闭式锻在主传动从动齿锻件中的应用.pdf

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1、第l期汽齿科技2009年闭式锻在主传动从动齿锻件中的应用何琪海摘要：本文阐述了DQ200项目主传动从动齿锻件(大锻件)的工艺策划、模具设计过程，用闭式锻新工艺开发主传动从动齿锻件，不仅为公司自主开发海外市场产品占得先机，而且为“节能减排”工作取得了成绩，通过实践证实，闭式锻的新方法是十分有效的。关键词：闭式锻；锻件：复杂系数；模具；节能减排l工艺流程制定1．1工艺分析主传动从动齿锻件是一种镦粗类锻件，如图l所示。锻件有以下特点：(1)锻件为簿形圆盘类，它的盘厚度和直径之比为28．6／224。2=0．13<0．2，根据资料标

2、准，该锻件的复杂系数为S4级，在锻造行业中是最复杂的一类；(2)锻件精度高，属于精密级，锻件不需粗加r，直接上数控机床；(3)锻件不允许冷整形。图1主传动从动齿锻件图1．2闭式锻的优点’(11有利金属充满模膛，锻件的精度高；(21减小了飞边损耗，不需要切边设备，有利于节能降耗；(3)闭式锻时金属处于明显的压戍力状态，低塑性材料有利予成形。1．3工艺流程如果还是按照原米的开式锻造艺开发，不仅不能保证锻件的质量，而且产品价格根本不能参与市场竞争。根据我们公司的档位齿(小锻件)等闭式锻造的成功经验，在创新思想的激第l期何琪海：闭

3、式锻在主传动从动齿锻件中的应用·2l·励下，决定该锻件采用闭式锻的锻造，工艺流程定为：下料一中频加热一镦粗一终锻一冲孔一正火一喷丸。2关键设备的选择．2．1设备种类的选择(1)螺旋压力机结构简单，通用性强，工艺用途广，适合中小批量生产。由于它的打击速度低，模具可以采用组合结构，从而简化模具制造过程，缩短生产周期，可节省模具钢和降低生产成本。(2)热模锻压力机导向精度高，锻件的余量、公差等都可以减少，承受偏载能力强。因此，生产率较高，便于实现机械化、自动化。但热模锻压力机结构复杂，滑块行程固定，设备容易闷车。(3)螺旋压力机

4、包括摩擦压力机和离合器式压力机。离合器式压力机与摩擦压力机相比，具有每次打击可输出的能量大；滑块在90％行程的任何位置都可输出最大打击力和能量；滑块行程可预选，打击力也可选择；滑块回程快，模具寿命长，生产效率高。综上所述，由于主传动从动齿锻件形状比较简单，不需要多工位锻造，为了能缩短产品开发时间，降低生产成本，故本锻件选用在离合器式螺旋压力机设备上进行锻造。2．2设备吨位的确定按经验公式，螺旋压力机吨位选择可按下式确定尸=KS／q式中，尸为螺旋压力机公称压力(I；K为系数一般在50-~80kN／cm；为锻件总变形面积(包括

5、锻件面积，冲孔连皮面积及飞边面积)(cm)；q为变形系数，一般在0．1．6范围内选取。本锻件由于轮廓比较简单，取K=50kN／cm；由于锻件没有飞边，经计算投影面积约为401．2cm；由于锻件在镦粗Nd,于模具型腔2～3mm后进行锻造，它的变形程度不大，取1．3。因此，锻造力P=50×401．2／1．3=15430kN上式适用r一次成形所需设备吨位，若采用2～3次打击成形，应按计算值减小一半。由于本公司现有一台16000kN离合器式压力机，它的最人打击力可达20000kN，因此，设备的公称吨位>15430．8kN，选用本公

6、司现有的16000kN离合器式压力机进行锻造。3模具设计3．1模具结构式锻模合模的结构见图2。其特点是凸凹模间的间隙方向与模具运动方向平行，在模锻过中间隙的人小不变。由于间隙很小，金属流入间隙的阻力一开始就很大，这有利于金属充满模膛。3．2终锻模具的设计3．2．1热锻件图的设计(1)锻件横向热尺寸基本按冷锻件图的横向尺寸加1．5％的热收缩率。(2)锻件纵向热尺寸基本按冷锻件图的纵向尺寸加l％的热收缩率。·22·汽齿科技2009芷1-上模；2一下模壳：3一顶杆：4一下模垫板；5一下模芯垫头；6一下模芯；7—锻件图2闭式锻模的

7、结构3-2．2凸凹模间隙的选择间隙过大，在金属流动时，此处将产生纵向毛刺，加速模具磨损和造成顶件困难；间隙过小，冈温度的影响和模具的变形，使得凹模和凸模运动困难。上模导向部分与下模芯问的间隙值按《锻模设计手册》表6．17选用，取0．204)．30mlTlol-模芯和下模垫头间的间隙值定0．4．5Omm。3．2．3终锻上模的设计为了节约模具材料，降低开发成本，减少开发时间，终锻上模采用本公司的标准模块，以便修复。导向高度ho=15mm，具体见图3。其余图3终锻上模图3．2．4卜模芯垫头的殴计卜模：芭=垫头的有效高度从《锻模设

8、计手册》表5．1l查得，其最小值hi=60mm，最后根据卜模芯得出有效高度，具体见图4。3．2．5卜模芯的设计为了l节约模具材料，提高模具寿命，终锻模采用有预应力的分体式模具，以便更换。模芯结构和尺寸见图5。下模壳尺寸与之相配，图略。第l期何琪海：闭式锻在主传动从动齿锻件中的应用·23·图4下模芯垫头图