屬橫向流動(dòng),使金屬順著軸線延長(zhǎng),和自由鍛成形比起來(lái),拔長(zhǎng)率提高20%~40%。同時(shí),內(nèi)拔長(zhǎng)時(shí)應(yīng)力情況也能防止內(nèi)部出現(xiàn)縱向裂紋。在生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn),臺(tái)階軸鍛件使用一般摔模鍛造時(shí),往往在臺(tái)階部位發(fā)生折疊缺陷。
折疊缺陷問(wèn)題下面是半軸鍛件工藝,以此說(shuō)明利用成形臺(tái)階軸過(guò)程中出現(xiàn)缺陷,和模具改進(jìn)后的解決。半軸成形步驟是:壓肩直徑是130mm;拔長(zhǎng)兩端到直徑130mm,自由鍛成形;一端壓肩直徑118mm;拔長(zhǎng)一端到直徑115mm,自由鍛成形;壓肩直徑108mm;拔長(zhǎng)另一端到直徑105mm,自由鍛成形;修整和調(diào)直成形,調(diào)直摔模。利用摔模時(shí),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(yán)重。
問(wèn)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(jìn)。摔模型腔不同部位產(chǎn)生臺(tái)階,其高度結(jié)合直徑差來(lái)確定,這就使鍛打過(guò)程中臺(tái)階不為金屬發(fā)生劇烈變形和流動(dòng)不暢。上、下模塊在合攏時(shí),型腔上為避免應(yīng)力出現(xiàn)集中與使流動(dòng)平滑而設(shè)置圓角在接觸臺(tái)階部位產(chǎn)生一個(gè)臺(tái)階縫隙,進(jìn)一步對(duì)金屬流動(dòng)造成影響。這樣,在臺(tái)階部位除了大多數(shù)金屬按工裝流動(dòng)產(chǎn)生臺(tái)階外,剩下的金屬因?yàn)橹睆阶兓鹆鲃?dòng)不暢,有一部分流到上、下模塊的縫隙中,形成像模鍛時(shí)的“飛邊”。在鍛件旋轉(zhuǎn)鍛造時(shí),這部分剩下的金屬因?yàn)楹穸缺≡阱懺鞎r(shí)被彎曲而貼在鍛件表面,進(jìn)一步鍛打時(shí)會(huì)卡在鍛件內(nèi),形成折疊。
普通摔模時(shí)折疊缺陷的原因包括兩個(gè):一個(gè)是型腔上因?yàn)橹睆讲煌呐_(tái)階;二是型腔的圓角。針對(duì)這兩個(gè)因素進(jìn)行分析:1.型腔的圓角無(wú)法取消;2.折疊開(kāi)始出現(xiàn)在模塊交界處,說(shuō)明接近其接觸部位臺(tái)階是造成折疊的主因。
問(wèn)題的解決對(duì)工裝進(jìn)行修改,從根源上解決軸類(lèi)鍛件的折疊問(wèn)題。在摔模的臺(tái)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(tái)階,減慢形狀上改變。當(dāng)模塊合攏時(shí)在圓角處產(chǎn)生一個(gè)容納剩下金屬的空腔,不是原來(lái)的臺(tái)階縫隙。鍛打時(shí)剩下金屬分流到這個(gè)部位時(shí),不產(chǎn)生飛邊,而產(chǎn)生一個(gè)棱形塊,在鍛件旋轉(zhuǎn)鍛造時(shí),這部分剩下金屬因?yàn)槭抢庑斡捎谄浜穸群笏圆皇窍葟澢僬郫B,而是經(jīng)過(guò)鍛粗和鍛平然后融進(jìn)鍛件內(nèi)部,成為一個(gè)整體,不會(huì)發(fā)生折疊缺陷。