方头螺栓的锻造模具的设计与改进.pdf

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1、第㈨甾21tj】有色矿冶Vo1．30．№220l1年4，jN0N—FERROUSM1NINGANDMETAILURGYApril2014文章编号：1007—967X(2014)02—0067—03方头螺栓的锻造模具的设计与改进连厚富，齐永丰[中国有色(沈阳)冶金机械有限公司，辽宁沈阳1lO141]摘要：通过对方螺栓胎模锻与自由锻优点的比较。介绍了通过充分利用胎模来生产锻件，可达到不断降低锻件毛坯重量，减少加工工时目的。设计合理的锻膜结构和不断改进锻模结构，是该]艺的关键。关键词：胎模锻；fi由锻造；锻模结构中图分类号：TG3】5．2文献标识码：A的金属损耗大为降低，

2、节约了金属，并减少了后续工1概述序的继续机械加工工时。因此，锻模结构与锻件成自由锻是指只用作用简单的通用工具或在自由形工艺有紧密的联系，由于胎模工艺变化较多，所以锻造设备的上下砧问直接对坯料施加外力，使坯料胎模种类也很对多，合理的设计胎模的结构对于降产生变形而获得所需几何形状及内部质量的锻件的低锻件毛坯重量，减少加工工时起到了关键作用。加工方法。在单件和小批量锻件生产中特别是大型方头螺栓锻造工艺的改进对降低锻件毛坯质量，减锻件的生产中，是一种最有效的成形方法。而胎模少加工工时有很好的促进作用。锻采用的是自由锻造设备和不固定于设备上的活动2优化实施方案胎具，因此具有自

3、由锻的许多特点，如工具(模具)简单、工艺过程灵活多样、大量采用自由锻制坯胎模焖2．1优化前的工艺方法形等工艺。又由于胎模锻采用的是专用模具，它也方头螺栓(如图1)是矿山设备上的部件，因其具有模锻的某些特点，如锻件形状、尺寸精度最终由作用于其矿山设备重要的部位连接，所以对其性能模具(胎模)控制。因此，在没计胎模时应充分注意要求高，其结构因矿山设备设计的特殊性，因此方头它和自由锻工艺及模锻模具的共性联系，以便充分螺栓的头部具有一定的角度特殊性，不同于一般的应用与借鉴自由锻工具和锻模设计的经验，来满足螺栓。在传统的方头螺栓锻造过程是将适中的锻造胎模没计的要求。圆形坯料先经

4、过一定的镦粗将方头5O×84锻出，然胎模锻是在自由锻设备上进行模锻件生产的一后在将余料拔长为D5O尺寸，完成整个锻造工序种工艺形式，它具有结构简单、形式多种的特点。胎(如图2所示)。模锻是在自由锻的基础上发展起来的，进一步又形成了模锻工艺，因此它是介助于两者之间的一种工艺形式。胎模锻与自由锻比较具有胎模锻锻造时锻件的最终形状与尺寸主要依靠模具槽获得，因此它能把自由锻造中对操作技术要求熟练、体力消耗大的某些复杂工序在胎模中迅速完成，从而减轻了工人的劳动强度，也降低了对[人的技术要求。金属在胎模内成型，使操作简化，火次减少，同时由于金图l方头螺栓属流动受到型槽模壁的限制

5、，使内部组织比较致密，纤维连续，因此锻件的质量亍产能都能得到很大提由于以往方头螺栓具有单件数量少、品种多特高。使锻件表面、形状及尺寸精确度得到改善，从而点，采用模具生产的成本较高，所以主要采用自由锻使原来在机械加工余量、工艺余块、烧损等方面造成(如图3)方法来生产，用料在5．8kg(6．9kg)左右。*收稿日期：20l4—01—16作者简介：连厚富(1977)，，工程师，从事锻造没计开发及工艺编制工作。68有色矿冶第3O卷回火性。5CrMnMo钢与5CrNiMo钢的各种性能类似，是在考虑我国资源情况的基础上，为节约镍而以锰代镍研制的，5CrMnMo钢的强度略高于回@

6、5CrNiMo模具钢。5CrMnMo钢的临界点为：Acl≈7l0℃，Ac3≈760℃，Arl≈650。C，Ms≈220℃。因为5CrMnMo钢更适用于制造要求较高强度和高耐磨性的各种类型锻模(边长≤400mm)，所以选择5CrMnMo钢作为方头螺栓的胎模锻锻造模具。其次，初步设计方头螺栓的胎模锻锻造模具形图2锻造工序状。84r——-1根据胎模的设计的基本要求，选择合理的胎模寮结构，根据方头螺栓的头部尺寸为大端5O×84，小④端为44×52，主要角度为43．25。，杆部为4O的外形结构，初步将方头螺栓设计为单一模结构(如下图5、图6所示)，其外形尺寸是140×305，

7、杆部尺寸42．5，方头部分按44×52，大端5O×84，主要角度图3目由锻尺寸为43．25。展开设计，同时为了满足头部的填充效2．2优化后的工艺方法果，在方头螺栓模具的大端设计一个110×1．5的(1)目标设定飞边槽。根据方头螺栓的实际形状，将自由锻改为胎模41．5厂锻，使其锻件的形状更接近零件形状的尺寸，多种锻件利用一套胎模生产，降低锻件原材料和模具原材＼＼I：)料的消耗，实现降低锻件毛坯重量，减少加工工时目的。如上图2、图3所示两件对比，确定改进目标标1．5准(如图4所示)，重量为4．15kg(5kg)，制定模具图5单一锻模结构改进方案。昌一305(375)