浅谈六角头(法兰面)螺栓热镦工艺及模具设计

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1、万方数据压力an1-MetalForming瓣浅谈九角头(法兰面)螺栓热镦工艺及模具设计贵州高强度螺栓厂(贵阳550009)孙明六角头(法兰面)螺栓的热镦成形工艺在我国主要用于生产小批量、大规格、长规格的产品。这种工艺的应用，既解决了生产设备的不足，又较纯切削加工工艺提高了生产率，同时也节约了材料的消耗，因而在我国紧固件行业中广泛采用。1．热镦六角头(法兰面)螺栓的生产工艺我国各企业的热镦工艺流程基本上相同，即：下料一热镦头部一机加工一滚螺纹一热处理一表面处理一成品。2．热镦成形模具的设计(1)热镦上模的设计热镦六角头(法兰面)螺栓头部成形上模的结构设计如图1所示。由于产品在热镦时，尺寸精度受

2、模具的热变形、坯料变形前的加热温度以及产品冷却后的冷缩等因素的影响，使成形上模的设计要点体现于尺寸

3、s的设计。其设计的正确与否，直接关系到热镦产品的质量和模具的使用寿命。因此要想正确地设计产品头部成形上模的s尺寸，必须经过工艺摸索和总结。下表列出了部分六角头(法兰面)螺栓头部成形上模的．s尺寸。图11．上模芯2．成形上模部分六角头螺栓坯料、模具设计尺寸(mm)坯料直径上模芯对边尺寸下模芯尺寸D六角头螺栓规格／mmS／mm／mmM16、s=24—3．331823．9+3”18．213+02M18、Js=27．8332026．9+8’0520．2：8+”M20、S=30—3”22．529．9+3‘

4、”22．7：3‘02M22、S=34一S3325．533．9+3”25．7：g”圈塑型型型竺!!塑(2)热镦下模的设计六角头(法兰面)螺栓成形下模的结构设计如图2所示。从结构图上来看设计是非常简单的：只要在设计下模内孑L尺寸D时考虑坯料加热后的膨胀因素即可。但实际上并非如此，这在后面将要讲到。上表也列出了部分六角头螺栓热镦下模的D尺寸。图21．下模套2．下模垫3．下模芯(3)模具材料的选择由于一般六角头(法兰面)螺栓头部的表面粗糙度值要求为R。：12．51um，所以热镦成形工艺是完全可以满足的，故不需要再对产品头部进行勒光加工。但要想有效地保证产品头部的尺寸要求，模具材料的选择也是相当重要的，

5、所以热镦模具的材料常要求具有较高的力学性能、较好的耐热疲劳性和良好的淬透性等。因此，我们选择热镦上模材料为W6M05Cr4V2，下模芯材料为3Cr2W8V。3．热镦废品形式及原因(1)头顶部及圆盘锥面上存有疤痕热镦六角(法兰面)螺栓时，从产品头部外表看无任何缺陷，但热处理后在产品圆盘A处(如图3所示)有片状金属脱落，从而造成疤痕。产生这种现象的主要原因是：坯料直径选择不当(过大)，在成形时六方上模切掉部分金属(见图4c处金属)后压入零图3万方数据压力力口工黛簟MetalFormingS形凸轮的平锻工艺青海东风模锻有限责任公司技术规划部(乐都县810700)陈建宏凸轮作为汽车上的重要零件，对表面

6、品质及内在性能要求较高。图1所示为某汽车零部件公司的一种s形凸轮锻件，材质为40Cr，质量为8．04kg，要求供应的锻件毛坯余量均匀，工作面平滑。其工艺难点在于尖角处不易充满，从而造成加工时留有黑皮。根据我公司的现有设备状况和工艺体系；决定在8000kN水平分模平锻机上成形。48二}30!K向莎7义哥司芝乡-●一<图1NK心够易心。VZ．J八r⋯-C处／／坯料／，，熊一黎一＼一＼＼推出销～1．热锻件图的制定与分模面的选择热锻件图是考虑热收缩率后，根据锻件图制定的。而分模面是根据锻件的具体形状来选择的，使之既要保证外观、尺寸符合要求，又要方便模具制造与调整。经仔细分析，确定图2所示的空间分模线。

7、一K图22．工步的确定与工艺路线的制订根据此凸轮锻件的工艺结构特点和技术要求，并结合我公司的平锻设备、模体等，确定的锻造工步为：聚料一压扁一终锻一切边。图4件圆盘上，导致热处理后这块金属脱落；坯料端部有毛刺；成形下模内孔尺寸D设计过大，造成坯料在模腔内左右晃动，致使六方成形模切掉部分金属。(2)头部圆盘底部疤痕(见图3召处)产生这种疤痕的主要原因是热镦时没有及时清除留在模具表面的氧化皮。当下次镦锻时，氧化皮压入六角(法兰面)螺栓头部圆盘底面，在产品热处理或冷却后金属脱落造成疤痕。(3)杆部机加工“余量不够”产品在设计时已给足车削余量，但机加工仍车“不见光”。这种原因主要是由于下模芯内孑L尺寸D

8、设计过大，使产品杆部在模腔中间隙过大，造成热镦时杆部弯曲，从而导致车“不见光”。4．结语目前，我国许多企业的产品热镦工艺已由原来粗糙的热镦工艺改为较为精密的热镦工艺，使产品原材料的利用率及生产率都大大提高，同时也使产品质量大大提高。为此，对热镦工艺的制定及模具的设计要求将会越来越高。以上是对精密热镦六角头(法兰面)螺栓工艺及模具设计的一些肤浅之谈，望与广大同行共同探讨。妨(20030918)堡型型