軸類鍛件的折疊缺陷
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發表時間：2019-01-17 15:28
在鍛件中，有較大部分是軸類鍛件，其成形模具是摔模，由上下兩部分構成，鍛造中鍛件繞著軸線旋轉，沒有飛邊，例如卡摔模和調直摔模。摔模成形特點是通過模具側面壓力來制約金屬橫向流動，使金屬順著軸線延長，和自由鍛成形比起來，拔長率提高20％～40％。同時，內拔長時應力情況也能防止內部出現縱向裂紋。在生產中發現，臺階軸鍛件使用一般摔模鍛造時，往往在臺階部位發生折疊缺陷。
折疊缺陷問題下面是半軸鍛件工藝，以此說明利用成形臺階軸過程中出現缺陷，和模具改進后的解決。半軸成形步驟是：1.壓肩直徑是130mm；2.拔長兩端到直徑130mm，自由鍛成形；3.一端壓肩直徑118mm；4.拔長一端到直徑115mm，自由鍛成形；5.壓肩直徑108mm；6.拔長另一端到直徑105mm，自由鍛成形；7.修整和調直成形，調直摔模。利用摔模時，在步驟1.3.5.7，都容易發生折疊缺陷，尤以調直摔模這一步***為嚴重。
問題分析現在以調直摔模這一步為例，分析缺陷原因和工序改進。摔模型腔不同部位產生臺階，其高度結合直徑差來確定，這就使鍛打過程中臺階不為金屬發生劇烈變形和流動不暢。上、下模塊在合攏時，型腔上為避免應力出現集中與使流動平滑而設置圓角在接觸臺階部位產生一個臺階縫隙，進一步對金屬流動造成影響。這樣，在臺階部位除了大多數金屬按工裝流動產生臺階外，剩下的金屬因為直徑變化引起流動不暢，有一部分流到上、下模塊的縫隙中，形成像模鍛時的“飛邊”。在鍛件旋轉鍛造時，這部分剩下的金屬因為厚度薄在鍛造時被彎曲而貼在鍛件表面，進一步鍛打時會卡在鍛件內，形成折疊。普通摔模時折疊缺陷的原因包括兩個：一個是型腔上因為直徑不同的臺階；二是型腔的圓角。針對這兩個因素進行分析：1.型腔的圓角無法取消；2.折疊開始出現在模塊交界處，說明接近其接觸部位臺階是造成折疊的主因。
問題的解決對工裝進行修改，從根源上解決軸類鍛件的折疊問題。在摔模的臺階處，在小直徑型圓弧切向設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階，減慢形狀上改變。當模塊合攏時在圓角處產生一個容納剩下金屬的空腔，不是原來的臺階縫隙。鍛打時剩下金屬分流到這個部位時，不產生飛邊，而產生一個棱形塊，在鍛件旋轉鍛造時，這部分剩下金屬因為是棱形由于其厚度后所以不是先彎曲再折疊，而是經過鍛粗和鍛平然后融進鍛件內部，成為一個整體，不會發生折疊缺陷。
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