《行业论文原创浩》word版

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1、特种机械中杆类零件的局部成形工艺及模具设计王浩，胡治，姚照云摘要：特种机械中关键、重要的杆类零件，大多是局部呈异形复杂形状的零件。由于特种机械的特殊性，对零件的机械能及结构尺寸要求较高，使用材料多为中炭钢以上的结构钢及合金结构钢。毛坯采用热塑性成形工艺，通常采用的是模锻工艺，成形难度低，生产效率高，但需要考虑较多的飞边预留量，并且切边后刃口影响机加夹持定位。为了提高毛坯的净化程度和降低生产成本，设计采用了一次加热同时完成局部镦粗再挤压成形的工艺。关键词：特种机械；杆类零件；局部成形Specialmachineryofrodpartsofthelocalformingprocessa

2、nddiedesignAbstract:Specialmechanicalmainrodparts,mostlylocalshowsspecialshapedcomponentswithcomplexshapes.Duetotheparticularityofspecialmachinery,partsofmechanicalenergyandthesizeofthestructurerequirementswerehigher,usedmaterialsforcarbonsteelinstructuralsteelandalloystructuralsteel.Frogingby

3、hotplasticityformingprocess,Iscommonlyusedindieforging,easyshaping,highproductionefficiency,butneededtoconsidermoreflashreservedamount,andaftertrimmingedgeeffectmachineclampingandpositioning.Inordertomaketheforgingssimpleandreducetheproductioncost,designuseaheatedwhilecompletinglocalupsettinge

4、xtrusionprocess.Keywords:Specialmachinery;Rodparts;localforming;特种机械中的关键、重要零件为了保证其本身的机械性能多采用塑性成形工艺，特别是其中的一些异形的细长杆类零件通常采用模锻工艺，这种工艺效率高、成形难度低。但是该工艺需要考虑较多的飞边预留量，对于细长的异形零件来说，这就使材料分配和模具型腔设计的难度增大，材料利用率不高，并且切边后锻件沿轴向会有一圈毛刺余根，杆部的圆度无法保证，增加了后续机加定位难度。我厂在生产该类型零件时采用了一种局部成形的工艺，通过工艺参数摸索和工装、模具设计，成功掌握了该工艺加工方法，实现

5、量产并很好的沿用到其他类似零件的生产上。1.尺寸设计及计算考虑到该工艺异形部位（局部）成形，毛坯设计时非成形的杆部可直接利用原料的状态。以某产品的机头体为例，毛坯图设计如图1所示。图1机头体毛坯图Fig1forgingdrawing零件材质选用25Cr2Ni4WA，其化学成分以及热处理后力学性能如表1、表2所示。表125Cr2Ni4WA化学成分（%）Table1chemicalcompositionof25Cr2Ni4WA(%)CMnSiCrNiW0.21~0.280.25~0.550.17~0.371.35~1.654.00~4.500.80~1.20表2材料力学性能Table2

6、themechanicalpropertiesofthematerial抗拉强度/Mpa屈服强度/Mpa伸长率/%断面收缩率/%冲击功/J1080930114571根据体积不变的原则，根据已设计的毛坯建立三位模型测出总体积，由于设计毛坯时坯料的直径大小（杆部直径）已经确定，这样就可以得到原料需要的长度，然后再在该长度基础上增加2-3mm的作为飞边余量，最终得到坯料下料长度。虽然坯料尺寸计算很简单，但是控制尺寸极为重要，坯料少了造成挤压时充型不满，而坯料多了挤压时轻则飞边过厚切边困难，切边模寿命降低，重则挤压模具胀裂导致模具报废。2.工艺特点及难点该工艺最大的特点：原料只需一次局部（

7、成形部分）加热，完成两次成形，最后清除飞边。我厂使用的设备是一台双工位的电热镦机和一台315T液压机，主要过程如图2所示。由于第一次镦粗时镦粗比k和高径比H/D较大，若采用普通的镦粗方式易使坯料产生失稳，导致纵向弯曲。为克服该问题，只能减少镦粗时材料的初始镦粗比和高径比，即k值和H/D比值。下料一次加热镦粗二次挤压切边图2电热镦机工作部分由砧子缸、镦粗缸、夹持缸共同作用实现毛坯的镦粗过程，如图3所示。工作时，夹块夹住坯料。坯料的右端被镦粗缸压向砧子缸，这时夹块与砧子成